RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

73
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH DENGAN MENGGUNAKAN METODE KONFIGURASI WENNER SCHLUMBERGER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535 SKRIPSI Diajukan Oleh : RICKY DHARMAWAN 100801075 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Transcript of RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

Page 1: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

1

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH

DENGAN MENGGUNAKAN METODE KONFIGURASI WENNER –

SCHLUMBERGER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

SKRIPSI

Diajukan Oleh :

RICKY DHARMAWAN

100801075

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2017

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 2: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

2

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKURAN RESISTIVITAS TANAH

DENGAN MENGGUNAKAN METODE KONFIGURASI WENNER –

SCHLUMBERGER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar

Sarjana Sains

Diajukan Oleh :

RICKY DHARMAWAN

100801075

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2017

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 3: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

i

PERSETUJUAN

Judul : Rancang Bangun Alat Pengukur Resistivitas Tanah

dengan menggunakan Metode Konfigurasi Wenner

Schlumberger Berbasis Mikrokontroller ATMega

8535

Kategori : Skripsi

Nama : Ricky Dharmawan

NIM : 100801075

Program Studi : Sarjana (S1) Fisika

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Disetujui di:

Medan, Januari 2017

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 1,

Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc

NIP.196006031986011002

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang

NIP.195510301980131003

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 4: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

ii

PERNYATAAN

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKURAN RESISTIVITAS TANAH

DENGAN MENGGUNAKAN METODE KONFIGURASI WENNER –

SCHLUMBERGER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa

kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, November 2016

Ricky Dharmawan

100801075

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 5: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

iii

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada kehadirat Allah SWT, atas segala

nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan

judul RANCANG BANGUN ALAT PENGUKURAN RESISTIVITAS

TANAH DENGAN MENGGUNAKAN METODE KONFIGURASI

WENNER – SCHLUMBERGER BERBASIS MIKROKONTROLLER

ATMEGA 8535. Dan tidak lupa juga shalawat dan salam kepada Nabi

Muhammad SAW, sebagai teladan dan motivator sepanjang masa.

Terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Mester Sitepu,M.Eng,M.Phill

dan Dr. Takdir Tamba, M.Eng.Sc selaku dosen pembimbing yang telah

meluangkan waktu dan tenaganya untuk dapat membimbing penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga kepada Dr. Marhaposan

Situmorang dan Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku ketua Departemen dan

sekretaris Departemen Fisika FMIPA-USU, Dr. Kerista Sebayang,M.S selaku

dekan FMIPA USU beserta semua Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Fisika

FMIPA USU.

Tidak lupa ucapan terima kasih yang setinggi – tingginya penulis

sampaikan kepada kedua orang tua yang ku sayangi kepada ayahanda Zulkarnain

Karim dan Ibunda Nurlena atas doa dan dukungannya, baik moril maupun materil

serta adik – adik tersayang (Rezza Fikrih Utama dan Yuni Anggriani) yang selalu

memberikan semangat dalam penyelesaian skripsi ini, begitu juga ucapan terima

kasih penulis sampaikan kepada rekan – rekan terbaik di kuliah (Fadly, Nasrul,

Anthony, Jantiber, dan Wiharja), rekan – rekan Fisika 010, abang dan adik – adik

seperjuangan di Jurusan Fisika atas bantuan, semangat, doa, dan dukungannya.

Medan, Agustus 2016

Penulis

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 6: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

iv

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS

TANAH DENGAN MENGGUNAKAN METODE

KONFIGURASI WENNER – SCHLUMBERGER BERBASIS

MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

ABSTRAK

Pendeteksian resistivitas tanah telah berhasil dilakukan dengan menggunakan

metode konfigurasi Wenner – Schlumberger. Pengukuran resistivitas tanah

dilakukan dengan melakukan pengukuran pada permukaan tanah yang sebelum

diberikan tambahan media oli dan pengukuran setelah diberikan tambahan media

oli. Instrumen yang digunakan adalah resistivitymeter yang dilengkapi dengan

empat buah elektroda yang memiliki kemampuan dalam pembacaan output respon

tegangan akibat arus yang diinjeksikan ke dalam permukaan tanah melalui dua

buah elektroda arus dan dua buah elektroda potensial yang secara terprogram oleh

Mikrokontroller ATMega 8535. Sumber arus pada instrument tersebut berupa

sumber tegangan DC sebesar 12 volt yang berasal dari sebuah aki motor. Pada

percobaan dengan menggunakan oli dilakukan 5 kali pengamatan yaitu : pada saat

30 menit, 2 jam, 4 jam , 6 jam ,1 hari setelah oli dituangkan di lokasi pengujian.

Kata kunci : Resistivitas tanah, konfigurasi Wenner - Schlumberger, Mikrontroller

ATMega 8535

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 7: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

v

DESIGN TOOLS MEASURING SOIL RESISTIVITY BY

USING CONFIGURATION WENNER – SCHLUMBERGER

BASED MICROCONTROLLER ATMEGA 8535

ABSTRACT

Detection of soil resistivity have been successfully performed using the

configuration method Wenner – Schlumberger. Soil resistivity measurements

carried out by performing measurements on the soil surface before being given

additional oil media and media measurement after given additional oil. The

instrument used was resistivitymeter equipped with four electrodes that have the

ability in the reading of the output voltage response as a result of current injected

into the ground through two current electrodes and two potential electrodes are

programmed by the microcontroller ATMega 8535. The current source in the

instrument in the form of a DC voltage source of 12 volts coming from a

motorcycle batteries.In experiments using oil carried 5 times observation, namely:

at the time of 30 minutes, 2 hours, 4 hours, 6 hours, 1 day after the oil is poured in

the test location.

Keywords : Soil resistivity , configuration Wenner – Schlumberger ,

Microcontroller ATMEGA 8535

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 8: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

vi

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak iv

Abstract v

Daftar Isi vi

Daftar Tabel vii

Daftar Gambar ix

Bab 1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan Masalah 2

1.3 Batasan Masalah 2

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

1.6 Lokasi Penelitian 3

1.7 Metodologi Penelitian 3

Bab 2. Tinjauan Pustaka

2.1 Metode Geolistrik 6

2.1.1 Konfigurasi Dipole 7

2.1.2 Konfigurasi Wenner 7

2.1.3 Konfigurasi Schlumberger 8

2.1.4 Konfigurasi Wenner – Schlumberger 10

2.2 Transistor 11

2.3Mikrokontroller ATMega 8535 12

2.3.1 Konfigurasi PIN ATMega 8535 16

2.3.2 Peta Memori ATMega 8535 18

2.3.3 Program Memory 18

2.3.4 EEPROM Data Memory 18

2.3.5 Pemprograman ATMega 8535 dengan Bahasa C 19

2.4Resistivitas 20

2.5Konstanta Dielektrik dan Probes 21

2.6DC - AC Inverter 21

2.7Display 21

2.8Quart Crystal 22

2.9 Controller 22

Bab 3. Metodologi Penelitian

3.1 Tempat Penelitian 23

3.2 Peralatan dan Bahan Komponen

3.2.1 Peralatan 23

3.2.2 Bahan dan Komponen 23

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 9: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

vii

3.3 Diagram Blok Cara Kerja Alat 24

3.4Diagram Alir Penelitian 25

3.5 Skematik rangkaian 26

3.5.1 Pengujian

a. Rangkaian Mikrokontroller ATMega 8535 27

b. Pengukuran dengan menggunakan oli dan tanpa oli 28

Bab 4. Hasil dan Pembahasan

4.1 Data hasil penelitian 29

4.1.1 Data pengukuran tanpa oli 29

4.1.2 Data pengukuran menggunakan oli dengan

waktu yang telah ditentukan(n=1)

a. Data pengukuran setelah 30 menit penuangan oli 34

b. Data pengukuran setelah 2 jam penuangan oli 35

c. Data pengukuran setelah 4 jam penuangan oli 36

d. Data pengukuran setelah 6 jam penuangan oli 37

e. Data pengukuran setelah 24 jam penuangan oli 38

4.1.3 Data pengukuran menggunakan oli dengan

waktu yang telah ditentukan (n=2)

a. Data pengukuran setelah 30 menit penuangan oli 39

b. Data pengukuran setelah 2 jam penuangan oli 40

c. Data pengukuran setelah 4 jam penuangan oli 41

d. Data pengukuran setelah 6 jam penuangan oli 42

e. Data pengukuran setelah 24 jam penuangan oli 43

4.1.4 Data pengukuran menggunakan oli dengan

waktu yang telah ditentukan (n=3)

a. Data pengukuran setelah 30 menit penuangan oli 44

b. Data pengukuran setelah 2 jam penuangan oli 45

c. Data pengukuran setelah 4 jam penuangan oli 46

d. Data pengukuran setelah 6 jam penuangan oli 47

e, Data pengukuran setelah 24 jam penuangan oli 48

4.2 Hasil dan Pembahasan

4.2.1 Pembahasan 51

a. Pengukuran setelah 30 menit penuangan oli 52

b. Pengukuran setelah 2 jam penuangan oli 52

c. Pengukuran setelah 4 jam penuangan oli 53

d. Pengukuran setelah 6 jam penuangan oli 54

e. Pengukuran setelah 24 jam penuangan oli 54

Bab 5. Kesimpulan Dan Saran

5.1 Kesimpulan 55

5.2 Saran 55

Daftar Pustaka 57

Lampiran

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 10: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

viii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Nilai resistivitas bantuan 20

Tabel 4.1.1Data pengukuran dengan tanpa menggunakan oli 29

Tabel 4.1.2 Data pengukuran dengan waktu yang telah ditentukan (n=1) 35

Tabel 4.1.3 Data pengukuran dengan waktu yang telah ditentukan (n=2) 39

Tabel 4.1.4 Data pengukuran dengan waktu yang telah ditentukan (n=3) 44

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 11: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Konfigurasi Wenner 9

Gambar 2.2 Konfigurasi Schlumberger 11

Gambar 2.3 Konfigurasi Wenner – Schlumberger 13

Gambar 2.4 Diagram Blok ATMEGA 8535 19

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin ATMEGA 8535 19

Gambar 2.6 Peta Memori Program 21

Gambar 2.7 EEPROM Data Memory 21

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 29

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian 33

Gambar 4.1 Grafik pengukuran dengan tanpa menggunakan 33

oli dengan n = 1

Gambar 4.2 Grafik pengukuran dengan tanpa menggunakan 35

oli dengan n = 2

Gambar 4.3 Grafik pengukuran dengan tanpa menggunakan 36

oli dengan n = 3

Gambar 4.4 Grafik pengukuran dengan menggunakan oli setelah 42

penuangan selama 30 menit,2 jam, 4 jam, 6 jam,

dan 1 hari dengan n = 1

Gambar 4.5 Grafik pengukuran dengan menggunakan oli setelah 47

penuangan selama 30 menit,2 jam, 4 jam, 6 jam,

dan 1 hari dengan n = 2

Gamabr 4.6 Grafik pengukuran dengan menggunakan oli setelah 52

penuangan selama 30 menit,2 jam, 4 jam, 6 jam,

dan 1 hari dengan n = 3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 12: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Metode geolistrik merupakan metode geofisika yang menggunakan medan

potensial listrik bawah permukaan sebagai objek pengamatan utamanya. Kontras

resistivity yang ada pada batuan akan mengubah potensial listrik bawah pada

permukaan tersebut sehingga bisa kita dapatkan suatu bentuk anomali dari daerah

yang akan kita amati.

