EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

53
RANCANG BANGUN DAN KARAKTERISASI SENSOR EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER SEBAGAI PENDETEKSI DINI TANAH LONGSOR Skripsi Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si.) Oleh Mamduh Dliyaul Jawwad NIM: 1110097000029 PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 1435 H/2015 M

Transcript of EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

Page 1: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

RANCANG BANGUN DAN KARAKTERISASI SENSOR

EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY

ENCODER SEBAGAI PENDETEKSI DINI TANAH LONGSOR

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh

Gelar Sarjana Sains (S.Si.)

Oleh

Mamduh Dliyaul Jawwad

NIM: 1110097000029

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

1435 H/2015 M

Page 2: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …
Page 3: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …
Page 4: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

LEMBAR PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa:

1. Skripsi ini merupakan hasil karya asli saya yang diajukan untuk memenuhi salah satu

persyaratan memperoleh gelar strata 1 di UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

2. Semua sumber yang saya gunakan dalam penulisan ini telah saya cantumkan sesuai dengan

ketentuan yang berlaku di UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

3. Jika di kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan hasil karya asli saya atau merupakan

hasil jiplakan dari karya orang lain, maka saya bersedia menerima sanksi yang berlaku di

UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Jakarta, 9 Juni 2016

Mamduh Dliyaul Jawwad

Page 5: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

i

ABSTRAK

Indonesia rawan sekali terjadi bencana tanah longsor. Menurut data yang

diperoleh dari Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) jumlah kejadian

dan korban dari tahun ke tahun terus bertambah hal ini dikarenakan belum

tersedia alat pendeteksi dini tanah longsor. Berdasarkan alasan tersebut bahwa

dibutuhkan suatu alat yang dapat mendeteksi dini bencana tanah longsor. Alat

yang biasa digunakan untuk mendeteksi dini tanah longsor ialah extensometer.

Extensometer yang dibuat yaitu jenis kontak. Extensometer ini berbasis

incremental rotary encoder sebagai sensor jarak dan microcontroller ATmega328

sebagai pengontrol utama. Metode karakterisasi alat yang digunakan penelitian ini

yaitu metode uji ex situ. Parameter yang dicari yaitu besaran panjang. Proses

karakterisasi dengan cara penarikan-pelepasan kawat dari extensometer kelipatan

5 mm sehingga menghasilkan jumlah pulsa setara dengan kelipatan tersebut dan

proses diulangi sampai panjang tarikan hingga mencapai 200 mm. Data dianalisis

menggunakan rumus Regresi linear untuk mencari koefisien output pulsa. Didapat

koefisien output pulsa; 1 pulsa = 0.0157 mm. Hasil uji coba akhir didapat

menggunakan regresi linear yaitu untuk penarikan y = 1.0071x - 2.1847 dan

pelepasan y = 1.0078x - 3.331.

Kata kunci : Tanah longsor, Extensometer, incremental rotary encoder, AVR

ATmega328, regresi linear.

Page 6: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

ii

ABSTRACT

Indonesia prone to occur landslides. According to the data from Badan Nasional

Penanggulangan Bencana (BNPB), the number of incidents and casualties from

year to year continues to grow, it was because not yet available instrument early

landslides detection. For that reason is required a equipment which able to early

landslides detection. Instrument commonly used to early landslides detection is

extensometer. Extensometer made that is a kind of contact. This extensometer

based incremental rotary encoder as sensors distance and microcontroller

ATmega328 as main control. A method of characterization an instrument used

research is ex situ methods. Parameter sought namely the long. The process

characterization by means of pull-loose wires of extensometer a multiple 5 mm so

as to produce the number of pulse equivalent to a multiple the and the process of

repeated until long pull up to 200 mm. Data analyzed using formulas linear

regression to find the coefficients output pulse. Obtained the coefficients output

pulse; 1 pulse = 0.0157 mm. The results; pull y = 1.0071x - 2.1847 and loose y =

1.0078x - 3.331.

Keywords : Landslides, extensometer, incremental rotary encoder, AVR

ATmega328, linear regression.

Page 7: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

iii

KATA PENGANTAR

Bersyukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kasih

sayang, rahmat, petunjuk, dan ilmu-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

penulisan skripsi ini. Shalawat dan salam juga turut dihaturkan kepada Nabi

Muhammad Shallallu ‘Alaihi Wassallam yang selalu menjadi panutan penulis.

Bersyukur juga kepada kedua orang tua dan kakak, serta adik-adik yang telah

banyak memberikan dukungan berupa materiil maupun moral.

Penelitian dan penyusunan skripsi ini tentu tidak lepas dari dukungan

berbagai pihak. Tanpa bantuan mereka tentu penulis akan sangat kesulitan dalam

menyelesaikannya. Oleh karena itu penulis mengucapkan banyak terima kasih

kepada pihak-pihak yang telah membantu, mereka ialah:

1. Ambran Hartono, M.Si., Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng., dan

Suryadi, S.Si. selaku pembimbing penulis yang telah memberikan banyak

ilmu dan waktunya dalam memberikan arahan dalam penyusunan skripsi

ini.

2. Para dosen dan staf pengajar Prodi Fisika Universitas Islam Negeri Syarif

Hidayatullah Jakarta yang juga telah memberikan ilmu dan ajarannya.

3. Almamater kebanggaan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah

Jakarta, tempat penulis banyak menimba ilmu.

4. Pihak lembaga Pusat Penelitian Fisika – Lembaga Ilmu Pengetahuan

Indonesia PUSPITEK yang telah banyak membantu dalam memperoleh

data yang saya perlukan.

Page 8: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

iv

5. Seluruh sahabat-sahabat penulis khususnya fisika UIN angkatan 2010.

Semoga Allah SWT membalas atas semua kebaikan yang telah kalian berikan.

Harapan penulis kiranya skripsi ini semoga kelak akan bermanfaat bagi dunia

pendidikan dan keberlangsungan hidup umat manusia.

