5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Bencana

Bencana adalah peristiwa atau rangkaian peristiwa yang mengancam dan

mengganggu kehidupan dan penghidupan masyarakat yang disebabkan, baik oleh

faktor alam dan atau faktor non alam maupun faktor manusia sehingga

mengakibatkan timbulnya korban jiwa manusia, kerusakan lingkungan, kerugian

harta benda dan dampak psikologis. Definisi tersebut menyebutkan bahwa bencana

oleh faktor alam, non alam dan manusia. Oleh karena itu Undang-Undang Nomor

24 Tahun 2007 tersebut juga mendefinisikan mengenai bencana alam, bencana non-

alam, dan bencana sosial. Menurut Undang-Undang Nomor 24 tahun 2007 bencana

dibagi menjadi tiga diantaranya sebagai berikut (Anonim, 2007):

1. Bencana alam adalah bencana yang diakibatkan oleh peristiwa atau serangkaian

peristiwa yang disebabkan oleh alam antara lain berupa gempa bumi, tsunami,

gunung meletus, banjir, kekeringan, angin topan, dan tanah longsor.

2. Bencana non-alam adalah bencana yang diakibatkan oleh peristiwa atau

serangkaian peristiwa non-alam yang antara lain berupa gagal teknologi, gagal

modernisasi, epidemi, dan wabah penyakit.

3. Bencana sosial adalah bencana yang diakibatkan oleh persitiwa atau serangkaian

peristiwa yang diakibatkan oleh manusia yang meliputi konflik sosial antar

kelompok atau antar komunitas masyarakat dan teror.

2.2 Pengertian Banjir

Banjir merupakan kejadian alam yang dapat terjadi setiap saat dan sering

mengakibatkan kerugian jiwa, harta dan benda. Kejadian banjir tidak dapat dicegah,

namun hanya dapat dikendalikan dan dikurangi dampak kerugian yang

diakibatkannya. Karena datangnya relatif cepat, untuk mengurangi kerugian akibat

bencana tersebut perlu dipersiapkan penanganan secara cepat, tepat dan terpadu.

Banjir juga dapat diartikan sebagai limpasan air yang melibihi tinggi muka air

6

normal, sehingga melimpas dari palung sungai menyebabkan adanya genangan

pada lahan rendah di sisi sungai. Pada umumnya banjir disebabkan oleh curah hujan

yang tinggi ditas normal sehingga sistem pengaliran air yang terdiri dari sungai dan

anak sungai alamiah serta sistem drainase dan kanal penampung banjir buatan yang

ada tidak mampu menampung akumulasi air hujan tersebut sehingga meluap.

Adapun yang dimaksud banjir bidang pertanian adalah banjir yang terjadi dilahan

pertanian yang ada tanaman (padi, jagung, kedelai, dan lain-lain) yang sedang

dibudidayakan. Sedangkan banjir bandang biasanya terjadi pada aliran sungai yang

kemiringan dasar sungai curam. Aliran banjir yang tinggi dan sangat cepat, dapat

mencapai lebih dari 12 meter, limpasannya dapat membawa batu besar/bongkahan

dan pepohonan serta merusak/menghanyutkan apa saja yang dilewati namun cepat

surut. Banjir semacam ini dapat menyebabkan jatuhnya korban manusia karena

tidak sempat mengungsi maupun kerugian harta benda yang bear dalam waktu yang

singkat. Pada dasarnya Banjir adalah peristiwa atau keadaaan dimana terendamnya

suatu daerah atau daratan karena volume air yang meningkat. Sedangka banjir

bandang adalah banjir yang datang secara tiba-tiba dengan debit air yang besar yang

disebabkan terbendungnya aliran sungai pada alur sungai. (Anonim, 2014)

2.2.1 Level Peringatan Bencana

Informasi peringatan dini bencana mengacu pada empat level peringatan sebagai

berikut:

1. Normal (siaga 1), kondisi aman yaitu kondisi keseharian rata-rata dari ancaman

yang diketahui dari berbagai data ilmiah termasuk melalui pengalaman datau

data sejarah perilaku fenomena ancaman tersebut.

2. Waspada (siaga 2), terjaid peningkatan ancaman dan resiko yang dibuktikan

deri hasil analsisa data-data dan informasi ilmiah yang menunjukan aktifitas

ancaman di atas rata-rata dari kondisi normal.

