## Rancang bangun data logger berbasis Arduino sebagai penyimpan data
Hartono, Farzand Abdullatif*, Abdullah NA, Sehah, Sugito, Simon Petrus RS Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Jenderal Soedirman Jln. Dr. Soeparno 61 Grendeng Purwokerto *email: farzand.abdullatif@unsoed.ac.id
Abstrak - Sistem perekaman data dapat dibuat dengan membangun data logger berbasis Arduino. Data logger multi  chanel  berbasis  Arduino  uno  telah  dibuat.  Pembuatan  data  logger  ini  bertujuan  untuk  memenuhi kebutuhan perekaman data pada setiap alat ukur yang membutuhkan perekaman data. Data logger dibuat dengan menggunakan  modul  multiplekser  74HC4051  yang  memiliki  8  input  sebagai  media  pengembangan  jalur masukan pada arduino. Setiap sinyal yang masuk pada modul multiplekser akan dikirim ke Arduino uno untuk proses  perhitungan  dan  pemilahan  chanel.  Setiap  data  hasil  perhitungan  disimpan  pada  modul  penyimpanan yang  berupa  microSD. Pengujian sistem dilakukan dengan menggunakan  variasi tegangan pada setiap  chanel. Berdasarkan  hasil  pengujian,  multiplekser  dapat  menyalurkan  setiap  sinyal  yang  diterima  pada  setiap  chanel dengan baik tanpa terjadi kesalahan jalur. Modul penyimpanan juga dapat menyimpan setiap data yang diterima oleh  arduino  uno  dengan  interval  penyimpanan  setiap  detik.  Multiplekser  mempunyai  tingkat  akurasi  100% terhadap pemilahan jalur. Modul penyimpanan sebagai data logger juga mempunyai akurasi sebesar 100%.
Kata Kunci: , data logger, penyimpanan data, multi chanel
Abstract – A Data recording system using an Arduino-based multi-channel data logger has been designed. This data  logger  can  be  installed  in  any  measuring  instrument  that  requires  data  recording.  The  data  logger comprises  a  74HC4051  multiplexer  module  that  has  eight  inputs  for  developing  input  lines  on  the  Arduino. Every  signal  that  enters  the  multiplexer  module  will  be  sent  to  Arduino  Uno  for  calculations  and  channel sorting. Each calculation data is stored on a storage module in the form of a microSD. The system is tested by using voltage variations on each channel. Based on the test results, the multiplexer can properly channel every signal they receive without path errors. The storage module can also store every data received by the Arduino Uno with a storage interval of every second. The  multiplexer has a 100% accuracy rate for line sorting. The storage module as a data logger also has an accuracy of 100%.
Key words: data logger, data storage, multi-channel

## PENDAHULUAN
Resistivity  meter  merupakan  peralatan  utama dalam  melakukan  survei  geolistrik  resistivitas. Penggunaan  alat  ini  dilakukan  dengan  cara menginjeksikan  arus  listrik  ke  dalam  lapisan batuan  melalui  dua  buah  elektroda  arus  dan membaca  respon  beda  potensialnya  [1].  Dalam sebuah  survei  akan  melibatkan  banyak  titik pengukuran untuk satu lintasan. Data pembacaan  dari  setiap  titik  pengukuran  harus dicatat  secara  langsung  untuk  setiap  lintasan. Hal ini merupakan salah satu kendala dan salah satu  faktor  penyebab  waktu  pelaksanaan  survei menjadi lama [2].
