PEMBUATAN SISTEM KOMUNIKASI WIRELESS XBEE 2,4 GHZ DENGAN DATA TERKIRIM SEBAGAI PENDUKUNG PENAKAR CURAH HUJAN BEJANA BERJUNGKIT DIBMKG SICINCIN
Risa Noviarti 1) , Asrizal 2) , Yohandri 2)
1) Mahasiswa Jurusan Fisika FMIPA, Universitas Negeri Padang
2) Staf Pengajar Jurusan Fisika FMIPA, Universitas Negeri Padang Jl. Prof. Dr. Hamka Air Tawar Padang, Indonesia risano55@gmail.com

## ABSTRACT
Information  of  rainfall  is  required  in  agricalture  to  determine  kind  of  plant  wich  is  suitable  planted  in certain  area.  A  rain  gauge  had  used  in  BMKG  Sicincin  wastipping  bucket  raingauge  model  TB3-0.2  serial no.92-459. This rain gauge can not be used because its data loggeris damage.  Based on reality, researcher was interested to give solution  by making  wireless communication  XBee in this rain gauge for sending data to PC. The goal of this research is to explain performance and design specification of system. Kind of this research is engineering  research.  Measurement  technique  and  collecting  data  was  executed  by  directly  and  indirectly measurement.  Directly  measurement  was  used  to  measure  output  of  sensor  and  time  of  count.  Indirectly measurement  was  used  to  determine  accuration  and  precision  of  rain  gauge.  The  data  was  analysed  by  using descriptive statistic and graph method. Mechanic part of system consist of tube, funnel and tipping bucket , while electronic  part  of  system  consist  of  sensor  circuit,  microcontroler  circuit,  RTC  circuit,  transmitter  circuit  and receiver  sircuit.  Precision  of  rain  gauge  in  laboratory  testing  is  0.86,  its  average  of  accuration  is  0.93 andrelative precision data transmition is 1. Accuration ofrain gauge in field testingis 0.92.
Keywords : Communication System , Sent Data, Tipping Bucket, Wireless, Rain Gauge

## PENDAHULUAN
Cuaca  mempengaruhi  bidang  pertanian,  trans portasi,  industri,  bahkan  jenis  pakaian  yang  akan digunakan  setiap  harinya.  Fakta  menunjukkan  cuaca juga  sering  menimbulkan  bencana  seperti  badai, banjir,  dan  kekeringan.  Pengamatan  dan  perkiraan cuaca bermanfaat dalam perencanaan dalam melakukan kegiatan sesuai dengan yang diharapkan [9] . Penentuan  cuaca  didapatkan  dari  pengamatan parameter cuaca dan jangka  waktu tertentu. Pagi hari, siang hari dan sore hari keadaan cuaca berbeda-beda di setiap  tempat  dan  jam.  Informasi  parameter  cuaca dapat  dijadikan  sebagai  pertimbangan  dalam  bidang pertanian.  Parameter  cuaca  akan  berkaitan  dengan kejadian  alam  dan  bisa  memperkirakan  waktu  musim tanam  dan  memilih  tanaman  yang  cocok  pada  musim tersebut [8] . Sebagian besar masyarakat Indonesia merupakan masyarakat agraris yang bekerja di bidang pertanian.  Budidaya  tanaman  pertanian  tergantung pada  cuaca.  Unsur  cuaca  yang  berpengaruh  adalah intensitas  cahaya  matahari,  suhu,  curah  hujan  dan kelembaban.  Data  mengenai  keadaan  cuaca  sangat penting artinya bagi dunia pertanian [1] .
Curah hujan adalah butir-butir air atau kristal es yang  keluar  dari  awan  atau  kelompok  awan.  Butir  air yang  keluar  dari  awan  yang  mampu  mencapai permukaan  bumi  memiliki  garis  tengah  kira-kira  200 mikrometer  (  1  mikrometer  =  0,001  cm),  jika  kurang dari  ukuran  tersebut,  butir-butir  air  dimaksud  akan habis  menguap  di  atmosfer  sebelum  mencapai permukaan bumi [2] .
Curah  hujan  dapat  disebut  sebagai  tinggi  air hujan  yang  jatuh  ke  permukaan  tanah  sebelum mengalami  evaporasi  aliran  permukaandan  infiltrasi kedalam  tanah.  Curah  hujan  adalah  ketinggian  air hujan berkumpul di tempat datar, tidak meresap, tidak menguap, dan tidak megalir. Maksud dari curah hujan 1  mm  adalah  dalam  luasan  1  meter  persegi  pada tempat  yang  datar  tertampung  air  setinggi  1  mm  atau tertampung air sebanyak 1 liter [5] .
Badan  Meteorologi  dan  Klimatologi  (BMKG) merupakan  suatu  lembaga  resmi  dari  pemerintah sebagai  layanan  informasi  untuk  memonitor  keadaan perubahan  iklim  dan  cuaca  di  Indonesia.  Untuk perubahan  cuaca  di  Indonesia,  BMKG  bekerja  sama dengan  beberapa  stasiun  pemantau  cuaca  di  setiap titik-titik  penting  di  Indonesia.  Informasi  perubahan cuaca  akan  diteruskan  kepada    masyarakat  lewat beberapa  media  seperti  website,  televisi,  koran,  radio dan media cetak lainnya.