3. Siaga (siaga 3), terjadi peningkatan ancaman dan resiko yang signifikan tetapi

masih dapat dikendalikan sehingga sewaktu-waktu jika terjai status kedaruratan

dinaikan pada level tertinggi, maka seluruh sumberdaya dapat segera dikerahkan

untuk melakukan penyelamatan dan evakuasi masyarakat serta pengamanan

aset. Tindakan yang dilakukan adalah dengan mendekatkan sumber daya ke

7

lokasi aman terdekat dari skenario ancaman serta memastikan seluruh peralatan

dan sistem pengamanan dan penyelaman berfungsi dengan baik. (Anonim, 2014)

2.3 Pengertian Mikrokontroler

Gambar 2.1 Mikrokontroler ATmega328 (Anonim, 2016)

Pengendali mikro (microcontroller) adalah sistem mikroprosesor lengkap yang

terkandung di dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor,

memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya) dan perlengkapan

input output. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna yang

digunakan dalam sebuah PC, karena sebuah mikrokontroler umumnya telah berisi

komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor yakni memori dan

antarmuka. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronik digital

yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa

ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya

membaca dan menulis data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip

yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi

dan efektifitas biaya. Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka

mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut

dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem minimum paling tidak dibutuhkan

sistem clock dan reset, walaupun ada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan

sistem clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah

beroperasi. (Anonim, 2016)

8

2.3.1 Mikrokontroler ATmega328

ATmega328 adalah chip mikrokontroler 8-bit bebasis AVR-RISC buatan Atmel.

Chip ini memiliki 32KB memori ISP flash dengan kemampuan read-write, 1KB

EEPROM dan 2KB SRAM. Dari kapasitas memori flashnya yang sebesar 32KB

itulah chip ini diberi nama ATmega328. Chip lain yang memiliki memori 8KB

diberi nama ATmega8 dan ATmega16 untuk yang memiliki memori 16KB. Chip

ATmega memiliki banyak fasilitas dan kemewahan untuk sebuah chip

mikrokontroler. Chip tersebut memiliki 23 jalur general purpose I/O, 32 buat

register, 3 buat timer/counter dengan mode perbandingan, interupt internal dan

external, serial programmble watchdog timer dengan oscillator internal dan lima

power saving mode. Chip bekerja pada tegangan antara 1.8V~5.5V. output

komputasi bisa mencapai 1MIPS per MHz. Maximum operating frekuensi adalah

20MHz. ATmega328 menjadi cukup populer setelah chip ini dipergunakan dalam

board Arduino. Dengan adanya Arduino yang yang di dukung oleh software

Arduino IDE, pemrograman chip ATmega328 menjadi jauh lebih sederhana dan

mudah. (Anonim, 2016)

2.4 Pengenalan Arduino

2.4.1 Modul Arduino

Arduino adalah pengendari mikro single-board yang bersifat open source,

diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan

elektronik dalam berbagai bidang. Perangkat kerasnya memiliki prosesor Atmel

AVR dan Perangkat lunaknya memiliki Bahasa pemrograman sendiri. (Anonim,

2016)

Gambar 2.2 Mikrokontroler Arduino Uno (Anonim, 2016)

9

Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328, Arduino

memiliki 14 pin Input/Output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output

PWM, 6 analog input, crystal isollator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala

ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu mendukung mikrokontroler, cukup

menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB dan adaptor AC-DC berisi

batrai untuk memulainya. Berbeda dengan yang lain Arduino Uno tidak

menggunakan FTDI USB to serial chip driver, dan tidak menggunakan

ATmega8U2 diprogram sebagai konverter USB to serial. (Quer, 2014)

Untuk memahami Arduino, terlebih dahulu kita harus memahami apa yang

dimaksud dengan physical computing. physical computing adalah pembuatan

sebuah sistem atau perangkat fisik dengan menggunakan software dan harware

yang sifatnya interaktif yaitu dapat menerima rangsangan dari lingkungan dan

merespon balik. physical computing adalah sebuah konsep untuk memahami

hubungan yang manusiawi antara lingkungan yang sifat alaminya adalah analog

dengan dunia digital. (Anonim, 2016)

Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino uno

No. Spesifikasi Keterangan

1 Mikrokontroler ATmega328

2 Tegangan pengoprasian 5V

3 Tegangan masukan yang disarankan 7-12V

4 Batasan tagangan masukan 6-20V

5 Jumlah pin I/O digital 14 pin

6 Jumlah pin masukan analog 6 pin

7 Arus DC tiap pin I/O 40mA

8 Arus DC untuk pin 3,3V 50mA

9 Memori Flash 32KB (ATmega328)

10 SRAM 2KB (ATmega328)

11 EPROM 1KB (ATmega328)

12 Clock speed 16MHz

(Sumber: Anonim, 2016)

10

Arduino juga merupakan platform hardware terbuka yang ditunjukan kepada

siapa saja yang ingin membuat purwarupa perangkat elektronik interaktif

berdasarkan hardware dan software yang fleksibel dan mudah digunakan.

