Your SlideShare is downloading. ×
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Volume 10 nomor 1 a april 2011
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Volume 10 nomor 1 a april 2011

2,504

Published on

0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
2,504
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
25
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 ANALISA UNJUK KERJA POMPA HIDRAM PARALEL DENGAN VARIASI BERAT BEBAN DAN PANJANG LANGKAH KATUP LIMBAH Muhamad Jafri, Ishak Sartana Limbong Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT This study aims to determine the influence of pump efficiency variations hydram with heavy loads and stroke waste valve. The method used is the experimental method used to pump dimensions are 2 inches, has a diameter of inlet (D): 1.5 inch diameter pipe and expenses (d): ½ inch. From the results of testing and regression analysis found that the variation of load weight and stroke waste valve hydram effect on pump efficiency. The highest efficiency of this result on hydram pumps connected in parallel with stroke 0.5 cm and weighs 400 grams valve that is 55.30% in efficiency D'Aubuission. Keywords : pump hydram, waste valve, efficiency. Kenyataan menunjukkan bahwa masih banyak pemukiman di pedesaan yang sulit memperoleh air bersih untuk keperluan rumah tangga, kehidupan sayur-sayuran maupun untuk keberlangsungan hidup bagi hewan ternak. Kebanyakan sumber air yang ada berada pada posisi lebih rendah dari pemukiman penduduk. Penggunaan pompa Hidraulik Ram (Hidram) yang mana tanpa membutuhkan energi listrik, serta pengoperasiannya sederhana, mempunyai prospek yang baik. Pompa hidram merupakan suatu alat yang digunakan untuk menaikkan air dari sumber air yang rendah atau yang berada ke tempat yang lebih tinggi secara automatik. Sumber energi dari pompa berasal dari tekanan dinamik atau gaya air yang timbul karena perbedaan ketinggian sumber air ke pompa. Gaya tersebut akan digunakan untuk mengerakkan katup limbah sehingga diperoleh gaya yang lebih besar untuk mendorong air. Untuk unit-unit pompa yang bekerja secara paralel, pompa haruslah bekerja pada daerah yang stabil, ini dapat diilustrasikan dengan menganggap bahwa dua unit pompa yang sedang beroperasi atau bekerja pada kapasitas rendah di daerah tak stabil karena adanya perbedaan tekanan dan ketinggian pada susunan pipa dan kerugian gesekkan. Penelitian pompa hidram dengan variasi beban katup limbah dilakukan oleh Cahyanta, dkk, (2008). Hasil 1
  • 2. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 penelitian mununjukkan bahwa kapasitas aliran maksimum, dan efisiensi maksimum dicapai pada berat beban katup limbah 410 gram yaitu sebesar 11,146 x 10-5 m3 /s, dan efisiensi maksimum 16,302%. Penelitian serupa juga dilakukan oleh Gan, et al. (2002). Hasil percoban dan analisa varians serta regresi response surface diporoleh bahwa faktor volume tabung dan beban katup limbah berpengaruh pada efisiensi pompa, begitu pula interaksi antara kedua faktor. Efisiensi terbaik adalah volume tabung 1300 ml dan beban katup 400 g untuk mendapatkan efisiensi 42,9209%. Gambar 1. Instalasi pompa hidram Sumber : Jurnal teknik mesin Sistem instalasi pompa hidram terdiri atas beberapa bagian antara lain: 1. Pipa pemasukan Pipa pemasukan merupakan saluran antara sumber air dan pompa. 2. Rumah Pompa Rumah pompa merupakan ruang utama dan tempat terjadinya proses pemompaan. 3. Katup limbah Merupakan tempat keluarnya air yang berfungsi memancing gerakan air yang berasal dari reservoir. Katup limbah yang berat dan langkah katup yang panjang memungkinkan kecepatan aliran air dalam pipa mencapai titik maksimum, sehingga pada saat katup limbah menutup terjadi energi tekanan (efek water hammer) yang besar dan daya pemompaan yang tinggi, namun debit 2
  • 3. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 air yang terbuang relatif banyak. Katup limbah yang relatif ringan dan langkah yang pendek akan memberikan denyutan yang lebih cepat dan hasil pemompaan lebih besar pada tinggi pemompaan yang rendah. (Hanafie & Longh, 1979). Kompoen katup buang jenis kerdam sederhana; Gambar 2. Komponen katup limbah jenis kerdam 4. Katup pengantar Katup yang menghantarkan air dari rumah pompa ke tabung udara, serta menahan air yang telah masuk agar tidak kembali masuk ke rumah pompa. 5. Tabung udara Tabung ini berfungsi untuk memperkuat tekanan dinamik. 6. Pipa pengantar Pipa pengantar merupakan saluran air yang mengantarkan air dari pompa ke bak penampung. Tinggi Tekan Total (Head) Head total (H) pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa (Sularso dan Tahara, 2004) : dimana : 3
  • 4. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 : head total pompa (m) : head statis pompa (m) : selisih head tekanan (m) : kerugian gesek (m) : head kecepatan (m) Head Kerugian Head kerugian terbagi dalam dua kelompok yaitu mayor losses dan minor losses. Mayor losses adalah kerugian yang disebabkan karena gesekan yang dapat dihitung dengan persamaan Darcy, sebagai berikut (Sularso dan Tahara, 2004), dimana : = Koefisien kerugian gesek = Panjang pipa (m) = Diameter dalam pipa (m) = kecepatan rata-rata aliran dalam pipa (m/s) Sedangkan minor losses adalah kerugian akibat perubahan penampang, perubahan ukuran pada saluran; sambungan, belokan, katup, dan aksesoris yang lainnya (Sularso dan Tahara, 2004), Debit Air Debit merupakan banyaknya volume air yang melewati suatu saluran persatuan waktu. Apabila Q (m3 /s ) menyatakan debit air dan v (m3) menyatakan volume air, sedangkan ∆t (s) adalah selang waktu tertentu mengalirnya air tersebut, maka hubungan antara ketiganya dapat dinyatakan sebagai berikut: Efisiensi Pompa Hidram Untuk mengetahui efisiensi pompa hidram, dalam penelitian ini digunakan dua persamaan efisiensi yaitu efisiensi D’Aubuisson dan efisiensi Rankine. Efisiensi D’Aubuission dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (Michael and Kheepar,1997): dimana : : efisiensi pompa hidram (%) : debit air pemompaan ( ) : debit air yang terbuang (m3 /s) : Tinggi jatuh air (m) : Tinggi angkat (m) Efisiensi menurut Rankine merupakan perbandingan antara selisih tinggi tekan isap dan sisi buang dikali kapasitas pengisapan, dengan tinggi tekan isap dikalikan kapasitas air yang dipindahkan (Michael and Kheepar,1997): dimana : : efisiensi pompa hidram (%) Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui pengaruh berat beban dan panjang langkah katup limbah terhadap unjuk kerja pompa hidram yang dirangkai paralel terhadap efisiensi. Manfaat penelitian adalah diperolehnya ukuran katup limbah yang 4
  • 5. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 sesuai kondisi debit air masuk, dan dapat menghasilkan debit air sesuai kebutuhan. MATERI DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di Kali Bonik Kelurahan Sikumana dari bulan Juli s/d Agustus 2010. Alat dan Bahan Alat yang digunakan adalah pompa hidram 2 inchi 2 buah, stopwatch, meteran air, dan GPS. Sedangkan bahan yang digunakan : timah, plat 5 ml dan isolasi. Rancangan Penelitian Penelitian dilakukan dengan melakukan percobaan terhadap objek penelitian serta adanya kontrol, dengan 7 variasi beban, yakni 400 g sampai 700 g dengan selisih 50 g, serta variasi panjang angkah katup limbah, yakni 0,5 cm; 1 cm; 1,5 cm. Pengambilan Data Variabel yang akan diamati adalah; tinggi jatuh air (Hs), tinggi pemompaan (Hd), debit air terbuang, debit pemompaan, ukuran diameter lubang katup dan beban katup limbah, jarak mata air ke pompa. Teknik Analisa Data Hasil penelitian dianalisa menggunakan rumus yang ada untuk mengetahui efisiensi pompa dan analisis regresi sederhana untuk mengetahui pengaruh antara variabel bebas dan variabel terikat. Bentuk umum regresi kuadratik sederhana (Sugiono, 2008): dimana: Y adalah nilai variabel terikat yang diprediksikan, a adalah harga Y bila X = 0 (harga kostan), b1 dan b2 adalah koefisien regresi, sedangkan X adalah nilai variabel bebas. Untuk menguji tingkat signifikansi koefisien regresi, digunakan rumus (Sudjana, 2002): Koefisien determinasi adalah suatu alat ukur untuk mengetahui sejauh mana tingkat hubungan antar variabel X dan Y. R = R2 x 100 % Beban 5
  • 6. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil eksperimen diperoleh debit air terbuang (Qp), debit pemompaan (QW) dan jumlah denyutan adalah sebagai berikut : Tabel 1. Debit Pemompaan, Qp (m3 /s) Untuk Setiap Variasi Pembebanan dan Panjang Langkah Katup Limbah. Panjang Langkah (cm) Qp (10‐5 × m3 /s)  0,5 1 1,5 400 11,5 9 8,5 450 7 7 6 500 7 6,5 5 550 5 4,5 3,5 600 3,5 3,5 0 650 0 0 0 BeratBebankatuplimbah (gram) 700 0 0 0 Tabel 2.Debit Air Terbuang (Qw) (m3 /s) Untuk Setiap Variasi Pembebanan dan Panjang Langkah Katup Limbah Panjang Langkah (cm) Qp (10‐5 × m3 /s)  0,5 1 1,5 400 7 7 7 450 7 8 8 500 7,6 8 9,4 550 9 9,4 1,4 600 1 1 0 650 0 0 0 BeratBebankatuplimbah (gram) 700 0 0 0 Tabel 3. Denyutan Untuk Setiap Variasi Pembebanan dan Panjang Langkah katup limbah. Panjang Langkah (cm) Denyutan / 20 detik  0,5 1 1,5 400 28 21 20 450 24 19 17 500 20 18 13 550 14 13 6 600 8 4 0 650 0 0 0 BeratBebankatuplimbah (gram) 700 0 0 0 Pengolahan Data Head efektif untuk pipa pemasukan dan pipa pengantar diketahui dengan menghitung head loss pipa pemasukan dan pengantar. Nilai koefisien untuk setiap head loss ditunjukkan pada tabel berikut : Tabel 4. Data koefisien head loss untuk pipa pemasukan dan pipa pengeluaran Koefisien head lossBentuk head loss Pipa Pemasukan Pipa pengantar Katup (f) 10,0 10,0 Belokan 90°(f) 1,265 - Pembesaran penampang (f) 1 - Sambungan T (f) 2,0 2,0 Ujung masuk pipa (f) 0,56 - Gesekan 0,08 Ujung keluar pipa (f) - 1,0 Efisiensi Pompa Hidram Efisiensi pompa hidram menggunakan persamaan D’Aubuission dan Rankine. 6
  • 7. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 Tabel 5. Efisiensi D’Aubuission (%) Untuk Setiap Variasi Pembebanan dan Panjang Langkah Katup Limbah. Panjang Langkah (cm) ηD(%)  0,5 1 1,5 400 55.3098 43.1137 39.9662 450 31.2452 30.1967 25.0204 500 30.5051 27.5576 20.0879 550 20.0062 17.7927 14.7511 600 13.6169 13.6169 0 650 0 0 0 BeratBebankatuplimbah (gram) 700 0 0 0 Tabel 6. Efisiensi Rankine (%) Untuk Setiap Variasi Pembebanan dan Panjang Langkah Katup Limbah. Panjang Langkah (cm) ηD(%)  0,5 1 1,5 400 47.9679 35.7997 32.6764 450 24.3696 24.0889 19.3969 500 24.1043 21.6716 15.8373 550 15.5621 13.8573 12.1338 600 10.5935 10.5935 0 650 0 0 0 BeratBebankatuplimbah (gram) 700 0 0 0 Grafik dan Pembahasan Gambar 3. Grafik Pengaruh Pembebanan dan Panjang Langkah Katup Limbah Terhadap Debit Air Terbuang (Qw). Grafik ini menunjukkan bahwa pada awalnya untuk semua variasi panjang langkah, debit air yang terbuang cenderung naik. Hal ini terjadi karena semakin panjang jarak tempuh yang dijalani torak maka akan memberi waktu yang lama pada air untuk keluar. Namun untuk panjang langkah 1,5 cm, penambahan beban sampai 600 gram debit air yang terbuang menurun secara drastis, ini terjadi karena dengan jarak tempuh yang dilalui katup cukup jauh dan beban yang diterima oleh katup tidak sebanding dengan dorongan yang diberikan air. Sedangkan untuk panjang langkah 0,5 cm dan 1 cm, debit air baru mulai menurun ketika penambahan beban 650 gram. Ini juga terjadi karena dengan jarak tempuh yang dilalui katup cukup pendek dorongan air yang datang masih dapat mengimbangi beban 500 gram – 600 gram. Pada pompa hidram yang dihubungkan secara paralel debit air terbuang minimum diperoleh 0,0007 m3 /s pada panjang langkah 0,5 cm dan berat katup 400 gram. 7
  • 8. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 Gambar 4. Grafik Pengaruh Berat Beban dan Panjang Langkah Katup Limbah Terhadap Debit Air Pemompaan (Qp). Grafik di atas menunjukkan bahwa debit pemompaan di pengaruhi oleh pembebanan dan panjang langkah katup limbah. Hasil ini sebenarnya merupakan kebalikan dari debit air yang terbuang. Dimana semakin berat beban katup limbah dan panjang langkah ditambah maka debit pemompaan yang dihasilkan akan semakin kecil. Hasil penelitian menunjukkan debit pemompaan maksimum pompa hidram paralel diperoleh sebesar 0,000115 m3 /s pada panjang langkah 0,5 cm dan berat beban katup limbah 400 gram. Gambar 5. Grafik Pengaruh Berat Beban dan Panjang Langkah Katup Limbah Terhadap Denyutan. Grafik pada gambar 5 menunjukkan bahwa penambahan berat beban dan panjang langkah katup limbah memperkecil jumlah denyutan, karena semakin berat katup limbah maka waktu yang dibutuhkan katup limbah untuk menutup akan semakin lambat. Semakin tinggi penambahan panjang langkah maka semakin kecil jumlah denyutan yang terjadi. Denyutan terbesar sebanyak 28 kali yaitu pada panjang langkah 0,5 cm dan berat katup 400 gram. 8
  • 9. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 Gambar 6. Grafik Pengaruh Berat Beban dan Panjang Langkah Katup Limbah Terhadap Efiaiensi (D’Aubuission). Gambar 7. Grafik Pengaruh Berat Beban dan Panjang Langkah Katup Limbah Terhadap Efisiensi (Rankine). Grafik pada gambar 6 dan 7, menunjukkan bahwa efisiensi pompa hidram dipengaruhi oleh berat beban dan panjang langkah katup limbah yaitu efisiensi semakin kecil jika berat beban dan panjang langkah katup limbah di tambah. Hubungan ini merupakan hubungan secara tidak langsung, karena dari persamaan efisiensi, baik efisiensi D’Aubuission maupun Rankine besaran yang digunakan adalah debit air terbuang, debit air pemompaan, head efektif masukkan dan head efektif pemompaan. Walaupun debit air terbuang dan debit air pemopaan sangat dipengaruhi oleh berat beban dan panjang langkah katup limbah, yang telah ditunjukkan oleh grafik pada gambar 4.1 dan grafik 4.2. Efisiensi D’aubuission minimum diperoleh sebesar 13,61% terjadi pada berat beban 600 cm dan panjang langkah katup limbah 1 cm, sedangkan efisiensi tertinggi dari hasil eksperimen adalah 55,31% efisiensi D’Aubuission pada panjang langkah 0,5 cm dan beban katup limbah 400 gram. Efisiensi Rankine minimum diperoleh sebesar 10,59% terjadi pada berat beban katup limbah 600 gram dan panjang langkah 1 cm, sedangkan efisiensi tertinggi dari hasil eksperimen adalah 47,97% efisiensi Rankine pada panjang langkah 0,5 cm dan berat beban katup limbah 400 gram pada pompa hidram yang dihubungkan secara paralel. 9
  • 10. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 Gambar 8. Grafik Analisa Statistik Pengaruh Berat Beban Terhadap Efiaiensi (D’Aubuission). Gambar 9. Grafik Pengaruh Panjang Langkah Katup Limbah Terhadap Efisaiensi (D’Aubuission). Grafik pada gambar 8 dan 9 menunjukkan berat beban lebih berpengaruh terhadap efisiensi pompa hidram dibanding dengan panjang langkah katup limbah, hal ini sesuai dengan hasil analisa statistik yang telah dilakukan di mana nilai rata-rata efisiensi pompa hidram 91,1 % ditentukan oleh faktor berat beban dengan persamaan regresi Y = 178,8 - 0,441 X1 – 0,0002 X1 2 sedangkan nilai rata-rata efisiensi pompa hidram 3,5% ditentukan oleh faktor panjang langkah katup limbah dengan persamaan regresi Y = 22,15 + 0,76 X2 – 4,013 X2 2 . SIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan analisis yang telah dilakukankan faktor beban dan panjang langkah katup limbah berpengaruh pada efisiensi pompa hidram. Lebih jauh lagi diperoleh bahwa untuk pompa hidram yang dirangkai secara paralel menunjukkan bahwa penambahan beban dan panjang langkah katup limbah menurunkan efisiensi pompa hidram. Efisiensi tertinggi pompa hidram adalah : 55,30% efisiensi D’Aubuission pada berat beban 400 gram dan panjang langkah 0,5 cm. Sedangkan Efisiensi Rankine yang tertinggi adalah 47,96% pada berat katup 400 gram dan panjang langkah 0,5 cm. Faktor berat beban lebih berpengaruh terhadap efisiensi pompa hidram dibandingkan dengan panjang langkah katup limbah. 10
  • 11. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 DAFTAR PUSTAKA Cahyanta, Y.A., Taufik, I., 2008. Studi Terhadap Prestasi Pompa Hidraulik Ram Dengan Variasi Beban Katup Limbah. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CAKRAM. Vol. 2 No. 2 (92 –96). Gan, S.S., Santoso, G., 2002. Studi Karakteristik Tabung Udara dan Beban Katup Limbah Terhadap Efisiensi Pompa Hydraulic Ram. Jurnal Teknik Mesin. Vol.4 No.2 (81 – 87).http://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/ . Hanafie, J., de Longh, H., 1979. Teknologi Pompa Hidraolik Ram Buku Petunjuk Untuk Pembuatan dan Pemasangan. PTP-ITB Ganesha, Bandung. Michael, A.M., and S. D. Kheper., 1997, Water Well Pump Engineering, McGraw Hill Publishing Compact Limited, New Delhi. Sudjana., 2002. Metode Statisika. Tarsito, Bandung. Sugiono., 2008. Metode Penelitian Administrasi Dilengkapi Dengan Metode R & D. Alfabeta, Jakarta. Sularso., Tahara, H,. 2004. Pompa Dan Kompresor Pemilihan, Pemakaian dan Pemeliharaan. Pradya Paramita, Jakarta. 11
  • 12. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 ANALISIS KEMAMPUAN MATERIAL REMOVAL RATE DAN ELECTRODE RELATIVE WEAR KOMPOSIT CU – FE SEBAGAI ELEKTRODA EDM TERHADAP PENAMBAHAN PARTIKEL GRAFIT Dominggus G.H. Adoe Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT This research studied the effect of adding graphite particles as reinforcement of the ability of the material removal rate (MRR) and electrod erelative wear (ERW) of the composite Cu-Fe as an EDM electrode made using powder metallurgy techniques. Of 0 wt% graphite, 2.5 wt%, 5 wt%, 7.5 wt%, 10 wt%, 5.12 wt% and 15 wt% added to the Cu-1wt% Fe. Each composition of the powder into a green body dikompaksi use single action uniaxial pressing with pressure of 350 MPa, 500 MPa and 650 MPa sintered by using a horizontal tube furnace in an argon gas environment at 840 ° C sintering temperature, 870 ° C and 900 ° C. Tests performed on MRR and ERW EDM machine Genspark 50p with normal polarity and a large current 10 A. Results ability greatest MRR 0.0416 g / min and the smallest ERW 19.31% achieved by the composite with a composition of 15 wt% graphite dikompaksi at 350 MPa pressure and sintered at a temperature of 840 º C. The ability of the highest MRR is achieved on the addition of 7.5 wt% graphite. While the rate decreases with an increase ERW wt% graphite. Keywords: Cu-Fe composites, sintered, EDM, MRR, ERW EDM (Electrical Discharge Machining) adalah suatu proses pemesinan nonkonvensional yang pemakanan material benda kerja dilakukan oleh loncatan bunga api listrik ( spark) melalui celah antara elektroda dan benda kerja yang berisi cairan dielektrik (Nadkarni, ASM 07,1998). Tidak terjadi kontak antara benda kerja dan elektroda pada saat proses pemakanan material terjadi. Kondisi pemakanan material yang ideal adalah ERW yang seminimum mungkin MRR semaksimal mungkin. Oleh karena itu diperlukan material elektroda yang mampu memenuhi kondisi tersebut. Beberapa jenis material yang lazim digunakan sebagai elektroda pada proses EDM antara lain tembaga, grafit, dan tungsten. Tembaga murni walaupun memiliki sifat konduktivitas elektrik dan panas yang baik, tahan terhadap korosi, dan mampu terhadap temperatur tinggi tetapi memiliki machinability yang buruk sehingga sangat sulit dikerjakan dengan metode pemesinan konvensional. Untuk memperbaiki machinability dan sifat mekanis tembaga perlu ditambahkan unsur-unsur logam atau 12
  • 13. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 nonlogam agar mudah dibentuk dengan metode pemesinan konvensional. Grafit adalah material yang paling umum digunakan sebagai bahan elektroda EDM karenamemiliki sifat machinability yang baik dan juga karakteristik keausan yang rendah. Kelemahan yang ada pada grafit adalah sifatnya yang rapuh yang menjadi kendala apabila dikehendaki bentuk elektroda bersudut tajam karena bagian ini akan terabrasi oleh aliran cairan dielektrik pada saat proses pemesinan EDM berlangsung. Menggabungkan tembaga dan grafit menjadi sebuah komposit matriks logam (MMCs, Metal Matrix Composi tes) merupakan hal yang banyak dilakukan pada pembuatan elektroda EDM, karena MMCs merupakan gabungan logam matriks dan material penguat tertentu (serat, whisker atau partikel) pada skala makroskopis untuk mendapatkan sifat yang lebih baik dari material pembentuknya. MMCs memiliki potensi yang besar pada perkembangan teknologi karena dapat menghasilkan paduan baru ke arah hasil yang lebih baik (Kainer, 2006). MMCs dengan material penguat partikel, dibuat dengan metode metalurgi serbuk yang prosesnya meliputi: pencampuran serbuk (mixing), kompaksi serbuk (compaction), dan proses sinter. Kelebihan metode metalurgi serbuk diantaranya adalah dapat diperoleh bentuk akhir komponen sehingga mengurangi biaya permesinan, mengurangi tahap - tahap proses produksi selanjutnya, laju produksi yang tinggi sehingga sangat cocok untuk produksi massal, dan hampir tanpa material limbah (German, 1994). Serbuk tembaga merupakan salah satu material dasar pada pembuatan komponen dengan metode metalurgi serbuk yang menduduki peringkat ketiga setelah besi dan baja. Komposit tembaga secara umum digunakan untuk komponen elektrik. Sedangkan penambahan serbuk besi dalam jumlah tertentu pada matriks komposit tembaga akan meningkatkan densitas komposit tersebut (Heikkinen, 2003). Dengan meningkatnya densitas maka porositas komposit akan menurun sehingga konduktivitas elektrik akan meningkat. Selain daripada hal tersebut diatas, partikel besi juga akan mengikat unsur karbon yang terdapat pada grafit dengan lebih baik. Grafit di industri juga di gunakan sebagai elektroda EDM karena memiliki sifat tahan terhadap temperatur tinggi dan tahan kejutan panas (thermal-shock) yang terjadi pada saat proses discharge berlangsung, harganya lebih murah. Kelemahan 13
  • 14. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 material grafit adalah bersifat abrasive dan getas (Bagiasna, 1979). Pada penelitian ini dipelajari pengaruh penambahan partikel grafit pada komposit matriks logam Cu-1 wt% Fe terhadap Material Removal Rate , dan Electrode Relative Wear yang digunakan sebagai elektroda EDM. Komposisi grafit pada komposit adalah 0 wt%, 2.5 wt%, 5 wt%, 7.5 wt%, 10 wt%, 12.5 wt% dan 15 wt%. Variasi tekanan kompaksi adalah 350 MPa, 500 MPa dan 650 MPa sedangkan sintering dilakukan pada temperature 840 0 C , 870 0 C dan 900 0 C. Penelitian tentang metode metalurgi serbuk dengan material dasar tembaga telah dilakukanoleh beberapa orang peneliti, antara lain : Heikkinen (2003), Husain dan Han (2005), Chen dkk(2004), Tsai dkk (2003), Kovacik dkk (2004 dan 2008), Mataram (2007), dan Nawangsari (2008). Heikkinen (2003) menyatakan bahwa cara terbaik untuk meningkatkan konduktivitas termal dan elektrik dari tembaga adalah mengurangi tingkat ketidakmurnian (impurity levels). Tetapi penambahan unsur lain juga diperlukan untuk meningkatkan densitas material paduan tersebut. Sedangkan densitas berkaitan erat dengan porositas pada material yang ada dan semakin rendah porositas suatu material maka konduktivitas elektrikalnya akan lebih baik (German, 1994). Penambahan unsur besi sebesar 1wt% pada tembaga menghasilkan nilai resistivitas elektrikal terendah, yaitu 0,016 Ω mm2 /m.(Heikkinen, 2003). Hussain dan Han (2005) telah melakukan penelitian tentang pengaruh variasi partikel penguat alumina (Al2O3) berdasar fraksi berat sebesar 2,5; 5; 7,5 dan 10 % pada matriks tembaga yang dikompaksi pada tekanan 200 MPa dan disinter pada temperatur 950 0 C selama 1 jam, dari hasil penelitiannya dilaporkan bahwa meningkatnya kandungan alumina (Al2 O3) nilai kekerasan komposit akan meningkat, sedangkan nilai konduktivitas elektrik dan densitas menurun seiring dengan meningkatnya komposisi Al2O3. Komposisi yang stabil untuk mencapai keseimbangan pada kekerasan dan konduktivitas elektrik dicapai pada kandungan 5 % berat. Selanjutnya dalam penelitian dengan penambahan partikel penguat juga d ilakukan oleh Chen dkk (2004), penelitiannya mempelajari pengaruh kandungan tembaga dan perunggu sebesar 0, 4, 8, dan 15 % berat yang ditambahkan pada Stainless Steel 316L dengan tekanan kompaksi 650 MPa dan disinter pada temperatur 1150 °C selama 14
