## Pengambil Sampel Air Hujan Secara Otomatis Di Bandara Sam Ratulangi
Hamrin (1) , Dr. Eng. Vecky C. Poekoel, ST., MT (2) , Jane Litouw, ST., MT (3)
(1)Mahasiswa, (2)Staf pengajar , (3) Staf pengajar
E-Mail : hamrin@rocketmail.com (1) , vecky.poekoel@unsrat.ac.id (2) , ein_jil@gmail.com (3) , Jurusan Teknik Elektro-FT. UNSRAT,  Manado-95115

## Abstrak
Pengambilan sampel air hujan adalah suatu proses yang tersusun secara  sistematis  agar  sampel  air  hujan  tidak  mengalami perubahan  pH  atau  terkontaminasi.  Sampel  air  hujan  memiliki karakteristik  ion  yang  rendah  dan  sangat  mudah  terkontaminasi. Sehingga tujuan dari pengambilan sampel ini adalah mengumpulkan  sampel  yang  mewakili  keseluruhan  kondisi  air hujan  awal  untuk  analisis  kimia  dengan  cara  yang  dapat mempertahankan kondisi kimia yang terkandung dalam air hujan tersebut.
Perancangan  pengambilan  sampel  air  hujan  berawal  dari sensor  hujan  dan  sensor  level  air  dijadikan  sebagai  masukan, Mikrokontroler sebagai pengontrol, motor DC sebagai penggerak, mekanik, LCD  dan  komunikasi serial RS 232 sebagai output,  dan sensor limit switch sebagai umpan balik.
Agar  dapat  mempermudah  dalam  merancang  maka  harus  di bagi dalam beberapa  bagian  komponen  beserta fungsinya, seperti pengontrol  mikrokontroler  ATMEGA  16,  Untuk  input  atau pengambilan  data  penulis  menggunakan  sensor  hujan  dan  sensor level  air,  Motor  DC  digunakan  untuk  penggerak,  beserta  driver relay  sebagai  pengendali  pergerakan  motor,  dan    untuk keluarannya adalah tampilan LCD dan VB (komunikasi serial RS 232) untuk monitoring kenaikan level air.
Dari  hasil  pengujian,  dapat  disimpulkan  bahwa  pengukuran dengan  Pengambil  Sampel  Air  Hujan  Otomatis  lebih  mudah, akurat dan cepat.
Kata  Kunci  :  Level  air,  Microcontroller  ATMega16,  Pengambil sampel air hujan,  RS-232.

## Abstract
Rainwater  sampling  is  a  process  that  is  systematically  arranged  so that  the  rain  water  samples  did  not  experience  changes  in  pH  or contaminated.  Samples  of  rainwater  has  a  low  ionic  characteristics and very easily contaminated.
So the goal of this sampling was collecting samples that represent the overall condition of the initial rain water for chemical analysis in a  way  that  maintains  the  chemical  conditions  contained  in  the rainwater.
The design of rain water sampling started with a rain sensor and a water level sensor as an input, microcontroller as a controller, DC motor as a driver, mechanic, LCD and serial communication RS 232 as output and limit switch sensors as feedback.
In order to simplify in designing it should be divided into several parts  of  the  components  and  their  functionality,  such  as  ATMEGA microcontroller  16  as  controllers,  for  input  or  data  retrieval  the author uses rain sensors and water level sensors, DC motors are used for  propulsion,  along  with  the  relay  driver  as  the  governing movement of the motor, and for the output is an LCD display and VB (RS 232 serial communication) for monitoring the rise of water level.
From  the  test  results,  it  can  be  concluded  that  the measurement with  Automatic  rain  water  Sample  Takers  is  more  easier,  accurate and fast.
Key Word : Microcontroller ATMega16, Rain water sampler,RS-232, water level.

