## Pengembangan Sistem Akuisisi Data Otomatis Berbasis Arduino untuk Alat Uji Unjuk Kerja Turbin Air
1 Alfeus Sunarso*), 1 Uray Vicky Ramadhan, 2 Dominikus Sulistiono, 2 Agato, 1 Eko Widagdo, 1 Dwi Handoko, 1 Aripin Manurung
1 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Pontianak
2 Jurusan Teknologi Pertanian, Politeknik Negeri Pontianak
*)Corresponding author: sunarso@dosen.polnep.ac.id

## Abstrak
Pada  eksperimen  untuk  mempelajari  unjuk  kerja  turbin  air,  diperlukan  pengukuran beberapa  parameter  seperti  tekanan  dan  debit  air  yang  masuk  ke  turbin  serta kecepatan  putar  dan  gaya  pengereman  turbin.  Untuk  mempermudah  eksperimen tersebut,  dikembangkan  sistem  akuisisi  data  otomatis  menggunakan  perangkat  keras dan  perangkat  lunak  open  source  berbasis  Arduino.  Pengembangan  sistem  tersebut dilakukan  melalui  tahap  perancangan,  implementasi  dan  pengujian.  Sistem  dirancang memiliki  pengendali  mikro  yang  membaca  sinyal  dari  sensor  tekanan,  debit,  gaya  dan proximity.  Sinyal  tersebut  diolah  dan  kemudian  ditampilkan  ke  LCD  serta  disimpan  ke dalam  kartu  memori  secara  berkala.  Untuk  mewujudkan  rancangan  tersebut  berbagai perangkat  dirangkai  dengan  papan  pengendali  dan  fungsinya  diuji  dengan memasukkan  program  tertentu  ke  pengendali  mikro.  Untuk  perangkat  sensor, dilakukan  kalibrasi  dengan  membandingkan  nilai  pembacaannya  dengan  nilai pembacaan  alat  ukur  komersial.  Hasil  pengujian  sistem  keseluruhan  menunjukkan bahwa sistem telah berfungsi dengan baik. Pengendali mikro telah dapat membaca dan mengolah  sinyal  dari  berbagai  sensor,  menampilkan  data  ke  LCD,  serta  menyimpan data  ke  kartu  memori.  Dengan  demikian,  pengukuran  dan  pencatatan  berbagai parameter  eksperiman  dapat  dilakukan  secara  otomatis,  sehingga  pengujian  unjuk kerja turbin dapat dilakukan secara sistematis dan komprehensif.
Kata Kunci: unjuk kerja; turbin air; akuisisi data otomatis; sensor; pengendali mikro; Arduino

## 1 Pendahuluan
Pembangkit  listrik  tenaga  mikro  hidro  (PLTMH)  adalah  pembangkit  listrik  tenaga  air yang biasanya beroperasi dengan head di bawah 30m  dan menghasilkan daya kurang dari  10kW  [1,  2].  PLTMH  merupakan  salah  satu  solusi  bagi  permasalahan  pasokan energi  listrik  di  Indonesia,  terutama  untuk  masyarakat  di  daerah  terpencil  yang  tidak terjangkau  jaringan  listrik  PLN.  Pengembangan  PLTMH  ini  sejalan  dengan  usaha pemerintah yang tertuang di dalam kebijakan energi nasional (KEN) untuk mengurangi ketergantungan  terhadap  bahan  bakar  fosil  dengan  meningkatkan  kontribusi  energi baru terbarukan (EBT), yang salah satunya adalah tenaga air [3].
Penggerak  utama  pembangkit  listrik  tenaga  air  adalah  sebuah  turbin  air  yang mengubah  daya  hidrolik  aliran  air  menjadi  daya  mekanis.  Daya  mekanis  tersebut diteruskan  ke  generator  listrik  yang  mengubahnya  menjadi  daya  listrik.  Pada  PLTMH biasanya digunakan turbin jenis cross flow karena turbin cross flow ini dapat diproduksi dengan  teknologi  yang  relatif  sederhana.  Kesederhanaan  teknologi  ini  sangat  penting untuk menjamin keberlanjutan operasi PLTMH yang dikelola oleh masyarakat [4].
Unjuk  kerja  turbin  turbin  cross  flow  tergantung  beberapa  faktor  seperti  jumlah  sudu, radius kelengkungan sudu, sudut serang, serta bentuk nosel dan pengarah aliran [5, 6, 7].  Pengaruh  berbagai  faktor  tersebut  dapat  dipelajari  baik  melalui  simulasi  numerik menggunakan  perangkat  lunak  computational  fluid  dynamics  (CFD),  maupun  secara eksperimental dengan menggunakan alat uji unjuk kerja turbin.
Untuk  mempelajari  unjuk  kerja  turbin  secara  eksperimental,  diperlukan  pengukuran tekanan  dan  laju  aliran  (debit)  air  yang  masuk  ke  turbin  serta  gaya  pengereman  dan kecepatan  putar  turbin  [8].  Pengujian  dilakukan  pada  berbagai  kombinasi  antara kondisi operasi dan parameter rancangan turbin. Untuk mengecek tingkat kepercayaan data,  pada  setiap  kondisi  pengukuran  diambil  beberapa  sampel  data.  Mengingat banyaknya  data  yang  harus  dicatat  pada  saat  eksperimen,  pencatatan  secara  manual kurang praktis dan memiliki resiko kesalahan pencatatan yang tinggi. Untuk mengatasi permasalahan tersebut,  pada penelitian  ini dikembangkan sistem kendali dan  akuisisi data otomatis agar pengujian unjuk kerja turbin dapat dilaksanakan dengan mudah dan sistematis.  Agar  komponen  dapat  diperoleh  dengan  mudah  dan  biaya  relatif  murah, dikembangkan sistem dengan perangkat berbasis Arduino.