  • 15. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 1 jam. Hasilnya menunjukkan bahwa dengan meningkatnya kandungan tembaga maka densitas komposit meningkat. Hal ini disebabkan oleh aktivasi fase cair sintering terjadi pada tembaga dan perunggu dan dalam penambahan partikel penguat, densitas tembaga dan perunggu lebih besar dibanding dengan Stainless Steel 316L sehingga komposit matriks Stainless Steel 316L apabila dipadukan dengan penguat tembaga dan perunggu nilai densitas aktual komposit akan meningkat. Sedangkan penelitian Mataram (2007) menggunakan serbuk karbon sebagai penguat sebesar 0, 5, 10, dan 15% berat dengan matriks tembaga yang dikompaksi pada tekanan 333 MPa dan disinter pada variasi temperatur 8000 C, 8500 C, 9000 C, dan 9500 C menyimpulkan bahwa dengan penambahan penguat karbon sampai 5% berat dan meningkatnya temperatur sintering akan meningkatkan sifat mekanis dari komposit. Penelitian mengenai pembuatan elektroda EDM dengan metalurgi serbuk telah dilakukan oleh Tsai dkk (2003) tembaga sebagai matriks dipadukan dengan partikel penguat Cr sebesar 0, 20, dan 43 wt% untuk membentuk elektroda EDM dan dikompaksi pada tekanan 10 MPa, 20 MPa, dan 30 MPa hasilnya menunjukkan bahwa Cu-0% berat Cr yang dikompaksi 20 MPa diperoleh yang paling baik. Elektroda EDM dengan matriks tembaga dan penguat karbon diteliti oleh Nawangsari (2008)dengan partikel penguat C sebesar 0 wt%; 2.5 wt%; 5wt%, dan 7.5 wt% pada tekanan kompaksi 350MPa hasilnya menunjukkan MRR tertinggi sebesar 0,067 g/min dicapai oleh spesimen pengujian dengan penambahan 0% karbon yang disi nter pada 9000 C. Sedangkan ERW terendah sebesar 16,13% dicapai oleh spesimen dengan penambahan 5% karbon yang disinter pada 9000 C. MATERI DAN METODE Material yang digunakan adalah copper fine powder ukuran +230 mesh ASTM (<63 µm) ex Merck sebagai matriks, iron powder extra pure ukuran + 270 mesh ASTM ( <53 µm) ex Merck sebagai penguat dan serbuk grafit ex Cina ukuran +270 mesh ASTM (<53µm) sebagai penguat. Pembuatan spesimen dan Prosedur Pengujian Serbuk tembaga dan serbuk besi dicampur terlebih dahulu d engan rotating cylinder mixer selama 2 jam untuk mendapatkan distribusi partikel tercampur merata, kemudian serbuk grafit ditambahkan sesuai komposisi 15
  • 16. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 masing -masing dan pencampuran dilanjutkan hingga 5 jam. Green body dengan ukuran Ø 10 mm seberat 4 gram dibuat dengan menggunakan peralatan kompaksi tipe uniaxial pressing single action yang terbuat dari stainless steel AISI 304 untuk die dan baja Special K (ex Böhler) untuk punch, pada tekanan yang telah ditentukan dengan menggunakan mesin Tarno Grocky ti pe UPHG 20. Selanjutnya green body disinter dengan horizontal tube furnace (Type HVT 15/75/450 Carbolite) di lingkungan gas argon dengan variasi temperatur sinter 8400 C, 8700 C, dan 9000 C selama 1 jam dengan laju pemanasan 50 C /min. Hasil dari contoh spesimen yang sudah disinter dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1. Spesimen setelah disinter dengan variasi temperatur dan tekanan kompaksi Spesimen yang telah disinter digunakan sebagai elektroda EDM untuk uji MRR dan ERW pada material benda kerja baja S45C dengan menggunakan mesin Genspark 50P. Besar arus 10 A dan polaritas normal dalam cairan dielektrik ESSO Univolt 64, waktu pengujian ditentukan 10 menit. Pengukuran Material Removal Rate (MRR) dan Electrode Relative Wear (ERW) Material Removal Rate (MRR) adalah laju pengerjaan material terhadap waktu dengan menggunakan elektroda EDM. MRR diukur dengan membagi berat benda kerja sebelum dan setelah proses machining terhadap waktu yang dicapai (Rival, 2005) atau volume material yang telah dikerjakan terhadap waktu (Bagiasna, 1979). Persamaan yang digunakan adalah: dengan : Wb = berat benda kerja sebelum machining (g) Wa = berat benda kerja setelah machining (g) tm = waktu yang digunakan untuk proses machining (min) 16
  • 17. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 Nilai MRR sangat penting untuk menunjukkan efisiensi dan efektivitas biaya dari proses EDM. Sedangkan ERW adalah material removal yang terjadi pada elektroda dan persamaan yang digunakan untuk menghitung nilai ERW adalah : dengan, EWW : selisih berat elektroda sebelum dan setelah digunakan (g) WRW : selesih berat benda kerja sebelum dan setelah dikerjakan (g) Semakin kecil nilai ERW menunjukkan minimumnya perubahan bentuk dari elektroda, sehingga akan menghasilkan ketelitian yang lebih baik dari produk yang dihasilkan. Contoh spesimen elektroda komposit dan benda kerja S45C yang telah diuji MRR dan ERW dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2. Contoh hasil Uji MRR dan ERW HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengujian MRR dan ERW untuk masing-masing specimen dapat dilihat pada grafikgrafik di bawah ini. Gambar 3. Grafik wt% grafit vs MRR dari spesimen yang disinter pada temperatur 8400 C Gambar 4. Grafik wt% grafit vs ERW dari spesimen yang disinter pada temperatur 8400 C Penambahan partikel grafit akan meningkatkan MRR komposit yang disinter pada temperatur 8400 C dalam berbagai variasi tekanan kompaksi. Nilai MRR tertinggi dicapai oleh komposit dengan penambahan grafit sebesar 7.5 wt% tetapi kemampuan MRR akan menurun apabila partikel grafit. > 7.5 wt% seperti yang terlihat pada Gambar 3. Sedangkan pengaruh peningkatan wt% partikel grafit terhadap nilai ERW menunjukkan kecenderungan menurun seiring dengan bertambahnya wt% partikel grafit. Nilai ERW paling rendah dicapai oleh komposit dengan partikel grafit sebesar 15 wt%. Kecenderungan 17
  • 18. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 yang sama terjadi pada komposit yang disinter pada temperatur 870ºC dan 900ºC dalam berbagai tingkat tekanan kompaksi. Ini membuktikan bahwa tingkat tekanan kompaksi yang bervariasi dari 350 MPa sampai 650 MPa pada saat pembuatan green body tidak memberikan pengaruh yang berarti terhadap kemampuan MRR dan ERW komposit. SIMPULAN Komposit Cu-1wt% Fe akan mengalami peningkatan MRR apabila ditambah dengan partikel grafit karena grafit adalah penghantar listrik yang baik dan peningkatan kemampuan MRR tertinggi dicapai oleh komposit pada penambahan partikel grafit sebesar 7.5 wt%, tetapi apabila penambahan partikel grafit > 7.5 wt% terjadi penurunan kemampuan MRR seiring besarnya wt% partikel grafit. Hal ini dikarenakan semakin besar wt% grafit pada komposit densitas semakin rendah. Nilai ERW akan menurun sesuai peningkatan wt% partikel grafit pada komposit karena selain penghantar listrik yang baik grafit adalah material elektroda EDM yang terbaik. Komposit Cu-1wt% Fe-Grafit yang memiliki komposisi 10 wt% grafit dengan tekanan kompaksi 350 Mpa dan disinter pada 840 ºC merupakan bahan elektroda EDM yang terbaik karena memiliki kemampuan MRR terbesar dan ERW terendah, yaitu 0,0534 g/mnt dan 20,22 % masing-masing. Ucapan Terima Kasih Pada kesempatan ini diucapkan terima kasih kepada Kepala Laboratorium Bahan Teknik, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada dan Kepala Laboratorium Teknik Produksi Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta atas fasilitas dan bantuan selama penelitian, serta ucapan terima kasih yang sama kepada Bapak Aryo Satito, Bapak Sunadji dan Bapak Profesor Jamasri atas bantuan dan kerjasama selama penelitian. DAFTAR PUSTAKA ASM International, 2002,” ASM Introducing to Machining Process vol. 16” Bagiasna, K., 1979,”Proses-proses Pemesinan Nonkonvensional”, Departemen Mesin, ITB. pp. 78-95 18
  • 19. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 Callister, W.,2001,”Fundamental of Material Science and Engineering”, John Willey & Son Inc. German, R.M, 1994, "Powder Metallurgy Science, 2nd edition", Metal Powder Industries Federation, Princenton, New Jersey. Heikkinen, Samuli,2003,” Copper Alloy Properties”, Kovave Materialy, 38 Hussain, Z., dan Han, K., 2005, "Studies on Alumina Dispersion-Strengthened Copper Composite Trough Ball Milling and Mechanical Alloying Method", Jurnal Teknologi, vol. 43, pp. 1-10. Kainer, K.U., 2006,” Metal Matrix Composites, Custom Made Material for Automotive and Aerospace Engineering”, Willey-VCH Verlag GmBH & Co. KGAa, WeinHeim. Kovacik,J.,Emmer, S., Bielek, J., and Kalesi, L., 2004, "Thermal Properties of of Cu- graphite Composites", Kovave Materialy, 42 Mataram, A., 2007, " Studi Sifat Fisis dan Mekanis komposit Cu/C", Thesis S2, Teknik Mesin UGM. Nawangsari, Putri., 2008, “ Pengaruh Penambahan Partikel Karbon Terhadap Densitas, Kekerasan, Konduktivitas Panas, Material Removal Rate, dan Electrode relative wear Pada Komposit Matriks Tembaga Sebagai Elektroda EDM”, Thesis S2, Teknik Mesin UGM Rival, 2005, "Electrical Discharge Machining of Titanium Alloy Using Copper Tungsten Electrode With SiC Powder Suspension Dielectric Fluid", Thesis S2, Fakulti Kejuruteraan Mekanikal, Universiti Teknologi Malaysia. Tsai, H.C., Yan, B.H., dan Huang, F.Y., 2003, "EDM Performance of Cu/Cr- Based Composite Electrode", International Journal of Machine Tool & Manufacture, vol 43, pp. 245 – 252. 19
  • 20. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 APLIKASI METODE ELECTRE PADA PENGAMBILAN KEPUTUSAN MULTI KRITERIA (Literature Review) Marlina Setia Sinaga Jurusan Matematika, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT In this paper, we analyze application of the ELECTRE method for multicriterial decision making. Over the last three decades a large body of research in the field of ELECTRE family methods appeared. Using the ELECTRE evaluation method in the absence of a differentiation process may produce results opposite to those desired by a decision maker. The purpose of this paper is to present a survey of the ELECTRE methods since their first appearance in mid-sixties, when ELECTRE I was proposed by Bernard Roy. Keywords: ELECTRE, decision making, evaluation method Terjadinya proses pengambilan keputusan disebabkan adanya beberapa alternatif keputusan yang dapat dipertimbangkan. Pada problema tertentu, tidak cukup hanya pengidentifikasian semua alternatif yang ada, tetapi juga harus memilih keputusan optimal berdasarkan berbagai hal antara lain seperti: tujuan yang ingin dicapai, nilai- nilai yang telah ditetapkan dengan objektip, dan lain sebagainya (Harris, 1998). Tulisan ini akan mengkaji metode ELECTRE sebagai salah satu metode yang dapat dipergunakan untuk masalah pengambilan keputusan. ELimination Et Choix Traduisant la REalité atau ELimination and Choice Expressing REality (ELECTRE) mulai dikenal di Eropa pada pertengahan tahun 1960 sebagai salah satu metode analisa keputusan multi kriteria. ELECTRE pertama kali diperkenalkan oleh Bernard Roy melalui tulisannya pada jurnal operations research di Prancis (Roy, !968). Pada awalnya ELECTRE merupakan metode pemilihan aksi terbaik dari sekumpulan aksi yang ada, namun selanjutnya dengan cepat berkembang pada tiga ide dasar yakni: memilih, meranking dan mensortir. Belakangan ELECTRE berevolusi menjadi ELECTRE I, ELECTRE II, ELECTRE III, ELECTRE IV, ELECTRE IS, DAN ELECTRE TRI (Figueira dkk, 2005). PENGKAJIAN ELimination and Choice Expressing REality (ELECTRE) Aplikasi metode ELECTRE terdiri dari dua fase yakni fase pertama pembentukan dari satu atau beberapa relasi outranking dengan tujuan untuk 20
  • 21. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 membandingkan setiap pasangan aksi atau alternatif, dan fase kedua merupakan eksploitasi dari hasil yang telah diperoleh pada fase pertama. Keseluruhan evolusi dari metode ELECTRE seperti ELECTRE I, ELECTRE II, ELECTRE III, ELECTRE IV, ELECTRE IS, DAN ELECTRE A berdasarkan pada indeks konkordansi dan indeks diskordansi. Untuk menghindari perbedaan keputusan (kejanggalan/ diskordansi) berdasarkan subjektifitas pengambil keputusan atau setidaknya untuk memperkecil perbedaan, maka tentunya seorang pengambil keputusan harus memiliki informasi selengkap mungkin dan memahami setiap keanekaragaman alternatif yang ada. Maka evaluasi terhadap indeks diskordansi menjadi tolak ukur pada metode evaluasi ELECTRE (Huang-Chen, 2005). Indeks konkordansi Berdasarkan data pada matriks keputusan, asumsikan bobot dari semua kriteria sama dengan 1. Jika problema pengambilan keputusan multi kriteria berbentuk: max{f1(a), f2(a),...,fk(a) : aA} (P) maka untuk setiap pasangan aksi atau pasangan alternatif (Al, Ak), atau al, ak  A memiliki indeks konkordansi clk sebagai jumlah dari bobot semua kriteria dengan syarat bahwa alternatif al tidak lebih lemah atau setidaknya sama kuat dengan alternatif ak. clk = i afafi w kili  )()(/ ; l,k = 1, ..., n; l  k. dimana A adalah himpunan alternatif keputusan sebanyak n, dan f1, f2, ..., fk adalah kriteria-kriteria yang digunakan untuk mengevaluasi alternatif keputusan. Indeks konkordansi hanya akan berkisar diantar nilai 0 dan 1 (Fülöp,_). Nilai dari semua indeks-indeks konkordansi dapat dibentuk sebagai matriks konkordansi C. Indeks konkordansi adalah merupakan ukuran tingkat dominasi alternatif al terhadap alternatif ak (Hunjak,1997). Indeks diskordansi Indeks diskordansi menunjukkan tingkat resistensi dari suatu alternatif terhadap alternatif yang dominan (Hunjak,1997). Karena setiap kriteria memiliki ukuran tingkat resistensi yang berbeda-beda maka dilakukan normalisasi vektor agar semua ukuran dapat dibandingkan satu sama lain. Normalisasi untuk problema (P) dilakukan pada kriteria fj(ai): k kj ij x x 2 dimana xij = fj(ai). Indeks diskordansi dkl dihitung sebagai berikut: 21
  • 22. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 dkl = ** ** )()(/ max max ljkj Jj ljkj afafj xx xx kjlj     Selanjutnya matriks diskordansi D dibentuk dari indeks-indeks diskordansi. Matriks MI dibentuk dari matriks konkordansi dan matriks diskordansi. Ambil c i d sebagai nilai rata-rata indeks konkordansi dari indeks diskordansi untuk membentuk matriks MI. mij =     selainnya,0 ddancjikahanyadanjika,1 ijij dc Jika mij = 1 artinya alternatif ai mendominasi alternatif aj sehingga terbentuk matriks dari indeks graph dimana alternatif-alternatif sebagai buhul dan alternatif yang dominan terhubung oleh arch. Alternatif yang dominan menjadi buhul ujung dari suatu arch. Alternatif-alternatif yang tidak dominan membentuk kernel graph. Keputusan akhir diambil berdasarkan analisis kernel dengan menghitung perubahan nilai dari indeks c i d dan bobot dari kriteria. Selanjutnya untuk meranking semua alternatif pada set A dapat dilanjutkan dengan menggunakan metode ELECTRE II. Dengan memakai metode ELECTRE II harus dihitung nilai konkordansi dari dominan ck =  n kii kic ,1 -  n kii ikc ,1 dan juga nilai diskordansi dari dominan dk =  n kii kid ,1 -  n kii ikd ,1 Alternatif-alternatif diranking berdasarkan nilai rata-rata tertinggi. Pada ELECTRE TRI pengambian keputusan multi kriteria ditambahkan dengan teknik untuk mensortir kriteria, dan harus ditetapkan pula nilai untuk parameter yang digunakan. Contoh sederhana normalisasi Pada Tabel 1, diberikan tiga alternatif a1, a2, a3 dan enam kriteria c1, c2, c3, c4, c5, c6. Dengan hipotesa ketiga alternatif melebihi threshold dari indeks konkordansi dan nilai penyebut dari indeks diskordansi sama. Tabel 1. Data contoh pembentukan normalisasi c1 c2 c3 c4 c5 c6 a1 2 2 2 2 2 4 a2 3 3 3 3 3 1 a3 3 7 5 1 5 6 Diasumsikan bahwa nilai preferensi dari pengambil keputusan untuk setiap kriteria adalah 1, artinya  j = 1 adalah nilai dari penyebut untuk setiap kriteria. Untuk menghitung indeks diskordansi digunakan evaluasi maksimum selisih 22
  • 23. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 absolut dan jumlah selisih absolut, sebagai berikut: a12 = max (|2-3|,|2-3|,|2-3|,|2-3|,|2-3|) = max (1,1,1,1,1) = 1 a21 = max (|1-4|) = max (3) = 3 a13 = max (|2-3|,|2-7|,|2-5|,|2-5|,|4-6|) = max (1,5,3,3,2) = 5 a31 = max (|1-4|) = max (3) = 3 a23 = max (|3-7|,|3-5|,|3-5|,|1-6|) = max (4,2,2,5) = 5 a32 = max (|1-3|) = max (2) = 2 Dari hubungan a1 dan a2 dapat dibandingkan bahwa a12 < a21, maka untuk indeks diskordansi a1 superior terhadap a2. Selanjutnya dengan cara yang sama semua hubungan alternatif masing-masing dibandingkan dan hasil akhir diperoleh bahwa a3>a1>a2. Pada metode evaluasi ELECTRE, alternatif dengan indeks diskordansi lebih kecil akan menjadi alternatif yang dipilih. Evaluasi jumlah selisih absolut. a12 = (|2-3|+|2-3|+|2-3|+|2-3|+|2-3|) = (1+1+1+1+1) = 5 a21 = (|1-4|) = (3) = 3 a13 = (|2-3|+|2-7|+|2-5|+|2-5|+|4-6|) = (1+5+3+3+2) = 14 a31 = (|1-4|) = (3) = 3 a23 = (|3-7|+|3-5|+|3-5|+|1-6|) = (4+2+2+5) = 13 a32 = (|1-3|) = (2) = 2 Dengan cara yang sama seperti evaluasi maksimum selisih absolut, dibandingkan setiap hasil sehingga diperoleh hasil akhir bahwa a3>a2>a1. Dapat dilihat bahwa hasil yang diperoleh dengan menggunakan evaluasi maksimum selisih absolut (a3>a1>a2) berbeda dari hasil yang diperoleh dengan evaluasi jumlah selisih absolut (a3>a2>a1). Posisi urutan ranking alternatif a1 dan a2 bertukar tempat pada kedua hasil tersebut. Sementara alternatif a3 merupakan alternatif yang paling optimal, maka tentu saja perbedaan relatif antara a3 dengan a1 dan a3 dengan a2 akan berubah secara signifikan. Misalnya a3 dengan a1, indeks diskordansi kedua alternatif tersebut akan meningkat dari 4 (a13 - a31 = 5 - 1 = 4) menjadi 13 (a13 - a31 = 14-1 = 13) dengan demikian perbedaannya sangatlah signifikan. Perbedaan bahkan bisa lebih signifikan jika jumlah kriteria evaluasi bertambah banyak. Namun sesungguhnya kedua cara evaluasi tersebut memberikan makna yang berbeda. Evaluasi maksimum selisih absolut menujukkan bahwa fokus dari pembuat keputusan adalah pada perbedaan utilitas terbesar dari kriteria, sementara evaluasi jumlah selisih absolut fokus pada jumlah perbedaan utilitas. PENUTUP Simpulan Dengan menggunakan metode evaluasi, nilai mutlak dari perbedaan 23
  • 24. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 maksimum antara alternatif-alternatif digunakan sebagai indeks diskordansi. Pada artikel ini difokuskan pada perbedaan dari kriteria dominan tunggal. Nilai mutlak dari jumlah semua perbedaan kriteria dipakai pada keseluruhan kriteria-kriteria yang digunakan. Elemen utama dari metode evaluasi adalah perhitungan indeks konkordansi dan indeks diskordansi. Rekomendasi Banyak penelitian yang telah dilakukan pada metode ELECTRE dengan perspektif yang berbeda-beda. Tentunya masih terbuka peluang yang besar untuk melanjutkan penelitian yang lebih rasional untuk evaluasi ELECTRE. Metode evaluasi ELECTRE dapat diterapkan bersama-sama dengan metode evaluasi lainnya untuk menentukan urutan ranking alternatif-alternatif. Namun, tentunya perlu diteliti lebih lanjut apa keuntungan dan kelemahan dari kombinasi berbagai metode evaluasi serta perbedaan-perbedaan di antara metode tersebut. DAFTAR PUSTAKA Figueira, José; Salvatore Greco, Matthias Ehrgott, 2005. Multiple Criteria Decision Analysis: State of the Art Surveys, New York: Springer Science + Business Media. Fülöp, J., ________, Introduction to Decision Making Methods, Hungarian Academy of Sciences. Harris, R., 1998. Introduction to Decision Making, VirtualSalt. http://www.virtualsalt.com/crebook5.htm Huang, W. C and Chen, C. H, 2005. Using The Electre II Method to Apply and Analyze the Differentiation Theory, Proceedings of the Eastern Asia Sociaty for Transportation Studies, Vol. 5, pp. 2237-2249. Hunjak, T., 1997. Mathematical Foundations of The Methods for Multicriterial Decision Making, Mathematical Communications 2: pp 161-169 Roy, Bernard, 1968. “Classement et choix en presence de points de vue multiples (la méthode ELECTRE)”. la Revue d’Informatique et de Recherche Opérationelle (RIRO) (8): 57-75. 24
  • 25. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 DEGRADASI PARAQUAT (1,1-DIMETIL-4,4-BIPIRIDILIUM) DALAM LINGKUNGAN TANAH DESA OEMATANUNU KECAMATAN KUPANG BARAT Hermania Em Wogo, Sherlly M.F. Ledoh, Philiphi de Rozari, Andri Dikson Mbolik Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT In this research, the kinetics of paraquat degradation in a medium of Oematanunu soil filtrate medium at two conditions, i. e. light condition and dark condition (on direct sunshine for 8 hours per day) has been studied. To study the effect of sunshine in paraquat degradation, it has been carried out a paraquat degradation in medium of sterilized aquadest, sterilized well water, sterilized Oematanunu soil filtrate, medium without sterilization like: medium aquadest, medium well water and medium Oematanunu soil filtrate without sterilization. On certain time interval, the rest of paraquat was determined by UV-Vis spectrophotometry after being reduced with sodium dithionite at a maximum wavelength of 604 nm. The results indicated that sunshine increased the rate of paraquat degradation. Paraquat degradation studied medium followed kinetics of the first order. The rate constant of paraquat in Oematanunu soil filtrate medium (0,06998 0,00336 day-1 ) higher than that in medium without sterilization and anothers sterilization medium, as well as in well water medium (0,06217 ± 0,00317 day-1 ), aquadest medium (0,03458 ± 0,00252 day-1 ), for anothers sterilized medium as Oematanunu soil filtrate medium (0,06086 ± 0,00285 day-1 ), sterilized well water medium (0,04720 ± 0,00182 day-1 ) and sterilized aquadest medium (0,03472  0,00251 day-1 ). Keywords: Kinetics, Degradation, Paraquat, Oematanunu Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dalam perekonomian, dapat membantu meningkatkan taraf hidup masyarakat. Peningkatan taraf hidup masyarakat dapat dilakukan melalui sektor pertanian, karena Indonesia merupakan negara agraris. Pertanian merupakan andalan untuk meningkatkan taraf hidup masyarakat, sehingga harus dimaksimalkan kegiatan peningkatan kemajuan pertanian. Berbagai cara telah dilakukan dalam upaya untuk meningkatkan produksi hasil pertanian. Salah satu cara yang dilakukan adalah dengan menggunakan bahan-bahan kimia yang diproduksi untuk keperluan pertanian. Hal ini dilakukan untuk membasmi hama, penyakit dan gulma yang dapat merusak tanaman yang akan penyebabkan menurunnya hasil pertanian. Salah satu bahan kimia yang digunakan adalah pestisida. Pestisida adalah semua zat kimia dan bahan lain serta jasad renik dan virus yang dipergunakan sebagai pemberantas atau pencegah hama atau penyakit yang 25
  • 26. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 dapat merusak tanaman atau hasil pertanian (Peraturan pemerintah No.7 Tahun 1973 dalam Sudarmo, 1991). Penggunaan pestisida semakin meningkat dari tahun ke tahun hal ini dikarenakan oleh formulasi produk pestisida yang telah terdaftarkan dan diizinkan penggunaannya di Indonesia semakin banyak (Sudarmo, 1991). Kebutuhan pestisida akan terus meningkat sebelum ditemukan adanya cara-cara lain yang lebih baik di dalam mengendalikan organisme penggangu tanaman yang menyebabkan menurunnya produktivitas hasil pertanian. Menurut Djojosumarto (2000) herbisida merupakan jenis pestisida yang digunakan untuk mengendalikan gulma atau tumbuhan penggangu yang tidak dikehendaki. Semakin banyak produsen yang memakai herbisida maka perlu adanya perhatian khusus dalam hal ini sebab akan semakin meningkat pula residu yang akan tertinggal di dalam tanah yang dapat merusak tanaman yang sangat peka pada musim tanam berikutnya. Gramoxone adalah salah satu jenis herbisida yang berbahan aktif paraquat (1,1-dimetil-4,4-bipiridilium) yang banyak digunakan di lahan pertanian (Muktamar, dkk., 2004). Paraquat yang merupakan bahan aktif dari jenis herbisida gramoxone dan paracol diklarifikasikan sebagai herbisida purna tumbuh golongan piridin yang bersifat kontak non selektif (Nanik, dkk., 2006). Menurut Nanik dkk., (2006), paraquat diketahui sebagai senyawa yang sangat toksik. Oleh karena itu semakin meningkatnya pemakaian gramoxone dalam kurun waktu yang panjang dapat mengganggu kesetimbangan ekosistem, maka diperlukan sebuah studi dalam memahami perilaku gramoxone di dalam tanah untuk mencegah bahaya yang mungkin ditimbulkan terhadap lingkungan. Dari uraian di atas tentang penggunaan gramoxone oleh masyarakat di sektor pertanian telah mendorong penulis untuk melakukan sebuah peneliti untuk melakukan penelitian guna mengetahui perilaku gramoxone di lingkungan sehingga dapat digunakan sebagai bahan referensi dan informasi bagi masyarakat pertanian dalam mengurangi dampak negatif dari penggunaan herbisida. MATERI DAN METODE Sampel dari penelitian ini diambil dari tanah pertanian yang berlokasi di kabupaten Kupang yakni, tepatnya di desa Oematanunu kecamatan Kupang Barat. Sampel tanah yang digunakan dalam penelitian ini diambil masih dalam bentuk bongkahan. Sampel tanah yang 26
