LAPORAN KERJA PRAKTIKUM SENSOR II
SENSOR HUJAN (TIPPING BUCKET)
TARUNA : AKBAR SETYO NUGROHO NPT
: 13.12.2795
PROGRAM STUDI INSTRUMENTASI SEKOLAH TINGGI METEOROLOGI KLIMATOLOGI DAN GEOFISIKA Tangerang Selatan 2014
Menghitung Tingkat Curah Hujan Menggunakan Tipping Bucket
Hari, tgl, waktu praktikum
: Selasa, 11 November 2014
Nama Taruna/NIK
: Akbar Setyo Nugroho/13.12.2795
Dosen praktikum
: Hapsoro A. Nugroho
I.
KONDISI LABORATORIUM/LAPANGAN Kondisi
II.
Awal praktikum
Temperatur
:
Kelembaban
:
Tekanan
:
Akhir Praktikum
TUJUAN
1. Mampu menjelaskan tentang prinsip kerja Tipping Bucket 2. Mampu menghitung tingkat curah hujan dengan menggunakan formula
III.
ALAT DAN BAHAN
1. Tipping bucket di taman alat STMKG 2. Gelas ukur 3. Penggaris 4. Buku catatan dan alat tulis 5. Toolkit
IV.
TEORI DASAR
Hujan merupakan salah satu parameter cuaca yang penting dalam menentukan kondisi lingkungan. Sehingga hujan sangatlah penting untuk diamati. Curah hujan 1 mm artinya dalam luasan satu meter persegi pada tempat yang datar tertampung air setinggi satu milimeter atau tertampung air satu liter. Durasi hujan (t) adalah lamanya waktu hujan tercurah dari atmosfer ke permukaan bumi, dinyatakan sebagai satuan waktu (menit, jam, hari). Intensitas hujan (I) adalah ukuran yang menyatakan tebal hujan
dalam satuan tertentu (mm/jam, cm/hari). Frekuensi Intensitas Hujan (T) ialah interval waktu rata-rata antara kejadian curah hujan yang mempunyai intensitas tertentu dengan kejadian curah hujan dengan intensitas yang sama atau lebih lebat. Luas daerah hujan (A) adalah luas areal dengan suatu hujan yang tebalnya dianggap sama , dan dinyatakan sebagai satuan luas (ha,
2
).
Dalam pengukuran curah hujan ini dibutuhkan sebuah alat pengukur yang disebut penakar hujan (raingauge ). Penakar hujan (raigauge) adalah pencatat dari hujan yang jatuh ke permukaan bumi, untuk mengetahui curah hujan yang terjadi dalam periode tertentu. Penakar hujan memiliki berbagai jenis yang secara garis besar dibedakan atas penakar hujan recording dan non-recording. Terdapat beberapa alat untuk mengukur curah hujan antara lain penakar hujan obs, penakar hujan hellman, penakar hujan tipping bucket , dan sebagainya. Penakar hujan jenis tipping bucket yang merupakan jenis recording melalui pencatatan pada pias. Curah hujan adalah banyaknya air yang jatuh ke permukaan tanah yang dianggap datar dan kedap, tidak mengalami penguapan dan tersebar merata serta dinyatakan sebagai ketebalan (tinggi) air. Satuannya adalah mm, inch. Penakar hujan tipping bucket memiliki sensor yang berfungsi untuk mengukur curah hujan. Sensor Tipping bucket bekerja dengan cara menghitung pulsa persatuan waktu ditentukan dari banyaknya air yang masuk ke dalam corong sensor tersebut. Keuntungan dari alat pengukur hujan tipe tipping bucket adalah karakter dari hujan (ringan, sedang, atau berat) dapat dengan mudah diperoleh. Karakter hujan ditentukan oleh jumlah hujan yang turun dalam beberapa waktu (biasanya 1 jam) serta dengan menghitung jumlah jungkitan dalam jangka waktu 10menit pengamat dapat menentukan karakter dari hujan.
