KALIBRASI SENSOR TINGGI MUKA AIR MENGGUN
KALIBRASI SENSOR TINGGI MUKA AIR MENGGUNAKAN
SENSOR E-TAPE DENGAN METODE ANALISIS REGRESI
LINIER
CALIBRATION OF WATER LEVEL SENSOR USING E-TAPE
SENSOR WITH LINEAR REGRESSION ANALYSIS METHOD
Ario Wisnu Wicaksono 1, Eska Rahmadi 2 ,Sekar Ayu Darmastuti 3,Nurul Hidayati 4
Kelompok 8, HariRabu, Praktikum Minggu ke-8
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper, Kampus IPB
Dramaga,Bogor, 16680
awariowicaksono33@gmail.com
Abstrak : Jumlah air tanah yang berpengaruh pada kelembaban tanah adalah faktor kunci dalam
bidang agrikultur. Jumlah air dalam tanah berdampak secara langsung pada pertumbuhan
tanaman dan juga berpengaruh pada jumlah bahan kimia pertanian yang diberikan ke
tanah.Praktikum ini bertujuan untuk melakukan kalibrasi sensor muka air analog sebelum
melakukan pengukuran di lapang.Praktikum kalibrasi sensor muka air dilakukan di Wageningen,
Kampus Institut Pertanian Bogor pada tanggal 5 November 2014.Nilai yang dilihat secara
penglihatan / manual, hasilnya tidak berbeda jauh dengan nilai konversi dari sensor muka air A
dan B. Akan tetapi, untuk sensor pada tabung A, nilai pada detik 15 hingga selesai,
pembacaannya sudah mulai tidak akurat dengan sensor tabung B dan pembacaan manual,
sedangkan pada tabung B dan pembacaan manual nilainya tidak berbeda jauh, hal itu dapat
diindikasikan ada beberapa macam faktor yang mempengaruhinya antara lain keadaan sensor
yang sudah uzur alias sudah kurang peka menanggapi perubahan ketinggian muka air dan faktor
lainnya.Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sensor muka air
e-Tape dapat digunakan secara optimal untuk kalibrasi menentukan tinggi muka air dengan
catatan sensor masih dalam keadaan baik sehingga optimal dalam memberikan informasi
ketinggian muka air.
Kata Kunci : e-Tape, regresi linier, sensor, tinggi muka air
Abstract:The amount of ground water that affect soil moisture is a key factor in agriculture. The
amount of water in the soil have a direct impacton plant growth and als oaffects the amount of
agricultural chemicals applied to the soil. Practicum aims to calibrate the analog sensor water
level before making measurements in the field. Practicum water level sensor calibration
performed in Wageningen, Bogor Agricultural University on November 5,2014. The value of
being viewed as a visual/ manual, the result is not much different from the value of the conversion
of water level sensors A and B. However, for the sensor on the tube A, the value at 15 seconds to
complete, the reading has begun to inaccurate sensor readings manually and tube B, where as the
B tube and reading the manual value is not much different, it may be indicated there are several
kinds of influencing factors, among others, state censorship of the elderly alias is a less sensitive
response to changes in water level and other factors. Based on practical work that has been done,
it can be concluded that the water level sensor E-Tape can be used optimally to determine the
calibration of water level sensors to record still in good condition so that optimal water level
information.
Keywords : e-Tape, linear regression, sensors, water level
PENDAHULUAN
Jumlah air tanah yang berpengaruh pada kelembaban tanah adalah faktor kunci
dalam bidang agrikultur. Jumlah air dalam tanah berdampak secara langsung pada
pertumbuhan tanaman dan juga berpengaruh pada jumlah bahan kimia pertanian
yang diberikan ke tanah. Pengetahuan tentang kelembaban tanah adalah dasar
untuk perhitungan akurat dari jumlah air yang dibutuhkan pada irigasi. Estimasi
dari jumlah air tanah telah memperoleh perhatian yang besar sejak dahulu. Pada
praktiknya terdapat tiga metode dasar yang tersedia, yaitu teknik gravimetri,
teknik nuklir dan teknik elektromagnetik. Dari semua ini, teknik elektromagnetik
telah menjadi populer karena dapat menentukan kelembaban tanah secara cepat,
aman, tidak merusak dan mudah diautomatisasi (Rusdin 2011).