Mikrokontroler diprogram menggunakan Bahasa pemrograman Arduino yang

memiliki kemiripan syntax dengan Bahasa pemrograman C. karena sifatnya yang

terbuka maka siapa saja dapat mengunduh skema hardware Arduino dan

membangunnya. Arduino menggunakan mikrokontroler ATmega yang dirilis oleh

Atmel sebagai basis, namun ada individu/ perusahaan yang membuat clone Arduino

dengan menggunakan mikrocontroler lain dan tetap kompatibel dengan Arduino

pada level hardware. Untuk fleksibilitas, program dimasukan melalui bootloader

meskipun ada opsi untuk bypass bootloader dan menggunakan downloader untuk

memprogam mikrokontroler secara langsung melalui port ISP. (Anonim, 2016)

2.4.2 Jenis-jenis Arduino

Dan seperti mikrokontroler yang banyak jenisnya Arduino lahir dan

berkembang, kemudian dengan berbagai jenis diantarnya adalah (Anonim, 2016):

a. Arduino Uno

Jenis yang ini adalah yang paling banyak digunakan. Terutama untuk pemula

sangat disarankan untuk menggunakan Arduino Uno. Dan banyak sekali referensi

yang membahas Arduino Uno. Versi yang terakhir adalah Arduino Uno R3 (revisi

3), menggunakan ATmega328 sebagai mikrokontrolernya, memiliki 14 pin I/O

digital dan 6 pin input analog. Untuk pemrograman cukup menggunakan koneksi

USB type A to type B. sama seperti yang digunakan pada printer.

b. Arduino Due

Berbeda dengan saudaranya, Arduino Due tidak menggunakan ATmega

melainkan dengan chip yang lebih tinggi ARM cortex CPU. Memiliki 54 I/O pin

digital dan 12 pin input analog. Untuk pemrogramannya menggunakan mikro USB,

terdapat pada beberapa handphone.

c. Arduino Mega

Mirip dengan Arduino Uno, sama-sama menggunakan USB type A to type B

untuk pemrogramannya. Tetapi Arduino Mega, menggunakan chip yang lebih

11

tinggi ATmega2560. Dan tentu saja untuk pin I/O digital dan input analaognya

lebih banyak dari Uno.

d. Arduino Leonardo

Bisa dibilang Leonardo adalah saudara kembar dari Uno. Dari mulai jumlah pin

I/O digital dan pin analognya sama. Hanya Leonardo menggunakan mikro USB

untuk pemrogramanya.

e. Arduino Fio

Bentuknya lebih unik, terutama untuk soketnya. Walau jumlah pin I/O digital

dan input analognya sama dengan Uno dan Leonardo, tapi Fio memiliki memiliki

soket XBee. XBee membuat Fio dapat dipakai untuk keperluan projek yang

berhubungan dengan wireless.

f. Arduino Lilypad

Bentuknya yang melingkar membuat Lilypad dapat dipakai untuk membuat

projek unik. Seperti membuat armor ironman, misalkan Hanya versi lamaya

menggunakan ATmega168, tapi masih cukup untuk membuat satu projek keren.

Dengan 14 pin I/O digital dan 6 pin input analognya.

g. Arduino Nano

Seperti namanya, Nano yang berukuran kecil dan sangat sederhana ini,

menyimpan banyak fasilitaas. Sudah dilengkapi dengan FTDI untuk pemrograman

lewat mikro USB. 14 pin I/O digital, dan 8 pin input analog (lebih banyak dari Uno)

dan ada yang menggunakan ATmega168 atau ATmega 328.

h. Arduino Mini

Fasilitasnya sama dengan yang memiliki Nano. Hanya tidak dilengkapi dengan

mikro USB untuk pemprograman. Dan ukurannya hanya 30mm x 18 mm saja.

i. Arduino Micro

Ukurannya lebih panjang dari Nano dan Mini. Karena memang faslitanya lebih

banyak yaitu; memiliki 20 pin I/O digital dan 12 pin input analog.

j. Arduino Ethernet

Arduino yang sudah dilengkapi dengan fasilitas Ethernet. Membuat Arduino

Ethernet, kamu dapat berbuhungan melalui jaringan LAN pada komputer. Untuk

fasilitas pada pin I/O digital dan input analognya sama dengan Uno.

12

k. Arduino Esplora

Arduino ini yang sudah lengkap untuk membuat gadget seperti smartphone,

karena sudah dilengkapi dengan joystick, button dan sebagainya.

l. Arduino Robot.

Arduino ini adalah paket komplit dari Arduino yang sudah berbntuk robot. Sudah

dilengkapi dengan LCD, speaker, roda sensor infrared dan sebagainya.