Dalam pengukuran resisitivitas nya itu sendiri akan menggunakan metode

geolistrik dengan konfigurasi Wenner – Sclumberger. Metode Wenner –

Schlumberger adalah metode dengan sistem aturan spasi yang konstan dengan

catatan faktor pengali „‟n‟‟ adalah perbandingan jarak antara elektroda C1-P1 atau

(C2-P2) dengan P1-P2. Instrumen yang digunakan adalah resistivitymeter yang

dilengkapi dengan empat buah elektroda yang memiliki kemampuan dalam

pembacaan output respon tegangan akibat arus yang diinjeksikan ke dalam

permukaan tanah menggunakan dua buah elektroda arus dan dua buah elektroda

potensial. Sakka (2011) mengatakan bahwa tujuan survey geolistrik tahanan jenis

adalah mengetahui perbedaan tahanan jenis (resistivitas) bawah permukaan bumi

dengan melakukan pengukuran di permukaan bumi. Pemgukuran dengan

konfigurasi Schlumberger menggunakan 4 elektroda, masing – masing 2 elektroda

arus dan 2 elektroda potensial. Metode geolistrik sendiri dapat digunakan untuk

mendeteksi lapisan batubara pada posisi miring, tegak dan sejajar bidang

perlapisan di bawah permukaan.

Struktur bawah permukaan kemungkinan merupakan suatu sistem perlapisan

dengan nilai resistivitas yang berbeda – beda. Banyak faktor yang mempengaruhi

nilai resistivitas ini antara lain : homogenitas tiap tanah, kandungan mineral

logam, kandungan aquifer (misalnya : air, minyak, dan gas), porositas,

permeabilitas, suhu, dan umur geologi tanah. Adanya kenyataan ini menunjukkan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 13: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

2

bahwa bila dilakukan pengukuran di permukaan, maka yang diukur bukan

resistivitas yang sebenarnya, melainkan kombinasi nilai resistivitas berbagai

macam tanah, baik karena variasi maupun vertikal. Nilai resistivitas di setiap titik

akan memiliki besar yang berbeda, sehingga menyebabkan bidang equipotensial

menjadi tidak beraturan.

Di dalam ilmu geofisika, ada beberapa metode untuk mengetahui keadaan

geologi bawah tanah, diantaranya : metode resitivity, geomagnetic, dan seismic.

Adapun di dalam penelitian ini digunakan metode resistivitas yang dalam

pengoperasiannya menggunakan konfigurasi Wenner – Schlumberger.

Oleh karena itu, penulis mencoba merancang dan membuat alat pengukuran

resistivitas tanah dengan metode resisitivitas menggunakan konfigurasi Wenner,

yang mana dengan adanya alat ini, kita dapat mengetahui nilai hambatan jenis,

dengan diketahuinya sebuah nilai hambatan jenis, kita dapat mengetahui

perlapisan tanah, menentukan jenis tanah, kandungan tanah, dan potensi tanah

tersebut.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang masalah sebelumnya, maka penulis

merumuskan beberapa hal yang menjadi masalah dalam penelitian ini.

Diantaranya:

1. Bagaimana merancang alat ukur resistivitas tanah dengan menggunakan

mikrokontroller ATMega 8535 yang telah diprogram secara integritasi.

2. Bagaimana merancang alat pengukuran resistivitas tanah yang dapat bekerja

secara berkala.

3. Bagaimana menganalisis tegangan output dari elektroda metode konfigurasi

Wenner – Schlumberger sebagai indikator dari resistivitas tanah.

1.3 Batasan Masalah

Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang ditentukan,

maka perlu ada pembatasan masalah penelitian :

1. Mikrokontroller yang digunakan adalah jenis Atmega 8535.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 14: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

3

2. Pengukuran menggunakan empat elektroda, dengan metode resistivitas dan

konfigurasi Wenner – Schlumberger.

3. Arus yang digunakan adalah arus DC.

4. Subjek yang akan dideteksi adalah resistivitas tanah.

5. Menampilkan hasil resistivitas tanah pada LCD.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai pada tugas akhir ini adalah:

1. Untuk memperkirakan jenis tanah sesuai dengan resistivitas.

2. Untuk mengetahui resistivitas dari tanah yang diuji.

3. Untuk mengetahui perubahan resistivitas ketika tanah dituangkan oleh oli.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian adalah:

1. Mengetahui jenis tanah sesuai dengan resistivitas.

2. Mengetahui perubahan resistivitas tanah sebelum dan sesudah diberikan oli.

3. Mengetahui resistivitas tanah pada faktor geometri tertentu.

1.6 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Jalan Merpati Ujung No.24 Komplek Polri Tanjung

Selamat.

1.7 Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian ini meliputi :

1. Tempat dan Waktu Penelitian

Pada bagian ini menjelaskan tempat berlangsungnya penelitian dan

waktu pelaksanaan penelitian.

2. Peralatan, bahan dan komponen

Berisi daftar peralatan, bahan dan komponen yang digunakan selama

penelitian berlangsung.

3. Diagram Blok

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 15: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

4

Pada bagian ini meliputi diagram blok cara kerja alat dan diagram alir

program. Pada diagram blok cara kerja alat menjelaskan setiap bagian

dari rangkaian yang digunakan pada alat sedangkan pada diagram alir

program menjelaskan program pada alat.

4. Prosedur Penelitian

Pada Sub bab ini menjelaskan tahapan – tahapan proses penelitian,

meliputi perancangan dan pengujian rangkaian sistem sensor terhadap

sampel, metode perhitungan resistivitas tanah dengan menggunakan

metode konfigurasi Wenner – Schlumberger.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 16: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Tanah sebagai media berpori dapat dimodelkan sebagai rangkaian resistor

R yang mewakili konduktivitas, nilai R dipengaruhi rasio antara air dan udara di

dalam pori. Nilai R meningkat dengan semakin dominannya udara di dalam pori,

karena udara merupakan penghantar listrik yang jelek. Dari paparan hal di atas,

dikethaui bahwa untuk mengetahui kadar apa saja yang terkandung di dalamnya

dapat digunakan berbagai macam teknik. Besarnya tahanan jenis tanah pada setiap

daerah tidaklah sama. Beberapa faktor yang mempengaruhi tahanan jenis yaitu :

Keadaan struktur tanah antara lain ialah struktur geologinya, seperti tanah liat,

tanah rawa, tanah berbatu, tanah berpasir, tanah gambut dan sebagainya. Unsur

kimia yang terkandung dalam tanah, seperti garam, logam, dan mineral – mineral

lainnya. Keadaan iklim, basah atau kering, temperature tanah dan jenis tanah.

Pengukuran tahanan jenis tanah yang ada pada saat ini umumnya

dilakukan dengan metode empat titik (4-Point Measurement). Kesulitan yang

biasa dijumpai dalam mengukur tahanan jenis tanah adalah bahwa dalam

kenyataannya komposisi tanah tidaklah homogen pada seluruh volume tanah,

dapat bervariasi secara vertikal maupun horizontal, sehingga pada lapisan tertentu

mungkin terdapat dua atau lebih jenis tanah dengan tahanan jenis yang berbeda.

Untuk mengetahui struktur bawah permukaan yang lebih dalam, maka

jarak masing – masing elektroda arus dan elektroda potensial ditambah secara

bertahap. Semakin besar spasi elektroda maka efek penembusan arus ke bawah

makin dalam, sehingga batuan yang lebih dalam akan dapat diketahui sifat – sifat

fisisnya. Pemakaian metode geolistrik adalah untuk mendeteksi informasi –

informasi tersebut pada dasarnya menggunakan fenomena alam yang

berhubungan dengan kondisi batuan didalam bumi. Pengukuran resistivitas tanah

dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti homogenitas tanah, kandungan air,

porositas, permeabilitas, dan kandungan mineral. Metoda geolistrik resistivity

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 17: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

6

memanfaatkan sifat ketahanan batuan terhadap listrik, yang dipengaruhi oleh nilai

– nilai seperti kandungan mineral logam dan non-logam, dan kandungan air.

2.1 Metode Geolistrik

Metode geolistrik terdiri dari beberapa konfigurasi, misalnya yang pada ke

empat buah elektrodanya terletak dalam satu garis lurus dengan posisi elektroda

AB dan MN yang simetris terhadap titik pusat pada kedua sisi yaitu konfigurasi

Wenner – Schlumberger. Setiap konfigurasi mempunyai metode perhitungan

sendiri untuk mengetahui nilai ketebalan dan tahanan jenis batuan di bawah

permukaan. Metode geolistrik konfigurasi Schlumberger merupakan metoda

favorit yang banyak digunakan untuk mengetahui karakteristik lapisan batuan

tanah permukaan dengan biasa survei yang relatif murah. Metode ini merupakan

salah satu metoda geofisika yang dapat memberikan gambaran susunan dan

kedalaman lapisan batuan, dengan mengukur sifat kelistrikan batuan. Prinsip

pelaksanaan survey ketahanan jenis adalah dengan menginjeksikan arus listrik

melalui elektroda arus dan mengukur responnnya (tegangan) pada elektroda

potensial dalam suatu susunan (konfigurasi) tertentu.

Metode geolistrik merupakan suatu metode geofisika yang dimanfaatkan

untuk mengetahui keadaan di bawah permukaan tanah. Salah satunya ialah untuk

mengetahui resistivitas dan resistivitas semu yang terjadi dibawah permukaan

tanah dengan memanfaatkan nilai tahanan jenis ataupun dengan nilai dari sensor

konduktivitasnya.

Spontaneous potensial yaitu tegangan listirk alami yang pada umunya

terdapat pada lapisan batuan yang disebabkan oleh adanya larutan penghantar

yang secara kimiawi menimbulkan perbedaan tegangan pada mineral – mineral

pada lapisan batuan yang berbeda juga akan menyebabkan ketidak homogenan

lapisan lapisan batuan yang berbeda juga akan menyebabkan ketidak homogenan

lapisan batuan. Perbedaan tegangan listrik ini umumnya relatif kecil, tetapi bila

digunakan konfigurasi Schlumberger dengan jarak elektroda AB yang panjang

dan jarak MN yang relatif pendek, maka ada kemungkinan tegangan listrik alami

tersebut ikut menyumbang pada hasil pengukuran tegangan listrik pada elektroda

MN, sehingga data yang terukur menjadi kurang benar. Adapun macam – macam

konfigurasi tersebut :

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 18: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

7

2.1.1 Konfigurasi Dipole

Konfigurasi Dipole pada prinsipnya menggunakan 4 buah elektroda yaitu

pasangan elektroda arus (AB) yang disebut “Current Dipole” dan pasangan

elektroda potensial (MN) yang disebut “Potensial Dipole”. Pada konfigurasi

Dipole elektroda arus dan elektroda potensial bisa terletak tidak segaris dan tidak

simetris. Untuk menambah kedalaman penetrasi maka jarak antara “Current

Dipole” dan “Potensial Dipole” diperpanjang, sedangkan jarak elektroda arus dan

jarak elektroda tegangan tetap. Dan ini merupakan keunggulan dari konfigurasi

Dipole dibandingkan konfigurasi Wenner – Schlumberger, karena tanpa

memperpanjang kabel bisa mendeteksi batuan yang terdapat lebih dalam. Dalam

hal ini diperlukan alat pengukur tegangan yang “high impedance” dan “high

accuracy”.

2.1.2 Konfigurasi Wenner

Konfigurasi wenner dikembangkan oleh Wenner di Amerika yang ke-

empat buah elektrodanya terletak dalam satu garis dan simetris terhadap titik

tengah. Jarak MN pada konfigurasi Wenner selalu sepertiga (1/3) dari jarak AB.

Bila jarak AB diperlebar, maka jarak MN juga harus diubah sehingga jarak MN

tetap sepertiga jarak AB. Konfigurasi Wenner lebih sederhana dalam peletakan

elektroda arus (AB) dan potensial (MN) yang dipertahankan pada jarak yang

sama.

