PENDAHULUAN yang berfungsi untuk merekam hasil pembakaran.
1. PENDAHULUAN yang berfungsi untuk merekam hasil pembakaran.
Klimatologi pertanian atau agroklimatologi Kelemahan dari cara pembakaran pias (Agricultural Climatology), klimatologi yang
adalah jika saat pengamatan terjadi hujan maka menekankan pembahasan tentang permasalahan
pias akan basah, sedangkan pada saat matahari iklim di bidang pertanian. Membahas pengaruh
bersinar, pias tidak langsung terbakar, tetapi positif maupun negatif perilaku iklim terhadap
membutuhkan waktu untuk mengering dan usaha pertanian.
terbakar. Dengan kondisi ini waktu untuk proses
Dalam hubungan yang luas, klimatologi
mengering hingga terbakar tidak terdeteksi pada
pertanian mencakup pula durasi musim
pias.
pertanian, Dari kelemahan deteksi sinar matahari hubungan antara laju
dengan cara pembakaran pias, perlu dibuat alat
pertumbuhan tanaman atau hasil panen
pengukur durasi penyinaran matahari tanpa
dengan faktor atau unsur-unsur cuaca dari
terganggu adanya hujan dan dapat dilakukan
pengamatan jangka panjang.
secara otomatis. Untuk mengatasi kelemahan Di bidang klimatologi pertanian, data
deteksi sinar matahari dengan cara pembakaran tentang durasi penyinaran sinar matahari sangat
pias dibuat alat pengukur durasi penyinaran penting. Campbell Stokes adalah salah satu alat
matahari secara digital dengan memanfatkan yang digunakan oleh Badan Meteorologi
sensor peka cahaya atau Light Dependent Klimatologi dan Geofisika (BMKG) untuk
Resistor ( LDR), dan mikrokontroler. mengukur durasi penyinaran matahari dengan
metode pembacaan secara manual. Alat tipe ini
terdiri dari bola kaca yang berfungsi untuk
memfokuskan sinar matahari dan kertas pias
2.1 RADIASI MATAHARI
(c = 3x10 8 m.s -1 ). Hipotesa Maxwell yang
dengan gelombang Matahari adalah sumber energi bagi
berkaitan
elektromagnetik, adalah: peristiwa-peristiwa yang terjadi dalam
dengan :
atmosfer yang dianggap penting bagi
sumber kehidupan. Energi matahari
c f * (1) merupakan penyebab pokok dari perubahan
dan pergerakan dalam atmosfer sehingga
c: cepat rambat gelombang elektromagnetik dapat dianggap sebagai pengendali iklim
(m/s 2 )
dan cuaca yang besar. Perpindahan energi
f : frekuensi gelombang elektromagnetik matahari dari suatu tempat ketempat lain
(Hz)
dipancarkan dalam
elektromagnetik baik dengan media maupun tanpa : panjang gelombang elektromagnetik (m)
bentuk
gelombang
media. Energi tersebut mempunyai sifat-sifat
-2 Gambar 1. Besarnya daya akibat radiasi matahari (Wm )
www.azimuthproject.org
yang jenuh sehingga radiasi matahari permukaan bumi sangat bervariasi menurut
Penerimaan radiasi
matahari di
tidak sampai pada permukaan bumi. tempat dan waktu. Hal ini disebabkan oleh
d. Dalam pengaliran cahaya matahari perbedaan letak lintang serta keadaan
mencapai bumi akan melewati atmosfer atmosfer terutama awan dan juga
dimana selama perjalanannya akan kandungan debu maupun uap air (Handoko,
beberapa hambatan 1994). Jumlah radiasi matahari yang
mengalami
sehingga energi yang diterima juga diterima oleh bumi berbeda-beda. Hal ini
akan mengalami pelemahan atau disebabkan
oleh:
atenuasi.
a. Jarak terhadap matahari: Semakin dekat dengan matahari maka radiasi yang
Besarnya intensitas radiasi matahari diterima juga semakin besar dan
menurut Stefan-Boltzman, adalah sebaliknya.
b. Intensitas radiasi matahari: Semakin besar nilai intensitas maka radiasi yang
I total =eσ.T 4 diterima juga semakin besar dan
sebaliknya.
c. Durasinya penyinaran
matahari:
dengan :
Durasinya radiasi
I : Intensitas radiasi pada permukaan benda mempengaruhi kuantitas, kualitas dan
juga
akan
hitam pada semua frekuensi, intensitas karena adanya kelengasan
T : Suhu mutlak benda, dan
Untuk kasus benda panas yang bukan benda hitam, akan memenuhi hukum yang sama, hanya diberi tambahan koefisien emisivitas yang lebih kecil daripada 1 sehingga:
I total = e.σ.T 4 (3)
Intensitas merupakan daya per satuan luas, maka persamaan (3) dapat ditulis sebagai: dengan:
P/A = = e. σ. T 4 (4)
P : daya radiasi (W)
Gambar 2. Campbell Stokes ketika proses
A : luas permukaan benda (m 2 )
pembakaran pias
E : koefisien emisivitas
http://ittzy.com/weekpic/the-campbell-stokes-
T : suhu mutlak (K)
lensa. Kertas pias yang tidak terletak pada
MATAHARI
titik api lensa tidak akan terbakar. Dalam satu hari alat ini hanya
Durasi penyinaran matahari adalah lamanya suatu wilayah tertentu menerima sinar
menggunakan satu kertas pias. Kertas pias
matahari dalam periode satu hari dihitung dalam
diletakkan pada titik api bola lensa
satuan jam dan menit. Penyinaran matahari
sedangkan hasil pembakaran pias akan
dapat mengubah suhu permukaan bumi.
