| 81

PENGENDALIAN POTENSIOMETER POMPA OTOMATIS PADA SISTEM PENGUJIAN ALAT UKUR CURAH HUJAN TIPE CAWAN BERJUNGKITTHE AUTOMATIC PUMP POTENTIOMETER CONTROL ON THE TESTING SYSTEM OF RAIN GAUGE OF TIPPING BUCKET

Jalu A. Prakosa, Dadang Rustandi, Bernadus H.Sirenden, Tatik Maftukhah Pusat Penelitian Metrologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan IndonesiaKompleks Puspiptek, Serpong, Tangerang Selatan 15314jalu001@lipi.go.id

ABSTRAK

Pengujian untuk jaminan mutu pengukuran pada alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit sangat diperlukan karena tipe alat ukur ini banyak digunakan di Indonesia. Pengendalian potensiometer pompa secara manual memiliki kelemahan, yaitu kurang presisi dalam menentukan pengulangan titik ukur dan kesulitan dalam memutar sudut potensiometer pompa dengan resolusi yang sangat kecil. Tujuan penelitian ini adalah membuat pengendalian otomatis potensiometer pompa pada sistem pengujian alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit. Fasilitas interrupt dan Pulse Width Modulation (PWM) pada mikrokontroler dimanfaatkan untuk menghitung sinyal elektrik dari transduser cawan berjungkit dan memutar sudut motor servo yang melekat pada potensiometer pompa. Dari hasil pengujian, didapatkan hubungan antara pembukaan sudut potensiometer pompa dan jumlah volume uji dengan nilai R2 sebesar 0,9911 dan nilai residual standar deviasi yang cukup besar, yaitu 258,9 mL atau relatif 58%. Hasil pengujian alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit, yaitu sebesar (18,2 ± 0,6) mL/pulsa dengan nilai deviasi relatif sekitar 3%. Waktu uji yang tidak stabil dan efek histerisis tekanan pompa kemungkinan besar menyebabkan keberagaman karakteristik dalam pengendalian otomatis sudut putar potensiometer pompa tersebut.

Kata Kunci: pengendalian potensiometer, mikrokontroler, pengujian, alat ukur curah hujan, cawan berjungkit.

ABSTRACT

The testing for quality assurance of measurements on rain gauge of tipping bucket type is very important since this type of gauge is widely used in Indonesia. The pump potentiometer controlling is still manual to date which has the disadvantage of not only hard to be precision in determining repetition on determining the measuring point but also difficult to rotate the angle of the pump potentiometer by very small resolution. The purpose of this study is to build an automatic control pump potentiometer on the testing system for rain gauge of tipping bucket type. The Facilities of interrupt and Pulse Width Modulation (PWM) on the microcontroller are used to calculate the electrical signal from the transducer of tipping bucket and swing the angle of servo motors attached on the pump potentiometer. The test results showed that the relationship between the pump potentiometer opening angle and the amount of test volume with R2 values by 0.9911 and the large enough residual value of the standard deviation about 258.9 mL or 58%. The test result for rain gauge of tipping bucket type is (18.2 ± 0.6) mL / pulse or around 3%. The unstable test time and the hysteresis effects of pump pressure have high possibility to cause the characteristics diversity in the automatic control of the angle rotation of the pump potentiometer.

Keywords: potentiometer control, microcontroller, testing, rain gauge, tipping bucket.

A. PENDAHULUAN Alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit (tipping bucket) banyak digunakan di Indonesia, terutama oleh Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG). [1,2,3,4] Prinsip kerja yang relatif sederhana juga terdapat pada data pengukuran yang dapat diolah dengan mudah secara sinyal elektrik sehingga membuat alat

ukur curah hujan tipe cawan berjungkit ini banyak digunakan. Setiap jungkitan cawan akan mengeluarkan sinyal elektrik. Oleh karena itu, kualitas pengukuran alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit perlu diuji performanya.[5]

Salah satu cara pengujiannya adalah dengan mengalirkan air pada ukuran volume tertentu kemudian divalidasi jumlah jungkitan yang terjadi. Penelitian ini menggunakan pompa

82 | Instrumentasi, Vol. 40 No. 2, 2016

peristaltik untuk mengendalikan volume yang mengalir ke cawan yang berjungkit. Laju air pompa dapat diatur oleh elemen kendali pada pompa berupa potensiometer. Volume air yang mengalir juga dapat diatur dengan mengatur potensiometer dari titik nol ke titik tertentu untuk mengalirkan air, dan dari titik tertentu ke titik nol untuk menghentikan aliran air.