## 2 Metodologi
Sistem  kendali  dan  akuisisi  data  otomatis  yang  akan  digunakan  pada  alat  uji  unjuk kerja  turbin  ditunjukkan  pada  gambar  1.  Pengembangan  sistem  tersebut  dijelaskan pada bagian berikut ini
Gambar 1 Alat uji unjuk kerja turbin dengan sistem akuisisi data otomatis.

## 2.1 Perancangan Sistem
Seperti  ditunjukkan  pada  tabel  1,  unjuk  kerja  turbin  dipelajari  dengan  mengukur tekanan  dan  debit  air  masuk  ke  turbin  serta  kecepatan  putar  dan  gaya  pengereman
turbin. Dari data tekanan dan debit dapat dihitung daya hidrolik yang masuk ke turbin, sementara dari data kecepatan putar turbin dan gaya pengereman dapat dihitung daya mekanis yang dihasilkan turbin. Efisiensi turbin merupakan rasio antara daya mekanis dan daya hidrolik.
Pada penelitian ini, dikembangkan sistem akuisisi data otomatis untuk mempermudah pengukuran  dan  perekaman  berbagai  parameter  unjuk  kerja  turbin.  Sistem  akuisisi data  tersebut  dirancang  untuk  dapat  mengukur  nilai  berbagai  parameter  unjuk  kerja turbin,  menampilkan  serta  merekam  data  tersebut  secara  berkala.  Perekaman  data dapat  dilakukan  secara  otomatis  penuh,  di  mana  proses  perekaman  dilakukan  setiap selang waktu tertentu, tanpa memerlukan perintah perekaman. Perekaman juga dapat dilakukan  secara  semi  manual,  di  mana  perekaman  dilakukan  pada  setiap  selang waktu tertentu jika ada perintah perekaman, dan perekamaman akan berhenti jika ada perintah  berhenti.  Mode  semi  manual  ini  berguna  jika  pada  eksperimen  terdapat langkah  persiapan  atau  pengaturan  di  mana  nilai  berbagai  parameter  tidak  perlu direkam. Dengan perekaman ini, data hasil eksperimen dapat diolah lebih lanjut.