  • 27. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 diambil mempunyai kedalaman 0–30 cm dari atas permukaan tanah. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: Sampel tanah dari desa Oematanunu, larutan Paraquat aplikasi (gramoxon), NaOH (E.Merck), Natrium ditionit (E.Merck), air sumur dan akuades. Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi spektrofotometer UV-VIS (Spektronik 21D milton roy), ayakan 60 dan 80 mesh, neraca analitik, sentrifius, botol film atau selongsong film, kertas karbon, kertas saring Whatman 42, pH meter, shaker, autoklaf dan alat-alat penunjang berupa alat-alat gelas laboratorium. Prosedur Penelitian Preparasi tanah Sampel tanah dikering-anginkan dan diayak dengan menggunakan ayakan 60-80 mesh. Tanah hasil ayakan dioven selama ± 4 jam pada suhu 70 o C untuk menurunkan kadar air dalam tanah. Persiapan pembuatan sampel a. Seratus gram tanah dicampur dengan satu liter air sumur sedikit demi sedikit dan diaduk dengan menggunakan shaker selama ± 3 jam. Campuran didiamkan selama ± 24 jam, disentrifius dan disaring dengan menggunakan kertas saring Whatman 42. b. Lima ratus mililiter filtrat hasil penyaringan disterilkan dengan autoklaf. Sterilisasi juga dilakukan terhadap akuades dan air sumur sebagai pembanding. c. Wadah yang digunakan adalah botol film sebanyak 240 buah. Sebelum digunakan, botol film dicuci dan dikeringkan. Seratus dua puluh botol diantaranya dibalut kertas karbon untuk kondisi gelap. d. Membuat media A yaitu larutan hasil penyaringan tanpa sterilisasi. Diambil 1,1 mL larutan paraquat 2760 mg/L (hasil pengenceran 100 kali paraquat stok) dan diencerkan sampai 100 mL dengan larutan hasil penyaringan tanpa sterilisasi sehingga diperoleh larutan paraquat dengan konsentrasi 30,36 mg/L. Pengenceran dilakukan sebanyak empat kali sehingga diperoleh 400 mL larutan paraquat dengan pelarut filtrat tanah tidak steril 30,36 mg/L. e. Membuat media B yaitu larutan hasil penyaringan dengan sterilisasi dengan cara yang sama seperti media A sehingga diperoleh 400 mL larutan paraquat dengan pelarut filtrat tanah yang disterilkan sehingga konsentrasinya 30,36 mg/L. f. Membuat media C yaitu akuades steril dengan cara yang sama seperti media A sehingga diperoleh 400 mL 27
  • 28. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 larutan paraquat dengan pelarut akuades steril sehingga konsentrasinya 30,36 mg/L. g. Membuat media D yaitu akuades tidak steril dengan cara yang sama seperti media A sehingga diperoleh 400 mL larutan paraquat dengan pelarut akuades tidak steril sehingga konsentrasinya 30,36 mg/L. h. Membuat media E yaitu air sumur steril dengan cara yang sama seperti media A sehingga diperoleh 400 mL larutan paraquat dengan pelarut air sumur steril sehingga konsentrasinya 30,36 mg/L. i. Membuat media F yaitu air sumur tidak steril dengan cara yang sama seperti media A sehingga diperoleh 400 mL larutan paraquat dengan pelarut air sumur tidak steril sehingga konsentrasinya 30,36 mg/L. j. Larutan dari tiap media (A, B, C, D, E, F) masing-masing diambil 10 mL dan dimasukan ke dalam botol film sehingga terdapat 40 wadah dimana 20 wadah tanpa kertas karbon dan 20 wadah lain dibalut seluruh permukaan botolnya dengan kertas karbon untuk kondisi gelap. k. Seluruh sampel disinari dengan sinar matahari. Sampel yang dikondisikan untuk kondisi terang saat dijemur harus dibuka tutup botolnya sehingga sinar matahari dapat masuk tanpa dihalangi. Sedang yang dikondisikan untuk kondisi gelap tetap tertutup seluruh permukaannya dengan kertas karbon. Penjemuran dilakukan selama 8 jam sehari dengan waktu antara jam 07:00 sampai 15:00 WITA. Kehilangan volume karena penguapan segera diganti sesudah dilakukan penjemuran sehingga volume sampel tetap. Sampel diambil untuk dianalisis pada hari ke 0, 1, 2, 5, 7, 10, 14, 26, 38 dan 50. Setiap pengambilan sampel langsung dilakukan preparasi dan ditentukan jumlah paraquat hari itu juga. Penentuan panjang gelombang maksimum Dalam penentuan panjang gelombang maksimum dibuat larutan paraquat dengan konsentrasi 30,36 mg/L dari larutan stok (konsentrasi 276 gram/L). Kemudian ditimbang 0,05 gram natrium dithionit dan dilarutkan dengan 5 mL larutan NaOH 4 % b/v sehingga diperoleh larutan natrium dithionit 1 % dalam NaOH 4 % b/v. Dari 10 mL larutan paraquat 30,36 mg/L kemudian ditambah 2 mL larutan 1 % natrium dithionit dalam NaOH 4 % dan direkam spektra absorbansinya pada λ antara 500 sampai 800 nm dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Hasil pengukuran absorbansi ditampilkan dalam bentuk grafik A vs λ dan dapat 28
  • 29. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 ditentukan panjang gelombang maksimumnya. Penetapan konsentrasi paraquat dalam sampel dengan spektrofotometer a. Pembuatan kurva standar 1. Paraquat dengan konsentrasi 27,6 mg/L diambil masing-masing 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 dan 6,0 mL dan dimasukan pada labu takar 10 mL kemudian diencerkan dengan akuades, sehingga diperoleh seri larutan paraquat dengan konsentrasi berturut-turut: 2,76; 5,52; 8,28; 11,04; 13,8 dan 16,56 mg/L. Diambil juga 1,0 mL paraquat 27,6 mg/L dan dimasukan dalam labu takar 25 mL kemudian diencerkan dengan akuades sehingga diperoleh larutan paraquat dengan konsentrasi 1,104 mg/L. 2. Masing-masing konsentrasi larutan standar diambil 10 mL dan ditambah dengan 2,0 mL larutan natrium dithionit 1 % dalam larutan NaOH 4 % dan direkam absorbansinya pada panjang gelombang maksimum. Dari data tersebut dapat dibuat kurva standar Absorbansi lawan konsentrasi. 3. Untuk setiap pengukuran konsentrasi paraquat dalam sampel dibuat seri larutan standar terlebih dahulu. b. Pengukuran absorbansi sampel Pengukuran absorbansi sampel dilakukan pada hari ke 0, 1, 2, 5, 7, 10, 14, 26, 38 dan 50. Dari setiap media diambil dua botol sampel yang dikondisikan dalam keadaan terang dan dua botol sampel yang lain dikondisikan dalam keadaan gelap. Masing-masing sampel dengan volume 10 mL ditambahkan 2 mL larutan natrium dithionit 1 % dalam larutan NaOH 4 % dan diukur absorbansinya pada panjang gelombang maksimum. Penambahan 2 mL larutan natrium dithionit 1 % dalam NaOH 4 % dilakukan saat akan diukur absorbansi sampelnya. c. Penetapan konsentrasi paraquat Data absorbansi sampel yang diperoleh diekstrapolasikan ke kurva standar dan diperoleh konsentrasi sampel dari tiap media pada masing-masing kondisi. Hasil akhir berupa grafik konsentrasi vs waktu untuk tiap media yang masing-masing terdiri dari kondisi gelap dan terang. Kemudian dilakukan penentuan konstanta laju degradasi paraquat pada kondisi terang dan gelap untuk mengetahui kinetika degradasi paraquat. HASIL DAN PEMBAHASAN Evaluasi Metode Analisis Paraquat Secara Spektrofotometri UV-Vis Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Penetapan panjang gelombang maksimum untuk paraquat secara 29
  • 30. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 spektrofotometri Ultra Violet-Visibel dilakukan mengikuti metode analisis yang dikembangkan oleh Constenla (1990) dengan mengukur larutan standar paraquat 30,36 mg/L yang telah direduksi dengan natrium ditionit dalam suasana basa. Syarat terjadinya reaksi dalam mereduksi paraquat adalah dalam suasana basa maka digunakan larutan natrium dithionit 1% dalam larutan NaOH 4%. Warna larutan yang telah direduksi akan menghasilkan warna biru dengan serapan pada panjang gelombang sekitar 600 nm. Pengukuran panjang gelombang yang memberikan serapan maksimum dari larutan paraquat yang telah direduksi dilakukan pada panjang gelombang antara 500 sampai 800 nm, seperti terlihat pada Gambar 1. Gambar 1. Kurva panjang gelombang maksimum paraquat tereduksi Berdasarkan hasil pengukuran panjang gelombang maksimum yang dilakukan dengan menggunakan spektofotometer UV-Vis diperoleh serapan maksimum paraquat tereduksi pada panjang gelombang 604 nm, artinya pada panjang gelombang ini paraquat tereduksi menyerap radiasi sinar Ultra Violet-Visibel. Panjang gelombang maksimum inilah yang akan digunakan dalam melakukan pengukuran absorbansi untuk menghitung konsentrasi paraquat dalam sampel. Dalam melakukan pengukuran absorbansi paraquat hal yang perlu diperhatikan adalah stabilitas reduktor natrium ditionit, hal ini perlu dilakukan karena natrium ditionit sebagai pereduktor sangat menentukan besarnya nilai absorbansi yang akan terukur oleh alat spektrofotometri UV-Vis. Reduksi paraquat dengan menggunakan natrium ditionit dalam suasana basa akan menghasilkan radikal kation yang bersifat kurang stabil yang berwarna biru (Hassal, 1982). Radikal kation ini akan mengalami autooksidasi sehingga akan kembali membentuk ion paraquat karena keberadaan air dan oksigen seperti terlihat jelas dari persamaan reaksi pada Gambar 2. Mengingat sifat dari paraquat tereduksi yang kurang stabil ini maka dalam melakukan analisis dengan metode yang dikembangkan oleh Constenla (1990) harus dilakukan secepat mungkin. 30
  • 31. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011 Gambar 2. Skema proses reduksi paraquat Sensitivitas dan Batas Deteksi Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan suatu analisis adalah parameter sensitivitas dan batas deteksi karena dapat memberikan informasi mengenai metode yang digunakan dalam suatu penelitian apakah sudah memiliki ketelitian dan ketepatan yang tinggi atau belum. Kedua jenis parameter ini dapat ditentukan dengan membuat kurva hubungan antara absorbansi dan konsentrasi dari setiap seri larutan standar yang dibuat setiap kali melakukan analisis sampel. Pada penelitian ini dilakukan pembuatan kurva kalibrasi dengan menggunakan panjang gelombang serapan maksimum paraquat diklorida tereduksi dengan natrium ditionit dalam suasana basa yakni pada panjang gelombang 604 nm. Konsentrasi seri larutan standar yang diukur untuk membuat kurva kalibrasi dibuat pada rentang konsentrasi 1,104 mg/L sampai 16,56 mg/L. Konsentrasi seri larutan standar yang telah diukur akan digunakan untuk menganalisis sampel pada waktu yang telah ditentukan yakni pada hari ke- 0, 1, 2, 5, 7, 10, 14, 26, 38, dan 50. Setiap pengukuran seri larutan standar, data-data yang diperoleh diplotkan dalam sebuah kurva sehingga dari setiap kurva kalibrasi yang dibuat diperoleh persamaan regresi linear (y = ax + b ), dengan (a) adalah slop dan (b) adalah intersep. Besarnya nilai slop dari setiap kurva kalibrasi yang dibuat menunjukkan sensitivitas (Skoog, 1985). Nilai slop dari setiap kurva kalibrasi yang dibuat pada penelitian ini jika dibandingkan setiap kali melakukan pengukuran konsentrasi sampel tidak berbeda secara signifikan (Tabel 1), dengan rata-rata sensitivitas adalah 0,0399 LA/mg. Hal ini menunjukkan bahwa kurva standar yang diperoleh dapat digunakan untuk menganalisis konsentrasi paraquat dalam sampel. Pada Tabel 1 juga disajikan nilai batas deteksi dari masing-masing kurva kalibrasi, dimana batas deteksi merupakan konsentrasi analit terendah yang masih terukur yang dapat ditentukan berbeda nyata secara statistik dari pengukuran blanko (Skoog, 1985). NCH3 N CH3 2 Autooksidasi 2O2 + 2H2O 2H2O2 +O2 e NH3C N CH3 31
  • 32. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Tabel 1. Data Kurva kalibrasi dan parameter analitik Kurva Kalibrasi Parameter Analitik Hari Persamaan regresi linear r Sensitivitas (LA/mg) Batas deteksi 0 Y = 0,03792x + 0,01705 0,99994 0,03792 0,14456 1 Y = 0,03854x + 0,05694 0,99958 0,03854 0,38546 2 Y = 0,03989x + 0,00857 0,99994 0,03989 0,14478 5 Y = 0,04242x + 0,01526 0,99953 0,04242 0,40741 7 Y = 0,04881x + 0,01445 0,99964 0,04881 0,35818 10 Y = 0,04707x + 0,00971 0,99980 0,04707 0,26397 14 Y = 0,05267x – 0,00344 0,99986 0,05267 0,22320 26 Y = 0,05075x – 0,00136 0,99968 0,05075 0,33677 38 Y = 0,04120x + 0,02549 0,99966 0,04120 0,34924 50 Y = 0,04058x + 0,02530 0,99972 0,04058 0,31739 Menurut Miller dan Miller (1991) batas deteksi dapat ditentukan sebagai konsentrasi yang menghasilkan absorbansi sebesar tiga kali standar deviasi intersep (3 x Sa intersep) dibagi slop dari kurva kalibrasi, dimana standar deviasi intersep dihitung dengan menggunakan program microsoft office excel. Sehingga dari hasil perhitungan didapat batas deteksi dari masing-masing kurva standar seperti yang disajikan pada Tabel 1. Suatu kurva kalibrasi memiliki ketelitian yang cukup tinggi apabila koefisien korelasinya (r) mendekati satu. Dari hasil perhitungan seperti yang disajikan pada Tabel 1, dapat dilihat nilai koefisien dari masing-masing kurva kalibrasi berkisar antara 0,99953 sampai 0,99994. Kinetika Degradasi Paraquat Hasil perhitungan yang diperoleh dengan menggunakan kurva kalibrasi selanjutnya digunakan untuk mempelajari kinetika degradasi paraquat diklorida. Dalam penelitian ini dipelajari pengaruh sinar matahari yang diduga dapat meningkatkan laju degradasi paraquat. Dalam penelitian ini dilakukan dua macam perlakuan sampel yakni perlakuan pada kondisi terang dimana sampel dibiarkan berkontak dengan sinar matahari secara langsung tanpa ada penghalang. Sedangkan pada kondisi gelap dimana semua permukaan wadah sampel dibalut dengan menggunakan kertas karbon. Kedua jenis perlakuan ini masing-masing masih dibedakan berdasarkan kesterilan sampel dengan menggunakan autoklaf dan tanpa sterilisasi. Pengaruh sinar matahari terhadap laju degradasi ditinjau berdasarkan perbandingan antar media pada masing- masing kondisi berdasarkan berbagai media percobaan. Hasil perhitungan yang 32
  • 33. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     diperoleh dari percobaan menunjukkan bahwa telah terjadi penurunan konsentrasi paraquat pada kondisi terang untuk keenam media yang dibuat yaitu akuades steril, air sumur steril, filtrat tanah Oematanunu steril, akuades tidak steril, air sumur tidak steril dan filtrat tanah Oematanunu tidak steril. Hal ini dapat terlihat jelas pada Gambar 3, yang menunjukkan perbandingan penurunan konsentrasi paraquat pada kondisi terang dan gelap untuk keenam media percobaan yang digunakan dalam penelitian ini. a. Media akuades steril b. Media air sumur steril 33
  • 34. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     c. Media filtrat tanah Oematanunu steril d. Media akuades tidak steril e. Media air sumur tidak steril 34
  • 35. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     f. Media filtrat tanah Oematanunu tidak steril Gambar 3. Grafik hubungan antara konsentrasi paraquat dan waktu pada berbagai media percobaan Pada keenam gambar grafik pada Gambar 3, untuk media kondisi terang menunjukkan telah terjadi penurunan konsentrasi yang sangat berbeda pada keenam media percobaan. Hal ini menurut Hassal (1982) disebabkan oleh karena sinar ultra violet dari sinar matahari yang diserap oleh molekul paraquat diklorida dapat menyebabkan terjadinya pembukaan salah satu cincin piridin yang menghasilkan N-metil-4- karboksipiridinium (Gambar 4). N N + N NH CHO CH3 CH3 H3C H3C Cl- 2+ 2Cl- + NH3C COO Cl- + CH3NH2HCl Gambar 4. Skema degradasi paraquat oleh sinar UV dari matahari (Wogo, 2002) Media percobaan untuk kondisi gelap dari grafik yang disajikan tidak menunjukkan penurunan yang begitu berbeda untuk keenam media yang dibandingkan. Dari perbandingan ini dapat dikatakan bahwa pada media percobaan untuk kondisi terang telah terjadi peristiwa degradasi paraquat oleh sinar UV matahari. Sedangkan untuk 35
  • 36. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     keenam media percobaan pada kondisi gelap tidak terjadi peristiwa degradasi. Kajian kinetika degradasi dari masing-masing media dalam penelitian ini dilakukan melalui penentuan orde dan konstanta degradasi. Hasil perhitungan orde dan konstanta laju degradasi paraquat pada kondisi terang dari masing-masing media dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Data orde dan konstanta laju degradasi paraquat (k) dari berbagai media Media Orde k  Standar deviasi Akuades steril 1 0,02984 ± 0,00408 Akuades tidak steril 1 0,03458 ± 0,00252 Air sumur steril 1 0,04720 ± 0,00182 Air sumur tidak steril 1 0,06217 ± 0,00317 Filtrat Oematanunu steril 1 0,06086 ± 0,00285 Filtrat Oematanunu tidak steril 1 0,06998 0,00336 Sinar matahari dapat meningkatkan laju degradasi paraquat. Penyinaran selama 50 hari (8 jam/hari) mampu mendegradasi paraquat mencapai 96,00501 % untuk media filtrat tanah Oematanunu tidak steril, media filtrat tanah Oematanunu steril mencapai 93,95629 %, media air sumur tidak steril mencapai 94,27148 %, media air sumur steril mencapai 90,56803 %, media akuades tidak steril mencapai 81,97919 % dan media akuades steril mencapai 71,65681 %. SIMPULAN Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian dan uraian pada pembahasan yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Dari keenam media yang dibuat (akuades steril, air sumur steril, filtrat tanah Oematanunu steril, akuades tidak steril, air sumur tidak steril dan filtrat tanah Oematanunu tidak steril). Pada kondisi terang dan gelap mengikuti reaksi orde I, dengan konstanta laju degradasi paraquat dalam media steril dan tidak steril pada kondisi terang adalah : a. Media steril: akuades (0,02984 hari-1 ), air sumur (0,04720 hari -1 ), filtrat tanah Oematanunu (0,06086 -1 ). b. Media tidak steril: akuades (0,03458 hari-1 ), air sumur (0,06217 hari-1 ), filtrat tanah Oematanunu (0,06998 hari -1 ). 2. Sinar matahari dapat meningkatkan degradasi paraquat dengan lama 36
  • 37. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     penyinaran selama 50 hari (8 jam/ hari) mampu mendegradasi paraquat mencapai 71,65681 - 96,00501 %. Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai proses lain yang dapat menurunkan konsentrasi paraquat di dalam lingkungan. DAFTAR PUSTAKA Constenla, M.A., 1990, Paraquat Behavior in Costa Rica Soils and Residues in Coffee, Journal Agriculture Food Chemistry, Vol. 38 Djojosumarto, P., 2000, Teknik Aplikasi Pestisida Pertanian, Kanasius, Yogyakarta Hassal, K.A., 1982, The Biochemistry and Uses of Pesticides, 2nd edition, Macmillan Press, New York Miller, J. C., and Miller, J. N., diterjemahkan oleh Suroso, 1991, Statistika Untuk Kimia Analitik, ITB, Bandung Muktamar, Z., Sukisno dan Nanik, S., 2004, Adsorpsi dan Desorpsi Herbisida Paraquat Oleh Bahan Organik Tanah, Jurnal Akta Agrosia Vol. 7, Fakultas Pertanian, Universitas Bengkulu Nanik, S., Zainal, M., Doni, H., 2006, Mobilitas Herbisida Paraquat Melalui Kolom Tanah Dystrandept dan Dystrudept, Jurnal Akta Agrosia Vol. 9, Fakultas Pertanian, Universitas Bengkulu Skoog, D.A., 1985, Principles of Instruments Analysis, 3rd edition, Saunders College Publishing Sudarmo, S., 1991, Pestisida, Kanisius, Yogyakarta Wogo, H.E., 2002, Studi Kinetika Degradasi Paraquat (1,1-Dimetil-4,4-Bipiridilium) Dalam Lingkungan Tanah Lombok, Skripsi, UGM, Yogyakarta 37
  • 38. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     ISOLASI METIL OLEAT HASIL TRANSESTERIFIKASI MINYAK JARAK PAGAR (JATROPHA CURCAS L) MENGGUNAKAN KROMATOGRAFI KOLOM Febri Odel Nitbani Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT Isolation methyl oleic from transesterification product mixture of castrol oil (Jatropha curcas L.) has been done. The process of methyl oleic isolation via colum cromatography was done using chloroform : n-hexsane : formic acid (90:10:1) as an eluen and silica gel H40 as a stationary fase. The methyl oleic was tested with Gas Chromatography-Massa Spectroscopy (GC-MS). The result showed that the percentage of methyl oleic is 65,18 %. Keywords : Castrol oil, methyl oleic, colum chromatography Indonesia adalah salah satu negara penghasil minyak nabati di dunia. Minyak nabati yang dihasilkan seperti, minyak sawit, minyak jarak, minyak kopra, dalam jumlah yang cukup besar. Minyak nabati yang terkandung dalam biji tumbuhan merupakan trigliserida (gambar 1) yang tersusun oleh asil-asil dari asam lemak jenuh maupun tidak jenuh yang diperoleh melalui proses maserasi menggunakan pelarut polar dan non polar( Gunston dan Hamilton, 2001). H2C O C R1 O H2C O C R2 O HC O C R3 O Gambar 1 Trigliserida Transesterifikasi berkatalis basa minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.) menghasilkan metil oleat 33% (Kusumawati, 2009). Hidrolisis metil oleat akan menghasilkan asam oleat yang merupakan asam lemak esensial. Senyawa-senyawa asam lemak seperti asam oleat berperan untuk menghasilkan produk yang secara komersil penting dan ditemukan aplikasinya dalam berbagai bidang diantaranya sebagai pemplastis (plastizier) dan penstabil (stabilizer) untuk resin polivinil klorida (PVC) (Yadav dan Satoskar, 1997). Sumber- sumber asam oleat dalam minyak nabati terutama dihasilkan dari zaitun, kedelai dan biji bunga matahari (Gan et al, 1992). Lemak atau minyak merupakan salah satu jenis makanan yang banyak digunakan untuk diet sehari- hari. Beberapa hal yang mempengaruhi sifat- 38
  • 39. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     sifat minyak adalah asam lemak penyusunnya yaitu asam lemak jenuh (Saturated fatty acid) dan asam lemak tak jenuh (Unsaturated fatty acid), yang terdiri atas Monounsaturated fatty acid (MUFA) dan poly unsaturated fatty acid (PUFA). Salah satu jenis MUFA adalah asam oleat (asam lemak omega 9) mampu menurunkan lipoprotein yang densitasnya sangat rendah (low density lipoprotein = LDL) dan meningkatkan lipoprotein yang densitasnya tinggi (High density lipoprotein = HDL). Asam lemak Omega 9 mampu mencegah penyakit jantung koroner yang sudah teruji secara laboratoris dan epidemologis. Asam oleat banyak terdapat pada bahan makanan seperti minyak kelapa sawit, yoghurt, susu, keju, miyak zaitun, tempe, tahu dan lain-lain. Metode kromatografi kolom sudah digunakan sebagai metode pemisahan untuk memisahkan metil ester dari asam-asam lemak dalam minyak kemiri (Tarigan, 2009). Berdasarkan hasil penelitian bahwa minyak jarak pagar mengandung metil oleat 33 % dan manfaat penting asam oleat sebagai asam lemak esensial maka melalui penelitian ini akan dilakukan isolasi metil oleat hasil transesterifikasi minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.) menggunakan teknik pemisahan kromatografi kolom. Penelitian ini diharapkan menaikkan nilai guna biji jarak pagar selain sebagai bahan bakar juga dapat dimanfaatkan sebagai sumber asam lemak esensial. MATERI DAN METODE Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji jarak pagar (Jatropha curcas L ), Petroleum eter, metanol, NaOH, Na2SO4 anhidrat, Silika gel H- 40, Kloroform, n-Heksana dan Asam format. Alat Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : alat gelas laboratorium, satu set alat ekstraksi sokhlet, satu set alat evaporator Buchii tipe R-124, alat timbangan elektrik (Libror EB-330 Shimadzu), tabung kolom, pipa kapiler, plat kromatografi lapis tipis, pipet tetes dan Kromatografi Gas–Spektroskopi Massa ( GC-MS, Shimadzu QP-2010). Prosedur Kerja a. Penyiapan sampel campuran metil ester minyak jarak pagar (Kusumawati, 2009) Ekstraksi Biji Jarak Pagar Minyak biji jarak pagar (Jatropha curcas L) diperoleh dengan ekstraksi pelarut menggunakan petroleum eter menghasilkan minyak berwarna kuning dan berbau kas minyak jarak kemudiaan dilakukanan dengan tahap netralisasi yang merupakan proses pemurnian minyak jarak pagar. 39
  • 40. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Reaksi Transesterifikasi Minyak jarak pagar (Jatropha curcas L) yang sudah dinetralisasi sebanyak 100 gram dimasukkan ke dalam labu yang sudah dilengkapi dengan pengaduk magnet dan larutan metoksida (campuran 20 mL metanol 90% dan 2 gram NaOH yang telah tercampur sempurna). Campuran diaduk selama 90 menit sampai reaksi transesterifikasi sempurna. Hasil reaksi dievaporasi dan residu dilarutkan dalam 75 mL PE , dimasukkan dalam corong pisah dan dicuci dengan air sampai pH netral. Lapisan organik dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat, dan filtratnya dievaporasi. b. Isolasi Metil Oleat Isolasi metil oleat dilakukan dengan menggunakan kromatografi kolom menggunakan silika gel H-40 dan eluent yang digunakan kloroform : n- heksana : asam format 90:10:1 (v:v:v). hasil yang diperoleh kemudian dianalisis menggunakan GC-MS. HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi metil oleat dari campuran metil ester hasil transesterifikasi minyak jarak pagar (Jatropha curcass L) menggunakan kromatografi kolom. Bahan dasar untuk proses isolasi ini menggunakan minyak jarak pagar yang sudah ditransesterifikasi menggunakan katalis basa oleh Kusumawati (2009). Berdasarkan hasil penelitian Kusumawati, metil oleat yang terdapat dalam campuran metil ester hasil transesterifikasi minyak jarak adalah sebesar 33 %. Untuk teknik pemisahan dengan kromatografi kolom digunakan fase diam berupa silika gel H40 dan fase gerak berupa campuran kloroform : n- heksana : asam format (90: 10 : 1). Campuran metil ester minyak jarak pagar dimasukan dalam kolom berisi fase diam dan dialiri eluen dengan laju satu tetes setiap 15 menit. Komponen- komponen yang terpisah akan terbawa oleh fase gerak keluar kolom dan ditampung tiap 5 ml dalam botol sampel. Tiap sampel hasil kolom kromatografi dianalisis menggunakan kromatografi lapis tipis dan sampel-sampel yang menujukkan noda atau harga Rf yang sama dikumpulkan jadi satu. Sampel dengan harga Rf 0,9 cm selanjutnya dianalisis menggunakan Kromatografi gas– spektroskopi massa (KG–MS). Analisis Menggunakan KG-MS menghasilkan kromatogram seperti ditampilkan pada gambar 40