Gambar 2.3 Skematik Arduino Uno Rev 3 (Anonim, 2016)

2.4.3 Kegunaan Arduino

Kegunaan Arduino tergantung kepada yang membuat program tersebut. Arduino

bisa digunakan untuk mengontrol LED, bisa juga digunakan untuk mengontrol

helikopter. Contoh yang sudah pernah dibuat adalah MP3 player, pengontrol motor,

mesin CNC, monitor kelembaban tanah, pengukur jarak, penggerak servo, balon

udara, pengontrol suhu, monitor energi, stasiun cuaca, pembaca RFID, drum

elektronik, GPS logger, monitoring bensin dan masih banyak lagi. (Hasyim, 2015)

2.4.4 Kelebihan Arduino

Adapun beberapa kelebihan dari Arduino adalah sebagai berikut:

1. Tidak perlu perangkat chip programmer karena di dalamnya sudah ada

bootloader yang akan menangani upload program dari komputer.

2. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna laptop yang tidak

memiliki port serial/RS323 bisa menggunakannya.

13

3. Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi

dengan kumpulan library yang cukup lengkap

4. Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino.

Misalnya shield GPS, Ethernet, SD card, dan lain-lain.

5. Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. tetapi bahasa ini sudah

dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun

bisa mempelajarinya dengan cukup mudah. (Hasyim, 2015)

2.4.5 IDE Arduino

Arduino juga dilengkapi dengan IDE ( Integrated Development Environment)

yaitu software yang menyediakan fasilitas komprehensif bagi programer guna

keperluan pengembangan. IDE Arduino dapat mengunggah program serta

menjalankannya didalam board Arduino. Untuk platform windows, saat ini tersedia

dua rilis, yaitu Arduino 1.0.4 dana Arduino 1.5.2 (alpha) tidak perlu menginstal IDE

Arduino kedalam komputer. Cukup mengekstraksi file di atas sehingga diperoleh

folder Arduino 1.0.4 (atau folder Arduino 1.5.2), dan sekarang versi Arduino 1.6.8

adalah versi baru yang bisa langsung digunakan. (Anonim, 2016)

Software IDE Arduino dapat didownload secara gratis distus resminya

Arduino.co.cc. dalam satu paket software ini telah disertakan library, contoh

program dan beberapa referensi instruksi bahasa Arduino. Bahasa pemrograman

“native” Arduino adalah bahasa C yang disederhanakan. Code program dalam

aduino lazim disebut Sketch. Nama ini digunakan didapat karena salah satu

developer Arduino sendri adalah seorang seniman. (Anonim, 2016)

Gambar 2.4 Tampilan software IDE Arduino (Anonim, 2016)

14

IDE standar Arduino adalah seperti Gambar 2.4. Pada menu bar, kemudian

toolbar dibawahnya, dan sebuah area untuk editing sketch, area hitam dapat kita

sebut sebagai progres area, dan paling bawah dapat kita sebut sebagai status bar.

1. Menu bar

Pada Menu bar terdapat beberapa fitur pada IDE Arduino diantaranya dilihat

pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Menu bar

No Fungsi Keterangan

1 File terdapat beberapa submenu standar untuk membuat file baru,

membuka, simpan, beberapa contoh, dan sketch book bawaan atau

yang dibuat sendiri. Terdapat submenu upload dan upload using

programer masing-masing untuk melakukan upload ke Arduino

atau program chip mikrokontroler AVR dengan menggunkan

USBASP dan lain-lain.

2 Edit terdapat submenu standar seperti yang kita temui di wordprocessor.

3 Sketch terdapat menu verify/compile untuk menghasilkan code HEX yang

akan di download ke mikrokontroler. Untuk melihat library yang

ada di folder library dan menambahkannya ke dalam proyek sketch

yang dikerjakan. Library sendiri berisikan kumpulan program yang

meningkatkan fungsional dari suatu proyek.

4 Tools untuk memilih tipe board Arduino yang terhubung ke komputer.

Serial untuk memilih port serial yang digunakan Arduino.

Programmer, digunakan unutk memilih tipe board programmer.

Hal ini akan berfungsi jika kita ingin menginstal bootloader pada

mikrokontroler AVR yang digunakan Arduino. Burn bootloader,

yaitu fitur unutk menginstal bootloader ke chip mikrokontroler.

5 Help berisi manual dari Arduino terkaitinstruksi, penggunaan, sample

dan lain-lain.

(Sumber: Anonim, 2016)

15

2. Tool bar

Mewakili beberapa fungsi. Mulai dari yang paling kiri adalah tombol verify,

upload, new, open, dan save.

Gambar 2.5 Tampilan tool bar IDE Arduino (Anonim, 2016)

Kemudian di tengah terdapat area untuk mengubah sketch. area hitam di

bawahnya digunakan untuk menampilkan pesan, berupa pesan progres atau pesan

error. Pojok kiri bawah terdapat tampilan abris dimana kursor berada. Dan sebelah

kanan terdapat tampilan opsi board Arduino yang dipilih.