Keunggulan dari konfigurasi Wenner ini adalah ketelitian pembacaan

tegangan pada elektroda MN lebih baik dengan angka yang relatif besar karena

elektroda MN yang relatif dekat dengan elektroda AB. Disini bisa digunakan alat

ukur multimeter dengan impedansi yang relative lebih kecil. Dapat juga

digunakan dengan suplai daya yang lebih rendah daripada Konfigurasi

Schlumberger. Tegangan pada elektroda MN yang relatif besar sangat cocok

untuk pemakaian sistem elektronika mikrokontroller sebagai pengolah data untuk

dikalibrasi sesuai dengan kebutuhan alat yang akan dibuat. Konfigurasi wenner

mempunyai ciri jarak antar elektroda adalah sama, sehingga memberikan faktor

geometri k = 2πa, yang diperoleh dari :

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 19: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

8

K = 2π (1

𝐴𝑀−

1

𝑀𝐵−

1

𝐴𝑁+

1

𝑁𝐵)

Adapun persamaan resistivitas pada Metode Wenner adalah :

ρ = 2πa𝑉

𝐼

Keterangan :

ρ = resistivitas (Ω.m)

a = jarak antar elektroda (m)

V = beda potensial (volt)

I = kuat arus (ampere)

b a b

A M N B

Gambar 2.1 Konfigurasi Wenner

2.1.3 Konfigurasi Schlumberger

Konfigurasi ini diambil dari nama Conrad Schlumberger yang merintis

metode geolistrik pada tahun 1920-an. Adapun keunggulan dari konfigurasi

schlumberger ini adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya non homogenitas

lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas

semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda MN/2. Sedangkan kelemahannya

adalah tidak bisa mendeteksi homogenitas batuan didekat permukaan yang bisa

berpengaruh terhadap hasil perhitungan, selain itu juga dalam pembacaan dalam

elektroda MN adalah lebih kecil terutama ketika jarak AB yang relatif jauh,

sehingga diperlukannya alat ukur multimeter yang mempunyai karakteristik „high

I

V

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 20: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

9

impedance‟ dengan akurasi yang tinggi yang bisa mendisplay tegangan minimal 4

digit atau 2 digit dibelakang, atau dengan cara lain diperlukan peralatan pengirim

arus yang mempunyai tegangan DC yang sangat tinggi.

Keunggulan konfigurasi Schlumberger adalah kemampuan untuk

mendeteksi adanya sifat tidak homogen lapisan batuan pada permukaan yaitu

membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda

MN/2. Prinsip konfigurasi Schlumberger idealnya jarak P1P2 dibuat sekecil –

kecilnya, sehingga jarak P1P2 secara teoritis tidak tidak berubah. Tetapi karena

keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak C1C2 sudah relative besar

maka jarak P1P2 hendaknya diubah. Perubahan jarak P1P2 hendaknya tidak lebih

besar dari 1/5 jarak C1C2.

Beda potensial yang terdapat antara P1 dan P2 diakibatkan oleh injeksi arus

pada C1 dan C2 adalah :

ΔV= 𝑉𝑀- 𝑉𝑁= Iρ

2𝜋

1

𝐶1𝑃1−

1

𝐶2𝑃1 −

1

𝐶1𝑃2−

1

𝐶2𝑃2

ρ = ΔV

𝐼2𝜋

1

𝐶1𝑃1−

1

𝐶2𝑃1 −

1

𝐶1𝑃2−

1

𝐶2𝑃2

1

Besaran 2𝜋 1

𝐶1𝑃1−

1

𝐶2𝑃1 −

1

𝐶1𝑃2−

1

𝐶2𝑃2

1

Disebut faktor geometri konfigurasi elektroda (K) [10].

Parameter yang diukur yaitu : jarak antar stasiun dengan elektroda-

elektroda (AB/2 dan MN/2), arus (I), dan beda potensial (ΔV). Parameter yang

dihitung yaitu : tahanan jenis(R) dan factor Geometri (k). Factor geometri (k)

dapat dicari dengan rumus:

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 21: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

10

Secara umum factor geometri untuk konfigurasi Schlumberger adalah sebagai

berikut :

k = π AB 2−MN 2

4MN

Dimana :

ρ : Resistivitas Semu

AB : Spasi Elektroda Arus (m)

MN :Spasi Elektroda Potensial (m), dengan syarat bahwa MN < 1/5 AB

(menurut Schlumberger)

k : Faktor Geometri

b a b

A M N B

Gambar 2.2 Konfigurasi Schlumberger

2.1.4 Konfigurasi Wenner – Schlumberger

Konfigurasi Wenner-Schlumberger adalah konfigurasi dengan sistem

aturan spasi yang konstan dengan catatan faktor “n” untuk konfigurasi ini adalah

perbandingan jarak antara elektroda C1-P1 (atau C2-P2) dengan spasi antara P1-

P2 seperti pada Gambar 3. Jika jarak antar elektroda potensial (P1 dan P2) adalah

a maka jarak antar elektroda arus (C1 dan C2) adalah 2na + a. Proses penentuan

resistivitas menggunakan 4 buah elektroda yang diletakkan dalam sebuah garis

lurus (Sakka, 2001). Disamping itu cakupan horizontal lebih baik, penetrasi

maksimum dari konfigurasi ini 15% lebih baik dari konfigurasi Wenner. Dan

untuk meningkatkan penyelidikan kedalaman maka jarak antara elektroda P1-P2

ditingkatkan menjadi 2a dan pengukuran diulangi untuk n yang sama sampai pada

elektroda terakhir, kemudian jarak antara elektroda P1-P2 ditingkatkan menjadi

3a.

I

V

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 22: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

11

Dimana faktor geometri konfigurasi Wenner – Schlumberger ditentukan

sebagai berikut :

K = 2π(n+1)a

Sedangkan untuk mencari Resistivitas pada konfigurasi Wenner –

Schlumberger ditentukan sebagai berikut :

ρ = K ∆𝑉

𝐼

Dimana K adalah faktor geometri yang tergantung oleh penempatan

elektroda di permukaan dan ρ adalah resistivitas (tahanan jenis). Maka nilai

resistivitas untuk metode Wenner – Schlumberger dapat dihitung dengan faktor

geometri K.

na a na

A M N B

Gambar 2.3 Konfigurasi Wenner - Schlumberger

2.2 Transistor

Transistor merupakan komponen semikonduktor yang digunakan sebagai

penguat, pemotong (Switching), stabilisasi tegangan , modulasi sinyal dan fungsi

fungsi lainnya. Transistor diperlukan untuk menguatkan arus yang masuk pada

rangkaian listrik, atau pada komponen listrik tertentu, agar arus yang masuk tepat

pada rangkaian atau komponen tersebut, sehingga komponen dapat bekerja secara

optimal.

Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus

inputnya atau tegangan inputnya, memungkinkan pengaliran listrik yang sangat

akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier atau

penguat, contohnya seperti penguat sinyal radio, pengeras suara, dan sumber

listrik stabil. Dalam rangkaian digital transistor digunakan sebagai saklar

I

V

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 23: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

12

berkecepatan tinggi, yang beberapa fungsinya adalah sebagai memori, logic gate,

dan komponen – komponen lainnya.

Salah satu fungsi transistor adalah sebagai saklar yaitu bila berada pada

dua daerah kerjanya yaitu daerah jenuh (saturasi) dan daerah mati (cut-off).

Transistor akan mengalami perubahan kondisi dari menyumbat ke jenuh dan

sebaliknya. Transistor dalam keadaan menyumbat dapat dianalogikan sebagai

saklar dalam keadaan terbuka, sedangkan dalam keadaan jenuh seperti saklar yang

menutup.

2.3 Mikrokontroller ATMega 8535

Mikrokontroler adalah suatu mikroprosesor yang sudah dilengkapi

dengan perangkat masukan/keluaran (I/O) dan peripheral lainnya yang

terintegrasi di dalam sepotong kristal silicon kecil yang dirancang untuk

keperluan pengendalian sebuah sistem. Mikrokontroller dalam rancangan ini

adalah jenis AVR yaitu ATMEGA8535. Mikrokontroller berfungsi sebagai

deteksi tegangan sensor sekaligus sebagai kalibrator untuk memperoleh nilai

resistivitas tanah. Mikrokontroller diprogram dengan bahasa C dengan editor CV

AVR Versi 2.0.4.9. Input mikrokontroller dari sensor diprogram pada port yaitu

PA.0 yang merupakan masukan analog dari mikrokontroller sedangkan output

mikrokontroller adalah sebuah display LCD. Dalam hal ini diprogram pada port

C, yaitu PC O hingga PC 7 pada pin 22 hingga pin 29. Pin 9 merupakan pin reset

sedangkan pin 12 dan 13 adalah masukan clock dari kristal.

Mikrokontroller sesuai dengan namanya adalah suatu alat atau komponen

pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Bila dibandingkan

dengan mikroprosesor, mikrokontroller jauh lebih unggul kerena terdapat

berbagai alasan diantaranya :

1. Tersedianya Input/Outout

I/O dalam mikrokontroller sudah tersedia, sementara pada mikroprosesor

dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut, IC yang dimaksud

adalah PPI 8255.

2. Memori Internal

Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 24: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

13

mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal

sehingga memerlukan IC memori eksternal

Dengan kelebihan-kelebihan diatas mikroprosesor tetap digunakan sebagai

dasar dalam mempelajari mikrokontroller. Inti kerja dari keduanya adalah sama,

yakni sebagai pegendali suatu sistem.

Dengan menggunakan mikrokontroller maka:

1. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas.

2. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar

dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi.

3. Pencarian gangguan lebih muah ditelesuri karena sistemnya yang kompak.

Namun tidak sepenuhnya mikrokontroller bisa komponne IC TTl dan

CMOS yang sering kali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi

atau sekedar menambah jumlah saluran input dan output (I/O) dengan kata

lain, mikrokontroller adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer

karena mikrokontroller sudah mengandung beberapa bagian yang

langsung dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator,

konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital (ADC), dan

sebagainya hanya menggunakan Sistem Minimum yang tidak rumit.

Mikrokontroller adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya

mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroller memiliki nilai

tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam

suatu kemasan IC. Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s RISC processor)

standart memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode

16-bit dan sebagian besar instriksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda

dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki

arsitektur CISC (seperti komputer).

Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga

ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT89RFxx. Pada dasarnya

yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan

fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka dikatakan

hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu

ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega 8535 juga

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 25: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

14

memiliki fasilitas yang lebih lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny,

AVR klasik, dan ATMega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang

tersedia serta fasilitas lainnya seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah

satu contohnya adalah ATMega8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan

maksimal 16 MHz membuat ATMega 8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan

varian MCS51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega 8535

sebagai mikrokontroller yang powerfull. Adapun diagram blok ATMega 8535

adalah sebagai berikut:

Gambar 2.4 Diagram blok ATMega 8535 (Lingga,2006)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 26: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

15

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa ATMega 8535 memiliki bagian sebagai

berikut :

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.

2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. Watchdog timer dengan osilator internal.

6. SRAM sebesar 512 byte.

7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.

8. Unit interupsi internal dan eksternal.

9. Port antarmuka SPI.

10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

11. Antarmuka komparator analog.

12. Port USART untuk komunikasi serial

Kapabilitas detail dari ATMega 8535 adalah sebagai berikut:

1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16

MHz.

2. Kapasitas memori flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM

(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512

byte.

3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.

4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.

2.3.1 Konfigurasi PIN ATMega 8535

Mikrokontroller ATMega 8535 mempunyai pin sebanyak 40 buah, dimana

32 pin diantaranya untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output

sesuai konfigurasi. Pada 32 tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masing-

masing terdiri dari 8 pin. Pin lainya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator,

supplay tegangan, reset, serta tegangan reverensi untuk ADC. Konfigurasi pin

ATMega 8535 digambarkan sebagai berikut:

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 27: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

16

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin ATMega 8535

Dari gambar diatas dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega

8535 adalah sebagai berikut :

VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.

GND merupakan pin ground.

Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC

Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,

yaitu Timer/Counter, komparator analog dan SPI.

Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,

yaitu TWI, komparator analog dan Timer Oscilator.

Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,

yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.

RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 28: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

17

2.3.2 Peta Memori ATMega 8535

ATMega memiliki dua jenis memori yaitu Data Memory dan Program

Memory ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk

menyimpan data.

2.3.3 Program Memory

ATMega memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory

untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi

menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot

Flash Section digunakan untuk menyampaikan program Boot Loader, yaitu

program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.

Application Flash Section digunakan untuk menyampaikan program

aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalankan program aplikasi ini

sebelum menjalankan program Boot Loader. Berdasarkan memori Boot Flash

Section dapat deprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada

konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program

pada Application Flash Section juga sudah aman.

Gambar 2.6. Peta Memori Program

2.3.4 EEPROM Data Memory

ATMega 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk

menyimpan data. Lokasinya terpisah dengan sistem address register, data register

dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM

dimulai dari $000 sampai $1FF.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 29: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

18

EEPROM

$000

$01FF

Gambar 2.7. EEPROM Data Memori

2.3.5 Pemograman ATMega 8535 dengan Bahasa C

Bahasa C adalah bahasa pemograman yang dapat dikatakan berada pada

bahasa pemograman tingkat rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin).

Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun

1972. C adalah bahasa pemigraman terstruktur, yang membagi program dalam

bentuk blok. Tujuannya adalah untuk memudahkan dalam pembuatan dan

pengembangan program. Program yang ditulis dengan menggunakan bahasa C

mudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal ini

karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI (American

National Standart Institut) yang dijadikan acuan oleh para membuat kompiler.

Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroller AVR buatan

ATMEL menggunkan software AVR STUDIO dan CodeVision AVR. AVR

STUDIO merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang

mempunyai fungsi yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program,

kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroller AVR.

Sedangkan CodeVisionAVR merupakan software C-cross compiler, dimana

program dapat ditulis dengan menggunakan bahasa C,CodeVision memiliki IDE

(Integrated Development Environment) yang lengkap, dimana penulisan program,

compile, link, pembuatan code mesin (assembler) dan dowwnload program ke

chip AVR dapat dilakukan dengan CodeVision, selain itu ada fasilitas terminal,

yaitu melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah diprogram.

Proses download program ke IC mikrokontroller AVR dapat menggunakan

System Programmable Flash on-Chip mengizinkan memori program untuk

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 30: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

19

diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.

Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroller AVR buatan

ATMEL menggunakan software AVR Studio dan Code Vision AVR. AVR Studio

merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang mempunyai

fungsi yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program, kompilasi,

simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR.

Sedangkan Code Vision AVR merupakan software C-cross Complier,

dimana program dapat ditulis dalam bahasa C, CodeVision memiliki IDE

(Integrated Development Environment) yang lengkap dimana penulis program,

compile, link, pembuatan kode mesin (assembler) dan download program ke chip

AVR dapat dilakukan dengan menggunakan Code Vision, selain itu ada fasilitas

terminal, yaitu melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah

diprogram. Proses download program ke IC mikrokontroler AVR dapat

menggunakan System Programmable Flash On. Chip mengizinkan memori

program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.

2.4 Resistivitas

Resistivitas adalah resistansi yang terukur antara muka – muka yang

berlawanan dari sebuah kubus yang memiliki rusuk – rusuk sepanjang 1 cm.

resistivitas jenis ini didapatkan secara tidak langsung, dalam arti nilai awal yang

didapatkan adalah nilai resistansinya yang didapatkan sebagai akibat adanya sifat

menahan arus sehingga menimbulkan beda potensial pada titik ukur. Pada kondisi

sebenarnya, bumi terdiri dari lapisan-lapisan tanah dengan ρ yang berbeda beda.

Potensial yang terukur adalah nilai medan potensial oleh medium berlapis.

Dengan demikian resistivitas yang terukur di permukaan bumi bukanlah nilai

resistivitas yang sebenarnya melainkan resistivitas semu. Resistivitas semu yang

terukur merupakan resistivitas gabungan dari beberapa lapisan tanah yang

dianggap sebagai satu lapisan homogen. Resistivitas semu ini dirumuskan seperti

pada persamaan 1:

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 31: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

20

dengan ρa merupakan resistivitas semu, K merupakan faktor geometri, ∆V

merupakan beda potensial dan I merupakan kuat arus. Pada kenyataannya, bumi

merupakan medium berlapis dengan masing-masing lapisan mempunyai nilai

resistivitas yang berbeda.Resistivitas ditentukan dari suatu tahanan jenis semu

yang dihitung dari pengukuran perbedaan potensi antar elektroda yang

ditempatkan dibawah permukaan.

Suatu resistivitas itu sangat bergantung terhadap besar atau tidak kuat nya

arus yang ditancapkan pada tanah yang hendak dilakukan pengujian. Semakin

besar jarak spasi antara elektroda M dan elektroda N, maka nilai resistivitas yang

terhitung akan semakin kecil dan begitu juga sebaliknya.

2.5 Konstanta Dielektrik dan Probes

Konstanta dielektrik adalah ukuran kepolaritasan material dalam medan

listrik. Konstanta dielektrik menentukan kapasitas induktif efektif dari suatu

material batuan dan merupakan respon static untuk medan – medan listrik baik

AC maupun DC. Probes yang digunakan dalam perancangan tugas akhir ini

Material Resistivity (Ohm-Meter)

Air (Udara)

Pyrite (Pirit) 0.01-100

Quartz (Kwarsa) 500-800000

Calcite (Kalsit) 1×1012-1×1013

Rock Salt (Garam Batu) 30-1×1013

Granite (Granit) 200-10000

Andesite (Andesit) 1.7×102-45×104

Basalt (Basal) 200-100000

Limestoes (Gamping) 500-10000

Sandstone (Batu Pasir) 200-8000

Shales (Batu Tulis) 20-2000

Sand (Pasir) 1-1000

Clay (Lempung) 1-100

Ground Water (Air Tanah) 0.5-300

Sea Water (Air Asin) 0.2

Magnetite (Magnetit) 0.01-1000

Dry Gravel (kerikil kering) 600-10000

Alluvium (Aluvium) 10-800

Gravel (Kerikil) 100-60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 32: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

21

adalah batang elektroda penghantar yang terbuat dari bahan metal / logam yang

dapat menghantarkan listrik atau bersifat konduktif. Pemilihan bahan probes yang

digunakan didasarkan pada daya hantar listrik atau konduktivitas .

2.6 DC – AC Inverter

DC-AC Inverter adalah peralatan elektronika yang digunakan untuk

menghasilkan tegangan AC dari sumber daya DC seperti baterai, accumulator,

inverter yang umum bekerja dalam dua tahap :

1) Mengubah masukan DC menjadi AC

2) Menaikkan level tegangan AC dengan menggunakan tranformator

sebagai penaik tegangan AC

2.7 Display

Display adalah rangkaian yang berfungsi menampilkan hasil pengukuran,

dalam hal ini adalah nilai resistivitas tanah display yang digunakan M1632. Data

yang akan ditampilkan diberikan oleh mikrokontroller melalui bus data. Bus

kontrol pada display yaitu pin RS berfungsi memilih register LCD, sedangkan pin

RW digunakan untuk mengatur arah baca tulis data dan pin clock berfungsi

sebagai pin sinkronisasi dengan clock.

2.8 Quart Crystal

Quart Crystal adalah komponen elektronika pembangkit sinyal clock yang

diperlukan utnuk menjalankan mikrokontroller. Penggunaan clock pada sistem

microprocessor mutlak diperlukan untuk sinkronisasi aktivitas seluruh komponen

digital yang terlibat didalamnya, makin besar clock, makin cepat pula proses yang

dilakukan sistem tersebut.

2.9 Controller

Controller digunakan untuk mendeteksi perbedaan potensial dari

elektroda, data analog tersebut diubah menjadi digital kemudian dikalibrasi

dengan program untuk mendapatkan nilai sebenarnya. Kemudian dikeluarkan

berupa tampilan display LCD.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 33: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

22

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Jalan Merpati Ujung No.24 Komplek Polri Tanjung

Selamat

3.2 Peralatan, Bahan dan Komponen

3.2.1 Peralatan

Peralatan-peralatan yang digunakan dalam penelitian dan perancangan ini

melibatkan beberapa perlengkapan dan bahan-bahan antara lain sebagai berikut :

a. Alat ukur resistivitas tanah.

b. Komputer pribadi (PC) dan perlengkapannya.

c. Alat- alat ukur listrik.

d. Peralatan/perkakas (tool set).

e. Perangkat lunak pembantu dan lain-lain.

3.2.2 Bahan dan Komponen

Bahan dan komponen elektronika yang digunakan dalam penelitian dan

pembuatan sistem sensor adalah sebagai berikut :

- 6 buah probe logam tembaga

- Baterai motor 12 Volt

- Rangkaian kendali (Mikrokontroller dan periferal).

- Penjepit buaya

- Kapasitor.

- Chasis rancangan .

- Kabel-kabel dan sebagainya.

- Display LCDM1632

- Controller

- Sensor elektroda logam

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 34: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

23

- Regulator 7805

- Dioda Kristal

- Trimpod

- Resistor

3.3 Diagram Blok Cara Kerja Alat

Diagram blok dalam penelitian merupakan rangkaian beberapa alat yang saling

berhubungan dan terintegrasi untuk melakukan kerja yang sama. Berikut adalah

diagram blok cara kerja alat dalam melakukan pengukuran resistivitas tanah :

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Keterangan :

1. Blok Tanah yang akan diuji : Mempersiapkan tanah yang akan diuji

beserta lintasan pemetaan yang akan diukur resistivitas tanah nya.

2. Blok Alat ukur resistivitas tanah : Terjadinya interaksi dengan tanah yang

diuji pada saat pengukuran sedang berlangsung. Terdiri dari elektroda

arus yang terhubung dengan supply tegangan dan elektroda detektor beda

potensial yang terjadi akibat adanya injeksi arus dalam tanah sebagai

input/data resistivitas tanah yang terhubung dengan pengkondisi sinyal.

3. Blok Mikrokontroller ATMega 8535 : Sebagai sistem deteksi tegangan

sensor sekaligus sebagai kalibrator untuk memperoleh nilai resistivitas

tanah. Data hasil pengukuran dari sensor yang berbentuk sinyal analog,

kemudian akan dikonversi menjadi sinyal digital oleh Analog to Digital

Converter (ADC) yang berada pada mikrokontroller sehingga dapat

diproses lebih lanjut oleh mikrokontroller.

4. Blok Display LCD : Data yang telah diproses akan ditampilkan dalam

bentuk tegangan output sensor dan nilai resistivitas sebagai indikator

resistivitas tanah.

Tanah yang

akan diuji LCD

A

D 8535

Alat ukur

resistivitas

tanah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 35: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

24

3.4 Diagram Alir Penelitian

Berikut adalah diagram alir penelitian dan perangcangan yang

menggambarkan tahap-tahap penelitian dari awal hingga selesai:

T

Y

Gambar 3.5. Diagram Alir Penelitian

Start

Inisialisasi sistem dan

nilai awal tegangan

Kalibrasi Sensor

Data Tegangan

Hasil

Kalibrasi

Valid? Y

Output Hasil Kalibrasi

Berupa Tegangan, Kuat Arus,

Resistivitas Pada LCD

Stop

Sensor Baca

Tegangan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 36: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

25

Vcc

PC4

PC5

PA0 PC6

PC7

PC0

PC1

PC2

PA2

ATMEGA

8535

PA3

Grd

Reset

LCD DISPLAYM 1632

AN

780

5

A

+12V

Batere

+5V

Vref

10K

7

+5V

11

12

13

14

1/3/16

40

38

37

Rs

MSensor Konduktivitas

NSensor Konduktifitas

Rs

+5V

+5V

Xtal 4 MHZ

11

B

+5V

1

1819

2021

14

15

16

4 5 6

Reset

12

13

2/15

100µF/25V

3.5 Skematik Rangkaian Seluruh Sistem Alat Pengukur Resistivitas Tanah

Gambar 3.3 Rangkaian alat pengukur resistivias tanah

menggunakan elektroda konfigurasi Wenner – Schlumberger

berbasis Mikrokontroller Atmega 8535

Gambar rangkaian diatas terdiri atas rangkaian catu daya (power supply).