Berbagai  jenis restivity-meter pabrikan sudah  banyak  beredar  dipasaran  dan  beberapa sudah  dilengkapi  dengan  sistem  perekaman data.  Namun  demikian,  harga  alat  tersebut
sangat  mahal  sehingga  tidak  semua  institusi mempunyai  alat  jenis  tersebut.  Selain  masalah harga  yang  sangat  mahal,  permasalahan  lain yang  dihadapi  pengguna  adalah  peralatan pabrikan  tidak  dapat  dikembangkan  sesuai kebutuhan pengguna. Pengembangan resistivity- meter sudah banyak dilakukan untuk memenuhi kebutuhan masing-masing penggunanya. Pengembangan dan modifikasi mulai dari single channel ,  model  digital  maupun  multi  elektroda sudah  dilakukan [2-5].  Salah  satu  resitivity meter  sederhana  yang  pernah  dibuat  adalah model single  channel .  Permasalahan  dari resistivity meter buatannya adalah tidak terdapat rangkaian pengendali arus konstan [5]. Resistivity  meter  multi  elektroda  sudah  pernah dibuat  dengan  menggunakan  rangkaian  yang membutuhkan  biaya  rendah. Resistivity-meter dibangun dengan menggunakan basis
mikrokontroler  sebagai  pengendali  sinyal.  Hal serupa  pernah  dilakukan  dengan  menggunakan sistem  penampil  digital [6,7].  Berdasarkan artikel yang disampaikan, kedua peralatan yang dibuat  masih  sebatas  uji  laboratorium  dengan menggunakan  hambatan  uji  dan  belum dilakukan  kalibrasi  untuk  uji  lapangan. Pembuatan  sistem  multi  chanel  dan  modul penyimpanan  data  sangat  diperlukan  untuk meningkatkan  kinerja  dari  resistivity  meter single channel yang masih manual. Data logger merupakan perangkat elektronika  yang  terhubung  dengan  sensor  dan berfungsi  untuk  mencatat  data  secara  berkala [6].  Perangkat  ini  dapat  diaplikasikan  pada sistem-sistem  yang  memerlukan  pencatatan ataupun perekaman data secara otomatis. Sesuai dengan fungsinya data logger dilengkapi dengan mikrokontroller dan memerlukan memori untuk menyimpan data. Memori yang digunakan dapat berupa memori internal di dalam mikrokontroller  ataupun  memori  eksternal. Sesuai  dengan  tujuan  penelitian  yang  telah dilakukan  yaitu  membuat  sistem  penyimpanan data  otomatis.  Sistem  penyimpanan  data otomatis ini nantinya akan diterapkan pada alat resistivity-meter sebagai data logger.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  diawali  dengan  pembuatan  diagram blok  rangkaian  seperti  rangkaian  multiplexer, modul  SD  card,  Arduino  serta  persiapan rangkaian  pendukung.  Setelah  dilakukan perancangan  rangkaian  secara  keseluruhan, langkah  berikutnya  adalah  merealisasikan rangkaian  demi  rangkaian.  Setiap  rangkaian yang  telah  selesai  dibuat  dilakukan  pengujian untuk memastikan dapat bekerja dengan baik.
Data  logger  dibuat  untuk  keperluan perekaman  data  pada  alat  resistivity  meter, dengan  demikian  harus  mempunyai  spesifikasi yang  sesuai  dengan  alat  tersebut [8].  Data resistivity  meter  yang  akan  disimpan  meliputi arus  listrik,  tegangan,  spasi  elektroda  arus  dan spasi  elektroda  potensial.  Keempat  variabel merupakan  variabel  masukan  pada  data  logger. Data perekaman disimpan sesuai dengan format data sheets survei geolistrik resistivitas.
Multichannel  yang  digunakan  multiplekser 74HC4051. Multiplekser adalah suatu rangkaian yang mempunyai banyak input dan mempunyai satu  output.  Sistem  kerja  multiplekser  dengan cara menggunakan selektor yang dapat memiliki salah  satu  input  dari  beberapa  input  untuk
dijadikan output, seperti sebuah sakelar. Dalam pengujian  multiplekser  yang  digunakan  adalah multiplekser  74HC4051  yang  memiliki  8 channel  sebagai  input,  3  selektor  (S0,  S1  dan S3) dan 1 output.
Multiplekser  dapat  dijalankan  dengan Arduino  dan  mendapat  perintah  dari  software Arduino  IDE.  Pengujian  dilakukan  dengan mengubah  tegangan  pada  setiap  chanel multiplekser  dan  selanjutnya  menghasilkan  1 output  yang  ditampilkan  pada  serial  monitor. Data  yang  keluar  sesuai  dengan  setiap  perintah selektor. Selektor pada multiplekser menggunakan  konsep  gerbang  logika.  Dengan konsep  itu  maka  multiplekser  memiliki  tabel kebenaran  yang  akan  menentukan  input  yang akan  keluar  menjadi  output.  Tabel  kebenaran multiplekser dapat dilihat pada Tabel 1 .