Beberapa peneliti telah mengkalibrasi sensor kapasitif untuk tipe tanah
tertentu. Pada studi tersebut, keluaran dari sensor-sensor (frekuensi) berhubungan
langsung dengan jumlah air dalam tanah. Umumnya, suatu frekuensi referensi
dipergunakan untuk mengkompensasi perbedaan diantara sensor-sensor. Dari
sudut pandang teoritis dinyatakan juga bahwa kapasitansi sensor pada dasarnya
berubah akibat variasi permitivitas dari tanah yang merupakan fungsi dari jumlah
air. Dengan memecah kalibrasi menjadi dua tahapan yaitu satu frekuensi
berhubungan dengan permitivitas tanah dan yang lainnya adalah permitivitas
berhubungan dengan jumlah air tanah, sehingga diperoleh banyak faktor fisis
berdasarkan prosedur kalibrasi.
Sebagian besar penduduk Indonesia masih bergerak dalam sektor pertanian dan
perkebunan. Terdapat banyak jenis sawah diantaranya, yaitu sawah tadah hujan,
sawah irigasi, sawah bencah atau sawah pasang surut, sawah kambang dan sawah
padi gogo-rancah. Pada ketinggian di atas 500 meter, pertanian sawah dinilai tidak
optimal lagi karena suhu udara mulai sejuk dan persediaan air sudah berkurang.
Petani juga harus mengetahui tinggi muka air yang cocok dengan jenis-jenis
sawahnya. Untuk itulah praktikum ini dilaksanakan. Praktikum ini bertujuan
untuk melakukan kalibrasi sensor muka air analog sebelum melakukan
pengukuran di lapang.
METODE PRAKTIKUM
Praktikum kalibrasi sensor muka air dilakukan di Wageningen, Kampus
Institut Pertanian Bogor pada tanggal 5 November 2014. Alat yang digunakan
pada praktikum ini, yaitu Data logger Em50, sensor muka air e-Tape, tabung ukur,
penggaris dan seperangkat komputer atau laptop. Langkah pertama yaitu
dilakukannya kalibrasi sensor muka air secara bergiliran oleh masing-masing
kelompok. Kemudian kabel sensor muka air e-Tape disambungkan ke Data logger
Em50. Selanjutnya sensor muka air e-Tape dimasukkan ke dalam tabung ukur.
Setelah itu, air tabung diisi secara bertahap setiap ketinggian 2 cm. Kemudian
keluaran sensor muka air e-Tape yang tertera di Data logger Em50 dicatat oleh
praktikan. Lalu dibuatlah grafik hubungan antara hasil keluaran sensor muka air eTape dengan hasil pengukuran muka air secara manual. Setelah itu, ditentukannya
persamaan yang menunjukkan hubungan tersebut.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian tinggi muka air ini menggunakan data logger Em50, sensor muka air
e-Tape, tabung ukur, penggaris dan seperangkat komputer atau laptop. Bahan
yang digunakan pada pengujian ini adalah air. Hasil pembacaan sensor dan data
logger pada ketinggian muka air disajikan melalui tabel berikut.
Tabel 1 Hasil kalibrasi tinggi muka air
Keluaran Data
Logger (mV)
Ketinggian air
(cm)
No
1
2
3
4
5
6
7
0
5
10
15
20
25
30
A
B
1461.5
1437.4
1327.9
1198.2
1083.3
917
784.4
1445.8
1384.3
1214
1081.8
930.2
770.5
512.7
Berdasarkan tabel 1, pola pembacaan pada sensor di data logger menunjukkan
pola jika ketinggian air semakin meningkat, maka pembacaan sensor akan
semakin kecil nilainya. Untuk pengujian pembacaan data logger selama 5 menit
dengan selang waktu 15 detik disajikan melalui tabel berikut.