Catu daya di rangkaian ini menggunakan baterai 12 Volt, dioda, dan kapasitor

serta menggunakan IC Regulator AN 7805 untuk keluaran +− 5 volt. Baterai 12

Volt ini berfungsi sebagai sumber tegangan untuk mikrokontroller dan sensor.

Sensor yang digunakan adalah sensor konduktivitas dengan menggunakan

konfigurasi Wenner – Schlumberger, yang terdiri dari empat buah probe yang

disusun sejajar dengan aturan spasi yang konstan dengan catatan faktor “n” untuk

konfigurasi ini adalah perbandingan jarak antara elektroda A-M (atau N-B)

dengan proses penentuan resistivitas menggunakan 4 buah elektroda yang

diletakkan dalam sebuah garis lurus. Jarak antar probe sebesar 0,5 m, panjang

probe 30 cm dan lebar probe 2 mm.

Probe AB dihubungkan dengan sumber arus sebagai injeksi arus ke dalam tanah

(probe A ke 5 volt sedangkan probe B ke ground), kemudian probe MN

dihubungkan ke pengkondisi sinyal yang telah terhubung ke port data (port A)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 37: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

26

pada mikrokontroller dan akan menghasilkan data sebagai deteksi tegangan dalam

tanah berupa beda potensial (tegangan keluaran).

Rangkaian minimum standar mikrokontroller dihubungkan dengan

rangkaian pengkondisi sinyal dan LCD.

- Rangkaian minimum standar mikrokontroller yang digunakan adalah

rangkaian standar yang menggunakan baterai 12 volt yang terhubung pada

pin 7 (Vcc) dan pin 11 (Ground).

- Rangkaian pengkondisi sinyal berfungsi untuk mengkondisikan sinyal

keluaran dari sensor, baik dipertahankan ataupun dikuatkan agar dapat

diproses oleh mikrokontroller. Terdiri dari IC regulator AN7805 sebagai

IC yang digunakan untuk menstabilkan tegangan 5V.

- LCD yang digunakan adalah LCD M1632 karakter 16x2, hanya mampu

menampilkan angka dan huruf sebanyak 2 baris dengan 16 karakter setiap

barisnya. Dengan pin PC4, pin PC5, pin PC6, pin PC7, pin PC0, pin PC1,

dan pin PC2 pada mikronkontroller.

3.5.1 Pengujian

A. Rangkaian Mikrokontroller ATmega 8535

Pengujian pada rangkaian mikrokontroller ATmega 8535 ini dapat dilakukan

dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai

sumber tegangan. Pin 7 dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt, sedangkan

pin 11 dihubungkan dengan ground. Kemudian data tegangan yang masuk diukur

pada pin PA2 untuk diproses untuk menghasilkan data resistivitas. Dari hasil

pengujian didapatkan tegangan potensial pada pin PA2 dan PA3 sebesar 34,68.

Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroller

ATmega 8535, program yang diberikan adalah program untuk menampilkan

karakter pada LCD.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 38: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

27

B. Pengukuran dengan menggunakan oli dan tanpa menggunakan oli

dengan konfigurasi Wenner – Schlumberger

Prosedur yang dilakukan dalam pengukuran resistivitas tanah menggunakan

metode konfigurasi Wenner – Schlumberger adalah sebagai berikut :

1. Ditentukan lintasan pengukuran yang akan dilakukan.

2. Diukur panjang lintasan yang akan digunakan pada penelitian.

3. Dilakukan pengukuran resistivitas dengan tanpa menggunakan oli.

4. Ditentukan spasi jarak yang akan digunakan pada penelitian.

5. Dilakukan spasi jarak pada penelitian sesuai dengan metode konfigurasi

Wenner – Schlumberger.

6. Disiapkan peralatan alat ukur resistivitas tanah.

7. Ditancapkan 4 buah elektroda yang digunakan pada lintasan pengukuran.

8. Dihubungkan penjepit buaya dengan masing masing elektroda, 2 untuk

elektroda arus dan 2 untuk elektroda potensial.

9. Dinyalakan catu daya, lalu amati tegangan potensial dan resistivitas yang

ditampilkan pada LCD.

10. Dilakukan pengamatan hingga variasi pengukuran terakhir.

11. Dilakukan selanjutnya pengukuran dengan menggunakan oli.

12. Ditentukan spasi jarak yang akan digunakan pada penelitian.

13. Dilakukan spasi jarak pada penelitian sesuai dengan metode konfigurasi

Wenner – Schlumberger.

14. Ditancapkan 4 buah elektroda yang digunakan pada lintasan pengukuran.

15. Dihubungkan penjepit buaya dengan masing – masing elektroda, 2 untuk

elektroda arus dan 2 untuk elektroda potensial.

16. Dituangkan oli pada titik pusat lintasan pengukuran.

17. Dilakukan pengukuran setelah 30 menit, 2 jam, 4 jam, 6 jam, 24 jam setelah

penuangan oli.

18. Dinyalakan catu daya, lalu amati tegangan potensial dan resistivitas yang

ditampilkan pada LCD.

19. Dilakukan pengamatan hingga variasi pengukuran terakhir.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 39: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

28

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data hasil penelitian

Terdapat 2 model pengukuran yang berhasil dilakukan. Pada pengukuran

model pertama dilakukan dengan tanpa menggunakan tambahan oli pada tanah

yang akan dilakukan pengujian, sedangkan pada model pengukuran kedua

dilakukan dengan penambahan oli pada tanah yang akan dilakukan pengujian.

Pada proses pengujian dan pengambilan data metode yang digunakan di lapangan

adalah metode konfigurasi Wenner – Schlumberger dengan faktor spasi elektroda

0,5 meter.

Konfigurasi ini digunakan karena memiliki sistem aturan spasi yang

konstan dan faktor n yaitu perbandingan jarak antara elektroda C1 – P1 (C2 –

P2).Elektroda yang dipakai dalam pengujian ini adalah sebanyak 6 buah.

4.1.1 Data pengukuran dengan tanpa menggunakan oli

n = 1

Tabel 4.1 Data Pengukuran Dengan Tanpa Menggunakan Oli

n AB MN ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

1 1.5 0,5 2,43 0,22 3,14 34,68

1 2 0,5 2,68 0,2 3,14 42,076

1 2,5 0,5 2,89 0,19 3,14 47,76

1 3 0,5 2,99 0,22 3,14 42,675

1 3,5 0,5 3,26 0,21 3,14 48,745

1 4 0,5 3,47 0,20 3,14 54,48

1 4,5 0,5 3,78 0,23 3,14 51,61

1 5 0,5 3,98 0,21 3,14 59,51

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 40: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

29

1 5,5 0,5 4,24 0,20 3,14 66,658

1 6 0,5 4,55 0,25 3,14 57,148

1 6,5 0,5 4,71 0,23 3,14 64,30

1 7 0,5 4,89 0,21 3,14 73,12

1 7,5 0,5 5,15 0,25 3,14 64,68

1 8 0,5 5,32 0,24 3,14 69,60

1 8,5 0,5 5,54 0,22 3,14 79,07

1 9 0,5 5,78 0,25 3,14 72,59

1 9,5 0,5 5,93 0,24 3,14 77,58

1 10 0,5 6,22 0,21 3,14 93,00

1 10,5 0,5 6,47 0,26 3,14 78,14

1 11 0,5 6,66 0,25 3,14 83,65

1 11,5 0,5 6,83 0,23 3,14 93,244

Dari tabel 4.1 dapat di lihat bahwa semakin luas jarak AB dan MN maka

semakin tinggi beda potensial dan resistivitasnya maka kuat arus yang dihasilkan

semakin kecil. Dari tabel diatas didapatlah grafik sebagai berikut :

Gambar 4.1 Grafik pengukuran dengan tanpa menggunakan oli

dengan n=1

0

20

40

60

80

100

1.5 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 8,5 9,5 10,5 11,5

resi

stiv

itas

m

jarak elektroda (m)

jarak elektroda (m) vs resistivitas (Ωm)

n=1

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 41: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

30

n = 2

Tabel 4.2 Data pengukuran dengan tanpa menggunakan oli

n AB MN ΔV(mV) I(mA) k ρ(Ωm)

2 3 0,5 2,67 0,25 9,42 100,605

2 4 0,5 2,93 0,24 9,42 115,002

2 5 0,5 3,28 0,22 9,42 140,443

2 6 0,5 3,57 0,26 9,42 129,35

2 7 0,5 3,95 0,24 9,42 155,04

2 8 0,5 4,22 0,22 9,42 180,69

2 9 0,5 4,68 0,27 9,42 163,28

2 10 0,5 4,92 0,25 9,42 185,36

2 11 0,5 5,29 0,23 9,42 216,66

2 12 0,5 5,76 0,27 9,42 184,56

2 13 0,5 5,95 0,26 9,42 215,57

2 14 0,5 6,39 0,24 9,42 250,81

2 15 0,5 6,61 0,28 9,42 222,38

2 16 0,5 6,96 0,26 9,42 252,166

2 17 0,5 7,25 0,25 9,42 273,18

2 18 0,5 7,44 0,29 9,42 241,67

2 19 0,5 7,83 0,27 9,42 273,18

2 20 0,5 8,11 0,26 9,42 293,83

2 21 0,5 8,48 0,31 9,42 257,68

2 22 0,5 8,72 0,29 9,42 283,25

2 23 0,5 8,98 0,28 9,42 302,11

Dari tabel 4.1.1 dapat di lihat bahwa semakin luas jarak AB dan MN maka

semakin tinggi beda potensial dan resistivitasnya maka kuat arus yang dihasilkan

semakin kecil. Dari tabel diatas didapatlah grafik sebagai berikut :

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 42: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

31

Gambar 4.2 Grafik pengukuran dengan tanpa menggunakan oli

dengan n=2

n = 3

Tabel 4.3 Data pengukuran dengan tanpa menggunakan oli

n AB MN ΔV(mV) I(mA) k ρ(Ωm)

3 4.5 0,5 3,01 0,26 18,84 218,11

3 6 0,5 3,45 0,23 18,84 282,6

3 7,5 0,5 3,88 0,21 18,84 348,09

3 9 0,5 4,23 0,27 18,84 295,16

3 10,5 0,5 4,67 0,26 18,84 338,39

3 12 0,5 4,98 0,24 18,84 390,93

3 13,5 0,5 4,33 0,28 18,84 291,35

3 15 0,5 4,69 0,27 18,84 327,26

3 16,5 0,5 4,97 0,26 18,84 360,13

3 18 0,5 5,35 0,29 18,84 347,57

3 19,5 0,5 5,86 0,27 18,84 408,89

3 21 0,5 6,36 0,25 18,84 479,29

050

100150200250300350

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

resi

stiv

ita

s (Ω

m)

Jarak elektroda

Jarak elektroda vs resistivitas (Ωm)

n=2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 43: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

