Jurnal Matematika, Sains, dan Pembelajarannya
Vol.7, No.1, Januari 2021, pp. 70~76
ISSN 2622-8904 (online)

## Simulasi Monitoring Pergeseran Tanah Menggunakan Sensor
LVDT ( Linear Variable Differential Transformer )
Wilson Jefriyanto* 1 , Bergita Gela  M. Saka 2 , Jumiarti Andi Lolo 3 , Irsan Rahman 4
* 1,2,3 Universitas Kristen Indonesia Toraja
4 Universitas Muslim Maros,
e-mail: * 1 wilsonjefriyanto@gmail.com , 2 bergita@ukitoraja.ac.id , 3 mia.andilolo@gmail.com , 4 irsan@umma.ac.id,

## Abstrak
Pergeseran  tanah  merupakan  salah  satu  faktor  terjadinya  tanah  longsor  (landslide).  Untuk  itu, diperlukan  suatu  prototype  alat  yang  dapat  membantu  memberikan  informasi  dini  dan  peringatan  akan terjadinya  longsor.  Telah  dilakukan  penelitian  tentang  simulasi  pergeseran  tanah  dengan  menggunakan sensor  LVDT  (Linear  Variable  Differential  Transformer).  Sensor  LVDT  dihubungkan dengan Arduino  uno yang kemudian ditampilkan pada LCD dan juga monitoring pada komputer. Pengamatan pergeseran tanah dilakukan selama 5 jam dengan melakukan variasi terhadap sudut kemiringan tanah. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk menguji kerja dari sensor LVDT yang merupakan hasil dari penelitian sebelumnya. Dari hasil pengamatan, terlihat bahwa sensor LVDT ini mampu membaca pergeseran tanah dengan ketelitian 0.01 mm dengan  jangkauan  pergeseran  hingga  14  cm.  Hal  ini  menunjukkan  sensor  LVDT  dapat  dijadikan  alat monitoring  untuk  pergeseran  tanah  yang  kecil.  Penelitian  selanjutnya  akan  dikembangkan  sensor  LVDT dengan jangkauan pengukuran yang besar.

## Kata kunci: Landslide, LVDT, Pergeseran Tanah, Sensor

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi sensor saat ini tidak hanya pada bidang industri, tetapi juga merambah pada bidang lain, seperti bidang medis, bangunan, mitigasi bencana   otomotif, komunikasi, teknologi informasi, dan bidang lainya  (Jefriyanto,  2017).      Dalam  bidang  mitigasi  bencana,  salah  satu  sensor  yang  digunakan  yaitu  sensor untuk  mengamati    pergerakan  tanah    untuk  mangantisipasi  terjadinya  tanah  longsor  yang    rawan  terjadi  di Indonesia, seperti di wilayah Tana Toraja dan Toraja Utara yang merupakan daerah dataran tinggi dan sering terjadi  longsor  (Priyanto,  2015).  Perumahan  dan  pemukiman  warga  semakin  meningkat  setiap  tahunnya, dimana pohon-pohon yang juga berfungsi menahan longsoran banyak yang sudah ditebang sehingga titik-titik longsor semakin banyak. Jadi diperlukan suatu prototype alat yang dapat membantu memberikan informasi dini dan peringatan akan terjadinya longsor.
Pengamatan  pergerakan  tanah    telah  dikembangkan  dengan  beberapa  alat  instumen  antara    lain extensometer  elektris,  inclinometer  dan  FBG  stainmeter  (Kanchi  dan  Gosala,  2010;  Vudhivanich  dan Sriwongsa, 2011; Othman, 2008). Selain ketiga sistem instrumentasi tersebut, salah satu  sistem monitoring yang telah berhasil dibuat dengan harga harga komponen yang lebih terjangkau yaitu sistem pergeseran tanah menggunakan  sensor  LVDT (Linear  Variabel  Differential  Transformer )    berbasis  mikrokontroler  yang merupakan  hasil  penelitian  kami  sebelumnya  (Jefriyanto,  2018).  Namun  untuk  memaksimalkan  hasil pengukuran dari sensor, diperlukan pengujian sebelum diterapkan di lapangan. Untuk itu perlunya prototype simulasi sensor LVDT yang akan memonitoring pergeseran tanah sebagai media uji coba Sensor LVDT.
Penelitian  sebelumnya  telah  berhasil  dibuat  sensor  LVDT  yang  dilakukan  secara  manual  dengan menggunakan penggulung kawat kemudian dihubungkan dengan rangkaian pengarah arus dan mikrokontroler serta LCD untuk tampilan pengukuran (Jefriyanto, 2019). Kinerja LVDT ditentukan oleh geometri tranduser,
https://jurnal.unsulbar.ac.id/index.php/saintifik
variasi eksitasi, arus dan frekuensi untuk menentukan kinerja yang diusulkan (Kanchi dan Gosala, 2010). Hasil pembuatan sensor LVDT yang telah buat dapat dilihat pada gambar berikut.