Data  curah  hujan  rata-rata  diseluruh  daerah yang bersangkutan merupakan curah hujan yang perlu untuk menyusun suatu rancangan pemanfaatan air dan merancang pengendalian banjir. Distribusi curah hujan berbeda sesuai jangka waktu dari curah hujan tahunan, curah  hujan  bulanan,  curah  hujan  harian  dan  curah hujan  perjam.  Data  yang  diperoleh  dapat  digunakan untuk  menentukan  prospekkedepan  dan  perancangan sesuai tujuan yang diinginkan [6] . Pada wilayan persawahan yang belum mempunyai jaringan irigasi,penanaman padi bergantung  pada  curah  hujan  di  wilayah  tersebut, disebabkan  kebutuhan  air  pada  lahan  persawahan tersebut  hanya  memanfaatkan  air  hujan.  Begitupun
dengan penanaman sayur-sayuran, jenis komoditi yang rentan pada curah hujan tinggi. Misalnya saja tanaman tomat, kentang,  cabe, terong, bawang merah, kol atau kubis  dan  lain  lainnya  sangat  rentan  terhadap  curah hujan tinggi, baik pada saat penanaman, pemeliharaan, produksi  maupun  pada  saat  panen  dan  pasca  panen. Jika  jadwal  penanaman  komoditi-komoditi  itu  tidak memperhatikan  kondisi  dan  sifat  curah  hujan,  bisa berakibat kegagalan yang merugikan para petani.
Panakar hujan berfungsi mengukur tinggi hujan dengan  anggapan  air  hujan  jatuh  ke  tanah  menumpuk ke  atas  berupa  kolom  air.  Air  yang  ditampung volumnya  dibagi  luas  corong  penampung,  hasilnya adalah  tinggi  atau  tebal,  satuan  yang  dipakai  adalah milimeter  (mm).  Secara  umum  alat  penakar  hujan terbagi  dalam  3  jenis  yaitu,  jenis  penakar  hujan  biasa tipe  Obervatorium  atau  konvensional,  jenis  penakar hujan  mekanik  recorder,  jenis  penakar  hujan  otomatis atau penakar hujan tipping bucket rain gauge [11] . Salah  satu  penakar  yang  menghasilkan  nilai curah hujan secara otomatis adalah penakar hujan tipe bejana  berjungkit.  Bejana  berjungkit  dibuat  simetrik terhadap  sumbu  putarnya.  Mekanisme  ini  telah dikalibrasi dan diatur, sehingga sudah tidak memerlukan  lagi  penyetelan.  Pengamat  hanya  melaku kan  penyetelan  horizontal  dengan  sekrup-sekrup  yang tersedia.  Dalam  air  hujan  mungkin  sekali  terdapat debu  baik  kasar  maupun  halus  yang  terbawa  pada waktu  terjadi  hujan,  sehingga  penakar  membutuhkan saringan. Apabila saringan ini sudah kotor, dianjurkan untuk  segera  dibersihkan  dengan  melepaskan  dari corongnya, karena mengganggu ketelitian pengukuran. Pemasangan  pengukur  hujan  ini  memenuhi  syarat- syarat  teknis  yang  ditetapkan  dalam  hidrologi. Pemasangan  dengan  menggunakan  dasar  beton  perlu dilakukan dengan hati-hati agar tetap datar [10] . Salah  satu  penakar  hujan  di  BMKG  yang pernah  digunakan  adalah  penakar  hujan  bejana berjungkitmodel  TB3-0,2  serial  No.92-459.  Penakar curah  ini    mengalami  kerusakan  pada Data  logger sehingga  tidak  dapat  lagi  menyimpan  data.  Berdasar kan kenyataan ini peneliti membuat sistem pendukung penakar  hujan  bejana  berjungkitini  supaya  dapat digunakan.  Sistem  pendukung  alat  mempunyai komponen-komponen  yaitu,  sistem  komunikasi  tanpa kabel  ( wireless )  XBee,  modul  sensor  kontak  listrik ( reed  switch ),  mikrokontroler  arduino,  modul  jam waktu nyata ( real time clock )  DS1307, I/O expansion shield arduino dan adapter.
Komunikasi data merupakan bentuk komunikasi  yang  secara  khusus  berkaitan  dengan transmisi  data  antara  komputer-komputer  dengan piranti-piranti yang lain dalam bentuk data digital yang dikirimkan  melalui  media  komunikasi  data.Model komunikasi  data terdiri dari 3 jenis yaitu, komunikasi data  satu  arah,  komunikasi  data  dua  arah  bergantian, komunikasi data dua arah bersamaan [7].
Jaringan  komputer  nirkabel  merupakan  suatu teknologi  yang  cukup  baru  di  dalam  dunia  jaringan
komputer  dimana  teknologi  ini  memungkinkan menghubungkan  komputer  tanpa  menggunakan  kabel melainkan menggunakan gelombang dengan frekuensi 2.4  GHz [3] .  Sistem  pemantauan  dan  pengukuran  jarak jauh  terdiri  dari  2  buah  modul  XBee  Pro  yang  diatur sebagai  sebuah  penerima-pemancar  maupun  peman car-penerima . Konfigurasi  XBee  dengan  mikrokon troler dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Konfigurasi XBee dengan Mikrokontroler Topologi pasangan merupakan jaringan yang sederhana  dengan  hanya  menggunakan  dua  buah XBeeatau  persambungan.  Satu  persambungan  harus menjadi  koordinatorsehingga  jaringan  dapat  dibentuk, dan yang lain dikonfigurasikan sebagai ruter [3] . Sensor  kontak  listrik  adalah  salah  satu  jenis sensor  yang  sering  juga  digunakan  pada  mesin-mesin industri  seperti  halnya  sensor  fotodioda  dan  sensor kedekatan,  namun  sensor  ini  mempunyai  cara  kerja yang  berbeda  dan  cukup  unik.  Sensor  kontak listrikmemiliki bentuk yang cukup kecil namun rentan terhadap  benturan.  Sensor  ini  terdiri  dari  sepasang kontak  logam  yang  mengandung  besi  dalam  amplop tertutup rapat dalam kaca. Pada sistem yang kami buat, sensor  kontak  listrikdiletakkan  pada  dinding  bagian dalam  dari  bejana  berjungkit.  Sensor  ini  akan  bekerja bila terdapat magnet di sekitar sensor.