32

3 22,5 0,5 6,78 0,31 18,84 412,05

3 24 0,5 7,49 0,30 18,84 470,37

3 25,5 0,5 7,77 0,29 18,84 504,78

3 27 0,5 8,58 0,32 18,84 505,15

3 28,5 0,5 8,96 0,31 18,84 544,54

3 30 0,5 9,53 0,29 18,84 619,12

3 31,5 0,5 9,94 0,32 18,84 585,22

3 33 0,5 10,55 0,3 18,84 662,54

3 34,5 0,5 10,86 0,28 18,84 730,72

Dari tabel 4.1.2 dapat di lihat bahwa semakin luas jarak AB dan MN maka

semakin tinggi beda potensial dan resistivitasnya maka kuat arus yang dihasilkan

semakin kecil. Dari tabel diatas didapatlah grafik sebagai berikut :

Gambar 4.3 Grafik pengukuran dengan tanpa menggunakan oli

dengan n = 3

0100200300400500600700800

4.5 6

7,5 9

10,5 12

13,5 15

16,5 18

19,5 21

22,5 24

25,5 27

28,5 30

31,5 33

34,5

resi

stiv

itas

m)

Jarak elektroda

Jarak elektroda vs resistivitas (Ωm)

n=3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 44: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

33

Tabel 4.1.2Datapengukuran menggunakan oli dengan waktu yang telah

ditetapkan dengan (n = 1)

a) Data pengukuran setelah 30 menit penuangan oli

n AB/2 MN/2 ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

1 1.5 0,5 2,61 0,38 3,14 21,567

1 2 0,5 2,72 0,38 3,14 22,48

1 2,5 0,5 2,81 0,35 3,14 25,21

1 3 0,5 2,9 0,33 3,14 27,59

1 3,5 0,5 2,93 0,31 3,14 29,68

1 4 0,5 2,97 0,29 3,14 32,16

1 4,5 0,5 3,01 0,37 3,14 25,544

1 5 0,5 3,04 0,34 3,14 28,075

1 5,5 0,5 3,12 0,29 3,14 33,78

1 6 0,5 3,19 0,4 3,14 25,0415

1 6,5 0,5 3,28 0,36 3,14 28,61

1 7 0,5 3,34 0,3 3,14 34,96

1 7,5 0,5 3,47 0,44 3,14 24,76

1 8 0,5 3,62 0,38 3,14 29,913

1 8,5 0,5 3,81 0,35 3,14 34,181

1 9 0,5 3,98 0,45 3,14 27,771

1 9,5 0,5 4,51 0,40 3,14 35,40

1 10 0,5 4,69 0,32 3,14 46,021

1 10,5 0,5 5,22 0,5 3,14 32,782

1 11 0,5 5,48 0,45 3,14 38,238

1 11,5 0,5 5,63 0,30 3,14 58,93

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 45: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

34

b) Data pengukuran setelah 2 jam penuangan oli

n AB/2 MN/2 ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

1 1.5 0,5 3,63 0,28 3,14 40,71

1 2 0,5 4,2 0,232 3,14 56,85

1 2,5 0,5 6,21 0,21 3,14 92,85

1 3 0,5 7,51 0,3 3,14 78,604

1 3,5 0,5 7,98 0,244 3,14 102,69

1 4 0,5 8,23 0,226 3,14 114,35

1 4,5 0,5 9,34 0,377 3,14 78,21

1 5 0,5 9,88 0,32 3,14 96,94

1 5,5 0,5 11,17 0,31 3,14 113,142

1 6 0,5 12,62 0,39 3,14 101,85

1 6,5 0,5 14,09 0,351 3,14 126,05

1 7 0,5 15,55 0,31 3,14 157,5

1 7,5 0,5 16,67 0,38 3,14 137,75

1 8 0,5 17,99 0,36 3,14 176,91

1 8,5 0,5 19,12 0,32 3,14 188

1 9 0,5 21,51 0,39 3,14 173,18

1 9,5 0,5 22,48 0,36 3,14 196,08

1 10 0,5 23,11 0,32 3,14 226,77

1 10,5 0,5 23,8 0,44 3,14 169,85

1 11 0,5 24,17 0,39 3,14 194,6

1 11,5 0,5 24,83 0,35 3,14 222,76

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 46: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

35

c) Data pengukuran setelah 4 jam penuangan oli

n AB/2 MN/2 ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

1 1.5 0,5 3,85 0,24 3,14 50,37

1 2 0,5 4,88 0,22 3,14 69,65

1 2,5 0,5 5,76 0,2 3,14 90,43

1 3 0,5 6,6 0,29 3,14 71,46

1 3,5 0,5 7,3 0,23 3,14 99,66

1 4 0,5 8,43 0,2 3,14 132,35

1 4,5 0,5 9,86 0,32 3,14 96,75

1 5 0,5 11,84 0,3 3,14 123,93

1 5,5 0,5 13,57 0,25 3,14 170,439

1 6 0,5 12,11 0,35 3,14 108,644

1 6,5 0,5 14,58 0,32 3,14 143,067

1 7 0,5 15,39 0,3 3,14 161,082

1 7,5 0,5 15,8 0,42 3,14 118,124

1 8 0,5 15,93 0,4 3,14 125,05

1 8,5 0,5 16,26 0,38 3,14 134,36

1 9 0,5 16,49 0,45 3,14 115,06

1 9,5 0,5 17,03 0,42 3,14 127,32

1 10 0,5 17,6 0,39 3,14 141,703

1 10,5 0,5 18,03 0,46 3,14 123,07

1 11 0,5 18,55 0,43 3,14 135,46

1 11,5 0,5 19,07 0,4 3,14 149,7

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 47: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

36

d) Data pengukuran setelah 6 jam penuangan oli

n AB/2 MN/2 ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

1 1.5 0,5 4,08 0,23 3,14 55,700

1 2 0,5 4,32 0,2 3,14 67,824

1 2,5 0,5 4,88 0,2 3,14 76,616

1 3 0,5 5,15 0,25 3,14 64,684

1 3,5 0,5 5,38 0,2 3,14 84,466

1 4 0,5 5,67 0,19 3,14 93,70

1 4,5 0,5 5,99 0,28 3,14 67,174

1 5 0,5 6,17 0,25 3,14 77,495

1 5,5 0,5 6,41 0,22 3,14 91,488

1 6 0,5 6,80 0,28 3,14 76,257

1 6,5 0,5 7,23 0,26 3,14 87,316

1 7 0,5 7,56 0,23 3,14 103,21

1 7,5 0,5 7,97 0,3 3,14 83,42

1 8 0,5 8,24 0,28 3,14 92,41

1 8,5 0,5 8,55 0,25 3,14 107,388

1 9 0,5 8,67 0,32 3,14 85,074

1 9,5 0,5 9,23 0,3 3,14 96,61

1 10 0,5 9,69 0,29 3,14 104,92

1 10,5 0,5 10,11 0,35 3,14 90,70

1 11 0,5 10,58 0,32 3,14 103,82

1 11,5 0,5 11,123 0,3 3,14 116,42

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 48: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

37

e) Data pengukuran setelah 24 jam penuangan oli

n AB/2 MN/2 ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

1 1.5 0,5 3,71 0,26 3,14 44,806

1 2 0,5 3,92 0,26 3,14 47,341

1 2,5 0,5 4,27 0,24 3,14 55,865

1 3 0,5 4,59 0,32 3,14 45,04

1 3,5 0,5 4,98 0,3 3,14 52,124

1 4 0,5 5,14 0,28 3,14 57,64

1 4,5 0,5 5,63 0,35 3,14 50,51

1 5 0,5 5,88 0,32 3,14 57,6975

1 5,5 0,5 6,28 0,28 3,14 70,426

1 6 0,5 6,667 0,4 3,14 52,336

1 6,5 0,5 7,03 0,39 3,14 56,6

1 7 0,5 7,41 0,35 3,14 66,48

1 7,5 0,5 7,62 0,42 3,14 56,97

1 8 0,5 7,94 0,38 3,14 65,61

1 8,5 0,5 8,33 0,38 3,14 68,83

1 9 0,5 8,69 0,45 3,14 60,64

1 9,5 0,5 9,11 0,42 3,14 68,108

1 10 0,5 9,45 0,39 3,14 76,08

1 10,5 0,5 10 0,46 3,14 68,26

1 11 0,5 10,71 0,44 3,14 76,43

1 11,5 0,5 11,82 0,4 3,14 92,787

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 49: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

38

Gambar 4.4 Grafik Pengukuran dengan menggunakan oli setelah penuangan

selama 30 menit, 2 jam, 4 jam, 6 jam, dan 1 hari dengan n=1

Tabel 4.1.3 Datapengukuran menggunakan oli dengan waktu yang telah

ditetapkan dengan (n = 2)

a) Data pengukuran setelah 30 menit penuangan oli

n AB/2 MN ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

2 3 0,5 2,62 0,35 9,42 70,5154

2 4 0,5 2,7 0,32 9,42 79,5

2 5 0,5 3,04 0,32 9,42 89,49

2 6 0,5 2,92 0,32 9,42 85,9575

2 7 0,5 2,9 0,3 9,42 91,06

2 8 0,5 2,94 0,3 9,42 92,32

2 9 0,5 3,03 0,3 9,42 95,142

2 10 0,5 3,08 0,35 9,42 82,896

2 11 0,5 3,13 0,28 9,42 105,302

2 12 0,5 3,2 0,28 9,42 107,657

2 13 0,5 3,28 0,25 9,42 123,6

0

50

100

150

200

250

1.5 2

2,5 3

3,5 4

4,5 5

5,5 6

6,5 7

7,5 8

8,5 9

9,5 10

10,5 11

11,5

resi

stiv

itas

m)

Jarak elektroda

Jarak elektroda vs resistivitas (Ωm)

30 menit

2 jam

4 jam

6 jam

24 jam

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 50: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

39

2 14 0,5 3,36 0,24 9,42 131,88

2 15 0,5 3,47 0,32 9,42 102,15

2 16 0,5 3,5 0,24 9,42 137,375

2 17 0,5 3,6 0,22 9,42 154,145

2 18 0,5 3,8 0,32 9,42 111,8625

2 19 0,5 4,1 0,28 9,42 137.9357

2 20 0,5 4,27 0,23 9,42 174,88

2 21 0,5 5,2 0,38 9,42 128,90

2 22 0,5 5,53 0,31 9,42 168,04

2 23 0,5 5,65 0,26 9,42 204,70

b) Data pengukuran setelah 2 jam penuangan oli

n AB/2 MN/2 ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

2 3 0,5 2,8 0,3 9,42 87,92

2 4 0,5 3,85 0,26 9,42 139,5

2 5 0,5 3,61 0,24 9,42 141,69

2 6 0,5 3 0,32 9,42 88,31

2 7 0,5 3,22 0,25 9,42 121,32

2 8 0,5 3,87 0,222 9,42 164,21

2 9 0,5 3,05 0,3 9,42 95,77

2 10 0,5 3,11 0,25 9,42 117,18

2 11 0,5 3,72 0,3 9,42 116,808

2 12 0,5 3,81 0,29 9,42 123,76

2 13 0,5 3,83 0,24 9,42 150,32

2 14 0,5 3,9 0,27 9,42 136,1

2 15 0,5 4 0,28 9,42 134,6

2 16 0,5 3,91 0,24 9,42 153,5

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 51: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

40

2 17 0,5 3,84 0,25 9,42 144,69

2 18 0,5 4,12 0,24 9,42 161,71

2 19 0,5 4,28 0,26 9,42 155,07

2 20 0,5 4,36 0,24 9,42 171,13

2 21 0,5 4,86 0,24 9,42 190,755

2 22 0,5 5 0,26 9,42 181,15

2 23 0,5 5,17 0,25 9,42 194,8

c) Data pengukuran 4 jam setelah penuangan oli

n AB/2 MN ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

2 3 0,5 2,96 0,3 9,42 92,94

2 4 0,5 3,87 0,2 9,42 182,27

2 5 0,5 4,23 0,3 9,42 135,02

2 6 0,5 4,34 0,37 9,42 110,49

2 7 0,5 3,7 0,25 9,42 139,42

2 8 0,5 3,86 0,23 9,42 158,09

2 9 0,5 5,8 0,33 9,42 165,56

2 10 0,5 5,72 0,3 9,42 179,61

2 11 0,5 6` 0,27 9,42 196,93

2 12 0,5 5,68 0,38 9,42 140,84

2 13 0,5 5,86 0,32 9,42 172,50

2 14 0,5 7,3 0,24 9,42 286,53

2 15 0,5 7,21 0,28 9,42 242,57

2 16 0,5 6,72 0,25 9,42 253,21

2 17 0,5 7,1 0,32 9,42 209,01

2 18 0,5 7,14 0,32 9,42 210,2

2 19 0,5 7,3 0,27 9,42 254,69

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 52: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