Selama ini pengaturan potensiometer pompa secara manual dilakukan dengan putaran berda­sarkan perkiraan tangan operator. Pengendalian potensiometer pompa secara manual tersebut memiliki kelemahan, yaitu tidak konsisten dalam menentukan pengulangan titik ukur dan kendala dalam memutar potensiometer pompa dengan resolusi sudut yang sangat kecil.

Teknologi papan mikrokontroler Arduino Uno selain memiliki fasilitas untuk menginte­rupsi program yang dapat dimanfaatkan untuk menghitung input sinyal elektrik secara akurat dari alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit, terdapat juga Pulse Width Modulation (PWM) yang dapat menggerakan potensiometer pompa secara otomatis melalui motor servo dengan resolusi sudut putar yang kecil.[2]

Tujuan penelitian ini adalah membuat pengendalian otomatis potensiometer pompa pada sistem pengujian alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit. Selain itu dilakukan analisis hubungan sudut pembukaan potensiometer pompa secara otomatis dengan jumlah volume air yang dipindahkan ke alat ukur.

B. TINJAUAN PUSTAKABab ini menjelaskan alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit, mikrokontroler yang memi­liki fasilitas interrupt sebagai penghitung sinyal elektrik dari cawan berjungkit secara akurat dan PWM sebagai penggerak potensiometer pompa dengan resolusi sudut yang kecil dan motor servo sebagai aktuator pengerak potensiometer pompa.

1. Alat Ukur Curah Hujan

Curah hujan dapat didefinisikan sebagai ketebal-an kolom hujan yang dapat dinyatakan dengan satuan milimeter (volume/luas).[6] Sebuah alat ukur curah hujan adalah alat yang digunakan

oleh ahli meteorologi, hidrologi, maupun pene­liti lainnya untuk mengumpulkan dan mengukur jumlah volume curah hujan selama periode waktu tertentu.[5] Alat ukur curah hujan juga dikenal sebagai udometer, pluviometer, atau ombrometer. Salah satu alat ukur curah hujan yang banyak digunakan di Indonesia adalah tipe cawan berjungkit.[4] Gambar 1 merupakan alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit.

Alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit terdiri dari corong yang mengumpulkan air dan menyalurkan curah hujan ke dalam wadah seperti bentuk cawan berjungkit. Jungkitan pada alat ini sebanding dengan jumlah volume air hujan yang turun pada corongnya. Jumlah curah hujan dalam satuan milimeter dapat ditentukan dengan membagi jumlah volume air yang diukur dengan luas penampang corong. Setelah jumlah volume diatur pada baut penyetelan di bawah cawan dengan mengatur ketinggiannya. Semakin tinggi baut penyetelan, semakin sedikit volume air untuk melakukan satu kali jungkitan. Air yang terkumpul pada corong pembuangan akan menggerakkan tuas cawan untuk berjung­kit. Jungkitan tersebut akan menghasilkan sinyal elektrik dari transduser yang terpasang pada sumbu tuas jungkit.[1]

Alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit tidak seakurat alat ukur hujan standar, rancangan National Weather Service Amerika Serikat dengan akurasi sampai kurang dari 2%, karena curah hujan bisa berhenti sebelum tuas telah berjungkit. Ketika periode berikutnya hujan mulai turun lagi, yang terdapat probabilitas