Jakarta, 9 juni 2016

Penulis

Page 9: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

v

DAFTAR ISI

ABSTRAK ........................................................................................................... i

ABSTRACT .......................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ iii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ viii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ x

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang Masalah......................................................................... 1

1.2. Identifikasi Masalah .............................................................................. 3

1.3. Batasan Masalah .................................................................................... 3

1.4. Rumusan Masalah ................................................................................. 3

1.5. Tujuan Penelitian ................................................................................... 4

1.6. Manfaat Penelitian ................................................................................. 4

BAB II DASAR TEORI ................................................................................. 5

2.1. Tanah Longsor ....................................................................................... 5

2.2. Sistem Extensometer .............................................................................. 7

2.2.1. Incremental Rotary Encoder............................................................ 9

2.2.2. Pengontrol Utama Berbasis Mirocontroller AVR ATmega328 ..... 12

2.3. Karakterisasi Extensometer .................................................................. 14

Page 10: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

vi

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 16

3.1. Tujuan Operasional Penelitian ............................................................. 16

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian .............................................................. 17

3.3. Metode Penelitian ................................................................................ 17

3.3.1. Alat dan Bahan Penelitian ............................................................. 18

3.3.2. Perancangan dan Pembuatan Hardware ........................................ 20

3.3.3. Pembuatan Algoritma ................................................................... 22

3.3.4. Karakterisasi Alat ......................................................................... 25

3.4. Analisis Kerja Alat .............................................................................. 26

BAB IV HASIL DAN ANALISIS ..................................................................... 27

4.1. Hasil Pembuatan Extensometer ............................................................ 27

4.2. Analisis Hasil Karakterisasi Alat .......................................................... 29

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................. 32

5.1. Kesimpulan.......................................................................................... 32

5.2. Saran ................................................................................................... 32

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 34

LAMPIRAN ...................................................................................................... 35

Page 11: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

vii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

Tabel 1.1. Data bencana tanah longsor di Indonesia dari tahun 2012 s.d 2014…...4

Tabel 3.1. Alat dan Bahan………………………………………………………..19

Page 12: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 2.1. Diagram bebas tanah longsor……………………………………..…5

Gambar 2.2. (a) Longsoran Translasi, (b) Longsoran Rotasi, (c) Longsoran Aliran

Bahan Rombakan. (Sumber: geospasial.bnpb.go.id )……………………..6

Gambar 2.3. Sistem extensometer…………………………………………………8

Gambar 2.4. Cara kerja incremental rotary encoder………………………….….10

Gambar 2.5. Pulsa pada (a) Putaran searah jarum jam (clockwise), (b) Berlawanan

arah jarum jam (counter clockwise) (Sumber: www.omron.com)...........11

Gambar 2.6. Incremental rotary encoder E6B2-CWZ6C Omron dan output

rangkaiannya (Sumber: www.omron.com)...............................................11

Gambar 2.7. Pin microcontroller AVR ATmega328 PDIP (Sumber:

www.atmel.com)................................................................................... 12

Gambar 2.8. Konfigurasi rangkaian pengontrol utama..…………………………13

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian…………………………………………....18

Gambar 3.2. Gambar 1 desain rotary encoder built-in roll, gambar 2 rotary

encoder dan pcb, gambar 3 pengabungan dengan boks…………....21

Gambar 3.3. Skema rangkaian pengontrol utama extensometer menggunakan

software Proteus 7……………………………………...…………..22

Page 13: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

ix

Gambar 3.4. Flowchart algoritma pemrograman untuk keluaran pulsa…………23

Gambar 3.5. Flowchart algoritma pemrograman untuk keluaran hasil akhir berupa

jarak…………………………...……………………………………24

Gambar 3.6. Proses karakterisasi………………………………………………...25

Gambar 4.1. Hasil rancangan hardware alat extensometer………………………27

Gambar 4.2. Hasil rancangan elektrik pengontrol utama………………………...28

Gambar 4.3. Konfigurasi sistem extensometer…………………………………..29

Gambar 4.4. Grafik hasil karakterisasi extensometer…………………………….30

Page 14: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

x

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Tabel Proses Karakterisasi……………………………………………….35

2. Grafik Proses Karakterisasi………………………………………………36

3. Tabel Hasil Karakterisasi………………………………………………...36

4. Listing Program Akhir…………………………………………….……..38

Page 15: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Negara Indonesia terletak diantara tiga lempeng dunia yaitu lempeng

Pasifik, lempeng Eurasia dan lempeng Australia. Lempeng-lempeng tersebut tidak

statis tapi terus bergerak saling menumbuk dan tumpang tindih. Konsekuensi dari

tumbukan dan tumpang tindih tersebut terbentuklah palung samudera, lipatan

kerak bumi, sebaran sumber gempa bumi dan sebaran gunung berapi. Indonesia

sendiri memiliki 129 gunung berapi aktif, dengan begitu Indonesia sangat rawan

akan bencana gempa bumi dan letusan gunung berapi. Banyaknya gunung berapi

di Indonesia memiliki dampak kepada jenis tanah yang berasal dari letusan

gunung berapi yaitu jenis tanah pelapukan. Tanah tersebut memiliki komposisi

tanah lempung (liat) dengan sedikit pasir dan bersifat sangat subur. Jenis tanah

tersebut jika berada diatas batuan kedap air pada daerah perbukitan dengan kontur

terjal sangat berpotensi terjadi bencana tanah longsor (Anonim. 2005).

Menurut data yang diperoleh dari Badan Nasional Penanggulangan Bencana,

data pada tahun 2012, 2013 dan tahun 2014 menunjukkan bahwa kejadian

bencana tanah longsor frekuensinya sangat sering terjadi dan memakan banyak

korban. Jika bencana tanah longsor tersebut tidak segera diantisipasi maka akan

Page 16: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

2

terjadi lagi kehilangan nyawa dengan cara sia-sia yang seharusnya bisa

diantisipasi.

Tabel 1.1. Data bencana tanah longsor di Indonesia dari tahun 2012 s.d 2014

(Sumber: http://geospasial.bnpb.go.id/pantauanbencana/data/

datalongsorall.php, 2015. “telah diolah kembali”)

Berdasarkan data tersebut terlihat bahwa jumlah korban dan kerugian terus

ada dan trennya terus meningkat sehingga dapat dianalisis bahwa kenapa

masyarakat enggan untuk pindah dikarenakan daerah rawan longsor adalah daerah

yang sangat subur jadi sulit untuk merelokasi masyarakat. Dan kenapa terus

meningkat dikarenakan masalah kewajaran yaitu jumlah populasi manusia

didaerah tersebut terus meningkat.