Tabel 2 Hasil keluaran Data Logger selama 5 menit
Waktu (detik)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
195
210
225
240
255
270
285
300
Keluaran Data Logger
(mV)
A
B
784.4
838.3
892.3
1077.8
1115.8
1147.7
1182.9
1210
1241.1
1259.8
1281.7
1307.4
1341.1
1352.4
1372.9
1383.5
1390.9
1408.8
1419.1
1438.8
1450.9
512.7
615.2
671.3
712.3
768.3
804.6
834.2
885.5
903.4
934.6
959.5
996.8
1013.7
1031.2
1055.1
1071.5
1094.6
1115.1
1129
1147
1159.1
Berdasarkan tabel 2, nilai tersebut merupakan pembacaan dari data logger yang
merupakan masih data mentah sehingga harus dicarikan nilai pembacaan yang
mendekati dengan pembacaan manual dengan cara analisis regresi linier. Berikut
pada kurva berikut disajikan analisis regresi untuk tabung A.
Keluaran sensor (mV)
2000
1500
y = -23.69x + 1528.
1000
500
0
0
10
20
30
40
Ketinggian (cm)
Gambar 1 Kurva regresi linier dari tabung A
Keluaran sensor (mV)
Berdasarkan gambar 1 tentang kurva regresi linier dari tabung A, dapat hasil
untuk konversi dari pembacaan sensor ke ketinggian muka air , yaitu y = -23.691x
+ 1528.2 dengan x adalah pembacaan sensor. Berikut disajikan analisis regresi
untuk tabung B.
2000
1500
1000
y = -30.79x + 1510.
500
0
0
10
20
30
40
Ketinggian (cm)
Gambar 2 Kurva regresi linier dari tabung B
Berdasarkan gambar 2 tentang kurva regresi linier dari tabung B, dapat hasil
untuk konversi dari pembacaan sensor ke ketinggian muka air , yaitu y = -30.791x
+ 1510.3 dengan x adalah pembacaan sensor. Berikut disajikan tabel
perbandingan nilai tinggi muka air hasil pengukuran dengan hasil pengamatan
sebagai berikut.
Tabel 3 Perbandingan nilai tinggi muka air
hasil pengukuran dengan hasil pengamatan
Waktu
(detik)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
Sensor muka air
(cm)
A
B
31.492
32.399
29.210
29.070
26.923
27.248
19.069
25.917
17.461
24.098
16.110
22.919
14.620
21.958
13.472
20.292
12.155
19.710
Manual
(cm)
30
28.6
27.5
26
24.8
23.8
22.5
21.6
20.7
135
150
165
180
195
210
225
240
255
270
285
300
11.364
10.437
9.348
7.922
7.443
6.575
6.126
5.813
5.055
4.619
3.785
3.273
18.697
17.888
16.677
16.128
15.560
14.784
14.251
13.501
12.835
12.383
11.799
11.406
19.8
18.9
18.1
17.4
16.5
15.7
15
14.4
13.7
13.2
12.5
11.9
Berdasarkan tabel 3, nilai yang dilihat secara penglihatan / manual, hasilnya
tidak berbeda jauh dengan nilai konversi dari sensor muka air A dan B. Akan
tetapi, untuk sensor pada tabung A, nilai pada detik 15 hingga selesai,
pembacaannya sudah mulai tidak akurat dengan sensor tabung B dan pembacaan
manual, sedangkan pada tabung B dan pembacaan manual nilainya tidak berbeda
jauh, hal itu dapat diindikasikan ada beberapa macam faktor yang
mempengaruhinya antara lain keadaan sensor yang sudah uzur alias sudah kurang
peka menanggapi perubahan ketinggian muka air dan faktor lainnya. Berikut
disajikan tabel penentuan nilai kenaikan voltase setiap cm dan penurunan muka
air tiap detik sebagai berikut.
