Diagram Alir Program Metode Analisis Data

Konversi sinyal analog keluaran sensor ke digital

3.4. Diagram Alir Program

Diagram alir program merupakan alur jalannya dimulai program hingga hasil data yang telah diproses oleh program dimikrokontroler. Berikut merupakan diagram alir program dalam pemrosesan data hasil pengukuran sensor kelembaban tanah. Gambar 3.2 Flowchart cara kerja program Start Inisialisasi Program Tampilkan nilai ke LCD Delay 800 ms Stop Pada gambar diatas, program diawali dengan start yaitu memasukkan semua defenisi register, fungsi, dan konstanta yang digunakan, kemudian pada inisialisasi program yaitu mendefinisikan chip mikrokontroler yang digunakan dalam program ADC seperti port yang digunakan, pengaktifan ADC dan jenis LCD yang digunakan. Data output sensor elektroda konfigurasi Wenner berupa sinyal analog dikonversikan menjadi sinyal digital oleh ADC yang ada di dalam mikrokontroler kemudian data tersebut dikirim ke LCD sebagai display dengan waktu tunda 800ms, program selesai dan akan terus berulang saat dilakukan perulangan pengukuran.

3.5. Prosedur Penelitian

3.5.1. Skematik Rangkaian Seluruh Sistem Alat Ukur Kelembaban

Tanah. Gambar 3.3 Rangkaian alat ukur kelembaban tanah menggunakan elektroda konfigurasi Wenner berbasis mikrokontroler ATMega16 Gambar rangkaian diatas terdiri dari dua bagian. Rangkaian I merupakan rangkaian catu daya power suply. Catu daya ini tersusun atas trafo CT 2A, diodadan kapasitor serta menggunakan IC regulator 7805 dan 7905 untuk keluaran ± 5volt, 7812 dan 7912 untuk keluaran ±12 volt. Catu daya ini berfungsi sebagai sumber tegangan untuk mikrokontroler dan sensor. Sensor yang digunakan adalah elektroda konfigurasi Wenner, terdiri dari empat buah probe sejajar dengan jarak antar probe sebesar 0,5 cm, panjang probe 5 cm dan diameter probe 1,5 mm. 1,5 mm 0,5 cm 5 cm A B P R Gambar 3.4 Elektroda konfigurasi Wenner Probe AB dihubungkan dengan catu daya sebagai injeksi arus ketanah probe ke 5 volt dan probe B ke ground, kemudian probe PR dihubungkan ke pengkondisi sinyal yang telah terhubung ke port data port A0 pada mikrikontroler dan akan menghasilkan data sebagai deteksi air dalam tanah berupa beda potensial tegangan keluaran. Dan rangkaian minimum standar mikrokontroler yang dihubungkan dengan rangkaian pengkondisi sinyal dan LCD. • Rangkaian minimum standar mikrokontroler yang digunakan adalah rangkaian standar yang direkomendasi pabrik yang menggunakan catu daya 5 volt terhubung pada pin 10 Vcc dan 11 GND. • Rangkaian pengkondisi sinyal berfungsi untuk mengkondisikan sinyal keluaran dari sensor, baik di pertahankan ataupundikuatkan agar dapat diproses oleh mikrokontroler. Terdiri dari IC AD620 yang merupakan modifikasi dari rangkaian penguat intrumentasi, memiliki tingkat akurasi yang tinggi dan noise sangat kecil dapat diabaikan yang hanya memerlukan satu buah resistor eksternal dan IC LF356 sebagai IC yang digunakan untuk menguatkan lagi keluaran dari AD620 agar lebih stabil. • LCDyang digunakan adalah LCD karakter 16x2, hanya mampu menampilkan angka dan huruf sebanyak 2 baris dengan 16 karakter setiap barisnya. Dilengkapi dengan TRIM sebagai pengatur kecerahan backlight LCD. Catu daya yang digunakan adalah 5 volt dan terhubung langsung dengan pin RS,RW, E, D4, D5, D6 dan D7 pada mikrokontroler.

3.5.2. Pengujian

A. Rangkaian Mikrokontroler ATMega16

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega16 ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power suplay sebagai sumber tegangan. Kaki 40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 20 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 40 diukur dengan menggunakan volt meter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 40 sebesar 4,96 volt. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler ATMega16, program yang diberikan adalah program untuk menampilkan karakter pada LCD.

B. Pengkondisi Sinyal

Sinyal keluaran sensor sangat lemah, hampir tidak dapat terbaca oleh mikrokontroler. Oleh karena itu diperlukan pengkondisi sinyal untuk menguatkan sinyal keluaran sensor agar dapat terbaca oleh mikrokontroler. Penguat pada alat ini mengguankan IC AD620 dan IC LF356. � = 49,4 �� 500 �� + 1 = 100 ���� Sinyal ini dikuatkan sebesar 100 kali oleh IC AD620 yakni dengan menggunakan resistor sebesar 500 ohm dan akan dikuatkan lagi oleh IC LF356 sebanyak 10 kali, jadi total penguatan adalah sebanyak 1000 kali.

C. Sampel Tanah Menggunakan Metode Gravitasi

Prosedur yang dilakukan dalam pengukuran kadar air tanah menggunakan metode gravimetri adalah sebagai berikut: 1 Disiapkan peralatan berupa : timbangan, labu kimia erlenmeyer, dan oven. 2 Disiapkan tanah kompas kering sebanyak 1000 gram. 3 Dicampurkan dengan air sebanyak 100 mL 4 Diaduk antara tanah dengan air tersebut hingga merata. 5 Ditimbang labu kimia. 6 Dimasukkan tanah yang telah diadon dengan air sebanyak 50gram kedalam labu kimia. 7 Ditimbang kembali labu kimia tersebut beserta isinya kemudian ditutup. 8 Dibuka penutup labu kimia, kemudian dikeringkan dengan oven dan diatur pada suhu ±100 o C selama beberapa jam hingga tanah benar-benar kering. 9 Setelah itu, dimatikan oven dan dinginkan labu kimia. 10 Tutup kembali labu kimia, kemudian timbang kembali. 11 Dilakukan hal yang sama untuk volume air 200 mL, 300 mL, 400 mL dan 500 mL. 12 Dicatat hasil pengukuran. 13 Dihitung kadar air tanah menggunakan rumus 1.

D. Sampel Tanah Menggunakan Sistem Sensor

Untuk pengujian pada sensor ini, probe AB dihubungkan dengan power suplai sebagai injeksi arus ketanah probe A ke 5 Volt danprobe B ke ground, kemudian probe PR dihubungkan ke pengkondisi sinyal yang telah terhubung port data port A0 pada mikrokontroler. Kemudian pada mikrokontroler diberikan program ADC untuk mengukur tegangan keluaran dari elektroda ketika diinjeksi aruslistrik. Program ADC adalah program yang mampu mengubah sinyal atau tegangan analog menjadi informasi digital dan keluarannya dalam bentuk nilai tegangan yang ditampilkan pada sinyal display LCD Sebelum memulai pengukuran, siapkan sampel yang akan diuji terlebih dahulu yaitu tanah kompas sebanyak 1000 gram yang ditempatkan dalam sebuah pot plastik berdiameter 10 cm dengan tinggi pot 15 cm. Selain itu, semua rangkaian dipastikan dalam keadaan baik dan terhubung dengan sumber tegangan dan kemudian diaktifkan. Setelah itu tancapkan sensor kedalam tanah dan ditunggu beberapa saat hingga pembacaan pada LCD stabil, catat hasil tegangan output sensor. Dilakukan pengulangan pengukuran sebanyak 5 kali untuk setiap sampel. Ada 5 variasi sampel yang digunakan yaitu tanah kompas kering+100 mL air, tanah kompos kering +200 mL air, tanah kompos kering +300 mL air, tanah kompos kering+400 mL air dan tanah kompos kering +500 mL air. Air yang digunakan adalah aquades. Gambar 3.5. Skematik pengambilan data arus dan tegangan pada konfigurasi Wenner. Dari gambar di atas dapat dilihat arus di ukur pada titik di antara probe terluar sensor sebagai supply arus Current measured. Dan tegangan output sensor diukur pada probe dalam Voltage measured, kemudian dihubungkan pada port data port A = port sumber data analog ke ADC pada mikrokontroler pada mikrokontroler untuk diproses dan akan ditampilkan pada display LCD.