## I. PENDAHULUAN
Badan  Meteorologi  Klimatologi  dan  Geofisika  (BMKG) telah melakukan pengamatan kualitas udara di Indonesia sejak tahun  1976  diawali  dengan  pengamatan  SPM  (Suspended Particle  Matter)  di  kantor  pusat  BMG  Jakarta.  Pemantauan kualitas  udara  di  BMKG  dilatar  belakangi    program  WMO (World Meteorogical Organization) yang terdiri dari : 1) Global  Ozone  Observaring  System  (GO3OS)  pada  tahun
1950 2) Background Air Pollution Monitoring Network
(BAPMoN) tahun 1960 Global Atmosphere Watch (GAW) dan GAW Urban Research Meteorology and Environment (GURME) tahun 1989.
Sampai  saat  ini  BMKG  memiliki  jaringan  stasiun pemantau  kualitas  udara  di  berbagai  daerah.  Kegiatan pemantauan  kualitas  udara  meliputi  pengambilan  sampel  ke laboratorium  kualitas  udara  di  BMKG  pusat  dan  analisis terhadap  sampel  di  laboratorium  untuk  menghasilkan  nilai konsentrasi  dari  setiap  parameter  kualitas  udara.  Pengukuran curah hujan dilakukan di seluruh Indonesia lebih dari 100 titik, namun pengukuran curah hujan masih banyak dilakukan secara konvensional menggunakan penakar hujan observatorium (obs) dan  penakar  hujan  tipe  Hellman.  Sedangkan  pemantauan tingkat  keasaman  air  hujan  dilakukan  di  34  stasiun  di Indonesia.  Pengambilan  sampel  air  hujan  menggunakan metode  wet  deposition  dan  wet  and  dry  deposition menggunakan Acid Precipitation Sampler. Umumnya pengambilan  sampel  air  hujan  di  stasiun-stasiun  pengamatan BMKG  menggunakan  metode  wet  and  dry  deposition  dengan bantuan peralatan Acid Precipitation Sampler (APS) atau lebih dikenal  dengan  nama  Automatic  Rain  Sampler  (ARS)  oleh pegawai  BMKG.  Pada  kenyataannya  peralatan  ini  banyak mengalami  kerusakan  sehingga  pengambilan  sampel  air  hujan di  stasiun-stasiun  pengamatan  BMKG  kembali  dilakukan dengan  cara  manual  menggunakan  penampung  tanpa  penutup. Cara  ini  mempengaruhi  hasil  analisa  sampel  air  hujan  karena sudah  tidak  sesuai  dengan  metode  pengambilan  sampel  air hujan  secara  wet  and  dry  deposition.  Selain  itu  pemeliharaan peralatan yang rusak terkendala oleh sulitnya memperoleh suku cadang serta tingginya harga suku cadang sehingga operasional peralatan  tidak  berjalan  optimal.  Berdasarkan  pelaksanaan pengambilan  sampel  air  hujan  yang  sudah  berlangsung  sekian lama,  masih  terdapat  kekurangan  pelaksanaan  prosedur  yang terjadi.  Sesuai  dengan  aturan  WMO  Nomor  8  tentang pengukuran komposisi atmosir khususnya deposisi basah, perlu dilakukan  pengukuran  pH  dan  konduktivitas  sampel  air  hujan di lokasi untuk memenuhi standar quality control programmer, namun  hal  ini  belum  dilakukan  BMKG.  Dengan  ketersediaan suku cadang yang cukup sulit dan harganya yang cukup mahal, maka pemeliharaan peralatan tidak dapat berjalan dengan baik
sehingga  operasional  peralatan  tidak  akan  optimal.    Secara khusus pada BMKG Bandara Sam Ratulangi Manado peralatan kurang  memadai  untuk  pemantauan  otomatis.  Merujuk  pada permasalahan yang ada, sangat diperlukan oleh BMKG Bandara Sam Ratulangi manado.
Perancangan  sistem  pengendali  berupa  mikrokontroler yang  open  source  dengan  fiturnya  telah  banyak  diaplikasikan dalam  berbagai  bidang.  Dengan  menggunakan  interdigital capasitor  sebagai  sensor  hujan  dan  rangkaian  elektronika  yang terhubung  dengan  mikrokontroler  maka  otomatisasi  pengambil sample air hujan bisa dirancang.