Tabel 4 Penentuan nilai kenaikan voltase setiap cm dan penurunan muka air tiap detik
Penurunan Kenaikan voltase
Kenaikan nilai sensor
tinggi
Waktu
Penurunan setiap
(mV)
tiap cm
muka air
(detik)
detik
A
B
A
B
(cm)
15
53.9
102.5
1.4
38.500 73.214
0.093
30
54
56
1.1
38.571 40.071
0.073
45
185.5
41
1.5
132.500 29.286
0.100
60
38
56
1.2
27.143 40.000
0.080
75
31.9
36.3
1
22.786 25.929
0.067
90
35.2
29.6
1.3
25.143 21.143
0.087
105
27.1
51.3
0.9
19.357 36.643
0.060
120
31.1
17.9
0.9
22.214 12.786
0.060
135
18.7
31.2
0.9
13.357 22.286
0.060
150
21.9
24.9
0.9
15.643 17.786
0.060
165
25.7
37.3
0.8
18.357 26.643
0.053
180
33.7
16.9
0.7
24.071 12.071
0.047
195
11.3
17.5
0.9
8.071
12.500
0.060
210
20.5
23.9
0.8
14.643 17.071
0.053
225
10.6
16.4
0.7
7.571
11.714
0.047
240
7.4
23.1
0.6
5.286
16.500
0.040
255
17.9
20.5
0.7
12.786 14.643
0.047
270
10.3
13.9
0.5
7.357
9.929
0.033
285
19.7
18
0.7
14.071 12.857
0.047
300
12.1
12.1
0.6
8.643
8.643
0.040
Sensor e-Tape ini bekerja dengan basis tekanan hidrostatis dari cairan yang
diberikan kepada sensor. Tekanan hidrostatis yang diberikan cairan ke sensor,
menyebabkan perubahan resistansi listrik yang besarnya tergantung oleh jarak
dari titik atas sensor ke permukaan cairan. Semakin kecil tinggi permukaan air,
maka jarak titik atas sensor ke titik permukaan cairan akan semakin kecil dan
tekanan hidrostatis dari cairan tersebut juga semakin kecil. Hal ini menyebabkan
ketika ketinggian cairan tinggi, output voltase yang ditampilkan pada serial
monitor menghasilkan nilai yang kecil. Semakin besar tinggi permukaan air, maka
jarak titik atas sensor ke titik permukaan cairan akan semakin besar dan tekanan
hidrostatis dari cairan tersebut juga semakin besar. Hal ini menyebabkan ketika
ketinggian cairan rendah, output voltase yang ditampilkan pada serial monitor
menghasilkan nilai yang tinggi. Kedua hal inilah yang menyebabkan kurva
hubungan ketinggian air dan voltase memiliki bentuk yang menurun (Sitepu
2012).
Berdasarkan data dari tabel dan kurva, dapat disimpulkan bahwa sensor e-Tape
merupakan sensor ketinggian cairan yang akan menunjukkan hubungan
penurunan nilai voltase ketika terjadi peningkatan muka air, dan peningkatan nilai
voltase ketika terjadi penurunan muka air. Hal ini disebabkan oleh cara kerja
sensor e-Tape yang mengukur tekanan hidrostatis cairan pada titik permukaan
cairan.
Penggunaan sensor seperti di lapangan dapat digunakan di banyak tempat,
untuk hal yang utama dapat ditempatkan di lahan persawahan untuk memantau
tinggi muka air yang sesuai agar tanaman maupun padi dapat tumbuh dengan
optimal. Penggunaan lainnya dapat diaplikasikan untuk memantau tinggi muka air
di sungai atau danau dengan catatan harus menggunakan catu daya agar dapat
beroperasi secara kontinu (Novrian 2011).
Simpulan
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sensor
muka air e-Tape dapat digunakan secara optimal untuk kalibrasi menentukan
tinggi muka air dengan catatan sensor masih dalam keadaan baik sehingga
optimal dalam memberikan informasi ketinggian muka air.
Saran
Untuk praktikum selanjutnya, sebaiknya keadaan alat sensor dapat lebih baik
lagi sehingga tidak ada kesalahan pembacaan agar praktikum dapat berjalan
optimal.
Daftar Pustaka
Novrian Aswadi. 2011. Alat Pengukur Tinggi Muka Air Sungai Berbasis
Mikrokontroler AT89S51. Jurnal Elektronika Telekomunikasi Fakultas
Teknik Universitas Diponegoro. Jurusan Teknik Elektro. Fakultas Teknik.
Universitas Diponegoro : Semarang.
Rusdin Andi. 2011. Penentuan Elevasi Permukaan Air Berdasarkan Data Series
Tinggi Tekanan Air. Majalah Ilmiah Mektek Tahun XIII No.2, Mei 2011.
Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Tadulako : Palu.
Sitepu MI, Kohar CK, Irawan RS, Prabhandari D, Lasol HN. 2012. Pengujian
Tinggi Muka Air dengan Liquid Level Sensor. Departemen Teknik Sipil
dan Lingkungan. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor :
Bogor.
