## Penimbangan Volume Bejana Ukur Standar pada Pompa Ukur Bahan Bakar Minyak (BBM) dengan Metode Gravimetri
1,3 Irawati Dewi Syahwir, 2 Agus Samsi, 1 Ni Made Adinda Pradnya Putri, 1 Ni Ayu Miftah Nurani
1 Akademi Metrologi dan Instrumentasi
2 Institut Teknologi Bandung
3 Direktorat Metrologi *irawatidewisyahwir@gmail.com, samsisridara@gmail.com, adindapradnya17@gmail.com , niayumiftah19@gmail.com

## Abstrak
Bejana Ukur Standar (BUS) merupakan alat yang digunakan untuk mengukur volume seperti volume bahan bakar minyak di  SPBU.  Ketelusuran  standar  BUS  adalah  dengan  metode  penimbangan,  sehingga  kesalahan  akan  bertambah  karena banyaknya rantai ketelusuran, sehingga pengujian dengan timbangan 3 load cell dengan metode gravimetri perlu untuk mengurangi kesalahan menggunakan BUS yang disebabkan kesalahan pembacaan, pemuaian bahan, kemiringan posisi dan  faktor  lainnya.  Timbangan  ini  memberikan  hasil  berupa  volume  sehingga  pengguna  tidak  perlu  mengkonversi  dari massa ke volume secara manual, Hal ini tentu saja akan mempermudah pekerjaan secara efektif dan efisien. Pengujian timbangan  dengan  3  load  cell  ini  menggunakan  BUS  5  liter  dengan  hasil  pengujian  volume  rata-rata  terbaca  sebesar 5008,26 mL, nilai standar deviasi sebesar 5,49 mL, nilai bias sebesar -8,26 mL, nilai akurasi sebesar 99,51%, nilai presisi sebesar 99,67% dan nilai kesalahan sebesar 0,49%.
Keyword: Load cell, Timbangan, Volume, Bensin, Gravimetri, Densitas, Hidrometer

## 1 Pendahuluan
Standar uji yang digunakan pengujian dalam tera dan tera ulang pompa ukur BBM (Bahan Bakar Minyak) pada SPBU  adalah  BUS  yang  merupakan  alat  ukur  volume  statis.  Untuk  mengetahui  volume  sebenarnya  pada bejana  ukur  dapat  dilakukan  pengujian  dengan  metode  volumetri  atau  gravimetri.  Pengujian  menggunakan metode  volumetri  dengan  cara  menakar  menggunakan  alat  ukur  volume  sejenis  atau  alat  ukur  lain  dengan volume  yang  lebih  kecil.  Sedangkan  pengujian  menggunakan  metode  gravimetri  dilakukan  dengan  cara penimbangan. Penggunaan BUS untuk kegiatan tera atau tera ulang pompa ukur BBM dilakukan pada fluida bensin  jenis  pertalite.  Pada  penelitian  ini  dibuat  prototipe  timbangan  dengan 3  load  cell yang  keluarannya berupa volume dimana nilai massa bensin pada BUS akan dikonversi menjadi volume sebenarnya. Timbangan akan mengukur massa dari BUS dan fluida di dalam BUS dengan selisih massa BUS dan Fluida BUS dengan mengukur  nilai  densitas  fluida  menggunakan  hydrometer.  Setelah  nilai  massa  dan  densitas  yang  telah diperoleh, maka mikrokontroler akan melakukan perhitungan hingga dihasilkan nilai volume sebenarnya dari bensin  yang ada  di dalam BUS.  Timbangan  akan  menampilkan  nilai volume dari bensin  melalui  LCD (Liquid crystal display ).