## Tabel 1 Parameter pengukuran unjuk kerja turbin
Untuk  merealisasikan  fitur  di  atas,  sistem  akuisisi  data  dirancang  memiliki  perangkat input, perangkat pemroses, serta perangkat output seperti ditunjukkan pada gambar 2. Perangkat  input  terdiri  dari  flowmeter  untuk  mengukur  debit  aliran  air,  pressure transducer  untuk  mengukur  tekanan  masuk  turbin,  sensor  proximity  untuk  mengukur kecepatan putar turbin, dan load cell untuk mengukur gaya pengereman turbin. Selain itu, ada 3 buah push button yang digunakan untuk mengendalikan proses perekaman. Push button Mode digunakan untuk mengubah mode perekaman dari mode Automatic (otomatis  penuh)  menjadi  mode  Manual  (semi  manual)  atau  sebaliknya.  Pada  mode Manual,  push  button  Record  dan  Stop  berfungsi  untuk  memulai  dan  menghentikan perekaman data. Agar data yang tersimpan dapat diorganisir dengan baik, alat akuisisi data dilengkapi dengan alat penanda waktu, yaitu sebuah real time clock (RTC).
Semua  proses  pada  sistem  akuisisi  data  dikendalikan  oleh  sebuah  pengendali  mikro (micro  controller).  Untuk  mengukur  berbagai  parameter  unjuk  kerja,  pengendali  mikro membaca  sinyal  dari  berbagai  perangkat  input,  mengolah  sinyal  tersebut,  kemudian menampilkan data ke  LCD dan  merekam  data ke  SD  card secara berkala. Status  catu daya dan status perekaman ditunjukkan dengan lampu indikator. Lampu indikator catu daya  akan  menyala  jika  catu  daya  masuk  ke  pengendali  mikro,  dan  lampu  indikator perekaman akan menyala jika alat dalam mode perekaman data. Pada mode Automatic lampu  indikator  perekaman  akan  selalu  menyala,  sementara  pada  mode  Manual, lampu indikator menyala jika tombol Record ditekan dan mati jika tombol Stop ditekan.