SENSOR E-TAPE DENGAN METODE ANALISIS REGRESI
LINIER
CALIBRATION OF WATER LEVEL SENSOR USING E-TAPE
SENSOR WITH LINEAR REGRESSION ANALYSIS METHOD
Ario Wisnu Wicaksono 1, Eska Rahmadi 2 ,Sekar Ayu Darmastuti 3,Nurul Hidayati 4
Kelompok 8, HariRabu, Praktikum Minggu ke-8
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper, Kampus IPB
Dramaga,Bogor, 16680
awariowicaksono33@gmail.com
Abstrak : Jumlah air tanah yang berpengaruh pada kelembaban tanah adalah faktor kunci dalam
bidang agrikultur. Jumlah air dalam tanah berdampak secara langsung pada pertumbuhan
tanaman dan juga berpengaruh pada jumlah bahan kimia pertanian yang diberikan ke
tanah.Praktikum ini bertujuan untuk melakukan kalibrasi sensor muka air analog sebelum
melakukan pengukuran di lapang.Praktikum kalibrasi sensor muka air dilakukan di Wageningen,
Kampus Institut Pertanian Bogor pada tanggal 5 November 2014.Nilai yang dilihat secara
penglihatan / manual, hasilnya tidak berbeda jauh dengan nilai konversi dari sensor muka air A
dan B. Akan tetapi, untuk sensor pada tabung A, nilai pada detik 15 hingga selesai,
pembacaannya sudah mulai tidak akurat dengan sensor tabung B dan pembacaan manual,
sedangkan pada tabung B dan pembacaan manual nilainya tidak berbeda jauh, hal itu dapat
diindikasikan ada beberapa macam faktor yang mempengaruhinya antara lain keadaan sensor
yang sudah uzur alias sudah kurang peka menanggapi perubahan ketinggian muka air dan faktor
lainnya.Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sensor muka air
e-Tape dapat digunakan secara optimal untuk kalibrasi menentukan tinggi muka air dengan
catatan sensor masih dalam keadaan baik sehingga optimal dalam memberikan informasi
ketinggian muka air.
Kata Kunci : e-Tape, regresi linier, sensor, tinggi muka air
Abstract:The amount of ground water that affect soil moisture is a key factor in agriculture. The
amount of water in the soil have a direct impacton plant growth and als oaffects the amount of
agricultural chemicals applied to the soil. Practicum aims to calibrate the analog sensor water
level before making measurements in the field. Practicum water level sensor calibration
performed in Wageningen, Bogor Agricultural University on November 5,2014. The value of
being viewed as a visual/ manual, the result is not much different from the value of the conversion
of water level sensors A and B. However, for the sensor on the tube A, the value at 15 seconds to
complete, the reading has begun to inaccurate sensor readings manually and tube B, where as the
B tube and reading the manual value is not much different, it may be indicated there are several
kinds of influencing factors, among others, state censorship of the elderly alias is a less sensitive
response to changes in water level and other factors. Based on practical work that has been done,
it can be concluded that the water level sensor E-Tape can be used optimally to determine the
calibration of water level sensors to record still in good condition so that optimal water level
information.
Keywords : e-Tape, linear regression, sensors, water level
PENDAHULUAN
Jumlah air tanah yang berpengaruh pada kelembaban tanah adalah faktor kunci
dalam bidang agrikultur. Jumlah air dalam tanah berdampak secara langsung pada
pertumbuhan tanaman dan juga berpengaruh pada jumlah bahan kimia pertanian
yang diberikan ke tanah. Pengetahuan tentang kelembaban tanah adalah dasar
untuk perhitungan akurat dari jumlah air yang dibutuhkan pada irigasi. Estimasi
dari jumlah air tanah telah memperoleh perhatian yang besar sejak dahulu. Pada
praktiknya terdapat tiga metode dasar yang tersedia, yaitu teknik gravimetri,
teknik nuklir dan teknik elektromagnetik. Dari semua ini, teknik elektromagnetik
telah menjadi populer karena dapat menentukan kelembaban tanah secara cepat,
aman, tidak merusak dan mudah diautomatisasi (Rusdin 2011).