Gambar 2.6 Message preview IDE Arduino (Anonim, 2016)

2.5 Pengertian Ultrasonic

Ultrasonic adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk

bisa didengar oleh telinga manusia, yaitu kira-kira di atsa 20 KHz. Hanya beberapa

hewan, seperti lumba-lumba menggunakan komunikasi, sedangkan kelelawar

menggunakan gelombang ultrasonic untuk navigasi.

2.5.1 Gelombang Ultrasonic

Dalam hal ini, gelombang ultrasonic merupakan gelombang ultra (di atas)

frekuensi gelombang suara (sonik). Gelombang ultrasonic dapat merambat pada

medium padat, cair dan gas. Refleksifitas dari gelombang ultrasonic ini

dipermukaan cairan hampir sama dengan permukaan padat tapi pada tekstil dan

busa maka jenis gelombang ini akan diserap. Frekuensi yang di asosiasikan dengan

gelombang ultrasonic pada aplikasi elektronik dihasilkan oleh getaran elastis dari

sebuah kristal kuarsa yang diinduksikan oleh resonans dengan suatu medan listrik

bolak-balik yang dipakaikan (efek piezoelektrik). Kadang gelombang ultrasonic

menjadi tidak periodik yang disebut derau (noise) dimana dapat dinyatakan sebagai

superposisi gelombang-gelombang periodik, tetapi banyaknya komponen adalah

sangat besar. Kelebihan gelombang ultrasonic yang tidak dapat dIDEngar, bersifat

langsung dan mudah difokuskan. Jarak suatu benda yang memanfaatkan delay

16

gelombang pantul dan gelombang datang seperti pada sistem radar dan deteksi

gerakan olehs ensor pada robot ata hewan. (Valentino, 2013)

2.5.2 Sensor Ultrasonic

Sensor ultrasonic adalah alat elektronik yang kemampuannya bisa

mengubah dari energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk gelombang

suara ultrsonik. Sensor ini terdiri dari rangakaian pemancar ultrasonic yang

dinamakan transmitter dan penerima ultrsonik yang disebut receiver. Alat ini

dgunakan unutk mengukur gelombang ultrasonic. Gelombang ultrasonic merambat

melalui udara dengan kecepatan 340 meter per detik, mengenai objek dan memantul

kembali ke sensor ultrasonic. Ada tiga prinsip kerja dari sensor ultrasonic yaitu:

1. Sinyal dipancarkan melalui pemancar gelombang ultrasonic.

2. Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan

kecepatan bunyi kisaran 340 m/s.

3. Sinyal yang sudah diterima akan diproses untuk menghitung jaraknya.

(Valentino, 2013)

2.5.3 Ultrasonic Ranging Module HC-SR04

Gambar 2.7 Ultrasonic Raging Module HC-SR04 (Anonim, 2011)

Modul HC-SR04 ini mempunyai jarak jangkauan 2cm sampai 400cm, dengan

akurasi bisa sampai 3mm. Module ini meliputi pemancar ultrasonic, receiver and

sirkuit kontrol. Prinsip dasar kerja sensor ultrasonic :

1. Menggunakan I/O trigger untuk setidaknya 10us sinyal tingkat tinggi,

2. Module ini mengirim data otomatis 40kHz dan menditeksi apakah ada sinyal

pulse kembali.

3. Jika sinyal kembali melalui tingkat tinggi maka saat output durasi I/O adalah

waktu dari pengiriman kembali.

Uji jarak = (waktu tingkat tinggi x kecepatan suara (340M/S) / 2.

17

Tabel 2.3 Spesifikasi sensor ultrasonic

No Spesifikasi Keterangan

1 Tegangan pengoperasian DC 5V

2 Konsumsi arus 15Ma

3 Frekuensi pengoperasi 40Hz

4 Maksimum pendeteksi jarak 4m

5 Minimum pendeteksi jarak 2cm (0.02mm)

6 Sudut pantul gelombang pengukuran 15 derajat

7 Minimum waktu penyulutan 10uS dengan pulse

berlevel TTL

8 Echo sinyal keluaran Pulse deteksi berlevel TTL

dengan durasi yang sesuai

dengan jarak deteksi.

9 Dimensi 45*20*15mm

(Sumber: Anonim, 2011)

4. Timing diagram

HCSR-04 memerlukan waktu sinyal logika “1” pada pin Trigger dengan durasi

waktu 10mikrodetik (uS) untuk mengaktifkan rentetan (burst) 8 x 40KHz

gelombang ultrasonic pada elemen pembangkitnya. Selanjutnya pin Echo akan

berlogika “1” setelah rentetan 8 x 40KHz tadi, dan otomatis akan berlogika “0” saat

gelombang pantulan diterima oleh elemen pendeteksi gelombang ultrasonic.