  • 41. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Gambar 2. Kromatogram sampel Rf= 0,9 Kromatogram (Gambar 2) menunjukkan bahwa terdapat 5 puncak dengan waktu retensi dan kadar yang berbeda-beda yang berarti terdapat 5 senyawa berbeda dalam sampel yang dianalisis. Masing-masing puncak dideskripsikan secara lengkap dalam tabel 1. Puncak 3 dengan waktu retensi 17,33 menit merupakan puncak dengan kelimpahan terbesar dalam campuran yaitu 65,18 %, sedangkan puncak lain berada dalam kelimpahan yang kecil yaitu dibawah 25 %. Tabel 1. Waktu retensi dan kadar senyawa dalam sampel dengan Rf 0,9 cm Puncak dan Waktu retensi (menit) Persentase(%) (1) 15.234 1.773 (2) 15.489 21.965 (3) 17.332 65.185 (4) 17.442 10.706 (5) 19.093 0.370 Spektra massa puncak 1 dengan waktu retensi 15.234 menit yang memiliki kadar 1.77 % ditampilkan pada gambar 3. Gambar 3. Spektra massa puncak 1 Spektra massa (gambar 3) menunjukkan ion molekuler pada m/z = 281 dan puncak dasar pada m/z = 55,1 yang sesuai sesuai dengan berat molekul metil palmitoleat (gambar 4). O O Gambar 4. Struktur senyawa metil palmitoleat Spektra massa senyawa puncak 2 dengan waktu retensi 15.489 menit dan kadar 21 % memberikan ion molekuler pada m/z =283 yang sesuai dengan berat molekul dari metil palmitat dan memiliki struktur seperti pada gambar 5. O O Gambar 5. Struktur senyawa metil palmitat Spektra massa senyawa puncak 3 dengan waktu retensi 17.332 menit dan kelimpahan terbesar yaitu 65.185 % ditunjukan pada gambar 6. 41
  • 42. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Gambar 6. Spektra massa puncak 3 Dari spektrum massa dengan ion molekuler pada m/z = 296 dan puncak dasar pada m/z = 55 dapat disimpulkan bahwa senyawa puncak 3 adalah metil oleat (gambar 7). Pemurnian atau pemisahan metil oleat dalam campuran metil ester hasil transesterifikasi dengan kromatografi kolom ternyata menaikkan kemurnian metil oleat dari 33 % menjadi 65 %. Metil oleat sendiri merupakan ester dari asam oleat dimana asam oleat adalah asam lemak omega 9 yang merupakan asam lemak esensial dan sangat penting bagi kesehatan manusia. Asam oleat sendiri dapat diperoleh dengan menghidrolisis metil oleat. Selain fungsi kesehatan, asam oleat juga banyak digunakan sebagai bahan baku dalam industri makanan, kosmetik maupun polimer. Oleh karena itu menemukan bahan atau sumber asam oleat merupakan hal yang sangat penting apalagi sumbernya berasal dari sumber bahan alam terbarukan yaitu biji jarak pagar. O O Gambar 7. Struktur senyawa metil oleat Spektra masa puncak 4 (gambar 8) pada waktu retensi 17.442 menit dengan kadar relatif 10 % menunjukan ion molekuler pada m/z = 298 sangat sesuai dengan berat molekul metil stearat (gambar 9). Hidrolisis terhadap metil stearat akan menghasilkan asam stearat sebagai suatu asam lemak jenuh. Gambar 8. Spektra massa puncak 4 O O Gambar 9. Struktur senyawa metil stearat Spektra masa puncak 5 (gambar 10) pada waktu retensi 19,093 menit dengan kadar relatif 0,3 % menunjukan ion molekuler pada m/z = 326 sangat sesuai dengan berat molekul metil arakidonat (gambar 11). 42
  • 43. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Gambar 10. Spektra massa puncak 5 O O Gambar 11. Struktur senyawa metil arakidonat Berdasarkan hasil interpretasi spektrum massa masing-masing puncak kromatogram maka dapat disimpulkan bahwa sampel hasil kromatografi kolom dari campuran metil ester minyak jarak mengandung senyawa-senyawa seperti yang dirangkum dalam tabel 3. Tabel 3. Jenis senyawa hasil kolom kromatografi campuran metil ester Puncak Waktu retensi (menit) Senyawa Kadar (%) 1 15,237 Metil palmitoleat 1,773 2 15,491 Metil palmitat 21,965 3 17,334 Metil oleat 65,185 4 17,443 Metil stearat 10,706 5 19,093 Metil arakidonat 0,370 SIMPULAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Metil oleat dapat dipisahkan dari campuran metil ester minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.) menggunakan teknik kromatografi kolom 2. Metil oleat yang dihasilkan memiliki kadar 65,185 % 3. Teknik pemisahan dengan kromatografi kolom dapat menaikkan kemurnian metil oleat DAFTAR PUSTAKA Gunstone, F.D., dan Hamilton, R.J., 2001, Oleochemical Manufacture and Applications, Sheffield Academic Press Ltd, London Gan, L.H., Goh, S.H., dan Ooi, K.S., 1992, Kinetic Studies of Epoxidation and Oxiran Cleavage of Palm Oil Methyl Esters, J. Am. Oil Chem. Soc, 69(4):347-349 43
  • 44. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Kusumawati, A, 2009, Sintesis senyawa Epoksida Turunan Minyak Jarak (Jatropha curcas L.) Melalui Reaksi Transesterifikasi Dan Epoksidasi, Universitas Nusa Cendana-Kupang Silverstein, R.M., dan Bassler, G.C., 1991, Spectrometric Identification of Organic Compounds, Fourth Edition, John Wiley and Sons, New Yor Tarigan, D., 2009, Pembuatan Senyawa Alkanolamida Tetrahidroksi Oktadekanoat yang Diturunkan dari Minyak Kemiri, Indo.J.Chem., 9 (2), 271-277 Yadav, G. D., dan Satoskar, D. V., 1997, Kinetic of Epoxidation of Alkyl Esters of Undecylenic Acid: Comparation of Traditional Routes vs Ishii-Venturello Chemistry, J. Am. Oil Chem. Soc,74(4):397-407. 44
  • 45. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     KARAKTERISTIK PASANG SURUT LAUT DAN PASANG SURUT BUMI DI DAERAH CILACAP Abdul Wahid Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT It has been done a research about earth tide characteristic to the ocean tide analysis at station Cilacap, . The aim is to determine the characteristic of the earth tide and the ocean tide, and the existence of semidiurnal variation, diurnal variation, periodicity and correlation of both natural phenomena (earth tide and ocean tide).The analysis was done by three stages, i.e: phase different analysis, periodicity analysis, and correlation analysis. Based on the analysis, it reveals that there are phase lags of the ocean tide from the earth tide, i.e: the north beach stations Cilacap, is 100 minutes in average. The periodicity at the north beach stations have tide prevailing semidiurnal variation. Keywords: tide, correlation, semidiurnal variation   Pasang surut merupakan salah satu gejala alam yang perubahannya secara periodik sesuai dengan posisi dan letak benda angkasa (utamanya bulan dan matahari) terhadap bumi, sehingga terjadinya gaya pembangkit pasang surut, secara garis besar gaya pembangkit pasang surut ditimbulkan oleh tiga gerakan utama: revolusi bulan terhadap bumi, revolusi bumi terhadap matahari dan rotasi bumi terhadap sumbunya (Wahid, 2008). Pasang surut bumi sangat penting untuk koreksi pada pengukuran gravitasi dengan menggunakan alat gravitymeter La Coste Romberg yang variasinya antara puncak positif dan negatif adalah 300 mikrogal serta dimanfaatkan pada pengukuran sifat datar teliti. Pasang surut laut digunakan untuk kepentingan perhubungan pelayaran laut, pemanfaatan sumberdaya hayati perairan, pariwisata, pencemaran lingkungan, pertahanan nasional serta pengembangan pemanfaatan pasang surut laut sebagai salah satu sumber energi alternatif . Secara umum tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui dan memahami karakteristik pasang surut bumi dan pasang surut laut Stasiun Cilacap, serta menganalisa data pasang surut laut dan data pasang surut bumi sehingga dapat diperoleh informasi tentang: adanya variasi tengah harian (semidiurnal variation) dan variasi harian (diurnal variation) jenis periodesitas serta korelasinya. 45
  • 46. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Dengan memperhatikan letak Perairan Indonesia yang diapit oleh Lautan Pasifik dan Lautan Hindia serta merupakan perairan yang setengah tertutup, terlihat bahwa Perairan Indonesia agak terbatas untuk berinteraksi secara maksimal dengan gaya pembangkit pasang surut, tetapi merupakan reaksi dari sistem pembangkit pasang surut dari Lautan Pasifik dan Lautan Hindia. Disamping kondisi tersebut, pengaruh resonansi lokal berupa bentuk, luas, kedalaman, keadaan topografi bawah air dan lain-lain, juga memiliki andil dalam proses perambatan pasang surut di Perairan Indonesia (Pariwono, 1989) MATERI DAN METODE MATERI Pasang Surut Bumi Pada dasarnya semua benda- benda angkasa yang memiliki massa akan mempengaruhi titik-titik massa di bumi, tapi karena posisinya sangat jauh maka pengaruh tersebut dapat diabaikan, hal ini sesuai dengan Hukum Newton tentang gravitasi (Longman,1959): 122 12 21 21 ˆ)( r r mm GrF   (1) dimana: F adalah gaya tarik menarik, G konstanta gravitasi, m1 dan m2 massa benda 1 dan benda 2, r jarak antara benda1 ke benda 2. Gaya – gaya Pasang Surut Akibat Bulan dan Matahari Besarnya potensial pada sembarang titik di permukaan bumi akibat dari gaya gravitasi bulan dan rotasi bulan, jika bumi dianggap sebagai benda rigid, maka kuat medan gravitasi pasang surut bumi pada titik P dipermukaan bumi akibat gaya dari bulan adalah (Stacey,1977):  1cos3 2 3   R Gma g (2) Dari persamaan (2) terlihat bahwa pasang surut yang diakibatkan oleh bulan berbanding terbalik dengan jarak pangkat tiga, sehingga gaya pasang surut karena matahari adalah 0,46 kali dari pasang surut akibat bulan. Pasang Surut Bumi Metode Broucke Menurut Broucke at al (1972), besarnya komponen tegak pasang surut bumi akibat bulan, adalah (Sunarjo,1988):            2 3 2 3 2 cos1  zkpgm (3) dengan 2 1a GM k m  ; zcos21 2   ;   2 sin1 fp   coscoscossinsincos z dimana: G konstanta gravitasi, p horisontal paralaks, mM massa bulan, 1a jari – jari equator, z sudut zenith bulan,  46
  • 47. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     lintang tempat pengamat,  deklinasi bulan,  sudut jam bulan setempat,  right ascension, f konstanta penggepengan bumi (1/298), dan  kemiringan bidang eliptik. Sedangkan pasang surut bumi komponen tegak akibat matahari adalah:  1cos3   D rGM g s s (4) dimana: sM massa matahari, r jarak pengamat dengan pusat bumi, D jarak pusat bumi dengan pusat matahari,  sudut zenith matahari. Sehingga besar total pasang surut bumi akibat dari bulan dan matahari Metoda Bruocke at al (1972) adalah (Longman,1959): smtotal ggg  (5) Dari persamaan (3), (4) dan (5) terlihat bahwa besarnya pasang surut bumi komponen tegak tergantung pada posisi pengamat dan waktu. Pasang Surut Laut Pasang surut laut merupakan fenomena naik turunnya muka laut secara periodik karena adanya gaya pembangkit pasang surut terhadap massa air di permukaan bumi, yang dapat diamati secara nyata di daerah pantai. Gaya pembangkit pasang surut Karena adanya rotasi bumi bulan pada sumbu perputaran bersama maka setiap titik massa yang ada di permukaan bumi bekerja gaya sentrifugal (Fc) arahnya berlawanan dengan posisi bulan, selain itu titik massa yang ada di permukaan bumi akan mengalami gaya gravitasi bulan (Fg) yang arahnya menuju pusat massa bulan dan besarnya bergantung pada jarak antara titik massa yang ditinjau dengan pusat massa bulan. Proses ini terjadi secara simultan dan berperiodik menyebabkan peristiwa pasang surut (Fp) di permukaan bumi akibat bulan (Gambar1) Gambar 1. Gaya pembangkit pasang surut akibat bulan (Pariwono, 1989) Gaya pembangkit pasut yang diakibatkan oleh posisi bulan pada satuan titik massa di permukaan bumi ketika bulan berada pada titik Zenith atau Nadir adalah: Fg Fc Fp Bumi Bumi Bulan 47
  • 48. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Tabel 1. Gaya pembangkit pasut akibat bulan (Djaja,1989) Posisi Bulan Gaya Tarik Gaya Sentrifugal Gaya Pembangkit Pasut Zenith  2 rR GM  2 R GM    322 211 R rGM RrR GM           Pusat Bumi 2 R GM 2 R GM  0 Nadir  2 rR GM  2 R GM    322 211 R rGM rRR GM           Dimana: G merupakan konstanta gravitasi, M massa bulan, r jari –jari bumi, R jarak antara pusat bumi dan pusat bulan. Tipe – tipe pasang surut laut Tipe-tipe pasang surut laut secara garis besar dibedakan menjadi (Triatmodjo,1999).: 1. Pasang Surut Tengah Harian (Semi Diurnal Tide). 2. Pasang Surut Harian (Diurnal Tide). 3. Pasang Surut Campuran Dominan Tengah Harian (Mixed Tide Prevailing Semi Diurnal), 4. Pasang Surut Campuran Dominan Harian (Mixed Tide Prevailing Diurnal), Pasang surut perbani dan pasang surut purnama Karena peredaran bumi dan bulan pada orbitnya, revolusi bulan terhadap bumi ,serta rotasi bumi terhadap matahari, sehingga posisi bulan – bumi – matahari selalu berubah secara periodik, sehingga terjadinya pasang surut perbani (pasang kecil, neap tide) dan pasang surut purnama (pasang besar , spring tide) (Wahid,2007). 48
  • 49. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Komponen Harmonik Pasang Surut Tabel 2. Komponen pasang surut yang penting (Pariwono ,1989) Nama Komponen Simbol Periode (jam) Perbandingan (relatif) Tengah Harian (semi diurnal)  Principal Lunar  Principal Solar  Larger Lunar Elliptic  Luni Solar semi diurnal Harian (diurnal)  Luni Solar diurnal  Principal Lunar diurnal  Principal Solar diurnal  Larger Lunar Elliptic Periode Panjang (long period)  Lunar fortnightly  Lunar monthly  Solar semi annual M2 S2 N2 K2 K1 O1 P1 Q1 Mf Mm Ssa 12,42 12,00 12,66 11,96 23,93 25,82 24,07 26,91 328,0 661.0 2.191,0 1,000 0,466 0,192 0,127 0,584 0,415 0,194 0.008 0,017 0,009 0,008 METODE Lokasi dan Posisi Penelitian Lokasi penelitian adalah pada Stasiun Pasang Surut Cilacap dengan posisi 1090 00’E - 70 45’S Sebagai referensi, pengukuran data pasang surut gravitasi bumi dilakukan di Lab.Geofisika UGM posisi 1100 46’E - 70 22’S untuk menguji keakuratan Program pasang surut teoritik yang di buat oleh Broucke at al (1972). Pengukuran pasang surut bumi di Laboratorium Geofisika UGM Pengukuran pasang surut bumi dilakukan di laboratorium Geofisika UGM menggunakan alat La Coste & Romberg Gravitymeter selama 15 hari (03 hingga 17 Mei 2001), dengan rentang waktu data pengukuran satu menit, data terekam secara otomatis melalui komputer yang dirangkai dengan alat tersebut. Program pasang surut teoritik yang di buat oleh Broucke at al (1972), melalui program tersebut, data pasang surut bumi teoritik tanggal 03 hingga 17 mei 2001 dapat diedit secara langsung dengan input berupa posisi, waktu dan ketinggian lokasi. 49
  • 50. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Melalui program pasang surut bumi Broucke at al, dapat diperoleh data pasang surut bumi untuk stasiun Surabaya, sehingga dapat dilakukan analisis untuk data sekunder pasang surut laut pada waktu yang sama Pengumpulan data pasang surut laut. Data pasang surut laut merupakan data sekunder yang diperoleh dari Pusat Pemetaan Dasar Kelautan dan Kedirgantaraan BAKOSURTANAL, data Stasiun Cilacap dengan tahun pengukuran 1997, dengan bentangan waktu pengukuran 1 jam, dari data itu ada beberapa bulan data yang error dan tidak dapat digunakan. Pengeditan data pasang surut bumi teoritik Melalui Program pasang surut bumi teoritik Metode Broucke at al (1972), diperoleh data pasang surut bumi, dengan input posisi, waktu pengukuran dan ketinggian, pada Stasiun Surabaya, tahun dan bentangan waktu pengukuran yang sama dengan stasiun pasang surut laut, agar dapat dilakukan analisis beda fase, periodesitas dan korelasi. Analisis Data Analisis beda fase dilakukan untuk melihat seberapa jauh perbedaan fase yang terjadi antara pengukuran pasang surut bumi di Lab Geofisika UGM dengan Metode Broucke dan data pasang surut laut. Data pasang surut bumi dan laut diplot dalam bentuk grafik amplitudo gelombang versus waktu pengukuran, dengan menggunakan Program Matlab diperoleh beda fase. Analisis periodesitas dilakukan untuk menampilkan periodesitas komponen harmonik variasi data pasang surut bumi dan laut , data dalam kawasan waktu diubah dalam kawasan frekuensi dengan memanfaatkan Transformasi Fourier Cepat (Fast Fourier Transform = FFT). Melalui program Matlab diperoleh keluaran berupa grafik antara frekuensi (siklus/jam) versus normalisasi amplitudo, periodesitas komponen harmonik variasi harian dan variasi tengah harian. Analisis korelasi dilakukan untuk melihat sejauhmana hubungan antara data pasang surut bumi dan pasang surut laut dengan menghitung koefisien korelasinya HASIL DAN PEMBAHASAN Pasang surut bumi pengamatan dan teoritik Lab. Geofisika UGM Dari referensi diperoleh pasang surut bumi di Laboratorium Geofisika UGM antara teoritik dan hasil pengamatan memiliki pola komponen harmonik yang sama, bertipe variasi campuran dominan tengah harian (Wahid. 2007). 50
  • 51. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Pasang surut bumi dan pasang surut laut stasiun Cilacap. Dari analisis beda fase stasiun pasang surut bumi dan pasang surut laut, terlihat bahwa pada stasiun pasang surut Cilacap pasang surut bumi mendahului pasang surut laut dengan beda fase rata- rata 100 menit.(Gambar 2) Dari analisis periodesitas Stasiun Cilacap memperlihatkan periodesitas pasang surut bumi dan pasang surut laut memperlihatkan pola spektrum yang sama dimana komponen harmonik pasang surut variasi tengah harian lebih dominan daripada variasi harian (komponen pasang surut M2, S2, N2 dan K2) (Gambar. 3). Sedangkan dari analisis korelasi diperoleh bahwa korelasi antara pasang surut laut dan pasang surut bumi memiliki korelasi yang sangat kuat dengan koefisien korelasi rata-rata 0.8960 jauh di atas nilai kritis dari nilai tabel 0.080 untuk taraf kepercayaan 5% (Gambar 2), (Gambar 3). Perairan Indonesia tidak digerakkan oleh aksi gravitasi bulan dan matahari secara langsung, walaupun ada tetapi kecil, namun merupakan cerminan dari sistem pasang surut Lautan Fasifik dan Lautan Hindia, selain itu resonansi lokal dan pengaruh topografi dasar Lautan Indonesia memberikan pengaruh yang sangat nyata, menyebabkan kondisi pasang surut Perairan Indonesia menjadi kompleks . Pasang surut bumi dan pasang surut laut untuk stasiun Cilacap memiliki korelasi yang sangat kuat, karena keduanya mendapatkan pengaruh langsung dari gaya pembangkit pasang surut yang sama. Stasiun Cilacap pengaruh pasang surut laut dari gaya pembangkit pasang surut Lautan Hindia sedangkaan pasang surut bumi yang didasarkan pada gaya tarik benda-benda angkasa, posisi, serta ketinggian dari permukaan laut, atau dengan kata lain digerakkan oleh gaya pembangkit pasang surut akibat gravitasi bulan dan matahari. 51
  • 52. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 - 4 0 0 - 3 0 0 - 2 0 0 - 1 0 0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 G e lo m b a n g P a s a n g S u r u t L a u t S t a s i u n C i la c a p 1 9 9 7 W a k t u P e n g u k u r a n D a l a m J a m AmplitudoGelombangDalamCm 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 W aktu Pengukuran Dalam Jam AmplitudoGelombangDalamMikrogal Gelombang Pasang Surut Bumi Teoritik Stasiun Cilacap 1997 Gambar 2. Gelombang pasang surut laut dan pasang surut bumi Cilacap 52
  • 53. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 M 2 S 2 K 2 N 2 K 1 P 1 O 1 S p e k t ru m F F T D a t a P a s a n g S u ru t L a u t S t a s iu n C ila c a p 1 9 9 7 NormalisasiSpektrumAmplitudo P e rio d e s it a s D a la m J a m 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 2 2 4 2 6 2 8 3 0 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 M 2 S 2 K 2 N 2 K 1 P 1 O 1 S p e k t ru m F F T D a t a P a s a n g S u ru t B u m i T e o rit ik S t a s iu n C ila c a p 1 9 9 7 NormalisasiSpektrumAmplitudo 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 K 1 P 1 O 1 NormalisasiSpektrumAmplitudo P e rio d e s it a s D a la m J a m Gambar 3. Periodesitas pasang surut laut dan pasang surut bumi Cilacap 53
  • 54. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     SIMPULAN Berdasarkan analisis beda fase dan korelasi antara gejala alam pasang surut bumi dan pasang surut laut untuk lokasi stasiun Cilacap memperlihatkan bahwa kejadian pasang surut bumi mendahului pasang surut laut dengan beda fase 100 menit, sedangkan dari analisis periodesitas memiliki pola spektrum yang sama dimana komponen harmonik pasang surut variasi tengah harian lebih dominan daripada variasi harian. DAFTAR PUSTAKA Djaja, R., 1989, Pengamatan pasang surut laut untuk penentuan datum ketinggian, ( Asean Australia Cooperatif Programs on Marine Science Project I : Tides and Tidal Phenomena), LIPI dan Pusat Penelitian dan Pengembangan Oseanologi, Jakarta,149- 191. Longman, I.M., 1959, Formulas for computing the tidal accelerations due to the moon and the sun, JGR, Vol. 64 , 2351-2355. Pariwono, J.I., 1989, Gaya penggerak pasang surut ( Asean Australia Cooperatif Programs on Marine Science Project I : Tides and Tidal Phenomena), LIPI dan Pusat Penelitian dan Pengembangan Oseanologi, Jakarta ,13-22. Stacey, F.D.,1976, Physics of the earth, second edition, John Willey and Sons, New York . Sunarjo., 1988, Studi perbandingan pasang surut bumi secara teori dan pengamatan, Fakultas Pascasarjana Universitas Gadjah Mada, Proceedings HAGI. Triatmodjo, B., 1999, Teknik pantai, Beta Offset, Yogyakarta. Wahid, A., 2007, Penentuan Komponen Pasang Surut Bumi pada Bidang Equator Bumi dengan Metode Broucke, Bulletin Penenlitian Dan Pengembangan , Alumni IAEUP, Vol:8, no: 1, Hlm 13-21 Wahid, A. 2008, Karakteristik pasang surut bumi dan pasang surut laut Stasiun Surabaya, Bulletin Penenlitian Dan Pengembangan , Alumni IAEUP, Vol:9, no: 1, Hlm 23-31. 54
  • 55. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     PENENTUAN BEBERAPA SIFAT OPTIK MINYAK KULIT BIJI JAMBU METE ASAL KABUPATEN BELU Zakarias Seba Ngara Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan teknik, Univesitas Nusa Cendana ABSTRACT Determination of absorption coefficient, refraction index and dielectric constant of CNSL from Belu regency has been done. The aim of this researching is to find its optic properties such as absorption coefficient, refraction index and dielectric constant of CNSL from Belu regency . Those optic properties can be determined from its absorption analysis. Its Absorption spectra has been obtained in researching that has been done by Ngara and Budiana in 2008. Based on its absorption spectra, CNSL from Belu has Absorption coefficient value is 410 m-1 . While the value of its refraction index and dielectric constant in complex is ix 6 1068,886,0   and ix 6 1054,174,0   , respectively. Keyword: CNSL, optic property, absorption coefficient, refraction index, dielectric constant Nusa tenggara Timur (NTT) merupakan salah satu daerah penghasil jambu mete Di Indonesia. Di NTT, daerah penghasil jambu mete adalah Sumba Barat Daya, Sikka, Flores Timur, Kupang, Belu, dan Alor (Ngara & Budiana, 2008; Ngara, 2009). Tanaman jambu mete merupakan bahan organik. Pada saat ini, penelitian sifat-sifat kimia dan fisika bahan-bahan organik sebagai bahan aktif alternatif dalam piranti elektronika mengalami perkembangan pesat mengingat a) bahan- bahan organik harganya murah dan melimpah, b) Sifat-sifat kimia dan fisika material organik dapat dikarakterisasi dengan sintesis bahan organik yang tepat, c) Material organik dapat diatur (tuned) secara kimia untuk mengatur pemisahan celah energinya (Ngara, 2007), d) deposisi bahan organik di atas substrat tertentu dapat dilakukan dengan metoda evaporasi dan spin-coating (Ngara, 2006). Sifat-sifat optik material antara lain koefisien serapan, indeks bias, konstanta dielektrik, dan lain-lain. Koefisien serapan dan indeks bias suatu material dapat ditentukan dari spektrum serapan material yang diperoleh dari analisis spektrofotometer UV-VIS (Ngara, 2009). Sedangkan konstanta dielektrik diperoleh dari nilai indeks biasnya (Rachmantio, 2004; Ngara, 2010) Pada tahun 2008, Ngara & Budiana, dalam Penelitian Dosen Muda 55
  • 56. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     (PDM) telah berhasil menentukan celah energi chasew Nut Shield Liquid (CNSL) hasil ekstraksi dari kulit biji jambu mete asal Nusa Tenggara Timur (NTT). Berdasarkan hasil penelitian mereka, celah energi CNSL asal Alor, Belu, Kota Kupang, Sikka, dan Sumba Barat Daya (SBD) masing-masing adalah 3,02 eV, 3,22 eV, 3,1eV, 2,99 eV, dan 3,06 eV. Pada tahun 2009, Ngara, dkk telah berhasil melakukan isolasi CNSL asal Alor untuk mendapatkan senyawa kardanol. Penelitian mereka tersebut telah berhasil pula menentukan celah energi senyawa kardanol dan pemanfaatansenyawa kompleks kardanol sebagai bahan aktif pada sel surya organik. Indri amitiran, 2010, telah menentukan koefisien serapan serapan senyawa kardanol asal Alor dan Belu. Pada tahun 2009, Astri laka telah menentukan koefisien serapan dan indeks bias CNSL asal sumba timur. Pada 2009, Ngara telah menentukan koefisien serapan dan indeks bias CNSL asal sumba Barat Daya dan Sikka (Ngara, 2009). Pada tahun 2010, Ngara telah menentukan indeks bias dan konstanta dielektrik senyawa kardanol asal Alor. Koefisien serapan ini berkaitan dengan absorbansi dan indeks bias suatu material. Indeks bias suatu material diperoleh dari analisis spektrum serapannya. Dengan mengetahui nilai indeks bias suatu material, beberapa besaran fisika dapat ditentukan, antara lain konduktivitas listrik, permeativitas dan permeabilitas material, konstanta dielektrik, dan lain-lain (Rachmantio, 2004). Bahan organik yang dikaji ditentukan koefisien serapan dan indeks biasnya dalam tulisan ini adalah CNSL asal kabupaten Belu dan Kota Kupang. Penelitian ini mengkaji data-data sekunder artinya spektrum serapan CNSL sudah ada yang telah diperoleh dalam penelitian Dosen Muda yang dilakukan oleh Ngara dan Budiana pada tahun 2008. MATERI DAN METODE Jambu Mete Ditinjau dari aspek botani, tanaman jambu mete (anacardium occidentale L) termasuk dalam famili anacardiaceae dan Spesis Anacardium occidentale L (Muljoharjo, 1990) Produk utama jambu mete adalah biji dan buah mete. Kulit biji jambu mete jika diektraksi dengan pelarut organik, misalnya pelarut etanol (C2H5OH) akan menghasilkan CNSL. bentuk buah jambu mete ditunjukkan pada gambar 1. Kulit biji jambu mete terdiri atas lapisan epikarp, mesokarp dan endokarp yang beratnya kira-kira 40-50 % dari berat total buah mete glondong. Dalam lapisan mesokarp mengandung CNSL. Biji mete berwarna putih menyerupai 56