Gambar 1 Tipping Bucket Konvensional
Keterangan gambar : 1. corong besar 2. penyaring 3. corong kecil 4. ember / bucket 5. penahan ember 6. roda bergigi 7. roda bentuk jantung 8. pengatur kedudukan pena 9. corong penampung air 10. tangkai pena 11. silinder jam 12. ember besar penampung air
Gambar2. Tipping bucket digital
Terdapat dua faktor yang memengaruhi perancangan sebuah tipping bucket , yaitu :
Luas bagian atas corong
Resolusi tipping bucket yang diinginkan Volume setiap jungkitan (V) = Luas corong x tinggi curah hujan
Sumber -sumber kesalahan pada penakar hujan 1. Kesalahan akibat deformasi bidang angin: 2-10%
2. Kesalahan akibat menempelnya air pada dinsing bagian dalam. 3. Kesalahan akibat air yang tersisa ketika tabung penampung dikosongkan. 2 15% saat musim panas, 1-8% saat musim dingin. 4. Kesalahan akibat penguapan: 0-4%. 5. Kesalahan akibat hembusan dan pergerakan salju 6. Kesalahan akibat percikan air ke dalam dan ke l uar: 1-2% 7. Kesalahan acak pada instrumen dan pada saat pengamatan
V.
PERCOBAAN/PENGAMATAN
5.1.
Soal Sebelum Percobaan
1. Jelaskan apa yg di maksud dengan sensor hujan? 2. Jelaskan prinsip kerja sensor hujan jenis tipping bucket ? 3. Jika diketahui datasheet sebagai berikut :
Hitung volume setiap jungkitan?
5.2
Langkah Pengamatan
1.
Mengukur luas penampang corong ( 2 ).
2.
Mengukur volume air (40 ml, 80 ml, 120 ml, 160 ml, dan 200 ml) menggunakan gelas ukur ( 3 ).
3.
Menuangkan air ke Tipping bucket dan menghitung banyaknya tip yang dihasilkan.
4.
Menentukan besarnya resolusi Tipping bucket dan besarnya curah hujan untuk setiap volume air.
5.
Mencatat hasil pratikum kedalam tabel dibawah ini.
No
Luas
Volume
Penampang
Air
Banyaknya tip
Resolusi
CH
1 2 3 4 5
5.3 Data Hasil Percobaan/Pengolahan/Pengamatan 5.3.1 Data Hasil Percobaan
Dari hasil pratikum menggunakan Tipping Bucket di taman alat STMKG, maka didapat hasil sebagai berikut :
Tinggi
Percobaan
Luas
air
Penampang
dalam
Volume
Banyakny
Resolusi
CH
corong
gelas
Air (ml)
a tip
(mm/tip)
(mm)
(2)
ukur (mm)
1
31400
2
40
5
0.4
0.255
2
31400
4
80
10
0.4
0.255
3
31400
6
120
15
0.4
0.255
4
31400
8
160
20
0.4
0.255
5
31400
10
200
25
0.4
0.255
5.3.2 Metode Pratikum
Metode yang kami gunakan dalam pratikum ialah pratikan mengamati sensor hujan Tipping Bucket dengan arahan dari dosen, kemudian pratikan mengerjakan laporan tentang prinsip kerja dan bagian bagian sensor Tipping bucket tanpa arahan dosen.
VI.