Gambar 2.8 Timing diagram HC-SR04 (Anonim, 2011)

18

2.6 Pengertian Debit Air

2.6.1 Debit

Debit adalah suatu koefisien yang menyatakan banyaknya air yang mengalir dari

suatu sumber persatuan waktu, biasnya diukur dalam satuan liter per/detik, unutk

memenuhi kebutuhan air pengairan, debit air harus lebih cukup untuk disalurkan ke

saluran yang telah disiapkan. Pada dasarnya debit air yang dihasilkan oleh suatu

sumber air ditentukan oleh beberapa faktor yaitu : (Arsyad. S, 2010)

1. Intensitas hujan

2. Penggundulan hutan

3. Pengalihan hutan

Pengukuran debit dapat dilakukan dengan berbagai macam cara yaitu:

1. Pengukuran volume air sungai

2. Pengukuran debit dengan cara mengukur kecepatan aliran dan menentukan luas

penampang melintang sungai

3. Pengukuran mnggunakan bahan kimia yang dialirkan dalam sungai

4. Pengukuran debit dengan membangun bangunan pengukur debit

2.6.2 Debit Aliran

Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu

yang melewati satu penampang melintang sungai. Satuan debit yang digunakan

adalah meter kubik per detik (m3/s). dalam praktek, sering variasi kecepatan pada

tampang lintang diabaikan dan kecepatan aliran dianggap seragam disetiap titik

pada tampang lintang yang besarnya sama dengan kecepatan aliran. Debit air sungai

adalah tinggi permukaan air sungai yang diukur oleh alat ukur permukaan air

sungai. (Arsyad. S, 2010)

2.6.3 Metode Pengukuran Debit Air

Teori yang mendasari pengukuran debit air ini adalah percobaan Darcy, yaitu

hukum Darcy bahwa banyaknya volume air yang mengalir dari suatu aliran sungai

adalah hasil kali antara kecepatan aliran dengan luas penampang media yang

dialirinya atau luas penampang bangun alur yang dialirinya. (Asdak Chay, 2002)

19

Dapat ditulis dengan rumus :

Q = V. A ..................................................................................................... (1)

Dimana:

Q = Debit aliran

V = Kecepatan aliran

A = Luas penampang

Pada umumnya pengukuran debit aliran air sungai dilakuakan pada wktu-waktu

tertentu. Pengukuran ini biasanya berkaitan erat dengan maksud untuk mencari

rating curve. Semakin banyak lokasi pengukuran debit maka semakin akurat hasil

analisis datanya. Jumlah pengukuran debit pada waktu periode tertentu, tergantung

dari:

1. Tujuan pengukuran

2. Tingkat ketelitian yang ingin dicapai

Pada dasarnya pengukuran debit dapat dilakukan dengan dua cara:

1. Pengukuran debit secara lagnsung

2. Pengukuran debit secara tidak langsung

2.6.3.1 Pengukuran Debit Secara Langsung

Pengukuran debit sungai/saluran secara langsung, dapat dilakukan melalui dua

metode, yakni: (Asdak Chay, 2002)

A. Volumetric method

Pengukuran debit dengan cara ini dilakukan pada sungai kecil (debitnya kecil),

memakai bejana yang volumenya sudah diketahui/tertentu (misal = V) kemudian

mengukur waktu (dengan memakai stopwatch) yang diperlukan untuk memenuhi

persamaan:

Q = 𝑉

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

Dimana:

Q = debit aliran sungai/saluran

V = volume bejana

t = waktu yang diperlukan untuk memenuhi bejana

20

B. Ambang / pintu air

Bangunan pintu ukur ini dibuat menurut konstruksi sedemikian, sehingga ada

hubungan langsung sntara debit aliran (Q) dangan tinggi muka air (H).

Contoh alat ukur debit yang menggunakan ambang/pintu ukur:

- Pintu air Romyn

- Pintu air Cipoletti

Masih ada beberapa metode pengukuran debit sungai/saluran secara lagnsung,

misal dengan menggunakan cairan perunut/tracer.

2.6.3.2 Pengukuran Debit Secara Tidak Langsung

Pengukuran debit sungai dengan cara ini dilakukan dengan menghitung kecepatan

air sungai (V). dengan menggunakan alat tertentu dan berdasarkan rumus-rumus

tertentu (termasuk rumus-rumus dalam hidrolika), kecepatan aliran sungai dapat

diketahui. Dengan mengingat bahwa debit adalah perkalian antara kecepatan aliran

dengan luas penampang. (Asdak Chay, 2002)

Beberapa jenis alat ukur debit aliran sungai/saluran secara tidak langsung:

A. Velocity head rod

Alat ukur debit jenis ini terdiri dari batang/papan kayu berskala, dilengkapi

dengan pemberat yang dapat diputar.