## 2.2 Implementasi Sistem
Rancangan  di  atas  diwujudkan  dengan  merangkai  berbagai  perangkat  keras  berbasis Arduino. Untuk mengantisipasi ukuran program yang relatif besar karena kompleksitas dalam akuisisi data dan pengendalian, digunakan board Arduino Mega 2560. Board ini memiliki pengendali mikro ATmega2560 yang memiliki kecepatan proses 16 MHz, flash
memory sebesar 256 kB, SRAM sebesar 8 kB, dan EEPROM sebesar 4 kB. Pada board Arduino Mega 2560 terdapat 54 pin input/output digital dan 16 pin input analog, yang sangat  memadai  untuk  menangani  berbagai  perangkat  input/output  pada  sistem akuisisi data ini.
Gambar 2 Rancangan konseptual sistem akuisisi data otomatis
Parameter  unjuk  kerja  turbin  diukur  dengan  beberapa  sensor  yang  dihubungkan dengan  papan pengendali sebagai perangkat input.  Tekanan air yang masuk ke turbin diukur  menggunakan  pressure  transducer  yang  mengasilkan  tegangan  analog  yang meningkat  seiring  dengan  naiknya  tekanan.  Dengan  mempertimbangkan  bahwa  head maksimum pompa sirkulasi adalah 10 m (setara dengan tekanan 0.1 MPa), digunakan pressure  transducer  dengan  batas  tekanan  ukur  paling  rendah  yang  ada  di  pasaran, yaitu  1.2  MPa.  Pressure  transducer  dihubungkan  dengan  pin  analog  pada  papan pengendali dan sinyalnya dibaca menggunakan fungsi analogRead.
Debit  aliran  air  yang  masuk  ke  turbin  diukur  menggunakan  flowmeter  yang  memiliki balingbaling  yang  membangkitkan  pulsa  tegangan  dengan  jumlah  pulsa  per  satuan waktu  yang  meningkat  jika  debit  aliran  meningkat.  Untuk    menyesuaikan  dengan ukuran  pipa  sirkulasi  digunakan  flow  meter  dengan  diameter  2  inchi.  Jalur  data  flow meter  dihubungkan  dengan  pin  digital  pada  papan  pengendali.  Sinyal  pulsa  tegangan dari flow meter dibaca menggunakan fungsi digitalRead.
Kecepatan  putar  turbin  diukur  menggunakan  sensor  proximity  (tipe  induksi)  yang tegangannya  berubah  apabila  didekatkan  dengan  logam  pada  jarak  sekitar  2  mm. Dengan  memasang  proximity  di  sisi  piringan  dengan  tonjolan  logam  yang  berputar bersama  poros  turbin,  dapat  diperoleh  jumlah  pulsa  tegangan  per  satuan  waktu  yang meningkat  seiring  dengan  peningkatan  kecepatan  putar  turbin.  Jalur  data  sensor proximity  dihubungkan  dengan  pin  digital  pada  papan  pengendali.  Pembacaan  sinyal dari sensor proximity sama dengan pembacaan sinyal dari flow meter.
Gaya  pengereman  turbin  diukur  meggunakan  load  cell  yang  menghasilkan  tegangan yang nilainya sebanding dengan gaya pengereman. Untuk memperkuat dan mengubah sinyal  analog  dari  load  cell  menjadi  sinyal  digital  digunakan  chip  HX711,  yang merupakan  analog  to  digital  (A/D)  converter  dengan  resolusi  24bit.  Pembacaan  data pada chip HX711 ini dilakukan melalui jalur SCK dan DOUT yang dihubungkan dengan pin  digital.  Data  dari  chip  HX711  dapat  dibaca  dengan  fungsi  khusus  yang  disediakan oleh library tambahan.
Input untuk mengendalikan proses perekaman diperoleh dari 3 buah push button yang masingmasing  dihubungkan  dengan  pin  digital  dan  sinyalnya  dibaca  dengan  fungsi digitalRead.  Selain  itu,  informasi  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  proses  akuisisi  data diperoleh dari RTC yang  memiliki  chip  DS3231 dan  koneksi I2C.  Dengan  konenksi I2C ini komunikasi  data antara  perangkat input dan  pengendali  mikro dilakukan melalui 2 jalur koneksi yaitu jalur SDA dan SCL yang dihubungkan dengan pin khusus pada papan Arduino.  Koneksi  I2C  ini  memungkinkan  beberapa  perangkat  terhubung  dengan  pin SDA  dan  SCL  yang  sama  dengan  syarat  perangkat  tersebut  memiliki  alamat  yang berbeda.  Dengan  demikian,  rangkaian  beberapa  perangkat  dengan  koneksi  I2C menjadi lebih sederhana.
Perangkat  output  terdiri  dari  perangkat  penampil  data,  penyimpan  data,  dan  indikator proses.  Untuk  menampilkan  data  yang  diperoleh  dari  berbagai  perangkat  input digunakan  LCD  dengan  16  kolom  dan  2  baris  karakter.  LCD  ini  memiliki  koneksi  I2C yang  sama  dengan  RTC,  tetapi  masing-masing  perangkat  memiliki  alamat  yang berbeda.  Data  yang  diperoleh  dari  perangkat  input  juga  direkam  menggunakan  modul SD card yang memiliki koneksi SPI. Koneksi ini menggunakan 4 jalur komunikasi, yaitu MOSI, MISO,  MOSI, MISO, dan CLK harus dihubungkan dengan pin khusus (pin 11, 12, 13, untuk Arduino Uno, pin 51, 52, 53 untuk Arduino Mega 2560), sementara CS dapat dihubungkan  dengan  sembarang  pin  digital.  Status  alat  akuisisi  data  ditunjukkan dengan  lampu  LED.  Untuk  indikator  catu  daya,  terminal  positif  dan  negatif  lampu  LED dihubungkan  dengan  pin  VCC  dan  GND  pada  papan  pengendali.  Untuk  indikator perekaman,  terminal  positif  lampu  LED  dihubungkan  dengan  pin  digital  yang tegangannya  dikendalikan  menggunakan  fungsi  digitalWrite.  Ketika  perekaman  aktif pin diberi tegangan 5V.

## 2.3 Pengujian Sistem
Perangkat  input/output  dirangkai  dengan  papan  pengendali  secara  bertahap.  Setiap penambahan perangkat input/output dilakukan pengecekan fungsi dengan memprogram  pengendali  mikro  untuk  membaca  sinyal  dari  perangkat  input  atau mengirimkan  sinyal  atau  data  ke  perangkat  output.  Urutan  perangkaian  dan  indikator fungsi masingmasing perangkat ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2 Urutan perangkaian dan indikator fungsi
Untuk  sensor  tekanan,  dilakukan  kalibrasi  dengan  melakukan  pengukuran  pada berbagai  kondisi  menggunakan  sensor  (pressure  transducer)  dan  manonemeter komersial.  Data  hasil  pengukuran  diplotkan  dengan  nilai  pembacaan  pressure transducer  sebagai  sumbu  x  dan  nilai  dari  manometer  komersial  sebagai  sumbu  y. Berdasarkan  plot  data  tersebut  dilakukan  pencocokan  kurva  (curve  fitting)  untuk mencari  fungsi  kalibrasi  yang  memiliki  koefisien  kolerasi  yang  tinggi  (mendekati  1). Fungsi kalibrasi tersebut selanjutnya diimplementasikan pada program yang dimasukan ke pengendali mikro untuk mengkonversi sinyal dari sensor menjadi besaran fisik yang terukur.  Prosedur  yang  sama  dilakukan  untuk  sensor  lainnya  menggunakan  alat pembanding  yang  berbeda.  Sensor  gaya  dikalibrasi  dengan  membandingkan pembacaan  sensor  dengan  berat  benda  yang  nilainya  sudah  diketahui.  Untuk  flow meter  sudah  disediakan  fungsi  kalibrasi  dari  produsennya,  tetapi  nilai  yang  diperoleh berdasarkan  fungsi  kalibrasi  tersebut  diverifikasi  dengan  pengukuran  manual,  yaitu
dengan  mengukur  beda  volume  bak  akibat  aliran  air  dalam  selang  waktu  tertentu. Untuk  sensor  proximity  tidak  perlu  dilakukan  kalibrasi  karena  kecepatan  putar  turbin diperoleh langsung dari jumlah pulsa tegangan per satuan waktu.
Setelah  semua  perangkat  terangkai  dan  berfungsi  dengan  baik,  dilakukan  uji pengukuran  unjuk  kerja  turbin  untuk  mengevaluasi  unjuk  kerja  sistem  akuisisi  data secara  keseluruhan.  Pengujian  dilakukan  pada  nilai  debit  tertentu  dengan  kecepatan putar turbin  yang divariasikan dari kecepatan  maksimum sampai  kecepatan  minimum dengan  mengatur  beban  pengereman.  Untuk  memastikan  fungsi  perekaman  tercapai, pengujian  ini  dilakukan  dengan  mode  perekaman  otomatis  dan  mode  perekaman manual.  Selain  itu,  untuk  memastikan  bahwa  hasil  pengukuran  konsisten,  pengujian dengan prosedur yang sama dilakukan berulang selama beberapa kali.

## 3 Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Uji Fungsi dan Kalibrasi Sensor
Berbagai  perangkat  input/output  yang  ditunjukkan  pada  gambar  2  telah  dirangkai dengan papan pengendali sesuai dengan urutan yang ditunjukkan pada tabel 2. Fungsi setiap komponen telah diuji, dan dipastikan bahwa fungsi yang diindikasikan pada tabel 2 telah tercapai. Pembacaan dari setiap sensor telah diverifikasi dan dikalibrasi. Sensor tekanan  dikalibrasi  dengan  mengukur  tekanan  yang  dihasilkan  kolom  air  dengan ketinggian  tertentu.  Untuk  itu,  selang  berisi  air  dihubungkan  dengan  sensor  tekanan dan  tinggi  kolom  air  diatur  dengan  mengatur  ketinggian  ujung  selang.  Hasil pengukurannya  diplotkan  seperti  pada  gambar  3.  Dari  data  tersebut  diperoleh  fungsi pendekatan y = 0.1493x + 15.007 yang dijadikan fungsi kalibrasi untuk mengubah nilai pembacaan  pressure  transducer  (x),  menjadi  tinggi  kolom  air  (y).  Tekanan  dapat diperoleh dengan  mengalikan tinggi  kolom  air dengan  masa jenis  air (998 kg/m 3 ) dan percepatan  gravitasi  (9.81  m/s 2 ).  Pada  gambar  3  nampak  bahwa  rensponse  sensor tekanan  bersifat  linear.  Fungsi  pendekatan  yang  diperoleh  memiliki  tingkat  korelasi yang  tinggi,  yaitu  0,999,  sehingga  fungsi  tersebut  dapat  digunakan  sebagai  fungsi kalibrasi dengan tingkat kepercayaan yang tinggi.
Gambar 3 Data kalibrasi sensor tekanan
Dengan  prosedur  yang  sama,  sensor  gaya  dikalibrasi  dengan  membebani  load  cell dengan  benda uji yang memiliki berat  yang sudah  diketahui, dan  hasil pengukurannya diplotkan  pada  gambar  4.  Dari  data  tersebut  diperoleh  fungsi  pendekatan  linier  y  = 0,025558x  dengan  tingkat  korelasi  yang  tinggi,  yaitu  0,9997.  Fungsi  pendekatan tersebut  dijadikan  fungsi  kalibrasi  untuk  mengkonversi  nilai  pembacaan  load  cell  (x) menjadi nilai gaya yang terukur (y).
Gambar 4 Data kalibrasi sensor gaya
Data  teknis  flowmeter  menyatakan  bahwa  satu  pulsa  per  detik  (1Hz)  setara  dengan debil 0,2 liter per menit. Untuk memastikan hubungan antara frekuensi pulsa dan debit, pembacaan  pulsa  per  satuan  waktu  dari  flowmeter  dibandingkan  dengan  pengukuran perubahan  volume  air  di  dalam  bak  dalam  selang  waktu  tertentu.  Pada  percobaan tersebut, flowmeter menunjukkan nilai x Hz, sementara volume air di bak bertambah y liter  dalam  waktu  z  menit.  Dengan  demikian  pembacaan  flowmeter  dilkalikan  dengan konstanta y/(xz) untuk memperoleh debit dalam liter/menit.
Untuk  mengukur  kecepatan  putar  turbin,  sensor  proximity  dipasang  menghadap piringan  dengan  15  tonjolan  logam  yang  berputar  bersama  poros  turbin.  Frekuensi putaran  turbin  diperoleh  dengan  mengukur  jumlah  pulsa  tegangan  per  detik  dan membagi nilai tersebut dengan 15.

## 3.2 Uji Fungsi Sistem Akuisisi Data
Fungsi  sistem  akuisisi  data  secara  keseluruhan  diuji  dengan  melakukan  percobaan pengukuran unjuk kerja turbin pada berbagai kondisi pembebanan. Percobaan tersebut menunjukkan  bahwa  sistem  keseluruhan  telah  berfungsi  dengan  baik.  Pengendali mikro  telah  dapat  membaca  dan  mengolah  sinyal  dari  berbagai  sensor,  menampilkan data  ke  LCD,  serta  menyimpan  data  ke  kartu  memori.  Mode  perkaman  dapat  diubah dari mode otomatis  dan  mode manual atau sebaliknya  dengan  menekan  push  button. Pada  mode  manual,  perekaman  data  berjalan  (lampu  indikator  perekaman  menyala) jika  tombol  start ditekan  dan  berhenti  (lampu  indikator  mati) jika  tombol  stop ditekan. Nilai  berbagai  parameter  dapat  diamati  pada  LCD  dan  terekam  pada  SD  card.  Data yang terekam pada SD card dapat disalin ke komputer untuk diolah lebih lanjut.
Gambar 5 merupakan plot data hasil pengukuran yang menunjukkan hubungan antara kecepatan  putar  turbin  dan  gaya  pengereman.  Dari  grafik  tersebut  nampak  bahwa kecepatan  putar  turbin  berkurang  jika  gaya  pengereman  bertambah.  Grafik  tersebut juga  menunjukkan  bahwa  hasil  pengukuran  menggunakan  alat  akuisisi  data  cukup konsisten, karena untuk kondisi yang sama data yang diperoleh dari pengukuran yang berbeda menunjukkan hasil yang hampir sama.
Dari  data  gaya  pengereman  dan  kecepatan  putar  turbin  dapat  dihitung  daya  mekanis yang  dihasilkan  turbin.  Gambar  6  menunjukkan  daya  turbin  pada  berbagai  kecepatan putar yang bersesuaian dengan gaya pengereman tertentu. Di sini nampak bahwa daya yang  dihasilkan  turbin  cenderung  meningkat  jika  kecepatan  putar  operasi  dinaikkan sampai  nilai  tertentu,  dan  setelah  itu  daya  akan  turun  jika  kecepatan  putar  operasi terus dinaikkan.
Kecepatan  putar  optimum  di  mana  daya  turbin  mencapai  nilai  maksimum,  diperoleh pada  nilai  kecepatan  putar  sekitar  setengah  kali  kecepatan  putar  maksimum. Kecenderungan  tersebut  sesuai  dengan  hasil  eksperimen  [5,  6,  8]  maupun  hasil simulasi  [7]  yang  ada  di  literatur.  Hal  ini  mengkonfirmasi  validitas  hasil  pengukuran yang  diperoleh  menggunakan  alat  akusisi  data  yang  telah  dikembangkan  pada penelitian  ini.  Selain  itu,  karena  berbagai  parameter  unjuk  kerja  turbin  dapat  diukur, ditampilkan, dan direkam secara otomatis oleh sistem akuisisi data, eksperimen untuk mempelajari  unjuk  kerja  turbin  pada  berbagai  kondisi  dapat  dilakukan  secara komprehensif dan sistematis.
Gambar 5 Hasil uji coba alat: pengaruh gaya pengereman terhadap kecepatan putar turbin

## Gambar 6 Hasil uji coba alat: daya turbin pada berbagai kecepatan putar operasi

## 4 Kesimpulan
Pada  penelitian  ini  telah  dikembangkan  sistem  akuisisi  data  otomatis  untuk  alat  uji unjuk  kerja  turbin  air.  Sistem  tersebut  dikembangkan  menggunakan  perangkat  keras dan perangkat lunak open source berbasis Arduino. Hasil pengujian sistem keseluruhan menunjukkan bahwasistem telah berfungsi dengan baik. Pengendali mikro telah dapat membaca dan mengolah sinyal dari berbagai sensor, menampilkan data ke LCD, serta menyimpan  data  ke  kartu  memori.  Hasil  pengukuran  unjuk  kerja  turbin  menggunakan alat  akuisisi  data  cukup  konsisten  sesuai  dengan  hasil  eksperimen  dan  simulasi  yang ada  di  literatur.  Dengan  pengukuran,  penampilan  dan  perekaman  berbagai  parameter secara  otomatis,  eksperimen  untuk  mempelajari  unjuk  kerja  turbin  dapat  dilakukan secara sistematis dan komprehensif.

## 5 Ucapan Terima Kasih
Penelitian  ini  terlaksana  berkat  dukungan  dana  dari  Kemenristekdikti  melalui  hibah penelitian  desentralisasi,  yaitu  Penelitian  Terapan  Unggulan  Perguruan  Tinggi  (PTUPT) tahun anggaran 2018.

## 6 Daftar Pustaka
[1] IRENA. 2012. “Hydropower,” The International Renewable Energy, Bonn, Germany.
[2] JICA.  2009.  “Manuals  and  Guidelines  for  Microhydropower  Development  in  Rural Electrification,” Japan International Cooperation Agency,
[3] Dewan  Energi  Nasional.  2016  “Outlook  Energi  Indonesia  2016,”  Dewan  Energi Nasional, Jakarta.
[4] A.  Sunarso,  H.  Sihombing,  Agato,  I.  G.  Widodo  dan  D.  Sulistiono.  2015. “Pengembangan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Air  Untuk  Masyarakat  Terpencil,”
Laporan Akhir PENPRINAS MP3EI POLNEP, Pontianak.
[5] K.  Kokubu,  T.  Kanemoto,  S.-W.  Son  dan  Y.-D.  Choi.  2012.  “Performance Improvement  of  a  Micro  Eco  Cross-Flow  Hydro  Turbine,”  Journal  of  the  Korean Society of Marine Engineering, vol. 36, no. 7, pp. 902-909.
[6] K. Kokubu, T. Kanemoto dan K. Yamasaki. 2013. “Guide Vane with Current Plate to Improve Efficiency of Cross Flow Turbine,” Open Journal of Fluid Dynamics, , vol. 3, pp. 28-35.
[7] V.  Sammartano,  C.  Aricò,  A.  Carravetta,  O.  Fecarotta  dan  T.  Tucciarelli.  2013. “Banki-Michell  Optimal  Design  by  Computational  Fluid  Dynamics  Testing  and Hydrodynamic Analysis,” Energies, vol. 6, pp. 2362-2385.
[8] N.  H.  Pereira  dan  J.  E.  Borges.2014.  “A  study  on  the  efficiency  of  a  Cross-Flow Turbine  based  on  experimental  measurements,”  dalam  Recent  Advances  in Mechanical Engineering, www.wseas.org, WSEAS Press, pp. 63- 72.