  • 57. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     buah ginjal seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 (Muljoharjo, 1990). Komposisi CNSL terdiri atas asam anakardat (71,8%), kardol (18,7%), kardanol (4%) dan dua jenis senyawa minor yang tidak diketahui (Tyman dan Moris, 1967 dalam Budiana, 2005). Masing-masing senyawa fenol tersebut dapat dipisahkan menggunakan kromatografi terargentasi perak nitrat. Spektrum serapan Spektrum serapan material yang diperoleh dari analisis spektrokospi UV- Vis didasarkan pada hukum Beer- Lambert yang secara matematis dapat ditulis (Banwell, 1983)  clII  exp0 (1) dengan l jarak yang dapat ditembusi oleh intensitas cahaya dalam material, c adalah konsentrasi material dan ε adalah tetapan koefisien pematian (extinction coefficient). Berdasarkan Pers.(1), I/I0 berubah secara eksponensial dengan ketebalan (l ) dan konsentrasi material (c). Dalam spektroskopi, absorbansi (absorbance) (A) didefinisikan sebagai logaritma perbandingan antara cahaya transmisi dengan cahaya datang. Secara matematis dapat ditulis (Banwell, 1983; Ngara & Budiana, 2008)        0 10log I I A (2) dengan I adalah intensitas cahaya yang ditransmisikan, I0 adalah intensitas cahaya datang. Untuk menentukan koefisien serapan digunakan pers.(3) dengan A adalah absorbansi pada serapan maksimum dan l adalah tebal sampel dalam hal ini tebal kuvet, yaitu 1 cm. Dalam Fisika material, kaitan antara absorbansi dengan koefisien serapan (α) dapat ditulis (Tyagi & Vedeshwar, 2001) epikarp mesokarp endokarp Gambar 2 Penampang melintang biji mete glondong (Muljoharjo,1990) Buah mete glondong Buah jambu Gambar 1 Buah jambu mete (Ngara&Budiana, 2008) 57
  • 58. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     l A303,2  (3) Pita serapan (absorption band) adalah jangkauan panjang gelombang yang ekivalen dengan frekuensi dalam spektrum gelombang elektromagnet di mana energi elektromagnet diserap oleh material. Spektrum serapan material organik seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3 (Ngara, 2009) mempunyai keistimewaan utama, yaitu pada panjang gelombang tertentu, yaitu λp1 dan λp2 terjadi serapan maksimum dan λC terjadi tepi serapan (absorption edge). Indeks Bias Indeks bias suatu material pada dasarnya komplek. Indeks bias kompleks suatu material dapat diperoleh melalui pemecahan persamaan Maxwell. Dalam bidang elektrodinamika, indeks bias kompleks sebuah material dapat ditulis (Rachmantio, 2004) ''' innn  (4a) dengan n’ dan n’’ masing-masing adalah indeks bias bagian real dan imajinair suatu benda. Indeks bias imajinair ini memberikan arti fisis sebagai koefisien pelemahan (extinction coefficient) material. Intensitas cahaya yang diserap oleh suatu material sebagai fungsi ketebalan material (l) dan indeks bias bagian imajinair (n“) dapat ditulis (Rachmantio, 2004)          P ln InlI   ''4 exp, 0 '' (4b) dengan λP adalah panjang gelombang ketika terjadi serapan maksimum. Berdasarkan Pers.(4b) dengan melakukan beberapa langkah operasioanal diperoleh indeks bias bagian imajinair dari suatu material, adalah: l A el A n PmaksPmaks     4 303,2 log4 ''  (5) dengan Amaks adalah serapan maksimum. Dalam bidang elektrodinamika, indeks bias bagian riil dan imajinair suatu material masing-masing dapat ditulis (Rachmantio, 2004)                  2/1 2 0 2 2 2 42 '     rr r n (6)                  2/1 2 0 2 2 2 42 ''     rr r n (7) dengan µr, εr, εo, σ, ω masing-masing adalah permeabilitas relatif, permeativitas relatif, permeativitas ruang hampa, konduktivitas listrik, dan frekuensi sudut. Untuk menentukan indeks bias bagian real berdasarkan spektrum serapan cahaya digunakan persamaan Doyle (Abdullah, 2009), yaitu  2 '21 ncp   (8) Pers.(8) dapat ditulis dalam bentuk yang lain, yaitu 58
  • 59. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     1 2 1 ' 2 2  c p n   (9) dengan c adalah panjang gelombang ketika terjadi tepi serapan. Konstanta dielektrik elektronik Hubungan antara konstanta dielektrik (K) dengan indeks bias (n) dapat ditulis (Rachmantio, 2004; Ngara, 2010) 2 nK  (10) Jika pers.(4a) dimasukkan ke pers.(10), diperoleh  2''' innK       ''''''2''2' 2 iKKnninnK  (11) dengan    2''2'' nnK  (12) ''''' 2 nnK  (13) Berdasarkan pers.(11), konstanta dielektrik juga merupakan suatu bilangan kompleks. Metode Penelitian Penetuan koefisien serapan, indeks bias dan konstanta dielektrik CNSL asal Belu dan kota kupang menggunakan data-data sekunder dari penelitian Ngara, dan budiana dalam penelitian Dosen Muda (2008). Dalam hal ini spektrum serapan CNSL sudah ada. Berdasarkan spektrum serapan ini, nilai koefisien serapan dapat ditentukan menggunakan pers.(3). Sedangkan indeks biasnya ditentukan menggunakan pers.(5) dan pers.(9). Penentuan konstanta dielektrik digunakan pers.(11), pers.(12) dan pers.(13). HASIL DAN PEMBAHASAN Perlu dijelaskan terlebih dahulu bahwa spektrum serapan CNSL asal Belu yang ditunjukkan pada gambar 4 merupakan hasil penelitian Ngara, & Budiana dalam penelitian Dosen Muda pada tahun 2008 di Undana. Parameter yang telah dikaji oleh mereka adalah celah energi. Dalam tulisan ini parameter yang dikaji adalah koefisien serapan, indek bias dan konstanta dielektriknya. Ketebalan material yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1 cm ( ketebalan ini merupakan tebal kuvet yang digunakan). Berdasarkan gambar 4, diperoleh beberapa informasi, yaitu Jangkauan serapan CNSL asal Belu adalah 200 nm sampai dengan 385 nm. Puncak serapan Gambar 4 Spektrum serapan CNSL dari daerah Kabupaten Belu 59
  • 60. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     dan tepi serapan terjadi pada panjang gelombang masing-masing 266 nm dan 385 nm (Ngara & Budiana, 2008). Penentuan koefisien serapan CNSL asal Belu Berdasarkan gambar 5, nilai serpoan maksimum adalah 1,78. Ketebalan sampel yang digunakan 1 cm. Absorbansi ini terjadi pada panjang gelombang 385 nm. Berdasarkan data- data ini dan menggunakan pers.(3), nilai koefisien serapan CNSL asal Belu adalah 410 m-1 . Penentuan indeks bias CNSL asal Belu Berdasarkan data-data nilai absorbansi dan panjanhg gelombang ketika terjadi serapan maksimum dan menggunakan pers.(5), nilai indeks bias bagian imajinair CNSL asal Belu adalah 8,68 x 10-5 . Berdasarkan gambar 4, tepi serapan terjadi panjang gelombang 385. Berdasarkan data-data ini dan dengan menggunakan pers.(9), indeks bias realnya adalah 0,86. Dengan demikian, nilai indeks bias kompleks CNSL asal Belu, adalah ix 6 1068,886,0   . Dengan sifat operasi bilangan kompleks, Besar indeks bias tersebut adalah 0,86. Berdasarkan nilai indeks bias tersebut, terlihat bahwa indeks bias bagian real jauh lebih besar daripada indeks bias bagian imajinair. Ini menunjukkan bahwa material dalam ukuran makro, pengaruh indeks bias real lebih besar dibandingkan dengan pengaruh nilai imajinairnya. Hal ini juga memberikan makna bahwa jika material berukuran nano, pengaruh indeks bias bagian imajinair lebih besar dibandingkan dengan nilai realnya. Penentuan konstanta dielektrik Berdasarkan nilai indeks bias tersebut dan menggunakan pers.(11), pers.(12) dan pers.(13), diperoleh konstanta dielektrik bagian real dan imajinair dari CNSL asal Belu 0,74 dan 1,54 x 10-5 . Dengan demikian, konstanta dielektrik kompleks SNSL tersebut, adalah ix 5 1054,174,0   dengan besanya adalah 0,74. Berdasarkan nilai konstanta dielektrik tersebut, pengaruh konstanta dielektrik bagian real jauh lebih besar dibandingkan dengan nilai imajinairnya untuk material berukuran makro SIMPULAN Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis data dan pembahasan tersebut di atas, dapat ditarik kesimpulan, yaitu nilai koefisien serapan, Indeks bias kompleks dan Konstanta dielektrik CNSL asal Belu masing-masing adalah 410 m-1 , ix 6 1068,886,0   dan ix 5 1054,174,0   . Saran Perlu dilakukan kajian parameter lain yang berkaiatan dengan indeks bias 60
  • 61. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     dan konstanta dielektrik seperti permeabilitas relatif, permeativitas relative, dan konduktivitas listrik CNSL asal Belu. DAFTAR PUSTAKA Banwell, C. N., 1983, Fundamentals of Molecular Spectroscopy, edisi kedua, McGRAW- Hill Book Company Limited, London. Budiana, I..M.N., 2000, Isolasi dan Identifikasi Senyawa Kardanol dari Kulit Biji Jambu Mete (Anacardium Occidentale L) asal Flores Timur NTT, Buletin Penelitian dan Pengembangan Alumni IAEUP Undana, Volume 7, Hal: 0-46, ISSN : 1412-3703. Kim, J.Y., Bard, A.J., 2004, Organic Donor/Acceptor heterojunction Photovoltaic Devices Based on Zinc Phthalocyanine and a Liquid Crystalline Perylene Diimide, Chemical Physics Letters, Vol. 383, Hal: 11-15. Laka, A., 2009, Kajian Sifat Optik dan Mekanika CNSL Asal Sumba Timur, Skripsi S1, Jurusan Fisika FST Undana, Kupang Muljoharjo, 1990, Jambu Mete dan Teknologi Pengelolaannya, Liberty, Yogyakarta. Ngara, Z.S., 2006, Kajian Sifat dan Penentuan Struktur Kristal 3,4,9,10-perylene Tetracarboxylic Diimede, Tesis S2, UGM, Yogyakarta Ngara, Z.S.,2007, Kajian Spektrum Serapan dan Penentuan Celah Energi Lapisan Tipis 3,4,9,10-Perylene Tetracarboxylic Diimide (CNSL) pada berbagai Tegangan Deposisi, Media Exacta Journal of Science and Engineering, Volume 8, No.1, ISSN: 1412- 7717. Ngara, Z.S., & Budiana, I.M.N., 2008, Kajian Spektrum Serapan dan Penentuan Celah Energi Minyak Kulit Biji Jambu Mete asal NTT sebagai Bahan Aktif Alternatif pada piranti elektronika, Laporan akhir Penelitian Dosen Muda, Undana. Ngara, 2009, Kajian Spektrum Serapan dan Penentuan Koefisien Serapan dan Indeks Bias Minyak Kulit Biji Jambu Mete asal Sumba Barat Daya dan Sikka, Jurnal Biotropikal Sains, Volume 6, N0.3, Hal:40-46, ISSN: 18297323. Ngara, 2010, Kajian Indeks Bias dan Konstanta Dielektrik Senyawa Kardanol hasil Isolasi dari CNSL asal Alor Berdasarkan Spektrum Serapannya, Jurnal MIPA, Volume 9, N0.2, Hal:92-98, ISSN: 0216583X. Rachmantio, H., 2004, Pengantar material Sains II Buku Sifat Fisik dan Mekanik, Tabernakelindo, Yogyakarta, ISBN : 9799878640 Tyagi, P., dan Vedeshwar, A.G., 2001, Grain Size Dependent Optical Band Gap of CdI2 Films, Bull.Mater.Sciences, Volume 24, Hal: 297-300 61
  • 62. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     PENERAPAN KEBIJAKAN ENERGI DAERAH TERHADAP KETERSEDIAAN BAHAN BAKAR MINYAK DI PROVINSI NUSA TENGGARA TIMUR TAHUN 2008-2024 Frans J. Likadja Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT The implementation of regional autonomy law through UU Nomor 32 tahun 2004 and UU Nomor 25 tahun 1999 on local government and regional finance and UU No. 30 of 2007 on the energy given full authority to local goverment to formulate plans and the regional energy policy (KED) an integrated and synergistic with region to region and with region to center. Goal attainment refers KEN (National Energy Policy), which is to reduce consumption of fuel oil (BBM) to 23% in 2024 to come. With assume that the rate of population growth of NTT 2:07% per year and GDP at 4.9% per year. The results show the application of KED, the composition of the use of premium, kerosene, diesel oil and electricity tend to fall gradually until the upcoming 2024, whereas substituted policies of kerosene to LPG imposed on households and commercial sector in 2012 causes request of LPG will increase and kerosene request depreciation to 10,4% at 2024. Keyword: Energy Availability, Oil Fuel, Regional Energy Policy Provinsi Nusa Tenggara Timur (NTT) tidak memiliki sumber energi fosil dan sangat bergantung dari pasokan energi daerah lain. Penggunaan energi masyarakat NTT juga tidak efisien, terlihat dari angka intensitas dan elastisitas energi NTT dalam kurun waktu 2004-2008, mencapai 0.40 SBM/ Kapita dan 4.25, Likadja, 2010. Penerapan otonomi daerah melalui UU No. 32 tahun 2004 dan UU No. 25 tahun 1999 tentang Pemerintahan Daerah (Pemda) dan Keuangan Daerah serta UU No. 30 Tahun 2007 tentang energi memberi kewenangan penuh kepada daerah untuk menyusun perencanaan dan kebijakan energi yang terintegrasi dan sinergis baik antar daerah dengan daerah dan daerah dengan pusat. Untuk menyusun perencanaan dan kebijakan energi perlu upaya pemetaan kebutuhan energi per sektor pemakai (rumah tangga, komersial, transportasi, industri), analisis terhadap jenis energi yang digunakan (indeksasi), pemetaan dan pemanfaatan sumber energi baru dan terbarukan (intensifikasi dan diversifikasi), serta analisis terhadap efisiensi penggunaan energi (konservasi energi) di berbagai sektor.Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui permintaan dan ketersediaan energi NTT Tahun 2009-2024 dan 62
  • 63. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     menskenariokan penerapan Kebijakan Energi Daerah (KED) Nusa Tenggara Timur 2009-2024 dalam kerangka pelaksanaan Kebijakan Energi Nasional (KEN) dengan sasaran yang hendak dicapai antara lain mengurangi konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM) hingga 23% dan rasio elektrifikasi NTT mencapai 100% di tahun 2024 mendatang. Dengan tersedianya perencanaan dan kebijakan energi daerah dapat diketahui prioritas pembangunan dan pemanfaatan sumber daya energi yang mampu menjamin ketersediaan energi daerah yang berkelanjutan, (Yusgiantoro, 2000). Perencanaan Energi menggunakan LEAP (Long-range Energy Alternative Planning system LEAP adalah perangkat lunak komputer yang dapat digunakan untuk melakukan analisis dan evaluasi kebijakan dan perencanaan energi. LEAP dikembangkan oleh Stockholm Environment Institute, Boston, USA. LEAP telah digunakan dibanyak negara terutama negara-negara berkembang karena menyediakan simulasi untuk sumber energi. Indonesia melalui Pusat Informasi Energi (PIE) dan Yayasan Pertambangan dan Energi, Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) pada tahun 2002 menerbitkan buku Prakiraan Energi Indonesia 2010 yang menggunakan LEAP sebagai alat bantu analisis perencanaan permintaan- penyediaan energi di Indonesia dari tahun 2000 – 2010, (Anonimus, 2002). Dalam LEAP terdapat 4 modul utama yaitu Modul Variabel Penggerak (Driver Variable), Modul Permintaan (Demand), Modul Transformasi (Transformation) dan Modul Sumber Daya Energi (Resources). Proses proyeksi penyediaan energi dilakukan pada Modul Transformasi dan Modul Sumber Daya Energi, (Anonimus, 2009). Modul Variabel Penggerak (Driver Variable) Modul ini digunakan untuk menampung parameter-parameter umum yang dapat digunakan pada Modul Permintaan maupun Modul Transformasi. Parameter umum ini misalnya adalah jumlah penduduk, PDRB (Produk Domestik Regional Bruto), jumlah rumah tangga, dan sebagainya. Modul Variabel Penggerak bersifat komplemen terhadapa modul lainnya. Pada model yang sederhana dapat saja modul ini tidak digunakan. Modul Permintaan (Demand) Modul ini digunakan untuk menghitung permintaan energi. Metode analisis yang digunakan dalam model ini didasarkan pada pendekatan end-use (pemakai akhir) secara terpisah untuk masing-masing sektor pemakai sehingga diperoleh jumlah permintaan energi per 63
  • 64. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     sektor pemakai dalam suatu wilayah pada rentang waktu tertentu. Informasi mengenai variabel ekonomi, demografi dan karakteristik pemakai energi dapat digunakan untuk membuat alternatif skenario kondisi masa depan sehingga dapat diketahui hasil proyeksi dan pola perubahan permintaan energi berdasarkan skenario-skenario tersebut. Metodologi yang digunakan dalam melakukan analisis permintaan energi ini adalah: Modul Sumber Daya Energi (Resources) Pada metode ini jumlah permintaan energi dihitung sebagai hasil perkalian antara aktivitas energi dengan intensitas energi (jumlah energi yang digunakan per unit aktivitas). Metode ini terdiri atas dua model analisis yaitu : Analisis Permintaan Energi Final (Final Energy Demand Analysis) dan Analisis Permintaan Energi Terpakai (Useful Energy Demand Analysis). Analisis Permintaan Energi Final (Final Energy Demand Analysis) Pada metode ini, permintaan energi dihitung sebagai hasil perkalian antara aktivitas total pemakaian energi dengan intensitas energi pada setiap cabang teknologi (technology branch). Dalam bentuk persamaan matematika perhitungan permintaan energi menggunakan final energy demand analysis adalah : tsbtsbtsb xEITAD ,,,,,,  ................................1 dimana: D : Permintaan (Demand) TA : Aktivitas Total (Total Activity) EI : Intensitas Energi (Energy Intensity) b : Cabang (Branch) s : Skenario t : Tahun perhitungan, tahun dasar ≤ t ≤ tahun akhir perhitungan. Dalam menghitung Aktivitas Total dan Intensitas Energi digunakan regresi linear. Setiap pasangan data dapat digambarkan sebagai suatu titik dimana nilai-nilai Y dinyatakan pada sumbu vertikal (ordinat) sedangkan nilai-nilai X dinyatakan pada sumbu horisontal (absis): eYY   Y = a + b (x) + e.....................................3 dimana:Y = nilai-nilai pengamatan;  Y = persamaan yang menggambarkan pola relasi antara variabel bebas (X) dan variabel tak bebas (Y). a = intersep, nilai variabel tak bebas (Y) apabila variabel bebas (X) bernilai nol (0). b = koefisien kemiringan; X = waktu ; e = galat (error), maka kesalahan kuadrat: …….4 64
  • 65. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Pada data bivariat (data pasangan variabel acak atau pasangan data deret berkala) terdapat ukuran statistika untuk menggambarkan bagaimana dua deret data tersebut berkaitan satu sama lain. Ukuran statistika tersebut adalah koefisien determinasi (R2 ).Secara umum R2 dapat didefinisikan sebagai berikut: ……...5 Koefisien determinasi memiliki nilai yang berkisar antara 0 dan 1 (0<R2 <1), nilai R2 yang mendekati 1 berarti pola (ý) semakin sesuai dengan nilai pengamatan (Y), juga sebaliknya nilai R2 yang mendekati nol berarti pola semakin tidak sesuai dengan nilai pengamatan. Analisis Permintaan Energi Terpakai (Useful Energy Demand Analysis) Pada metode ini, intensitas energi ditentukan pada cabang Intensitas Energi Gabungan (Aggregate Energy Intensity Branch), bukan pada cabang Teknologi (Technology Branch). Pada tahun dasar, ketika digunakan dua metode sekaligus (yakni Final Energy Demand dan Useful Energy Demand), maka intensitas energi untuk tiap cabang teknologi adalah: UEb0 = EI b0 x FSb,0 x EFFb,0......................................................6 dengan: UEb,0 = useful energy intensity cabang b pada tahun dasar, EIAG,0 = final energy intensity cabang intensitas energi gabungan pada tahun dasar, FSb,0 = fuel share cabang b pada tahun dasar, EFFb,0 = efisiensi cabang b pada tahun dasar, b = 1..B (b adalah salah satu cabang dari cabang teknologi B) intensitas energi terpakai dari cabang intensitas energi gabungan adalah penjumlah dari intensitas energi terpakai pada setiap cabang teknologi. Dalam persamaan matematika ditulis sebagai : …...7 Bagian aktivitas (activity share) yakni bagian aktivitas suatu teknologi pada suatu cabang teknologi terhadap aktivitas teknologi cabang intensitas energi gabungan adalah : ………………8 dimana: ASb,0 = activity share cabang b pada tahun dasar Modul Transformasi (Transformation) Modul ini digunakan untuk menghitung pasokan energi. Pasokan energi dapat terdiri atas produksi energi primer (misalnya gas bumi, minyak bumi dan batubara) dan energi sekunder 65
  • 66. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     (misalnya listrik, bahan bakar minyak, LPG, briket batubara dan arang). Susunan cabang dalam Modul Transformasi sudah ditentukan strukturnya, yang masing- masing kegiatan transformasi energi terdiri atas processes dan output. Data teknis proses transformasi (pembangkit, transmisi dan distribusi listrik) dan sistem yang diperlukan dalam studi ini adalah Modul Sumber Daya Energi (Resources) Modul ini terdiri atas Primary dan Secondary Resources. Kedua cabang ini sudah default. Cabang-cabang dalam Modul Resources akan muncul dengan sendirinya sesuai dengan jenis-jenis energi yang dimodelkan dalam Modul Transformationn. Beberapa parameter perlu diisikan, seperti jumlah cadangan (misalnya minyak bumi, gas bumi, batubara) dan potensi energi (misalnya tenaga air, biomasa). MATERI DAN METODE Untuk menentukan metode dan model analisis terlebih dahulu menetapkan tahun dasar yaitu tahun 2008 sampai akhir peramalan tahun 2024 sesuai dengan skenario KED. selama 15 (lima belas) tahun kedepan atau dari tahun 2009-2024 mendatang. Setelah semua data yang diperlukan dikelompokkan, data kemudian diinputkan menggunakan perangkat lunak LEAP untuk diproses. Seperti terlihat pada Gambar 1 di bawah ini. Gambar 1. Susunan Model dalam LEAP Modul Variabel Penggerak pada Modul Variabel Penggerak ditampung parameter-parameter umum yang nantinya dapat digunakan dalam proyeksi permintaan dan penyediaan energi antara lain jumlah penduduk, jumlah rumah tangga, Pendapatan Daerah Regional Bruto, pendapatan per kapita, pertumbuhan jumlah penduduk, pertumbuhan PDRB dan lain-lain. Modul Permintaan Dengan menggunakan perangkat lunak LEAP prakiran permintaan energi dihitung berdasarkan besarnya aktivitas pemakaian energi dan besarnya pemakaian energi per aktivitas atau intensitas pemakaian energi. Aktivitas pemakaian energi sangat berkaitan dengan tingkat perekonomian dan jumlah penduduk. Aktivitas pemakaian energi dikelompokkan menjadi 4 (empat) sektor, yaitu: a. Sektor Rumah Tangga, 66
  • 67. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     b. Sektor Industri, c. Sektor Transportasi, d. Sektor Komersial Sektor Rumah Tangga (RT) Pemakaian energi di Sektor Rumah Tangga ditentukan oleh jumlah penduduk dan pemakaian energi per pendapatan per kapita. Pendapatan per kapita penduduk merupakan variabel aktivitas yang pertumbuhannya diproyeksikan menurut pertumbuhan ekonomi dan jumlah penduduk. Intensitas energi didefinisikan sebagai energi yang dipergunakan (Setara Barel Minyak-SBM) per pendapatan per kapita (juta Rp.). Intensitas energi selama periode proyeksi diasumsikan tetap. Sektor Industri Sektor Industri dibagi menjadi sub sektor Makanan dan Minuman, Tekstil dan Barang Kulit, Mesin dan Alat Angkut, Semen dan Bahan Galian Bukan Tambang, Pupuk dan lainnya. pembagian ini didasarkan pada nilai tambah yang dihasilkan, dimana dari sembilan KLUI (Kelompok Lapangan Usaha Indonesia) kelompok usaha Makanan, Tekstil, Mesin dan Semen memiliki nilai tambah ekonomi yang cukup besar. Pembagian sub sektor industri adalah sebagai berikut : 1. Sub Sektor Makanan dan Minuman 2. Sub Sektor Tekstil dan Barang Kulit 3. Sub Sektor Mesin dan Alat Angkut 4. Sub Sektor Semen dan Bahan Galian Bukan Tambang 5. Sub Sektor Pupuk dan Lainnya. Indikator aktivitas energi Sektor Industri didefinisikan sebagai nilai tambah yang dihasilkan per tahun. Data nilai tambah diperoleh dari BPS NTT. Intensitas pemakaian energi pada Sektor Industri adalah pemakaian energi per nilai tambah yang dihasilkan. Intensitas dianggap tetap selama periode proyeksi. Sektor Transportasi Sektor Transportasi yang diteliti adalah transportasi darat. Moda transportasi darat merupakan aktivitas terbesar dari Sektor Transportasi, sehingga transportasi darat dibagi lagi menjadi beberapa kelompok. Indikator aktivitas transportasi adalah jumlah kendaraan dengan satuan unit. Pembagian kelompok dan indikator aktivitas pada sektor transportasi adalah sebagai berikut : 1. Mobil Penumpang : jumlah kendaraan 2. Sepeda Motor : jumlah kendaraan 3. Bus : jumlah kendaraan 4. Truk : jumlah kendaraan Data aktivitas pemakaian energi Sektor Transportasi diperoleh dari BPS dan Departemen Perhubungan. Data intensitas energi didefinisikan sebagai jumlah bahan bakar yang dikonsumsi tiap unit kendaraan per tahun. 67