Beberapa peneliti telah mengkalibrasi sensor kapasitif untuk tipe tanah
tertentu. Pada studi tersebut, keluaran dari sensor-sensor (frekuensi) berhubungan
langsung dengan jumlah air dalam tanah. Umumnya, suatu frekuensi referensi
dipergunakan untuk mengkompensasi perbedaan diantara sensor-sensor. Dari
sudut pandang teoritis dinyatakan juga bahwa kapasitansi sensor pada dasarnya
berubah akibat variasi permitivitas dari tanah yang merupakan fungsi dari jumlah
air. Dengan memecah kalibrasi menjadi dua tahapan yaitu satu frekuensi
berhubungan dengan permitivitas tanah dan yang lainnya adalah permitivitas
berhubungan dengan jumlah air tanah, sehingga diperoleh banyak faktor fisis
berdasarkan prosedur kalibrasi.
Sebagian besar penduduk Indonesia masih bergerak dalam sektor pertanian dan
perkebunan. Terdapat banyak jenis sawah diantaranya, yaitu sawah tadah hujan,
sawah irigasi, sawah bencah atau sawah pasang surut, sawah kambang dan sawah
padi gogo-rancah. Pada ketinggian di atas 500 meter, pertanian sawah dinilai tidak
optimal lagi karena suhu udara mulai sejuk dan persediaan air sudah berkurang.
Petani juga harus mengetahui tinggi muka air yang cocok dengan jenis-jenis
sawahnya. Untuk itulah praktikum ini dilaksanakan. Praktikum ini bertujuan
untuk melakukan kalibrasi sensor muka air analog sebelum melakukan
pengukuran di lapang.
METODE PRAKTIKUM
Praktikum kalibrasi sensor muka air dilakukan di Wageningen, Kampus
Institut Pertanian Bogor pada tanggal 5 November 2014. Alat yang digunakan
pada praktikum ini, yaitu Data logger Em50, sensor muka air e-Tape, tabung ukur,
penggaris dan seperangkat komputer atau laptop. Langkah pertama yaitu
dilakukannya kalibrasi sensor muka air secara bergiliran oleh masing-masing
kelompok. Kemudian kabel sensor muka air e-Tape disambungkan ke Data logger
Em50. Selanjutnya sensor muka air e-Tape dimasukkan ke dalam tabung ukur.
Setelah itu, air tabung diisi secara bertahap setiap ketinggian 2 cm. Kemudian
keluaran sensor muka air e-Tape yang tertera di Data logger Em50 dicatat oleh
praktikan. Lalu dibuatlah grafik hubungan antara hasil keluaran sensor muka air eTape dengan hasil pengukuran muka air secara manual. Setelah itu, ditentukannya
persamaan yang menunjukkan hubungan tersebut.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian tinggi muka air ini menggunakan data logger Em50, sensor muka air
e-Tape, tabung ukur, penggaris dan seperangkat komputer atau laptop. Bahan
yang digunakan pada pengujian ini adalah air. Hasil pembacaan sensor dan data
logger pada ketinggian muka air disajikan melalui tabel berikut.
Tabel 1 Hasil kalibrasi tinggi muka air
Keluaran Data
Logger (mV)
Ketinggian air
(cm)
No
1
2
3
4
5
6
7
0
5
10
15
20
25
30
A
B
1461.5
1437.4
1327.9
1198.2
1083.3
917
784.4
1445.8
1384.3
1214
1081.8
930.2
770.5
512.7
Berdasarkan tabel 1, pola pembacaan pada sensor di data logger menunjukkan
pola jika ketinggian air semakin meningkat, maka pembacaan sensor akan
semakin kecil nilainya. Untuk pengujian pembacaan data logger selama 5 menit
dengan selang waktu 15 detik disajikan melalui tabel berikut.