Oleh karena itu dibutuhkan sebuah solusi yang dapat mencegah dan

mengurangi dari dampak tanah longsor. Salah satu solusinya yaitu menggunakan

suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi dini tanah longsor. Alat yang biasa

digunakan untuk mendeteksi pergeseran tanah atau tanah longsor yaitu alat

Tahun

Jumlah

Kejadian

Korban Jiwa

Bangunan Rusak

dan Terancam

Meninggal

Dunia

Luka-luka

Tempat Tinggal

Sarana Umum

2014

350

202

123

3568

202

2013

265

128

82

2125

152

2012

79

67

60

772

33

Page 17: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

3

bernama extensometer. Extensometer terdapat dua tipe, kontak dan non-kontak.

Tipe kontak umumnya menggunakan kawat sebagai extension-nya. Sedangkan

non-kontak menggunakan cahaya. Namun extensometer tipe kontak lebih mudah

dalam pembuatannya.

1.2. Identifikasi Masalah

Berdasarkan pada latar belakang tersebut maka permasalahannya yaitu

bagaimana cara merancang dan membangun extensometer tipe kontak sebagai alat

pendeteksi dini tanah longsor.

1.3. Batasan Masalah

Dalam penelitian ini batasan-batasan permasalahannya yaitu:

1. Extensometer yang dibuat menggunakan incremental rotary encoder

E6B2-CWZ6C Omron sebagai sensor pergeseran tanah dan

microcontroller AVR ATmega328 sebagai pengontrol utama.

2. Extensometer yang dibuat tidak menggunakan alarm sebagai

pemberitahu atau notifikasi tambahan dan data yang dihasilkan dikirim

ke komputer pribadi melalui komunikasi serial rs485.

3. Dalam penelitian ini pengujian hanya sampai pada uji ex situ yaitu

pengujian di luar sistem kerjanya atau dalam skala laboratorium.

1.4. Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara merancang dan membangun extensometer tipe kontak

sebagai alat pendeteksi dini tanah longsor.

Page 18: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

4

2. Bagaimana cara melakukan karakterisasi alat tersebut.

1.5. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini ialah merancang dan membangun alat pendeteksi

dini tanah longsor extensometer tipe kontak dengan incremental rotary encoder

E6B2-CWZ6C Omron sebagai sensor pergeserean tanah dan microcontroller

AVR ATmega328 sebagai pengontrol utama serta melakukan karakterisasi alat

tersebut.

1.6. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini yaitu terciptanya sebuah

alat yang dapat mendeteksi dini tanah longsor sehingga diharapkan dapat

mencegah dan mengurangi kerugian baik korban jiwa maupun kerugian materi.

Page 19: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Tanah Longsor

Peristiwa tanah longsor adalah sebagai gerakan massa tanah, atau dapat

didefinisikan perpindahan material pembentuk lereng, dapat berupa batuan asli,

tanah pelapukan, bahan timbunan atau kombinasi dari material – material tersebut

yang bergerak ke arah bawah dan keluar lereng (Varnes, D.J. 1978). Diagram

bebasnya bisa dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.1. Diagram bebas tanah longsor

Proses terjadinya yaitu air yang meresap kedalam tanah atau batuan akan

menambah bobot material dan mengurangi gaya gesek. Jika air yang meresap

kedalam material tersebut sampai kepada tanah kedap air yang berperan sebagai

bidang luncur, maka tanah pelapukan diatasnya akan bergerak kebawah mengikuti

Page 20: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

6

lereng dan terjadilah tanah longsor. Atau jika dalam rumus fisika dapat diartikan

sebagai berikut:

W sin Ɵ > μk W cos Ɵ ……………………… (1.1)

Dengan W sebagai berat material longsor, μk sebagai koefisien gesek kinetik

dan μk W cos Ɵ sebagai fk yaitu gaya gesek material. Dan tentu dengan adanya air

gaya geseknya akan semakin mengecil sehingga peluang terjadinya tanah longsor

semakin besar.

(a) (b)

(c)

Gambar 2.2. (a) Longsoran Translasi, (b) Longsoran Rotasi, (c) Longsoran

Aliran Bahan Rombakan. (Sumber: geospasial.bnpb.go.id )

Page 21: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

7

Jenis longsoran ada bermacam-macam, bisa dilihat pada gambar 1.2.

Umumnya yang paling sering terjadi di Indonesia ialah longsoran translasi dan

longsoran rotasi. Sedangkan yang paling banyak memakan korban yaitu jenis

longsoran aliran bahan rombakan. Jenis longsoran ini terjadi ketika massa tanah

bergerak didorong oleh air. Kecepatannya tergantung pada kemiringan lereng,

volume tanah, tekanan air dan jenis materialnya. Jangkauannya bisa mencapai

ribuan meter.

2.2. Sistem Extensometer

Extensometer adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mendeteksi

besar kecil pergeseran permukaan tanah. Extensometer berfungsi sebagai alat

pendeteksi dan pengukur adanya pergerakan ataupun pergeseran permukaan tanah

dalam orde milimeter (Huston,1879). Extensometer jenis kontak terdiri dari

beberapa bagian utama yaitu bagian pengontrol (pengolah data) dan sensor.

Bagian pengontrol atau biasa disebut main control berupa microcontroller

berfungsi sebagai pengolah data, akuisisi data atau sebagai data logger. Bagian

sensor yang berupa rotary encoder berfungsi sebagai pendeteksi adanya

perubahan fisis yaitu berupa putaran pada rotary encoder atau perubahan panjang

pergeseran tanah. Dan sebuah kawat berfungsi sebagai extension atau penghubung

antara rotary encoder yang berada di tempat tetap dengan sebuah tiang di tanah

yang berpotensi bergeser atau longsor.

Page 22: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

8

Gambar 2.3. Sistem extensometer

Cara kerja alat atau sensor extensometer yaitu mula-mula sebelum

pemasangan harus dilakukan survei tempat guna mengetahui daerah yang

berpotensi mengalami bencana tanah longsor. Kemudian proses pemasangannya

yaitu pada tiang 1 bagian pengontrol utama dan sensor dipasang pada sisi tanah

yang statis atau tidak mengalami pergeseran tanah, ditempat yang lebih tinggi.

Pada bagian tiang 2 dipasang pada tanah yang berpotensi mengalami pergeseran.