ANALISIS HASIL PENGOLAHAN/PENGAMATAN
Prinsip kerja sensor hujan Tipping bucket adalah dengan cara menghitung pulsa persatuan waktu ditentukan dari banyaknya air yang masuk ke dalam corong sensor tersebut. Resolusi Tipping bucket dapat dihitung dengan menerapkan formula sebagai berikut : Resolusi = Tinggi air dalam gelas ukur (mm) / Banyaknya tip
Sehingga dapat dihitung sebagai berikut : Tinggi air dalam
Banyaknya
gelas ukur (mm)
tip
1
2
5
2
4
10
3
6
15
4
8
20
5
10
25
Percobaan
Resolusi percobaan 1 = Tinggi air dalam gelas ukur / Banyaknya tip =2/5 = 0.4 mm/tip Resolusi percobaan 2 = Tinggi air dalam gelas ukur / Banyaknya tip = 4 / 10 = 0.4 mm/tip Resolusi percobaan3 = Tinggi air dalam gelas ukur / Banyaknya tip = 6 / 15 = 0.4 mm/tip Resolusi percobaan 4 = Tinggi air dalam gelas ukur / Banyaknya tip = 8 / 20
= 0.4 mm/tip Resolusi percobaan 5 = Tinggi air dalam gelas ukur / Banyaknya tip = 10 / 25 = 0.4 mm/tip Hasil perhitungan dapat ditabulasikan sebagai berikut : Percobaan
Tinggi air dalam gelas
Banyaknya
Resolusi
tip
(mm/tip)
ukur (mm) 1
2
5
0.4
2
4
10
0.4
3
6
15
0.4
4
8
20
0.4
5
10
25
0.4
Untuk menghitung tingkat curah hujan, dapat menggunakan formula sebagai berikut :
Tinggi curah hujan (CH) = Volume setiap jungkitan / Luas
Volume setiap jungkitan dapat di hitung dengan formula : Volume setiap jungkitan = Volume air / banyaknya tip
Maka didapat hasil seperti tabel di bawah ini : Percobaa
Volume Air
Banyakny
Volume setiap
n
(ml)
a tip
jungkitan (ml)
1
40
5
8
2
80
10
8
3
120
15
8
4
160
20
8
5
200
25
8
Karena volume setiap jungkitan dalam beberapa percobaan telah diketahui, dapat dihitung tinggi curah hujan (CH) dengan rumus yang telah disebutkan di atas.
Volume setiap Percobaan
jungkitan 3
( )
Luas Penampang corong (2 )
1
8000
31400
2
8000
31400
3
8000
31400
4
8000
31400
5
8000
31400
CH percobaan 1 = Volume setiap jungkitan / Luas penampang corong = 8000 / 31400 = 0.255 mm CH percobaan 2 = Volume setiap jungkitan / Luas penampang corong = 8000 / 31400 = 0.255 mm CH percobaan 3 = Volume setiap jungkitan / Luas penampang corong = 8000 / 31400 = 0.255 mm CH percobaan 4 = Volume setiap jungkitan / Luas penampang corong = 8000 / 31400 = 0.255 mm CH percobaan 5 = Volume setiap jungkitan / Luas penampang corong = 8000 / 31400 = 0.255 mm Dari perhitungan yang telah dilakukan, hasilnya dapat ditabulasikan sebagai berikut :
Volume setiap Percobaan
jungkitan 3
( )
Luas Penampang
Tinggi Curah
corong
hujan (mm)
(2 )
1
8000
31400
0.255
2
8000
31400
0.255
3
8000
31400
0.255
4
8000
31400
0.255
5
8000
31400
0.255
Perhitungan secara keseluruhan menghasilkan data seperti tabel di bawah ini :
VII.
Luas
Tinggi air
Percobaa
Penampang
dalam
Volume Air
Banyakny
Resolusi
CH
n
corong
gelas ukur
(ml)
a tip
(mm/tip)
(mm)
(2 )
(mm)
1
31400
2
40
5
0.4
0.255
2
31400
4
80
10
0.4
0.255
3
31400
6
120
15
0.4
0.255
4
31400
8
160
20
0.4
0.255
5
31400
10
200
25
0.4
0.255
KESIMPULAN DAN SARAN
1. Prinsip kerja sensor hujan Tipping bucket adalah dengan cara menghitung pulsa persatuan waktu ditentukan dari banyaknya air yang masuk ke dalam corong sensor tersebut. 2. Untuk menghitung tingkat curah hujan, dapat menggunakan formula sebagai berikut :
Tinggi curah hujan (CH) = Volume setiap jungkitan / Luas corong
PUSTAKA
1. Manual book Tipping Bucket 2. Rojali,AhMG.1997.ALAT-ALAT METEOROLOGI (JILID A). BALAI DIKLAT BMG:Jakarta. 3. Lukito,Ibnu sofwan. 2007. MEASUREMENT OF PRECIPITATION. AMG: Jakarta.