Tabel 2 Hasil keluaran Data Logger selama 5 menit
Waktu (detik)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
195
210
225
240
255
270
285
300
Keluaran Data Logger
(mV)
A
B
784.4
838.3
892.3
1077.8
1115.8
1147.7
1182.9
1210
1241.1
1259.8
1281.7
1307.4
1341.1
1352.4
1372.9
1383.5
1390.9
1408.8
1419.1
1438.8
1450.9
512.7
615.2
671.3
712.3
768.3
804.6
834.2
885.5
903.4
934.6
959.5
996.8
1013.7
1031.2
1055.1
1071.5
1094.6
1115.1
1129
1147
1159.1
Berdasarkan tabel 2, nilai tersebut merupakan pembacaan dari data logger yang
merupakan masih data mentah sehingga harus dicarikan nilai pembacaan yang
mendekati dengan pembacaan manual dengan cara analisis regresi linier. Berikut
pada kurva berikut disajikan analisis regresi untuk tabung A.
Keluaran sensor (mV)
2000
1500
y = -23.69x + 1528.
1000
500
0
0
10
20
30
40
Ketinggian (cm)
Gambar 1 Kurva regresi linier dari tabung A
Keluaran sensor (mV)
Berdasarkan gambar 1 tentang kurva regresi linier dari tabung A, dapat hasil
untuk konversi dari pembacaan sensor ke ketinggian muka air , yaitu y = -23.691x
+ 1528.2 dengan x adalah pembacaan sensor. Berikut disajikan analisis regresi
untuk tabung B.
2000
1500
1000
y = -30.79x + 1510.
500
0
0
10
20
30
40
Ketinggian (cm)
Gambar 2 Kurva regresi linier dari tabung B
Berdasarkan gambar 2 tentang kurva regresi linier dari tabung B, dapat hasil
untuk konversi dari pembacaan sensor ke ketinggian muka air , yaitu y = -30.791x
+ 1510.3 dengan x adalah pembacaan sensor. Berikut disajikan tabel
perbandingan nilai tinggi muka air hasil pengukuran dengan hasil pengamatan
sebagai berikut.
Tabel 3 Perbandingan nilai tinggi muka air
hasil pengukuran dengan hasil pengamatan
Waktu
(detik)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
Sensor muka air
(cm)
A
B
31.492
32.399
29.210
29.070
26.923
27.248
19.069
25.917
17.461
24.098
16.110
22.919
14.620
21.958
13.472
20.292
12.155
19.710
Manual
(cm)
30
28.6
27.5
26
24.8
23.8
22.5
21.6
20.7
135
150
165
180
195
210
225
240
255
270
285
300
11.364
10.437
9.348
7.922
7.443
6.575
6.126
5.813
5.055
4.619
3.785
3.273
18.697
17.888
16.677
16.128
15.560
14.784
14.251
13.501
12.835
12.383
11.799
11.406
19.8
18.9
18.1
17.4
16.5
15.7
15
14.4
13.7
13.2
12.5
11.9
Berdasarkan tabel 3, nilai yang dilihat secara penglihatan / manual, hasilnya
tidak berbeda jauh dengan nilai konversi dari sensor muka air A dan B. Akan
tetapi, untuk sensor pada tabung A, nilai pada detik 15 hingga selesai,
pembacaannya sudah mulai tidak akurat dengan sensor tabung B dan pembacaan
manual, sedangkan pada tabung B dan pembacaan manual nilainya tidak berbeda
jauh, hal itu dapat diindikasikan ada beberapa macam faktor yang
mempengaruhinya antara lain keadaan sensor yang sudah uzur alias sudah kurang
peka menanggapi perubahan ketinggian muka air dan faktor lainnya. Berikut
disajikan tabel penentuan nilai kenaikan voltase setiap cm dan penurunan muka
air tiap detik sebagai berikut.