Tabel 1. Tabel kebenaran multiplekser
S2 S1 S0 Out
0 0 0 I 0 0 0 1 I 1 0 1 0 I 2 0 1 1 I 3 1 0 0 I 4 1 0 1 I 5 1 1 0 I 6 1 1 1 I 7 Tabel 1 dapat digunakan untuk memberikan perintah pada setiap selektor untuk menentukan  input  yang  mana  dipilih  menjadi outputnya.  Setiap  perintah  dilakukan  di  dalam listing  pada  software  Arduino  IDE.  Pengujian multiplekser dilakukan dengan cara memberikan  tegangan  sebesar  2  V  pada  setiap channel input secara bergantian.
Modul  penyimpanan  menggunakan  modul SD  card.  Modul  ini  berperan  penting  dalam perancangan  perekaman  data  logger.  Setiap sinyal  yang  dihasilkan  oleh  arduino,  dapat diperintahkan  untuk  disimpan  ke  dalam  SD card.  Hubungan  antara  pin  modul  SD  card  dan Arduino pada rangkaian adalah pin 10 Arduino dengan  pin  CS  modul  SD  card  dan  pin  12 Arduino terhubung dengan pin DO pada modul SD  card.  Hubungan  antar  pin  tersebut diperlihatkan pada Gambar 1 .
Gambar  1. Rangkaian  modul  SD  card  dengan arduino.
Pengujian  modul  ini  dilakukan  dengan menyimpan tegangan yang dikeluarkan multiplekser  yang  sudah  diproses  oleh  arduino. SD  card  dapat  bekerja  sesuai  dengan  listing Arduino IDE. Di dalam listing terdapat perintah OPEN  sebagai  perintah  mengirim  data  dan menyimpan  ke  SD  card,  perintah  MY FILE.PRINT menulis data ke dalam SD card.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Realisasi  dan  pengujian  multiplekser  sebagai modul  multi  chanel  dan  modul  penyimpanan dilakukan  sesuai  dengan  langkah  yang  sudah diuraikan  pada  bagian  metode.  Realisasi pertama adalah modul multiplekser yang dibuat menggunakan multiplekser 74HC4051. Pengujian  dilakukan  dengan  memvariasikan tegangan  pada  setiap  channel-channel  yang terdapat  pada  multiplekser  74HC4051.  Variasi tegangan  dilakukan  dengan  menggunakan tegangan  tetap  2  V  yang  diberikan  pada  setiap chanel  input  secara  bergantian.  Pengaturan selektor  untuk  menentukan  input  yang  keluar sebagai  output  diatur  didalam  listing  Arduino IDE. Hasil pengujian setiap channel multiplekser dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel  2. Data  hasil  pengujian  multichannel menggunakan multiplekser
Berdasarkan  hasil  pengujian  multichannel didapatkan bahwa setiap channel yang ada dapat digunakan  dengan  baik.  Pengujian  pada multichannel dilakukan untuk mengetahui setiap channel bekerja dengan baik dan sesuai dengan yang  diiginkan.  Pada Tabel  1 menunjukkan bahwa  setiap  input  channel  dapat  dibaca  oleh arduino  dengan  tepat  yang  ditunjukkan  pada kolom  bagian  output.  Dengan  demikian  dapat dikatakan  bahwa  tidak  terjadi  kesalahan  jalur pada  rangkaian  multiplekser.  Hasil  ini  juga menunjukkan  tingkat  akurasi  dari  multiplekser sebesar 100%.
Realisasi berikutnya adalah modul penyimpanan  data  menggunakan  modul  SD card.  Modul  SD  card  merupakan  modul  yang sudah  beredar  di  pasaran  dan  hanya  dilakukan instalasi  dan  pemrograman.  Pemrograman dilakukan  untuk  memberikan  perintah  agar arduino  memerintahkan  SD  card  melakukan penyimpanan  data.  Perintah  ini  tertuang  dalam program  seperti  yang  ditunjukkan  dalam potongan program Gambar 2 dan Gambar 3 .