## Gambar 1. Sensor LVDT
Pergeseran  tanah  ( land  displacement )  merupakan  peristiwa  alam  dimana  volume  tanah  atau  batuan dalam  satu  area  tertentu  mengalami  perubahan  posisi  dari  keadaan  awalnya.  Pemuaian  massa  tanah  akibat kadar air yang berlebih, merupakan salah satu daktor pergerakan tersebut. Selain itu, akibat juga diakibatkan dari perbedaan struktur dan jenis batuan penyusun tanah sehingga dengan kondisi tanah atau lereng yang curam dapat  memicu  terjadinya  pergerakan  tanah  yang  cenderung  mengarah  ke  bagian  bawah  akibat  pengaruh gravitasi.
Pengamatan  longsor  yang  telah  dilakukan  oleh  beberapa  ahli  diperoleh  kesimpulan  bahwa  untuk daerah dengan kondisi kemiringan lereng >45°, apabila dalam area dengan kondisi tanah yang labil telah terjadi pergeseran tanah sebesar ±5 cm, maka wilayah tersebut berpotensi mengalami longsor  (Karnawati, 2012).
Peristiwa  tanah  longsor  merupakan  pergerakan  reruntuhan  batu  atau  kotoran  bawah  pada  sebuah kemiringan yang berakibat dari kegagalan konstituen pada lereng gunung yang didorong oleh gaya gravitasi (Kapoor  dkk.,  2016).  Sealin  itu,  tanah  longsor  juga  dipengaruhi  oleh  kondisi  geologis  dan  geografis  yang kompleks dan perubahan kondisi iklim dalam waktu tertentu (Federico dkk., 2004).
Karena  banyaknya  parameter  yang  harus diperhatikan  dalam  menganalisis  terjadinya  longsor  maka dibuatlah simulasi untuk mengoptimalkan pengamatan pada saat di lapangan. Simulasi ini ada yang berbentuk komputasi (Nuhn, E. dkk, 2012) dan juga dalam bentuk perangkat eksperimen seperti pada gambar  2. Pada
https://jurnal.unsulbar.ac.id/index.php/saintifik
gambar 2, perangkat eksperimen ini dilakukan pemantauan dan pengembangan lahan longsor yang terhubung dengan  sistem  wireless  yang  dilakukan  oleh  oleh  Centre  for  Spatial  Data  Analysis  and  Sustainable Development Applications Universitas Tongji (Scaioni dkk., 2012).
Gambar 2. Platform simulasi landslide (Scaioni  dkk., 2012).

## 2. METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  ini  menggunakan  metode eksperimen.  Diagram  alir  tahapan  dalam  penelitian  ini dapa dilihat pada skema gambar 3 berikut ini.
Gambar 5.

## Gambar 3 Diagram alir pengembangan sensor LVDT
Proses awal diawali dengan pembuatan sensor LVDT dengan menggunakan alat penggulung kawat yang memiliki counter lilitan sehingga memudahkan dalam perhitungan jumlah lilitan. Sensor ini terdiri dari lilitan primer dan sekunder. Pada lilitan primer dihubungkan dengan sumber arus AC, dengan sinyal sinusoidal
Pembuatan Sensor LVDT Survei Tanah Dan Parameter Pergeseran Tanah
Perancangan Prototipe Simulasi
Pemasangan Sensor LVDT pada Protoripe Simulasi Kalibrasi Monitoring Pergeseran Tanah
https://jurnal.unsulbar.ac.id/index.php/saintifik
yang akan membuat lilitan - lilitan sekunder terbangkit dengan tegangan induksi (Othman, 2008) . Rancangan sensor LVDT yang telah dibuat pada penelitian dapat dilihat pada gambar 4. Sebelum prototype dibuat, maka dilakukan  survei  jenis-jenis  tanah  yang  ada di  daerah  rawan  longsor  yang nantinya digunakan untuk bahan simulasi.

