BAB 3 DESIGN SYSTEM

BAB III
DESAIN SISTEM
3.1
Gambaran Umum
Dalam metoda geolistrik ini yaitu metoda Schlumberger peralatan yang
digunakan tidak berbeda dengan metoda-metoda yang lain, yang membedakan adalah
dalam hal konfigurasinya saja. Dan peralatan ini secara umum menggunakan
elektroda arus dan elektroda potensial yang mana arus dan potensial ini didapatkan
dari suatu aalat pembangkit arus dan potensial.
Dalam metode ini injektor arus adalah bagian terpisah dengan pengukur beda
potensial. Bagian injektor arus adalah bagian atau tahap awal dalam pengukuran nilai
hambatan tanah yang selanjutnya akan dideteksi oleh bagian kedua yaitu pengukur
potensial. Jadi sebenarnya tidak ada keterkaitan langsung dua rangkaian ini masingmasing berdiri sendiri. Namun ketika nanti proses pengukuran maka tahap pertama
adalah tugas dari injektor arus lalu bagian berikutnya adalah tugas dari pengukur beda
pontesial, dan pengukur beda potensial / tegangan ini sangat tergantung dari kinerja
injektor arus, jika injektor arus bisa menginjeksikan arus cukup besar maka, pengukur
tegangan bisa menjalankan fungsinya dengan baik.
Elektroda yang pasang harus benar-benar kontak dengan tanah agar dalam
angka yang tercatat dalam alat ukur bisa stabil. Setelah elektroda elektroda tersebut
terpasang maka, mirokontroller melakukan pengaturan perubahan polaritas dengan
jangka waktu yang telah ditentukan lewat pemograman mikrokontrollernya.,
pemograman ini menentukan kapan polaritas bernilai positif dan negatif. Hasil
pengukuran berupa nilai tegangan dan arus yang dicatat oleh pencatat arus dan
tegangan, setelaha itu maka nilai yang diperoleh akan diolah sedemikian rupa
sehingga didapatkan nilai resistivitas tanah. Nilai perhitungan ini akan menentukan
jenis tanah yang sedang kita ukur.
15
3.2
Sistem Pengukuran
Alat yang akan digunakan yaitu injektor arus maksudnya adalah menggunakan
beda potensial yang diatur waktu perubahan polaritasnya.
Sumber daya
Kontrol
Polaritas
V2
V1
M
N
a
M
V4
V3
N
M
N
M
N
b
a
A
c
B
susunan elektroda
Gambar 10. Sketsa sistem pengukuran
Pada gambar diatas, ketika sumber daya dialirkan ke elektroda A dan B maka
akan diatur oleh perangkat kontrol polaritas, yang selanjutnya diukur oleh V1, V2,
V3, dan V4.
Kontrol polaritas pada gambar sistem pengkuran diatas di jabarkan dalam
bagan sebagai berikut :
LCD Display
16x2
1
4
7
*
2
5
8
0
3
6
9
#
Gambar 11. Bagan sistem kontrol polaritas
16
Input (masukan) ke perangkat mikokontroller yaitu angka yang akan berfungsi
sebagai digit waktu yang diinginkan, yang keluarannya akan terlihat pada LCD serta
sinyal output lainnya akan masuk ke relay, akhirnya akan mengalir ke elektroda A dan
B (elektroda arus).
3.3.
Perangkat keras
Dari instrumentasi geolistik tersebut , maka bisa digolongkan dalam 2 bagian,
yaitu : rangkaian relay. rangkaian kontrol .
1.
Rangkian Relay
Rangkaian ini merupakan bagian dimana mempunyai fungsi sebagai berikut :
1. Tempat input masukan sumber tegangan yang merupakan penghasil sumber arus
2. Mengubah atau mengatur polaritas tegangan keluaran yang berasal dari sumber
tegangan + 24 dan – 24 volt
Relay
adalah
suatu
komponen
yang
digunakan
sebagai
saklar
penghubung/pemutus untuk arus beban yang cukup besar, dikontrol oleh sinyal listrik
dengan arus yang kecil. Relay yang digunakan untuk menutup suatu rangkaian jika
kumparan diberi energi, relay semacam ini disebut relai SPDT (single-pole doublethrow) normaly open (NP) atau relay penyambung-kontak. Apabila arus mengalir
melalui kumparan maka akan terjadi pemagnetan sehingga akan menarik bagian
common terminal, dan apabila tidak ada arus maka tidak akan terjadi pemagnetan.