Diantara keduanya dihubungkan dengan sebuah kawat. Skema pemasangan

terlihat sebagaimana pada gambar 2.1. Jika tanah yang dipasangi tiang 2

mengalami pergeseran maka sensor berupa rotary encoder yang telah

dihubungkan melalui kawat dengan tiang 2 akan berputar (input data) dan data

berupa sinyal digital yang keluar dari rotary encoder akan masuk ke pengontrol

utama dan diterjemahkan sebagai besaran panjang. Kemudian data tersebut

Page 23: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

9

dikirim melalui komunikasi serial menggunakan serial rs485 yang terpasang pada

pengontrol utama ke komputer pribadi. Sehingga data tersebut dapat dianalisis

apakah berpotensi terjadi tanah longsor atau tidak.

Adapun uraian tentang dasar teori bagian-bagian dari sensor extensometer

adalah sebagai berikut:

2.2.1. Incremental Rotary Encoder

Rotary encoder adalah sebuah alat elektris-mekanis yang dapat

mengkonversi posisi sudut (perputaran shaft) menjadi sebuah data analog

atau data digital. Sedangkan incremental rotary encoder ialah salah satu

jenis dari sensor rotary encoder. Incremental rotary encoder terdiri dari

beberapa bagian yaitu sebuah cakram kode (code disk) dengan terdapat

lubang-lubang kode sebagai pembentuk data digital, sumber cahaya beserta

sensor cahaya (photodetector) dan papan elektris (electronics board) sebagai

converter data analog ke data digital.

Prinsip kerja incremental rotary encoder yaitu ketika alat tersebut

mendapat masukan besaran fisis berupa putaran pada bagian shaft, sumber

cahaya yang selalu menyala tersebut akan diterima oleh photodetector. Pulsa

yang diterima oleh photodetector tergantung dari cakram kode apakah

cahaya tersebut diteruskan ke photodetector melalui lubang-lubang kode

atau terhalang olehnya. Jika tidak terhalang atau diteruskan hingga diterima

oleh photodetector maka data high, dan jika terhalang maka data low.

Jumlah pulsa dalam satu rotasi tergantung seberapa banyak jumlah lubang

Page 24: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

10

pada cakram kode. Semakin banyak lubang semakin presisi rotary encoder

tersebut.

Gambar 2.4. Cara kerja incremental rotary encoder

Incremental rotary encoder memiliki 3 macam kanal output/ phase

yaitu kanal A, kanal B dan kanal Z (dalam penelitian ini kanal Z tidak

digunakan), tipe ini termasuk tipe encoder quadrature. Tipe quadrature

artinya pulsa yang dihasilkan dari kanal A dan kanal B memiliki beda fase

90°. Dari keluaran tersebut dapat diketahui posisi sudut, kecepatan sudut dan

arah putaran. Tapi dalam penelitian ini yang dibutuhkan hanya posisi sudut

yang kemudian akan diterjemahkan menjadi pergeseran tanah dan arah

putaran untuk membedakan adanya tarikan maju atau mundur. Cara untuk

mengetahui posisi sudut dan arah putaran yaitu seperti terlihat pada gambar

2.3 dengan cara membandingkan kanal A dengan kanal B.

Page 25: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

11

Gambar 2.5. Pulsa pada (a) Putaran searah jarum jam (clockwise), (b)

Berlawanan arah jarum jam (counter clockwise) (Sumber:

www.omron.com)

Dalam penelitian ini rotary encoder yang digunakan adalah E6B2-

CWZ6C buatan Omron. Rotary encoder ini mampu membaca sebanyak

2000 pulsa dalam sekali revolusi. Artinya, jika proses pembacaan

menggunakan metode quadrature dapat mampu membaca hingga 8000

pulsa per revolusi. Adapun gambar dan output rangkaiannya bisa dilihat

pada gambar berikut ini:

Gambar 2.6. Incremental rotary encoder E6B2-CWZ6C Omron dan output

rangkaiannya (Sumber: www.omron.com).

Page 26: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

12

2.2.2. Pengontrol Utama Berbasis Mirocontroller AVR ATmega328

Microcontroller ATMega328 adalah sebuah chip microcontroller

buatan perusahaan semikonduktor asal Amerika Serikat yaitu Atmel.

Microcontroller tersebut termasuk ke dalam seri megaAVR. ATMega328

mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) sehingga

proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Complete

Instruction Set Computer). Fitur dari microcontroller ini yaitu memiliki

Flash memory sebesar 32 KB, SRAM (Static Random Access Memory)

sebesar 2 KB, EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Mermory) sebesar 1 KB, pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya

PWM (Pulse Width Modulation), dan dengan clock 8 MHz.

Gambar 2.7. Pin microcontroller AVR ATmega328 PDIP (Sumber:

www.atmel.com)

Agar sebuah microcontroller bisa digunakan maka diperlukan

rangkaian minimal yaitu sistem minimum. Sistem minimum microcontroller

Page 27: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

13

adalah rangkaian paling sederhana agar microcontroller tersebut dapat

beroperasi. Sistem minimum seri AVR sangat sederhana yaitu hanya

menghubungkan VCC dan AVCC dengan catu +5V, GND dan AGND ke

Ground , pin Reset diambangkan chip sudah bekerja normal dan tanpa

memakai kristal, atau pakai kristal jika membutuhkan lebih dari 8MHz

(karena kristal internal 8MHz) (Winoto,A. 2010).

Dalam penelitian ini dibutuhkan beberapa komponen tambahan yaitu

berupa Kristal 11.0592 MHz, interface serial max485 dan serial converter.

Pemilihan Kristal 11.0592 MHz bertujuan agar ketika menggunakan

baudrate 115.2Kbps mendapat error rate sebesar 0.0%. Dan penggunaan

interface serial max485 bertujuan agar komunikasi serial dapat dilakukan

dengan jarak yang cukup jauh mengingat max 485 dapat menjangkau hingga

jarak 1.2 Km. Adapun konfigurasi rangkaiannya bisa dilihat pada gambar

2.6 dibawah ini:

Gambar 2.8. Konfigurasi rangkaian pengontrol utama.

Page 28: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

14

2.3. Karakterisasi Extensometer

Karakterisasi adalah proses yang dilakukan terhadap sebuah instrumen

untuk mengetahui parameter-parameter dasar instrumen tersebut . Metode

karakterisasi yang digunakan pada penelitian ini yaitu metode uji ex situ. Metode

uji ex situ ialah metode uji dengan menempatkan instrumen tidak pada kondisi

kerjanya atau biasa disebut juga uji laboratorium. Parameter yang dicari dalam

instrumen ini yaitu besaran panjang.