3.6. Metode Analisis Data

A. Analisa Regresi Linier

Analisa regresi dalam statistika merupakan metode untuk menentukan hubungan sebab akibat antara sutu variabel dengan variabel-variabel yang lain. Atau bisa juga dikatan bahwa teknik yang digunakan untuk membangun persamaan garis lurus dan menggunakan persamaan tersebut untuk membuat perkiraan. Analisa regsresi linier ialah bentuk hubungan dimana variabel bebas X maupun variabel terikat Y sebagai vaktor yang berpangkat satu. Regresi linier ini dibedakan menjadi: 1 Regresi linier sederhana dengan bentuk fungsi :Y = a + bX + e, 2 Regresi linier berganda dengan bentuk fungsi : Y = b0 + b1X1 + ... + bpXp + e Dari kedua fungsi diatas 1 dan 2; masing-masing berbentuk garis lurus linier sederhana dan bidang datar linier berganda. Metode yang digunakan untuk analisa data dalam penelitian ini adalah analisis regresi linier sederhana. Bentuk hubungan yang paling sederhana antara variabel X dengan variabel Y adalah berbentuk garis lurus atau berbentuk hubungan liner yang disebut dengan regresi linier yang sederhana atau sering disebut regresi linier saja dengan persamaan matematiknya adalah sebagai berikut : Y = A + BX 6 Apabila A dan B mengambil nilai seperti : A =0 dan B=1, persamaan 6 akan menjadi : Y=X 7 Persamaan 7 Adalah suatu bentuk persamaan yang paling sederhana dari regresi linier sederhana. Dari persamaan 6, A dan B disebut konstanta atau koefesien regresi linier sederhana atau parameter garis regresi linier sederhana. A disebut intercept coefficient atau intersep yaitu jarak titik asal atau titik acuan dengan titik potong garis regresi dengan sumbu Y; dan disebut slope coefficient atau slup yang menyatakan atau menunjukkan kemiringan atau kecondongan garis regresi terhadap sumbu X. Dari persamaan garis regresi 7 di atas, dalam hubungan tersebut terdapat satu variabel bebas X dan satu variebel bebas X dan satu variabel tak bebas Y.

A. Intersep Intercept

Intersep merupakan titik perpotongan antara suatu garis dengan sumbu Y pada diagramsumbu kartesius saat nilai X=0 atau nilai rata-rata pada variabel Y apabila nilai pada variabel X bernilai 0. Intersep hanyalah suatu konstanta yang memungkinkan munculnya koefesien lain di dalam model regresi. Intersep tidak selalu dapat atau perlu untuk diinterpretasikan.

B. Kemiringan Slope

Secara matematis,slope merupakan ukuran kemiringan dari suatu garis, koefesien regresi untuk variabek X. Dalam konsep statistika, slope merupakan suatu nilai yang menunjukkan seberapa besar kontribusi yang diberikan variabel X terhadap variabel Y. Nilai slope dapat pula diartikan sebagai rata-rata penambahan atau pengurangan yang terjadi pada variabel Y untuk setiap peningkatan satu satuan variabel X.

C. Koefisian Determinasi R

2 Koefisian determinasi adalah besarnya keragaman informasi di dalam variabel Y yang dapat diberikan oleh model regresi yang didapatkan. Nilai R 2 berkisar antara 0 s.d 1. Apabila nilai R 2 dikalikan 100 maka hal ini menunjukkan persentase keragaman informasi di dalam variabel Y yang dapat diberikan oleh model regresi yang didapatkan. Semakin besar nilai R 2 , semakin baik model regresi yang diperoleh.Kurniawan, 2008. Metode regresi linier dapat pula digunakan untuk mencocokkan data terhadap fungsi-fungsi eksponensial dalam beberapa kasus yang disebut dengan regresi eksponensial. Kita ingat kembali, secara umum fungsi eksponensial dapat dinyatakan sebagai bx y ae = 8 Dalam hal ini, fungsi eksponensial memberikan banyak fenomena yang berbeda-beda di dalam ilmu teknik. Parameter a dan b dapat kita tentukan dengan sedikit manipulasi matematis dasar. Regresi Eksponensial digunakan untuk menentukan fungsi eksponensial yang paling sesuai dengan kumpulan titik data xn,yn yang diketahui. Regresi Eksponensial merupakan pengembangan dari regresi linier dengan memanfaatkan fungsi logaritmik.

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengukuran Menggunakan Metode Gravimetri

Hasil pengukuran kadar air tanah dengan beberapa variasi volume air yang dicampurkan dengan kompos sebanyak 1000 gram menggunakan metode gravimetri adalah sebagai berikut: Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kadar Air Tanah Menggunakan Metode Gravimetri Volume air, Va mL Massa tanah basah, Mtb gram Massa tanah kering, Mtk gram Kadar Air Tanah, KAT 100 50 43,5 13 200 50 40 20 300 50 34 32 400 50 31 38 500 50 26,5 47 Gambar 4.1 Grafik hubungan antara Va dengan KAT Grafik di atas adalah hasil pengukuran kadar air tanah menggunakan teknik pengukuran kadar air tanah gravimetri, yaitu perhitungan kadar air tanah berdasarkan perbandingan massa tanah basah dengan massa tanah kering setelah y = 0,086x + 4,2 R² = 0,9914 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 100 200 300 400 500 600 K A T Va mL