  • 68. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Sektor Komersial Sektor Komersial terdiri atas 7 (tujuh) kelompok usaha, yaitu Penginapan, Komunikasi, Rumah Makan, Perdagangan, Jasa Keuangan, Jasa Hiburan dan Jasa Sosial. Indikator kegiatan pemakaian energi pada sektor komersial adalah nilai tambah yang dihasilkan. Data nilai tambah sektor diperoleh dari BPS. Intensitas pemakaian energi pada sektor ini adalah pemakaian energi per nilai tambah yang dihasilkan dan diasumsikan tetap selama periode proyeksi . Modul Transformasi Modul ini digunakan untuk menghitung pasokan energi. Pasokan energi dapat terdiri atas produksi energi primer (gas bumi, minyak bumi dan batubara) dan energi sekunder (listrik, bahan bakar minyak, LPG, briket batubara dan arang). Susunan cabang dalam Modul Transformasi sudah ditentukan strukturnya, yang masing- masing kegiatan transformasi energi terdiri atas processes dan output. Processes menunjukkan teknologi yang digunakan untuk konversi, transmisi atau distribusi energi. Output adalah bentuk energi yang dihasilkan dari processes. Perhitungan dilakukan secara Bottom- Up. Dimulai dari jumlah permintaan energi, dihitung naik hingga ke sumber energi primer, seperti terlihat pada Gambar 2 berikut. Gambar 2. Proses Perhitungan dalam Modul Transformasi Modul Sumber Daya Energi Modul ini terdiri atas Primary dan Secondary Resources. Kedua cabang ini sudah default. Cabang-cabang dalam Modul Resources akan muncul dengan sendirinya sesuai dengan jenis- jenis energi yang dimodelkan dalam Modul Transformation, lihat Gambar 2. Beberapa parameter perlu diisikan, seperti jumlah cadangan (minyak bumi, gas bumi dan batubara) dan potensi energi (tenaga air dan biomasa). HASIL DAN PEMBAHASAN Asumsi-Asumsi Penyusunan Skenario KED disesuaikan dengan arah Kebijakan Energi Nasional, KEN 2003-2020. Terwujudnya energi mix nasional sesuai dengan Perpres No. 5 Tahun 2006, dengan persentase tiap-tiap energi adalah: 1. Minyak bumi menjadi kurang dari 20%; 2. Gas bumi menjadi lebih dari 30%; 68
  • 69. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     3. Batubara menjadi lebih dari 33% ; 4. Bahan Bakar Nabati menjadi lebih dari 5%; 5. Panas bumi menjadi lebih dari 5%; 6. Biomassa, Nuklir, Mikrohidro, Tenaga Surya, dan Tenaga Angin menjadi lebih dari 5%; 7. Batubara yang dicairkan menjadi lebih dari 2%; 8. Meningkatnya rasio elektrifikasi menjadi 100% di tahun 2020; 9. Terjadi konversi energi dari minyak tanah ke LPG; 10. Tercapainya elastisitas energi yang lebih kecil dari satu pada tahun 2024 11. Pertumbuhan penduduk NTT 2.07% per tahun 12. PDRB NTT 4.9% per tahun Skenario KED Minyak Tanah – LPG Target konversi minyak tanah, kayu bakar ke LPG dan dari minyak tanah ke kayu bakar berbeda antara wilayah desa dan kota. Dengan mengasumsikan persentasi jumlah penduduk desa dan kota adalah 40% berbanding 60%, serta dengan mengklasifikasikan sasaran konversi energi berdasarkan pendapatan, maka target konversi minyak tanah ke LPG, kayu bakar ke LPG dan dari kayu bakar ke minyak tanah diilhat pada Tabel 1, 2 dan 3 berikut. Tabel 1 . Target Konversi Minyak Tanah ke LPG sektor Rumah Tangga Target Konversi Minyak Tanah – LPG (Tahun 2020)No Kelompok Pendapatan Desa Kota 1 Dibawah Garis Kemiskinan 0% 20% 2 Dibawah 1,5 x GK 0% 30% 3 Sedang 0% 50% 4 20 % teratas 10% 80% Tabel 2. Target Konversi Kayu Bakar ke LPG sektor Rumah Tangga KED Target Konversi Kayu Bakar – LPG (Tahun 2020)No Kelompok Pendapatan Desa Kota 1 Dibawah Garis Kemiskinan 0% 5% 2 Dibawah 1,5 x GK 0% 10% 3 Sedang 0% 15% 4 20 % teratas 15% 20% 69
  • 70. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Tabel 3. Target Konversi Kayu Bakar ke Minyak Tanah sektor Rumah Tangga KED Target Konversi Kayu Bakar – M. Tanah (Tahun 2020)No Kelompok Pendapatan Desa Kota 1 Dibawah Garis Kemiskinan 10% 0% 2 Dibawah 1,5 x GK 20% 0% 3 Sedang 5% 0% 4 20 % teratas 0% 0% Konsumsi Energi berdasarkan Bahan Bakar Konsumsi energi final berdasarkan jenis bahan bakar terdiri dari bahan bakar minyak yang meliputi avtur, premium, minyak tanah, minyak solar, minyak diesel, LPG (liquefied petroleum gas), batubara, listrik, arang kayu dan kayu bakar. Bahan Bakar Minyak (BBM) Konsumsi bahan bakar migas (premium, minyak tanah, solar) di Provinsi NTT selama kurun waktu tahun 2002-2008 sangat berfluktuasi untuk tiap jenis bahan bakar. Jumlah pasokan per jenis BBM dapat dilihat pada Tabel 4 di bawah ini. Tabel 4. Konsumsi BBM 2002-2008 Jenis Energi Satuan 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Rerata Premium Kilo Liter 76,712.14 102,278.85 100,488.46 56,557.27 104,666.24 117,796.40 130,926.56 98,489.42 M. Tanah Kilo Liter 83,610.01 100,845.23 80,592.19 30,381.03 70,920.45 76,333.67 81,746.89 74,918.49 M. Solar Kilo Liter 140,417.14 174,888.63 131,934.11 76,075.87 66,203.45 78,590.39 90,977.32 108,440.98 Jumlah Kilo Liter 300,739.29 378,012.70 313,014.76 163,014.16 241,790.14 272,720.45 303,650.77 281,848.90 Pertumbuhan % 25.69448497 -17.1946457 -47.9212527 48.324617 12.79221572 11.34139944 5.51 Sumber : BPH Migas dan Pertamina Unit Pemasaran V, 2010 Konsumsi BBM untuk wilayah NTT kurun waktu 2002-2008 mengalami peningkatan dengan rerata pertumbuhan pasokan sebesar 5.51% per tahun. Pada tahun 2002, pasokan BBM sebesar 300.739, 29 kl dan pada tahun 2008 meningkat menjadi 303.650,77 kl. Pada tahun 2004 dan 2005 terjadi penurunan jumlah pasokan BBM akibat kenaikan harga BBM yang menyebabkan turunnya daya beli masyarakat dan melambatnya laju pertumbuhan PDRB NTT. Konsumsi LPG Konsumsi LPG untuk wilayah NTT mengalami kenaikan dengan rerata pertumbuhan sebesar 12.76%. Pada tahun 2002 jumlah pasokan LPG adalah 218.99 Ton naik menjadi hampir dua kali lipat pada tahun 2008 menjadi 441.30 Ton seperti terlihat pada Tabel 5 di bawah ini. 70
  • 71. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Tabel 5. Pasokan LPG 2002-2008 Jenis Energi Satuan 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Rerata LPG Ton 218.99 204.12 234.84 274.95 321.92 376.91 441.30 296.15 Pertumbuhan % -6.7902644 15.04997061 17.08177337 17.08193252 17.08183627 17.0820067 12.76 Sumber : BPH Migas dan Pertamina Unit PemasaranV,2010 Energi Final Berdasarkan Sektor Pemakai Konsumsi energi final berdasarkan sektor pemakai/pengguna energi dikategorikan berdasarkan sektor rumah tangga dan komersil, sektor transportasi dan sektor industri. Konsumsi energi jenis premium dikonsumsi oleh sektor transportasi dan industri, konsumsi energi jenis minyak tanah dan LPG didominasi oleh sektor rumah tangga dan industri, konsumsi energi jenis minyak solar didominasi oleh sektor industri. Konsumsi energi final berdasarkan sektor pemakai dapat dilihat pada Tabel 7 di bawah ini. Tabel 7. Pemakaian Energi Wilayah NTT 2002-2008 Satuan 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 1 Premium a. Transportasi Kilo Liter 76,712.14 102,278.85 100,227.69 56,423.42 104,440.34 117,564.55 130,691.56 b. Industri Kilo Liter - - 260.77 133.85 225.90 231.85 235.00 2 M. Tanah a. R. Tangga dan Komersil Kilo Liter 83,610.01 100,845.23 80,280.72 30,260.61 70,632.15 76,015.41 81,397.34 b. Industri Kilo Liter - - 311.46 120.42 288.30 318.25 349.55 3 M. Solar (ADO) a. Transportasi Kilo Liter 81,709.85 95,557.34 63,828.06 34,068.45 27,301.92 29,695.47 31,342.17 b. Industri Kilo Liter 58,707.28 79,331.29 68,106.05 42,007.42 38,901.53 48,894.91 59,635.15 4 Aviation Gasoil (Avgas) a Transportasi Kilo Liter 2.37 5,905.00 4.41 3.79 3.26 2.81 2.41 5 Aviation Turbin Gas (Avtur) a Transportasi Kilo Liter 6,778.14 8,797.34 12,835.61 13,046.71 13,261.28 13,479.38 13,701.06 6 LPG a R. Tangga dan Komersil Ton 218.99 204.12 234.84 274.95 321.92 376.91 441.30 Bahan Bakar Pasokan Energi Transaksi Impor – Ekspor Penyediaan Bahan Bakar Minyak (BBM) di Provinsi NTT dipasok dari daerah lain melalui 4 DPPU dan 8 instalasi/ depot yaitu Depot Tenau, Depot Waingapu, Depot Maumere dan Depot Ende, Depot Reo, Depot Kalabahi, Depo Larantuka, Depot Atapupu. Kapasitas depot BBM (Bahan Bakar Minyak) secara keseluruhan di NTT adalah sebesar 40537 KL, dead stock 2.050 KL, pumpable stock sebesar 37.887 KL. Jumlah tangki penimbunan BBM di NTT sebanyak 50 buah tersebar di tujuh lokasi (depot) dengan kapasitas masing-masing adalah sebagai berikut. Depot Tenau kapasitas 20.395 Kl. dead stock 947 Kl. pumpable stock 19.448 Kl. Depot 71
  • 72. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Waingapu kapasitas 5.295 Kl. dead stock 287 Kl. pumpable stock 5.008 Kl. Depot Maumere kapasitas 5.297 Kl. dead stock 302 Kl. pumpable stock 4.995 Kl. Depot Ende kapasitas 5.332 Kl. dead stock 298 Kl. pumpable stock 5.034 Kl. Depot Atapupu kapasitas 1.434 Kl. dead stock 68 Kl. pumpable stock 1.366 Kl. Depot Larantuka kapasitas 1.342 Kl. dead stock 41 Kl. pumpable stock 1.045 Kl. Depot Kalabahi kapasitas 1.342 Kl. dead stock 38 Kl. pumpable stock 875 Kl. Depot Reo kapasitas 1.438 Kl dead stock 69 Kl. pumpable stock 1.369 Kl. Kebutuhan LPG Kebutuhan LPG untuk wilayah NTT juga didapatkan dari luar daerah dan di bawah pengelolaan Pertamina. Total kebutuhan LPG di NTT pada tahun 2008 mencapai 441.3 ton. Permintaan Energi Berdasarkan Sektor Pemakai Proyeksi permintaan energi per sektor pemakai berdasarkan skenario KED ditunjukan pada Gambar 4 di bawah ini. Terlihat bahwa total konsumsi energi NTT pada tahun 2024 untuk sektor Transportasi 3.337,782 ribu SBM atau menjadi 346% dibandingkan konsumsi energi pada tahun 2008. Sektor Rumah Tangga sebesar 1.596,588 ribu SBM atau naik menjadi 184%, sektor Industri sebesar 1160,912 ribu SBM atau naik menjadi 293% dan Komersial sebesar 396,676 ribu SBM atau naik menjadi 458%. Gambar 4. Pertumbuhan konsumsi energi per sektor sekenario KED Komposisi penggunaan energi NTT untuk sektor Transportasi pada skenario KED meningkat dari 41,7 % pada tahun 2008 menjadi 51,4% pada tahun 2024; sektor komersial juga meningkat dari 3,7% pada tahun 2008 menjadi 6,1 % pada tahun 2024; sedangkan untuk sektor Industri mengalami kenaikan relative kecil yaitu dari 17,1 % pada tahun 2008 menjadi 17,9% pada tahun 2024 . Sebaliknya untuk sektor industri dan rumah tangga mengalami penurunan masing-masing dari 37,5% pada tahun 2008 menjadi 24,6% pada tahun 2024, lihat Gambar 5. 72
  • 73. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     2008 37,5% 3,7% 17,1% 41,7% Rumah Tangga Komersial Industri Transportasi 2024 24,6% 6,1% 17,9% 51,4% Rumah Tangga Komersial Industri Transportasi Gambar 5. Komposisi energi per jenis bahan bakar Tahun 2008 dan Tahun 2024 Skenario KED Permintaan Berdasarkan jenis energi Pemakaian energi berdasarkan jenis energi untuk penerapan skenario KED terlihat pada Gambar 6 dibawah ini. Penggunaan energi final di NTT pada tahun 2024 masih didominasi oleh Minyak Solar 3.323,375 ribu SBM dikuti oleh Premium 1.150,186 ribu SBM, Listrik 789,123 ribu SBM, Arang 313,540 ribu SBM dan LPG 240,270 ribu SBM Gambar 6. Pertumbuhan konsumsi energi per jenis energi bahan bakar Skenario KED Permintaan energi di NTT pada tahun 2024 mendatang jika dilihat dari komposisi energinya, maka Minyak Diesel mengalami peningkatan dari 25,5% pada tahun 2008 menjadi 51,2% pada tahun 2024, diikuti oleh peningkatan permintaan energi listrik dari 9,04% di tahun 2008 menjadi 12,2 pada tahun 2024; di samping itu, LPG juga mengalami peningkatan sebesar 0,2% di tahun 2008 menjadi 3,7% pada tahun 2024 yang diakibatkan oleh penerapan kebijakan konversi energi minyak tanah ke LPG. Sedangkan untuk permintaan energi jenis premium mengalami penurunan dari 32,9 % tahun 2008 menjadi 17,7% di tahun 2024; pemanfaatan arang juga mengalami penurunan 9,2% di tahun 2008 menjadi 4,8% pada tahun 2024. Permintaan minyak tanah mengalami penurunan dari 23,1% tahun 2008 menjadi 10,4% ditahun 2024 akibat konversi energi tersebut dengan LPG, lihat Gambar 7. 73
  • 74. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     2008 9,2% 0,2% 23,1% 32,9% 9,0% 25,5% Wood LPG Kerosene Gasoline Electricit Diesel 2024 4,8% 3,7% 10,4% 17,7% 12,2% 51,2% Wood LPG Kerosene Gasoline Electricit Diesel Gambar 7. Komposisi energi per jenis bahan bakar 2008 dan 2024 Skenario KED SIMPULAN 1. Target kebijakan energi daerah yang juga mengacu pada target kebijakan energi nasional dapat tercapai dengan mempercepat pengalihan minyak tanah ke LPG secara bertahap dimulai dengan penduduk yang tinggal di daerah perkotaan. Penerapan kebijakan konversi energi minyak tanah ke LPG menyebabkan permintaan LPG meningkat dari 0,2% di tahun 2008 menjadi 3,7% pada tahun 2024 dan permintaan minyak tanah mengalami penurunan dari 23,1% tahun 2008 menjadi hanya 10,4% ditahun 2024 2. Permintaan energi berdasarkan jenis energi hingga pada tahun 2024 mendatang masih didominasi oleh Minyak Solar dikuti oleh Premium, Listrik, Arang dan LPG sedangkan jika dilihat dari permintaan energi per sektor pemakai didominasi oleh sektor Transportasi, diikuti oleh sektor Rumah Tangga, Komersil dan Industri Ucapan terimakasih Diucapkan terimakasih kepada DP2M Ditjen Dikti yang telah membiayai penelitian ini selama periode 2009-2010. DAFTAR PUSTAKA Anonimus, 2009, LEAP: User Guide for LEAP Version 2008, Stockholm Environtment Institute Anonimus, 2002, Prakiraan Energi Indonesia 2010, Pusat Informasi Energi Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral Badan Pusat Statistik Propinsi NTT, 2007, Nusa Tenggara Timur Dalam Angka 74
  • 75. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Badan Pusat Statistik Propinsi NTT, 2008, Nusa Tenggara Timur Dalam Angka Badan Pusat Statistik Propinsi NTT, 2009, Nusa Tenggara Timur Dalam Angka http://www.bphmigas.go.id/, BPH Migas dan Pertamina Unit Pemasaran V, diakses pada tanggal 19 Desember 2009 Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, 2004, Kebijakan Energi Nasional 2003- 2020, Jakarta Dinas Pertambangan dan Energi Provinsi NTT, 2009, Buku Potensi dan Pengembangan Energi NTT Likadja, Frans James, Analisis Permintaan terhadap Ketersediaan Energi Sektor Rumah Tangga dan Komersil di Provinsi Nusa Tenggara Timur Menggunakan Perangkat Lunak LEAP, Buletin Penelitian dan Pengembangan, Forum Alumni Indonesia Australia Eastern Universities Project (IAEUP) Volume 11, Juli 2010 PT PLN Wilayah NTT, 2009, Statistik PT.PLN wilayah NTT, Kupang Yusgiantoro, Purnomo, 2000, Ekonomi Energi: Teori dan Praktik, Pustaka LP3ES Indonesia. 75
  • 76. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     PENGATURAN BANDWIDTH MENGGUNAKAN METODE HIRACHICAL TOKEN BUCKET (HTB) Marlina Program Studi Teknik Informatika, STIKOM Uyelindo Kupang ABSTRACT From the service provider view, the most important part is he maximum bandwidth each customer can use, so they can sell the rest of the bandwidth to other customer. On the other side, from the customer view, the most important part in Quality of Service is the guarantee for the bandwidth they can use, according to what they pay. HTB is a complete bandwidth manager, which can satisfy both of them. This journal is done to know the relation between queueing rule and their respective parent, total number of the limitation and their respective parent, and priority effect to bandwidth distribution to each customer Keyword: bandwidth, HTB, queue, quality of service Jaringan internet merupakan jaringan antara client terhadap server sebagai provider dan sebaliknya. Kecepatan access penggunaan jaringan internet dipengaruhi oleh besarnya lebar pita (bandwidth) yang digunakan sebagai layer network untuk browsing pada server yang ada. Untuk dapat mengatur bandwidth kepada client tersebut diperlukan sistem pengaturan yang bergantung kepada besarnya bandwidth yang tersedia dan banyaknya client yang menggunakan jaringan internet. Beberapa model antrian dalam pengaturan bandwidth, salah satunya adalah melalui metode Hirachical Token Bucket (HTB) Jurnal internasional : A Framework for Alternate Queuing oleh Kenjiro Cho dalam IEEE INFOCOM, USENIX Annual Technical Conference (No. 98), New Orleans, Louisiana, HTB mengatur dengan cara memberikan batas maksimum dari bandwidth setiap client dan bersifat statis sesuai pengaturannya, selain itu total dari setiap client berada dibawah maksimum bandwidth yang ada. Dengan HTB perioritas dari masing- masing client boleh diatur tidak sama sehingga sangat berguna untuk penentuan prioritas. Permasalahan yang ada bagaimana memanfaatkan metode HTB agar dapat mengatur bandwidth berdasarkan prioritas dan bagaimana mengatur bandwidth berdasarkan limit yang diberikan. Pada banyak kasus prioritas dari setiap client tidak sama misalnya dikantor kecepatan akses untuk direktur lebih besar dibandingkan 76
  • 77. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     karyawan, begitu juga pada universitas tentulah kecepatan akses untuk seorang pimpinan lebih tinggi dari mahasiswa. Adapun tujuan dari penelitian ini: 1. Mengatur bandwidth dengan metode HTB agar kecepatan dari masing- masing client berbeda sesuai dengan prioritas dan limit yang diberikan. 2. Mengetahui penyebab-penyebab yang menyebabkan prioritas dan limit yang diberikan tidak berfungsi 3. Mengetahui akibat yang terjadi jika semua client diberikan prioritas dan limit yang sama Manfaat penelitian Sebagai pembelajaran pengaturan bandwidth pada jaringan dengan menggunakan metode HTB, pada jaringan komputer MATERI DAN METODE HTB termasuk jenis antrian yang berkelas, dimana antrian ini sangat cocok digunakan jika ada beberapa jenis trafik yang harus diperlakukan berbeda. Ketika trafik masuk keantrian berkelas, maka paket tersebut harus dikelompokan lalu dikirim ke subkelas yang diinginkan. Klasifikasi ini menggunakan filter. Setiap subkelas dapat menggunakan disiplin antrian lain. Kebanyakan disiplin antrian berkelas juga membatasi kecepatan transfer data. Hal ini sangat berguna untuk melakukan pengontrolan kecepatan, maupun pengaturan jadwal. Menurut Devera, setiap interface mempunyai satu disiplin antrian utama yang disebut root. Setiap disiplin antrian berkelas mempunyai sebuah filter yang dapat digunakan untuk pengaturan selanjutnya, dimana filter ini mempunyai dua bagian yaitu rate maksimum dan rate minimum. Menurut Pindo (2002), Untuk menggunakan antrian HTB penggunakan filter untuk mengklasifikasikan aliran data digunakan hirarki sebagai berikut: Paket diantrikan dari root qdisc yang merupakan satu-satunya kelas yang akan berhubungan dengan kernel. Paket kemudian dapat diklasifikasikan dengan urutan sbb: 1: ->1:1->1:12->12:->12:2. Paket kemudian diantrikan pada 12:2. Pada contoh ini filter dipasang pada setiap titik dalam pohon diagram, dimana pada setiap titik paket data mengikuti filter yang diberikan hingga mencapai kelas yang diinginkan. Namun bisa saja paket difilter langsung dari 1:->12:2 dalam kasus ini filter yang terpasang pada root langsung mengirimkan paket ke 12:2. 77
  • 78. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Gambar 1. Pembagian hirarki HTB HTB memungkinkan membuat antrian menjadi lebih terstruktur, dengan melakukan pengelompokan- pengelompokan bertingkat. Pada beberapa antrian yang tidak menggunakan HTB maka ada beberapa parameter yang tidak bekerja yaitu prioritas, dan tidak bekerjanya batas atas dan batas bawah bandwidth. HASIL DAN PEMBAHASAN Ujicoba pada jaringan lokal Gambaran rinci topologi jaringan yang digunakan pada ujicoba ini adalah: Gambar 2. Topologi Jaringan Percobaan Penelitian ini menggunakan perangkat keras (hardware) sebagai berikut:  Laptop dengan spesifikasi sebagai berikut: Processor Intel Core Duo, memori 1 GB, harddisk 80 GB dan DVD Drive (dibutuhkan untuk menginstal dari media DVD) sebagai pengatur bandwidth merangkap sebagai web server  Laptop dengan spesifikasi Processor Intel Atom N270, memory 1 GB, harddisk 120 GB sebagai client 1 78
  • 79. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011      Laptop dengan spesifikasi Processor Intel Atom N270, memory 1 GB, harddisk 120 GB sebagai client 2  Laptop dengan spesifikasi Processor Intel Core Duo, Memory 1 GB, harddisk 80 GB sebagai client 3  Switch 10/100 Mbps  Beberapa buah kabel UTP. Pada penelitian ini dialokasikan bandwidth sebesar 400kbps untuk 3 client, di mana masing-masing client bisa mendapatkan maksimal 200kbps. Di antara ketiga client tersebut, memiliki prioritas yang berbeda, yaitu: 1,2, dan 3. Untuk mempermudah pemantauan dan pembuktian, kita akan menggunakan queue tree. Cara paling mudah untuk melakukan queue dengan queue tree, adalah dengan menentukan parameter :  parent (yang harus diisi dengan outgoing-interface),  packet-mark (harus dibuat terlebih dahulu di ip-firewall-mangle),  max-limit (yang merupakan batas kecepatan maksimum), atau dikenal juga dengan MIR (Maximum Information Rate) Ujicoba ini dilakukan dalam beberapa tahap yaitu: 1. Untuk percobaan awal, semua priority diisi angka yang sama: 8, dan parameter limit tidak diisi, maka akan terlihat gambar seperti berikut. Gambar 3. HTB dengan priority yang sama Karena alokasi bandwidth yang tersedia hanya 400kbps, sedangkan total akumulasi ketiga client melebihinya (600 kbps), maka ketiga client akan saling berebut, dan tidak bisa diprediksikan computer mana yang akan menggunakan bandwidth secara penuh dan komputer mana yang tidak mendapatkan bandwidth yang sesuai. 2. Percobaan dengan berbagai prioritas. q1 adalah client dengan prioritas tertinggi, lalu q2 sebagai prioritas kedua dan q3 adalah client dengan prioritas terbawah. Maka hasilnya adalah: 79
  • 80. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Gambar 4. HTB dengan priority yang berbeda Dari hasil di atas, meskipun sekarang q1 sudah memiliki prioritas tertinggi, namun ketiga client masih berebutan bandwidth dan belum terkontrol. 3. Percobaan dengan berbagai penglimitan Penglimitan adalah CIR (Committed Information Rate), merupakan parameter di mana suatu client akan mendapatkan bandwidthnya, apapun kondisi lainnya, selama bandwidthnya memang tersedia. Dimana baik q1, q2 dan q3 dilimit batas minimum 100K dan batas maksimum 200K. Gambar 5. HTB dengan penglimitan Dari hasil diatas terlihat q1 masih tidak mendapatkan bandwidth sesuai dengan CIR-nya. Padahal, karena bandwidth yang tersedia adalah 400kbps, seharusnya mencukupi untuk mensuplai masing-masing client sesuai dengan limitannya. 4. Percobaan menggunakan parent queue, dan menempatkan ketiga client tadi sebagai child queue dari parent queue yang akan kita buat. Pada parent queue, kita cukup memasukkan outgoing-interface pada parameter parent, dan untuk ketiga child, kita mengubah parameter parent menjadi nama parent queue. Pertama-tama, kita belum akan memasukkan nilai max-limit pada parent-queue, dan menghapus semua parameter limitan pada semua client. 80
  • 81. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     Gambar 6. HTB dengan hirarki Tampak pada hasil di atas, karena belum memasukkan nilai maksimum limit pada parent, maka priority pada child pun belum bisa terjaga. Setelah kita memasang parameter maksimum limit pada parent queue, barulah prioritas pada client akan berjalan. Gambar 7. HTB dengan penglimitan secara maksimum Tampak pada hasil diatas, q1 dan q2 mendapatkan bandwidth hampir sebesar maksimum limitnya, sedangkan q3 hampir tidak kebagian bandwidth. Prioritas telah berjalan dengan baik. 5. Percobaan dengan nilai limitan yang sama pada masing-masing client. Nilai limitan ini adalah kecepatan minimal yang akan di dapatkan oleh client, dan tidak akan terganggu oleh client lainnya, seberapa besarpun client lainnya 'menyedot' bandwidth, ataupun berapapun prioritasnya. Semua client dipasang nilai 75kbps sebagai limitan. Gambar 8. HTB dengan limit yang sama Dari Hasil terlihat bahwa q3, yang memiliki prioritas paling bawah, mendapatkan bandwidth sebesar limitannya. q1 yang memiliki 81
  • 82. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011     prioritas tertinggi, bisa mendapatkan bandwidth sebesar maksimum limitnya, sedangkan q2 yang prioritasnya di antara q1 dan q3, bisa mendapatkan bandwidth di atas limitan, tapi tidak mencapai maksimum limit. Pada contoh di atas, semua client akan terjamin mendapatkan bandwidth sebesar limitan, dan jika ada sisa, akan dibagikan hingga jumlah totalnya mencapai max-limit parent, sesuai dengan prioritas masing-masing client. 6. Percobaan dengan jumlah akumulatif dari limitan melebihi maksimum limit parent. Gambar 9. HTB dengan akumulasi limit melebihi limit parent Dari hasil diatas terlihat jika jumlah limitan ketiga client melebihi parent maka prioritas tidak bekerja, total client adalah 600kbps, sedangkan nilai maksimum limit parent hanyalah 400kbps, dan sistem prioritas menjadi tidak bekerja. 7. Percobaan dengan maksimum limit client yang lebih besar dari maksimum limit parent. Gambar 10. HTB dengan maksimum limit client yang lebih dari limit parent Dari hasil diatas terlihat bahwa jika maksimum limit client lebih besar dari maksimum limit parent maka system prioritas tidak bekerja. 8. Percobaan dengan prioritas yang sama. 82