## Gambar 4. Desain sensor LVDT
Pergeseran tanah ini diamati secara langsung di lokasi rawan longsor dan juga dalam bentuk simulasi. Namun  agar  hasil  pengukuran  pada  sensor  LVDT  lebih  baik,  maka  dilakukan  simulasi  dalam  skala laboratorium.  Untuk  pengukuran di  lapangan  akan dilakukan  pada  tahap  penelitian  selanjutnya.  Pada  tahap simulasi ini, dilakukan perancangan alat simulasi, selanjutnya melakukan survei tanah dana parameter lain di lokasi rawan longsor. Setelah itu prototype simulasi dirancang dengan menggunakan beberapa sensor untuk mengamati  parameter  lain  yang  mempengaruhi  pergeseran  tanah.  Agar  hasil  data  monitoring  valid,  maka seluruh alat dikalibrasi sebelum pengambilan data. Adapun gambar rancangan prototype simulasi yang akan dibuat dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Skematik prototipe Sistem pengukuran pergeseran tanah
https://jurnal.unsulbar.ac.id/index.php/saintifik

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada simulasi ini tanah dimasukkan ke dalam wadah yang berukuran 100 cm x 30 cm x 30 cm. Wadah ini kemudian dimiringkan sampai membentuk sudut yang diinginkan. Untuk membuat gerakan tanah, maka tanah tersebut disirami air menggunakan pipa yang didesain khusus agar air bisa merata menyebar ke seluruh wadah. Agar air yang keluar  konstan, maka pada sistem ini digunakan pompa air dengan debit air 3,76 cc/detik. Adapun perangkat eksperimen yang telah dibuat untuk simulasi ini dapat dilihat pada gambar 3.
(a)
(b)
Gambar 6.  Perangkat eksperimen landslide (a) tampak dari samping (b) tampak dari depan
Sudut  kemiringan  wadah  yang  digunakan  yaitu  sudut  40 0 ,  45 0 ,  dan  50 0 seperti  pada    gambar IV.11.Lamanya waktu penyiraman yaitu 18.000 sekon atau sekitar 5 jam. Pada saat menit ke 30 mulai terjadi
https://jurnal.unsulbar.ac.id/index.php/saintifik
retakan pada tanah yang membuat tanah bergeser. Data pergeseran ini terbaca oleh sensor yang ditampilkan melalui LCD, dan juga tersimpan pada laptop.
Pada  gambar    nampak  data  hasil  eksperimen  pergeseran  tanah  tiap  sudut  kemiringan.  Grafik  ini menunjukkan bahwa besarnya sudut kemiringan berpengaruh terhadap besarnya pergeseran tanah. Pada sudut 40 0 dan 45 0 terlihat terjadinya pergeseran tanah pada waktu sekitar 1.800 sekon atau 30 menit setelah dimulai penyiraman.  Sedangkan pada  sudut  50 0 terjadinya  pergeseran  tanah    yaitu  pada  selang  waktu  2.000  sekon. Pada awalnya pergeseran tanah pada sudut 45 0 yang paling besar, namun seiring dengan waktu penyiraman terlihat  sudut  50 0 memiliki  pergeseran  yang  paling  besar,  hal  ini  dipengaruhi  oleh  gaya  yang  bekerja  pada sistem  ini,  dimana  semakin  besar  sudut  kemiringanya  maka  semakin  besar  pula  gaya  tarik  dari  tanah  yang menyebabkan pergeseran terjadi (Jefriyanto, 2020)
Gambar 7.  Data pergeseran tanah tiap sudut
Pada waktu  lama penyiraman 18.000 sekon atau 5 jam besarnya pergeseran pada sudut  40 0 , 45 0 , dan 50 0 yaitu 5.5 mm, 27,6 mm dan 28,3 mm. Dari beberapa pengamatan terhadap peristiwa longsor yang terjadi, menurut Karnawati (2012) diperoleh suatu kesimpulan bahwa untuk suatu daerah dengan kondisi kemiringan lereng >45 0 , apabila dalam area dengan kondisi yang labil telah terjadi pergeseran tanah sebesar ± 5 cm, maka dapat dikatakan bahwa area atau wilayah tersebut berpotensi mengalami longsor ( landslide ). Namun dari hasil eksperimen  yang  dilakukan  selama  waktu  pengambilan  data  saat  simulasi  belum  terjadi landslide .  Hal  ini dikarenakan  pergeseran  tanah  terjadi  hanya  sampai  28,3  mm  atau  sekitar  3  cm  saja,  sedangkan  minimal pergeseran tanah untuk terjadinya landslide adalah ± 5 cm.

## 4. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini , dapat diambil kesimpulan  sensor LVDT telah berhasil disimulasikan pada prototype dengan pergeseran tanah dengan ketelitian 0.01 mm dengan jangkauan pergeseran hingga 14 cm. Hal  ini  menunjukkan  sensor  LVDT  dapat  dijadikan  alat  monitoring  untuk  pergeseran  tanah  yang  kecil. Penelitian selanjutnya akan dikembangkan sensor LVDT dengan jangkauan pengukuran yang besar.
0 5 10 15 20 25 30 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000

## Grafik Hubungan antara Waktu semulasi (s) dan
besarnya pergeseran (mm) tiap sudut
https://jurnal.unsulbar.ac.id/index.php/saintifik

## DAFTAR PUSTAKA
Federico, A.,  Popescu, M., Fidelibus,  C., Interno, G. (2004) : On the prediction of the time of occurrence of a slope failure: A review. Proc. 9th Int. Symp. Landslides, vol. 2, (979–983). Jefriyanto,  W.,  Satria,  E.,  dan  Djamal,  M.  “Pengembangan  Sensor  LVDT  ( Linear  Variable  Differential Transformer) dengan berbagai Konfigurasi”. Seminar Kontribusi Fisika , Bandung, (2017). Jefriyanto, W., Silka, dan Djamal, M. “Analisis Pergeseran Tanah dengan Menggunakan Sensor Kelembaban Tanah Berbasis Arduino Uno”. Prosiding SNIPS 2018, FMIPA ITB, (2018).
Jefriyanto, W., Saka, B. G. M., dan Djamal, M. (2019, December 18). Desain Prototype Sensor Pergeseran Tanah dengan Menggunakan Sensor LVDT (Linear Variable Differential Transformer). Neutrino, 2(1), 25-29.
Jefriyanto, W., Saka, B., Pineng., M., Djamal, M (2020)” Development of LVDT (Linear Variable Differential Transformer) sensor as land displacement sensor ”. Journal of Physics: Conference Series : 1528 012041 Kanchi, R. R. and Gosala, N. (2010)  Design and Development of an Embedded System for Testing the Potent iometer Linearity.  Sensors & Transducers Journal, Vol. 112, Issue 1, p. 107 – 117, (2010) Karnawati, D. (2012) : Development of  Socio-Technical Approach for Landslide Mitigation and Risk Reduction Program in Indonesia . World Academy of Science: Engineering and Technology (34-53). Kapoor, S., Pahuja, H., Singh, B.,(2016): Real Time Monitoring & Alert System for Landslide . 2nd International Conference on Contemporary Computing and Informatics (IC3I) (584 -589). Nuhn, E., Kropat, E., Reinhardt W., dan  Pickl, S. (2012): Preparation of Complex Landslide Simulation Results with Clustering Approaches for Decision Support and Early Warning . 45th Hawaii International Conference on System Sciences (34).
Othman,  A.  M.,  (2008),  Design  of  Economical  Equipment  for  Water  and  Fuel  Level  Detection  in  Jordan.
American Journal of Applied Sciences 5 (5), 2. p. 473– 478
Priyanto,  J.,  Subagiyo,  H.,  Madona,  P.,  (  2015). “Rancang  Bangun  Peringatan  Bahaya  Longsor  dan Monitoring Pergeseran Tanah Menggunakan Komunikasi Berbasis GSM ”.  Jurnal ELEMENTER. Vol. 1, No. 2, Riau
Priyanto, J., Subagiyo, H., Madona, P., ( 2015). “Sistem Instrumentasi dan Monitoring Pergeseran Tanah Menggunakan Sensor LVDT Berbasis Mikrokontroler. Proceeding of 3rd Applied Business and Engineering Conference (ABEC), pp. 810-816, Batam, 16-17 September 2015
Scaioni, M, Lu, P., Feng, T., Chen, W.,  Qiao, G., Wu, H., Tong, X., Wang, W., Li, R. "Analysis of spatial sensor network observations during landslide simulation experiments", European Journal of Environmental and Civil Engineering , vol. 17, pp. 802, 2013.
Vudhivanich, and Sriwongsa, W., Development of a Canal AutomationModel: A Laboratory Experiment. Kasetsart J. (Nat. Sci.) 45 : 353 – 365 (2011)