Tabel 4 Penentuan nilai kenaikan voltase setiap cm dan penurunan muka air tiap detik
Penurunan Kenaikan voltase
Kenaikan nilai sensor
tinggi
Waktu
Penurunan setiap
(mV)
tiap cm
muka air
(detik)
detik
A
B
A
B
(cm)
15
53.9
102.5
1.4
38.500 73.214
0.093
30
54
56
1.1
38.571 40.071
0.073
45
185.5
41
1.5
132.500 29.286
0.100
60
38
56
1.2
27.143 40.000
0.080
75
31.9
36.3
1
22.786 25.929
0.067
90
35.2
29.6
1.3
25.143 21.143
0.087
105
27.1
51.3
0.9
19.357 36.643
0.060
120
31.1
17.9
0.9
22.214 12.786
0.060
135
18.7
31.2
0.9
13.357 22.286
0.060
150
21.9
24.9
0.9
15.643 17.786
0.060
165
25.7
37.3
0.8
18.357 26.643
0.053
180
33.7
16.9
0.7
24.071 12.071
0.047
195
11.3
17.5
0.9
8.071
12.500
0.060
210
20.5
23.9
0.8
14.643 17.071
0.053
225
10.6
16.4
0.7
7.571
11.714
0.047
240
7.4
23.1
0.6
5.286
16.500
0.040
255
17.9
20.5
0.7
12.786 14.643
0.047
270
10.3
13.9
0.5
7.357
9.929
0.033
285
19.7
18
0.7
14.071 12.857
0.047
300
12.1
12.1
0.6
8.643
8.643
0.040
Sensor e-Tape ini bekerja dengan basis tekanan hidrostatis dari cairan yang
diberikan kepada sensor. Tekanan hidrostatis yang diberikan cairan ke sensor,
menyebabkan perubahan resistansi listrik yang besarnya tergantung oleh jarak
dari titik atas sensor ke permukaan cairan. Semakin kecil tinggi permukaan air,
maka jarak titik atas sensor ke titik permukaan cairan akan semakin kecil dan
tekanan hidrostatis dari cairan tersebut juga semakin kecil. Hal ini menyebabkan
ketika ketinggian cairan tinggi, output voltase yang ditampilkan pada serial
monitor menghasilkan nilai yang kecil. Semakin besar tinggi permukaan air, maka
jarak titik atas sensor ke titik permukaan cairan akan semakin besar dan tekanan
hidrostatis dari cairan tersebut juga semakin besar. Hal ini menyebabkan ketika
ketinggian cairan rendah, output voltase yang ditampilkan pada serial monitor
menghasilkan nilai yang tinggi. Kedua hal inilah yang menyebabkan kurva
hubungan ketinggian air dan voltase memiliki bentuk yang menurun (Sitepu
2012).
Berdasarkan data dari tabel dan kurva, dapat disimpulkan bahwa sensor e-Tape
merupakan sensor ketinggian cairan yang akan menunjukkan hubungan
penurunan nilai voltase ketika terjadi peningkatan muka air, dan peningkatan nilai
voltase ketika terjadi penurunan muka air. Hal ini disebabkan oleh cara kerja
sensor e-Tape yang mengukur tekanan hidrostatis cairan pada titik permukaan
cairan.
Penggunaan sensor seperti di lapangan dapat digunakan di banyak tempat,
untuk hal yang utama dapat ditempatkan di lahan persawahan untuk memantau
tinggi muka air yang sesuai agar tanaman maupun padi dapat tumbuh dengan
optimal. Penggunaan lainnya dapat diaplikasikan untuk memantau tinggi muka air
di sungai atau danau dengan catatan harus menggunakan catu daya agar dapat
beroperasi secara kontinu (Novrian 2011).
Simpulan
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sensor
muka air e-Tape dapat digunakan secara optimal untuk kalibrasi menentukan
tinggi muka air dengan catatan sensor masih dalam keadaan baik sehingga
optimal dalam memberikan informasi ketinggian muka air.
Saran
Untuk praktikum selanjutnya, sebaiknya keadaan alat sensor dapat lebih baik
lagi sehingga tidak ada kesalahan pembacaan agar praktikum dapat berjalan
optimal.
Daftar Pustaka
Novrian Aswadi. 2011. Alat Pengukur Tinggi Muka Air Sungai Berbasis
Mikrokontroler AT89S51. Jurnal Elektronika Telekomunikasi Fakultas
Teknik Universitas Diponegoro. Jurusan Teknik Elektro. Fakultas Teknik.
Universitas Diponegoro : Semarang.
Rusdin Andi. 2011. Penentuan Elevasi Permukaan Air Berdasarkan Data Series
Tinggi Tekanan Air. Majalah Ilmiah Mektek Tahun XIII No.2, Mei 2011.
Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Tadulako : Palu.
Sitepu MI, Kohar CK, Irawan RS, Prabhandari D, Lasol HN. 2012. Pengujian
Tinggi Muka Air dengan Liquid Level Sensor. Departemen Teknik Sipil
dan Lingkungan. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor :
Bogor.