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.