Rancanganan rangkain relay yang berfungsi sebagai tempat masukan sumber
tegangan dan kontrol polaritas dapat dilakukan dengan menyusun rangkaian sebagai
berikut :
+24
124 volt
12 volt
Mikrokontroll
Outpu
-120
+120
Outpu
Gambar 12. Sistem rangkain 2 relay
17
Gambar 13. Rangkain umum relay spdt
Dari gambar terlihat kaki V1 terhubung dengan sumber tegangan 12 volt atau
tegangan yang sesuai dengan spesifikasi relay yang dipakai, jika tegangan lebih besar
atau lebih kecil dengan perbedaan yang jauh maka relay tidak akan bekerja. Jika
sesuai dengan spesifikasi alat maka akan menjadi power bagi relay untuk hidup,
sehingga bisa membuat induksi elektromagnetik, seperti telah dijelaskan diatas.
Kaki V2 terhubung dengan bagian mikrokontroler, yang telah dijelaskan
sebagai tempat keluarnya logika high dan low, sehingga pulsa ini akan mengendalikan
power relay yang akan membangkitkan induksi elektromagnetik.
Kaki B dihubungkan dengan sumber tegangan yang akan memberikan arus
listrik yaitu tegangan +12 volt DC dan kaki A ground. Terakhir adalah kaki C yang
merupakan kaki out put atau dinamakan common termnal yang akan terimbas induksi
magnetik, relay yang dipakai adalah relay normay closed dimana kaki C sudah
terhubung dengan kaki A, jika ada tegangan maka akan tercipta induksi dan kaki C
akan terhubung dengan kaki B, pada saat high maka C terhubung dengan B dan
tegangan + 12 volt akan mengalir kerangkaian arus, sementara itu dirangkaian kedua
akan terdapat ouput C2 ground. Lama Perubahan + 12 dan ground ditentukan oleh
pemograman mikrokontroller yang dipakai.
18
2.
Rangkaian Kontrol
Pada bagian ini komponen utama adalah mikrokontroller, jenis dari
mikrokontroller yang akan digunakan adalah mikrokontroller yang umum berada
dipasaran yaitu AT89S52 8 bit. Spesifikasi atau blok diagram dari mikrokontroller ini
adalah
Mikrokontroller AT89S52 8 bit ini diberi perintah berupa pemograman yang
akan memberikan keluaran sesuai yang
diinginkan. Karakteristik/spesifikasi
pemograman mikrokontroller yang diinginkan berupa kemampuan untuk mengatur
waktu untuk perubahan polaritas tegangan(+) ke (–) atau sebaliknya yang besarnya
telah ditentukan diawal yaitu 12 volt DC dan - 12 volt DC ditentukan oleh masukan
dari keypad yaitu dengan memasukan nilai waktu yang diinginkan, berapa lama waktu
menginjeksikan arus dan berapa lama waktu jedanya / low (0) atau high (1). Jadi
Input tegangan 12 volt yang akan bertugas menginjeksikan arus akan dikontrol oleh
mikrokontroler kapan injeksi dan kapan harus berhenti.
Karakteristik pemograman yang diinginkan diatas, dibuat ke dalam bahasa
pemograman mikrokontroller. Pemograman injeksi tegangan yang akan diujicoba
pemogramannya adalah high dan low secara otomatis 1 detik, 2 detik dst, jadi
semuanya kelipatan 1 detik melalui iput keypad. Integrasi dari mikrokontroller, relay
maka dibuat berupa rangkaian kontrol instrumentasi geolistrik :
Gambar 14. Rangkain PCB kontrol geolistrik
19
Gambar 15. Rangkain schematic kontrol geolistrik
20
3.4
Perangkat Lunak
Perangkat keras yang digunakan di atur oleh serangkaian pemograman yang
akan mengendalikan alat tersebut sehingga pengaturan polaritas bisa berfungsi sesuai
kebutuhan.
Gambar 16. Diagram blok pemograman kontrol instrumentasi geolistrik
Dari diagram blok diatas bisa terlihat bahwa sistem pemograman berfungsi
dawali dengan proses inisiasi LCD dan key pad, lalu saat diaktifkan langsung muncul
tampilan di LCD berupa teks : ” current injector ” , lalu tekan keypad sembarang
maka tampil text perintah untuk memasukan waktu, tampilan tersebut adalah :”time :_
21
_ _.and press # to enter” , jika tidak ditekan salah satu keypad maka tidak akan terjadi
perubahan, berikutnya adalah memasukan waktu sebanyak 3 digit. Proses pertama
adalah menghitung detik atau digit pertama, setelah selesai berikutnya waktu ke dua
dan waktu ke tiga, dan akan terus berulang sampai ditekan tekan tombol ”reset”
untuk menghentikan proses penghitungan waktu dan akan kembali ke tampilan awal
yaitu berupa teks : ” current injector ” , dan proses pengulangan waktu tersebut
akhirnya selesai. (Pemograman lengkap terlampir).
22