Gambar 1. Alat Ukur Curah Hujan Tipe Cawan Berjungkit

Pengendalian Potensiometer Pompa... | 83

diperlukan tidak lebih dari satu atau dua tetes agar tuas berjungkit. Hal ini kemudian akan mengakibatkan cawan menjungkit kurang dari volume air yang telah disetel. Tipe cawan berjungkit ini juga cenderung terjadi kesalahan dalam mengukur jumlah curah hujan, khususnya saat peristiwa salju dan hujan deras. Keuntungan dari alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit adalah bahwa karakter hujan, yaitu ringan (< 2,5 mm/jam), sedang (2,5 – 7,6 mm/jam), atau berat (> 7,6 mm/jam), dapat dengan mudah diperoleh. Karakter curah hujan ditentukan oleh jumlah total air hujan yang telah jatuh dalam jangka waktu tertentu. Namun, dalam menghitung jumlah jungkit dapat digunakan sample waktu sekitar 10 menit untuk menentukan karakter curah hujan. Pada tingkat intensitas curah hujan yang tinggi, dapat digunakan suatu algoritma untuk mengoreksi kesalahannya.

Alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit ini juga dapat digabungkan dengan sensor berat. Dalam alat ukur ini, strain gauge dapat digunakan untuk mengukur massa air yang terkumpul dalam wadah penampung setiap saat. Setiap kali cawan berjungkit yang menghasilkan sinyal elektrik, strain gauge sensor berat dapat direset untuk mengukur dan melakukan vali­dasi pengukuran volume air. Untuk pengukuran curah hujan es dan salju, cawan berjungkit dapat dipanaskan untuk mencairkannya sehingga air dapat masuk ke saluran wadah penampungan.[5] Kelemahan alat ukur curah hujan tipe cawan ber­jungkit tersebut dapat dihilangkan di Indonesia karena memiliki iklim tropis. Indonesia beriklim tropis yang jarang terjadi hujan es dan salju sehingga kelemahan alat ukur cawan berjungkit akibat kesalahan pengukuran wujud hujan dalam

es dan salju, yang seharusnya wujud air sesuai nilai yang disetel, akan dapat dikurangi efeknya.

2. Mikrokontroler

Perangkat mikrokontroler banyak dimanfaatkan sebagai instrumen penghitung sinyal elektrik. Bahkan, pengendalian potensiometer pompa otomatis dapat dilakukan menggunakan peranti ini.[7] Teknologi pemrograman mikrokontroler berbasis open source Arduino sangat populer dewasa ini dan juga sangat membantu kegiatan penelitian karena menghindarkan dari masalah lisensi dan pembiayaan. Pada penelitian ini dipi­lih papan Arduino Uno karena untuk optimalisasi terkait kebutuhan spesifikasi mikrokontroler dan pendanaannya. Arduino Uno merupakan salah satu jenis papan berbasis mikrokontroler yang dapat diprogram menggunakan Arduino, yaitu software open source unggahan dari mikro­kontroler. Papan ini terdiri dari mikrokontroler ATmega168 atau ATmega328 yang memiliki 2 pin interrupt, 14 digital pin input/output, di mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 input analog sebagai Analog to Digital Converter (ADC) 10 bit, 16 MHz osilator kristal, 2 buah timer/counter 8 bit, sebuah timer/counter 16 bit, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset, di mana ini semua diperlukan untuk mendukung mikrokontroler yang mudah dihubungkan ke komputer karena menggunakan kabel USB atau power dengan adaptor AC-DC atau baterai untuk menjalankannya.[8] Gambar 2 merupakan tampilan Arduino Uno.