Dimana :

V = kecepatan rerata aliran sungai/ saluran

g = percepatan gravitasi

h = selisih tinggi air akibat pemutaran batang/papan ukur sebesar 900

B. Trupp’s ripple meter

Alat jenis ini terdiri dari rangkaian papan ukur dan batang kayu. Kecepatan aliran

dapat ditentukan dengan persamaan:

v = C + X . L ............................................................................................. (3)

Dimana:

v = Kecepatan rerata aliran sungai/saluran

C = Konstanta, biasanya diambil 0,4

X = Nilai yang tergantung pada lebar papan ukur (w)

21

L = Luas

C. Pitot meter

Alat ini biasa digunakan untuk pengukuran kecepatan pengaliran didalam pipa

(pipe flow)di laboratorium. Terdiri dari pipa bengkong yang dimasukan kedalam

aliran. Dengan persamaan:

V = kecepatan rerata aliran sungai/saluran

g = percepatan gravitasi

h = selisih tinggi muka air dalam tabung pitot akibat adanya kecepatan aliran

disungai

D. Pengapung (Float)

Pengukuran kecepatan aliran dengan cara ini hanya untuk menaksir secara kasar,

karena hanya meliputi keceptan aliran dipermukaan saja. Padahal sesungguhnya

kecepatan rerata aliaran bagian zat cair yang ada dipermukaan saja tetapi juga

kecepatan disetiap kedalaman sungai, padahal besar kecepatan itu berbeda-beda.

Dimana persamaannya adalah

V = 𝑠

𝑡 ......................................................................................................... (4)

E. V Nocth

Merupakan seperangkat alat terdiri dari papan yang salah satu sisinya

membentuk huruf V dan disertai alat ukur beskala.

F. Current meter

Prinsip kerja dari alat current meter adalah mengukur besarnya kecepatan arus

berdasarkan jumlah putaran kipas dalam alat. Setelah dihitung persamaan

v = a + b . N ............................................................................................... (5)

Dimana :

v = kecepatan aliran

a = kecepatan awal yang diperlukan untuk mengatasi gesekan mekanis

b = konstanta yang diperoleh dari kalibrasi alat

N = jumlah putaran kipas perdetik

22

Selain itu dibutuhkan parameter luas penampang sungai (A) untuk menghitung

debit air dapat dilihat pada persamaan (1). (Asdak Chay, 2002)

2.7 Bendungan Karet

2.7.1 Lokasi

Bendungan Karet Sungai Rambatan terletak di Sungai Rambatan. Desa

Sindangkerta, Kecamatan Lohbener, Kabupaten Indramayu, Propinsi Jawa Barat.

Gambar 2.9 Bendungan Karet Rambatan

2.7.2 Data Teknis Bendungan Karet

Diambil dari data DPU Kab. Indramayu adalah sebagai berikut (Anonim, 1986):

Fundasi Bendung

Tipe Fundasi : Beton bertulang

Lebar Fundasi : 82.10 meter

Perkuatan Fundasi : Tiang pancang beton

Dimensi Bendung

Daya tampung : 2.500.000 meterkubik

Lebar bawah : 70.00 meter

Tinggi : 2.00 meter

Elevasi dasar : +1.20 meter dpl

Elevasi mercu : +3.20 meter dpl

2.8 G ½ Water Flow Sensor Model : POW110D3B

Sensor water flow terdiri dari bagian plastik katup, rotor air, dan sensor hall-

effect. Ketika air melalui rotor sensor, rotor berputar. Kecepatan aliran ini berubah

23

dengan cepat tergantung deras arus aliran air. Sensor hall-effect mempunyai

keluaran pulse signal tergantung masukan aliran air. (Anonim, 2015)

Gambar 2.10 Waterflow sensor (Anonim, 2015)

Tabel 2.4 Spesifikasi sensor waterflow

No Spesifikasi Keterangan

1 Working voltage 5V-24V

2 Maximum current 15mA (DC 5V)

3 Weight 43g

4 External diameters 20mm

5 Flow rate range 1~30 L/menit

No Spesifikasi Keterangan

6 Operating temperature 0oC~80oC

7 Liquid temperature <120oC

8 Operating humidity 35%~90%RH

9 Operating pressure Under 1.2Mpa

10 Store temperature 0oC~80oC

(Sumber: Anonim, 2015)

2.9 Module GSM/GPRS SIM900a

Gambar 2.11 GSM/GPRS SIM900 (Anonim, 2009)

24

Dirancang untuk pasar global, SIM900 adalah quad-band GSM/GPRS modul

yang bekerja pada frekuensi GSM 850MHz, EGSM 900MHz, DCS 1800MHz dan

PCS 1900MHz. SIM900 fitur GPRS multi-slot kelas 10/ kelas 8 (opsional) dan

mendukung GPRS skema pengkodean CS-1, CS-2, CS-3, and CS-4.