Proses untuk memperoleh besarannya dengan cara penarikan kawat dari

extensometer per 5 mm (kelipatan 5 mm) sehingga menghasilkan keluaran berupa

jumlah pulsa setara dengan 5 mm tersebut. Proses diulangi sampai panjang tarikan

hingga mencapai 200 mm. Kemudian besaran-besaran tersebut dianalisis

menggunakan metode Regresi Linear Sederhana (simple linear regression).

Kelipatan besaran panjang 5 mm tersebut dijadikan variabel X dan nilai-nilai

pulsa kelipatan 5 mm tersebut dijadikan variabel Y. Regresi Linear Sederhana

adalah Metode Statistik yang berfungsi untuk menguji sejauh mana hubungan

sebab akibat antara variabel faktor penyebab (X) terhadap variabel akibatnya (Y).

Model persamaan Regresi Linear Sederhana adalah sebagai berikut:

Y = a + bX ………………………… (2.1)

Y adalah Variabel Response atau Variabel Akibat (Dependent), X adalah

Variabel Predictor atau Variabel Faktor Penyebab (Independent), a adalah

konstanta, dan b adalah koefisien regresi (kemiringan) besaran Response yang

ditimbulkan oleh Predictor. Nilai-nilai a dan b dapat dihitung menggunakan

rumus dibawah ini:

Page 29: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

15

a

b

…….. (2.2)

Dalam penelitian ini metode Regresi Linear Sederhana digunakan untuk

menghasilkan koefisien sebagai nilai pengali jumlah output pulsa sehingga

menghasilkan prediksi besaran panjang. Dan kemudian hasil tersebut dapat

dianalisis menggunakan metode regresi linear sederhana kembali dan metode

analisis Korelasi Sederhana Pearson (Pearson Product Moment) untuk mengukur

kekuatan hubungan dua variabel (Siregar, S. 2010). Rumus Korelasi Sederhana

Pearson sebagai berikut:

r

2 2 2 2 …………. (2.3)

Page 30: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

16

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tujuan Operasional Penelitian

Penelitian dengan judul “Rancang Bangun dan Karakterisasi Sensor

Extensometer Berbasis Incremental Rotary Encoder sebagai Pendeteksi Dini

Tanah Longsor” memiliki tujuan yaitu merancang dan membangun sebuah alat

pendeteksi dini tanah longsor dengan sebuah sensor jarak berupa incremental

rotary encoder E6B2-CWZ6C buatan Omron dan sebagai pengontrol utama yaitu

mikrokontroller tipe ATmega328 buatan Atmel.

Perancangan sistem mekanis menggunakan software AutoCAD dan

perancangan rangkaian elektrik menggunakan software Proteus. Rangkaian dibuat

sesuai dengan sistem minimum microcontroller serta rangkaian tambahan untuk

dapat melakukan komunikasi serial dengan personal komputer sehingga output

data dapat dilihat dan dianalisis. Pada bagian pembuatan algoritma pemrograman

tahapan awal yaitu membuat algoritma untuk mengambil nilai berupa jumlah

pulsa dengan kelipatan 5 mm dari 0 mm sampai 200 mm sama dengan 41 jumlah

data. Jumlah-jumlah pulsa tersebut kemudian dianalisis menggunakan rumus

Regresi Linear Sederhana untuk mendapatkan rumus prediksi dan kemudian

rumus tersebut digunakan sebagai prediksi untuk menghasilkan prediksi output

akhir yaitu nilai besaran panjang sehingga kemudian besaran panjang dapat

dianalisis menggunakan rumus korelasi Pearson untuk mengukur kekuatan

hubungan input dengan output.

Page 31: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

17

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dengan judul “Rancang Bangun dan Karakterisasi Sensor

Extensometer Berbasis Incremental Rotary Encoder sebagai Pendeteksi Dini

Tanah Longsor” dilakukan di Pusat Penelitian Fisika ( P2F ) Lembaga Ilmu

Pengetahuan Indonesia ( LIPI ) Kecamatan Serpong, Kabupaten Tanggerang,

Provinsi Banten, Indonesia. Dan waktu pelaksanaannya dilakukan pada bulan

September sampai dengan bulan November 2015.

3.3. Metode Penelitian

Secara ringkas tahapan-tahapan penelitian yaitu tahapan awal ialah

persiapan penelitian seperti studi literatur dengan mencari jurnal ilmiah yang

relevan dengan penelitian ini, pengadaan peralatan dan pengadaan bahan. Tahapan

selanjutnya yaitu perancangan dan pembuatan hardware, tahapan ini berisi

perancangan dengan software AutoCAD untuk bagian mekanis dan menggunakan

software Proteus untuk bagian elektris. Tahapan selanjutnya pembuatan algoritma

pemrograman, dibuat menggunakan Arduino IDE. Tahapan berikutnya

karakterisasi alat yaitu upaya menentukan parameter dasar alat. Tahapan

selanjutnya yaitu analisis kerja alat serta membuat kesimpulan. Diagram alirnya

seperti gambar 3.1 berikut ini:

Page 32: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

18

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian.

3.3.1. Alat dan Bahan Penelitian

Dalam penelitian ini terdapat tiga bagian alat utama yaitu sensor,

pemroses data, dan alat monitoring. Sensor yang digunakan yaitu berupa

incremental rotary encoder E6B2-CWZ6C buatan pabrikan Omron.

Pemroses data yaitu berupa microcontroller AVR ATmega328P-PU buatan

Atmel. Sedangkan alat monitoring menggunakan komputer pribadi (laptop).

Komponen-komponen pendukung lainnya bisa dilihat dalam tabel 3.1

berikut ini:

Page 33: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

19

Tabel 3.1. Alat dan Bahan

Alat dan Bahan Keterangan

Alat:

1. Software Arduino IDE

2. Software AutoCAD 2010

3. Software Termite RS232 terminal

4. Software Proteus

Versi 1.0.1

Versi 2010

Versi 3.2.5317

Versi 7

Bahan:

1. Microcontroller AVR ATmega328P-

PU Atmel

2. Rotary encoder incremental E6B2 -

CWZ6C Omron

3. Serial Converter Module - US48I

Autonics

4. Crystal 11.0592 MHZ

5. Transceiver MAX485CSA

6. Jangka sorong

7. Komputer pribadi (laptop)

8. Adaptor 9 volt

9. Printed circuit board (pcb)

10. Kawat baja

11. Boks plastic

1 unit

1 unit

1 unit

1 unit

1 unit

1 unit

1 unit

1 unit

secukupnya

1 meter

1unit

Page 34: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

20

3.3.2. Perancangan dan Pembuatan Hardware

Perancangan hardware dibagi menjadi 2 bagian yaitu perancangan

mekanik dan perancangan elektrik. Perancangan mekanik meliputi sensor

rotary encoder, boks, kawat, dan penggabungan dengan board elektrik.

Perancangan elektrik yaitu membuat minimum sistem dari microcontroller

dan sistem komunikasi serial dengan komputer pribadi.

Dalam penelitian ini proses perancangan menggunakan software

AutoCAD 2010. Perancangan dimulai dengan desain roll kawat/wire, roll

dibuat seperti sistem pegas agar ketika kawat ditarik dan kemudian dilepas

maka akan kembali seperti semula. Kawat yang digunakan yaitu kawat baja

dangan panjang 1 meter. Kurang lebih sistemnya sama seperti meteran yang

dipakai pekerja bangunan. Desain selanjutnya yaitu menambahkan papan

sirkuit elektronik. Desain papan sirkuit dibuat seperti demikian agar

menghemat ruang dan desain boks dilubangi agar dapat dilewati kawat dan

sebagai penahan kawat atau batas nol dari pengukuran. Desain lengkapnya

bisa dilihat pada gambar 3.2 berikut ini:

Page 35: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

21

Gambar 3.2. Gambar 1 desain rotary encoder built-in roll, gambar 2

rotary encoder dan pcb, gambar 3 pengabungan dengan

boks.

Pada bagian elektrik perancangan dibuat menggunakan software

Proteus 7 dan skema rangkaiannya sesuai dengan yang telah dijelaskan pada

bagian dasar teori. Gambarnya bisa dilihat pada gambar 3.3 berikut ini:

ROTARY ENCODER

PCB

ROLL

2

BOKS

LUBANG

KAWAT

1

3

Page 36: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

22

Gambar 3.3. Skema rangkaian pengontrol utama extensometer menggunakan

software Proteus 7.

3.3.3. Pembuatan Algoritma

Dalam penelitian ini fungsi teknis algoritma yaitu untuk

mengakuisisikan data dari sensor ke mikrokontroller, serta menampilkan

data dan menyimpan hasil pengukuran. Di penelitian ini dibuat dua

algoritma pemrograman, satu untuk mendapatkan keluaran berupa pulsa

untuk kemudian dianalisis menggunakan metode regresi linear dan satu lagi

untuk mendapatkan hasil akhir yaitu keluaran jarak. Flowchart dari

algoritma untuk keluaran pulsa ialah:

Page 37: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

23

Gambar 3.4. Flowchart algoritma pemrograman untuk keluaran pulsa.

Pada algoritma pertama dimulai dengan tahapan mulai atau siap

mendapatkan input, kemudian tahapan input yaitu bagian ketika sensor

mendapatkan input sebuah jarak. Kemudian pada bagian pemrosesan yaitu

penerjemahan input berupa jarak ke bentuk pulsa dengan metode measuring

quadrature. Dan kemudian output-nya berupa jumlah pulsa.

Pada algoritma yang kedua ada penambahan yaitu dengan

menggunakan rumus analisis regresi, proses ini ialah proses dilakukannya

prediksi untuk menentukan besaran panjang dengan menggunakan rumus

Page 38: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

24

Analisis Regresi. Kode program dapat dilihat di bagian lampiran dan

flowchart algoritma yang kedua dapat dilihat pada gambar 3.3 berikut ini:

Gambar 3.5. Flowchart algoritma pemrograman untuk keluaran hasil

akhir berupa jarak.

Page 39: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

25

3.3.4. Karakterisasi Alat

Pada bagian ini yaitu proses karakterisasi alat mula-mula dilakukan

dengan cara penarikan kawat dengan ukuran jarak tarikan per-5mm. Gambar

bisa dilihat pada gambar 3.5 dibawah ini:

Gambar 3.6. Proses karakterisasi.

Penarikan terus diulangi per-5 mm sampai jarak 200 mm. setelah itu lawan

dari penarikan yaitu pelepasan per-5 mm hingga mencapai jarak 0 mm atau

200 mm dengan arah terbalik. Pengukuran jarak dibantu dengan alat bantu

ukur yaitu jangka sorong. Output yang dihasilkan dari penarikan ini ialah

masih dalam bentuk pulsa dan algoritma yang dipakai yaitu algoritma yang

pertama. Jumlah pulsa yang dihasilkan dari penarikan dan pelepasan per-5

mm tersebut menjadi input untuk rumus regresi linear sederhana. Jarak per-5

mm sebagai variabel X dan jumlah pulsa sebagai variabel Y. Jadi didapat

dua rumus yang dihasilkan, satu untuk rumus penarikan dan satu lagi

sebagai pelepasan. Kemudian hasil tersebut dijumlahkan dan dirata-ratakan.

EXTENSOMETER

WIRE

JANGKA SORONG

Page 40: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

26

Rumus regresi hasil rata-rata antara penarikan dan pelepasan itulah

yang dijadikan rumus regresi untuk algoritma kedua. Dengan men-

subtitusikan besaran 5 mm kedalam rumus regresi hasil rata-rata sebagai

variabel x sehingga menghasilkan nilai variabel y. Nilai y tersebut adalah

jumlah prediksi pulsa untuk jarak 5 mm, sehingga dapat dicari untuk 1 pulsa

mewakili sekian milimeter. Nilai yang mewakili itulah yang dijadikan

koefisien dari algoritma yang kedua sehingga setiap pulsa yang keluar dari

hasil pengolahan measuring quadrature langsung dikalikan dengan

koefisien tersebut dan kemudian menghasilkan keluaran berupa prediksi

ukuran jarak sesuai dari input tarikan.

3.4. Analisis Kerja Alat

Setelah melakukan pembuatan alat kemudian setelah itu alat tersebut

dikarakterisasi sehingga mendapatkan parameter yang diinginkan, tahapan

selanjutnya yaitu analisis kerja alat. Metode analisis yang digunakan yaitu hasil

akhir yang didapat melalui proses karakterisasi (data hasil karakterisasi dapat

dilihat di bagian lampiran) berupa prediksi ukuran jarak dianalisis menggunakan

persamaan analisis regresi linear dan persamaan analisis korelasi pearson.

Persamaan analisis regresi linear bertujuan untuk mengetahui sejauh mana

hubungan antara variabel x berupa ukuran jarak sebenarnya dengan variabel y

yaitu ukuran jarak prediksi. Dan analisis korelasi pearson bertujuan untuk

mengukur kekuatan hubungan antara ukuran jarak sebenarnya dengan ukuran

jarak hasil karakterisasi.

Page 41: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

27

BAB IV

HASIL DAN ANALISIS

4.1. Hasil Pembuatan Extensometer

Hasil ini sesuai dengan rancangan awal yang telah dijelaskan pada bab

sebelumnya dan telah berfungsi dengan baik sebagaimana mestinya. Gambar

alatnya bisa dilihat pada gambar 4.1 berikut ini:

Gambar 4.1. Hasil rancangan hardware alat extensometer.

Rancangan hardware ini terdiri dari incremental rotary encoder yang telah

disatukan dengan roll kawat, kemudian pcb rangkaian elektrik berbasis

ROTARY ENCODER

KAWAT

BOKS

PCB

ROLL

Page 42: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

28

microcontroller ATmega328 sebagai pengontrol utama dan berupa boks sebagai

pelindung sistem dan sekaligus sebagai pembatas kawat.

Untuk rancangan elektrik hasilnya sesuai dengan rancangan yang telah

dijelaskan pada bab sebelumnya akan tetapi ada komponen-komponen yang pada

penelitian ini tidak digunakan. Komponen-komponen yang digunakan ditandai

dengan kotak berwarna merah berikut:

Gambar 4.2. Hasil rancangan elektrik pengontrol utama.

Dan ketika alat tersebut difungsikan, ada peralatan tambahan yaitu module

serial converter SCMUS48I yang berguna untuk konversi ke USB personal

komputer dan adaptor sebagai pemberi daya pada sistem ini. Gambar konfigurasi

ATMEGA328

RESET

MAX485

KRISTAL

Page 43: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

29

alatnya ketika alat tersebut saat digunakan untuk karakterisasi maupun uji hasil

penelitian bisa dilihat pada gambar 4.3 berikut ini:

Gambar 4.3. Konfigurasi sistem extensometer.

4.2. Analisis Hasil Karakterisasi Alat

Proses karakterisasi alat sesuai dengan metode yang telah dijelaskan

sebelumnya yaitu kawat ditarik per-5 milimeter kemudian diambil data berupa

jumlah pulsa yang keluar dari tiap tarikan. Tiap tarikan per-5 milimeter dijadikan

variabel x dan jumlah pulsa yang keluar dijadikan varibel y pada rumus regresi

linear sederhana. Jadi didapat dua rumus yang dihasilkan, satu untuk rumus

penarikan dan satu lagi sebagai pelepasan. Data hasil dari pengukurannya dapat

dilihat pada bagian lampiran. Hasil persamaan regresi yang didapat untuk

EXTENSOMETER

KAWAT

SERIAL CONVERTER

ADAPTOR

Page 44: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

30

penarikan yaitu y = 60.028x + 9.8502 dan untuk pelepasan yaitu y = 59.95x +

23.909. Kemudian sesuai dengan proses yang telah dijelaskan di bab sebelumnya

yaitu hasil tersebut dijumlahkan dan dirata-ratakan menjadi y = 59.989x +

16.8796.

Dengan men-subtitusikan besaran 5 mm kedalam rumus y = 59.989x +

16.8796 maka didapat 1 pulsa sama dengan bernilai 0.0157 mm. Nilai 0.0157 mm

itulah yang dijadikan koefisien dari algoritma yang kedua sehingga setiap pulsa

yang keluar dari hasil pengolahan measuring quadrature langsung dikalikan

dengan koefisien 0.0157 mm dan kemudian menghasilkan keluaran berupa

prediksi ukuran jarak sesuai dari input tarikan. Untuk mengetahui hasil dari

karakterisasi alat ini juga dilakukan hal yang sama yaitu penarikan dan pelepasan

dengan jarak 5 milimeter dan output-nya berupa prediksi jarak hasil karakterisasi.

Hasilnya bisa dilihat pada grafik dibawah ini:

Gambar 4.4. Grafik hasil karakterisasi extensometer.

Page 45: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

31

Dari gambar tersebut titik biru menunjukkan hasil penarikan dan pada titik

merah menunjukkan hasil pelepasan, dan terlihat dari grafiknya bahwa hasil dari

karakterisasi alat ini menunjukkan alat ini telah berfungsi dengan baik dan dengan

metode analisis regresi linear sederhana didapat persamaan regresi untuk hasil

penarikan ialah y = 1.0071x - 2.1847 dan untuk persamaan regresi pelepasan yaitu

y = 1.0078x - 3.331.

Adanya selisih nilai tersebut dikarenakan terdapat 2 faktor, faktor yang

pertama yaitu faktor mekanik atau alatnya sendiri yaitu bagian roll. Dibagian roll

sulit untuk membuat gulungan kawat yang apabila tergulung berulang kali akan

membentuk posisi gulungan seperti semula. Dari situlah faktor mekanik berasal

sehingga menghasilkan perbedaan jarak. Faktor kedua yaitu faktor keterbatasan

penguji sendiri sebagai manusia dikarenakan proses pengujian pada bagian

penarikan maupun pelepasan kawat dilakukan secara manual menggunakan

jangka sorong sehingga ketelitian yang bisa dicapai sangat terbatas di satuan

millimeter.

Dan dengan analisis menggunakan rumus korelasi sederhana Pearson

didapat angka 1 atau mendekati angka 1 artinya hasil menunjukkan korelasi yang

sangat kuat dan dari hasil tersebut sudah cukup akurat untuk mendeteksi gerakan

tanah yang menyebabkan terjadinya tanah longsor.

Page 46: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

32

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai

berikut:

1. Telah berhasil merancang dan membangun alat pendeteksi dini tanah

longsor extensometer berbasis incremental rotary encoder dan berfungsi

dengan baik.

2. Hasil karakterisasi extensometer, 1 pulsa = 0.0157 mm panjang kawat.

3. Hasil analisis menggunakan rumus regresi linear didapat pada penarikan

yaitu y = 1.0071x - 2.1847 dan untuk pelepasan yaitu y = 1.0078x - 3.331.

Dan untuk hasil analisis korelasi pearson nilai untuk penarikan dan

pelepasan yaitu 0.999. Bisa disimpulkan bahwa korelasi bernilai sangat

erat.

5.2. Saran

Berdasarkan penelitian ini diperoleh saran sehingga bisa menghasilkan

penelitian yang lebih baik, beberapa sarannya yaitu:

1. Desain mekanik bagiann roll dapat dibuat berulir agar gulungan kawat

tidak saling menindih sehingga hasil yang diperoleh bisa lebih akurat.

Page 47: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

33

2. Proses karakterisasi pada bagian penarikan maupun pelepasan dapat

dilakukan lebih akurat dengan menggunakan motor stepper agar setiap

jarak tarikan lebih presisi.

3. Pengujian alat agar dapat dilakukan pada kondisi kerjanya.

4. Alat ini bisa lebih disempurnakan dengan penambahan sistem wireless

untuk monitoring dan bisa dikembangkan dengan menmbahkan sirine

sebagai alarm.

Page 48: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

34

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2015. Data longsor, http://geospasial.bnpb.go.id/pantauanbencana/data/

datalongsorall.php (diakses 24/8/2015).

Anonim. 2005. Pengenalan Gerakan Tanah,

http://esdm.go.id/regulasi/pencarianlegislasiaregulasi/

doc_download/489-pengenalan-gerakan-tanah.html (diakses 24/8/2015).

Huston, C. 1879. The Effect of Continued and Progressively Increasing Strain

Upon Iron. Journal of Franklin Institute, Vol. 107 No. 1.

Siregar, S. 2010. STATISTIKA DESKRIPTIF UNTUK PENELITIAN Dilengkapi

Pehitungan Manual dan Aplikasi SPSS Versi 17. Jakarta: Rajawali Pers.

Varnes, D.J. 1978. “Slope Movement and Type and Processes, Landslide Analysis

and control.” Transportation Research Board, special Report 176,

Washington D.C. : National Research Council.

Winoto, A. 2010. Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535 dan

pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung:

Informatika.

Page 49: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

35

LAMPIRAN

1. Tabel Proses Karakterisasi

No. Pulsa Penarikan (y)

Jarak (x) (mm) Pulsa Pelepasan (y)

1. 0 0 0

2. 299 5 297

3. 601 10 602

4. 904 15 906

5. 1207 20 1211

6. 1510 25 1514

7. 1812 30 1817

8. 2111 35 2117

9. 2412 40 2418

10. 2714 45 2764

11. 3014 50 3060

12. 3315 55 3351

13. 3619 60 3652

14. 3919 65 3949

15. 4219 70 4240

16. 4522 75 4524

17. 4820 80 4823

18. 5120 85 5121

19. 5420 90 5418

20. 5712 95 5713

21. 6012 100 6012

22. 6313 105 6312

23. 6610 110 6614

24. 6911 115 6912

25. 7211 120 7216

26. 7506 125 7505

27. 7809 130 7813

28. 8109 135 8109

29. 8414 140 8415

30. 8716 145 8710

31. 9019 150 9019

32. 9320 155 9318

33. 9622 160 9623

34. 9919 165 9916

Page 50: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

36

35. 10216 170 10220

36. 10514 175 10512

37. 10810 180 10813

38. 11108 185 11113

39. 11410 190 11412

40. 11711 195 11708

41. 12008 200 12008

6. Grafik Proses Karakterisasi

7. Tabel Hasil Karakterisasi

No. Pulsa Penarikan (y)

10-1 mm (x)

Pulsa Pelepasan (y)

1. 2 0 2

2. 50 50 51

Page 51: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

37

3. 100 100 100

4. 150 150 149

5. 199 200 199

6. 248 250 248

7. 299 300 297

8. 349 350 348

9. 400 400 399

10. 450 450 449

11. 501 500 499

12. 552 550 549

13. 602 600 600

14. 652 650 650

15. 701 700 700

16. 752 750 752

17. 803 800 802

18. 853 850 853

19. 904 900 903

20. 955 950 954

21. 1005 1000 1004

22. 1056 1050 1054

23. 1106 1100 1105

24. 1156 1150 1156

25. 1207 1200 1206

26. 1257 1250 1257

27. 1308 1300 1307

28. 1357 1350 1358

29. 1407 1400 1409

30. 1457 1450 1457

31. 1507 1500 1507

32. 1556 1550 1557

33. 1607 1600 1607

34. 1658 1650 1658

35. 1710 1700 1710

36. 1760 1750 1761

37. 1811 1800 1812

38. 1862 1850 1862

39. 1913 1900 1913

40. 1964 1950 1964

41. 2015 2000 2015

Page 52: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

38

8. Listing Program Akhir

/************************************************************

Program: ROTARY ENCODER

Function: Main (complete program listing in this file)

Description: Read ENCODER

Author: Mamduh Dliyaul Jawwad

Environment: IDE Arduino 1.0.1

Notes: -

Revisions: 12-10-2015

*************************************************************/

// channel a == pin digital 2 (INT0)

// channel b == pin digital 3 (INT1)

// 1 pulse == 0.0157 mm

#include <Encoder.h>

byte addressInt = EEPROM.getAddress(sizeof(int));

Encoder myEnc(2, 3);

void setup() {

Serial.begin(115200);

}

int oldPosition = -999;

void loop() {

int newPosition = myEnc.read();

Page 53: EXTENSOMETER BERBASIS INCREMENTAL ROTARY ENCODER …

39

if (newPosition != oldPosition) {

oldPosition = newPosition;

EEPROM.writeInt(addressInt, newPosition);

Serial.print("Pulse : ");

Serial.print(newPosition);

Serial.print("\t");

Serial.print("Length : ");

Serial.print(oldPosition*0.0157, 4);

Serial.println(" mm");

Serial.print("\t");

Serial.print("Data EEPROM : ");

Serial.println(EEPROM.readInt(addressInt));

}

}