## 2 Metodologi
Desain riset ini menggunakan 3 buah load cell dengan kapasitas masing-masing load cell sebesar 20 kg yang dapat mengukur perubahan beban akibat bensin yang dituang ke dalam BUS. Load cell dihubungkan ke modul HX711  yang  berfungsi  sebagai Analog  to  Digital  Converter (ADC)  dan  penguat  dengan Integrated  Amplifier yang  menyediakan  gain  maksimal  128.  Dalam  prototipe  ini  Arduino  Uno  berfungsi  sebagai  mikrokontroler untuk mengatur jalannya program timbangan dan memproses input perubahan massa dari bensin dalam BUS dan nilai densitas bensin menjadi nilai volume bensin sebenarnya yang ada di dalam BUS. Keypad berfungsi untuk memasukkan nilai hasil pengukuran hidrometer ke dalam perhitungan untuk mengetahui volume aktual bensin.  Setelah  itu  hasilnya  akan  ditampilkan  melalui Liquid  Crystal  Display (LCD)  16x2  I2C.  Push  button adalah sebuah saklar yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan aliran arus listrik dan terdapat Normally Close (NC) dan Normally Open ( NO). Pada prototipe ini, breadboard power supply akan memberikan tegangan melalui breadboard kepada 3 load cell, LCD 16x2 dan Arduino Uno. Lalu, digunakan power supply dengan tegangan 5V 1A.

## 2.1 Prinsip Kerja Prototipe Timbangan
Prinsip kerja prototipe ini ditunjukkan pada gambar 1 yaitu ketika bejana ukur diberi bensin, masing-masing load  cell  akan  mengukur  perubahan  beban  yang  terjadi.  Untuk  mengkonversi  massa  bensin  menjadi  nilai volume,  diperlukan  nilai  densitas  sesuai  dengan  keadaan  lingkungan  saat  pengujian,  sehingga  dilakukan pengukuran densitas bensin menggunakan hidrometer ketika pengujian dilakukan. Nilai densitas ialah input kedua  dalam  prototipe  timbangan.  Setelah  nilai  massa  dan  nilai  densitas  diketahui,  maka  dilakukan perhitungan konversi untuk mengubah nilai massa bensin menjadi volume sebenarnya.
Gambar 1. Diagram blok pengukuran volume bensin.
Sistem  kerja  prototipe  dapat  dilihat  pada  gambar  2,  dimana  BUS  diletakkan  pada  timbangan,  timbangan  di tare agar penunjukannya menjadi nol, BUS diisi dengan bensin, tekan tombol sehingga timbangan mengukur massa BUS, dan ukur densitas bensin dengan hidrometer, masukkan nilai densitasnya ke timbangan, tekan tombol maka timbangan menampilkan hasil penimbangan.
Gambar 2.  Flow chart prototipe timbangan.

## 2.2 Prosedur Pengujian Prototipe
Pengujian  prototipe  timbangan  dilakukan  sesuai  dengan  gambar  3  dengan  menyesuaikan  banyaknya pengulangan data yang diambil ketika pengujian dilakukan.
Gambar 3. Flowchart prosedur pengujian timbangan.
Pengujian  timbangan  dengan  3 load  cell sebagai  alat  uji  PU  BBM  dilakukan  menggunakan  BUS  kapasitas 5  liter  dan  bensin  jenis pertalite .  Pengujian  dilakukan  dengan  menimbang  massa  bensin  yang  terdapat  di dalam BUS. Kedataran timbangan diperiksa terlebih dahulu untuk memastikan bahwa timbangan sudah datar. Bensin pertalite masukkan ke dalam BUS dengan menggunakan pompa dan selang agar BUS menjadi basah, kemudian bensin dipompa dari bejana ukur ke dalam jerigen dengan memperhatikan waktu tetes selama 10 detik, hal ini dikarenakan metode yang digunakan pada pengujian ini adalah metode basah. Bensin pertalite
dimasukkan ke gelas ukur dan memasukkan hidrometer ke dalam gelas ukur yang telah berisi bensin untuk mengetahui  nilai  densitas  bensin  pada  suhu  ketika  pengujian  dilakukan.  BUS  diletakkan  diatas  timbangan, kemudian  timbangan  dihidupkan. Ketika  timbangan  dihidupkan, timbangan  sudah otomatis melakukan  tare untuk BUS yang sudah diletakkan di atas timbangan. Bensin pertalite Kembali dipompa ke dalam BUS hingga mencapai skala nominal BUS. Setelah BUS terisi bensin, keypad tombol “D” ditekan agar LCD menampilkan hasil  pengukuran  massa  bensin.  Kemudian,  lakukan  pembacaan  nilai  densitas  pada  hidrometer,  setelah mengetahui nilai densitas maka nilai densitas dapat diinput secara manual melalui keypad. Tombol “D” pada keypad  Kembali  ditekan  setelah  memasukkan  nilai  densitas  hingga  LCD  akan  menampilkan  volume  yang diperoleh.