terlihat seperti garis lurus di bawah bola
Banyaknya jumlah panas yang diterima oleh permukaan bumi tergantung pada lamanya
lensa. Kertas pias yang tidak terletak pada
penyinaran, kemiringan sudut datang matahari
titik api lensa tidak akan terbakar.
ke bumi, keadaan awan, dan keadaan bumi itu sendiri. Penyinaran matahari pada permukaan
Perhitungan durasi penyinaran matahari
bumi kadang terdapat halangan seperi awan, kabut dan lainnya di atmosfer bumi. Data durasi
dalam satuan jam
penyinaran matahari dilaporkan setiap jam 00.00 UTC. WMO
penyinaran matahari adalah jumlah waktu Lama Penyinaran Matahari
X 1 Jam paparan
Lama Penyinaran
radiasi matahari
langsung
ke
Panjang Hari permukaan bumi yang melebihi 120 W/m 2
(WMO No.8, 2008).
2.3 CAMPBELL STOKES
Kelemahan Campbell Stokes antara lain:
Campbell-Stokes
bekerja
berdasarkan pemfokusan sinar matahari
a. Pemasangan harus tepat pada lintang untuk
tempat yang akan diukur. kertas pias penyinaran. Prinsip alat ini adalah
harus diubah sesuai dengan musim. pembakaran pias, sedangkan panjang pias
b. Posisi
yang terbakar dinyatakan dalam satuan jam.
dari kertas pias Dalam
c. Kelembapan
mempengaruhi proses pembakaran. menggunakan hanya satu kertas pias. Kertas
d. Jika kertas pias basah pada saat pias diletakkan pada titik api bola lensa
pengamatan, pias akan sulit untuk sedangkan hasil pembakaran pias akan
dilepas dari dudukan Campbell Stokes. terlihat seperti garis lurus di bawah bola
2.4 LDR
2.5 MIKROKONTROLER
LDR adalah salah satu jenis resistor Mikrokontroler adalah sistem yang perubahan resistansinya berbanding
komputer dalam sebuah chip. Dalam lurus dengan intensitas cahaya yang
mikrokontroler terdiri dari sebuah inti diterima oleh komponen tersebut. LDR,
prosesor, memori (sejumlah kecil Read berfungsi sebagai sensor cahaya yang
Acess Memory atau RAM, memori terdiri dari sebuah cakram semikonduktor
program, atau keduanya), dan perlengkapan yang mempunyai dua buah elektroda pada
Dengan kata lain, permukaannya. Pada saat gelap atau cahaya
input
output.
mikrokontroler adalah suatu alat elektronika redup, bahan dari cakram tersebut akan
digital yang mempunyai masukan dan menghasilkan elektron bebas dengan
keluaran serta kendali dengan program jumlah yang relatif sangat kecil, sehingga
yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara hanya ada sedikit elektron untuk
khusus.
mengangkut muatan elektrik. Hal ini berarti pada saat cahaya redup, LDR menjadi konduktor yang buruk atau isolator, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang sangat besar pada saat gelap atau cahaya redup.
Pada kondisi ini LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi besar atau
dark resistance (R D ) 20 MOhm dan dalam
kondisi terang atau intensitas cahaya
Gambar 4. Fungsi pin-pinmikrokontroler
semakin kuat, maka LDR mempunyai
ATMega 16
karakteristik dengan resistansi kecil atau
https://www.futurlec.com/Atmel/ATMEGA16.s
light resistance (R L ) ≤ 5 KOhm.
html
Untuk perancangan sebuah sistem berbasis mikrokontroler maka
yang diperlukan adalah perangkat keras dan perangkat lunak, yaitu:
1. Sistem minimal mikrokontroler (Hardware)
2. Software
pemrograman dan
kompiler
serta downloader
Gambar 3. Bentuk fisik, simbol dan
(Software)
karakteristik LDR
https://www.kitronik.co.uk
Studi literatur
Perancangan Alat
Gambar 5. Sistem minimum AtMega 16
Implementasi dan Pengujian
Sebuah mikrokontroler tidak dapat
berfungsi secara
sendirian,
namun
Kesimpulan dan saran
memerlukan komponen lain yang disebut
sistem minimum. Secara umum sistem
Selesai
minimum mikrokontroler memiliki bagian yang sama, yaitu:
Gambar 6. Diagram alir proses penelitian
1. Prosesor, yaitu mikrokontroler itu sendiri.
2. Rangkaian reset agar mikrokontroler
3.2 RANCANGAN SISTEM
dapat menjalankan program mulai dari Pada rancangan sistem dibuat skema awal.
rangkaian elektronika. Skema merupakan
3. Rangkaian clock, yang digunakan untuk gambar rancangan komponen elektronika memberi detak pada Central Processing
yang di rangkai sesuai fungsinya yang Unit (CPU).
diguanakan
sebagai
acuan dalam
4. Rangkaian catu daya, yang digunakan
pembuatan alat.
untuk memberi sumberdaya.