KONTROL POLARITAS SUMBER DAYA BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA METODA GEOLISTRIK TUGAS AKHIR FARID NURDIN

Transkripsi

1 KONTROL POLARITAS SUMBER DAYA BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA METODA GEOLISTRIK TUGAS AKHIR Diajukan sebagai syarat menyelesaikan studi tingkat sarjana Program Studi Fisika Institut Teknologi Bandung Oleh FARID NURDIN PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

2 KONTROL POLARITAS SUMBER DAYA BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA METODA GEOLISTRIK TUGAS AKHIR Diajukan sebagai syarat menyelesaikan studi tingkat sarjana Program Studi Fisika Institut Teknologi Bandung Oleh FARID NURDIN Telah diperiksa dan disahkan oleh Pembimbing Tugas Akhir : DR. Eng. SURPIJADI HARYONO PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

3 ABSTRAK Geolistrik merupakan ilmu yang mempelajari sifat mineral bumi dalam menghantarkan arus listrik. Ada beberapa macam metoda geolistrik, antara lain: metoda potensial diri, arus telluric, magnetotelluric, electromagnetik, IP (induced polarization), resistivitas (tahanan jenis). Dalam metode geolistrik resistivitas (tahanan jenis) ternyata banyak ragam caranya yaitu metoda Dipole-Dipole, Schlumberger, Wenner, Mise-À-La-Masse. Sumber arus dan sumber tegangan di tancapkan kedalam tanah lewat elektroda arus dan elektroda potensial, instrumentasi geolistik kita atur polaritas tegangan yang mengalir ke dalam tanah, pengaturan ini berdasarkan waktu yaitu setiap 1, 2, dan 3 detik. Hasil pengaturan/kontrol polaritas ini akan dihasilkan nilai tegangan dan arus yang bervariasi, dan dalam tugas akhir ini dibahas tentang kontrol sumber daya dan pengaruh perbedaan polaritas serta perbedaan waktunya terhadap hasil perhitungan nilai resistivitas tanah yang diukur. Sehingga metoda pengukuran dengan pembalikan polaritas tegangan secara berkala apakah memberikan pengaruhnya dalam menentukan jenis tanah. Kata kunci : geolistik, polaritas, resistivitas tanah, kontrol i

4 ABSTRACT Geoelectric is a kind of knowledge that studies about identifying matter of earth in behave of electric conductivity. Some of geoelectric methods are : metoda self potential, magnetotelluric, electromagnetik, IP (induced polarization), resistivity. In resistivity method, there are some eksploration methods such as: Dipole-Dipole, Schlumberger, Wenner, Mise-À-La-Masse. The electric current and voltage source stucked into the earth via current and voltage electrode, then the polarity of voltage in geoelectric instrumentation that flow in earth is arranged by time every 1, 2, and 3 seconds. The result of arranging polarity will produce different value of current and voltage, and this final project is investigating control resource and the side effects of different polarity and time in calculating result of sand resistivity value that measured. Based on that procedure, we will understand wether measurement method with reverse polarity will influence in deciding kind of material. Keyword : geoelectric, sand resistivity, sand, control ii

5 PRAKATA Bismillahirrahmanirrahiim. Alhamdulillahirrabbil alamin.allahuma shali ala ali syaidina Muhammad wa ala ali syaidina Muhammad. Segala puji dan yukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena dengan kehendak, ramhat serta karunia-nya penulis bisa menyelesaikan penelitian tugas akhir yang dibuat dalam rangka memenuhi persyaratan akademis yang harus dilakukan oleh setiap mahasiswa Program Studi Fisika ITB sebagai persyaratan kelulusan pendidikan tahap sarjana. Dalam laporan tugas akhir ini disusun dengan tujuan memberikan deskripsi tentang insrtumentasi geolistrik dan pengukurannya, yang selanjutnya dibahas mengenai pengaruh dari pembalikan polaritas tegangan yang dialirkan ke dalam tanah, dimana pembalikan polaritas ini kita menggunakan2 buah relay dan mikrokontroller AT89S52. Dalam pelaksanaan tugas akhir beserta penulisan laporan ini, penulis tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak baik secara materi maupun spiritual. Dari hati yang terdalam pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih yang setulus-tulusnya kepada : 1. Kedua orang tua penulis di Garut yaitu Bapak Tarmulah BA. Dan ibu Aisyah BA beserta Teh Enung, Teh Ani, A Iman, A Gun-gun yang selalu memberikan dukungan dan do anya kepada penulis. 2. Kepada Paman saya Bapak Etor Suwandar dan Bibi saya Ibu Nenden yang saenantiasa memberikan bantuannya yang sangat besar kepad penulis. 3. Bapak Rokhman Fauzi S.T yang senantias membimbing danmenasihati penulis selama di ITB 4. Bapak DR. Yassierli yang juga memberikan bantuan morilnya kepada penulis 5. Bapak DR. Eng. Suprijadi Haryono sebagai dosen pembimbing yang dengan sabar membimbing serta memberikan bantuan serta nasihatnya selama dalam pengerjaan tugas akhir ini. iii

6 6. Sahabat saya Fathi Nashrullah Ssi. Arif surachman Ssi dan Timbul Harahap Ssi. yang senantiasa membantu mengingatkan penulis dikala senang maupun sedih dan telah melalui perjalanan yang cukup panjang 7. Temen-teman lab : johan, marshandi, arif surachmanm, kang asep, taifik, zam2, zaky, yusuf, ria, indri, agung, anisa, yanuar, hari, heri, suryadi,adimas yang juga memberikan semangatnya kepada penulis ketika di lab ELKA serta rukma yang membantu menterjemahkan. 8. Temen- teman himafi 2002 yang berjuang dengan kebersamaan 9. Teman-teman maifi yang memberikan taushiyahnya 10. Teman-teman pentagon yang selalu menggangu dan menggoda. 11. Para BKM ers : Andri ST, Fani ST, Adit ST, bobo, anita ST, anisa ST, Helni Ssi,Ery Toni, dll yang terus mendukung kinerja penulis dan memberikan nuansa kesejukan dalam gersangnya suasana hati 12. Teman-teman Fisika angkatan Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu dimana pun ia berada. Akhir kata semoga kebaikan orang tua, saudara, teman dan semua pihak yang tadi penulis sebutkan mendapatkan pahala kebaikan disisi Allah swt. Dan juga semoga laporan tugas akhir ini bisa berguna bagi semua orang yang membacanya. Bandung, Juni 2008 Penulis iv

7 DAFTAR ISI ABSTRAK... i PRAKATA... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... viii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Tujuan Penulisan Metodologi Penulisan Sistematika Laporan... 2 BAB II TEORI DASAR 2.1 Pendahuluan Metode Geolistrik Potensial Pada Medium Homogen Elektroda Arus Tunggal Pada Suatu Kedalaman Elektroda Arus Tunggal di Permukaan Dua Elektroda Arus di Permukaan Teknis Apliksi Metode Mikrokontroller BAB III DESAIN SISTEM 3.1 Gambaran Umum Sistem Pengukuran Perangkat keras Perangkat Lunak BAB IV DATA DAN ANALISIS 4.1 Data Pengukuran dan Peralatan Pengolahan Data v

8 4.3 Analisis BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Metoda Dipole-Dipole... 4 Gambar 2. Metoda Schlumberger... 5 Gambar 3. Susunan elektroda metode Wenner... 5 Gambar 4. Metoda Mise-À-La-Masse... 6 Gambar 6. Konfigurasi metode schlumberger (Tampak samping) Gambar 7. Konfigurasi metode schlumberger (Tampak atas) Gambar 8. Peralatan kontrol geolistrik Gambar 9. Setting pengambilan data Gambar 10. Sketsa sistem pengukuran Gambar 11. Bagan sistem kontrol polaritas Gambar 12. Sistem rangkain 2 relay Gambar 13. Rangkaian umum relay spdt Gambar 13. Rangkain PCB kontrol geolistrik Gambar 14. Rangkain schematic kontrol geolistrik Gambar 16. Diagram blok pemograman kontrol instrumentasi geolistrik Gambar 17. Peralatan kontrol arus untuk instrumentasi geolistrik Gambar 18. Sketsa pengambilan data geolistrik Gambar 19. Grafik pewaktuan tegangan dan arus pada multimeter Gambar 20. Grafik pewaktuan tegangan dan arus pada multimeter Gambar 21. Grafik pewaktuan tegangan dan arus pada multimeter Gambar 22. Grafik pewaktuan tegangan dan arus pada multimeter vii

10 DAFTAR TABEL Tabel 1. Tabel nilai beda potensial dan arus yang terukur Tabel 2. Data nilai tegangan dan arus positif (+), nilai resistivitas tanah 31 dan karakteristik tanah Tabel 3. Data nilai tegangan dan arus negatif (-), nilai resistivitas tanah dan karakteristik tanah Tabel 4. Daftar nilai rata-rata resistivitas tanah Tabel 5. Nilai resistifitas tanah dari arus dan tegangan yang dirata-ratakan serta karakteristik tanah viii