41

2 20 0,5 8 0,28 9,42 269,14

2 21 0,5 6,62 0,41 9,42 152,09

2 22 0,5 7,23 0,33 9,42 207,24

2 23 0,5 7,31 0,29 9,42 237,45

d) Data pengukuran 6 jam setelah penuangan oli

n AB/2 MN ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

2 3 0,5 3,11 0,36 9,42 81,38

2 4 0,5 3,2 0,3 9,42 100,48

2 5 0,5 4,4 0,25 9,42 165,79

2 6 0,5 3,2 0,34 9,42 88,66

2 7 0,5 3,4 0,28 9,42 114,36

2 8 0,5 3,9 0,2 9,42 183,69

2 9 0,5 6 0,32 9,42 176,63

2 10 0,5 6,78 0,28 9,42 228,09

2 11 0,5 7,11 0,22 9,42 304,44

2 12 0,5 6,2 0,32 9,42 182,51

2 13 0,5 6 0,36 9,42 157

2 14 0,5 7,32 0,27 9,42 255,37

2 15 0,5 7,28 0,3 9,42 228,59

2 16 0,5 7 0,36 9,42 193,94

2 17 0,5 7,34 0,3 9,42 230,48

2 18 0,5 7,58 0,3 9,42 238

2 19 0,5 7,27 0,27 9,42 253,64

2 20 0,5 6,86 0,35 9,42 185

2 21 0,5 7,93 0,48 9,42 156

2 22 0,5 7,41 0,3 9,42 232,674

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 53: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

42

2 23 0,5 8,3 0,27 9,42 289,58

e) Data pengukuran 24 jam setelah penuangan oli

n AB/2 MN ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

2 3 0,5 6 0,3 9,42 188,4

2 4 0,5 6,16 0,28 9,42 207,24

2 5 0,5 7,04 0,22 9,42 301,44

2 6 0,5 7,3 0,28 9,42 275,064

2 7 0,5 7,82 0,26 9,42 294,66

2 8 0,5 8,15 0,27 9,42 284,344

2 9 0,5 8,47 0,29 9,42 275,13

2 10 0,5 8,83 0,3 9,42 277,262

2 11 0,5 9,03 0,28 9,42 303,8

2 12 0,5 9,57 0,33 9,42 273,18

2 13 0,5 10,18 0,37 9,42 259,18

2 14 0,5 10,72 0,31 9,42 325,75

2 15 0,5 11,25 0,31 9,42 341,85

2 16 0,5 12 0,3 9,42 376,8

2 17 0,5 12,56 0,33 9,42 358,53

2 18 0,5 13,36 0,39 9,42 322,7

2 19 0,5 13,72 0,36 9,42 359,01

2 20 0,5 14,69 0,35 9,42 395,37

2 21 0,5 15,33 0,42 9,42 343,83

2 22 0,5 15,8 0,41 9,42 363,01

2 23 0,5 16,22 0,35 9,42 436,55

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 54: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

43

Gambar 4.5 GrafikPengukuran dengan menggunakan oli setelah penuangan

selama 30 menit, 2 jam, 4 jam, 6 jam, dan 1 hari dengan n = 2

Tabel 4.1.4 Datapengukuran menggunakan oli dengan waktu yang telah

ditetapkan (n = 3)

a) Data pengukuran 30 menit setelah penuangan oli.

n AB/2 MN ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

3 4.5 0,5 4,33 0,24 18,84 339,91

3 6 0,5 4,83 0,22 18,84 413,63

3 7,5 0,5 5,54 0,20 18,84 521,87

3 9 0,5 5,87 0,26 18,84 425,35

3 10,5 0,5 6,31 0,24 18,84 495,34

3 12 0,5 6,69 0,22 18,84 572,91

3 13,5 0,5 6,94 0,28 18,84 466,96

3 15 0,5 7,41 0,26 18,84 536,94

3 16,5 0,5 7,86 0,25 18,84 592,33

3 18 0,5 8,32 0,31 18,84 505,64

3 19,5 0,5 8,84 0,29 18,84 574,29

0

100

200

300

400

500

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

resi

stiv

itas

m)

Jarak elektroda

Jarak elektroda vs resistivitas (Ωm)

30 menit

2 jam

4 jam

6 jam

24 jam

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 55: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

44

3 21 0,5 9,31 0,26 18,84 674,62

3 22,5 0,5 9,52 0,33 18,84 543,51

3 24 0,5 9,96 0,3 18,84 625,41

3 25,5 0,5 10,52 0,27 18,84 734,06

3 27 0,5 11,03 0,35 18,84 593,73

3 28,5 0,5 11,65 0,33 18,84 665,11

3 30 0,5 12,31 0,31 18,84 748,13

3 31,5 0,5 12,82 0,36 18,84 670,91

3 33 0,5 13,31 0,32 18,84 783,63

3 34,5 0,5 14,03 0,3 18,84 882,02

b) Data pengukuran 2 jam setelah penuangan oli

n AB/2 MN ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

3 4.5 0,5 4,28 0,23 18,84 350,59

3 6 0,5 4,67 0,2 18,84 439,91

3 7,5 0,5 5,38 0,19 18,84 533,47

3 9 0,5 5,81 0,25 18,84 437,84

3 10,5 0,5 6,47 0,24 18,84 499,81

3 12 0,5 6,88 0,23 18,84 563,56

3 13,5 0,5 7,44 0,26 18,84 539,11

3 15 0,5 7,82 0,24 18,84 613,87

3 16,5 0,5 8,44 0,22 18,84 722,77

3 18 0,5 8,82 0,29 18,84 572,99

3 19,5 0,5 9,53 0,27 18,84 664,98

3 21 0,5 10,21 0,25 18,84 769,43

3 22,5 0,5 10,77 0,31 18,84 654,54

3 24 0,5 11,43 0,3 18,84 717,8

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 56: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

45

3 25,5 0,5 12,55 0,28 18,84 844,44

3 27 0,5 13,11 0,35 18,84 705,69

3 28,5 0,5 14,03 0,33 18,84 800,96

3 30 0,5 14,97 0,3 18,84 940,12

3 31,5 0,5 15,55 0,39 18,84 751,19

3 33 0,5 16,23 0,38 18,84 804,67

3 34,5 0,5 16,93 0,35 18,84 911,32

c) Data pengukuran 4 jam setelah penuangan oli

n AB/2 MN ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

3 4.5 0,5 5,11 0,21 18,84 495,22

3 6 0,5 5,52 0,19 18,84 547,35

3 7,5 0,5 6,03 0,18 18,84 631,14

3 9 0,5 6,53 0,23 18,84 534,89

3 10,5 0,5 7,12 0,2 18,84 670,70

3 12 0,5 7,68 0,19 18,84 761,53

3 13,5 0,5 8,22 0,24 18,84 645,27

3 15 0,5 8,53 0,23 18,84 698,72

3 16,5 0,5 8,98 0,2 18,84 845,92

3 18 0,5 9,38 0,26 18,84 679,69

3 19,5 0,5 9,67 0,24 18,84 759,09

3 21 0,5 10,02 0,22 18,84 858,08

3 22,5 0,5 10,51 0,29 18,84 682,79

3 24 0,5 11,12 0,26 18,84 805,77

3 25,5 0,5 11,67 0,24 18,84 916,095

3 27 0,5 11,99 0,34 18,84 659,4

3 28,5 0,5 12,36 0,33 18,84 705,64

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 57: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

46

3 30 0,5 12,72 0,3 18,84 798,82

3 31,5 0,5 13,21 0,38 18,84 654,94

3 33 0,5 13,68 0,36 18,84 715,92

3 34,5 0,5 14,22 0,33 18,84 811,83

d) Data pengukuran 6 jam setelah penuangan oli

n AB/2 MN ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

3 4.5 0,5 5,34 0,22 18,84 457,3

3 6 0,5 5,65 0,2 18,84 532,23

3 7,5 0,5 6,43 0,18 18,84 673,01

3 9 0,5 6,88 0,24 18,84 540,08

3 10,5 0,5 7,41 0,23 18,84 606,98

3 12 0,5 7,89 0,2 18,84 743,24

3 13,5 0,5 8,18 0,27 18,84 570,78

3 15 0,5 8,82 0,25 18,84 664,67

3 16,5 0,5 9,26 0,26 18,84 670,99

3 18 0,5 9,75 0,28 18,84 656,04

3 19,5 0,5 10,28 0,25 18,84 774,7

3 21 0,5 11,09 0,26 18,84 803,59

3 22,5 0,5 11,92 0,31 18,84 724,43

3 24 0,5 12,78 0,29 18,84 830,26

3 25,5 0,5 13,45 0,26 18,84 974,61

3 27 0,5 14,22 0,33 18,84 811,83

3 28,5 0,5 15,05 0,32 18,84 886,07

3 30 0,5 15,93 0,3 18,84 1000,4

3 31,5 0,5 16,39 0,37 18,84 834,56

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 58: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

47

3 33 0,5 16,85 0,36 18,84 881,82

3 34,5 0,5 17,76 0,31 18,84 1079,35

e) Data pengukuran 24 jam setelah penuangan oli

N AB/2 MN ΔV(mV) I(mA) K ρ(Ωm)

3 4.5 0,5 6,21 0,26 18,84 449,97

3 6 0,5 6,63 0,24 18,84 520,46

3 7,5 0,5 7,37 0,21 18,84 661,194

3 9 0,5 7,89 0,27 18,84 550,55

3 10,5 0,5 8,51 0,25 18,84 641,313

3 12 0,5 9,11 0,24 18,84 715,135

3 13,5 0,5 9,37 0,29 18,84 602,5

3 15 0,5 9,99 0,3 18,84 627,37

3 16,5 0,5 10,52 0,26 18,84 762,3

3 18 0,5 10,92 0,32 18,84 642,92

3 19,5 0,5 11,63 0,3 18,84 730,36

3 21 0,5 12,21 0,29 18,84 793,23

3 22,5 0,5 12,86 0,36 18,84 673,01

3 24 0,5 13,56 0,32 18,84 798,345

3 25,5 0,5 13,98 0,29 18,84 908,22

3 27 0,5 14,76 0,39 18,84 713,021

3 28,5 0,5 15,56 0,36 18,84 814,31

3 30 0,5 16,27 0,34 18,84 901,549

3 31,5 0,5 17,58 0,42 18,84 788,59

3 33 0,5 18,21 0,39 18,84 879,68

3 34,5 0,5 18,74 0,32 18,84 1103,32

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 59: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

48

Gambar 4.6Grafik Pengukuran dengan menggunakan oli setelah penuangan

selama 30 menit, 2 jam, 4 jam, 6 jam, dan 1 hari dengan n = 3

Dari tabel 4.1.2 , 4.1.3, 4.1.4 , 4.1.5 dapat di lihat bahwa semakin luas

jarak maka beda potensial dan resistansinya menjadi tinggi namun kuat arusnya

berbanding terbalik. Setelah oli dituangkan lalu dilakukan pengukuran setelah 30

menit penuangan oli dapat kita lihat bahwa terjadi kenaikan hasil dari beda

potensial dan resistivitasnya. Setelah itu dilakukan lagi pengulangan pengukuran

setelah 2, 4, 6 jam setelah penuangan oli maka pada hasil pengukurannya

diperoleh terjadi kenaikan nilai dari beda potensial dan resistivitasnya namun

terjadi penurunan nilai pada kuat arus.