Gambar 2. Rangkaian Sensor Kontak Listrik
Rangkaian  penyusun  dari  modulsensor  kontak listrikyang terdiri dari beberapa komponen, yaitu light emitting diode (LED), resistor, kapasitor, LM 393 dan modul  sensor  kontak  liostrik . Sensor  kontak  listrik adalah  sensor  magnetik  yang  bersifat  terbuka  secara normal  dan  menjadi  tertutup  secara  normalketika didekatkan  dengan  magnet.  Ketika  sensor  kontak listrik  ini  didekatkan  dengan  medan  magnet,  kedua bahan ferrous di  dalam  sensor  akan  saling  menarik sehingga  sensor  terhubung  pada  sinyal  rendah.  Jika
medan  magnet  dijauhkan    kedua  bahan  terbuka  pada sinyal tinggi.
Mikrokontroler  adalah  salah  satu  bagian  dasar dari  suatu  sistem  komputer.  Meskipun  mempunyai bentuk  yang  jauh  lebih  kecil  dari  suatu  komputer pribadi  dan  kerangka  komputer,  mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana,  komputer  akan  menghasilkan  output spesifik  berdasarkan  inputan  yang  diterima  dan program  yang  dikerjakan.  Mikrokontroler  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  mikrokontroler arduino.
„

## Gambar 3. Arduino Uno
Papan  arduino  Uno  mikrokontroler  berbasis ATmega328 yang memiliki 14  pin digital input/output (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PMW), 6  input  analog,  clock  speed  16  MHz,  koneksi  USB jack  listrik,  header  ICSP,  dan  tombol  reset.  Papan  ini menggunakan  daya  yang  terhubung  ke  komputer dengan kabel USB atau daya eksternal dengan adaptor AC-DC atau baterai.
Arduino  uno  dapat  diaktifkan  melalui  koneksi USB  atau  dengan  catu  daya  eksternal.  Sumber  daya dipilih  secara  otomatis.  Sumber  daya  eksternal  (non- USB)  dapat  berasal  dari  adapter  AC-ke-DC  atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menan capkan  Power  Jack,  dapat  juga  dihubungkan  pada  po wer  pin  (Gnd  dan  Vin).  Papan  arduino  uno  dapat  ber operasi pada pasokan eksternal dari 6 sampai 20  Volt. Jika disuplai  kurang 7 V. Meskipun, pin 5 V dapat di suplai kurang dari 5 Volt, papan mungkin tidak stabil. Jika menggunakan tegangan lebih dari 12 V, regulator tegangan  bisa  panas  dan  merusak  papan.  Kisaran tegangan yang disarankan adalah 7 sampai 12 V.
Adapun  pin  power  suplai  pada  arduino  uno adalah:  pin  VIN,tegangan  input  papan  Arduino  ketika menggunakan  sumber  daya  5  Volt  dari  sambungan USB atau dari sumber regulator lain, pin 5 V, keluaran pin  ini  telah  diatur  sebesar  5  V  dari  regulator  pada papan5  V,  pin  3v3,suplai  3,3  Volt  dihasilkan  oleh regulator pada papan, pin papan.
Gambar 4. Bentuk Fisik Modul Jam Waktu Nyata DS1307  merupakan  jam  waktu  nyata  buatan Dallas-Maxim  Semiconductor.  DS1307  merupakan kalender  dan  jam  digital.  Fitur  utama  DS1307  adalah mampu  menghitung  detik,  menit,  jam,  tanggal,  tahun dengan koreksi tahun kabisat hingga tahun 2100, data yang  diatur  bisa  disimpan  dengan  bantuan  baterai cadangan,  dan  antarmuka  I 2 C.Jam  waktu  nyata DS1307  digunakan  sebagai  pencatat  waktu  selama pengukuran  dan  penyimpanan  data.  Sebagai  media penyimpanan  data  menggunakan  EEPROM  internal mikrokontroler  ATMEGA32  yang  berkapasitas  2  KB. Kapasitas EEPROM 2 KB ini mampu menyimpan data selama 24 jam dengan selang waktu pengukuran setiap 30  menit. Hasil penyimpanan data pada EEPROM ini akan  didownload  melalui  RS232  ke  komputer.  Data tersimpan  pada  alat  ukur  ini  ditampilkan  dalam  file dengan format txt [8] .
Gambar 5. Konfigurasi Umum DS1307 dan Mikrokontroler
DS1307  bisa  beroperasi  dalam  2  cara,  yaitu Slave  Receiver  Mode (Write  Mode)  dan Slave Transmiter
Mode (Read Mode). Write mode merupakan cara mikrokontroler menulis data ke dalam DS1307,  misal  ingin  mengatur  tanggal  dan  jam. Setelah  dikirim  kondisi START ,  mikrokontroler mengirim 7 bit alamat DS1307 yaitu “1101000” yang diikuti oleh direction bit (R/W), 0 untuk menulis dan 1 untuk  membaca.  Setelah  menerima  alamat  DS1307 dan direction  bit 0,  DS1307  mengirim  sinyal acknowledge pada  SDA.  Lalu  mikrokontroler  akan mengirimkan data  yang akan  ditulis. Setiap byte yang diterima  akan  diakhiri  dengan  sinyal acknowledge . Apabila  mikrokontroler  sudah  selesai  mengirim  data, maka dikirim kondisi STOP.
Komponen elektronika yang berfungsi mengirimkan data ke personal  komputer adalah modul XBee  Pro.  Modul  XBee  Pro  merupakan  modul  RF (radio  fekuensi)  yang  beroperasi  pada  frekuensi  2,4 Ghz.  Sesuai datasheet ,  pada  saat  pengiriman  data modul  XBee  Pro  memerlukan  catu  daya  2,8  VDC
sampai  3,3  VDC.  Modul  XBee  Pro  akan  membebani dengan  arus  sebesar  250  mA  pada  pengiriman  data (Tx)  dan  arus  50  mA  untuk  penerimaan  data  (RX) dengan  jang  kauan:  100  meter  dalam  ruangan,  1500 meter di luar ruangan.