  • 83. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Gambar 11. HTB dengan parent dan perioritas sama Dari hasil terlihat bahwa jika semua client memiliki prioritas yang sama, maka client akan berbagi bandwidth sisa. Tampak pada contoh di bawah ini, semua client mendapatkan bandwidth yang sama, sekitar 130kbps (total 400kbps dibagi 3). SIMPULAN 1. HTB hanya bisa berjalan, apabila rule antrian client berada di bawah setidaknya 1 level parent, setiap antrian client memiliki parameter limitan dan max-limit, dan parent queue harus memiliki besaran max- limit. 2. Prioritas tidak akan berfungsi jika jumlah seluruh limitan client melebihi maksimum limit parent. 3. Jika diberikan prioritas yang sama untuk masing-masing client maka bandwidth yang ada akan dibagikan ke masing-masing client dengan sama. DAFTAR PUSTAKA Kenjiro. Cho. June 1998, A Framework for Alternate Queueing. (Jurnal dalam “Proceedings of IEEE INFOCOM, USENIX Annual Technical Conference (NO 98)”;New Orleans, Louisiana (http:// http://www.usenix.org/publications/library/proceedings/lisa97/failsafe/usenix98/ful l_papers/cho/cho_html/cho.html#Disciplines. Martin Devera. HTB Linux queuing discipline manual user quide Pindo, Michael. 2002. Scheduling Theory, Algorithms and Sysems second edition. 83
  • 84. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   PROTOTIPE SPUL SASANDO TESTER SEBAGAI ALAT PENGUJI LOLOS FUNGSIONAL SPUL SECARA EFEKTIF PADA PRODUKSI SASANDO ELEKTRIK DI EDON SASANDO ELEKTRIK Ali Warsito1 , Lewi Jutomo2 , Muntasir3 1) Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana 2) Jurusan GKM, Fakultas Kesehatan Masyarakat, Universitas Nusa Cendana 3) Jurusan AKK, Fakultas Kesehatan Masyarakat, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT Has been done to build prototipe of spool tester of electrical sasando at industry partners, Edon Sasando elektrik. The goal is to eliminate the risk of functional failure of the spool at a crucial phase at the time of manufacture of the component pick-up or spool sasando which is a transducer that converts vibrations into electrical signals sasando strings.. By designing the hardware and software aspects have acquired a potential initial prototype to be developed. Hardware configuration is done has shown that the handshaking between the modules are well maintained, marked by testing the communication lines between sub modules which provide a good enough response. The limitations of this prototype is obtained is not packed in a package is good, because actually the prototype is not yet final, and can not be used directly in the production process sasando electrically. Keyword : spool sasando tester, electrical sasando, hardware, software, microcontroller, prototype Sasando adalah sebuah alat instrumen musik petik. Instrumen musik ini berasal dari pulau Rote, Nusa Tenggara Timur. Bentuk sasando ada miripnya dengan instrumen petik lainnya seperti gitar, biola, dan kecapi. Bagian utama sasando berbentuk tabung panjang yang biasa terbuat dari bambu. Lalu pada bagian tengah, melingkar dari atas ke bawah diberi ganjalan-ganjalan di mana senar-senar (dawai-dawai) yang direntangkan di tabung, dari atas ke bawah bertumpu. Ganjalan-ganjalan ini memberikan nada yang berbeda-beda kepada setiap petikan senar. Lalu tabung sasando ini ditaruh dalam sebuah wadah yang terbuat dari semacam anyaman daun lontar yang dibuat seperti kipas. Wadah ini merupakan tempat resonansi sasando. Edon Sasando Elektrik sesuai dengan namanya, lebih difokuskan memproduksi Sasando Elektrik yang berbasiskan spul sasando disamping tetap memproduksi sasando tradisional. Spul Sasando merupakan transduser yang mampu mengubah getaran senar sasando menjadi sinyal listrik yang selanjutnya diubah menjadi suara audio, sehingga tidak lagi memerlukan anyaman lontar sebagai ruang resonansi. 84
  • 85. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Proses pembuatan sasando elektrik dari awal pengolahan bahan sampai finishing membutuhkan waktu kurang lebih 25 hari. Ada beberapa tahapan berkaitan dengan pengolahan bahan baku bambu/kayu, pembuatan spul sasando elektrik, pemasangan kawat senar, sekrup besi pengatur, dan lain-lain. Sasando elektrik yang sudah selesai, dapat memproduksi bunyi setelah dihubungkan dengan seperangkat sound system. Sistem multimedia saat ini yang terintegrasi & kompatibel, lebih memudahkan Sasando berinteraksi dengan perangkat musik yang lain dibandingkan dengan sasando tradisional. Kelebihan lainnya, adalah output bunyi yang diproduksi adalah hanya berasal dari getaran senar sasando, tidak seperti sasando tradisional yang ditangkap bunyinya menggunakan microphone yang ditempelkan pada ruang resonansi, memiliki kelemahan yaitu bunyi-bunyi noise gesekan microphone, getaran ruang resonansi serta bunyi dari lingkungan-pun akan tertangkap. Fase yang krusial dan membutuhkan waktu lama adalah pembuatan komponen pick up atau spul sasando yang merupakan transducer penangkap sekaligus pengubah getaran senar sasando menjadi sinyal listrik. Pembuatannya dilakukan secara manual dengan bantuan mesin gerindra, sebagai penggerak putaran dengan tetap memperhatikan proses penggulungan lilitan kawat email sebanyak N lilitan sehingga didapatkan besar resistansi (R) tertentu dalam skala k. Kecepatan rotasi penggulungan yang tidak tepat bisa menyebabkan putusnya kawat email. Ketidakcermatan dalam memperhatikan rapatan kawat lilitan juga dapat menyebabkan kegagalan fungsi spul sekaligus inefisiensi bahan kawat email sehingga terbuang - tidak terpakai lagi. Kontribusi dari penelitian ini adalah adanya penerapan teknologi yang tepat dalam pembuatan pick up atau spul sasando ini akan mampu mengeliminasi aspek krusial fase ini serta mereduksi waktu dan efisiensi perakitan spul yang tepat dalam pembuatan sasando elektrik secara keseluruhan. Tujuan akhirnya adalah peningkatan produksi sasando elektrik per-bulannya. Peralatan teknologi yang dibutuhkan industri mitra untuk fase ini adalah penggulung spul (wire winding) presisi tinggi yang dilengkapi dengan deteksi jumlah lilitan dan atau besar k. Kontribusi teknologi yang ditargetkan dari program Hi-Link Undana ini adalah Spul Sasando tester yang mampu menguji fungsionalitas spul sasando sebelum dikemas secara otomatis. 85
  • 86. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   MATERI DAN METODE Perancangan Konfigurasi Hardware Prototipe Dalam penelitian ini dikembangkan prototipe untuk mengukur resistance/ hambatan spull sasando elektrik berdasarkan jumlah lilitan kawat yang dipakai untuk membuat spull sasando elektrik. Pembuatan prototipe ini menggunakan Mikrokontroler AT89C51, Sensor Optocoupler, Motor Servo dan LCD display. Prinsip dari prototipe ini adalah jumlah putaran yang dihasilkan sama dengan besar hambatan yang dibutuhkan untuk membuat spull. Pada prototipe ini akan ditentukan terlebih dahulu berapa banyak putaran yang memenuhi hambatan yang sesuai untuk spull. Jumlah putaran ini diset pada Mikrokontroler AT89C51 sebagai nilai setpoint sehingga prototipe ini berkerja berdasarkan nilai setpoint tersebut. Konfigurasi interface prototipe ini diperlihatkan dalam bentuk blok diagram pada Gambar 1. Pada Gambar, mikrokontroler AT89C51 digunakan sebagai pengendali dari seluruh rangkaian sistem. Motor Servo dipakai sebagai rotator untuk menggulung kawat. Motor Servo dapat bekerja dengan baik untuk membuat gulungan kawat karena motor ini dapat berputar secara kontinue dan kecepatan putarnya dapat diatur melalui mikrokontroler. Pada Motor Servo dilengkapi dengan sebuah piringan dan piringan ini diberi lubang pada salah satu bagiannya. Pemberian lubang ini bertujuan agar bagian piringan yang berlubang ketika melewati sensor dapat melewatkan cahaya yang akan terdeteksi oleh bagian penerima dari sensor sehingga terjadi perubahan sinyal. Setiap terjadi perubahan sinyal ini yang kemudian akan dihitung sebagai jumlah lilitan. Gambar 1. Blok Diagram Sistem Secara Keseluruhan Sensor yang dipakai pada sistem ini adalah sensor Optocoupler yang prinsip kerjanya berdasarkan perubahan cahaya yang terdeteksi oleh fototransistor. Sensor 86
  • 87. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   ini terdiri dari 2 bagian yaitu transmiter (LED) dan receiver (fototransistor). LED berfungsi sebagai sumber cahaya dan fototransistor berfungsi mendeteksi cahaya yang dipancarkan oleh LED. Bagian fototransistor dapat menghasilkan tingkat tegangan yang berubah-ubah (high dan low) berdasarkan ada tidaknya cahaya yang terdeteksi oleh fototransistor. Dengan prinsip ini dapat dihitung berapa banyak putaran berdasarkan perubahan sinyal pada kaki fototransistor. Pada prototipe ini LCD digunakan sebagai penampil untuk menampilkan jumlah lilitan. Jenis LCD yang dipakai adalah LCD 16 x 2 karakter. Rangkaian Sensor Optocoupler Sensor Optocoupler merupakan gabungan LED infra merah dan fototransistor yang terbungkus menjadi satu chip.Optocoupler digunakan sebagai saklar elektrik, yang bekerja secara otomatis. Optocoupler merupakan komponen penggandeng (coupling) antara rangkaian input dengan rangkaian output yang menggunakan media cahaya (opto) sebagai penghubung. Prinsip kerja sensor Optocoupler adalah ketika ada benda yang berada di antara celah sensornya, maka cahaya yang dikirimkan tidak bisa diterima oleh bagian penerimanya, sehingga menghasilkan tegangan keluaran yang nilainya mendekati VCC, begitu juga sebaliknya, jika tidak ada benda diantara celah sensornya maka akan menghasilkan tegangan keluaran yang nilainya mendekati 0 volt. Prinsip kerja sensor Optocoupler dapat dimanfaatkan untuk menghitung jumlah putaran berdasarkan perubahan sinyal (high dan low) yang dihasilkan oleh sensor yang kemudian dikirimkan kepada Mikrokontroler AT89C51 untuk dihitung jumlah putaranya. Perubahan sinyal dari high ke low atau sebaliknya dari low ke high akan dihitung pada Mikrokontroler AT89C51 sebagai 1 buah putaran. Ketika terjadi perubahan tegangan pada kaki sensor akan memnyebabkan counter pada mikrokontroler bertambah satu. Rangkaian sensor optocoupler yang digunakan pada prototipe ini diperlihatkan pada Gambar 2 . Pada gambar rangkaian di atas dapat lihat bahwa kaki-kaki dari sensor optocoupler dihubungkan masing-masing dengan Vcc dan Ground. Kaki LED dan fototransistor tidak langsung dihubungkan dengan Vcc karena bisa menyebabkan kerusakan sehingga pada rangkaian ini dipakai resistor untuk melindungi LED dan fototransistor. Keluaran dari sensor optocoupler masuk ke komparator LM399 dan dipadukan dengan tegangan dari potensiometer. Kedua tegangan yang masuk pada komparator ini akan menghasilkan ouput tegangan high atau low berdasarkan logika AND. Keluaran dari komparator ini akan masuk ke mikrokontroler melalui kaki P3.4. Pada 87
  • 88. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   rangkaian ini dilengkapi dengan lampu led sebagai indikator untuk menunjukkan apakah tegangan keluaranya berupa sinyal high atau low. Gambar 2. Rangkaian Sensor Optocoupler Perancangan Sistem Minimum Rangkaian Mikrokontroler AT89C51 Rangkaian sistem dari Mikrokontroler AT89C51 terdiri dari rangkaian osilator dan rangkaian power on reset. Rangkaian osilator digunakan untuk membangkitkan clock. Pada rangkaian osilator ini digunakan kristal 12 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. Sedangkan rangkaian power on reset berfungsi untuk menjaga agar pin RST mikrokontroler selalu berlogika rendah pada saat mikrokontroler mengeksekusi program. Mikrokontroler direset pada transisi tegangan tinggi ke tegangan rendah oleh karena itu, pada pin RST dipasang kapasitor 10 uF yang terhubung ke Vcc dan resistor 10 k ke ground yang menjaga RST bernilai 0 saat pengisian kapasitor dan bernilai 1 saat kapasitor penuh. Pada saat sumber tegangan diaktifkan kapasitor terhubung singkat sehingga arus mengalir dari Vcc langsung ke kaki RST sehingga reset berlogika 1, kemudian kapasitor terisi hingga tegangan pada kapasitor sama dengan Vcc pada saat kapasitor penuh. Dengan demikian tegangan reset akan berubah menjadi 0 sehingga kaki RST berlogika 0. Rangkaian minimum sistem Mikrokontroler AT89C51 dapat dilihat pada Gambar 3.3 berikut : 88
  • 89. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Gambar 3. Rangkaian Minimum Mikrokontroler AT89C51 Rangkaian Motor Servo Dalam penelitian ini digunakan Motor Servo sebagai penggerak piringan lilitan. Motor Servo sangat mudah untuk konfigurasikan dengan mikrokontroler sehingga memudahkan dalam pemroraman. Salah satu kehebatan dari Motor Servo yakni gerakan motor yang dapat dikontrol secara halus mulai dari diam sampai cepat sekali. Tergantung dari lama status tingginya. Bahkan jika motor ini dikendalikan dengan mikrokontroler, motor dapat dikontrol untuk mengikuti gerakan sehalus gerakan sebuah potensiometer. Konfigurasi Motor Servo dan mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar 4 di bawah ini : Gambar 4. Konfigurasi Motor Servo dan Mikrokontroler AT89C51 Motor hanya memiliki 3 kabel dalam mengkofigurasikannya dengan mikrokontroler. Kabel warna merah digunakan sebagai sumber tegangan 5 VDC, kabel hitam digunakan sebagai ground dan kabel putih dipakai sebagai kontrol yang dihubungkan dengan kaki P1.0 dari mikrokontroler. Untuk mengontrol putaran motor ini digunakan cara Modulasi Lebar Pulsa. 89
  • 90. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Pada prototipe ini motor servo diberikan lebar pulsa 1,3 ms yang berarti motor berputar ke kiri dengan cepat. Untuk menghentikan putaran motor maka akan diberikan lebar pulsa 1,5 ms. Lebar pulsa ini akan diberikan secara kontinue dan bekerja pada kondisi high yang diselingi dengan pulsa low selama 20ms. Motor dikontol (ON/OFF) berdasarkan nilai setpoint (jumlah putaran). Jika jumlah putaran belum memenuhi setpoint maka akan diberikan pulsa 1,3 ms sehingga motor terus berputar sedangkan jika jumlah putaran sudah memenuhi nilai setpoint maka akan diberikan lebar pulsa 1,5 ms sehingga motor berhemti berputar. Rangkaian LCD 16 x 2 Karakter Pada sistem ini digunAkan LDC 16 x 2 karakter sebagai penampil untuk menampilkan julmah putaran kawat lilitan. Data akan ditampilkan langsung pada layar LCD berdasarkan kontrol dari mikrokontroler. Konfigurasi LCD dan mikrokontroler dapat dilihat pada gambar rangkaian di bawah ini : Gambar 5. Rangkaian Konfigurasi LCD dengan Mikrokotroler AT89C51 Pada gambar diatas dapat dilihat bahwa LCD dikonfigurasikan dengan mikrokontroler melalui kaki port P0.1 sampai P1.7. Hal ini menunjukkan bahwa pengiriman data ke LCD menggunakan komunikasi data 8 bit yaitu bit P0.1 sebagai LSB dan P0.7 sebagai MSB. Pada perancangan ini LCD memiliki 2 pin kontrol untuk mengatur tampilan data pada LCD yaitu pin RS dan pin EN. Pin RS (Register Select) digunakan untuk memberitahukan LCD bahwa ada perintah khusus (membersihkan layar, menentukan letak posisi kursor dan lain-lain) yang dikimimkan ke LCD. Sedangkan pin EN (Enable) digunakan untuk memberitahukan LCD bahwa ada data yang kirimkan ke LCD. Untuk menanpikan data maupun menuliskan perintah pada LCD dapat di atur dengan kedua pin ini. Pada rangkaian LCD ini digunakan sumber tegangan 5 VDC yang diatur oleh 90
  • 91. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   kaki 2 LCD dan LCD juga dihubungkan dengan Ground yang diatur oleh kaki 1 LCD. Untuk mengatur kontras LCD maka digunakan potensiometer yang berukuran 10 kΩ yang dikonfigurasikan dengan kaki 3 dari LCD. Perancangan Perilaku & Sotfware Aspek yang diperhatikan dalam perancangan software adalah inisialisasi sensor optocoupler, mikrokontroler AT 89C51, serta fungsional display LCD. Sementara variabel yang harus diatur adalah menentukan jumlah putaran motor servo – hal ini berkaitan dengan laju putaran motor servo di dalam memutar gulungan kawat email. Cuplikan implementasi dari deskripsi diatas dalam bahasa program adalah sebagai berikut: ;--------------------------------------------------- ;Program Untuk Mengukur Jumlah Putaran Motor Servo ;--------------------------------------------------- ;Definisi Variabel Untuk Operasi Sensor OptoCoupler ;-------------------------------------------------- Sensor Bit P3.4 Ratusan Equ 32H Puluhan Equ 33H Satuan Equ 34H ;-------------------------------------------- ;Definisi Variabel Untuk Operasi LCD Display ;-------------------------------------------- LCD_Port Equ P0 RS Bit P2.6 EN Bit P2.7 ;------------------------------------------- ;Definisi Variabel Untuk Operasi Motor Servo ;------------------------------------------- Motor_Servo Bit P1.0 ;--------------------------- ;Alamat Awal Memulai Program ;--------------------------- Org 00H Ajmp start Org 0BH Ajmp Timer0_Interrupt Reti ;---------------------------------------------- ; Program Utama ;---------------------------------------------- Start : Lcall Init_LCD Lcall Selingan Lcall Init_Timer Lcall Putar_Servo … Ajmp Start ;--------------------------------------------------- ; Rutin Inisialisasi Timer ;--------------------------------------------------- Init_Timer : Mov TMOD,#15H Mov TH0,#64H Mov TL0,#00H Setb EA Setb ET0 Setb TR0 Ret ;--------------------------------- ; Rutin Ukur Pulsa ;--------------------------------- Ukur_Lagi: JB Sensor,$ Inc TL0 JNB Sensor,$ Ajmp Ukur_Lagi Ret ;------------------------------------------- ; Rutin Hitung Jumlah Putaran ;------------------------------------------- Hitung_Jumlah_Putaran : Push Acc Mov A,TL0 Mov B,#100D Div AB Mov Ratusan,A 91
  • 92. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   … Pop Acc Ret ;------------------------------------------- ; Rutin Interrupsi Timer ;------------------------------------------- Timer0_Interrupt : Mov A,TL0 CJNE A,#TH0,Ukur_Lagi Mov A,#100 Setb Motor_Servo Acall Delay15ms_MotorServo Clr Motor_Servo Acall Delay20ms_MotorServo Ajmp Timer0_Interrupt ;--------------------------------------------------- ; Rutin Inisialisasi LCD dan Perintah LCD ;--------------------------------------------------- Init_LCD : Mov R1,#00111000B Lcall Kirim_PerintahToLCD Mov R1,#00001100B Lcall Kirim_PerintahToLCD Mov R1,#00000001B Lcall Kirim_PerintahToLCD … Kirim_PerintahToLCD : Mov LCD_Port,R1 Clr RS … Kirim_DataToLCD : Mov LCD_Port,R1 Clr RS Setb EN … Selingan : Mov DPTR,#Pesan_Jumlah_Putaran Mov R3,#16 Mov R1,#80H … Selingan1 : Clr A Movc A,@A+DPTR Mov R1,A … ;--------------------------------- ; Rutin Putar Servo ;--------------------------------- Putar_Servo : Mov A,#10 Setb Motor_Servo Lcall Delay13ms_MotorServo … ;-------------------------------------------------- ; Rutin Tampil To LCD ;-------------------------------------------------- TampilToLCD : Mov R1,#0C7H Lcall Kirim_PerintahToLCD Mov A,Ratusan Add A,#30H Mov R1,A Lcall Kirim_DataToLCD … ;--------------------------------------------------- ; Rutin Delay Untuk LCD ;--------------------------------------------------- DelayToLCD : Mov R7,#50h DelayToLCD1 : Mov R5,#0ffh DJNZ R5,$ DJNZ R7,DelayToLCD1 Ret ;--------------------------------------------------- ; Rutin Delay Untuk Motor Servo ;--------------------------------------------------- Delay13ms_MotorServo : DJNZ Acc,$ Mov R7,#12 Delay13ms1_MotorServo : Mov R5,#50 DJNz R5,$ DJNZ R7,Delay13ms1_MotorServo Mov R7,#5 DJNZ R7,$ Ret Delay15ms_MotorServo : DJNZ Acc,$ Mov R7,#14 Delay15ms1_MotorServo : Mov R5,#50 DJNz R5,$ … 92
  • 93. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   DB ' Jumlah Putaran : ',0FFH End. HASIL DAN PEMBAHASAN Konfigurasi hardware yang telah dilakukan telah menunjukkan bahwa handshaking antar bagian modul sudah terjalin dengan baik, ditandai dengan pengetesan jalur komunikasi antar sub modul yang memberikan respon cukup baik. Adapun parameter yang telah dapat dipantau sejauh ini adalah kontrol kecepatan telah dapat dilakukan terhadap motor servo, kelajuan yang stabil menunjukkan stabilitas komponen hardware serta adaptifnya program, indikator dari LED yang dengan tepat menunjukkan keadaan / status hardware. Pencangkokan software pada mikrokontroler AT89C51 memanfaatkan DT HiQ telah dilakukan dan program terimplementasi sebagaimana fungsional yang diinginkan. Dalam tahap konfigurasi software tentu memperhatikan spesifikasi hardware yang terpasang baik dalam setting delay time, pembangkitan pulsa dan inisialisasi tipe IC. Tidak serta merta software yang di-cangkok set langsung memberikan respon yang baik, dan testing dilakukan berulang-ulang untuk mendapatkan keadaan yang paling stabil. Keterbatasan yang didapatkan adalah prototipe ini belum dikemas dalam suatu package yang baik, karena sesungguhnya prototipe belum final, dan belum dapat digunakan secara langsung pada proses produksi sasando elektrik. Untuk dapat dicapai sebagai Spul sasando Tester atau Alat penguji lolos fungsional spul secara efektif, harus diketahui secara eksas besar resistansi sesuai dengan diamter/jenis kawat email, sehingga dapat ditetapkan kecepatan rotasi atau laju putaran motor servo serta jumlah putaran idealnya. Dengan konstanta- konstanta tersebut, prototipe akan dapat bekerja otomatis, dimana mikrokontroler akan memberi perintah STOP ketika parameter telah tercapai. 93
  • 94. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Gambar 9. Gambaran prototipe saat proses penggulungan Saat optocoupler mengenai bagian lempeng logam rotator yang berlubang akan terdeteksi jumlah putaran dan dapat langsung ditampilkan di display LCD Logam rotator pada prototipe akan dihubungkan dengan tabung silinder tempat kawat email akan dililitkan sementara gulungan induk kawat email diletakkan sejajar dengan posisi tabung silinder. Koneksi antara logam rotator dengan tabung silinder harus stabil dan fixed, tetapi jika proses penggulungan selesai dengan mudah dapat dicopot. Gambar 9 adalah gambaran prototipe jika bekerja dalam proses penggulungan kawat email. Dalam aplikasi lanjutnya kecepatan putar atau laju putaran motor bisa diatur sesuai dengan pertimbangan diameter (mencerminkan jenis dan kekuatan kawat) serta efisiensi waktu. Pengaturan dapat dilakukan dengan pilihan kecepatan secara hardware dengan menempatkan tombol speed swicth. SIMPULAN Kesimpulan Telah dikonfigurasi prototipe Spul sasando Tester atau Alat penguji lolos fungsional spul, dimana konfigurasi hardware yang dilakukan telah menunjukkan bahwa handshaking antar bagian modul sudah terjalin dengan baik, ditandai dengan pengetesan jalur komunikasi antar sub modul yang memberikan respon cukup baik. Keterbatasan yang didapatkan adalah prototipe ini belum dikemas dalam suatu package yang baik, karena sesungguhnya prototipe belum final, dan belum dapat 94
  • 95. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   digunakan secara langsung pada proses produksi sasando elektrik. Dalam aplikasi lanjutannya laju putaran motor servo penggulung kawat email bisa diatur sesuai dengan pertimbangan diameter (mencerminkan jenis dan kekuatan kawat) serta efisiensi waktu. Pengaturan dapat dilakukan dengan pilihan kecepatan secara hardware dengan menempatkan tombol speed swicth. Saran Perlu juga memperhatikan desain lebih lanjut dari prototipe ini untuk (1) model geometri lilitan yang diaplikasikan dalam tekukan setengah lingkaran, dan (2) testing fungsional bahwa lilitan tidak ada yang terputus di dalam, sehingga dapat dipastikan lolos uji sebelum pemasangan Ucapan Terima Kasih Pada kesempatan ini, kami mengucapkan terima kasih kepada program Hi-Link Undana 2010 yang telah mendanai penelitian ini sebagai bagian dari kegiatan Diversifikasi Peningkatan Kualitas dan Perluasan Pemasaran Produksi Industri Alat Musik Sasando Tradisional dan Elektrik Sebagai Upaya Melestarikan Budaya Lokal melalui DP2M Dikti, terimakasih juga pada Industri Mitra yaitu Edon Sasando Elektrik, dan Lembaga Pemda Mitra yaitu Deperindag Propinsi NTT. 95
  • 96. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   DAFTAR PUSTAKA Budiharto, W dan Firmansyah, S., 2005. Elektronik Digital dan Mikroprosesor. Andi: Jakarta. Curtis, D.J., 1997. Process Control Instrumentation Technology, Fifth Edition, Prentice Hall International Inc. Edon,CD Habel, 2010. Serba-Serbi Sasando, http://sasandoelektrik.com/index_files/Page670.htm Jutomo, L., Muntasir, Warsito,A., Jati, H., 2010. Diversifikasi Peningkatan Kualitas dan Perluasan Pemasaran Produksi Industri Alat Musik Sasando Tradisional dan Elektrik Sebagai Upaya Melestarikan Budaya Lokal. Laporan program Hi-Link Undana 2010. Snell, R., 1999. Web Based Device Monitoring and Control, Intelligent Instrumentation Inc.,Tucson,Az USA. Symon, Keith R,. Mechanics. 3rd ed. Reading,Mass , Addison Wesley, 1971 Tanembaum, A.S., 1996. Computer Networks”, Prentice Hall. Warsito, Ali, 2010. Seputar Sasando 01: Sejarah Alat Musik Tradisional NTT, http://www. kupangntt.wordpress.com/seputar-sasando-01-alat-musik-tradisional-rote-ntt/ Warsito, Ali, 2010. Seputar Sasando 02: Sejarah Sasando Elektrik, http://www. kupangntt.wordpress.com/seputar-sasando-02-sejarah-sasando-elektrik / 96