Gambar  2. Potongan  listing  program  Setup  modul micro SD
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Input tegangan pada chanel: Output tegangan pada chanel:
Gambar 3. Potongan program looping proses penyimpanan
Pengujian  penyimpanan  data  dilakukan dengan  memberikan  tegangan  melalui  setiap chanel  multiplekser.  Pengujian  dilakukan terhadap 4 jalur input menggunakan tegangan 5 V.  Hasil  pengujian  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  4 .  Pengujian  berhasil  menunjukkan perekaman  data  yang  sangat  baik.  Tegangan sebagai  data  masukan  pada  setiap  jalur multiplekser  berhasil  disimpan  sesuai  dengan jalurnya  masing-masing.  Proses  penyimpanan juga tidak mengalami gagal simpan.
Berdasarkan  pada  hasil  pengujian  seluruh bagian  data  logger,  maka  dapat  diperoleh keputusan bahwa data logger dapat diaplikasikan  ke  dalam  resistivity  meter. Sebagaimana yang sudah dijelaskan bahwa data logger difungsikan untuk melakukan perekaman data.  Keberlanjutan  dari  penelitian  ini  adalah pengaplikasian  data  logger  ke  dalam  alat resistivity meter.
Gambar 4. Jalur dan hasil penyimpanan data
.

## KESIMPULAN
Rancang  bangun  data  logger  sebagai  media penyimpanan  berhasil  dibuat  dengan  jumlah chanel  8.  Multy  channel  dibuat  menggunakan multiplekser  74HC4051,  sementara  media penyimpanan  data  menggunakan  modul  micro SD.  Multy  channel  dan  modul  micro  SD  dapat bekerja  dengan  sangat  baik  dan  mempunyai akurasi  100%,  artinya  tidak  mengalami kegagalan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada pihak-pihak yang sudah membantu terlaksananya penelitian ini. Penulis mengucapkan terimakasih kepada 1. LPPM Universitas Jenderal Soedirman yang sudah menugaskan dan memberikan pembiayaan terhadap penelitian ini.
2. Laboratorium  Elektronika  Instrumentasi  dan Geofisika  Jurusan  Fisika  FMIPA  Unsoed yang  sudah  menyediakan  fasilitas  untuk penelitian.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] F.  D.  Sastrawan,  M.  Arisalwadi  dan  R.  , “Identifikasi  Lapisan  Bawah  Permukaan Berdasarkan  Data Resistivitas  2  Dimensi,” Jurnal Sains Terapan , vol. 6, no. 2, pp. 99- 105, 2020.
[2] D.  Fatahilah,  Darsono  dan  Nuryani, “Low-cost  multi  electrode  resistivity meter  based  on  microcontroller  for electric resistivity tomography purpose,”  dalam 9th  International Conference  on  Physics  and  Its Applications (ICOPIA) , Surakarta, Indonesia, 2019.
[3] W.  Igboama  dan  U.  N,  “Fabrication  of resistivity  meter  and  its  evaluation,” American  Journal  Of  Scientific  And Industrial  Research ,  vol.  2,  no.  5,  pp. 713-717, 2011.
[4] A.  Mikailu,  A.  I,  S.  MG  dan  M.  S, “Development  of  Digital  Resistivity Meter,” IISTE  Advances  in  Physics Theories  and  Applications ,  vol.  42,  pp.
56-61, 2015.
[5] M. A. A. Yohandri, “Development of A Digital  Resistivity  Meter  Based  on Microcontroller,” dalam TENCON 2018 -  2018  IEEE  Region  10  Conference , Jeju, Korea, 2018.
[6] H.  E.  Ficrah  dan  Y.  ,  “Pengembangan Prototype  Digital  Resistivity  Meter Multielektroda Otomatis untuk Konfigurasi  Schlumberger,” Pillar  of
Physics , vol. Vol. 13., pp. 74-81, 2020.
[7] A.  M.  Prasetia,  R.  Aidil  dan  R.  Faizal, “Penggunaan Resistivity Meter Berbasis
Boost  converter  Untuk  Identifikasi Batuan Dasar Pancang Pondasi Bangunan  di  Pulau  Tarakan,” Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil , vol. 2, no. 2, pp. 127-136, 2018.
[8] S. Badhiye,  P. Chobar dan B. Wakode, “Data Logger System,” IJCTEE , pp. 24- 26, 2011.