Gambar 6. XBee Module [12] .
Pada  modul  XBee  Pro  terdapat  20  pin,  namun yang  digunakan  hanya  6  pin,  yaitu  VCC  dan  GND untuk tegangan suplay, modul, RESET merupakan pin reset  XBee  Pro,  DOUT  merupakan  pin  Transmitter (Tx),  DIN  merupakan  pin  Receiver  (RX)  dan  yang terakhir  adalah  PWMO/RSSI  yaitu  sebagai  indikator penerimaan data yang biasanya dihubungkan ke LED.
I/O  Expansion  Shield untuk  Arduino  adalah peangkat  tambahan  yang  digunakan  untuk  antarmuka beberapa  modul  yang  cocok  dengan  papan  arduino. Papan Expansion  Shield ini  memiliki  masukan tegangan 5 VDC. Modul-modul yang cocok dan sesuai dengan  papan  Arduino  dapat  mendukung  RS485, XBee Pro, APC220, SD Card dan Bluetooth.
Gambar 7. I/O Expansion Shield
Beberapa  fitur  yang  dimiliki  oleh I/O  Expansion Shield ini  adalah  kompatibel  dengan  Arduino  DUE, pemilihan tegangan kerja 3,3V atau 5V, tombol untuk memilih mode komunikasi tanpa kabel atau mode pem rograman antarmuka yang mudah diakses.
Catu  daya  sangat  penting  pada  peralatan eletronika, karena hampir semua peralatan elektronika memerlukan  tegangan  DC  untuk  mengoperasikannya. Catu daya adalah suatu alat yang berfungsi  mengubah tegangan  AC  menjadi  tegangan  DC.  Peralatan elektronika  yang  digunakan  sekarang  ini  sebagian besar  membutuhkan  tegangan  DC  dengan  tegangan yang lebih rendah untuk mengoperasikannya.
Gambar 8. Adapter
Kecanggihan  teknologi  hari  ini  menghasilkan banyak  inovasi  baru  dalam  bidang  teknologi.  Catu daya  yang  biasanya  dirangkai  sendiri,  sekarang  sudah dipermudah  dengan  adanya  adapter.  Adapter    adalah komponen elektronika catu daya siap pakai. Tegangan keluaran  dari  adapter  yang  digunakan  pada  penelitian ini adalah 5 VDC.
Keunggulan  yang  dimiliki  sistem  ini  adalah terletak  pada sistem komunikasi data tanpa kabel yang berfungsi  untuk  mengirimkan  data  curah  hujan  tanpa kabel  dari  alat  ukur  curah  hujan  bejana  berjungkit  ke personal  komputer.  Pengamat  tidak  perlu  terjun  ke lapangan  untuk    mengambil  data  curah  hujan  yang tercatat pada alat ukur. Nilai curah hujan terkecil yang dapat  dicatat  oleh  alat  ukur  adalah  0,27  mm.  Tujuan penelitian ini adalah menjelaskan spesifikasi performansi dan spesifikasi desain sistem.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium Elektronika  dan  Instrumentasi  Fisika  (ELIN)  FMIPA UNP  dan  BMKG  Sicincin.  Kegiatan  penelitian  di Laboratorium meliputi penulisan proposal penelitian,perancangan sistem dan perakitan komponen.  Kegiatan  penelitian  di  BMKG  meliputi pengambilan  data  pada  uji  coba  model  dan  uji  coba aktual dan kalibrasi data.
Penelitian  ini  tergolong  kedalam  penelitian rekayasa termasuk  penelitian  perangkat lunak. Penelitian  rekayasa  adalah  kegiatan  merancang  atau mendesain,  sehingga  di  dalamnya  terdapat  kontribusi baru  baik  dalam  bentuk,  proses  maupun  produk. Langkah-langkah  dari  penelitian  rekayasa  yaitu: deskripsi alat  yang dibuat,  manfaat dan kelebihan alat baru  atau  modifikasi,  desain  alat,  cara  membuat  alat dan  bahan  dituliskan  jika  memang  penelitian  sampai taraf pembuatan alat.
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini terdiri  dari  multimeter  digital  atau  analog.  Multimeter ini  digunakan  mengukur  atau  menguji  nilai  tegangan masukan  dan  keluaran  dari  rangkaian  elektronika. Sementara  itu,  pembuatan  penakar  hujan  otomatis  ini mengunakan  beberapa  komponen  elektronika  seperti modul  sensor  kontak  listrik,    modul  RTC,    personal komputer,  mikrokontroler  arduino  uno  ,  modul  XBee , adapter , penakar  curah  hujan  bejana  berjungkit  model TB3-0.2  serial  no.92-459  milik  BMKG  Sicincindan Automatic  Rain  Gauge (ARG)  BMKG  sebagai  alat ukur standar.
Pada  bagian  poros  bejana  berjungkit  terdapat sensor  kontak  listrik  dan  magnet  yang  sudah terkalibrasi   yang berfungsi  untuk  menghitung jumlah tetes  air  hujan  yang  masuk  ke  jungkitan  .  Hasil  yang didapatselanjutnya  akan  diproses oleh  mikrokontroler. Modul jam waktu  nyataDS1307 berfungsi sebagai jam waktu  nyatayaitu  untuk  mengatur  waktu  pada mikrokontroler. Mikrokontroler berfungsi untuk menkonversi  data  keluaran  dari  sensor  kiontak listrikdan  RTC . Data  yang  telah  dikonversi  di
mikrokontroler  akan    dikirim  menggunakan  XBee  ke personal komputer.
Adapun  desain  mekanik    penakar  curah  hujan bejana berjungkitmodel TB3-0.2 serial no.92- 459adalah sebagai berikut:
Gambar 9.  Desain Mekanik Alat Ukur Curah Hujan
Secara umum alat ukur terdiri dari dua bagian. Bagian pertama adalah sistem mekanik alat ukur yang terdiri  dari  tabung  silinder  di  bagian  luar  dengan corong  bagian  atas  sebagai  penampung  air  hujan, bagian  dalam  terdiri  dari  bejana  berjungkit  dengan volume  bejana  10  ml,  dan  magnet  di  poros  bejana berjungkit.  Bagian  kedua  adalah  rangkaian  penyusun alat  ukur  curah  hujan  yang  terdiri  dari  rangkaian sensor  kontak  listrik,  rangkaian  mikrokontroler,  dan rangkaian RTC.
Adapun  perangkat  lunak  yang  di  gunakan adalah  perangkat  lunak  X-CTU  dan  arduino,  yaitu perangkat  lunak  dari  produk  XBee  Pro  dan  arduino. Diagram  alir  program  alat  ukur  curah  hujan  adalah sebagai berikut :
Gambar 10. Diagram Alir Alat Ukur Curah Hujan Gambar 10 merupakan diagram alir pemrograman alat ukur  curah    hujan    otomatis  tipe  bejana  berjungkit menggunakan  komunikasi  tanpa  kabel  XBee.  Proses pertama adalah proses inisialisasi oleh  mikrokontroler
Arduino,  kemudian  penampilan  judul,  pembacaan  sen sor oleh mikrokontroler dikirim ke personal komputer.
Teknik  pengumpulan  data  pada  penelitian  ini adalah dengan melakukan pengukuran banyak gerakanjungkitanoleh  sensor  kontak  listrik  dalam bentuk perubahan nilai tegangan pada keluaran sensor kontak  listrik.  Nilai  tegangan  inilah  yang  akan memberikan  respon  pada  rangkaian  mikrokontroler sampai pada akhirnya diperoleh nilai curah hujan. Dari pengukuran  dan  pengumpulan  data  ini  akan  diketahui ketepatan dan ketelitian alat.
Analisis  data  digunakan  untuk  memperoleh kesimpulan,  mengetahui  tingkat ketelitian dari sistem. Ketepatan  ( accuracy )  merupakan  tingkat  kesesuaian atau  dekatnya  suatu  hasil  pengukuran  terhadap  harga sebenarnya.  Ketepatan  dari  sistem  dapat  ditentukan dari  persentase  kesalahan  antara  nilai  aktual  dengan nilai  yang  terlihat.  Persentase  kesalahan  dapat ditentukan dari persamaan :
(1)
dimana; Yn =  Nilai  sebenarnya  dan Xn =  Nilai  yang terbaca  pada  alat  ukur  standar.  Ketepatan  pengukuran dari suatu sistem pengukuran dapat ditentukan melalui persamaan :
(2)
Ketepatan  relatif  rata-rata  dari  sistem  pengukuran dapat ditentukan melalui persamaan:
% 100 1 %     Yn Xn Yn
A
(3)
Pada  persamaan,  A  merupakan  akurasi  relatif  yang sering dikenal dengan ketepatan.
Hasil  pengukuran  dinyatakan  dalam
X X   kemudian  dapat  ditentukan  nilai  rata-rata,  standar deviasi,  kesalahan  mutlak  dan  relatif  serta  pelaporan hasil pengukuran. Nilai rata-rata pengukuran dinyatakan dengan rumus:
(4)
dimana  Xn  adalah  nilai  dari  data  ke-n  dan  n  adalah jumlah  total  pengukuran.  Ketelitian  dapat  diekspresi kan dalam bentuk matematika sebagai berikut:
(5)
dimana;  Xn  =  nilai  dari  pengukuran  ke-n  dan n X = rata-rata  dari  set  n  pengukuran.  Untuk  mengukur standar deviasi dapat digunakan persamaan:
Adapter    n n Xn n X 1 1 n X n X Xn
precision    1   1 1 2 2       n X X n n X i i Yn Xn Yn A    1 Mulai Baca data curah hujan Selesai Inisialisasi port
Tampilkan judul ama Olah data sensor dmikrokontroler
Kirim data ke PC
Dari  hasil  pengukuran  dapat  dilihat  seberapa besar  kesalahan  relatif  pengukuran  pada  alat  dengan menggunakan persamaan:
(7)
Untuk  melaporkan  hasil  pengukuran  terhadap suatu besaran dinyatakan dalam:
(8) Setelah  data  secara  pengukuran  dan  perhitung an diperoleh maka data akan diolah dengan baik secara grafik dan statistik. Dari hasil pengolahan data tersebut akan di dapat sebuah kesimpulan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian
Spesifikasi  performansi  penakar  curah  hujan bejana  berjungkitterdiri  dari  bagian  mekanik  dan bagian  elektronika.  Mekanik  sistem  yang  digunakan pada penelitian ini adalah  penakar curah hujan bejana berjungkit  model  TB3-0.2  serial  no.92-459  milik BMKG Sicincin yang dapat dilihat pada Gambar 11.
(a)                          (b) (c) -
Gambar  11.  Foto  Desain  Mekanik  Penakar  Curah Hujan  Bejana  Berjungkit  Model  TB3- 0.2  Serial  No.92-459  Milik  BMKG Sicincin:  a)  Bagian  Luar,  b)  Bagian
Atas, c) Bagian Dalam
Sistem  mekanik  alat  ukur  terdiri  dari  tabung silinder  di  bagian  luar  dengan    corong  bagian  atas sebagai  penampung  air  hujan,    bagian  dalam  terdiri dari  bejana  berjungkit  dengan  volume  bejana  10  ml yang  berfungsi  untuk  menampung  air  hujan,  dan magnet  di  poros  bejana  berjungkit  yang  berfungsi sebagai pengubah tegangan pada sensor kontak listrik.
Bagian  kedua  adalah  rangkaian  elektronika penyusun  alat  ukur  curah  hujan  yang  terdiri  dari rangkaianelektronika  pada  alat  ukur  dan  rangkaian elektronika  pada  personal  komputer.  Rangkaian elektronika  yang  ada  pada  alat  ukur  terdiri  dari rangkaian  sensor  kontak  listrik,  rangkaian  XBee pemancar  pada  mikrokontroler,    rangkaian  RTC  dan rangkaian elektronika pada personal komputer terdapat rangkaian  XBee  penerima.  Rangkaian  elektronika keseluruhan pada alat ukur curah hujan bejana berjung kitdapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12. Rangkaian PenyusunSistem
Prinsip  kerja  dari  alat  ukur  curah  hujan  adalah pada  saat  air  hujan  jatuh  ke  bejana  berjungkit  seba nyak  10  ml  maka  bejana  akan  bergerak,  sehingga magnet yang ada di poros bejana berjungkit juga berge rak  melewati  sensor  kontak  listrik.  Sensor  kemudian mencacah  gerakan  magnet  yang  bergerak.  Keluaran sensor  berupa  bilangan  analog  yang  akan  dikonversi oleh mikrokontroler Arduino. Setiap bejana berjungkit 1 kali maka tegangan keluaran dikalikan 0,27 mm . Ketepatan pengukuran uji coba hujan dimodelkan  dari  sistem  alat  ini  yaitu  dengan membandingkan  hasil pengukuran dari sistem dengan alat  ukur  standar.  Alat  ukur  standar  yang  digunakan adalah  ARG  yang  ada  di  BMKG  Sicincin.  Teknik  ini dilakukan  dengan  cara  memasang  alat  ukur  ini  dekat alat  ukur  standar.  Perbandingan  hasil  pengukuran curah  hujan  sistem  dengan  alat  standar  di  BMKG Sicincin dapat dilihat pada  Gambar 13.
Gambar  13.Perbandingan  Hasil  Pengukuran  Curah Hujan  Sistem  Dengan  Alat  Standar  di BMKG
Gambar  13  menggambarkan  perbandingan  hasil pengukuran  curah  hujan  sistem  dengan  ARG. Persentase kesalahan sistem berkisar antara 8% hingga 21 % dan kesalahan rata-rata 14%.
Ketelitian  pengukuran  curah  hujan  dapat ditentukan dengan  pengukuran berulang  model  hujan dengan  3  variasi  volume  air.  Pengulangan  ini dilakukan untuk memperbanyak data pada pengolahan data, selain itu pengukuran berulang sangat dianjurkan untuk  mencari  nilai  yang  mendekati  nilai  sebenarnya. Berdasarkan  pengukuran  dapat  ditentukan  nilai  rata- rata,  standar  deviasi,  persentase  simpangan  dan
% 100    X X KR X X H   
ketelitian.  Ketelitian  pengukuran  curah  hujan  dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Ketelitian Pengukuran Curah Hujan (CH)
Volu me CH Ketel itian ∆CH CH±∆CH KR(%) 50 1,73 0,90 0,08 1,73±0,08 0,08% 75 3,11 0,95 0,08 0,95±0,08 0,08% 150 6,291 0,93 0,05 0,93±0,05 0,05%
Dari  Tabel  1  hasil  ketelitian  pengukuran  curah hujandengan  3  variasi  volume  model  hujan  terlihat bahwa alat ukur memiliki ketelitian yang cukup tinggi untuk  pengukuran  curah  hujan.  Pengukuran  ketelitian dilakukan  dengan  mengukur  curah  hujan  dimodelkan sebanyak  10  kali  pengukuran.  Hasil  pengukuran didapatkan  ketelitian  pengukuran  curah  hujan  0,93 dengan standar deviasi 0,07 dan kesalahan relatif rata- rata yaitu 0,07%.
Ketepatan  transmisi  data  didapatkan  dari pengujian  pengiriman  data  yang  ada  pada  alat.  Data ketepatan  transmisi  data  alat  ukur  ke  personal komputer  didapatkan  dengan  membandingkan  data dari  alat  dengan  data  yang  terkirim  ke  personal komputer.  Jarak  antara  alat  ukur  dengan  personal komputer  adalah  20  meter.  Data  ketepatan  transmisi data dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Ketepatan Transmisi Data No Jumlah Jungkitan Persen Kesalah an Ketep atan Relati f Persen Ketepata n Alat Diterima 1 1 jungkitan 1 jungkitan 0% 1 100% 2 2 jungkitan 2 jungkitan 0% 1 100% 3 3 jungkitan 3 jungkitan 0% 1 100% 4 4 jungkitan 4 jungkitan 0% 1 100% 5 5 jungkitan 5 jungkitan 0% 1 100% 6 6 jungkitan 6 jungkitan 0% 1 100% 7 7 jungkitan 7 jungkitan 0% 1 100% 8 8 jungkitan 8 jungkitan 0% 1 100% 9 9 jungkitan 9 jungkitan 0% 1 100% 10 10 jungkitan 10 jungkitan 0% 1 100%
Pada  Tabel  2  dapat  dilihat  hasil  pengujian  transmisi data  dari  alat  ukur  ke  PC.Dari  hasil  pengujian ketepatan  transmisi  data  didapatkan  persen  kesalahan 0%,  ketepatan  relatif  1  dan  persen  ketepatan  100%. Pemancar  yang  ada  pada  alat  ukur  mengirimkan  data curah  hujan  yang  sama  ke  penerima  yang  ada  di personal komputer.
Ketepatan  pengukuran  uji  coba  hujan  aktual dari  alat  ukur  curah  hujan  bejana  berjungkitini  yaitu dengan  membandingkan    hasil  pengukuran  curah hujan  pada  sistem  dengan  hasil  pengukuran  curah hujan  alat  ukur  standar  yang  ada  di  BMKG  Sicincin. Teknik pengukuran curah hujan dilakukan dengan cara memasang  alat  ukur  ini  dekat  alat  ukur  standar.  Data curah hujan uji coba hujan aktual pada tanggal 25 Mei 2016 dari kedua alat ini dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel  3.  Ketepatan  Sistem  Pada  Uji  Coba  Hujan Aktual Tanggal 25 Mei 2016
N o Waktu Penguku ran Curah Hujan (mm) Persen Kesalah an Ketepat an relatif Persen Kesalah an ARG Sistem 1 21:16 0,58 0,5 8% 0,92 92% 2 21:18 1,08 1 8% 0,92 92% 3 21:20 1,62 1,5 8% 0,92 92% 4 21:26 2,16 2 8% 0,92 92% 5 21:53 2,7 2,5 8% 0,92 92% 6 21:58 3,24 3 8% 0,92 92% 7 22:28 3,78 3,5 8% 0,92 92%
Dari  Tabel  3  ketepatan  alat  ukur  curah  hujan  tipe bejana  berjungkit  pada  uji  coba  aktual  dapat  dilihat bahwa presentase kesalahan 8%, ketepatan relatif rata- rata  0,92  dan  presentase  ketepatan  rata-rata  yang diperoleh  dari  perbandingan  ini  adalah  92%.  Nilai curah  hujan  pada  alat  ukur  bejana  berjungkit mendekati  nilai  curah  hujan  yang  ada  pada  alat  ukur standar.  Alat  ukur ini dapat digunakan oleh pengamat di BMKG Sicincin.

## Pembahasan
Bedasarkan  analisis  yang  telah  dilakukan  baik secara  grafik  maupun  statistik  menunjukkan  bahwa hasil penelitian sesuai dengan tujuan penelitian. Sistem ini  terdiri  dari  dua  bagian,  yaitu  bagian  mekanik  dan bagian  rangkaian  elektronika.  Bagian  mekanik  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  penakar  curah hujan bejana berjungkitmodel TB-0.2 serial no.92-459 milik  BMKG  Sicincin  yang  memiliki  kerusakan  pada data  logger  dan  sensor.  Bagian  mekanik  terdiri  dari tabung  silinder  yang  terbuat  dari  alluminium.  Bagian atas  silinder  berbentuk  kerucut  dengan  diameter  20 cm,  dan  tinggi  kerucut  10  cm.  Pada  bagian  dalam terdapat 2 buah bejana yang saling berjungkit, magnet pada  porosbejana  berjungkit.  Bagian  rangkaian elektronika pada alat ukur adalah bagian yang peneliti susun  sendiri  untuk  melengkapi  bagian  mekanik  yang ada  supaya  dapat  digunakan  untuk  mengukur  curah hujan. Rangkaian elektronika pada alat ukur ini terdiri dari  rangkaian  sensor  kontak  listrik,  rangkaian  jam waktu  nyata,  rangkaian  mikrokontroler  Arduino  Uno, rangkaian  XBee  pemancar  pada  alat  ukur  dan rangkaian XBee penerima pada personal komputer.
Prinsip  kerja  dari  alat  ukur  curah  hujan  bejana berjungkitadalah pada saat air hujan jatuh ke jungkitan yang  ada  pada  bagian  dalam  alat  ini  sebanyak  10  ml maka  bejana  akan  bergerak.  Bejana  akan  bergantian berjungkit, sehingga magnet yang ada di poros bejana berjungkit    juga  bergerak  melewati  sensor  kontak listrik.  Sensor  kontak  listrik  kemudian  mencacah gerakan  magnet  yang  bergerak  melewati  sensor. Keluaran  sensor  berupa  bilangan  analog  yang  akan dikonversi oleh mikrokontroler Arduino. Setiap bejana berjungkit  1  kali  maka  tegangan  keluaran  dikalikan 0,27 mm.
Pengujian  alat  ukur  dilakukan  dengan  uji  coba hujan  dimodelkan  dan  uji  coba  hujan  aktual.  Pada  uji coba  dimodelkan  dibuat  model  hujan  dengan menyemprotkan  air  yang  dimasukkan  ke  dalam  botol aqua dan disemprotkan ke sistem dan alat ukur standar
dengan  variasi  volume  yang  sama.  Dari  hasil pengukuran  uji  coba  hujan  dimodelkan  didapatkan persentase  ketepatan  rata-rata  0,86  dan  presentase kesalahan  rata-rata  yang  didapat  14%    dan  ketelitian rata-rata  curah hujan adalah 0,93, standar deviasi rata- rata  0,07  dan  kesalahan  relatif  rata-rata  0,07%.  Dari hasil  pengujian  transmisi  data  dari  alat  ukur  ke personal  komputer  didapatkan  persen  kesalahan  0%, ketepatan  relatif  1  dan  persen  ketepatan  100%.  Pada uji  coba  hujan  aktual,  data  yang  diukur  adalah  hujan aktual  pada  25Mei  2016.  Berdasarkan  hasil  pengujian yang  dilakukan,    ketepatan  relatif  dari  alat  ukur  ini 0,92  dan  persentase  ketepatan  8%  dengan  pesentase kesalahan rata-rata 8%.
Penelitian  ini  memiliki  beberapa  keterbatasan yaitu,  pengamatan  hujan  aktual  hanya  dilakukan  2 hari,  penelitian  selanjutnya  dilakukan  pengamatan hujan  aktual  beberapa  hari  untuk  mendapatkan  hasil perbandingan  curah  hujan  pada  sistem  dan  alat  ukur yang  lebih  akurat.  Penyimpanan  datayang  terkirim  ke personal komputer tidak langsung tersimpan otomatis, penyimpanan  data  secara  otomatis  dapat  ditambahkan SD  card pada  alatsupaya  data  tersimpan  secara otomatis  pada  alat  ukur  supaya  data  tidak  hilang  saat mati  lampu.  Jarak  pengiriman  data  dari  alat  ukur  ke personal  komputerhanya20  m,    pengiriman  data  dapat lebih  jauh  lagi  dengan  menambah  antena  pada XBee.Ukuran  jungkitanpada  alat  ukur  ini  tidaksesuai dengan  jungkitanalat  ukur  standar.Jungkitan  bisa dibuat sendiri dengan bahan seng dengan ukuran yang sama dengan jungkitan alat ukur standar.
Kelebihan  dari  alat  ukur  ini  terletak  pada pengiriman data curah hujan ke personal komputer dan ketelitian  alat  ukur.  Alat  ukur  ini  menggunakan komunikasi data tanpa kabel yang bisa mengirim data curah hujan dari alat ukur cutah hujan dengan jarak 20 m  dari  personal  komputer,  sehingga  pengamat  tidak perlu  lagi  terjun  ke  lapangan  untuk  mengambil  data curah  hujan.  Data  yang  tersimpan  di  personal komputer  bisa  dibuka  dengan  Notepad,  Wordpad  dan Microsoft  word.  Alat  ukur  ini  lebih  teliti  dapat megukur curah hujan 0,27 mm.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  analisa terhadap besaran fisika  yang  ada pada alat ukur curah hujan  menggunakan  sensor  kontak  listrikdengan  data tersimpan  dan  terkirim  ke  personal  komputer, didapatkan beberapa kesimpulan dari penelitian yaitu :
1. Spesifikasi  performansi  sistem  terdiri  bagian mekanik dan bagian rangkaian elektronika. Bagian mekanik terdiri dari bagian luar berbentuk silinder yang diatasnya terdapat corong kerucut, dan bagian dalam  terdiri  dari  bejana  berjungkit,  dan  magnet yang terletak pada poros bejana berjungkit. Bagian rangkaian  elektronika  meliputi  rangkaian  sensor kontak  listrik , rangkaian  jam  waktu  nyata, rangkaian  mikrokontroler  arduino  uno,  rangkaian XBeepemancar , rangkaian XBeepenerima .
2. Spesifikasi  desain  alat  ukur  ini  adalah  sebagai berikut :
a. Dari hasil uji coba model didapatkan persentase kesalahan  rata-rata14%,  persentase  ketepatan 86%,  ketelitian  sata-rata  0,93,  standar  deviasi rata-rata  0,07  dan  kesalahan  relatif  rata-rata 0,07%. Ketepatan transmisi data yaitu persentase  kesalahan  0%,  ketepatan  relatif  1 dan persentase ketepatan 100%. Ketepatan dari sistem alat ukur ini mendekati nilai sebenarnya.
b. Hasil  uji  coba  aktual  pada  tanggal  25  Mei 2016didapatkan  presentase  kesalahan  8%  , ketepatan  relatif  rata-rata  0,92  dan  presentase ketepatan rata-rata yang diperoleh dari perbandingan ini adalah 92%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Benyamin  Lakitan.  1994.  Dasar-dasar  Klimato logi. PT Raja Grafindo Persada : Jakarta.
[2] Darwisaman dan Zawirman. 2012. Bahan Ajar Mata  Kuliah  :  Meteorologi  Klimatologi.  FIS UNP : Padang.
[3] Heri Susanto. 2013. Perancangan Sistem Telemetri  Wireless  Untuk  Mengukur  Suhu  Dan Kelembaban  Berbasis  Arduino  Uno  R3  Atmega 328p Dan Xbee Pro. Fakultas Teknik Universitas Maritim Raja Ali Haji: Tanjung Pinang.
[4] Imam  Suharjo.  2009.  Analisis  Penggunaan Jaringan Kabel Listrik Sebagai Media Komunikasi Data Internet. Program Studi Teknik Elektro UMBY : Yogyakarta
[5] Indarto.  2010.  Hidrologi  Dasar  Teori  Dan Contoh  Aplikasi  Model  Hidrologi.  Bumi  Aksara :Jakarta.
[6] Mahmud  Achmad,.  2011.  Hidrologi  Teknik. Universitas Hasanuddin : Makassar.
[7] Mushlihudin.  2010.  Bahan  Kuliah  Komunikasi Data. Teknik Elektro Universitas Ahmad Dahlan: Yogyakarta.
[8] Nofri Hardisal. 2013. Desain dan Pembuatan Alat Ukur  Suhu  dan  Kelembaban  Udara  Berbasis Digital  Dengan  Data  Tersimpan  Menggunakan Sensor SHT75. FMIPA UNP : Padang
[9] Rhido  Pratama.  2013. Pembuatan  Sistem Pengukuran Durasi Penyinaran Matahari Berbasis Mikrokontroler Atmega8535
Menggunakan  Sensor  LDR  Universitas  Negeri Padang : Padang.
[10] Sri  Harto  Br.  1993.  Analisis  Hidrologi.  PT Gramedia Pustaka Utama : Jakarta.
[11] Valentina  Sophia  Manullang,.  2013.  Modifikasi Penakar  Hujan  Otomatis  Tipe  Tipping  Bucket Dengan Hall Effect Sensor Ats276 . FMIPA USU :Medan.
[12] Yuliza. 2013. Komunikasi Antar Robot Menggunakan RF Xbee dan Arduino Microcontroller.Fakultas Teknik Universitas
Mercu Buana:
3. Jakarta.