## II.  LANDASAN TEORI

## A. Dasar Sistem Kendali
Sistem  kendali  adalah  kumpulan  komponen  yang  bekerja sama  di  bawah  arahan  dari  sebuah  atau  beberapa  mesin  cerdas (machine  intelligence).    Di  samping  itu,  sistem  kendali  juga dapat  diartikan  sebagai  proses  pengaturan/pengendalian terhadap  satu  atau  beberapa  besaran  (variabel,  parameter) sehingga berada pada suatu harga atau dalam suatu  rangkuman harga (range) tertentu.
Sistem  kendali  terdiri  dari  dua  model  sistem  dasar,  yakni sistem  kendali  loop  terbuka  dan  sistem  kendali  lup  tertutup  , yang akan di bahas lebih detail pada sub bab berikut.
Sistem  kendali  lup  terbuka  (lihat  gambar  1)  adalah  sistem kendali  yang  keluarannya  tidak  berpengaruh  pada  aksi pengendalian.  Jadi  pada  sistem  kendali  lup  terbuka,  keluaran tidak diukur atau diumpanbalikkan untuk dibandingkan dengan masukan.
Setiap  sistem  kendali  lup  terbuka,  keluaran  tidak dibandingkan  dengan  masukan  acuan.  Sehingga  untuk  setiap masukan acuan, terdapat suatu kondisi operasi yang tetap. Jadi, ketelitian  sistem  bergantung  pada  kalibrasi.  Apabila  terjadi gangguan, sistem kendali lup terbuka tidak dapat bekerja seperti yang  diinginkan.    Kendali  lup  terbuka  dapat  digunakan  dalam praktek  hanya  jika  hubungan  antara  masukan  dan  keluaran diketahui  dan  jika  tidak  terdapat  gangguan  internal  maupun eksternal.
Gambar 1. Sistem Lup Terbuka
Gambar 2. Sistem Lup Tertutup
Gambar 3. Struktur satu sel interdigital capacitor
Sistem kendali lup tertutup (lihat gambar 1)  adalah sistem kendali  yang  sinyal  keluarannya  mempunyai  pengaruh langsung  pada  aksi  pengendalian.  Jadi,  sistem  kendali  lup tertutup  adalah  sistem  kendali  yang  memiliki  umpan  balik. Sinyal  kesalahan  yang  merupakan  selisih  antara  sinyal masukan  dan  sinyal  umpan  balik  (yang  dapat  berupa  sinyal keluaran  atau  suatu  fungsi  sinyal  keluaran  dan  turunannya), diumpankan  ke  pengendali  untuk  memperkecil  kesalahan  dan membuat  agar  keluaran  sistem  mendekati  harga  yang diinginkan.

## B. Interdigital Capasitor
Mikrostrip interdigital capacitor (lihat gambar 3)  memilik struktur  berupa  multifinger  yang  tersusun  secara.  Interdigital capacitor  memanfaatkan  nilai  kapasitansi  di  sepanjang  jarak yang sempit di antara finger. Nilai kapasitansi tersebut berkisar antara 0,05 – 0,5 pF. Nilai dari kapasitansi dapat ditingkatkan dengan  menambah  jumlah  finger  atau  dengan  menggunakan bahan dielektrik tipis  yang  memiliki konstanta dielektrik lebih besar.
Salah  satu  hal  yang  harus  diperhatikan  dalam perancangan  adalah  mempertahankan  ukuran  dimensi kapasitor  dalam  ukuran  yang  relatif  sangat  kecil  terhadap panjang  gelombang  untuk  menganggap  kapasitor  masih sebagai  lumped  element.  Rasio  perbandingan  total  antara panjang dan lebar akan menghasilkan nilai kapasitansi shunt yang besar dan nilai induktansi series yang kecil. Pemodelan yang lebih akurat dari interdigital capacitor dapat diperoleh apabila geometri kapasitor tersusun atas beberapa subbagian dari bentuk mikrostrip dasar, misalnya single microstrip line, coupled  microstrip  line,  microstrip  line  open  end, unsymmetrical  gap,  unsymmetrical  bend  dan  T  junction (lihat  gambar  4)  .  Sedangkan    gambar  5    merupakan  model rangkaian ekivalen.
Gambar 4.  Model interdigital capacitor dengan subkomponennya
1) Frekuensi rendah   2) Frekuensi tinggi Gambar 5.  Model rangkaian elektronik interdigital capacitor
Gambar 7. Board Rangkaian Sensor Hujan   Gambar 8. Limit Switches

## B. Sensor Air Hujan
Sensor  adalah  alat  yang  dapat  menerima  rangsangan  dan merespon  dengan  suatu  sinyal  elektrik.  Rangsangan  adalah kuantitas, sifat, atau kondisi yang di rasakan dan terkonversi ke dalam  sinyal  elektrik.  Tujuan  dari  suatu  sensor  adalah  untuk merespon  suatu  masukan  sifat  fisis  (rangsangan)  dan mengkonversikannya  ke  dalam  suatu  sinyal  elektrik  melalui kontak  elektronik.  Sensor  dapat  dikatakan  sebagai  suatu translator  dari  nilai  non  eletrik  menjadi  nilai  elektrik.  Elektrik artinya  sinyal  yang  dapat  disalurkan,  dikuatkan,  dan dimodifikasi  oleh  alat  elektronik.  Sinyal  keluaran  sensor  dapat berupa  tegangan  atau  arus.  Sinyal  keluaran  juga  dapat digambarkan  sebagai  masukan  amplitude,  frekuensi,  fase  atau kode digital.
Perangakat  sensor  hujan  (lihat  gambar  6)      bisa  diaplikasi menjadi beberapa perangkat yang mungkin akan sangat berguna pada  saat  musim  hujan.  Misalnya  dibuat  menjadi  alat  jemuran yang  akan  otomatis  menutup  pada  saat  hujan  turun,  atau digunakan pada jendela otomatis.
Rangkaian sensor air dirancang untuk  mendeteksi air pada saat  turun  hujan  tetapi  juga  dapat  digunakan  untuk  mendeteksi level  air  dan  lain  –  lainnya.  Rangkaian  ini  menggunakan komponen  resistor  sebagai  komponen  utama  dan  elektroda sebagai  pendeteksi  air.  Ketika  air  menyentuh  kedua  elektroda (tembaga)  maka  tegangan  5V  akan  terhubung  dengan  output dan  sebagian  tegangan  akan  berkurang  karena  air  berfungsi sebagai penghambat. Tegangan  keluarannya sebesar 3v  sampai 4.5v  dengan  jarak  antara  kedua  elektroda  +  2cm  dan  resistor yang  digunakan  sebesar  10k  ohm  sampai  100k  ohm.  Untuk mendeteksi  air  hujan  dengan  kawasan  yang  besar  maka elektroda dibuat berliku – liku (lihat gambar 7). Dengan metode berliku  –  liku  seperti  itu  akan  mengurangi  hambatan  dari  air hujan  dan  tegangan  keluar  setara  dengan  logika  1.  Untuk menghindari  karat  atau  tertutup  kotoran  yang  menyebabkan sensor tidak bekerja, jalur tersebut harus dilapisi timah atau apa saja  yang  dapat  menyatu  dengan  jalur  tersebut  dan  dapat mengantarkan arus listrik.

## C. Limit Switch
Suatu  sensor  proximity  memberitahukan  kepada  kontroler jika suatu bagian  yang bergerak berada pada posisi  yang tepat. Limit  switch  adalah  salah  satu  contoh  dari  sensor  proximity. Limit  switch  (lihat  gambar  8)  adalah  suatu  tombol  atau  katup atau indicatormekanik  yang diletakkan pada suatu tempat  yang digerakkan ketika suatu bagian mekanik berada di ujung sesuai dengan pergerakan yang diinginkan.
Gambar  9.  Blok Diagram Fungsional ATMEGA16

## D. Mikrokontroller Atmega16
Mikrokontroler  AVR  (Alf  and  Vegard’s  Risc processor) standar memiliki arsitektur 8 bit, semua instruksi dikemas  dalam  kode  16-bit  dan  sebagian  besar  instruksi dieksekusi  dalam  1  (satu)  siklus  clock.  AVR  berteknologi RISC  (Reduced  Instruction  Set  Computing),  sedangkan  seri MCS51  berteknologi  CISC  (Complex  Instruction  Set Computing).  AVR  dapat  dikelompokkan  menjadi  4  kelas, yaitu  keluarga  ATTINY,  keluarga  AT90Sxx,  keluarga ATMEGA, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya (lihat gambar 9).

## E. ADC
ADC  (analog  to  digital  converter)  yaitu  pengubah  dari tegangan  analog  ke  data  digital.  Mikrokontroller  atmega16 telah memiliki fasilitas Analog to Digital Converter yang sudah built-in  dalam  chip.  Atmega16  memiliki  resolusi  ADC  10-bit dengan  8  channel  input  dan  mendukung  16macam  penguat beda. ADC ini bekerja dengan teknik successive approximation.  Rangkaian  internal  ADC  ini  memiliki  catu daya tersendiri yaitu pin AVCC. Tegangan AVCC harus sama dengan VCC .
Data hasil konversi ADC dirumuskan sebagai berikut:
dimana  Vin  adalah  tegangan  masukan  pada  pin  yang  dipilih sedangkan  Vref  adalah  tegangan  referensi  yang  dipilih.ADC terdiri  atas  rangkaian  Sample  and  Hold  yang  menjamin tegangan  masukan  ke  ADC  di  tahan  pada  level  konstan  saat konversi.

## F. Komunikasi Serial
Komunikasi  serial  merupakan  komunikasi  data  dengan pengiriman data secara satu per satu dengan menggunakan satu jalur  kabel  data.  Sehingga  komunikasi  serial  hanya menggunakan  2  kabel  data  yaitu  kabel  data  untuk  pengiriman
(1)
yang  disebut  transmit  (Tx)  dan  kabel  data  untuk  penerimaan yang  disebut  receive  (Rx).  Kelebihan  dari  komunikasi  serial adalah jarak pengiriman dan penerimaan dapat dilakukan dalam jarak yang cukup jauh dibandingan dengan komunikasi parallel tetapi  kekurangannya  adalah  kecepatan  lebih  lambat  daripada komunikasi  parallel,  untuk  saat  ini  sedang  dikembangkan teknologi  serial  baru  yang  dinamakan  USB  (Universal  Serial Bus) yang memiliki kecepatan pengiriman dan penerimaan data lebih  cepat  disbanding  serial  biasa.  Beberapa  contoh  : komunikasi Serial RS-232 dan RS-485.

## III. PERANCANGAN SISTEM

## A. Konsep Dasar Perancangan Alat
Pemilihan    perangakat  keras  (hardware)  dan  perangkat lunak (software) yang merupakan implementasi system. Konsep dasar  merupakan  pedoman  untuk  merencanakan  sesuatu  dalam melakukan  rancangan  (desain),  dimana  konsep  ini  memuat langkah-langkah  dan  petunjuk  untuk  menentukan  sesuatu penunjang  yang  dibutuhkan  dalam  mendesain.  Berikut  ini diagram blok pengambil sampel air hujan secara keseluruhan.
Perancangan  pemgambil  sampel  air    hujan  (  lihat  gambar 10)    berawal  sensor  hujan  dan  sensor  level  air  sebagai  input, Mikrokontroler  sebagai  pengontrol,  Motor  DC  sebagai penggerak,mekanik,  LCD  dan  komunikasi  serial  RS  232 sebagai  output,  dan  sensor  limit  switch  sebagai  umpan balik(feedback).
Agar dapat mempermudah dalam  merancang  harus di bagi dari  beberapa  bagian  komponen  beserta  fungsinya,  seperti pengontrol  mikrokontroler  ATMEGA  16,  Untuk  Input  atau pengambilan data sebagai masukan digunakan sensor hujan dan sensor  level  air  untuk  penggerak  digunakan  Motor  DC  beserta driver  relay  sebagai  pengendali  pergerakan  motor,  dan    untuk ouput  atau  keluarannya  adalah  tampilan  LCD  dan  VB (komunikasi serial RS 232) untuk monitoring kenaikan level air ( lihat gambar 11).
Pengambil  sampel  ini  memerlukan  tegangan  sumber, sumber  tegangan  yang  di  perlukan  yaitu  sumber  tegangan  12 volt  dan  5  volt.  Untuk  mikrokontroler  ATMEGA  16  tegangan sumber  sebesar  12  volt,  motor  DC  dan  driver  relay  digunakan untuk  mengontrol  pergerakan  serta  kecepatan  motor  kiri  dan kanan juga  tegangan sumbernya sebesar 12 volt, , sensor hujan dan  level  air    sebagai  input  dalam  membaca  data  sensor memerlukan  tegangan  sumber  sebesar  5  volt  serta  LCD. Hubungan  dari  setiap  modul  yang  ada  diluar  Power  Supply merupakan hubungan data.

## 1) Blok diagram penutup wadah penampung air hujan

## 2) Blok diagram Level air
Gambar 10.. Diagram blok pengambil sampel air hujan

## B. Desain Pengambil Sampel Air Hujan
Kerangka  dibuat  dari  bahan  aluminium,  acrilyc,  botol bekas, dan pipa air (lihat gambar 12).

## C. Perancangan Perangkat Keras
Pusat  pengontrol  pengambil  sampel  air  hujan  adalah mikrokontroler  ATMEGA16.  PORT-PORT  yang  digunakan PORTA1.- PORTA.3 sebagai input sensor, sensor limit switch, PORTD.2-PORTD.3 dan sebagai input sensor hujan dan sensor level  air,  PORTA1.-  PORTA.3  dan  PORTC.6-PORTC.6 sebagai  output  Driver  Relay  motor.  Berikut  ini  skema rangkaian  rangkaian  modul  Mikrokontroler  ATMEGA  16 (lihat gambar 13) .
Driver relay (lihat gambar 14 )adalah bagian kemudi motor DC  yang  berfungsi  membalikan  polaritas.  Motor  DC  akan berputar searah jarum jam (CCW) atau berlawanan arah jarum jam  (CW)  dengan  perubahan  yang  terjadi  pada  kontak  relay. Dengan  input  data  dari  mikrokontroler  berupa  logika  ‘1’  pada terminal  basis  transistor  menyebabkan  dari  arah  emitor  akan mengalir arus negative menuju collector dan akan menyebabkan  relay  aktif.  Relay  akan  bekerja  pada  saat transistor  dalam  kondisi  saturasi  (aktif/on)  dan  pada  saat kondisi  yang  sama  akan  terjadi  pergeseran  contac  pada  relay. Dengan  demikian  apabila  inputan  data  yang  diberikan  pada PORTC.6  =  ‘1’  dan  PORTC.4  =  ‘0’  maka  motor  DC  akan berputar  searah  jarum  jam  sebaliknya  PORTC.6  =  ‘0’  dan PORTC.4  =  ‘1’  motor  DC  akan  berputar  berlawanan  arah jarum jam (lihat tabel 1).
Sehingga dengan peggunaan driver relay dalam mengendalikan  polaritas  pada  motor  DC  akan  menjadikan penutup penampung membuka apabila motor DC nya berputar berlawanan  arah  jarum  jam  (CW)  dan  penampung  menutup apabila motor DC nya berputar searah jarum jam (CCW).
Gambar 11. Gambaran perancangan Sistem pengambil sampel air hujan
.
a) tampak depan b)   tampak belakang
Gambar 12. Gambaran perancangan Sistem
Gambar 13. Rangkaian Modul Mikrokontroler
Gambar 14. Rangkaian driver Relay

## TABEL I LOGIKA PUTARAN MOTOR DC

## D. Diagram Alir Sistem Keseluruhan
Suatu  Mikrokontroler  tidak  dapat  bekerja  sesuai  yang diinginkan  bila  belum  terisi  perangkat  lunak  yang  telah dirancang  ke  dalamnya.  perancangan  perangkat  lunak  yang akan diinputkan pada mikrokontroler ATMEGA 16 menggunakan bahasa program C melalui program Code Vision AVR sebagai sarana kompiler bahasa C.
Dalam  merancang  suatu  perangkat  lunak  yang  rumit didahului  dengan  flowchart  sistem.  Flowchart  dapat  digunakan untuk  menggambarkan  perilaku  suatu  algoritma  (dengan menggunakan  gambar-gambar  atau  tanda-tanda  yang  sesuai). Peranan  flowchart  sangat  penting  terutama  pada  pemeriksaan program.
Keuntungan  dari  sebuah  flowchart  (lihat  gambar  15)  ialah menunjukkan  urutan  langkah-langkah  dengan  menggunakan simbol  anak  panah.  Simbol-simbol  yang  lain  juga  digunakan untuk menujukkan operasi apa yang dilaksanakan pada tiap-tiap langkah tersebut.
Sub Rutin Monitoring Sensor Level Air Jika <=2 Buka PORT Visual Basic Sensor Level Air Jika >=2 Sensor Level Air Jika >=3 Tampil LOW Tampil MEDIUM Tampil HIGH END Sub Rutin Y Y Y T T T
Gambar 15. Diagram alir pegambilan sampel air hujan secara keseluruhan

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  proses  perancangan  yang  sudah  dibahas  pada bab  sebelumnya  dimana  untuk  mengetahui  kinerja,  hasil  serta kehandalan  sistem  yang  telah  dibuat  maka  dilakukan  proses pengujian.  Pengujian  pada  sensor  atau  performansi  sensor. Sedangkan  output  berupa  motor  DC  dan  level  air.  Dalam pengujian  sistem  input  dan  output  ini  menggunakan  program Code Vision AVR sebagai interface antar komponen dan Visual Basic sebagai interface terhadap manusia dan pengendali.
Selain  itu  pengujian  juga  dilakukan  pada  sistem  secara keseluruhan  dimana  sistem  berjalan  dalam  kondisi  yang  telah dibuat dan mendeteksi serta mengoptimalkan sistem.

## A. Pengujian Sensor Hujan
Rangkaian  detektor  hujan    merupakan  rangkaian  sederhana yang  dapat  mendeteksi  terjadi  hujan  sekitar  alat  tersebut  yang dipasang  pada  daerah  terbuka.  Pada  dasarnya  rangkaian detektor  hujan  ini  mendeteksi  adanya  hujan  melalui terhubungnya  terminal  sensor  oleh  air  hujan.  Rangkaian detector  hujan  ini  sangat  sederhana    dan  dibangun menggunakan  komponen  utama  sensor  air  dan  sebuah transistor. Sensor air pada pada rangkaian detektor hujan  dapat dibuat  dengan  PCB  kemudian  didesain  sedemikian  rupa sehingga  terjadi  hubungan  antara  2  terminal  pada  saat  terkena air  hujan.  Sebagai  indikator  bila  sensor  tersebut  mendeteksi adanya  hujan    maka  rangkaian  ini  akan  memmberikan  sinyal output berupa tegangan.
Sinyal  output  tersebut  akan  menjadi  respon  untuk menggerakan  motor  DC  sebagai  pembuka  serta  penutup penampungan  air  hujan  agar  tidak  terkontaminasi  dengan kandungan zat lain.
Gambar 16.  Pengukuran tegangan input , sensor hujan dan skema rangakaian
TABEL  II.  HASIL  PENGUKURAN  SENSOR  HUJAN  TERHADAP TEGANGAN OUTPUT
No. Vin(V) Vout (V) 1. 4.72 1,01

## B. Pengujian Sensor Level Air
Rangkaian  pendeteksi  level  air  (  lihat  gambar  16)  guna mengkondisikan  level  penampungan  air  secara  otomatis. Pengujian  dilakukan  untuk  mengetahui  performansi  sensor terhadap  sistem  saat  dijalankan  sebuah  perintah  untuk memantau  perubahan  level  air  yang  diinginkan  agar  keadaan sistem menjadi stabil akibat dari respon yang tepat dan akurat.

## C. Pengujian Aktuator
Pada  penguijian  driver  motor  yang  telah  dibuat  dapat dilakukan dua model yaitu :
1. Driver  motor  dihubungkan    dengan  tegangan  sebesar  12 volt  (lihat  tabel  IV)  pada  bagian  inputan  yang  ada  pada driver  motor  tersebut.  Motor  bergerak  sesuai  dengan bagian  inputan  yang  dihubungkan  dengan  tegangan  12 volt.  Pergerakan  dapat  terjadi  dengan  dua  arah  (  lihat gambar 18) yaitu searah jarum jam (CW) dan berlawanan arah jarum jam (CCW).
2. Untuk  menguji  rangkaian  driver  motor  dapat pula  dengan cara  langsung  menghubungkan  ke  mikrokontroler  yang sudah terprogram.
Pada penggalan program ( lihat gambar 19) terlihat beberapa fungsi yang akan dipanggil dalam fungsi utama. Fungsi-fungsi ini  merupakan  arah  pergerakan  robot  baik  tunduk  dan  tegak. Pada  dasarnya  juga  terjadi  pergerakan  motor  dengan  dua  arah yaitu searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam, Motor terpasang pada PORT C pin 4 dan 6.

## TABEL III. HASIL PENGUKURAN SENSOR LEVEL AIR TERHADAP TEGANGAN OUTPUT
No. Vin(V) Vout (V) 1. 4.87 2,21
TABEL IV. HASIL PENGUJIAN MOTOR DC
Gambar 18. Motor DC saat membuka dan menutup. Gambar 19. Penggalan program motor DC void membuka()
//  fungsi  gerkan robot membuka { PORTC=0xFD;
//  nilai  hexa  untuk putaran motor membuka }
Gambar 20. Tampilan VB jika tidak terhadinya hujan
Gambar 21. Tampilan VB jika adanya hujan dalam keadaan low

## C. Pengujian Software
Program  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  code vision  avr  dan  visual  basic  6.0,  dimana  program  Code  vision AVR digunakan untuk memprogram perintah-perintah yang ada di  dalam  mikrokontroler  seperti  untuk  mengendalikan  sensor maupun menggerakan motor
Pada  bagian  ini  akan  dibahas  mengenai  bagaimana  sistem software  dapat  bekerja  dalam  waktu-waktu  tertentu  yang diinginkan dan sesuai dengan program yang dijalankan.

## V.  KESIMPULAN DAN SARAN

## A. KESIMPULAN
Pengambil Sampel Air Hujan Otomatis telah berhasil dibuat dengan  baik  dengan  dibuktikan  dari  hasil  pengujian  data akuisisi. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa :
1) Dapat memperkuat sistem pengamatan klimatologi dan kualitas  udara  di  Badan  Meteorologi  Klimatologi  dan Geofisika (BMKG) manado
2) Pengukuran  dengan  Pengambil  Sampel  Air  Hujan Otomatis lebih mudah, akurat dan cepat.

## B. SARAN
Beberapa  saran  untuk  pengembangan  penelitian  lebih  lanjut antara lain :
1) Penambahan  pengukuran  parameter  konduktivitas  air sesuai dengan ketentuan WMO.
2) Penambahan tombol pengoperasian alat secara manual untuk keperluan pemeliharaan.

## Gambar 22. Tampilan VB jika adanya hujan dalam keadaan medium
Gambar 23. Tampilan VB jika adanya hujan dalam keadaan high
.
3) Mekanik alat dapat disempurnakan lagi agar alat dapat bekerja lebih baik.
4) Penambahan  sebagai  perendam  sensor  jika  sedang tidak  digunakan  untuk  mempertahankan  tingkat keakurasian sensor lebih lama.
5) Penggunaan  sumber  tegangan  yang  baik  agar  lebih efisien dalam pengoperasian peralatan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] B.  Inder,  “Lumped  Elements  for  RF  and  Microwave  Circuits”,  Boston London, 2003.
[2] L.  S.  Ibnu,  “Automatic  Evaporation  Station”,  thesis,  Program  Magister Fisika  FMIPA Universitas Indonesia, Depok, 2010.
[3] N. N. Mamonto,“Robot Penyambut Tamu Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega  16”,  skripsi,  program  S1  Teknik  Elektro  Universitas  Sam Ratulangi, Manado, 2011.
[4] N.  Wahyu,  “Pengembangan  Sistem  Peralatan  Pengambil  Sampel  Air Hujan  Secara  Otomatis”,  thesis,  Program  Magister  Fisika    FMIPA Universitas Indonesia, Depok, 2012
[5] K. Ogata, “Teknik Kontrol Automatik”, Penerbit Erlangga, 1996.
[6] E.C.  Santosa,  “Antena  Mikrostrip  Susun  Aktif  2,35  Ghz  Berbentuk Silinder  Dengan  Struktur  Interdigital  Capacitor”,  thesis,  Institut Teknologi Bandung,  Bandung, 2013
[7] World Meteorological Organization.“Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation (7th ed.)”, Geneva. Switzerland, 2008.
[8] World Meteorological Organization, ” Guide to Climatological Practices (2th ed.)”, Geneva, Switzerland, 1983
[9] World  Meteorological  Organization,  “Guide  to  Hydrological  Practices (5th ed.)”, Geneva, Switzerland, 1994