## 3 Analisis dan Pembahan
Pengujian timbangan dengan 3 load cell menggunakan BUS kapasitas 5liter dengan fluida bensin dilakukan pada suhu ruangan 20.35 o C dan kelembaban 50,5%. Pengujian dilakukan sebanyak 30 kali pengulangan.
Tabel 1. Hasil pengujian timbangan dengan 3 load cell No Massa Bensin Densitas Volume Terbaca Mb Rb Vb (g) kg/m 3 mL 1 3703,47 740 5012,07 2 3703,05 740 5011,50 3 3700,38 740,5 5004,50 4 3701,89 740,5 5006,54 5 3701,52 740,5 5002,58 6 3698,96 740,5 5007,00 7 3702,23 740,5 4998,57 8 3696,00 740,5 5008,16 9 3703,09 740,5 5009,04 10 3703,74 740,5 5011,67 11 3705,68 740,5 5011,18 12 3705,32 740,5 5012,19 13 3706,07 740,5 5008,58 14 3703,40 740,5 5013,48 15 3707,02 740,5 5010,56 16 3704,86 740,5 5012,10 17 3706,00 740,5 5004,23 18 3700,18 740,5 4996,73 19 3694,64 740,5 4999,29 20 3696,53 740,5 5000,51 21 3699,93 741 5005,58 22 3703,68 741 5002,66 23 3701,52 741 5011,68 24 3708,20 741 5011,14 25 3707,80 741 5019,77
26 3714,18 741 5008,09 27 3705,54 741 5014,14 28 3710,02 741 5010,22 29 3707,12 741 5018,09 30 3712,94 741 5008,26 V b rata-rata 5008,26 Standar Deviasi 5,49
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan dengan menggunakan BUS kapasitas 5 liter dan bensin pertalite tampak pada tabel 1 dan gambar 4, diperoleh rata-rata volume terbaca sebesar 5008,26 mL dan nilai standar deviasi sebesar 5,49 mL. Dengan bias sebesar -7,29 mL, nilai akurasi sebesar 99,52%, nilai presisi sebesar 99.67%,  dan  nilai  kesalahan  sebesar  0,48%.  BUS  yang  digunakan  belum  dilakukan  kalibrasi  sebelumnya sehingga nilai volume terbaca hanya dibandingkan dengan kapasitas nominal BUS yaitu 5000 mL
Gambar 4. Grafik pengujian timbangan.
Hasil karakteristik pengukuran dari pengujian prototipe timbangan dengan 3 load cell sebagai alat uji PU BBM ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2 Karakteristik Hasil Pengujian Prototipe Timbangan dengan 3 Load Cell
Dari pengujian yang telah dilakukan, terdapat selisih sebesar 8,26 mL. Pengujian yang dilakukan tidak dengan menuangkan  bensin  langsung  dari  PU  BBM,  melainkan  masih  menggunakan  bensin  dari  dalam  jerigen dipompa  ke  dalam  BUS  dan  disesuaikan  dengan  nominal  BUS.  Maka,  selisih  hasil  pengujian  dibandingkan dengan  Batas  Kesalahan  yang  Diizinkan  (BKD)  dari  BUS  yaitu  sebesar  ±2,5  mL.  Diperoleh  hasil  pengujian prototipe timbangan melebihi nilai BKD BUS.
Adanya  perbedaan  nilai  antara  volume  dari  BUS  dengan  rata-rata  hasil  pengujian  dapat  disebabkan  oleh beberapa  faktor  yaitu  pengaruh  penguji,  peletakan  BUS  pengaruh  lingkungan,  wiring,  keterbatasan  sensor, dan lain-lain.
Bias (mL)  Akurasi (%)  Presisi (%) Kesalahan (%) -8,26 99,51 99,67 0,49