Resistivitas semu pada setiap lapisannya memiliki nilai yang berbeda ini

dipengaruhi oleh kuat arus, beda potensial, dan faktor geometri yang dilakukan

pada saat pengukuran itu dilakukan.

. Nilai beda potensial semakin besar bila yang ditunjukkan adalah sebagai

berikut :

𝜌1 <𝜌2<𝜌3. dst.

𝑉1 <𝑉2<𝑉3. dst.

𝐼1 <𝐼2<𝐼3. dst.

Ini disebabkan oleh resistivitas semu (ρ) pada lapisan tanah berbeda,

semakin dalam lapisan tanah maka semakin besar resistivitas semu (ρ) tanah

0200400600800

10001200

4.5 7,5 10,5 13,5 16,5 19,5 22,5 25,5 28,5 31,5 34,5

resi

stiv

itas

m)

Jarak elektroda

Jarak elektroda vs resistivitas (Ωm)

30 menit

2 jam

4 jam

6 jam

24 jam

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 60: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

49

tersebut sehingga kuat arus yang diberikan semakin rendah. Ini bisa dilihat pada

rumus yang ada bahwa :

ρ = K.∆𝑉

𝐼

Resistivitas semu (ρ) berbanding lurus dengan beda potensial (ΔV), yang

berarti hambatan jenis semakin besar nilainya maka tegangan yang diberikan juga

semakin besar dan sebaliknya .

Resistivitas semu (ρ) berbanding terbalik dengan nilai kuat arus yang

artinya hambatan jenis semakin besar, maka nilai kuat arus yang diberikan

semakin rendah/kecil.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 61: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

50

4.2 Hasil dan Pembahasan

4.2.1 Pembahasan

Untuk menghitung faktor geometri Konfigurasi Wenner – Schlumberger

digunakan perhitungan dengan rumus :

K = πn(n+1)a

Sedangkan untuk mendapatkan hasil perhitungan terhadap resistivitas semu (ρa)

maka digunakan rumus :

ρa = k ΔV

𝐼

Sehingga hasil perhitungan dari percobaan pengukuran resistivitas tanah

dengan menggunakan konfigurasi wenner – schlumberger dapat dilihat pada tabel

diatas.

Terdapat 2 macam pengukuran yang berhasil dilakukan. Data percobaan

lintasan yang telah ditentukan dapat dilihat pada tabel 4.1 hingga tabel 4.1.5

Pada penelitian metode yang digunakan adalah resistivitas konfigurasi Wenner –

Schlumberger dengan spasi elektroda 0,5 meter.

Elektroda yang dipakai sebanyak 6 buah sehingga panjang spasi divariasikan

sesuai kebutuhan pengujian. Pada pengukuran ini juga menggunakan 4 Liter Oli

sebagai variasi pengukuran.

Berdasarkan hasil resistivitas diatas kita dapat memperkirakan jenis – jenis

material yang berada didalam tanah berdasarkan tabel dibawah ini.

Material Resistivity (Ohm-Meter)

Air (Udara)

Pyrite (Pirit) 0.01-100

Quartz (Kwarsa) 500-800000

Calcite (Kalsit) 1×1012-1×1013

Rock Salt (Garam Batu) 30-1×1013

Granite (Granit) 200-10000

Andesite (Andesit) 1.7×102-45×104

Basalt (Basal) 200-100000

Limestoes (Gamping) 500-10000

Sandstone (Batu Pasir) 200-8000

Shales (Batu Tulis) 20-2000

Sand (Pasir) 1-1000

Clay (Lempung) 1-100

Ground Water (Air Tanah) 0.5-300

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 62: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

51

a) Pengukuran menggunakan oli 30 menit setelah penuangan oli

n = 1

Pada pengukuran n = 1 diperkirakan berada di lapisan batu pasir, lempung,

siltstone, dan alluvium.

n = 2

Pada pengukuran n = 2 diperkirakan berada di lapisan batu siltstone dan

alluvium yang bercampur dengan air tanah

n = 3

Pada pengukuran n = 3 diperkirakan berada di lapisan batu pasir dan kerikil

yang bercampur dengan air tawar dan alluvium.

b) Pengukuran menggunakan oli 2 jam setelah penuangan oli

n = 1

Pada pengukuran n = 1 diperkirakan berada di lapisan lempung, siltstone, dan

alluvium yang bercampur dengan air tawar.

n = 2

Pada pengukuran n = 2 diperkirakan berada dilapisan lempung, siltstone, dan

alluvium yang bercampur dengan air tawar.

n = 3

Pada pengukuran n = 3 diperkirakan berada dilapisan batu dan kerikil.

c) Pengukuran menggunakan oli 4 jam setelah penuangan oli

n = 1

Pada pengukuran n = 1 diperkirakan berada di lapisan yang bercampur dengan

beberapa material berupa batu pasir dan kerikil yang bercampuran dengan air

tawar dan alluvium.

n = 2

Sea Water (Air Asin) 0.2

Magnetite (Magnetit) 0.01-1000

Dry Gravel (kerikil kering) 600-10000

Alluvium (Aluvium) 10-800

Gravel (Kerikil) 100-60

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 63: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

52

Pada pengukuran n = 2 diperkirakan berada di lapisan air tawar dan alluvium

yang bercampur dengan lapisan siltstone, granit, dan basal.

n = 3

Pada pengukuran n = 3 diperkirakan berada di lapisan batu pasir dan batu

gamping yang bercampur dengan air tanah.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 64: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

53

BAB V

Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diperoleh kesimpulan

sebagai berikut :

1. Suatu benda yang berada dalam tanah dengan nilai tahanan jenis

tertentu, bisa dicari dengan menggunakan metode geolistrik dan

prinsip konfigurasi Wenner – Schlumberger.Nilai resistivitas yang

kecil menunjukkan struktur tanah semakin padat dan dapat

mengalirkan arus listrik dengan lebih baik. Resisistivitas bergantung

terhadap jenis batuan atau material yang berada di bawah permukaan.

Semakin dalam permukaan berarti nilai resisitivitasnya semakin kecil.

2. Semakin besar volume oli yang dituangkan ke dalam lapisan tanah

maka semakin besar pula tegangan output yang dihasilkan. Hasil

tegangan output dari sensor tersebut kemudian digunakan untuk

mengetahui nilai resistivitas semu pada permukaan tanah yang diteliti

dan memiliki hubungan erat, sehingga tegangan output dari sensor

dapat digunakan sebagai detector resistivitas tanah.

3. Dari tabel 4.1.2 , tabel 4.1.3, tabel 4.1.4 , tabel 4.1.5 dapat di lihat

bahwa semakin luas jarak elektroda maka beda potensial dan

resistansinya menjadi tinggi namun kuat arusnya berbanding terbalik.

Setelah oli dituangkan lalu dilakukan pengukuran setelah 30 menit

penuangan oli bahwa terjadi kenaikan hasil dari beda potensial dan

resistivitasnya.

5.2 Saran

1. Sebaiknya dicari dan digunakan logam jenis lain yang tidak mudah

korosif. Dalam penelitian ini, sebaiknya pengukuran pada resistivitas

tanah dilakukan pada tanah yang tidak berair sebab akan

mengakibatkan terjadinya nilai resistivitas yang tidak stabil.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 65: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

54

2. Sebaiknya penelitian dilakukan pada hari yang sama untuk lintasan

pengukuran yang sama, untuk menghindari terjadi perubahan suhu

akibat cuaca yang tidak menentu.

3. Sebaiknya penelitian berikutnya menggunakan metode konfigurasi

selain Wenner – Schlumberger.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 66: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

55

DAFTAR PUSTAKA

Broto, Sudarmo, 2008. Pengolahan Data Geolistrik dengan Metode Schlumberger

Daryanto, 2010,“Teknik Mekatronika”,Penerbit Satu Nusa,Bandung.

Herman,R., 2001,”An Introduction to Electrical Resistivity in Geophysics”,

John Willey and Sons Ltd,New York.

Rangkuti,Syahban, 2011,”Mikrokontroller Atmel AVR”, Edisi Pertama

Penerbit Informatika,Jakarta.

Robinson, Coruh. 1988. Basics Exploration Geophysics. Canada : John Willey

And Son Inc.

Sakka, 2002,”Metoda Geolistrik Tahanan Jenis”,UNHAS,Makassar.

Santoso, Joko, 2002,”Pengantar Teknik Geofisika”,ITB,Bandung.

Telford,W.M,1982,”AppliedGeophysics”,CambridgeUniversity Press,Cambridge.

Telford, Geldart and Sheriff. 1976. Applied Geophysics, 2nd

edition, Cambridge

University Press, New York.

Vingoe, P. 1972. Electrical Resistivity Surveying. Geophysical Memorandum

Wardhana,Lingga, 2006, “Belajar Sendiri Mikrokontroller AVR seri ATMEGA

8535”, Edisi Petama,Penerbit Andi,Yogyakarta.

Waluyo.2001. Panduan Workshop Eksplorasi Geofisika : Metode Resistivitas.

Yogyakarta : Laboratorium Geofisika UGM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 67: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

56

Lampiran A

Kode Bahasa Program

#include <mega8535.h>

#include <lcd.h>

#include <delay.h>

#include <stdio.h>

#asm

.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC

#endasm

#define ADC_VREF_TYPE 0x00

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)

ADMUX=adc_input|ADC_VREF_TYPE;

ADCSRA|=0x40;

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

unsigned int A,vA,vM,vN,REF,R,vB;

unsigned long I,B,s,L;

char buf[16];

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 68: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

57

void main(void)

PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

PORTB=0x00;

DDRB=0xFF;

PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

PORTD=0xFF;

DDRD=0x00;

ADMUX=ADC_VREF_TYPE;

ADCSRA=0x85;

SFIOR&=0xEF;

lcd_init(16);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf(" RANC ALAT UKUR");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("RESISTANSI TANAH");

delay_ms(1000);

lcd_clear();

A = 1023;

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 69: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

58

vA = 49;

while (1)

REF = read_adc(0);

vB = read_adc(1)*49/1023;

vM = read_adc(2)*49/1023;

vN = read_adc(3)*49/1023;

I = (vA - vB); //mikro ampere

s = (((vM*vN)/2))/100; //mV

L = ((vA * vB)/2)/100;

R = (((314*vM)/10)*((L*L)-(s*s)))/(2*s*I);

lcd_clear();

sprintf(buf,"Ref: %i",REF);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts(buf);

sprintf(buf,"vB : %i",vB);

lcd_gotoxy(8,0);

lcd_puts(buf);

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 70: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

59

sprintf(buf,"vM : %i",vM);

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_puts(buf);

sprintf(buf,"vN : %i",vN);

lcd_gotoxy(8,1);

lcd_puts(buf);

delay_ms(2000);

lcd_clear();

sprintf(buf," R : %i",R);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts(buf);

delay_ms(2000);

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 71: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

60

Vcc

PC4

PC5

PA0 PC6

PC7

PC0

PC1

PC2

PA2

ATMEGA

8535

PA3

Grd

Reset

LCD DISPLAYM 1632

AN

780

5

A

+12V

Batere

+5V

Vref

10K

7

+5V

11

12

13

14

1/3/16

40

38

37

Rs

MSensor Konduktivitas

NSensor Konduktifitas

Rs

+5V

+5V

Xtal 4 MHZ

11

B

+5V

1

1819

2021

14

15

16

4 5 6

Reset

12

13

2/15

100µF/25V

LAMPIRAN B

GAMBAR RANGKAIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 72: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

61

LAMPIRAN C

GAMBAR ALAT

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 73: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR RESISTIVITAS TANAH …

62

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA