PENGUJIAN KINERJA PENETROMETER DIGITAL BERBASIS ... · MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 . SKRIPSI . TOFAN ARGANDHI PUTRA F14070069 . FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN . INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PENGUJIAN KINERJA PENETROMETER DIGITAL BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

SKRIPSI

TOFAN ARGANDHI PUTRA

F14070069

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2012

PERFORMANCE TEST OF DIGITAL PENETROMETER BASE

ON MICROCONTROLLER ATMEGA 8535

Radite Praeko Agus Setiawan and Tofan Argandhi Putra

Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Technology, Bogor

Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO BOX 220, Bogor, West Java, Indonesia.

Phone 0857 1933 4499, e-mail: [email protected]

ABTRACT

Performance test of digital penetrometer had been conducted to evaluate the performance of

developed digital penetrometer. Force was measured using a ring type load cell, while the penetration

depth was measured using an ultrasonic distance sensor. All measured data can be displayed on the

LCD and recorded on a flash memory. Measurement of forces have an accuracy of 0.1 kg, whereas

the depth of measurement has an accuracy of 5 mm. Recorded data were force of penetration, depth of

penetration and ambient temperature. Ambient temperature used to correct the speed of ultrasonic

sensor in the air. Results of tests showed that the digital penetrometer based on microcontroller

ATmega 8535 wich have accurate reading for measuring temperature, depth and penetration

resistance of the soil. Cone index data used for determining trafficability, estimating traction ratio (at

50% slip), specific draft prediction for plowing and specific torque for rotary tilling.

Keywords: penetrometer, microcontroller, flash memory , trafficability, traction ratio, specific draft,

rotary tilling.

Tofan Argandhi Putra. F14070069. Pengujian Kinerja Penetrometer Digital Berbasis Mikrokontroler

Atmega 8535. Dibimbing oleh Radite Praeko Agus Setiawan. 2012.

RINGKASAN

Penetrometer adalah alat untuk mengukur kekuatan tanah yang disebabkan karena adanya

tahanan penetrasi tanah. Dengan data tahanan penetrasi tanah dapat dihitung indeks kerucut (cone

index). Cone index merupakan besaran yang menunjukkan harga tahanan tanah terhadap gaya

penetrasi dari cone (vertikal) dibagi luas dasar cone. Satuan besaran ini dinyatakan dalam satuan gaya

per satuan luas (kg/cm2). Cone index atau indeks kerucut suatu tanah adalah nilai gaya penetrasi

kerucut dibagi luas dari kerucut yang digunakan pada saat menguji. Pada umumnya cone yang

digunakan pada saat uji di lapangan memiliki luas penampang 2 cm2 untuk lahan keras dan 4 cm2

untuk lahan lunak. Cara penggunaan penetrometer adalah pasang cone pada ujung batang

penetrometer setelah itu tegakkan secara vertikal pada tanah yang akan diuji. Tekan penetrometer ke

dalam tanah dengan gaya tekan yang tetap sampai ujung cone berada di bawah permukaan tanah. Pada

kedalaman tertentu dibaca besarnya tekanan vertikal yang diberikan untuk menekan alat tersebut.

Pengukuran cone index dapat dilakukan dengan beberapa metode. Salah satunya yaitu uji duga.

Uji duga adalah gaya yang diperlukan untuk menekan atau memasukan sebuah alat duga ke dalam

tanah yang merupakan ukuran kekuatan tanah. Data penetrometer digunakan untuk kegiatan pertanian

salah satunya adalah mengetahui daya dukung tanah. Daya dukung tanah adalah kemampuan tanah

untuk mendukung alat yang berada di atasnya. Apabila suatu alat berada di atas tanah, maka alat

tersebut akan memberikan ground pressure. Jika ground pressure alat lebih besar dari daya dukung

tanah, maka alat tersebut akan terbenam. Fungsi data pengambilan penetrometer juga dapat digunakan

untuk mengetahui draft spesifik (ketahanan tanah spesifik), pendugaan rasio traksi, draft spesifik

untuk pembajakan, pendugaan torsi spesifik untuk rotary tilling dan penentuan trafficability. Nilai

daya dukung tanah dapat diketahui dengan cara pengukuran atau uji langsung di lapangan.

Penetrometer yang ada sekarang ini masih berupa penetrometer tipe analog dan penetrometer

tipe mekanis yang membutuhkan tiga hingga empat pekerja saat mengoperasikan penetrometer

tersebut. Pekerja pertama sebagai penekan penetrometer, pekerja kedua sebagai pembaca skala

tahanan penetrasi tanah, pekerja ketiga sebagai pembaca kedalaman tanah dan pekerja keempat

mencatat hubungan antara tahanan penetrasi tanah dengan kedalaman tanah. Karena itu pada

penelitian sebelumnya telah dikembangkan penetrometer digital yang dapat merekam data gaya

penetrasi dan kedalaman penetrasi sekaligus mengetahui suhu pada saat pengujian (Muzani, 2012).

Tujuan penelitian ini adalah menguji kinerja penetrometer digital berbasis mikrokontroler

ATmega 8535 yang telah dirancang oleh Muzani (2012) dimana terdapat sensor gaya tipe cincin,

sensor kedalaman penetrasi tipe ultrasonic ranger dan sensor suhu dengan IC LM35. Data yang

dihasilkan adalah data kekuatan tanah, nilai kedalaman penetrasi tanah dan suhu udara atau

lingkungan. Data tersebut dapat disimpan melalui flash memory atau media penyimpanan sementara

sehingga mudah untuk diolah lebih lanjut oleh pengguna dan untuk mengirim data dari penetrometer

digital ke dalam komputer dibutuhkan kabel USB Serial dan program pembacaan port.

Metode awal dari pengujian alat ukur kekuatan tanah yaitu membandingkan pembacaan

tahanan penetrasi penetrometer digital dengan penetrometer mekanis di laboratorium dengan

menyamakan pembacaan pada alat timbangan berat badan. Kemudian dilakukan antara masalah yang

sering terjadi dalam penggunaan alat ukur kekuatan tanah (penetrometer). Tahapan berikutnya adalah

pengujian kinerja penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 di Laboratorium

Siswadhi Soepardjo.

Sistem kerja dari alat ukur kekuatan tanah yaitu menekan penetrometer hingga batang penekan

masuk ke dalam tanah. Dengan adanya penekanan maka didapat nilai penetrasi tanah tersebut sesuai

dengan kemampuan tanah menahan tekanan yang diberikan dari tenaga manusia sebagai penekan alat

tersebut. Penetrometer digital memberikan data berupa nilai tekanan tanah, nilai suhu dan nilai

kedalaman batang penekan tanah. Gaya tekan diukur dengan menggunakan sensor strain gage yang

dipasang pada cincin tranduser. Pengerutan cincin tranduser direspon oleh sensor strain gage berupa

nilai hambatan karena tegangan yang dihasilkan terlalu kecil, maka dibutuhkan penguat. Data tersebut

kemudian diolah oleh mikrokontroler untuk diubah menjadi satuan kgf. Data kedalaman diperoleh

dengan menggunakan bantuan sensor utrasonic ranger. Data suhu diperoleh dengan menggunakan

sensor suhu berjenis LM35. Suhu yang diukur adalah suhu lingkungan sekitar pengambilan data. Suhu

lingkungan digunakan untuk membuktikan adanya indikasi perubahan pembacaan karena faktor suhu

antara suhu lingkungan dengan sensor ultrasonic ranger.

Tenaga yang diperoleh dari alat ukur kekuatan tanah (penetrometer) yaitu tenaga manusia.

Sedangkan untuk pengoprasian alat dan baterai 9 volt untuk komponen elektronika penetrometer.

Dimensi dari alat ini yaitu tinggi 95 cm yang terdiri dari panjang batang penekan sebesar 70 cm dan

sisanya batang penghubung antara lengan dengan cincin.

Hasil pengujian adalah data perbandingan pembacaan menggunakan penetrometer mekanis tipe

SR-2 dengan pembacaan penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 tanpa

menggunakan cone yaitu dengan cara memanfaatkan timbangan berat badan sebagai indikator

pembacaan gaya tekan. Hasil berikutnya yaitu perbandingan pembacaan penetrometer mekanis tipe

SR-2 dan penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 dengan menggunakan cone

yang memiliki luas 2 cm2. Pada pengujian ini dilakukan di Laboratorium Siswadhi Soepardjo dengan

menggunakan tanah jenis latosol. Data pendukung yaitu data kadar air tanah pada setiap tempat

pengujian dari kedua penetrometer tersebut.

PENGUJIAN KINERJA PENETROMETER DIGITAL BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem,

Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

TOFAN ARGANDHI PUTRA

F 14070069

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2012

vi

Judul Skripsi : Pengujian Kinerja Penetrometer Digital Berbasis Mikrokontroler ATmega 8535

Nama : Tofan Argandhi Putra

NIM : F 14070069

Menyetujui,

Pembimbing Akademik,

(Dr. Ir. Radite Praeko Agus Setiawan, M.Agr.)

NIP. 196212231986011001

Mengetahui :

Ketua Departemen,

(Dr. Ir. Desrial, M.Eng.)

NIP. 19661201 199103 1 004

Tanggal lulus:

vii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI

DAN SUMBER INFORMASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Pengujian Kinerja

Penetrometer Digital Berbasis Mikrokontroler ATmega 8535 adalah hasil karya saya sendiri

dengan arahan dosen pembimbing akademik dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada

perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan

maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar

pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, November 2012

Yang membuat pernyataan

Tofan Argandhi Putra

F 14070069

viii

© Hak cipta milik Tofan Argandhi Putra, tahun 2012

Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari

Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak,

fotokopi, mikrofilm dan sebagainya

ix

BIODATA PENULIS

Tofan Argandhi Putra, dilahirkan di Pati, dari pasangan Agus Akhmadi

dan Rita Maphilinda, merupakan anak pertama dari empat bersaudara.

Pada tahun 2001 penulis lulus dari SD Negeri Brebes 5 Kabupaten

Brebes, pada tahun 2004 lulus dari SMPN 2 Kota Brebes dan lulus dari

SMAN 1 Kota Brebes pada tahun 2007.

Penulis terdaftar di Fakultas Teknologi Pertanian, Departemen

Teknik Mesin dan Biosistem pada tahun 2007. Selama kuliah penulis

mengikuti beberapa kegiatan mahasiswa yaitu Agricultural Engineering

Design Club (AEDC) sebgai staf, Pesatuan Tennis Fakultas Teknologi

Pertanian (anggota), Organisasi Daerah Brebes (sebagai wakil ketua), Himpunanan Mahasiswa

Teknik Pertanian (anggota) dan lain sebagainya. Penulis melaksanakan praktik lapangan pada

tahun 2010 di PT. Agrowiyana Bakrie Sumatra Plantation, Tungkal Ulu, Jambi, dengan judul

“Mempelajari Aspek Mekanisasi Pertanian Budidaya Kelapa Sawit di PT. Agrowiyana Bakrie

Sumatra Plantation”. Penulis menyukai olahraga panjat tebing, tenis lapangan dan mempunyai

hobi memancing.

x

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi penelitian dengan judul “

Pengujian Kinerja Penetrometer Digital Berbasis Mikrokontroler ATmega 8535“. Skripsi ini disusun

sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi program sarjana S1 di Fakultas Teknologi

Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Dalam menyusun skripsi ini, penulis banyak memperoleh bantuan serta bimbingan dari

berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Dr. Ir. Radite Praeko Agus Setiwan, M.Agr. selaku dosen pembimbing yang telah membimbing

penulis selama masa perkuliahan, praktik lapangan, penelitian dan penulisan skripsi dengan penuh

pengertian.

2. Dr.Ir. Iwayan Astika, M.Si. selaku dosen penguji skripsi yang telah membina penulis dalam

menyempurnakan tugas akhir.

3. Kedua orang tua penulis (Agus Akhmadi dan Rita Maphilinda) atas segala kasih sayang dan doa

yang tak pernah habis.

4. Ketiga adik penulis (Shefira Bella Ardiena, Aufa Linda Ardian dan M. Naffael Arasyid) atas

segala dorongan dan doa untuk penulis.

5. M. Tahir Sapsal yang telah membantu penelitian penulis.

6. Ahmad Muzani, Hans Budi Findranov, Muammar Tawarudin Akbar, Damar Wahyu Bintoro,

Satria Asa Negara, Fauzi Kadarisman dan M. Wiryawan yang selalu setia bersama penulis untuk

membantu penelitian.

7. Teman-teman Teknik Pertanian angkatan 44 kenangan indah selama proses belajar, penelitian dan

penulisan skripsi ini.

8. Ahmad Muzani yang selalu mendampingi serta memberikan bantuan dan dorongan semangat

dalam penulisan skripsi ini.

9. Semua pihak yang telah membantu dan mendoakan penulis dalam penelitian dan penulisan skripsi

ini.

Penulis menyadari bahwa dalam menyusun skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu

penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun guna sempurnanya skripsi

ini. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca

umumnya.

Bogor, November 2012

Tofan Argandhi Putra

xi

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................................................ x

DAFTAR ISI .......................................................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................................................... xv

I. PENDAHULUAN ............................................................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................................................. 1

1.2 Ruang Lingkup .............................................................................................................. 2

1.3 Tujuan ........................................................................................................................... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................................................... 3

2.1 Tanah Secara Umum ..................................................................................................... 3

2.2 Sifat Fisik Tanah ........................................................................................................... 3

2.2 Sifat Mekanis Tanah ..................................................................................................... 8

2.3 Jenis-jenis Tanah ........................................................................................................... 8

2.4 Penetrometer ................................................................................................................. 9

III. METODE PENELITIAN ................................................................................................................ 16

3.1 Waktu dan Tempat ...................................................................................................... 16

3.2 Alat dan Bahan ............................................................................................................ 16

3.3 Tahapan penelitian ...................................................................................................... 16

3.4 Prosedur Kalibrasi ....................................................................................................... 17

3.5 Tahapan Pengujian Penetrometer ................................................................................ 17

3.6 Tahap Pengukuran Kadar Air ..................................................................................... 17

3.7 Tahapan Pengolahan Data ........................................................................................... 19

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................................................... 20

4.1 Hasil Kalibrasi Jarak untuk Sensor Ultrasonik Ranger ............................................... 20

4.2 Hasil Kalibrasi Beban Penetrometer ........................................................................... 23

4.3 Perbandingan Hasil Pengukuran Penetrasi Tanah ....................................................... 27

4.4 Perhitungan Peneterasi Tanah dan Cone index ........................................................... 34

xii

4.5 Kalibrasi Sensor Gaya (Strain gage) dan Sensor Jarak (Ultrasonik) .......................... 35

V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................................................... 36

5.1 Kesimpulan ................................................................................................................. 36

5.2 Saran ........................................................................................................................... 36

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................... 38

LAMPIRAN..................................................................................................................... .....................39

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Penentuan trafficability (Setiawan 2004) ............................................................................... 13 Tabel 2. Pengujian penetrometer digital ke-1 ulangan ke-1 ................................................................. 35

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Diagram segitiga tekstur dan sebaran besar butir tanah berdasarkan sistem USDA ............ 4 Gambar 2. Penampang vertikal lapisan tanah (sumber www.keisya-lambudi.bogspot.com)................. 5 Gambar 3. Bagian penetrometer SR-2 (Setiawan 2004) ...................................................................... 10 Gambar 4. Penetrometer Tipe SR-2 ..................................................................................................... 11 Gambar 5. Cone pada penetrometer ..................................................................................................... 12 Gambar 6. Bagan metodologi penelitian .............................................................................................. 16 Gambar 7. Timbangan digital dan cawan ............................................................................................. 18 Gambar 8. Pengering dengan suhu 110 oC ........................................................................................... 18 Gambar 9. Meja kalibrasi sensor jarak (ultrasonik) ............................................................................. 20 Gambar 10. Skala penggaris dan sudut kemiringan pada meja kalibrasi ............................................. 21 Gambar 11. Penghalang dengan sudut 0o ............................................................................................. 21 Gambar 12. Penghalang dengan sudut kemiringan 5o .......................................................................... 21 Gambar 13. Penghalang dengan sudut kemiringan 10o ........................................................................ 22 Gambar 14. Penghalang dengan sudut kemiringan 15o ........................................................................ 22 Gambar 15. Penghalang dengan sudut kemiringan 20o ........................................................................ 22 Gambar 16. Skala penggaris meja kalibrasi sensor jarak (ultasonik) ................................................... 23 Gambar 17. Penetrometer SR-2 dan timbangan ................................................................................... 24 Gambar 18. Kegiatan kalibrasi dengan operator ................................................................................. 24 Gambar 19. Kalibrasi dengan massa operator 62 kg ............................................................................ 24 Gambar 20. Kalibrasi dengan massa operator 67 kg ............................................................................ 25 Gambar 21. Kalibrasi dengan massa operator 64 kg ............................................................................ 25 Gambar 22. Kalibrasi dengan massa operator 74 kg ............................................................................ 26 Gambar 23. Kalibrasi dengan massa operator 63 kg ............................................................................ 26 Gambar 24. Kalibrasi dengan massa operator 65 kg ............................................................................ 27 Gambar 25. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-1 titik ke-1 .................................................................. 28 Gambar 26. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-1 titik ke-2 .................................................................. 28 Gambar 27. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-1 titik ke-3 .................................................................. 29 Gambar 28. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-2 titik ke-1 .................................................................. 29 Gambar 29. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-2 titik ke-2 .................................................................. 30 Gambar 30. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-2 titik ke-3 .................................................................. 30 Gambar 31. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-3 titik ke-1 .................................................................. 31 Gambar 32. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-3 titik ke-2 .................................................................. 31 Gambar 33. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-3 titik ke-3 .................................................................. 32 Gambar 34. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-4 titik ke-1 .................................................................. 32 Gambar 35. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-4 titik ke-2 .................................................................. 33 Gambar 36. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-4 titik ke-3 .................................................................. 33 Gambar 37. Penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 ........................................... 34 Gambar 38. Penetrometer mekanis tipe SR-2 ...................................................................................... 34

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Spesifikasi soil penetrometer SR-2 .................................................................................. 39 Lampiran 2. Contoh perhitungan cone index ....................................................................................... 40 Lampiran 3. Tabel spesifikasi mikrokontroler ATmega 8535 .............................................................. 41 Lampiran 4. Spesifikasi penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 ........................ 42 Lampiran 5. Tabel pengujian tahanan penetrasi tanah ......................................................................... 44 Lampiran 6. Tabel kadar air pengujian ke-1 sampai pengujian ke-6 ................................................... 56 Lampiran 7. Tabel kalibrasi sensor jarak (ultasonik) ........................................................................... 62 Lampiran 8. Kalibrasi penguat untuk sensor gaya (strain gage) .......................................................... 63 Lampiran 9. Tegangan referensi pada ADC ......................................................................................... 66 Lampiran 10. Sifat Tanah di Laboratorium Siswadhi Soepardjo Leuwikopo, Dramaga ...................... 67 Lampiran 11. Spesifikasi sensor kedalaman (ultrasonik) DT-SENSE USIRR (#991-992) .................. 68 Lampiran 12. Perhitungan ketelitian sensor gaya (strain gage) ........................................................... 69

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kesuburan tanah merupakan faktor vital yang turut mempengaruhi pertumbuhan dan

perkembangan tanaman. Saat ini petani belum memiliki pedoman khusus untuk mengetahui apakah

suatu tanah masih subur atau tidak. Untuk itu dengan beberapa pengujian kekuatan tanah yang dapat

dilakukan di lahan setidaknya dapat menjadi pedoman sementara untuk mengindikasikan tingkat

kesuburan suatu lahan sebelum penanaman produk pertanian. Pengujian tanah untuk keperluan

perancangan lahan dapat berupa uji tanah di lapangan dan uji tanah di laboratorium, baik itu berupa

uji fisik maupun uji mekanik dan uji untuk mengetahui kekuatan tanah. Sedangkan uji tanah di

lapangan diperlukan untuk mencari data langsung dari lapangan. Uji ini dapat berupa uji lapisan tanah

dengan alat bor, uji kepadatan dan kekuatan tanah. Uji kekuatan tanah dapat berupa uji penetrasi

standar atau standard penetration test dan uji sondir atau uji penetrasi konus (cone penetration test).

Uji lapangan ini termasuk pelaksanaan pengambilan sampel tanah untuk keperluan uji laboratoium.

Sedangkan untuk uji di laboratorium dapat berupa analisis butiran dan komposisi butiran atau gradasi,

kadar air, berat isi dan sifat kimia tanah. Uji geser dengan alat geser langsung maupun dan alat

triaxial hingga uji pemampatan tanah atau consolidation test. Dalam pengujian kekuatan tanah ini

dilakukan menggunakan alat yaitu penetrometer digital. Penetrometer adalah alat untuk mengukur

kekuatan tanah. Data yang diambil dari penetrometer adalah data gaya tekanan tanah yang menjadi

acuan kekuatan tanah. Penyondiran adalah proses pemasukan suatu batang tusuk ke dalam tanah,

dengan bantuan manometer yang terdapat pada alat sondir tersebut, kita dapat membaca atau

mengetahui kekuatan suatu tanah pada kedalaman tertentu sehingga dapat diketahui bahwa dari

berbagai lapisan tanah memiliki kekuatan yang berbeda.

Penyelidikan dengan penyondiran disebut penetrasi dan alat sondir yang biasa digunakan

adalah penetrometer. Pada umumnya penetrometer memiliki ujung yang berbentuk cone (kerucut)

dihubungkan pada suatu rangkaian stang dalam wadah luar dengan bantuan suatu rangka dari besi dan

dongkrak yang ditekan ke dalam tanah. Ada dua macam ujung penetrometer, yaitu:

1. Tipe standar atau mantel conus

Pada jenis ini yang diukur adalah perlawanan pada ujung (konus). Hal ini dilakukan

dengan cara menekan stang dalam hingga cone menembus ke bawah permukaan tanah,

sedangkan seluruh wadah luar tetap di luar. Gaya yang dibutuhkan untuk menekan konus

tersebut diukur dengan alat pengukur kedalaman.

2. Tipe friction sleeve atau bikonus

Pada jenis ini dapat diukur sekaligus nilai cone index dan hambatan lekatnya. Hal ini

dilakukan dengan penekanan stang dalam seperti biasanya. Pembacaan nilai konus dan

hambatan lekat dilakukan setiap 20 cm. Dengan alat sondir yang mungkin hanya mencapai

pada kedalaman 30 cm atau lebih bila tanah yang diselidiki bertekstur lunak. Alat ini sangat

cocok di Indonesia karena di sini banyak dijumpai lapisan lempung yang dalam dengan

kekuatan rendah sehingga tidak sulit menembusnya.

2

1.2 Ruang Lingkup

Penelitian ini dibatasi pada pengujian alat ukur kekuatan tanah secara mekanis (penetrometer

tipe SR-2) dan digital dengan menghasilkan data berupa gaya reaksi tanah yang menjadi acuan untuk

mengetahui nilai kekuatan tanah. Kemudian dilakukan pengujian tanah secara digital dengan

penetrometer digital berbasis mikrokontroler Atmega 8535. Setelah mendapatkan hasil dari pengujian

penetrometer digital, selanjutnya dilakukan uji penetrometer analog untuk membandingkan hasil dan

diambil kesimpulan untuk kelayakan penetrometer digital.

1.3 Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk pengujian kinerja alat yaitu penetrometer digital berbasis

mikrokontroler ATmega 8535 yang dilengkapi sensor kedalaman (ultrasonik), sensor tekan atau strain

gage dan sensor suhu jenis LM35 yang dirancang oleh Muzani (2012). Dalam pengujian digunakan

penetrometer mekanis tipe SR-2 sebagai perbandingan alat ukur penetrasi tanah. Dari perbandingan

kedua alat tersebut diharapkan penetrometer digital memiliki tingkat akurasi yang lebih baik dan

diketahui beberapa kelebihan dari penetrometer digital dibandingkan penetrometer mekanis tipe SR-2.

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanah Secara Umum

Tanah merupakan media pertumbuhan tanaman. Tanah berasal dari bahasa latin yaitu solum

yang berarti bagian teratas kerak bumi yang dipengaruhi oleh proses pembentukan tanah. Tanah

secara umum terdiri dari tiga bahan yaitu butiran tanah (padatan), cair (cairan) dan udara (gas) yang

terdapat dalam ruang pori antar butiran-butiran tanah tersebut. Komposisi dari ketiga bahan penyusun

tanah tersebut selalu beda untuk tiap jenis tanah dan kondisi lingkungan. Hubungan dari ketiga bahan

penyusun tanah ini menunjukan sifat-sifat fisik tanah (Hillel 1971). Definisi ilmiah tanah

(Hardjowigeno 1992) adalah kumpulan dari benda alam di permukaan bumi yang tersusun dalam

horison-horison yang terdiri dari campuran bahan mineral, bahan organik, air dan udara merupakan

media untuk tumbuhnya tanaman. Kondisi tanah yang baik adalah pemadatan tanah rendah, bobot isi

tanah rendah, aerasi tanah yang baik, porositas tanah tinggi dan drainase yang baik.

2.2 Sifat Fisik Tanah

2.1.1 Warna Tanah

Warna tanah merupakan salah satu sifat yang mudah dilihat dan menunjukkan sifat dari tanah

tersebut. Warna tanah merupakan campuran komponen lain yang terjadi karena mempengaruhi

berbagai faktor atau persenyawaan tunggal. Urutan warna tanah adalah hitam, coklat, karat, abu-abu,

kuning dan putih (Syarief 1979). Warna tanah dengan akurat dapat diukur dengan tiga sifat-sifat

prinsip warnanya. Dalam menentukan warna cahaya dapat juga menggunakan munsell soil colour

chart sebagai pembeda warna tersebut. Penentuan ini meliputi penentuan warna dasar, warna karat

atau kohesi dan humus. Warna tanah penting untuk diketahui karena berhubungan dengan kandungan

bahan organik yang terdapat di dalam tanah tersebut, iklim, drainase tanah dan mineralogi tanah

(Thompson dan Troen 1978). Mineral-mineral yang terdapat dalam jumlah tertentu di dalam tanah

kebanyakan berwarna agak terang. Sebagai akibatnya tanah-tanah berwarna agak kelabu terang. Jika

terdiri dari mineral-mineral serupa itu maka tanah sedikit mengalami perubahan kimiawi.

2.1.2 Tekstur Tanah

Tekstur tanah adalah keadaan tingkat kehalusan tanah yang terjadi karena terdapatnya

perbedaan komposisi kandungan fraksi pasir, debu dan liat yang terkandung pada tanah. Tekstur tanah

memiliki perbandingan relatif dalam persen antara fraksi-fraksi pasir, debu dan liat. Tekstur tanah erat

hubungannya dengan indeks plastisitas, permeabilitas, kekerasan tanah, kesuburan dan produktivitas

tanah pada daerah geografis tertentu (Hakim et al. 1986). Soepardi (1983) menyatakan bahwa dalam

waktu yang singkat sifat tanah tidak banyak berubah walaupun proses yang terjadi di dalam tanah

sangat aktif. Dengan demikian, tanah berpasir atau tanah berliat akan tetap menjadi tanah berpasir atau

tanah berliat untuk waktu yang cukup lama. Nisbah antara beberapa kelompok ukuran suatu tanah

merupakan ciri khas dan tidak mudah untuk berubah serta dianggap sebagai ciri dasar. Klasifikasi

jenis tanah berdasarkan tekstur menurut USDA dapat dilihat pada Gambar 1.

4

Gambar 1. Diagram segitiga tekstur dan sebaran besar butir tanah berdasarkan sistem USDA

Tekstur tanah sangat berpengaruh terhadap kemampuan daya serap air, ketersediaan air di

dalam tanah, besar aerasi, infiltrasi dan laju pergerakan air (perkolasi). Dengan demikian secara tidak

langsung tekstur tanah juga dapat mempengaruhi perkembangan perakaran dan pertumbuhan tanaman

serta efisien dalam pemupukan. Tekstur dapat ditentukan dengan metode yaitu dengan metode pipet

dan metode hidrometer. Kedua metode tersebut ditentukan berdasarkan perbedaan kecepatan air

partikel di dalam air (Hakim et al. 1986).

2.1.3 Struktur Tanah

Struktur tanah digunakan untuk menunjukkan ukuran partikel-partikel tanah seperti pasir, debu

dan liat yang membentuk agregat satu dengan lainnya yang dibatasi oleh bidang belah alami yang

lemah. Struktur tanah merupakan gumpalan kecil dari butir-butir tanah. Gumpalan struktur tanah yang

terjadi karena butir-butir pasir, debu dan liat terikat satu sama lain oleh suatu perekat seperti bahan

organik, oksida-oksida besi dan lain-lain. Struktur yang dapat memodifikasi pengaruh tekstur yaitu

berhubungan dengan kelembaban porositas, unsur hara, jasad hidup dan pengaruh permukaan akar.

Tipe struktur terdapat empat bentuk utama, yaitu:

- bentuk lempung

- bentuk prisma

- bentuk gumpal

- bentuk spheroidel atau bulat

Keempat bentuk utama di atas menghasilkan tujuh tipe struktur tanah. Suatu pengertian tentang

sebab-sebab perkembangan struktur di dalam tanah perlu diperhatikan karena stuktur tanah sangat

mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan dapat berubah karena pengolahan tanah. Struktur tanah

5

dapat berkembang dari butir-butir tunggal ataupun kondisi tanah butiran besar. Pembentukan ini

kadang-kadang sampai ke tahap perkembangan struktural yang mantap.

Gambar 2. Penampang vertikal lapisan tanah (sumber www.keisya-lambudi.bogspot.com)

1. Horizon O

- Lapisan atas, lapisan olah dan lapisan humus.

- Lapisan teratas suatu penampang tanah yang biasanya banyak mengandung bahan organik

sebagai hasil dekomposisi seresah sehingga warnanya gelap.

- Merupakan lapisan utama.

2. Horizon A

- Horison mineral berwarna agak gelap.

3. Horizon E

- Horison mineral yang telah tereluviasi (tercuci) sehingga kadar liat silikat, F dan Al rendah,

tetapi pasir dan debu kuarsa dan mineral resistansi lainnya tinggi, berwarna terang.

4. Horizon B

- Horrison illuvial atau horison tempat terakumulasinya bahan-bahan yang tercuci dari horison di

atasnya (akumulasi bahan eluvial).

- Ketebalan lapisan lebih besar dari horizon A.

- Horizon B dibagi menjadi beberapa sub lapisan:

1. Sub lapisan B 1: daerah peralihan horizon (warna agak gelap).

2. Sub lapisan B 2: daerah kandungan kapur tinggi (warna terang).

3. Sub lapisan B 3: daerah penimbunan unsur Fe missal Fe2O3 (warna merah).

5. Horizon C

- Horizon C atau lapisan batuan induk merupakan hasil pelapukan dan penghancuran oleh iklim

terhadap batuan induk yang berlangsung lama.

- Sifatnya mirip batuan induk.

6

6. Horizon R (bedrock)

- Merupakan dasar tanah yang terdiri dari batuan yang sangat pejal dan belum mengalami

pelapukan.

Kegunaan profil tanah adalah untuk mengetahui kedalaman lapisan olah (Lapisan tanah atas = O-A)

dan solum (O-A-E-B), untuk mengetahui kelengkapan atau diferensiasi horison pada profil dan

mengetahui warna tanah. Struktur tanah dapat memodifikasi pengaruh tekstur dalam hubungannya

dalam kelembaban, porositas, tersedianya unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pertumbuhan akar.

Sistem penanaman yang mampu menjaga kemantapan agregat tanah akan memberikan hasil yang

tinggi bagi produksi pertanian (Hakim et al. 1986).

2.1.4 Kadar Air dan Kerapatan Isi (bulk density)

Kadar air adalah hilangnya berat ketika objek lembab dikeringkan sesuai dengan teknik atau

metode tertentu. Metode pengukuran kadar air yang diterapkan dan dirancang untuk mengurangi

oksidasi, dekomposisi atau hilangnya zat yang mudah menguap bersamaan dengan pengurangan

kelembaban. Metode umum yang biasa dipakai untuk menentukan jumlah air yang dikandung oleh

tanah adalah persentase terhadap tanah kering (Hakim et al. 1986). Bobot tanah yang lembab dalam

hal ini dipakai karena keadaan lembab sering bergejolak dengan keadaan air.

Kadar dan ketersediaan air tanah sebenarnya pada setiap koefisien umum bervariasi terutama

tergantung pada tekstur tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi dan kedalaman solum

atau lapisan tanah. Di samping itu, faktor iklim dan tanaman juga menentukan kadar air serta

ketersediaan air tanah. Faktor iklim juga berpengaruh seperti curah hujan, temperatur dan kecepatan

yang pada prinsipnya terkait dengan suplai air dan evapotranspirasi. Faktor tanaman yang

berpengaruh meliputi bentuk dan kedalaman perakaran, toleransi terhadap kekeringan serta tingkat

pertumbuhan yang pada prinsipnya terkait dengan kebutuhan air tanaman (Hanafiah, 2005).

Pengukuran kadar air tanah dapat dilakukan dengan cara metode pengeringan pengering. Pada metode

ini hanya air yang diuapkan selama pengeringan. Sesuai dengan standar pengukuran kadar air, agregat

halus dan kasar dalam keadaan lembab atau kering dilakukan dengan cara sederhana yaitu dengan

menimbang agregat yang masih mengandung kadar air, lalu mengeringkannya dalam pengering.

Prosedur pengujian meliputi tahapan-tahapan, antara lain:

1. Tempatkan benda uji dalam cawan, lalu timbang dan catat massanya.

2. Keringkan dengan menggunakan pengering ataupun dengan menggunakan kompor.

3. Pelaksanaan pengeringan dapat dilakukan dengan pengering maupun pengeringan di atas kompor

untuk benda uji yang tidak mengandung bahan organik. Proses pengeringan menggunakan

pengering yaitu dengan cara membuka tutup cawan dan menempatkan tanah di dalam pengering

selama 24 jam. Sedangkan pengeringan untuk benda uji yang tidak mengandung bahan organik

dilakukan di atas kompor atau dibakar langsung setelah disiram dengan spirtus.

4. Lakukan penimbangan dan pengeringan secara berulang-ulang sehingga mencapai bobot yang

tetap. Lalu cawan yang berisi benda uji yang telah dikeringkan kemudian dinginkan dalam

desikator. Setelah dingin, cawan yang berisi tanah kering ditimbang dan catat massanya.

Besarnya kadar air dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Kadar air =

x 100 (1)

Dimana :

W1 = Berat cawan + tanah basah (gram)

W2 = Berat cawan + tanah kering (gram)

W3 = Berat cawan kosong (gram)

W1 –W2 = Berat air (gram)

7

W2 –W3 = Berat bahan kering (gram).

Besarnya kadar air dinyatakan dalam persen dengan ketelitian satu angka di belakang koma.

Kerapatan isi tanah dapat dihitung dengan rumus (Setiawan et al. 2002):

ρd =

(2)

Dimana :

ρd = kerapatan isi tanah (g/cm3)

mtk = massa tanah kering (gram)

Vt = volume tanah dalam ring sampel (cm3)

Kerapatan isi dapat dinyatakan dengan bulk density basah dan bulk density kering. Bulk density

basah menyatakan massa tanah keseluruhan per unit volume. Bulk density kering menunjukan

perbandingan massa tanah kering pengering terhadap volume keseluruhan.

2.1.5 Ruang Pori Total

Ruang pori total adalah volume dari tanah yang ditempati oleh udara dan air. Persentase

volume ruang pori total disebut porositas. Untuk menentukan porositas, contoh tanah ditempatkan

pada tempat berisi air sehingga jenuh dan kemudian campuran ini ditimbang. Perbedaan berat antara

keadaan jenuh air yang kering pengering merupakan volume ruang pori. Untuk 400 cm3 campuran

yang berisi 200 gram (200 cm3) air pada kondisi jenuh porositas tanahnya akan mencapai 50% (Foth

1988).

Tanah dengan tekstur halus mempunyai kisaran ukuran dan bentuk partikel yang luas. Hal ini

telah ditekankan bahwa tanah permukaan yang berpasir mempunyai porositas kecil daripada tanah

liat. Berarti bahwa tanah pasir mempunyai volume yang lebih sedikit ditempati oleh ruang pori.

Ruang pori total pada tanah pasir mungkin rendah, tetapi mempunyai proporsi besar yang disusun dari

komposisi pori-pori yang besar serta sangat efisien dalam pergerakan udara dan alirannya. Persentase

volume yang dapat terisi oleh pori-pori kecil pada tanah pasir rendah serta menyebabkan kapasitas

saat menahan air relatif rendah. Sebaliknya tanah-tanah permukaan dengan tekstur halus memiliki

ruang pori total lebih banyak dan proporsi relatif besar yang tersusun atas pori-pori kecil, yang

menyebabkan tanah mempunyai kapasitas kemampuan menahan air yang tinggi.

2.1.6 Infiltrasi

Infiltrasi dari segi hidrologi penting karena hal ini menandai peralihan dari air permukaan yang

bergerak cepat ke air tanah yang bergerak lambat. Kapasitas infiltrasi suatu tanah dipengaruhi oleh

sifat-sifat fisik tanah derajat kemampatan, kandungan air dan permeabilitas lapisan bawah permukaan,

nisbi air serta iklim mikro tanah. Infiltrasi berpengaruh saat mulai terjadinya aliran permukaan dan

laju aliran permukaan atau run off. Beberapa faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi laju

infiltrasi adalah sebagai berikut:

- Dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan yang jenuh

- Kelembaban tanah

- Pemampatan tanah oleh curah hujan

- Penyumbatan oleh bahan yang halus (bahan endapan)

- Pemampatan oleh orang dan hewan

- Struktur tanah

- Tumbuh-tumbuhan

- Udara yang terdapat dalam tanah

- Topografi

- Intensitas hujan

8

- Kekasaran permukaan

- Mutu air

- Suhu udara

- Adanya kerak di permukaan

2.1.7 Stabilitas Agregat

Stabilitas agregat adalah ketahanan rata-rata agregat tanah melawan pendispersi oleh benturan

tetes air hujan atau penggenangan air. Stabilitas agregat tergantung pada ketahanan tanah melawan

daya dispersi air dan kekuatan sementasi atau pengikatan. Faktor-faktor yang berpengaruh dalam

stabilitas agregat antara lain bahan-bahan pelekat agregat tanah, bentuk dan ukuran agregat, serta

tingkat agregasi. Stabilitas agregat yang terbentuk tergantung pada keutuhan tanah permukaan agregat

pada saat rehidrasi dan kekuatan ikatan antar koloid dan partikel di dalam agregat pada saat basah.

2.2 Sifat Mekanis Tanah

2.2.1 Permeabilitas

Semua jenis tanah bersifat lolos air (permeable) dimana air bebas mengalir melalui ruang-

ruang kosong (pori-pori) yang ada di antara butiran-butiran tanah. Tanah diasumsikan jenuh walaupun

sebenarnya tidak demikian karena ada rongga-rongga udara. Permeabilitas tanah menunjukkan

kemampuan tanah dalam meloloskan air. Struktur dan tekstur serta unsur organik lainnya ikut ambil

bagian dalam menaikkan laju permeabilitas tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi dapat

menaikkan laju infiltrasi. Hal ini dapat menurunkan laju aliran air.

Koefisien permeabilitas tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi oleh distribusi

ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel

maka semakin kecil pula ukuran pori serta makin rendah koefisien permeabilitasnya. Menurut Susanto

dan Purnomo (1996), pada kebanyakan tanah konduktivitas hidrolik tidak selamanya tetap. Hal ini

dikarenakan berbagai proses kimia, fisika dan biologis. Konduktivitas hidrolik bisa berubah saat air

masuk dan mengalir ke dalam tanah. Perubahan yang terjadi pada komposisi ion komplek dapat

dipertukarkan seperti saat air memasuki tanah sehingga mempunyai komposisi atau konsentrasi zat

terlarut serta berbeda dengan larutan awal. Hal ini bisa merubah konduktivitas hidrolik. Secara umum

konduktivitas akan berkurang bila konsentrasi zat terlarut elektrolit berkurang. Hal ini disebabkan

adanya fenomena pengembangan dan dispersi yang juga dipengaruhi oleh jenis-jenis kation. Selain itu

juga terdapat pelepasan dan perpindahan partikel-partikel lempung selama aliran yang lain bisa

menghasilkan penyumbatan pori-pori tanah.

2.3 Jenis-jenis Tanah

Tanah sebagai benda alam mempunyai sifat-sifat yang bervariasi. Sifat tanah yang berbeda-

beda pada berbagai tempat mencerminkan pengaruh dari berbagai faktor pembentuknya di alam.

Tanah dipandang sebagai alat produksi pertanian, karena tanah berfungsi sebagai media tumbuhnya

tanaman. Produktivitas tanaman pertanian banyak ditentukan oleh sifat-sifat tanah yang bersangkutan,

baik sifat fisika tanah, kimiawi tanah, maupun biologi tanah yang bersangkutan. Sebagai media

tumbuhnya tanaman tanah mampu berperan sebagai berikut:

- Tempat berdirinya tanaman

- Tempat menyediakan unsur-unsur hara yang diperlukan oleh tanaman

- Tempat menyediakan air yang dibutuhkan oleh tanaman

- Tempat menyediakan udara bagi pernafasan akar tanaman

Tanah bukan merupakan timbunan bahan padat yang mati dan statis, melainkan merupakan

suatu proses yang dinamis dan hidup serta mengalami perubahan dari waktu ke waktu. Setiap tanah

9

tersusun dari bahan mineral, bahan organik dan air tanah. Bahan mineral berasal dari hasil pelapukan

batuan. Sedangkan bahan organik berasal dari hasil penguraian organisme yang mati. Di dalam tanah

selalu terjadi proses destruktif dan konstruktif. Proses destruktif adalah penguraian bahan mineral dan

bahan organik. Sedangkan proses konstruktif adalah proses penyusunan kembali hasil penguraian

bahan mineral dan bahan organik menjadi senyawa baru.

Adanya empat komponen tanah tersebut serta dinamika di dalam tanah menyebabkan tanah

mampu berperan sebagai media tumbuhnya tanaman. Perbandingan komponen-komponen tanah pada

setiap tempat tergantung pada jenis tanah, lapisan tanah, pengaruh cuaca dan iklim serta campur

tangan manusia. Karakteristik dari jenis-jenis tanah yaitu sebagai berikut:

1. Litosol yaitu tanah yang baru mengalami pelapukan dan sama sekali belum mengalami

perkembangan tanah. Berasal dari batuan-batuan konglomerat dan granit, kesuburannya cukup dan

cocok dimanfaatkan untuk jenis tanaman hutan. Penyebarannya di Jawa Tengah, Jawa Timur,

Madura, Nusa Tenggara, Maluku Selatan dan Sumatera.

2. Latosol yaitu tanah yang telah mengalami pelapukan intensif, warna tanah tergantung susunan

bahan induknya dan keadaan iklim. Latosol merah berasal dari vulkan intermedier, tanah ini subur

sehingga dimanfaatkan untuk pertanian dan perkebunan. Penyebarannya di seluruh Indonesia

kecuali di Nusa Tenggara dan Maluku Selatan.

3. Aluvial yaitu tanah muda yang berasal dari hasil pengendapan. Sifatnya tergantung dari asalnya

yang dibawa oleh sungai. Tanah aluvial yang berasal dari gunung api umumnya subur karena

banyak mengandung mineral. Tanah ini sangat cocok untuk persawahan. Penyebarannya di

lembah-lembah sungai dan dataran pantai seperti di Karawang dan Indramayu.

4. Regosol belum jelas penampakan pemisahan horisonnya. Tanah regosol terdiri dari regosol abu

vulkanik, bukit pasir dan batuan sedimen. Tanah ini dapat dikategorikan tanah yang cukup subur.

5. Grumusol atau Margalit terdiri dari beberapa macam. Grumusol pada batu kapur, grumusol pada

sedimen keras, grumusol pada lembah-lembah kaki pegunungan, grumusol endapan aluvial.

Kesuburan tanah cukup sehingga dimanfaatkan untuk pertanian padi dan tebu. Penyebarannya di

Madura, Gunung Kidul, Jawa Timur dan Nusa Tenggara.

6. Organosol yaitu tanah yang mengandung paling banyak bahan organik, tidak mengalami

perkembangan profil dan disebut juga tanah gambut. Bahan organik ini terdiri atas akumulasi sisa-

sisa vegetasi yang telah mengalami humifikasi tetapi belum mengalami mineralisasi. Tanah ini

kurang subur. Tanah ini belum dimanfaatkan secara maksimal tetapi dapat dimanfaatkan untuk

persawahan. Penyebarannya di Sumatera, Kalimantan dan Papua.

2.4 Penetrometer

Alat ini terdiri dari dua jenis yaitu penetrometer dinamis dan penetrometer statis. Penetrometer

dinamis atau dynamic cone penetrometer pertama kali ditemukan tahun 1959 dan telah dikembangkan

oleh Prof. George F. Penabur. Alat ini menggunakan bahan-bahan yang terbuat dari baja dimana

memiliki massa rata-rata sebesar 6.8 kg, panjangnya sebesar 153 cm dan memiliki kemampuan untuk

melakukan penetrasi ke dalam tanah sekitar 38 cm serta memiliki kemiringan sisi luar dari kerucut

sebesar 45 derajat. Selain penetrometer dinamis terdapat jenis penetrometer statis (static cone

penetrometer). Alat ini pertama kali ditemukan di Belanda. Alat ini memiliki diameter kerucut sebesar

60 derajat. Alat ini untuk mengukur lahan dengan luas 1.5 cm2. Pada perkembangannya peralatan ini

semakin praktis dan semakin canggih sehingga memudahkan pengguna dalam pengoperasiannya. Alat

ini dapat dibagi menjadi tiga kelompok utama, yaitu:

- Penetrometer kerucut mekanis

- Penetrometer kerucut elektris

- Piezocone penetrometer

10

Alat ini mempunyai kekuatan atau gaya dorong dari 20 kN sampai 200 kN. Penetrometer

terdiri dari kerucut dengan bahan baja tahan karat berbentuk lingkaran dengan besar sudut sebesar 30

derajat. Suatu poros penggerak dan suatu alat pengukur tekanan. Penetrometer pada umumnya terdiri

atas dua jenis ukuran kerucut. Jenis pertama dengan suatu garis tengah dasar sebesar 0.798 inch yang

digunakan untuk lahan bertekstur lunak. Jenis kedua mimiliki ukuran kerucut sebesar 0.505 inch

digunakan untuk lahan yang sulit ditembus atau keras. Bagian ujung ukurannya lebih luas

dibandingkan poros penggerak untuk membatasi friksi batang dengan lahan. Poros penggerak pada

umumnya lurus setiap tiga inch untuk penentuan kedalaman compaction.

Gambar 3. Bagian penetrometer SR-2 (Setiawan 2004)

Ujung dari penetrometer sendiri memiliki berbagai macam jenis seperti terlihat pada Gambar 3.

Ujung penetrometer itu sendiri memiliki fungsi yang berbeda-beda sesuai dengan tujuan

penggunannya, misalnya apabila ujung penetrometer tersebut runcing biasanya digunakan untuk

mengukur tanah yang dinamis atau biasa disebut dynamic penetrometer test dan apabila ujung

penetrometer tersebut tumpul biasanya digunakan untuk mengukur tanah yang statis atau dapat

disebut static penetrometer. Suatu penetrometer terdiri dari bagian-bagian seperti kerucut, lengan

penetrometer dan sensor untuk mengukur nilai cone index dari suatu tanah yang akan diukur. Kerucut

penetrometer statis dapat digunakan untuk mengevaluasi konsistensi lahan, tingkatan compaction

suatu lahan dan kapasitas lahan tersebut. Kerucut penetrometer statis ini dikembangkan untuk

mengukur jenis lahan yang berserat terutama lahan yang sangat lembut kedalaman 30 kaki. Alat ini

menggunakan kerucut dengan kemiringan sudut 60 derajat dan digunakan untuk suatu area seluas 1.5

cm². Suatu kerucut opsional dengan luas kerucut 3 cm² dapat untuk digunakan di lahan yang sangat

11

lembut. Dengan menekan atau memukul berbagai macam alat ke dalam tanah serta mengukur

besarnya gaya atau jumlah pukulan yang diperlukan dapat menentukan dalamnya berbagai lapisan

yang berbeda dan didapatkan indikasi mengenai kekuatannya (Wesley 1977). Percobaan ini sering

disebut percobaan penetrasi. Dilihat dari cara penggunaannya penetrometer terbagi menjadi dua

macam:

- Penetrometer statis

Ujungnya ditekan ke dalam tanah pada kecepatan tertentu dan gaya perlawanannya diukur

sehingga didapatkan nilai penetrasinya dalam kg/cm2.

- Penetrometer dinamis

Penetrometer yang unjungnya dimasukkan ke dalam tanah dan saat pengambilan data

penetrasi dilakukan dengan menjatuhkan beban sebagai indikator gaya penetrasi. Beban dijatuhkan

dengan ketinggian tertentu yang sudah diatur dan jumlah pukulan yang diperlukan untuk

mendorong ujung tersebut hingga harus menembus jarak tertentu (misalnya dalam satuan pukulan

per meter). Penetrometer yang umum digunakan di Indonesia adalah alat sondir yang disebut dutch

penetrometer. Dengan alat ini ujungnya ditekan secara langsung ke dalam tanah. Ujung alat

berupa konus (kerucut) dan dihubungkan dengan rangkain stang bor (pipa sondir). Pipa sondir

ditekan masuk ke dalam tanah dengan bantuan alat dongkrak. Pada dasarnya ujung penetrometer

yang sudah ada terdapat dua macam (Soetoto dan Aryono 1980) yaitu:

1. Tipe standar atau mantel conus

Pada jenis ini objek yang diukur adalah perlawanan pada ujung (konus). Hal ini

dilakukan hanya dengan menekan batang dalam. Selanjutnya menekan bagian kerucut

tersebut ke bawah sedangkan bagian pembacaan tetap di luar. Gaya yang dibutuhkan untuk

menekan konus tersebut ke bawah diukur dengan suatu alat pengukur. Setelah dilakukan

pengukuran, konus, stang dalam dan wadah luar dimajukan sampai pada kedalaman

berikutnya, dimana pengukuran selanjutnya dilakukan hanya dengan menekan bagian stang

dalam saja.

2. Tipe lengan gesek atau biconus

Pada jenis ini kekuatan tanah dapat diukur sekaligus cone index dan hambatan

lekatnya. Hal ini dilakukan dengan penekanan stang dalam seperti pada tipe standar.

Pembacaan nilai konus dan hambatan lekat dilakukan setiap 10 cm. Dengan alat sondir

yang mencapai pada kedalaman 30 cm atau lebih bila tanah yang diselidiki memiliki

tekstur lunak. Alat ini sangat cocok di Indonesia karena banyak dijumpai lapisan lempung

dengan kekuatan tanah rendah, sehingga tidak sulit saat kerucut menembus tanah. Perlu

diketahui bahwa nilai cone index memiliki konversi nilai dari setiap jenis ukuran cone atau

kerucut.

Gambar 4. Penetrometer Tipe SR-2

12

2.4.1 Cone index

Cone merupakan konstruksi alat pengukur kekuatan tanah yang bersentuhan langsung dengan

tanah sehingga perlu adanya bahan yang kuat, tidak mudah berkarat dan mudah menembus tanah.

Cone index adalah ukuran dari resistensi tanah terhadap tindakan penetrasi dan juga sebagai indikator

dari kekuatan tanah. Cone index mempunyai hubungan linier terhadap bulk density dan dipengaruhi

oleh kelembaban. Cone index merupakan besaran ketahanan tanah terhadap gaya penetrasi dari

penusukan cone ke arah yang tegak lurus. Hasil dari data tahanan penetrasi dibagi luas permukaan

kerucut. Satuan besaran ini dinyatakan dalam satuan massa per satuan luas (kg/cm2). Cone index atau

indeks kerucut suatu tanah juga didefinisikan sebagai kemampuan tanah untuk menahan gaya

penetrasi kerucut dimana penetrometer sebagai alat untuk mendapatkan indeks kerucut tanah.

Gambar 5. Cone pada penetrometer

Di samping itu banyak literatur yang menunjukkan bahwa nilai aplikasi untuk teknik ini

tergantung pada mutu penafsiran data yang dikumpulkan. Pengujian penetrasi standar dan

pengambilan sampel dengan tabung memiliki keunggulan, yaitu:

1. Diperoleh informasi berguna yang lebih akurat dan secara langsung mengenai sifat-sifat tanah.

2. Kecepatan pendugaan yang lebih tinggi.

3. Interval pengujian yang lebih pendek memungkinkan mengidentifikasi lapisan-lapisan tanah

bawah permukaan yang lebih teliti. Cone index dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Ci

(1)

Dimana :

Ci = Cone index (kg/(cm2))

F = Tahanan penetrasi (kg)

A = Luas kerucut kecil (cm2)

Konversi cone index yang diukur dengan kerucut besar 2

= + 2.7 (

) (2)

13

Dimana :

Ab = Luas kerucut besar (cm2)

Ak = Luas kerucut kecil (cm2)

Cone indeks juga bisa dapat digunakan untuk menghitung rumus tahanan geser atau shear resistance,

menentukan trafficability, pendugaan rasio traksi (pada slip 50%) dan draft spesifik untuk pembajakan

(F). Rumus yang memakai data cone index sebagai berikut:

- Cone index untuk tahanan geser

Tahanan geser dihitung dengan menggunakan rumus:

S =

(3)

Dimana :

T = Torsi maksimum (kg cm)

R = Jari-jari shear ring (cm)

S = Shear resistance (kg/cm2)

- Cone index untuk menentukan trafficability

Selain shear resistance data cone index juga dapat menduga trafficability dengan melihat nilai

cone index dan melihat ukuran luas penampang lingkaran serta sudut pada kerucut penetrometer.

Berikut adalah tabel trafficability.

Tabel 1. Penentuan trafficability (Setiawan 2004)

- Cone index untuk pendugaan rasio traksi

Data penetrometer dapat digunakan untuk pendugaan rasio traksi. Pendugaan rasio traksi pada

slip 50% dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Berdasarkan cone index

Tr = 0.65- Tr = 0.65 –

(4)

– 11.0 < 11.0

Trafficabilility Instrument Operation

Easy Possible Impossible

Rotary tilling > 5.0 2.5 – 5.0 < 2.5

Plowing > 6.5 4.0 – 6.5 < 4.0 Cone index (kg/cm 2

) by cone 30 , 2 cm 2

0 – 15 cm dept h Plowing with

gridle > 3.5 2.0 – 3.5 < 2.0

Rotary tilling > 6.0 6.0 – 10.5 < 10.5

Plowing 0 0 – 3.0 < 3.0 Plate sinkage (cm)

rectangular plate 10 x 2.5 cm, pressure 1.6 kg/cm 2

Plo wing with gridle

> 3.5 3.5

14

Berdasarkan shear resistance

Tr = 0.65- Tr = 0.65 –

(5)

Berdasarkan shear resistance

Tr = 0.65- Tr = 0.65 –

(6)

Dimana :

Tr = Rasio traksi pada slip 50%

Ci = Cone index (kg/cm2)

S = Tahanan geser pada 20 kg beban normal

- Cone index untuk draft spesifik dalam pembajakan

F =

(7)

Indeks plastisitas dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Ip = 0.8C – 4.5 (8)

F’ =

+

(9)

Atau

F’ =

+

(10)

Dimana :

Ip = Indeks plastisitas (%)

C = Clay content (%)

F = Draft spesifik untuk pembajakan (kg/cm2)

F’ = Draft spesifik untuk pembajakan oleh indeks plastisitas (kg/cm2)

- Cone index untuk pendugaan torsi spesifik untuk rotary tilling

F’ =

+ 0.013 (11)

atau

F’ =

+ 0.013 (12)

2.4.2 Kemampuan untuk Memberikan Penyanggaan Beban Dinamis Kearah Vertikal.

15

Beban dinamis ke arah vertikal untuk penetrometer digital merupakan berat dinamis dari

tekanan penetrometer yaitu jumlah total gaya tegak lurus pada permukaan bidang penyangga

(permukaan tanah) yang tidak rusak. Beban tersebut ditimbulkan oleh penekanan alat penetrometer.

Kemampuan tanah terhadap bidang dinamis kearah vertikal akan sangat mempengaruhi besarnya daya

maksimal yang dipakai untuk bekerja pada tanah dan kedalaman tenggelamnya ujung paku

penetrometer.

16

III. METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilakukan pada November 2011 sampai Oktober 2012 di Laboratorium Lapang

Siswadhi Soepardjo Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian IPB.

3.2 Alat dan Bahan

Dalam penelitian ini dilakukan tiga kegiatan yaitu kalibrasi alat, uji penetrasi dan pengukuran

kadar air. Oleh sebab itu alat dan bahan digolongkan sebagai berikut:

1. Peralatan dikelompokan menjadi:

(1) Alat kalibrasi penetrometer digital dan penetrometer mekanis terdiri atas: penggaris,

timbangan, termometer, kalkulator, penetrometer mekanis dan penetrometer digital.

(2) Alat pengujian penetrometer mekanis dan digital terdiri atas: software pembacaan port, alat

tulis, plastik dan pipa besi berdiameter 6 cm.

(3) Alat pengukur kadar air terdiri atas: pengering, cawan, timbangan digital dan alat tulis.

2. Bahan dikelompokan menjadi:

(1) Bahan pengujian penetrometer mekanis dan digital yaitu lahan dengan jenis tanah latosol.

(2) Bahan pengukuran kadar air yaitu sampel tanah hasil pengujian lapang.

3.3 Tahapan penelitian

Tahapan penelitian merupakan langkah untuk pengujian sebuah alat dengan adanya tahapan

penelitian konsep kerja dari pengujian alat akan berjalan secara sistematis. Adapun tahap pengujian

alat disajikan dalam bentuk bagan sebagai berikut:

Gambar 6. Bagan metodologi penelitian

Pengambilan data

kadar air tanah

Pengambilan data

suhu lingkungan

Mulai

Pengambilan sampel tanah dari tiap

pengujian penetrometer mekanis dan digital

Kalibrasi penetrometer mekanis dan digital

Menghitung cone index

Pengolahan data

Selesai

Pengukuran gaya dan kedalaman tanah

Pengukuran dengan

penetrometer digital

Pengukuran dengan

penetrometer mekanis

17

3.4 Prosedur Kalibrasi

Kemampuan alat pengukur penetrometer ditentukan dengan beberapa parameter oleh Holman

(1985) sebagai berikut:

a. Alat adalah perubahan yang menunjukan nilai masukan perperubahan nilai keluaran.

b. Ketelitian alat adalah besarnya penyimpangan yang dilakukan oleh instrumen untuk nilai

masukan yang telah diketahui.

c. Ketepatan alat adalah kemampuan alat untuk menunjukan kembali angka tertentu untuk

ketelitian yang telah diketahui.

d. Kemampuan baca adalah selang nilai parameter yang dapat diukur oleh instrumen.

Untuk memperoleh kemampuan baca penetrometer, pengujian penetrometer dilakukan pada penguat

operasional, sensor gaya, sensor suhu dan cincin tranduser. Kalibrasi penetrometer mekanis dilakukan

terhadap perbandingan nilai penetrasi dalam skala penetrometer dengan nilai massa yang dikeluarkan

pada skala timbangan. Nilai massa yang diberikan dengan interval yaitu 10 kg, 20 kg, 30 kg, 40 kg

dan 50 kg.

Kalibrasi penetrometer digital dilakukan terhadap sensor tekanan, sensor kedalaman dan sensor

suhu. Untuk kalibrasi sensor tekan dilakukan dua tahap yaitu kalibrasi penguat dan kalibrasi keluaran

pada LCD dalam satuan kilogram. Kalibrasi penguat dilakukan dengan cara memberikan beban mati

pada cincin tranduser dengan taraf kombinasi 1 kg, 2 kg, 3 kg, 4 kg, 5 kg, 6 kg, 7 kg, 8 kg, 9 kg dan

10 kg dimana konversi 1 kg = 51.8 mV. Sedangkan pembebanan kalibrasi dengan menggunakan

timbangan massa dilakukan dengan pemberian massa 10 kg, 20 kg, 30 kg, 40 kg, 50 kg, 60 kg dan 70

kg.

Kalibrasi sensor kedalaman dilakukan dengan cara membandingkan antara jarak pada sensor

kedalaman dengan penggaris dengan interval 10 cm yang terdiri dari 60 cm, 50 cm, 40 cm, 30 cm, 20

cm dan 10 cm.

Kalibrasi sensor suhu dengan membandingkan alat suhu yaitu termometer pada taraf suhu 29 oC,

30 oC, 31 oC, 32 oC, 33 oC, 34 oC dan 35 oC. Setelah itu dimunculkan melalui LCD.

3.5 Tahapan Pengujian Penetrometer

Pengujian dilakukan menggunakan penetrometer mekanis dan penetrometer digital. Tanah

yang digunakan adalah tanah jenis latosol Dramaga IPB. Pengujian kedua penetrometer dengan

memberikan kompresi ke dalam tanah pada setiap interval kedalaman 10 cm yang terdiri dari 10 cm,

20 cm, 30cm, 40 cm, 50 cm dan 60 cm. Penentuan titik dilakukan setiap hari secara acak. Setiap titik

pengujian akan dibuat pengujian yang dilakukan pagi, siang, sore dan malam hari. Jumlah titik yang

diambil setiap pengujian adalah sepuluh titik. Setiap titik dibuat garis membentuk segitiga. Dari setiap

titik pada segitiga tersebut dilakukan penetrasi sebanyak enam kali, tiga kali untuk penetrometer

analog dan tiga kali untuk penetrometer digital.

3.6 Tahap Pengukuran Kadar Air

Pengukuran kadar air diawali dengan mengambil sempel tanah pada setiap kedalaman 10 cm,

20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm dan 60 cm. Sampel tanah tersebut kemudian di timbang dengan

menggunakan timbangan digital. Setelah itu, sampel tanah yang sudah ditimbang akan dimasukkan ke

dalam pengering untuk dikeringkan dengan suhu 110 oC selama 24 jam. Setelah sampel tanah kering

sampel tanah ditimbang ulang dengan menggunakan timbangan digital. Kegiatan ini untuk

mengetahui hasil kadar air tanah di lahan tersebut. Pengambilan sampel tanah yaitu dengan membuat

lubang menggunakan pipa besi berdiameter 6 cm. Setelah kedalaman 60 cm setiap 10 cm diambil

18

sampel tanah menggunakan cone yang memiliki penampang lingkaran yang lebar dengan diameter 4

cm. Tanah akan menempel pada sisi atas cone. Selanjutnya tanah diambil dan dimasukan ke dalam

plastik. Setelah semua sampel tanah dikemas, sampel tanah dibawa ke Laboratorium Mekatronika IPB

untuk ditimbang dan dikeringkan dengan menggunakan pengering. Sampel tanah yang ditimbang

yaitu hasil dari campuran tanah di tiga titik setiap pengujian. Hasil tersebut kemudian ditimbang

dengan menggunakan timbangan digital. Sampel tanah dikeringkan dengan suhu 110 oC. Tanah yang

dikeringkan, yaitu sampel tanah yang diambil dari kedalaman 10 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm

dan 60 cm.

Gambar 7. Timbangan digital dan cawan

Gambar 8. Pengering dengan suhu 110 oC

19

3.7 Tahapan Pengolahan Data

a. Perhitungan Peneterasi Tanah dan Cone index

Untuk penetrasi tanah dilakukan dengan menggunakan penetrometer digital dan penetrometer

tipe SR-2 (Gambar 11) dengan kerucut berpenampang 2 cm2.

(1)

Dimana :

Ci = Cone index (kg/ )


A = Luas kerucut kecil ( )

b. Perhitungan kadar air

Kadar air merupakan jumlah air yang tersedia dalam pori tanah dalam massa tertentu. Kadar air

tanah diukur dengan mengambil contoh tanah pada titik uji dengan ring sample, kemudian ditimbang

(massa tanah basah + cawan). Contoh tanah dikeringkan di dalam pengering selama 24 jam dengan

suhu 110 oC kemudian ditimbang (massa tanah kering + cawan). Kadar air tanah untuk seluruh contoh

dihitung. Kadar air tanah dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Kadar air =

x 100 (2)

Dimana :

W1 = Massa cawan + tanah basah (gram)

W2 = Massa cawan + tanah kering (gram)

W3 = Massa cawan kosong (gram)

W1 –W2 = Massa air (gram)

W2 –W3 = Massa bahan kering (gram)

20

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Kalibrasi Jarak untuk Sensor Ultrasonik Ranger

Kalibrasi sensor ultrasonik bertujuan untuk mengetahui hubungan antara kemiringan suatu

permukaan dengan pengaruh pembacaan sensor ultrasonik. Modul SRF-04 adalah sebuah modul

pemancar dan penerima gelombang ultrasonik yang dipasang sebagai sensor jarak pada penetrometer

digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535. Pada sensor ultrasonic ranger terdapat dua mata yang

berfungsi untuk memantulkan gelombang. Dari pantulan gelombang tersebut kemudian dimunculkan

pada LCD sebagai jarak dengan satuan cm. Pada penetrometer digital, kemampuan dalam membaca

kedalaman terbatas pada kedalaman 70 cm.

Gambar 9. Meja kalibrasi sensor jarak (ultrasonik)

Penggunaan meja dibuat untuk kalibrasi sensor jarak (ultrasonik) yang dilengkapi dengan skala

penggaris dan sudut. Kelengkapan lain yaitu kubus sebagai penghalang atau bidang pantul jarak pada

saat kalibrasi. Kubus akan digerakan sesuai dengan uji kalibrasi dengan jarak yang ditentukan yaitu 10

cm, 20 cm, 30 cm sampai 60 cm. Skala penggaris digunakan 0 cm sampai dengan 60 cm. Sedangkan

skala kemiringan sudut yaitu 5o, 10o, 15o dan 20o. Kubus juga dimiringkan terhadap sumbu horizontal

dengan kemiringan 5o, 10o, 15o dan 20o.

Untuk tabel kalibrasi jarak dapat dilihat pada Lampiran 8. Kalibrasi jarak penetrometer digital

berbasis mikrokontroler ATmega 8535 memiliki keluaran nilai error pada jarak 20 cm dengan sudut

20o, jarak 30 cm dengan sudut 20o, jarak 40 cm dengan sudut 15o dan 20o. Nilai error yang

21

dikeluarkan adalah nilai keluaran angka yang tidak stabil dan tidak sesuai pada kenyataannya. Nilai

tersebut menunjukan angka maksimal dari pembacaan sensor ultrasonik yaitu 583.99 mm.

Gambar 10. Skala penggaris dan sudut kemiringan pada meja kalibrasi

Gambar 11. Penghalang dengan sudut 0o

Gambar 12. Penghalang dengan sudut kemiringan 5o

22




23

Gambar 16. Skala penggaris meja kalibrasi sensor jarak (ultasonik)

4.2 Hasil Kalibrasi Beban Penetrometer

Pengukuran tahanan penetrasi tanah di lapang memerlukan kestabilan pada saat penekanan

sebelum membandingkan kedua alat tersebut dilakukan kalibrasi. Kalibrasi penetrometer mekanis dan

penetrometer digital berbasis ATmega 8535 dilakukan dengan cara memberi tekanan pada kedua

penetrometer. Timbangan berat badan digunakan untuk melihat perbedaan skala antara penetrometer

digital dan penetrometer mekanis tipe SR-2. Hasil yang didapat yaitu tingkat pembacaan gaya tekan

dengan satuan kgf.

Untuk kalibrasi penetrometer digital berbasis ATmega 8535 menggunakan timbangan berat

badan. Pada kalibrasi ini tidak digunakan kerucut pada saat pengambilan data tahanan penetrasi.

Kalibrasi ini dilakukan dengan cara menggunakan tiga orang yang memiliki massa berbeda. Kalibrasi

penetrometer mekanis dilakukan dengan cara yang sama yaitu menggunakan tiga orang yang masing-

masing memiliki massa berbeda. Hasil yang didapat yaitu perbandingan skala yang ditunjukan pada

penetrometer dan timbangan berat badan. Hasil tersebut dapat dilihat di halaman 43 Lampiran 5.

Sebagai pembanding kedua alat tersebut diambil beberapa data penetrasi tanah yang dilakukan

pada kondisi berbeda. Data-data pembacaan skala kedua penetrometer tersebut disajikan pada

Lampiran 5. Perbandingan ketelitian alat yaitu penetrometer mekanis tipe SR-2 dan penetrometer

digital berbasis ATmega 8535 dengan alat timbangan badan menunjukan perbedaan ketelitian masing-

masing penetrometer.

Perbedaan skala yang dihasilkan timbangan berat badan saat kalibrasi penetrometer mekanis

tipe SR-2 terjadi pada nilai tekan diatas 20 kg. Pada skala 1 kg sampai dengan 20 kg pada

penetrometer SR-2 menghasilkan skala yang relatif sama dengan skala timbangan berat badan. Untuk

pengambilan data skala pada penetrometer di atas 20 kg terjadi perbedaan pada skala timbangan.

Sebagai contoh skala yang ditampilkan pada penetrometer 30 kgf, skala yang ditampilkan timbangan

didapat kurang dari 30 kg. Penurunan skala sekitar 4 kg sampai 5 kg pada skala 30 kg. Pengambilan

data kalibrasi terbatas pada skala 50 kgf karena pada skala penetrometer SR-2 untuk angka 60 kgf

memberikan skala pada timbangan badan sebesar 54 kgf. Hal ini merupakan salah satu kendala dalam

24

pembacaan penetrometer mekanis tipe SR-2. Pada penetrometer mekanis terdapat pegas sebagai

pemberi nilai penetrasi pada penetrometer tipe SR-2. Perbedaan tersebut dapat dilihat pada grafik

kalibrasi yang dilakukan dengan tiga kali pengulangan. Pengulangan pertama menggunakan operator

dengan massa badan 62 kg, operator kedua memiliki massa 67 kg dan massa operator ketiga sebesar

64 kg.

Gambar 17. Penetrometer SR-2 dan timbangan Gambar 18. Kegiatan kalibrasi dengan

operator

Gambar 19. Kalibrasi dengan massa operator 62 kg

y = 1.12x - 1.6R² = 0.998

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

Skal

a P

en

etr

om

ete

r M

eka

nis

(kg

f)

Skala Timbangan (kg)

Kalbibrasi Ke-1

Linear (Kalbibrasi Ke-1)

25



Kalibrasi juga dilakukan untuk penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535.

Dalam pengambilan data kalibrasi, skala yang ditunjukan oleh penetrometer digital menunjukan nilai

ketelitian alat yang bagus dengan nilai R2 = 0.998. Pengambilan gaya tekan pada penetrometer digital

diambil hingga skala 70 kg. Hal ini merupakan salah satu kelebihan penetrometer digital berbasis

ATmega 8535 yang mampu mengukur penetrasi tanah lebih dari 60 kgf. Pada saat kalibrasi

penetrometer digital, operator yang digunakan memiliki beban yaitu 74 kg, 63 kg dan 65 kg. Skala

yang dihasilkan penetrometer relatif berbanding lurus dengan timbangan berat badan. Berikut adalah

grafik kalibrasi penetrometer digital.

y = 1.07x + 0.1R² = 0.998

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

Skal

a P

en

etr

om

ete

r M

eka

nis

(kg

f)


Kalibrasi ke-2

Linear (Kalibrasi ke-2)

y = 1.12x - 1.8R² = 0.998

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

Skal

a P

en

etr

om

ete

r M

eka

nis

(kg

f)


Kalibrasi ke-3

Linear (Kalibrasi ke-3)

26



y = 0.992x + 0.142R² = 0.999

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Kalibrasi Ke-1

Linear (Kalibrasi Ke-1)

y = 0.989x + 0.428R² = 0.997

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Kalibrasi Ke-2


27


4.3 Perbandingan Hasil Pengukuran Penetrasi Tanah

Pengujian penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 dilakukan dengan

membandingkan uji lapang penetrometer mekanis tipe SR-2. Setiap pengujian dilakukan di lahan

percobaan Laboratorium Siswadhi Soepardjo dengan jenis tanah yang sama yaitu latosol. Pengujian

ini dilakukan pada kondisi tanah tidak terlalu keras karena kemampuan dalam membaca untuk

penetrometer mekanis tipe SR-2 hanya terbatas pada skala kurang lebih 60 kgf untuk tahanan

penetrasi. Pengambilan data penetrasi tanah dilakukan enam kali pengujian. Setiap pengujian

dilakukan empat kali pengulangan dalam jangka waktu enam jam. Sebaran pengambilan data

dilakukan di tiga tempat dengan lahan dan jenis tanah yang sama secara. Dalam pengambilan lokasi

ditentukan secara acak. Setiap titik pengambilan data dibuat alur membentuk segitiga. Terdapat enam

titik penetrasi disetiap tempat. Tiga titik penetrasi untuk penetrometer mekanis dan tiga titik untuk

penetrometer digital. Pengujian pertama dilakukan dengan kondisi lahan sehari setelah hujan dengan

kondisi tanah lembab. Perbandingan nilai tahanan penetrasi pada penetrometer tipe SR-2 dengan

penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 memiliki kesamaan nilai tahanan pada

skala 1 sampai 20 kgf, di atas nilai tersebut terjadi sedikit perubahan gaya untuk skala penetrometer

digital. Seperti yang ditunjukan dari data kalibrasi saat pengujian kedua alat tersebut bahwa terjadi

peningkatan skala penetrometer digital pada pembebanan di atas 20 kgf. Untuk data perbandingan

pengujian pertama sampai keenam dapat dilihat pada tabel penetrasi tanah pada Lampiran 6. Pada

pengujian ini digunakan cone dengan luas 2 cm2. Grafik pengujian penetrasi setiap alat dapat dilihat

pada gambar berikut:

y = 0.992x + 1.142R² = 0.998

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Kalibrasi Ke-3


28

Gambar 25. Grafik pengujian ke-1 ulangan ke-1 titik ke-1


-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0 10 20 30

Ked

alam

an (

cm)

Cone indekd (kg/cm²)

Penetrometer Mekanis

Penetrometer Digital

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0 10 20 30

Ked

alam

an (

cm)

Cone Indeks (kg/cm²)



29



-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0 10 20 30

Ked

alam

an (

cm)

Cone indeks (kg/cm²)



-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

0 10 20 30

Ke

dal

aman

(cm

)

Cone indeks (kg/cm2)



30



70

60

50

40

30

20

10

0

0 10 20 30

Ke

dal

aman

(cm

)




70

60

50

40

30

20

10

0

0 10 20 30

Ke

dal

aman

(cm

)




31



70

60

50

40

30

20

10

0

0 10 20 30 40K

ed

alam

an (

cm)




70

60

50

40

30

20

10

0

0 10 20 30

Ke

dal

aman

(cm

)




32



70

60

50

40

30

20

10

0

0 10 20 30

Ke

dal

aman

(cm

)




70

60

50

40

30

20

10

0

0 10 20 30

Ke

dal

aman

(cm

)




33



70

60

50

40

30

20

10

0

0 10 20 30

Ke

dal

aman

(cm

)

Cone Indeks (kg/cm2)



70

60

50

40

30

20

10

0

0 10 20 30

ed

alam

an (

cm)




34

Gambar 37. Penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535

Gambar 38. Penetrometer mekanis tipe SR-2

4.4 Perhitungan Peneterasi Tanah dan Cone index

Penetrasi tanah dilakukan dengan menggunakan penetrometer digital berbasis mikrokontroler

ATmega 8535 dan penetrometer tipe SR-2 dengan kerucut berpenampang 2 cm2. Pengukuran

dilakukan pada tiga tempat berbeda dengan jenis tanah yang sama. Kedalaman yang diuji yaitu 10 cm,

20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm dan 60 cm. Tahanan penetrasi dihitung dengan rumus (Setiawan et al.

2002) berikut:

Ci (1)

Dimana :

Ci = Tahanan penetrasi tanah (kg/cm2)


A = Luas kerucut (cm2)

35

Sebagai salah satu contoh perhitungan cone index dapat diambil dari pengujian pertama yang

dilakukan pada pagi hari pukul 06.00. Untuk massa penetrometer mekanis tipe SR-2 yaitu sebesar 2

kg. Sedangkan penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 memiliki massa yang

sama sebesar 2 kg dan kerucut yang digunakan kedua penetrometer ini yaitu kerucut dengan luas 2

cm2. Contoh perhitungan diambil dari data penetrometer digital berbasis ATmega 8535 pada

pengujian ke-1 pengulangan ke-1 titik ke-1 di Laboratorium Siswadhi Soepardjo Leuwikopo Dramaga

IPB.

Tabel 2. Pengujian penetrometer digital ke-1 ulangan ke-1

Titik Kedalaman

10 cm 20 cm 30 cm 40 cm 50 cm 60 cm

1 37 kg/cm2 40 kg/cm2 44 kg/cm2 45 kg/cm2 48 kg/cm2 42 kg/cm2



Rata-rata 38.3 kg/cm2 44.7 kg/cm2 42.3 kg/cm2 42.0 kg/cm2 43.3 kg/cm2 40.7 kg/cm2

4.5 Kalibrasi Sensor Gaya (Strain gage) dan Sensor Jarak (Ultrasonik)

Penguat adalah salah satu rangkaian untuk menguatkan sensor dengan keluaran tegangan yang

relatif rendah. Penguat dihubungkan pada sensor gaya. Ketika penetrometer digital ditekan, sensor

gaya akan memberikan nilai masukan yang selanjutnya diteruskan ke penguat. Kalibrasi penguat

menggunakan beban mati dari beban awal yaitu 1 kg dengan total massa sebesar 10 kg. Alat bantu

untuk pengkalibrasian yaitu multitester, timbangan dan beban mati ukuran 1 kg sebanyak 10 buah.

Dalam pengujian kalibrasi penguat didapat hubungan antara massa beban dengan tegangan keluaran

dari penguat. Skala pengukuran pembacaan yang tetap yaitu kurang lebih 51.8 mV untuk setiap

kilogram beban. Hasil kalibrasi penguat ini digunakan untuk kondisi sinyal di ADC dengan tegangan

referensi sebesar 10 bit. Sedangkan ketepatan penguat relatif tetap pada selang beban untuk

kemampuan baca penguat mencapai 100 kg. Sehingga pada penetrometer digital memiliki tingkat

gaya tekan maksimum pada skala 100 kg. Penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535

memiliki tingkat ketelitian pembacaan beban tekan sebesar 0.1 kg. Angka tersebut dihitung dan

disajikan pada Lampiran 14. Sedangkan untuk ketelitian pembacaan jarak sebesar 5 mm. Angka

tersebut didapat dari spesifikasi sensor kedalaman (ultrasonik) dan disajikan pada Lampiran 13.

36

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian pengujian penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 dapat

ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Kalibrasi jarak penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 memiliki keluaran

nilai error pada jarak 20 cm dengan sudut 20o, jarak 30 cm dengan sudut 20o, jarak 40 cm

dengan sudut 15o dan 20o sehingga untuk penggunaan alat didapatkan toleransi kemiringan

sampai sudut kurang dari 15o.

2. Pengambilan data kalibrasi penetrometer mekanis menunjukan nilai R2 sebesar 0.998 artinya

bahwa penetrometer mekanis masih dapat digunakan. Sedangkan pengambilan data kalibrasi

dengan menggunakan penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 nilai R2 yang

ditampilkan menunjukan nilai yang sama dengan penetrometer mekanis tipe SR-2 yaitu 0.998.

3. Pada pengujian di lapang terdapat penyimpangan data yaitu pengurangan skala tekan di

penetrometer SR-2 sehingga dalam pembacaan skala di atas 20 kgf kurang tepat. Sedangkan

penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 memiliki ketepatan pembacaan

sesuai dengan tekanan yang diberikan.

4. Penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 mampu membaca tahanan penetrasi

sampai dengan 100 kg dengan kedalaman maksimal 70 cm.

5. Tingkat ketelitian sensor gaya didapat dengan akurasi 0.1 kg.

5.2 Saran

1. Untuk penyempurnaan penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 yang

dilengkapi strain gage sebagai sensor tekan, ultrasonik sebagai sensor kedalaman dan sensor

suhu (LM35) disarankan dilakukan perubahan sebagai berikut:

a. Penambahan strain gauge (menjadi empat lempeng) kiri berjumlah dua dan kanan

berjumlah dua lempeng. Hal ini dimaksudkan agar saat penekanan tidak terlalu condong ke

arah posisi strain gage dalam hal ini ke arah kanan saja.

b. Sebaiknya digunakan sensor ultrasonik dengan pembacaan yang lebih akurat, karena

dengan penggunaan ultrasonik dua mata pada permukaan tanah saat pengambilan data

harus diberi alas yang rata. Hal ini menyulitkan dalam pengambilan data dengan

permukaan tanah yang tidak rata.

c. Cassing atau wadah komponen diperkecil karena bentuk yang besar menyulitkan dalam

penggunaan di lapang.

d. Tidak perlu adanya sensor suhu dan dapat diganti dengan sensor lainnya seperti sensor

kadar air.

e. Kalibrasi penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 memiliki komponen

penguat yang tidak stabil, dalam hal ini lebih baik digunakan penguat yang sudah ada

dipasaran karena lebih stabil.

2. Pengukuran tahanan penetrasi tanah hendaknya dilakukan pada kadar air tanah yang relatif sama.

Selanjutnya data-data tahanan penetrasi tanah disertai dengan data kadar air dan selang interval

tahanan penetrasi tanah yang lebih lebar.

3. Kalibrasi jarak penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535 digunakan

penghalang dengan variasi sudut berbeda hal ini untuk lebih menghasilkan data kalibrasi jarak

yang lebih akurat. Untuk lebih akurat dalam kalibrasi digunakan sudut yang lebih besar hingga

30o dengan selang interval yang kecil sebagai contoh pengukuran kemiringan setiap 1 derajat

kemiringan.

37

4. Untuk lebih membuktikan bahwa penetrometer sudah sempurna seharusnya dilakukan beberapa

uji dan pengambilan data seperti data indeks plastisitas dan perbandingan dengan penetrometer

selain penetrometer tipe SR-2.

38

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1973. Buku Petunjuk Penggunaan Peta Beban Tahanan Tanah. Yogyakarta: Direktorat

Teknik Pertanian.

Astika IW. 1988. Mempelajari Pengaruh Pengolahan Tanah terhadap Tahanan Penetrasi Tanah

Di Kebun Percobaan Darmaga IV IPB, Bogor [skripsi].Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Garedner BLDWH, Gardner WR. 1978. Soil Physics. New York: Willey Eastern Limited

Hillel D. 1980. Soil and Water, Physical Princhiples and Processes. New York: Academic Press.

Herlin. 2005. Desain Alat pengukur Kekuatan Tanah (Penetrometer) Digital. Bogor: Institut

Pertanian Bogor.

Wirjodihardjo M. 1953. Ilmu Tubuh-Tanah. Jakarta :Noordhoff-Kolff N.V.

Sanglerat G.1989. Soal- soal Praktis dalam Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi. Jakarta:

Erlangga.

Sapei Asep. 2000. Kajian antara Hubungan Kekuatan Tanah dengan Densitas pada Tanah

Latosol dan Podsolik Merah Kuning. Bogor: Institut Pertanian Bogor

Setiawan RPA. 2004. Materi Retooling. Bogor: Institut Pertanian Bogor

Buckman HO, Brady NC. 1982. Ilmu Tanah. Jakarta: Bhatara Karya Aksara

Henry DF. 1988. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

39

Lampiran 1. Spesifikasi soil penetrometer SR-2

DIK-5502 Soil Penetrometer, SR-2 Type

This penetrometer is used to predict

the

trafficability of agricultural machinery

that

travels on the ground, and the

resistance

of working machinery. By measuring

a

penetrating resistance a rectangular

board

sinkage, a shear resistance and a

friction

resistance, the sinkage and the traction

fo

traveling area and the resistance of

working

machinery can be calculated.

Measuring range 211-2452 kPaA 0 – 60 cm

Spring 490N / 50 mm

Cone Top angle 30, sectional area 2 cm2 &

6 cm2

Spindle 0 – 60 cm (graduated per 5 cm)

Recording system

Rectangular plate A

Rectangular plate B

Pen recording on rotating drum

50 x 100 x 10 mm

25 x 100 x 1 0 mm

Shear ring I.D.60 x O.D.100 mm with projection

Friction ring I.D.60 x O.D.100 mm without

projection

Torque wrench 3.23 N/m

Outside dimensions W250 x D110 x H1250 mm

Total weight Approx. 5 kg

40

Lampiran 2. Contoh perhitungan cone index

Kedalaman 10 cm memiliki rata-rata nilai penetrasi tanah sebesar 38.3 kgf

1876.7 kPa


2

7.4498xCi

2190.3 kPa


2

3.4298xCi 2072.7 kPa


2

0.4298xCi

2058 kPa


2

3.4398xCi 2121.7 kPa


2

7.4098xCi 1994.3 kPa

2

3.3898xCi

41

Lampiran 3. Tabel spesifikasi mikrokontroler ATmega 8535

Spesifikasi ATmega 8535

- Dua 8-bit Timer/Counter, satu 16-bit Timer/Counter dan

Real Time Counter

- 4 channel PWM

- Two-wire Serial Interface

- Programmable Serial USART (Universal Synchronous and

Asynchronous serial Receiver and Transmitter)

- Master/Slave SPI Serial Interface

- Programmable Watchdog Timer

- On-chip Analog Comparator

- Internal Calibrated RC Oscillator

- Mendukung varian AVR® 40 pin antara lain: AT90S8535,

ATmega8535L, ATmega16(L), ATmega8515(L), AT90S8515

dan ATmega162(L) (Seri AVR® yang tidak memiliki ADC

membutuhkan converter socket)

- Memiliki fasilitas In-System Programming untuk IC yang

mendukung, dilengkapi LED Programming Indicator

- Memiliki hingga 35 pin jalur input/output

- Lengkap dengan osilator 4 MHZ dan memiliki kemampuan

komunikasi Serial UART RS-232 yang sudah disempurnakan

- Lengkap dengan rangkaian reset, tombol manual reset dan

brown-out detector

- Menggunakan tegangan input 9 - 12 VDC dan memiliki

tegangan output 5 VDC

42

Lampiran 4. Spesifikasi penetrometer digital berbasis mikrokontroler ATmega 8535

- Mikrokontroler ATmega 8535

- Sensor strain gage KFC-5-CL-11L100 120 Ω

- Sensor suhu LM35

- Sensor kedalaman DT Ultrasonik dan infrared ranger

- Cincin tranduser

- Dapat membaca kedalaman sampai 60 cm

- Gaya tekan maksimal 100 kg

43

Lampiran 5. Tabel perhitungan ketepatan dan ketelitian gaya tekan penetrometer

Skala di

timbangan Skala pada penetrometer mekanis (kg)

Ketepatan Ketelitian

(kg ) Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 r S1 S2 s1/r s2/g (%)

10 10 10 10 10.0 0.0 0 0.0 0.0

20 20 21 20 20.3 0.7 1 3.3 5.0

30 32 32 31 31.7 0.3 2 1.1 6.7

40 44 43 44 43.7 0.3 4 0.8 10.0

50 54 54 54 54.0 0.0 4 0.0 8.0

Skala di

timbangan Skala pada penetrometer digital (kg)

Ketepatan Ketelitian

(kg ) Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 r S1 S2 s1/r s2/g

10 10 11 10 10.3 0.7 1 6.5 10.0

20 20 20 22 20.67 1.33 2 6.4 10.0

30 30 31 32 31 1 2 3.2 6.7

40 40 38 40 39.3 0.7 0 1.7 0.0

50 50 50 51 50.3 0.7 1 1.3 2.0

60 59 59 60 59.3 0.7 0 1.1 0.0

70 70 71 71 70.7 0.3 1 0.5 1.4

Dimana :

r = nilai rata-rata

S1 = simpangan pengukuran terjauh dari nialai rata-rata

S2 = simpangan pengukuran terjauh dari nilai asli

44

Lampiran 6.Tabel pengujian tahanan penetrasi tanah

Tabel pengujian ke-1 ulangan ke-1 satuan dalam kgf

Titik Pengukuran

PENETROMETER MEKANIS TIPE SR-2 PENETROMETER DIGITAL

Kedalaman (cm) Kedalaman (cm)

10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 38 40 38 50 55 40 37 40 44 45 48 42

2 42 50 42 30 30 32 38 45 42 40 39 40

3 40 45 40 39 37 32 40 49 41 41 43 40

Rata-rata 40.0 45.0 40.0 39.7 40.7 34.7 38.3 44.7 42.3 42.0 43.3 40.7

4 38 44 38 39 39 35 40 45 43 42 43 38

5 42 44 40 36 36 30 39 46 40 40 41 41

6 40 46 39 38 38 34 42 44 42 45 40 39

Rata-rata 40.0 44.7 39.0 37.7 37.7 33.0 40.3 45.0 41.7 42.3 41.3 39.3

7 38 42 41 45 37 35 36 41 41 48 40 41

8 38 39 46 44 40 33 37 40 44 46 44 40

9 36 38 44 40 42 40 39 42 49 43 43 42

Rata-rata 37.3 39.7 43.7 43.0 39.7 36.0 37.3 41.0 44.7 45.7 42.3 41.0


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 48 40 35 36 40 50 45 43 39 41 46 52

2 48 45 40 42 40 48 49 45 42 40 48 59

3 50 47 40 40 43 44 49 48 42 44 43 51

Rata-rata 48.7 44.0 38.3 39.3 41.0 47.3 47.7 45.3 41.0 41.7 45.7 54.0

4 47 45 41 43 43 48 48 48 39 43 49 55

5 50 49 40 38 41 45 49 47 42 40 47 55

6 48 46 40 41 45 47 47 43 46 45 45 47

Rata-rata 48.3 46.7 40.3 40.7 43.0 46.7 48.0 46.0 42.3 42.7 47.0 52.3

7 47 44 39 40 44 47 42 49 41 45 53 57

8 49 45 41 40 45 50 46 45 48 47 42 51

9 49 47 44 42 48 53 53 49 43 42 50 60

Rata-rata 48.3 45.3 41.3 40.7 45.7 50.0 47.0 47.7 44.0 44.7 48.3 56.0

45


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 44 42 40 36 39 49 41 40 40 40 48 59

2 48 48 34 34 37 50 44 48 41 42 43 57

3 39 44 38 33 33 48 41 47 40 37 50 63

Rata-rata 43.7 44.7 37.3 34.3 36.3 49.0 42.0 45.0 40.3 39.7 47.0 59.7

4 40 41 36 34 41 53 45 44 39 40 48 55

5 41 39 34 34 35 50 42 37 40 42 50 63

6 49 44 38 32 38 50 42 43 35 35 43 56

Rata-rata 43.3 41.3 36.0 33.3 38.0 51.0 43.0 41.3 38.0 39.0 47.0 58.0

7 49 41 36 32 36 49 48 41 38 39 44 54

8 41 37 33 31 38 48 47 40 38 36 51 62

9 45 38 34 28 38 53 45 37 36 34 43 51

Rata-rata 45.0 38.7 34.3 30.3 37.3 50.0 46.7 39.3 37.3 36.3 46.0 55.7


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 38 38 36 37 44 56 40 36 41 42 51 57

2 37 39 41 39 45 51 40 37 43 40 50 60

3 41 40 40 31 49 54 38 41 40 36 53 58

Rata-rata 38.7 39.0 39.0 35.7 46.0 53.7 39.3 38.0 41.3 39.3 51.3 58.3

4 48 42 41 36 42 45 44 44 48 36 44 58

5 44 46 39 40 38 48 46 34 41 42 45 55

6 47 41 41 34 41 50 46 39 41 37 45 55

Rata-rata 46.3 43.0 40.3 36.7 40.3 47.7 45.3 39.0 43.3 38.3 44.7 56.0

7 50 43 40 39 41 49 46 33 43 46 50 57

8 45 40 40 38 39 42 47 37 47 41 48 50

9 48 39 42 40 40 50 44 38 48 41 48 59

Rata-rata 47.7 40.7 40.7 39.0 40.0 47.0 45.7 36.0 46.0 42.7 48.7 55.3

46


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 45 48 32 40 50 58 44 40 36 44 51 64

2 50 40 34 46 40 58 48 43 38 48 59 67

3 44 41 32 41 40 54 41 47 36 44 48 67

Rata-rata 46.3 43.0 32.7 42.3 43.3 56.7 44.3 43.3 36.7 45.3 52.7 66.0

4 48 44 31 44 39 46 44 44 34 49 45 67

5 45 43 36 39 47 50 46 41 45 43 59 60

6 44 40 36 41 43 57 49 46 35 41 51 59

Rata-rata 45.7 42.3 34.3 41.3 43.0 51.0 46.3 43.7 38.0 44.3 51.7 62.0

7 44 49 39 44 47 60 40 46 47 48 45 57

8 49 39 36 36 38 55 47 40 35 43 48 62

9 45 41 39 40 38 49 45 39 35 41 50 57

Rata-rata 46.0 43.0 38.0 40.0 41.0 54.7 44.0 41.7 39.0 44.0 47.7 58.7


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 40 46 32 31 34 37 56 49 36 35 43 42

2 50 43 32 28 40 39 43 41 34 32 42 42

3 51 38 38 34 32 36 42 43 36 38 40 39

Rata-rata 47.0 42.3 34.0 31.0 35.3 37.3 47.0 44.3 35.3 35.0 41.7 41.0

4 51 55 41 39 38 38 49 50 41 41 39 41

5 55 42 40 36 31 37 55 43 46 46 40 45

6 57 40 40 39 39 40 55 47 46 37 38 48

Rata-rata 54.3 45.7 40.3 38.0 36.0 38.3 53.0 46.7 44.3 41.3 39.0 44.7

7 47 39 36 39 39 35 41 40 42 41 39 40

8 49 44 39 37 41 41 49 44 41 39 45 45

9 52 46 41 36 35 40 51 47 47 37 46 42

Rata-rata 49.3 43.0 38.7 37.3 38.3 38.7 47.0 43.7 43.3 39.0 43.3 42.3

47


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 45 41 40 38 34 49 45 40 44 41 39 61

2 40 39 40 39 40 56 42 38 46 40 40 63

3 47 39 37 42 35 59 45 41 40 43 41 59

Rata-rata 44.0 39.7 39.0 39.7 36.3 54.7 44.0 39.7 43.3 41.3 40.0 61.0

4 46 40 38 36 35 54 46 40 40 37 42 59

5 47 39 38 38 36 52 47 43 41 40 40 53

6 50 38 40 35 33 51 47 41 39 39 35 63

Rata-rata 47.7 39.0 38.7 36.3 34.7 52.3 46.7 41.3 40.0 38.7 39.0 58.3

7 50 42 41 36 41 50 49 41 47 40 40 55

8 51 41 39 38 39 50 51 44 43 41 41 62

9 44 39 40 37 38 48 50 45 45 42 45 63

Rata-rata 48.3 40.7 40.0 37.0 39.3 49.3 50.0 43.3 45.0 41.0 42.0 60.0


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 48 46 39 39 29 40 45 46 42 40 31 41

2 40 49 34 30 30 35 47 46 40 39 35 42

3 38 41 39 31 24 33 41 43 36 37 31 40

Rata-rata 42.0 45.3 37.3 33.3 27.7 36.0 44.3 45.0 39.3 38.7 32.3 41.0

4 42 40 40 34 30 38 44 38 37 37 33 43

5 36 40 42 35 33 38 40 39 43 43 36 50

6 39 38 32 38 32 41 35 37 36 38 37 41

Rata-rata 39.0 39.3 38.0 35.7 31.7 39.0 39.7 38.0 38.7 39.3 35.3 44.7

7 40 33 31 29 29 32 37 34 38 31 38 41

8 36 38 34 30 30 37 36 30 35 31 33 47

9 34 36 36 29 28 37 39 37 30 33 31 40

Rata-rata 36.7 35.7 33.7 29.3 29.0 35.3 37.3 33.7 34.3 31.7 34.0 42.7

48


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 45 44 32 39 31 38 49 43 42 42 34 42

2 55 45 36 36 33 34 43 49 36 40 34 45

3 42 39 28 32 34 37 55 41 37 32 37 33

Rata-rata 47.3 42.7 32.0 35.7 32.7 36.3 49.0 44.3 38.3 38.0 35.0 40.0

4 46 42 31 31 37 38 41 39 31 35 37 35

5 34 40 33 28 32 39 45 38 30 35 40 36

6 40 44 31 35 35 31 45 40 35 40 40 35

Rata-rata 40.0 42.0 31.7 31.3 34.7 36.0 43.7 39.0 32.0 36.7 39.0 35.3

7 41 47 35 34 33 31 43 44 39 38 34 39

8 39 42 33 30 36 40 40 40 33 40 40 47

9 53 41 29 38 34 36 50 40 30 37 40 45

Rata-rata 44.3 43.3 32.3 34.0 34.3 35.7 44.3 41.3 34.0 38.3 38.0 43.7


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 55 41 36 36 41 50 57 42 40 42 42 60

2 50 45 39 34 39 47 57 41 40 38 41 50

3 58 50 43 37 37 55 55 47 48 35 43 57

Rata-rata 54.3 45.3 39.3 35.7 39.0 50.7 56.3 43.3 42.7 38.3 42.0 55.7

4 60 41 41 35 34 45 59 44 44 46 40 63

5 45 42 41 39 41 48 55 45 41 41 38 57

6 49 44 40 30 33 41 49 44 44 39 49 50

Rata-rata 51.3 42.3 40.7 34.7 36.0 44.7 54.3 44.3 43.0 42.0 42.3 56.7

7 52 48 40 35 33 40 48 50 42 41 37 55

8 48 48 42 41 38 40 54 47 47 41 41 61

9 53 46 47 40 40 49 56 46 42 44 42 61

Rata-rata 51.0 47.3 43.0 38.7 37.0 43.0 52.7 47.7 43.7 42.0 40.0 59.0

49


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 44 40 42 36 32 60 49 40 46 38 38 67

2 42 37 40 38 40 60 45 38 40 47 40 71

3 50 39 40 40 33 60 46 37 44 43 41 66

Rata-rata 45.3 38.7 40.7 38.0 35.0 60.0 46.7 38.3 43.3 42.7 39.7 68.0

4 44 40 38 35 33 54 48 38 43 40 41 62

5 45 39 36 35 36 50 45 43 41 42 39 59

6 51 41 40 35 31 51 44 40 45 39 37 61

Rata-rata 46.7 40.0 38.0 35.0 33.3 51.7 45.7 40.3 43.0 40.3 39.0 60.7

7 49 38 38 37 40 60 51 41 47 43 43 62

8 51 40 39 40 38 50 55 40 43 46 41 63

9 46 37 40 38 38 57 47 41 44 45 44 65

Rata-rata 48.7 38.3 39.0 38.3 38.7 55.7 51.0 40.7 44.7 44.7 42.7 63.3


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 29 40 30 34 48 38 31 36 37 41 45 50

2 32 34 30 48 40 45 31 41 33 45 53 47

3 38 39 34 40 39 40 29 37 40 45 44 47

Rata-rata 33.0 37.7 31.3 40.7 42.3 41.0 30.3 38.0 36.7 43.7 47.3 48.0

4 29 37 38 40 42 40 34 37 34 50 51 44

5 34 37 30 44 44 33 30 34 32 49 51 46

6 28 28 28 43 42 32 30 40 34 50 49 40

Rata-rata 30.3 34.0 32.0 42.3 42.7 35.0 31.3 37.0 33.3 49.7 50.3 43.3

7 30 35 31 44 40 39 36 34 30 50 49 48

8 31 34 29 37 47 37 33 36 37 41 50 44

9 28 34 26 40 41 46 30 34 35 42 43 48

Rata-rata 29.7 34.3 28.7 40.3 42.7 40.7 33.0 34.7 34.0 44.3 47.3 46.7

50


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 55 49 36 42 38 38 54 46 40 39 36 42

2 60 48 38 30 30 24 51 48 40 37 40 44

3 59 39 42 32 32 28 62 41 42 35 36 43

Rata-rata 58.0 45.3 38.7 34.7 33.3 30.0 55.7 45.0 40.7 37.0 37.3 43.0

4 54 38 31 39 31 30 55 45 46 41 36 40

5 54 49 40 34 29 29 51 47 39 43 35 47

6 55 44 39 37 32 24 55 50 41 43 35 39

Rata-rata 54.3 43.7 36.7 36.7 30.7 27.7 53.7 47.3 42.0 42.3 35.3 42.0

7 50 46 39 37 36 32 49 49 39 40 34 37

8 58 38 50 41 34 24 55 42 49 41 35 38

9 54 38 42 40 30 29 56 39 42 43 39 41

Rata-rata 54.0 40.7 43.7 39.3 33.3 28.3 53.3 43.3 43.3 41.3 36.0 38.7


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 55 46 43 41 41 52 51 48 45 47 47 67

2 55 50 40 39 39 60 59 49 43 38 40 55

3 53 51 50 41 45 46 55 46 48 41 44 54

Rata-rata 54.3 49.0 44.3 40.3 41.7 52.7 55.0 47.7 45.3 42.0 43.7 58.7

4 60 49 41 41 36 55 62 44 49 43 44 53

5 55 52 42 46 41 49 56 51 44 53 48 57

6 54 42 42 38 39 36 60 44 45 42 44 50

Rata-rata 56.3 47.7 41.7 41.7 38.7 46.7 59.3 46.3 46.0 46.0 45.3 53.3

7 55 50 50 40 51 50 55 45 45 49 46 51

8 59 47 42 38 41 40 63 48 51 41 44 51

9 55 48 46 38 38 50 57 53 45 44 47 54

Rata-rata 56.3 48.3 46.0 38.7 43.3 46.7 58.3 48.7 47.0 44.7 45.7 52.0

51


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 55 38 36 34 55 54 49 41 40 46 54 68

2 59 50 38 44 42 60 61 48 41 50 59 66

3 44 36 41 44 48 55 54 39 43 43 50 61

Rata-rata 52.7 41.3 38.3 40.7 48.3 56.3 54.7 42.7 41.3 46.3 54.3 65.0

4 55 42 38 39 36 50 48 40 39 40 40 59

5 55 44 42 38 39 52 51 46 40 45 45 64

6 60 46 36 39 35 42 63 47 43 43 41 62

Rata-rata 56.7 44.0 38.7 38.7 36.7 48.0 54.0 44.3 40.7 42.7 42.0 61.7

7 57 39 36 41 42 50 60 38 37 44 49 60

8 57 40 39 44 41 49 63 36 40 48 47 55

9 49 37 40 43 45 48 56 41 42 44 44 47

Rata-rata 54.3 38.7 38.3 42.7 42.7 49.0 59.7 38.3 39.7 45.3 46.7 54.0


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 48 51 44 36 43 40 55 50 48 39 50 43

2 53 48 41 37 36 35 60 46 42 46 52 39

3 55 48 40 34 40 36 55 49 49 31 38 42

Rata-rata 52.0 49.0 41.7 35.7 39.7 37.0 56.7 48.3 46.3 38.7 46.7 41.3

4 47 44 43 39 41 35 44 42 48 41 45 41

5 51 47 40 39 44 41 52 40 40 39 49 41

6 50 48 40 39 43 40 58 50 45 40 51 47

Rata-rata 49.3 46.3 41.0 39.0 42.7 38.7 51.3 44.0 44.3 40.0 48.3 43.0

7 49 46 40 35 49 46 50 47 46 45 47 56

8 57 50 47 37 41 48 53 51 48 41 50 53

9 54 51 47 39 50 46 52 44 49 47 50 55

Rata-rata 53.3 49.0 44.7 37.0 46.7 46.7 51.7 47.3 47.7 44.3 49.0 54.7

52


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 29 50 40 40 38 42 30 49 46 40 42 51

2 28 52 44 34 34 42 30 50 49 41 38 44

3 22 45 36 32 34 46 20 43 38 36 41 48

Rata-rata 26.3 49 40 35.3 35.3 43.3 26.7 47.3 44.3 39 40.3 47.7

4 27 40 22 32 34 46 30 47 34 38 46 51

5 36 52 38 28 38 44 31 35 38 40 43 52

6 30 38 42 44 42 42 34 35 39 39 43 47

Rata-rata 31 43.3 34 34.7 38 44 31.7 39 37 39 44 50

7 34 40 50 48 38 42 31 41 48 42 44 49

8 24 40 47 40 40 36 26 41 48 46 43 48

9 32 42 40 46 44 44 25 39 50 51 49 49

Rata-rata 30 40.7 45.7 44.7 40.7 40.7 27.3 40.3 48.7 46.3 45.3 48.7


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 41 52 40 32 34 45 43 50 47 44 42 53

2 44 55 50 40 34 40 42 54 44 40 40 45

3 39 43 41 35 32 44 41 51 45 37 40 48

Rata-rata 41.3 50 43.7 35.7 33.3 43 42 51.7 45.3 40.3 40.7 48.7

4 49 51 42 35 35 41 46 50 40 38 40 51

5 48 43 40 32 31 47 46 46 45 37 44 49

6 48 53 41 33 37 40 47 51 43 43 40 48

Rata-rata 48.3 49 41 33.3 34.3 42.7 46.3 49 42.7 39.3 41.3 49.3

7 37 48 40 30 30 40 44 49 43 35 42 51

8 41 45 42 34 30 38 40 45 47 37 40 46

9 38 46 44 31 34 41 40 45 40 37 40 42

Rata-rata 38.7 46.3 42 31.7 31.3 39.7 41.3 46.3 43.3 36.3 40.7 46.3

53


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 47 54 44 37 40 40 43 53 43 41 44 47

2 43 51 45 37 31 35 42 52 48 45 45 46

3 47 55 40 39 48 40 48 53 51 41 43 48

Rata-rata 45.7 53, 3 43 37, 7 39.7 38, 3 44, 3 52, 7 47, 3 42, 3 44 47

4 47 49 48 33 33 41 45 50 53 35 44 45

5 45 50 47 38 40 41 46 49 47 43 42 48

6 49 47 46 36 37 35 46 51 50 43 41 45

Rata-rata 47 48.7 47 35, 7 36, 7 39 45, 7 50 50 40, 3 42.3 46

7 43 47 48 36 35 35 41 50 51 42 42 45

8 48 51 43 38 39 42 44 51 43 42 44 48

9 42 50 42 33 34 40 41 43 44 48 42 47

Rata-rata 44, 3 49, 3 44, 3 35, 7 36 39 42 48 46 44 42, 7 46, 7


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 48 42 42 30 32 40 38 39 40 33 36 45

2 40 39 33 29 31 37 45 40 40 33 42 40

3 38 41 40 31 35 39 41 42 42 38 39 45

Rata-rata 42 40.7 38.3 30 32.7 38.7 41.3 40.3 40.7 34.7 39 43.3

4 42 36 34 30 33 42 42 37 37 36 44 46

5 38 36 38 31 31 41 38 40 39 34 41 45

6 39 34 32 31 30 37 33 35 34 35 40 46

Rata-rata 39.7 35.3 34.7 30.7 31.3 40 37.7 37.3 36.7 35 41.7 45.7

7 40 34 31 31 33 40 43 35 40 38 48 49

8 36 35 33 35 30 41 35 30 34 31 37 47

9 38 33 33 30 30 34 38 32 36 36 36 45

Rata-rata 38 34 32.3 32 31 38.3 38.7 32.3 36.7 35 40.3 47

54


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 50 48 38 44 40 40 52 47 40 48 37 35

2 55 46 38 39 36 22 53 48 44 42 42 40

3 58 40 44 36 32 27 60 41 42 40 36 34

Rata-rata 54.3 44.7 40.0 39.7 36.0 29.7 55.0 45.3 42.0 43.3 38.3 36.3

4 54 38 32 38 30 30 55 44 45 40 35 33

5 54 45 40 40 30 29 53 48 38 44 36 34

6 55 46 39 41 32 28 55 50 44 42 33 26

Rata-rata 54.3 43.0 37.0 39.7 30.7 29.0 54.3 47.3 42.3 42.0 34.7 31.0

7 50 46 39 38 35 30 50 45 42 42 30 31

8 58 44 40 39 34 24 55 42 45 41 40 38

9 53 41 44 41 30 29 54 43 40 40 40 33

Rata-rata 53.7 43.7 41.0 39.3 33.0 27.7 53.0 43.3 42.3 41.0 38.0 34.0


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 55 45 42 40 40 50 53 43 49 45 42 53

2 55 54 42 39 39 50 60 55 50 44 44 51

3 60 50 50 41 43 49 55 51 43 41 48 54

Rata-rata 56.7 49.7 44.7 40.0 40.7 49.7 56.0 49.7 47.3 43.3 44.7 52.7

4 60 49 40 40 36 54 62 50 46 45 50 51

5 58 52 41 40 41 50 56 51 44 49 35 53

6 54 42 42 38 39 36 60 44 45 42 44 50

Rata-rata 57.3 47.7 41.0 39.3 38.7 46.7 59.3 48.3 45.0 45.3 43.0 51.3

7 58 48 48 42 45 50 55 50 45 42 45 47

8 60 47 45 41 41 40 63 44 51 48 45 53

9 55 48 46 43 40 50 57 59 48 44 47 51

Rata-rata 57.7 47.7 46.3 42.0 42.0 46.7 58.3 51.0 48.0 44.7 45.7 50.3

55


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 60 43 31 40 50 58 49 41 36 43 54 62

2 53 45 38 42 52 55 61 48 38 48 59 66

3 50 38 40 43 42 54 55 39 40 42 50 64

Rata-rata 54.3 42.0 36.3 41.7 48.0 55.7 55.0 42.7 38.0 44.3 54.3 64.0

4 48 40 36 40 36 50 55 42 39 40 40 59

5 51 41 38 37 40 51 50 42 40 38 45 54

6 63 42 37 37 35 43 60 45 38 40 41 50

Rata-rata 54.0 41.0 37.0 38.0 37.0 48.0 55.0 43.0 39.0 39.3 42.0 54.3

7 58 42 39 41 44 55 55 39 39 43 55 55

8 55 40 38 42 44 55 59 38 41 47 53 61

9 50 40 40 45 43 49 56 39 39 48 50 57

Rata-rata 54.3 40.7 39.0 42.7 43.7 53.0 56.7 38.7 39.7 46.0 52.7 57.7


Titik Pengukuran



10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

1 48 50 42 38 44 40 50 52 49 40 52 44

2 53 49 40 39 37 36 55 48 44 44 54 48

3 55 48 41 37 42 36 55 50 38 35 39 41

Rata-rata 52.0 49.0 41.0 38.0 41.0 37.3 53.3 50.0 43.7 39.7 48.3 44.3

4 48 44 46 38 41 35 49 42 49 42 48 47

5 50 46 44 39 43 41 48 44 44 40 49 47

6 48 48 41 37 43 40 52 47 46 40 50 42

Rata-rata 48.7 46.0 43.7 38.0 42.3 38.7 49.7 44.3 46.3 40.7 49.0 45.3

7 51 48 45 44 44 46 50 47 43 46 48 50

8 53 50 41 41 45 45 56 50 48 48 50 54

9 52 44 47 48 48 45 55 46 48 49 49 50

Rata-rata 52.0 47.3 44.3 44.3 45.7 45.3 53.7 47.7 46.3 47.7 49.0 51.3

56

Lampiran 5. Tabel kadar air pengujian ke-1 sampai pengujian ke-6

Pagi ke-1

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)

berat cawan +tanah basah

(gr)

berat cawan +tanah kering

(gr)

basis kering

(%)

10 2.8 6.8 5.9 29.03

20 2.8 11.1 8.6 43.10

30 2.7 10.1 8.9 19.35

40 2.9 10.8 8.2 49.06

50 2.8 9.6 7.2 54.55

60 2.8 6.8 5.9 29.03

Siang ke-1

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10 3 7.6 6.8 21.05

20 2.9 7.4 6 45.16

30 3.1 7.6 5.7 73.08

40 2.8 8.4 6.3 60.00

50 2.8 10.3 7.9 47.06

60 3 10 8.3 32.08

Sore ke-1

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10 2.9 5.2 4.6 35.29

20 2.8 7.4 6.1 39.39

30 2.9 8 6.9 27.50

40 2.9 8.4 6.2 66.67

50 2.8 8.1 6.1 60.61

60 3 8.9 6.6 63.89

Malam ke-1

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10 2.8 8.1 6.6 39.47

20 2.7 6.6 5.4 44.44

30 2.6 5.7 4.5 63.16

40 2.5 6.4 5.1 50.00

50 2.7 5.7 4.7 50.00

60 2.7 8.2 6.2 57.14

57

Pagi ke-2

ketinggian

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10 2.8 8.3 7.1 27.91

20 2.8 10 7.3 60.00

30 2.7 7.9 6.5 36.84

40 2.9 8.1 6.1 62.50

50 2.8 5.7 4.9 38.10

60 2.8 6.6 5.7 31.03

Siang ke-2

ketinggian

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10 2.8 10 8.7 22.03

20 2.8 6.9 6 28.13

30 2.8 10.4 8.9 24.59

40 2.7 5.4 4.5 50.00

50 2.7 7.4 5.9 46.88

60 2.9 8.9 7.5 30.43

Sore ke-2

ketinggian

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10 2.9 6.4 5.7 25.00

20 2.8 9.8 7.7 42.86

30 2.9 6.3 5.3 41.67

40 2.9 6 4.7 72.22

50 2.8 9.8 6.9 70.73

60 3 7 5.3 73.91

Malam ke-

2

ketinggian

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10 2.8 9.6 8.3 23.64

20 2.7 7.9 6.7 30.00

30 2.6 6.6 5.5 37.93

40 2.5 7.2 6 34.29

50 2.7 7 5.8 38.71

60 2.7 5.9 4.9 45.45

58

Pagi ke-3

Kedalaman (cm)

berat cawan

(gr)


(gr)

berat cawan +tanah

kering (gr)

basis kering

(%)

10 2.8 9.1 7.3 40.00

20 2.7 10.9 8 54.72

30 2.7 8.9 6.7 55.00

40 2.7 8.9 6.5 63.16

50 2.7 8.9 6.6 58.97

60 2.8 9.6 7.4 47.83

Siang ke-3

Kedalaman (cm)

berat cawan

(gr)


(gr)

berat cawan +tanah

kering (gr)

basis kering

(%)

10 2.8 8.9 7.3 35.56

20 2.7 8.9 6.8 51.22

30 2.9 10.1 7.6 53.19

40 2.8 14 9.9 57.75

50 2.8 10.3 7.5 59.57

60 3 11.1 8.4 50.00

Sore ke-3

Kedalaman (cm)

berat cawan

(gr)


(gr)

berat cawan +tanah

kering (gr)

basis kering

(%)

10 2.8 11.3 9.3 30.77

20 2.7 8 6.2 51.43

30 2.5 8 6.4 41.03

40 2.5 10.6 8.4 37.29

50 2.6 11.7 9.2 37.88

60 2.5 8 6.5 37.50

Malam ke-3

Kedalaman (cm)

berat cawan

(gr)


(gr)

berat cawan +tanah

kering (gr)

basis kering

(%)

10 2.6 8.1 6.5 41.03

20 2.6 7.2 5.6 53.33

30 2.6 10.2 7.6 52.00

40 2.6 10.4 7.8 50.00

50 2.5 9.5 7.2 48.94

60 2.6 9.8 7.3 53.19

59

Pagi ke-4

ketinggian

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10cm 2.5 17 13.1 36.79

20cm 2.6 15.6 11.4 47.73

30cm 2.5 12.5 9 53.85

40cm 2.6 12.6 9.2 51.52

50cm 2.5 13.8 9.8 54.79

60cm 2.6 13.2 9.4 55.88

Siang ke-4

ketinggian

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10cm 2.8 14.8 11.6 36.36

20cm 2.8 18.4 13.3 48.57

30cm 2.8 13.4 9.9 49.30

40cm 2.8 13.2 9.6 52.94

50cm 2.8 15.9 11.2 55.95

60cm 2.8 14.3 10.6 47.44

Sore ke-4

ketinggian

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10cm 2.8 14.8 11.8 33.33

20cm 2.8 18.4 13.1 51.46

30cm 2.8 13.4 9.9 49.30

40cm 2.7 13.2 9.6 52.17

50cm 2.8 15.9 11.1 57.83

60cm 2.8 14.3 10.3 53.33

Malam ke-

4

ketinggian

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10cm 2.5 8.7 7 37.78

20cm 2.6 9.5 7.1 53.33

30cm 2.6 9.9 7.4 52.08

40cm 2.7 13.5 9.6 56.52

50cm 2.7 11.9 8.5 58.62

60cm 2.8 9.9 7.7 44.90

60

Pagi ke-5

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10cm 2.8 14.3 11.3 35.29

20cm 2.7 12.8 9.9 40.28

30cm 2.7 13 10.2 37.33

40cm 2.7 10.7 8.4 40.35

50cm 2.7 11.6 8.5 53.45

60 2.8 9.8 7.2 59.09

Siang ke-5

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10 2.8 10.1 8.6 25.86

20 2.7 13.9 10.7 40.00

30 2.9 12.5 9.8 39.13

40 2.8 10.1 7.8 46.00

50 2.8 9.8 7.3 55.56

60 3 11 8.2 53.85

Sore ke-5

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10 2.8 8.4 7.3 24.44

20 2.7 7.9 6.5 36.84

30 2.5 5.7 4.7 45.45

40 2.5 7.1 5.7 43.75

50 2.6 5.9 4.8 50.00

60 2.5 6.6 5.1 57.69

Malam ke-5

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10 2.6 7.7 6.3 37.84

20 2.6 8.3 6.6 42.50

30 2.6 6.8 5.4 50.00

40 2.6 7.5 5.7 58.06

50 2.5 6.6 5.3 46.43

60 2.6 5.7 4.7 47.62

61

Pagi ke-6

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10cm 2.5 9.9 8 34.55

20cm 2.6 11.2 8.2 53.57

30cm 2.5 12.2 8.9 51.56

40cm 2.6 7.8 5.9 57.58

50cm 2.5 9.6 7 57.78

60cm 2.6 6.8 5.3 55.56

Siang ke-6

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10cm 2.8 9.5 7.9 31.37

20cm 2.8 10.7 8.3 43.64

30cm 2.8 9.3 7.1 51.16

40cm 2.8 8.6 6.8 45.00

50cm 2.8 7.9 6.3 45.71

60cm 2.8 6.9 5.5 51.85

Sore ke-6

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10cm 2.8 13.2 10.6 33.33

20cm 2.8 11.9 9.3 40.00

30cm 2.8 9.7 7.5 46.81

40cm 2.7 10 7.4 55.32

50cm 2.8 8.8 6.9 46.34

60cm 2.8 7.3 5.9 45.16

Malam ke-6

Kedalaman

(cm)

berat cawan

(gr)


(gr)


(gr)

basis kering

(%)

10cm 2.5 7.7 6 48.57

20cm 2.6 8.1 6.4 44.74

30cm 2.6 6.3 5.1 48.00

40cm 2.7 8.5 6.5 52.63

50cm 2.7 9 7.2 40.00

60cm 2.8 6.8 5.3 60.00

62

Lampiran 6. Tabel kalibrasi sensor jarak (ultasonik)

Ulangan ke-1

jarak (cm) Sudut (derajat)

0 5 10 15 20

0 0.1 0.7 1.1 2.1 3

10 10.1 11.6 9.7 9 8.6

20 20.2 19.9 13.4 12.8 Error

30 30.1 30.3 30.2 30.6 Error

40 40.1 40.2 40.7 Error Error

50 50.1 50.1 50.4 50.5 50.9

60 59.9 60.1 60.1 60.4 60.9

Ulangan ke-2

jarak (cm) sudut(derajat)

0 5 10 15 20

0 0.1 0.7 0.9 2.2 3.3

10 10.1 11.4 9.6 9 8.6

20 20.1 19.9 13.3 12.9 Error

30 30.2 30.2 30.2 30.6 Error

40 40 40 40.6 Error Error

50 50.1 50.1 50.5 50.5 50.8

60 60 60 60.1 60.5 60.9

Ulangan ke-3

jarak (cm) Sudut (derajat)

0 5 10 15 20

0 0 0.8 1 2.2 3.2

10 10 11.6 9.6 9 8.6

20 20 19.7 13.4 12.9 Error

30 30.2 30.1 30.2 30.6 Error

40 40.1 40.2 40.6 Error Error

50 50 50.2 50.5 50.5 50.8

60 60.2 60.2 60.2 60.3 60.8

Ulangan ke-4

Jarak (cm) Sudut (derajat)

0 5 10 15 20

0 0.1 0.7 0.9 2.1 3.5

10 10 11.6 9.6 9 8.5

20 20.1 19.7 13.3 12.8 Error

30 30.1 30.2 30.3 30.7 Error

40 40 40.1 40.6 Error Error

50 50 50.2 50.5 50.6 50.9

60 60 60 60.1 60.5 60.9

63

Lampiran 7. Kalibrasi penguat untuk sensor gaya (strain gage)

No

Data pembacaan

(mV)

Rataan (mV)

Interval (mV)

1 1590 1585 -

1587.5 50

1540 1535 -

1537.5 50

1485 1490 -

1487.5 50

1435 1440 -

1437.5 55

1380 1385 -

1382.5 50

1330 1335 -

1332.5 50

1280 1285 -

1282.5 50

1230 1235 -

1232.5 55

1175 1180 -

1177.5 55

1120 1125 -

1122.5 55

1065 1070 -

1067.5 55

2 1580 1585 -

1582.5 57.5

1520 1525 1530

1525 50

1480 1475 1470

1475 50

1420 1425 1430

1425 55

1365 1370 1375

1370 55

1310 1315 1320

1315 57.5

1255 1260 -

1257.5 50

1205 1210 -

1207.5 50

1155 1160 -

1157.5 55

1100 1105 -

1102.5 55

1045 1050 -

1047.5 55

3 1580 1585 -

1582.5 60

1520 1525 -

1522.5 50

1470 1475 -

1472.5 55

1415 1420 -

1417.5 55

1365 1360 -

1362.5 55

1310 1305 -

1307.5 50

1260 1255 -

1257.5 55

1205 1200 -

1202.5 55

1150 1145 -

1147.5 50

1100 1095 -

1097.5 55

1045 1040 -

1042.5 55

4 1580 1585 -

1582.5 40

1540 1545 -

1542.5 70

1470 1475 -

1472.5 45

1430 1425 -

1427.5 60

1365 1370 -

1367.5 50

64

1315 1320 -

1317.5 65

1250 1255 -

1252.5 60

1190 1195 -

1192.5 55

1135 1140 -

1137.5 45

1090 1095 -

1092.5 60

1030 1035 -

1032.5 60

5 1580 1585 -

1582.5 57.5

1520 1525 1530

1525 52.5

1470 1475 -

1472.5 50

1420 1425 -

1422.5 55

1365 1370 -

1367.5 52.5

1310 1315 1320

1315 57.5

1255 1260 -

1257.5 50

1205 1210 -

1207.5 50

1155 1160 -

1157.5 50

1105 1110 -

1107.5 50

1055 1060 -

1057.5 50

6 1575 1580 -

1577.5 60

1520 1515 -

1517.5 45

1475 1470 -

1472.5 50

1420 1425 -

1422.5 55

1365 1370 -

1367.5 45

1320 1325 -

1322.5 50

1270 1275 -

1272.5 55

1215 1220 -

1217.5 50

1165 1170 -

1167.5 50

1115 1120 -

1117.5 55

1060 1065 -

1062.5 55

7 1585 1580 -

1582.5 47.5

1530 1535 1540

1535 52.5

1480 1485 -

1482.5 60

1420 1425 -

1422.5 55

1365 1370 -

1367.5 55

1310 1315 -

1312.5 60

1250 1255 -

1252.5 52.5

1198 1202 -

1200 50

1148 1152 -

1150 52.5

1095 1100 -

1097.5 55

1040 1045 -

1042.5 55

8 1590 1585 -

1587.5 67.5

1515 1520 1525

1520 60

1465 1460 1455

1460 52.5

1405 1410 -

1407.5 50

1360 1355 -

1357.5 50

65

1310 1305 -

1307.5 60

1250 1245 -

1247.5 52.5

1190 1195 1200

1195 57.5

1135 1140 -

1137.5 50

1085 1090 -

1087.5 55

1030 1035 -

1032.5 55

66

Lampiran 8. Tegangan referensi pada ADC

Tegangan (mV) keluaran ADC (bit)

0.41 60

0.46 69

0.51 80

0.56 89

0.61 100

0.66 111

0.71 121

0.76 131

0.81 142

0.86 152

0.91 162

1.01 183

1.11 204

1.20 222

1.30 244

1.40 265

1.50 284

1.60 304

1.70 326

1.80 347

2.00 387

2.20 427

2.40 467

2.60 507

2.80 547

3.00 587

3.20 630

3.40 670

3.60 711

3.80 751

4.00 793

4.76 947

67

Lampiran 9. Sifat Tanah di Laboratorium Siswadhi Soepardjo Leuwikopo, Darmaga

Kedalaman (cm) Karakterist ik

0 - 20 20 - 40 40 - 60

Densitas partikel (g/cm 3 ) 2.62 2.64 2.72

Fraksi : - Liat (%) 44.50 68.00 72.00

- Debu (%) 24.70 19.20 13.00

- Pasir (%) 30.80 12.80 15.00

Batas cair (%) 67.03 76.90 75.42

Batas plastis (% ) 47.03 55.35 56.47

Indeks plastisitas (%) 20.00 21.55 18.95

Kohesi (kg/cm 2 ) 0.6 4.5 2.1

Internal friction (der.) 17.4 7.4 10.3

68

Lampiran 10. Spesifikasi sensor kedalaman (ultrasonik) DT-SENSE USIRR (#991-992)

Jangkauan ultrasonic : 2 cm – 3 cm

Ketelitian ranger : 5 mm

Keluaran berupa jarak (dalam milimeter)

Dua antar muka : PC-Bus dan Pulse Width

Dapat dihubungkan ke 2 sensor Infra Red Ranger GP2D12

69

Lampiran 11. Perhitungan ketelitian sensor gaya (strain gage)

Diketahui :

ADC 10 bit = 210 digital = 1024 digital

Tegangan referensi = 5 volt

Menghitung perubahan terkecil input sehungga mengubah 1 nilai digital (step) yaitu:

Jadi untuk mengubah 1 angka digital dibutuhkan tegangan 4.882 mV/digital

Untuk menghitung sensitifitas alat yaitu:

Sensitivitas alat teoristis sebesar 50 mV/kg namum pada kalibrasi pembebanan mati didapatkan rata-

rata angka sensitivitas alat sebesar 51.8 mV/kg.

PENGUJIAN KINERJA PENETROMETER DIGITAL BERBASIS ... · MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 . SKRIPSI . TOFAN ARGANDHI PUTRA F14070069 . FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN . INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Documents