## Pengujian Timbangan
5025,00 5020,00 5015,00 5010,00 5005,00 5000,00 4995,00 0 5 10 15 20 25 30 35 Pengujian ke- n Vol um e ( m L)

## 4 Kesimpulan
Kesimpulan  dari  penelitian  ini  adalah  prototipe  timbangan  dengan  3 load  cell memiliki  nilai  rata-rata kesalahan  sebesar  21,27  gram  atau  0,29%,  nilai  koefisien  determinasi  (R 2 )  sebesar  1  dan  standar  deviasi sebesar  5,20  gram.  Prototipe  timbangan  pengkonversi  massa  menjadi  volume  telah  digunakan  untuk menentukan volume bensin sebenarnya dalam BUS kapasitas 5 liter dengan 30 kali pengulangan. Rata-rata volume  terbaca  yang  diperoleh  yaitu  sebesar  5008,26  mL  dengan  standar  deviasi  5,49  mL.  Prototipe timbangan  memiliki  bias  sebesar  -8,26 mL,  nilai  akurasi  sebesar  99,51%,  nilai  presisi  sebesar  99,67%  dan nilai kesalahan sebesar 0,49%. Prototipe timbangan ini menampilkan volume bensin sebenarnya

## 5 Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  kepada  Akademi  Metrologi  dan  Instrumentasi,  Pusat  Pengembangan  Sumber  Daya Kemetrologian dan Direktorat Metrologi

## 6 Referensi
[1] Andersen.  J.E.T., “ Understanding  Uncertainty  to  Weighing  by  Electronic  Analytical  Balance ”, Journal  of AOAC International , vol 101, no.6, 2018.
[2] Keputusan  Direktur Jenderal Standarisasi dan  Perlindungan  Konsumen, Nomor 131/2-k/KEP/10/2015, tentang Syarat teknis timbangan bukan otomatis. Available: http://ppsdk.kemendag.go.id/v2/syarat-dan- petunjuk-teknis-kemetrologian/ .
[3] Jufri,  W.,  Hikmah,  U.,  Sektiono,  M,W,A.,  Lestari,  R.,  Anwar,  Z.,  Hendro, “ Rancang  Bangun  Neraca  Digital untuk Mengetahui Massa Material Penyusun Alloy ” dalam Prosiding SKF 2016, hal 457-464, 2016. Keputusan DIRJEN Standardisasi dan Perlindungan Nomor 143/SPK/KEP/10/2015 tentang Meter Bahan Bakar  Minyak  dan  Pompa  Ukur  Elpiji,  Available  : http://ppsdk.kemendag.go.id/v2/syarat-dan-petunjuk- teknis-kemetrologian/ .
Keputusan  DIRJEN  Perdagangan  Dalam  Negeri  Nomor  23/PDN/KEP/3/2010  tentang  Syarat  Teknis Bejana Ukur. Available : http://ppsdk.kemendag.go.id/v2/syarat-dan-petunjuk-teknis-kemetrologian/ .
[4] Maha., A.I , “ Konstruksi Timbangan Digital Menggunakan Load Cell Berbasis Arduino Uno dengan Tampilan LCD (Liquid Crystal Display) ,”Tugas Akhir, Universitas Negeri Medan, 2017.
[5] Organisation Internationale de Metrologie Legale (OIML), International Recommendation, OIML R111
[6] R. Arif Tri Rahmawanto., Elok Hardiyati Rusnindyo, Muhammad Arrofiq Pengembangan, ” Timbangan Buah Digitalberbasis Mikrokontroler Atmega16 ” , dalam Simposium Nasional RAPI XIII-2014FT UMS, 2014.
[7] Sollins,  Phillip,  Gregg.W  Jillian, “ Soil  Organic  Matter  Accumulation  in  Relation  to  Changing  Soil  Volume, Mass and Structure: Concepts and Calculations ” , Journal Geoderma, vol 301, Hal 60-71, 2017.