Dengan frekuensi kecil 24*24*3mm, SIM900 dapat memenuhi hampir smua

kebutuhan raung dalam aplikasi pengguna, seperti M2M, smartphone, PDA dan

perangkat mobile lainnya.

SIM900 memiliki 68 SMT bantalan,dan menyediakan semua interface hardware

antara modul dan customer board. Fitur yang dapat digunakan diantaranya sebagai

berikut (Anonim, 2009):

1. Serial port and debug port dapat membantu pengguna dengan mudah

mengembangkan pengguna aplikasi.

2. Audio channel yang mencakup input mikrofon dan output penerima.

3. Programmable tujuan umum input and output.

4. Tombol dan SPI tampilan interfaces akan memberikan fleksibel untuk

mengembangkan aplikasi yang disesuaikan pengguna.

SIM900 dirancang dengan teknik hemat daya sehingga konsumsi saat ini serendah

1.0mA dalam mode sleep.

SIM900 mengintegrasikan protokol TCP/IP dan diperpanjang TCP/IP AT perintah

yang sangat berguna untuk aplikasi transfer data.

Beberapa fitur pada GSM/GPRS SIM900a adalah sebagai berikut (Anonim, 2009):

1. Mesin baseband GSM

2. Flash

3. Bagian frekuensi radio GSM

4. Antena interface

5. Dan interface lainnya.

(Anonim, 2009)

25

2.10 GPS U-Blox Neo 6M

GPS (Global Positioning System) adalah sistem navigasi satelit untuk

menentukan letak posisi bumi. Sistem GPS memanfaatkan satelit yang berada di

orbit bumi, satelit yang memancarkan sinyal ke bumi akan ditangkap dan diolah

oleh modul GPS. Salah satu contoh modul GPS adalah U-Blox GPS Neo 6M.

(Srikudkao, 2015)

Gambar 2.12 GPS U-Blox Neo 6M (Srikudkao, 2015)

Tabel 2.5 Spesifikasi GPS U-Blox Neo 6M

No Spesifikasi Keterangan

1 Tipe Penerima 50kanal, GPS L1 Frekuensi, C/A

Code. SBAS: WAAS, EGNOS,

MSAS

No Spesifikasi Keterangan

2 Sensitivitas penjejak dan navigasi -161dBm (reakusisi dari blankspot: -

160dBm)

3 Sensitivitas start -147dBm pada coldstart,

-156dBm pada hotstart

4 Kecepatan pembaharuan data / navigator

update rate

5Hz

(Sumber: Srikudkao, 2015)

26

No Spesifikasi Keterangan

5 Akurasi penetapan lokasi GPS secara

horisontal

2,5m (SBAS=2m)

6 Rentang frekuensi pulse 0,25Hz hingga 1kHz

7 Akurasi sinyal pulse waktu RMS 30ns (99% dalam kurang dari

60ns) dengan granularitas 21ns atau

15ns saat terkompensasi

8 Akurasi kecepatan 0,1m/s

9 Akurasi arah 0,5o

10 Batasan operasi Daya tarik maksimum 4x gravitasi

11 Ketinggian maksimum 50Km

12 Kecepatan maksimum 500m/s (1800Km/jam)

(Sumber: Srikudkao, 2015)

2.11 Flowchart

Flowchart adalah penggambaran secara grafik dari langkah-langkah dan urutan-

urutan prosedur dari suatu program. Flowchart adalah bentuk gambar atau diagram

yang mempunyai aliran satu atau dua arah secara sekuensial. Flowchart digunakan

untuk mempresentasikan maupun desain program, oleh karena itu flowchart harus

bisa mempresentasikan komponen-komponen dalam bahasa pemrograman. Simbol

yang digunakan pada bagan alir dokumen adalah sebagai berikut: (Hartono, 2005)

Tabel 2.6 Simbol Flowchart Diagram

Simbol Keterangan

Digunakan untuk menunjukan awal dan akhir dari

program

Tabel 2.5 Spesifikasi GPS U-Blox Neo 6M (lanjutan)

(Sumber: Hartono, 2005)

27

Simbol Keterangan

Digunakan untuk memberikan nilai awal pada

suatu variabel atau counter

Digunakan untuk pengolahan aritmatika dan

pemindahan data

Digunakan untuk mewakili operasi perbandingan

logika

Digunakan untuk proses yang detailnya

dijelaskan terpisah, misalnya dalam bentuk

bagian routine

Digunakan untuk menunjukan hubungan arus

proses yang terputus masih dalam halaman yang

sama.

Digunakan untuk menunjukan hubungan arus

proses yang terputus masih dalam halaman yang

sama.

(Sumber: Hartono, 2005)

Tabel 2.6 Simbol Flowchart Diagram (lanjutan)