Perancangan rangkaian kendali ini meng­gunakan Arduino Uno dengan mikrokontroler ATmega328, di mana konfigurasi dan pemetaan pinnya yang ditampilkan pada Gambar 3.[9]

Gambar 2. Mikrokontroler Arduino Uno Gambar 3. Konfigurasi dan Pemetaan Pin Mikro­kontroler ATmega328[9]

84 | Instrumentasi, Vol. 40 No. 2, 2016

Fasilitas interrupt pada pin 2 (INT0) dapat dimanfaatkan untuk menghitung jumlah sinyal elektrik yang dihasilkan oleh alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit. Aktivitas dari pro­gram lain dapat ditunda pada saat menghitung pulsa elektrik sehingga lebih akurat karena dapat mengurangi data yang hilang. Fasilitas PWM dimanfaatkan untuk mengendalikan tegangan input potensiometer pompa melalui motor servo dan USART dan komunikasi serial dengan komputer melalui kabel USB.

3. Motor Servo dan Potensiometer Pompa

Motor servo adalah aktuator linear untuk memu­tar dalam pengendalian yang akurat dari sudut atau posisi linear, kecepatan, dan percepatan. Motor jenis ini dapat digabungkan dengan sensor sebagai umpan baliknya. Kebanyakan motor servo modern dirancang dan disediakan dengan modul kontroler khusus dari produsen yang sama. Pengendali otomatis dikembangkan mikrokontroler untuk mengurangi biaya dan tempat data akuisisi dibanding dengan menggu­nakan komponen elektonika pengendali jenis lain seperti relay dan IC gerbang logika.[10]

Motor servo yang digunakan dalam pene­litian ini kecil dan ringan dengan daya output tinggi. Servo ini dapat memutar sekitar 180 derajat, yaitu 90 derajat di setiap arah, dan bekerja seperti jenis motor standar yang berukuran empat kali dari motor servo (Gambar 4). Berikut spesifikasi teknis motor servo yang digunakan:[11]

1) Massa: 9g2) Ukuran: 22mm x 11.5mm x 27 mm3) Kecepatan operasi 4.8V (tidak ada beban)4) 0.12sec/60°5) Torsi: 4.8V: 17.5oz di 1,2 kg/cm6) Suhu Range: ­30°C ­ 60 °C7) Tegangan operasi: 3,0–7,2 Volt

Ukuran motor servo yang kecil dipilih untuk menyesuaikan ukuran potensiometer pompa (Gambar 5). Penyedotan air untuk mengen­dalikan jumlah volume air yang dialirkan ke alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit dilakukan oleh pompa. Pembukaan potensiom­eter pompa sebanding dengan jumlah air yang terhisap. Pompa yang digunakan pada penelitian ini, yang memiliki kemampuan hisap 56–1.700 ml/min yang telah memenuhi kebutuhan kegiatan ini.[12]

4. Pembuatan Sistem Kendali

Mikrokontroler ATmega328 memiliki fasilitas interrupt pada pin 2 digital (INT0) Arduino Uno. Interupsi tersebut digunakan sebagai pemicu (trigger) pada penghitung jumlah sinyal pulsa elektrik secara spontan sebagai prioritas untuk dieksekusi dengan menunda eksekusi program lain. Hal tersebut akan menghindari kehilangan data pulsa elektrik dari transduser alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit. Untuk meng­gerakkan putaran motor servo dapat digunakan

Gambar 4. Motor Servo[11]Gambar 5. Potensiometer Pompa

Pengendalian Potensiometer Pompa... | 85

pin 9 digital yang akan mengirimkan PWM yaitu besar sudut putar servo menyesuaikan dengan lebar pulsa yang dikirimkan. Setelah itu, mikrokontroler berkomunikasi ke Personal Computer (PC) secara serial melalui kabel USB. PC dapat menampilkan sekaligus mencatat data pada memorinya. Gambar 6 merupakan blok diagram rangkaian pengendali potensiometer pompa.

Dari blok diagram Gambar 6 tersebut dapat direalisasikan dalam bentuk rangkaian elektronika yang terlihat pada Gambar 7.

Blok diagram tersebut kemudian diimple­mentasikan dalam pemrograman mikrokontroler menggunakan software open source Arduino yang dapat diunduh gratis pada alamat www.ar­duino.cc/en/Main/software. Bahasa C digunakan pada perangkat lunak Arduino untuk membuat

program mikrokontroler. Perangkat lunak Arduino (Gambar 8) merupakan editor yang telah diunduh oleh mikrokontroler. Program tersebut dapat langsung di­compile dan diunduh ke mikrokontroler melalui kabel USB.

5. Metode Pengukuran

Kegiatan pengontrolan dan pengukuran volume air uji dilakukan pada tanggal 18–20 Januari 2016 pada kondisi ruangan dengan temperatur (26,5 ± 0,7)°C dan kelembapan relatif (RH) (54 ± 5)% di laboratorium pengujian curah hujan Pusat Penelitian Metrologi LIPI. Pengujian pengendalian pembukaan potensiometer motor dilakukan sebanyak 15 jumlah titik ukur dengan selang titik ukur atau span tiap 1 derajat sudut pu tar karena untuk melakukan karakterisasi kua­li tas pompa peristaltik sesuai perkiraan kebutuh­an. Pengulangan pengambilan data sebanyak tiga kali setiap titik ukur untuk efisiensi dan memenuhi minimal jumlah pengulangan sesuai perhitungan standar deviasi. Untuk menganalisis efek histerisis pada tekanan pompa, pengulangan tiga kali dalam pengambilan data dilakukan dengan variasi siklus naik­turun­naik sesuai metode standar kalibrasi alat ukur tekanan. Siklus naik akan membuka dari putaran sudut terkecil ke sudut terbesar, sedangkan siklus turun akan menutup dari sudut terbesar sampai Gambar 6. Blok Diagram Rangkaian Kendali Po­

tensiometer Pompa

Gambar 7. Rangkaian Elektronika Pengendali Potensiometer Pompa

86 | Instrumentasi, Vol. 40 No. 2, 2016

terkecil. Pengulangan pada titik ukur dilakukan untuk menghitung pengaruh deviasi, sedangkan pengulangan pada variasi siklus pengambilan data untuk menghitung efek histerisis.

Pada algoritma pemrograman, terdapat pe rintah untuk melakukan penundaan (delay) se­lama sekitar 555 ms untuk meminimalisasi efek bouncing karena pada percobaan sebelumnya dengan tanpa penundaan telah terjadi bouncing sekitar 2–3 pulsa elektrik dari transduser alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit. Dengan pemberian delay tersebut, jumlah pulsa elektrik yang dihasilkan transduser sesuai dengan jungkitan cawan sehingga efek bouncing dapat diabaikan. Waktu uji dilakukan selama (313±10) sekon. Volume uji diukur menggunakan bejana ukur dengan kapasitas pengisian maksimal 1.000 mL.

Program akuisisi data secara serial menggu­nakan perangkat lunak program aplikasi Java untuk mempermudah pencatatan dan peng­olahan data serta mengurangi masalah lisensi karena bahasa pemrograman Java (Gambar 9) bersifat open source.[13]

Untuk melakukan analisis konsistensi pengulangan data, simpangan, dan linearitas,

Gambar 8. Perangkat Lunak Arduino

Gambar 9. Program Aplikasi Java

digunakan perhitungan standar deviasi dan residual fungsi grafik.[14,15]

=∑ ixx

n....................................................... (1)

( )2

1

−=

−∑ ix x

sn

................................... (2)

( )2

2

−=

−∑ iy y

sRn

.............................. (3)

keterangan:

s = Nilai simpangan baku atau standar deviasisR = Nilai standar deviasi dari residual fungsi

grafikxi = Nilai data ke­i sumbu -X

x y = Nilai rata­rata sumbu -Yyi = Nilai data ke­i sumbu -Yx y = Nilai rata­rata sumbu -Xn = Jumlah data

C. HASIL DAN PEMBAHASAN Potensiometer pompa mulai bergerak ketika diberikan nilai sudut putar dalam derajat antara 0 sampai 180, dari hasil pengujian awal, potensio-meter pompa mulai memompa air ketika diberi­kan nilai sudut 6° karena pompa belum berjalan saat diberikan nilai sudut 0–5°(Gambar 10).

Pengendalian Potensiometer Pompa... | 87

Gambar 10. Pengendalian Potensiometer Pompa pada Pengujian

Tabel 1. Hasil Pengukuran Volume Uji pada Peng­ujian Alat Ukur Curah Hujan Tipe Cawan Berjungkit

Sudut(derajat)

Naik-1(mL)

Turun-2(mL)

Naik-3(mL)

6 125,0 125,0 125,07 142,9 142,9 160,78 160,7 142,9 160,79 196,5 196,5 178,6

10 196,5 214,3 196,511 232,2 232,2 250,012 232,2 285,8 250,013 303,6 321,5 267,914 321,5 339,3 321,515 339,3 339,3 375,116 375,1 357,2 392,917 392,9 410,8 392,918 428,6 410,8 428,619 446,5 410,8 428,620 446,5 446,5 446,5

Tabel 2. Hasil Perhitungan Rerata Hubungan Volume Uji dan Sudut Putar Motor

Sudut(derajat)

Rerata(mL)

s(mL)

s(%)

6 154,8 0 07 190,5 10,3 78 202,4 10,3 79 238,1 10,3 5

10 256,0 10,3 511 297,7 10,3 412 327,4 27,3 1113 351,2 27,3 914 375,1 10,3 315 398,9 20,6 616 422,7 17,9 517 428,6 10,3 318 446,5 10,3 219 446,5 17,9 420 446,5 0,0 0

Gambar 11. Grafik Lineraritas AntaraVolume dan Sudut Putar

Gambar 12. Grafik Hubungan Rerata Ukuran Volume (Ml) dan Sudut Putar (Derajat)

Tabel 1 merupakan volume uji hasil pengujian alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit dengan tiga kali pengulangan dengan siklus naik­turun­naik.

Untuk melakukan pengecekan tingkat kelinearan hubungan pembukaan sudut putar motor servo dalam satuan derajat dengan ukuran volume yang dihasilkan oleh alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit, dapat dinyatakan dalam grafik linearisasi seperti yang tertera pada Gambar 11 dan Gambar 12.

Pada Gambar 11, grafik fungsi antara jumlah volume uji dan sudut putar terlihat bahwa R2

88 | Instrumentasi, Vol. 40 No. 2, 2016

tidak sama dengan 1, yaitu sebesar 0,9782. Untuk analisis lebih lanjut dapat dijadikan nilai rata­rata sebagai nilai tunggal persamaan linear, seperti yang tertuang pada Tabel 2.

Terlihat pada Gambar 12, grafik fungsi linier antara jumlah volume uji vs sudut putar dengan nilai rerata lebih baik kelinieritasannya karena nilai R2 sebesar 0,9911. Meskipun demikian, persamaan linier tersebut memiliki ketidakpastian dari standar deviasi bahkan nilai residual standar deviasi (sR) cukup besar, yaitu 258,9 mL atau relatif 58% terhadap volume uji terbesar 446,5 mL pada sudut terbesar 20°. Kualitas pengendalian potensiometer pompa diindikasikan oleh nilai penyimpangan standar deviasi, yaitu semakin kecil nilai deviasi, semakin baik kualitas pengendalian pada titik ukur putaran sudut motor servo tersebut.

Tabel 2 menunjukkan karakteristik titik uji pengendalian sudut motor pompa memiliki perbedaan yang beragam. Pada sudut putar 6° dan 20° memiliki kualitas terbaik dengan nilai penyimpangan relatif 0%, sedangkan kualitas terburuk terdapat pada sudut putar 12° karena memiliki standar deviasi sebesar 27,3 mL atau relatif 11%. Titik ukur sudut 7°, 8°, 13°, dan 15° memiliki penyimpangan relatif di atas 5%, sedangkan sudut putar sisanya memiliki nilai deviasi tidak lebih besar dari 5%. Oleh karena itu, untuk mencapai target akurasi 5%, sudut putar 6°, 9°, 10°, 11°, 14°, 16° sampai 20° dapat digunakan untuk menguji alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit tersebut. Perbedaan karakteristik yang beragam dalam pembukaan sudut putar potensiometer pompa tersebut kemungkinan disebabkan waktu uji yang benar­benar tidak konstan pada nilai 313 sekon, tetapi memiliki deviasi sebesar 10 sekon.

Hal tersebut menyebabkan ketidakpastian pembacaan volume uji. Deviasi relatif waktu uji sekitar 3% disebabkan pengaturan waktu uji menunggu jungkit pulsa elektrik terakhir. Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan dengan mengabaikan jungkit pulsa elektrik terakhir, tetapi akan ada risiko kehilangan data. Nilai volume uji pada saat naik dan turun pada Tabel 1 terlihat berbeda akibat efek histerisis tekanan pada pompa peristaltik yang digunakan sehingga efek histerisis kemungkinan berpengaruh pada perbedaan karakteristik dalam pembukaan sudut putar potensiometer pompa tersebut.

Hasil pengujian alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit berupa nilai konversi jumlah volume uji dibagi jumlah jungkit dalam satuan mL/pulsa. Untuk mendapatkan akurasi terbaik, alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit dapat diuji pada sampel tiga titik ukur sudut putar potensiometer pompa yang memiliki deviasi terkecil, seperti terlihat pada Tabel 3.

Tabel 3 menunjukkan nilai hasil pengujian alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit sebesar (18,2 ± 0,6) mL/pulsa dengan nilai deviasi relatif sekitar 3% yang lebih besar dari deviasi sudut putar 8°, yaitu sebesar 2%. Berdasarkan contoh kasus tersebut, dapat disimpulkan bahwa akurasi perputaran sudut potensiometer pompa sangat berpengaruh terhadap hasil pengujian alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit tersebut.

D. KESIMPULAN DAN SARANDari hasil pengujian pembukaan sudut poten­siometer pompa dan pengukuran volume uji dengan 15 titik ukur dan tiga kali pengulangan untuk pengambilan data pada rentang ukur 6~20° putaran, diketahui terjadi perbedaan karakteristik dalam pembukaan sudut putar potensiometer pompa tersebut. Hubungan besar pembukaan sudut potensiometer pompa dengan jumlah volume uji tidak benar­benar linear sempurna karena nilai R2 sebesar 0,9911 dan nilai residual standar deviasi (sR) cukup besar, yaitu 258,9 mL atau relatif 58% terhadap volume uji terbesar 446,5 mL pada persamaan linear y = 24,706x - 30,263 dengan volume uji sebagai sumbu y dan sudut putar sebagai sumbu x. Akurasi terburuk terdapat pada sudut putar 12°

Tabel 3. Hasil Pengujian Alat Ukur Curah Hujan Tipe Cawan Berjungkit

Sudut(derajat)

Volume(mL)

Jungkit(pulsa)

Konversi(mL/pulsa)

6 125,0 7 17,918 422,7 22 18,920 446,5 25 17,9

Rerata nilai konversi 18,2Standar deviasi 0,6

Pengendalian Potensiometer Pompa... | 89

karena memiliki penyimpangan sebesar 27,3 mL atau relatif 11%, sedangkan sudut putar 7° dan 20° memiliki kualitas terbaik dengan nilai de­viasi relatif 0%. Hasil pengujian alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit pada sampel tiga titik ukur sudut putar potensiometer pompa yang memiliki deviasi terkecil, yaitu sebesar (18,2 ± 0,6) mL/pulsa dengan nilai deviasi relatif sekitar 3%. Perbedaan karakteristik yang beragam dalam pembukaan sudut putar potensiometer pompa tersebut kemungkinan disebabkan oleh waktu uji yang tidak stabil dan efek histerisis tekanan pompa peristaltik yang digunakan.

Sudut putaran motor pompa yang direko­mendasikan, yaitu 6°, 9°, 10°, 11°, 14°, 16° sampai 20° untuk mencapai target akurasi 5% dalam pengujian alat ukur curah hujan tipe cawan berjungkit. Selain efek bouncing, waktu uji yang memiliki deviasi cukup besar, yaitu 10 sekon dari rerata 313 sekon dapat lebih distabilkan dengan mengabaikan jungkit pulsa elektrik terakhir walaupun berisiko kehilangan data pulsa pada penelitian selanjutnya.

UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih pula kepada Manajemen Puslit Metrologi LIPI dan Program Riset Unggulan LIPI 2016/2017 yang telah menyediakan fasilitas dan mendanai kegiatan ini sehingga penelitian ini dapat berlangsung dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA[1] BMKG. “Deskripsi Alat Rain Gauge Tipe

Tipping Bucket: Data BMKG.” Terakhir dimodifikasi pada Februari 9, 2017. http://data.bmkg.go.id/share/Dokumen/deskripsisensor­lintek.pdf.

[2] Toruan, Kanton Lumban. 2009. “Automatic Weather Station (AWS) Berbasis Mikrokon­troler.” Tesis, Pascasarjana FMIPA Universitas Indonesia, Depok.

[3] Diani, Fitri, dkk. “Kajian Sistem Informasi Pra­kiraan Cuaca BMKG pada BMKG Bandung.” Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi (SNATI) 2012. Yogyakarta: 15–16 Juni 2012. ISSN:1907-5022.

[4] Wijonarko, S. dan T. Maftukhah. “Instrumenta­tion System for Water Balance Measurements on Serkuk Subbasin, Kubu Watershed, Belitung.” Terakhir dimodifikasi pada 2016 http://dx.doi.org/10.1063/1.4953930.

[5] Strangeways, Ian. 2011. Precipitation: Theory, Measurement and Distribution. Cambridge University Press, 140. ISBN 978-0521172929.

[6] WMO­No. 8. 2012. Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation, 2008 Edition, Updated in 2010.

[7] Prakosa, Jalu Ahmad dan Bernardus H. Sirenden. 2011. “Rancang Bangun Pengendali Katup Solenoid Proporsional Dua Arah Otomatis melalui PC pada Kalibrator Laju Aliran Air Piston Prover OT-400.” Jurnal INKOM 5: 57–64. ISSN 1979-8059. http://jurnal.informatika.lipi.go.id/index.php/inkom/issue/view/9/showToc.

[8] Arduino. 2017. “Arduino UNO & Genuino UNO.” Terakhir dimodifikasi pada Februari 9, 2017. https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno/.

[9] Atmel Corporation. 2009. 8­bit AVR Mi­crocontroller with 4/8/16/32K Bytes In-System Programmable Flash ATmega48PA ATmega88PA ATmega168PA ATmega328P Rev. 8161D–AVR–10/09.” USA: Atmel.

[10] Gieras, Jacek F. 2009. Permanent Magnet Motor Technology: Design and Applications. Third Edition. CRC Press, 26–. ISBN 978-1-4398­5901­8.

[11] Mikropik.com. 2017. “SG90 9 g Micro Servo.” Terakhir dimodifikasi pada Februari 9, 2017. http://micropik.com/PDF/SG90Servo.pdf.

[12] Parmer, Cole. 2017. “Masterflex L/S Economy Pump System with Easy-Load II Pump Head.” Terakhir dimodifikasi pada Februari 9, 2017. https://www.coleparmer.com/i/masterflex-l-s-economy-pump-system-with-easy-load-ii-pump-head-115-vac/7791020.

[13] Oracle. 2017.“The Java™ Tutorials.”Terakhir dimodifikasi pada Februari 9, 2017. https://docs.oracle.com/javase/tutorial/.

[14] JCGM. 2008. JCGM 100:2008. Evaluation of Measurement Data: Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. Paris: BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP, dan OIML.

[15] Bureau International des Poids et Mesures. 2006. The International System of Units (SI). Edisi kedelapan. Paris: Organisation Intergou­vernementale de la Convention du Mètre.