  • 97. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   SISTEM MONITORING BANJIR MEMANFAATKAN FASILITAS SMS BERBASIS MIKROCONTROLLER AT89C51 Jonshon Tarigan, Bernandus Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT This experiment was conducted to study apparatus design which will be able to do water height measurement and reports the result periodically to an officer. The apparatus is constructed from network microcontroller by using potentiometer and floater, so that water height can be detected through the ADC port of the microcontroller. Result of output is baited to computer and data is delivered through the SMS. SMS will be directly accepted by the hand phone of an officer, when water level at location of monitoring is higher than boundary value, warning wil be delivered automatically by SMS, so that officer can anticipate the situation around location to open the gate or command to evacuate the resident. Results of appliance examination indicate that the peripheral can identify and do the water height measurement automatically. Appliance can be used as prototype self- supporting system to monitoring floods. Keywords: SMS, Floods, monitoring and Censor Pada saat musim hujan yang terjadi di beberapa wilayah Indonesia telah menjadi hancaman yang cukup menakutkan. Karena ketika musim hujan datang, sebagaian besar wilayah akan menjadi tergenang air. Semakin meningkatnya curah hujan maka ketinggian air akan semakin bertambah, sehingga akan mengakibatkan banjir. Kerugian yang ditimbulkan akibat banjir tentu cukup besar karena sebagian besar aset yang dimiliki masing-masing individu akan terendam air. Untuk menekan kerugian tersebut maka masyarakat yang memiliki aset biasanya akan mengungsikan aset dan jiwa yang ada ke wilayah yang aman ketika banjir datang. Untuk melakukan evakuasi tersebut sangat diperlukan sistem monitoring banjir yang cukup praktis dan mudah diakses oleh masyarakat dan pejabat lokal yang berwenang. Mencegah banjir pada saat musim hujan merupakan sesuatu yang masih jauh dari harapan namun yang bisa diupayakan saat ini adalah menekan angka kerugian yang dapat ditimbulkan oleh banjir. Dilatarbelakangi oleh beberapa permasalahan tersebut, maka akan dilakukan perancangan terhadap suatu sistem pengukuran jarak jauh dan peringatan dini banjir yang dapat 97
  • 98. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   diletakkan di wilayah-wilayah sumber banjir serta pemantauan dapat dilakukan dari jarak jauh pada lintasan banjir. Sistem dirancang dengan sangat sederhana agar dapat dengan mudah dioperasikan oleh masyarakat tanpa memerlukan teknisi khusus untuk melakukan pemantauan. Dari latar belakang masalah di atas dapat dirumuskan permasalahan pada perancangan ini yaitu : merancang suatu sistem peringatan dini dan antisipasi banjir untuk wilayah lintasan banjir. Kemudian membuat cara kerja sistem secara spesifik untuk melakukan penanggulangan permasalahan tersebut. Tujuan penelitian ini adalah : Mengaplikasikan sistem telemetri untuk mengetahui ketinggian air secara otomatis dan untuk mengetahui informasi bahaya banjir yang dimonitor oleh komputer dan dikirim melalui pengiriman SMS pada saat ketinggian air melampaui ambang batas yang ditentukan. Manfaat penelitian ini adalah dengan merancang alat ini dapat digunakan untuk monitoring banjir dengan menggunakan komputer dan komputer ini juga menyimpan data ketinggian air setiap saat, kemudian mengirimkan sms kepada penerima. MATERI DAN METODE Peralatan Penelitian Telemetri memberikan kemudahan dalam pengukuran dan pemantauan jarak jauh, telemetri biasanya diterapkan pada pemantauan suhu gunung berapi, pemantauan suhu pada peleburan baja, pemantauan cuaca yang tidak memungkinkan manusia untuk melakukan pengukuran secara langsung pada jarak yang dekat (Sukiswo, 2005). Untuk itu pengolahan awal sinyal yang dipilih akan sangat menentukan kehandalan sistem telemetri tersebut yang ditunjukkan pada gambar 1. Dari gambar 1. di atas dapat dilihat sistem telemetri yang umum dipergunakan untuk berbagai macam sistem pengukuran jarak jauh dan pemantauan. Garis putus-putus menunjukkan bahwa setelah data diterima oleh komputer dan kemudian dikirim melalui handphone. Sistem seperti inilah yang nantinya akan dirancang pada penelitian ini. Sensor yang digunakan pada penelitian ini menggunakan sensor analog dari komponen elektronika yang sederhana yakni potensiometer, dimana dapat berfungsi sebagai pembagi tegangan. As potensiometer dihubungkan dengan perputaran pergeseran tali pelampung dan dihubungkan dengan sumber catu, sehingga titik tengah dari 98
  • 99. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   kaki potensiometer tersebut akan mengeluarkan tegangan yang berubah- ubah sesuai dengan perubahan yang terjadi pada as potensiometer tersebut. Nilai tegangan ini kemudian dihubungkan dengan masukan pada ADC untuk mengubah nilai tegangan analog yang dihasilkan menjadi bentuk hexa kemudian dikonversi menjadi data ketinggian air yang diproses lebih lanjut oleh microcontroller. Untuk mengontrol peralatan dalam penelitian ini digunakan berbasis Mikrocontroller AT89C51 merupakan salah satu jenis mikrokontroler CMOS 8 bit yang memiliki performa yang tinggi dengan disipasi daya yang rendah, cocok dengan produk MCS-51. Kemudian memiliki sistem pemograman kembali Flash Memori 4 Kbyte dengan daya tahan 1000 kali write/erase. Disamping itu terdapat RAM Internal dengan kapasitas 128 x 8 bit. Dan frekuensi pengoperasian hingga 24 MHz. Mikrokontroler ini juga memiliki 32 port I/O yang terbagi menjadi 4 buah port dengan 8 jalur I/O, kemudian terdapat pula Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex, dua timer/counter 16 bit dan sebuah osilator internal dan rangkaian pewaktu. (Putra, A. E, 2006) Dalam melakukan komunikasi serial Mikrocontroller AT89C51 memiliki Universal Asyncronous Receiver Transmimeter (UART). UART berguna untuk mengkonversi Oleh karena itu data dari dan ke serial port harus dikonversikan ke dan dari bentuk paralel untuk bisa digunakan. Menggunakan hardware, hal ini bisa dilakukan oleh Universal Asyncronous Receiver Transmimeter (UART), kelemahannya adalah dibutuhkan software yang menangani register UART yang cukup rumit dibanding pada parallel port. Komunikasi melalui serial port adalah asinkron, yakni sinyal detak tidak dikirim bersama dengan data. Setiap word disinkronkan dengan start bit, dan sebuah clock internal di kedua sisi menjaga bagian data saat pewaktuan (timing) (Sutadi, 2003). Banyak sekali kegunaan LCD dalam perancangan suatu sistem yang menggunakan microcontroller. LCD berfungsi menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi microcontroller. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan microcontroller yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. . LCD yang digunakan pada alat ini adalah LCD M1632, LCD ini merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris 99
  • 100. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   dengan konsumsi daya yang rendah. Modul ini dilengkapi dengan LCD microcontroller HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali. LCD ini mempunyai CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory) dan DDRAM (Display Data Random Access Memory), dan juga memiliki 3 bit kontrol yaitu E yang merupakan input clock, R/W sebagai input untuk memilih read atau write dan RS sebagai register select, juga memiliki 8 bit data yaitu DB0 sampai DB7. Komputer digunakan untuk mencatat data ketinggian air setiap saat dan setelah ketinggian air melewati ambang batas maka akan dikirim sms ke handphone si penerima. Prosedur Kerja Prinsip kerja dari alat monitoring jarak jauh sebagai peringatan dini bahaya banjir melibatkan piranti keras dan piranti lunak. Piranti keras pada sistem antara lain adalah sensor ketinggian air (potensiometer), mikrokontroler, telepon seluler, LCD, dan komputer. Proses perancangan meliputi perancangan piranti keras dan perancangan piranti lunak. Secara garis besar cara kerja sistem yang akan dibuat adalah sebagai berikut: Sensor akan mengukur ketinggian air, oleh mikrokontroler data akan dikirimkan ke LCD untuk ditampilkan sebagai data ketinggian air. Ketika ketinggian sama dengan atau melebihi batas 30 cm maka komputer akan mengirimkan SMS ke handphone pemantau secara otomatis. Dalam periode 5 detik, maka program akan melakukan pengecekan ulang, jika ketinggian masih melebihi batas maka SMS akan terus dikirimkan hingga alat direset atau ketinggian air menurun. Perancangan perangkat keras ini terdiri dari sensor ketinggian air (potensiometer), Mikrocontroller AT89C51. Komunikasi piranti dengan handphone dan penampil LCD 16x2 karakter. Berikut diagram blok lengkap dari sistem pemantauan ketinggian air jarak jauh. Diagram blok pada gambar 2. dapat dijelaskan sebagai berikut : Ketinggian permukaan air yang dideteksi oleh pelampung akan berpengaruh terhadap perputaran potensiometer yang terhubung ke pelampung. Akibat perubahan ini tegangan keluaran (output) dari potensiometer akan berubah mulai dari 0 volt hingga 5 volt. Perubahan tegangan ini seiring dengan perubahan ketinggian permukaan air. Perubahan tegangan ini kemudian dideteksi oleh ADC0 dari Mikrocontroller AT89C51 yang memiliki tegangan refrerensi sebesar 5V. Data 100
  • 101. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   hexa kemudian diubah menjadi data desimal dan ASCII untuk ditampilkan ke LCD. Data ditampilkan ke LCD microcontroller akan mengirimkan data setiap saat ke komputer ketika air melebihi atau sama dengan 30 cm maka akan dikirim SMS ke handphone pemantau yang akan memberi informasi bahaya banjir. Perancangan Perangkat Lunak Diagram Alir sub program sensor untuk pengukuran ketinggian air jarak jauh pada bagian pemancar adalah sebagai berikut: Urutan Program diagram alir pemancar adalah sebagai berikut : 1. Pengubahan data tegangan dari microcontroler 2. Konversi data tegangan menjadi hexa, karena mnggunakan resolusi 10 bit maka data menjadi 0 – 1023 hexa. 3. Konversi data hexa menjadi data ketinggian air.. 4. Menghitung ketinggian, jika ketinggian sama dengan atau lebih dari 30 cm maka program akan berlanjut 5. Mengecek kondisi tidak aman. 6. Mengirimkan SMS “Bahaya!!!Waduk Meluap!” 7. Mengecek kembali setelah 5 menit jika ya akan kembali ke t = 0 untuk mengecek kembali ketinnggian air, jika tidak maka akan kembali ke awal program. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Sistem Rangkaian Sensor Rangkaian sensor yang dipergunakan dalam sistem telemetri ini berupa pelampung yang dihubungkan dengan potensiometer yang akan berubah hambatannya seiring dengan perubahan ketinggian permukaan air, perubahan ini akan mengakibatkan terjadinya perubahan tegangan yang akan dihubungkan langsung pada port ADC (Analog to Digital Converter) kemudian sebagai masukan pada Mikrocontroller AT89C51. Pengujian rangkaian sensor dapat diukur dengan menggunakan multi meter yaitu saat keadaan kenaikan tiap 5 cm maka akan diukur besarnya perubahan tegangan keluarannya. Pengamatan dan pengujian ketinggian permukaan air di sini dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari sensor ketinggian permukaan air yang dimulai dari ketinggian 0 cm – 70 cm. Untuk menampilkan data pada LCD maka pin RS dihubungkan ke port PD.5, pin R/W dihubungkan ke port PD.6 dan pin E dihubungkan ke port PD.7 sedangkan 8 bit datanya (DB0 – DB7) dihubungkan ke port C (PC.0 – PC.7). 101
  • 102. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Perangkat lunak menggunakan program Assembly yang diperlukan untuk mengambil data ketinggian air yang berasal dari sensor, menampilkan data pada LCD, kemudian disimpan oleh komputer setiap saar ketinggian air, pada saat ketinggian air melewati batas yang telah ditentukan maka akan dikirim sms ke handphone petugas. Komputer terhubung dengan mikrokontroler melalui melalui kabel serial Db9, dimana komunikasi yang berlangsung menggunakan standar UART RS232. Pengujian Sistem SMS pada Handphone Pada Sistem ini menggunakan komputer dan handphone sebagai penerima untuk menerima SMS pada saat ketinggian air sudah mencapai 30 cm atau lebih dari 30 cm yang berisi pesan Bahaya Waduk Meluap!!!!. Ketinggian air dapat dilihat dengan mengamati perubahan yang tertera pada LCD. Handphone akan mengirim SMS setiap 5 detik sekali ketika air sudah mulai mencapai 30 cm dan komputer akan mengirimkan sms, ini merupakan pemberitahuan informasi tanda bahaya. Perubahan ketinggian air yang diamati setiap saat dapat memberikan informasi tentang peringatan dini banjir yang disampaikan dan diterima dengan cepat, sehingga dapat mengantisipasi pencegahan secara dini resiko banjir yang dialami. Hasil pengamatan ini ditunjukkan pada tabel 2. Berikut ini : Tabel 2. Data ketinggian air pada LCD Tinggi Kondisi No LCD (Data disimpan di Komputer) SMS Cm 1 0,0 Tidak ada SMS 2 5,0 Tidak ada SMS 3 9,9 Tidak ada SMS 4 15,0 Tidak ada SMS 5 20,1 Tidak ada SMS 6 25,0 Tidak ada SMS 7 29,9 Ada SMS 8 34,9 Ada SMS 9 39,6 Ada SMS 10 44,6 Ada SMS 11 49,4 Ada SMS 12 54,4 Ada SMS 13 59,4 Ada SMS 14 64,3 Ada SMS 15 68,3 Ada SMS Dari tabel 2. dapat dilihat bahwa ketinggian air yang mulai mencapai 30 cm akan mengalami kondisi ada sms dan akan berulang seterusnya setiap 5 detik sekali. SIMPULAN Sistem yang dibangun dengan menggunakan handphone Siemens C35 serta piranti keras adalah sensor ketinggian air (potensiometer), microcontroller, LCD, dan komputer. 102
  • 103. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   dan piranti lunak menggunakan program Assembly untuk melakukan deteksi dini bahaya banjir maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Sistem telemetri ini dapat melakukan pengukuran ketinggian air secara akurat. 2. Komputer menyimpan data-data ketinggian air dari 0-70 cm 3. Piranti akan mengirimkan SMS peringatan bahaya dalam waktu 5 detik sekali jika ketinggian air 30 cm atau lebih. Gambar 1. Sistem Telemetri Gambar 2. Diagram Blok Sistem Microcontroller AT89C51 LCD M1632 Input digital Catu Daya KomputerSensor Ketinggian Air input Output Output Sensor Potensiometer Mikrokontoler LCD SMS KOMPUTER 103
  • 104. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Gambar 3. Diagram alir sub program Pemancar t = 0 t  5 detik (8) t = t + 1 Ya Kirim SMS “bahaya” (7) Tidak Ketinggian >= 30 cm (5) Kondisi Tidak aman (6) t = 0 Konversi menjadi data ketinggian air (3) Tampilan LCD (4) Konversi menjadi data hexa (2) Data tegangan dari potensiometer (1) Mulai t = 0 Tidak ya 104
  • 105. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   DAFTAR PUSTAKA Budiharto, W., dan Rizal, G., 2007, Belajar Sendiri 12 Proyek Mikrokontroler Untuk Pemula, Cetakan kedua, Penerbit Elex Media Komputindo , Jakarta. Istiyanto, J.E, dan Y. Efendy, 2004. Rancangan dan Implementasi Prototipe Sistem Kendali Jarak Jauh Berbasis Mikrokontroler AT89C52 dan SMS GSM, Jurnal Ilmu Dasar, FMIPA Universitas Jember. Khang, B.,2002, Trik Pemrograman Aplikasi Berbasis SMS, Cetakan Pertama, Penerbit Elex Media Komputindo, Jakarta. Misiek, 2002, Siemens Interface, http://www.gsm hacking.com/help/cables/siemens/ index.htm,. Munaf,D.R., 2007, Prinsip Interkoneksi Informasi Dalam Penanganan Bencana Banjir, Jurnal Sosioteknologi, Vol. 10, No. 6 hal : 156 – 160, Jurusan Ilmu Kemanusiaan ITB, Bandung. Pitowarno, E., (2006) Robotika Desain, Kontrol, Dan Kecerdasan Buatan, Edisi I, Penerbit Andi, Yogyakarta Putra, A. E, 2006, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori Dan Aplikasi, Edisi 2, Gava Media: Yogyakarta. Sanjaya, A., 2005, Mengirim SMS dari PC, aryosanjaya@gmail.com Sukiswo, 2005, Perancangan Telemetri Suhu Dengan Modulasi Digital FSK FM, Transmisi, Vol. 10 No. 2, hal : 1 – 8, Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro, Semarang Sutadi, D.,2003, I/O Bus dan Motherboard, Cetakan pertama, Penerbit Andi , Yogyakarta. 105
  • 106. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   UJI AKTIVITAS ANTIKANKER EKSTRAK ETANOL KULIT BUAH JAMBU MENTE (Anacardium occidentale L.) TERHADAP MULTIPLE MYELOMA DENGAN METODE MICROCULTURE TETRAZOLIUM Ermelinda Dheta Meye Jurusan Biologi, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT The research was carried out in order to determine the activity anticancer of cashew nut shell (Anacardium occidentale L.) ethanol extract to multiple myeloma use microculture tetrazolium method..The concentration of cashew nut shell ethanol extract which is used 12.5, 25, 50, 100, 200, 400 μg/mL, The result of this research showed that cashew nut shell ethanol extract has citotoxicity activity to myeloma cells with LC50 = 49,792 μg/mL. The result of this research could be concluded that of cashew nut shell ethanol extract have anticancer activity. Keywords: Cashew, multiple myeloma, microculture tetrazolium Jumlah penderita kanker di Indonesia terus meningkat. Para ilmuwan telah melakukan serangkaian penelitian yang berhubungan dengan faktor-faktor penyebab kanker. Faktor-faktor tersebut meliputi faktor genetik dan faktor lingkungan. Ada 2 kategori perubahan genetik yang menyebabkan kanker yaitu aktivasi proto-oncogens menjadi oncogenes dan aktivasi gen supresor tumor. Faktor-faktor lingkungan penyebab kanker antara lain radiasi (sinar uv, sinar X), radikal bebas, bahan bakar minyak, virus, senyawa-senyawa organik seperti asap rokok dan beberapa polutan lingkungan, substansi kimia yang bersifat karsinogen (nitroso-nor-nicotine, vinyl clorida, benzo(a)pyren, metal, asbes, nikel, cadmium, uranium, benzidine, benzene, pestisida dan pola makan dengan kadar lipid tinggi. Makanan dengan kadar lipid tinggi menjadi faktor pemicu kanker seperti kanker otak dan prostat (Mader, 2006). Selain leukemia, tipe kanker darah lainnya adalah multiple myeloma. Berdasarkan hasil diagnosis, usia rata- rata terjadinya myeloma adalah ± 68 tahun dan hanya 1 % kasus di bawah 40 tahun. (Sagar, 2005). Sampai dengan saat ini penyebab multiple myeloma belum diketahui dengan pasti, tetapi diduga penyebabnya adalah radias Infeksi virus, stimulasi antigen berulangkali dan faktor genetik (Kresno,1996). Diagnosis multiple myeloma dapat ditegakkan dengan 2 kriteria yaitu kriteria mayor dan minor. Kriteria mayor antara lain minimal terdapat 10 % sel plasma dalam sum-sum tulang, lesi osteolitik 106
  • 107. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   atau osteoporosis dan terdapat protein M (monoklonal) dalam serum atau urine. Kriteria minor meliputi anemia, hiperkalsemia dan gangguan fungsi ginjal yang ditandai dengan peningkatan kadar kreatin (Abbas & Lichtman, 2005; Kresno, 1996). Level antibodi (imunoglobulin) pada sel mieloma menurun sehingga tubuh menjadi rentan terhadap infeksi (Sagar, 2005). Pemanfaatan tumbuhan sebagai alternatif pengobatan kanker telah banyak dilakukan akhir-akhir ini. Salah satu tumbuhan yang punya efek antikanker adalah kulit buah jambu mente (Anacardium occidentale L.). Cairan alkil fenol/ cashew nut shell liquid (CNSL) di dalam kulit buah jambu mente mempunyai aktivitas biologis seperti anti-tumor dan anti-oksidan (Cavalcante et al., 2005; Kubo et al., 1993b; Trevisan et al., 2006). CNSL juga mempunyai aktivitas antikanker terhadap sel HeLa (Ola, et al., (2008). Pada umumnya masyarakat di Indonesia termasuk di NTT hanya memanfaatkan buah semu .dan buah jambu mente saja, sedangkan kulit buahnya dibuang setelah diambil buahnya. Oleh karena itu, penelitian tentang aktivitas antikanker kulit buah jambu mente khususnya pada sel mieloma perlu dilakukan untuk menambah informasi ilmiah. Selain itu untuk meningkatkan nilai ekonomis kulit buahnya baik sebagai bahan baku industri (cat, vernis, politur) maupun sebagai senyawa antikanker Untuk mengetahui kemampuan kulit buah jambu mente sebagai agen antikanker dapat dilakukan dengan uji sitotoksisitas. Uji sitotoksisitas merupakan uji invitro yang digunakan untuk mengevaluasi keamanan obat, zat aditif makanan, kosmetik, pestisida dan juga digunakan untuk mendeteksi aktivitas suatu senyawa dengan menggunakan kultur sel. Salah satu metode uji sitotoksisitas adalah MTT (Microculture Tetrazolium). Perhitungan jumlah sel dengan metode MTT berdasarkan aktivitas enzim yang dapat diukur secara kolorimetri (Castell Lechon, 1997; Doyle & Griffiths, 2000). MATERI DAN METODE Bahan Bahan yang digunakan adalah sel mieloma, ekstrak etanol kulit buah jambu mente, Dimetil Sulfoksida (DMSO) 10%, medium RPMI (Rosewell Park Memorial Institute) 1640 (Sigma), medium kultur (penumbuh) RPMI 1640 yang mengandung Fetal Bovin Serum (FBS) 10% (Gibco), fungizon 0,5 % (v/v) (Gibco) dan antibiotik Penisilin- Streptomisin 1% (v/v) (Gibco), phosphate buffered saline (PBS) 20 % 107
  • 108. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   (Sigma), reagen MTT (3-(4,5-dimethyl thiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) 5 mg/mL PBS (Sigma), reagen Stopper yaitu Sodium Dodecyl Sulphate (SDS) 10 % dalam HCl 0,01 N (Merck) dan doxorubicin (Gibco). Alat Alat yang digunakan adalah ekstraktor soxhlet, rotary evaporator, autoclave, cawan porselin, inkubator CO2 (Heraeus), tangki nitrogen cair, tabung conical steril (Nunclone), sentrifuge Sigma 3K12 (B. Braun Biotech International), timbangan analitik (AND GF-2000), timbangan elektrik kapasitas 1200g (Shimadzu), lemari pendingin, vorteks (Genie), laminar air flow cabinet (Nuaire), tissue culture flask (Iwaki), mikropipet (Nichipet ex), blue tip, yellow tip, tabung eppendorf, ELISA reader (Benchmark), 96-well plate (Iwaki), tabung eppendorf, inverted (Axiovert 25) dan kamera digital (Canon). Uji sitotoksisitas dengan metode MTT (Microculture Tetrazolium) Suspensi sel mieloma sebanyak 100 μl dengan kepadatan 3 x 104 sel/100 μl media didistribusikan ke dalam sumuran-sumuran pada 96-well plate dan diinkubasi selama 24 jam. Setelah diinkubasi, ke dalam sumuran dimasukan 100 μl larutan uji pada berbagai seri konsentrasi. Sebagai kontrol positif ditambahkan 100 μl doxorubicin pada berbagai seri konsentrasi ke dalam sumuran yang berisi 100 μl suspensi sel. Sebagai kontrol sel ditambahkan 100 μl medium kultur ke dalam sumuran yang berisi 100 μl suspensi sel dan sebagai kontrol pelarut ditambahkan 100 μl DMSO ke dalam sumuran yang berisi 100 μl suspensi sel dengan delusi yang sesuai dengan delusi konsentrasi larutan uji, kemudian diinkubasi selama 24 jam dalam inkubator dengan aliran 5 % CO2 dan 95 % O2. Pada akhir inkubasi, media kultur dibuang lalu ditambahkan 10 μl larutan MTT (5 mg/mL PBS), kemudian sel diinkubasi selama 3-4 jam. Reaksi MTT dihentikan dengan penambahan reagen stopper SDS (100 μl). Microplate berisi suspensi sel diseker ± 5 menit kemudian dibungkus dengan aluminium foil dan diinkubasi selama 1 malam pada suhu kamar. Hasil pengujian dibaca dengan ELISA reader pada panjang gelombang 595 nm (Ola et al., 2008; Mae et al., 2000). Analisis Data Data yang diperoleh dari hasil pembacaan ELISA reader (λ = 595 nm) berupa absorbansi masing-masing sumuran dikonversikan dalam % kematian sel dengan rumus: Kematian sel (%) = A –B x 100 % C 108
  • 109. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Keterangan : A = OD kontrol sel-OD kontrol media B = OD sampel-OD kontrol media C = OD kontrol - OD kontrol media Persentase kematian sel diubah ke dalam nilai probit, kemudian dibuat hubungan antara log konsentrasi (X) dan nilai probit (Y) sehingga diperoleh persamaan regresi linier untuk menghitung harga LC50 dengan menggunakan analisa probit (Cassaret & Doull, 1971). Selanjutnya data dianalisis dengan ANOVA satu arah untuk mengetahui adanya perbedaan yang signifikan antar kelompok perlakuan. Jika terdapat perbedaan yang nyata, dilanjutkan dengan uji Least Significant Difference (LSD). Kedua uji tersebut dilakukan pada taraf kepercayaan 95 % dengan menggunakan program SPSS 13. HASIL DAN PEMBAHASAN Uji sitotoksisitas dilakukan untuk mendeteksi aktivitas senyawa antikanker yang terkandung di dalam kulit buah jambu mente dengan menggunakan kultur sel. Dalam penelitian ini digunakan sel mieloma (Myeloma cell line). Myeloma cell line menyerupai sel tumor induk, di mana keduanya dapat memproduksi gama globulin (IgG-2b) yang memiliki rantai dimer dan rantai bebas. Waktu pembelahan sel ± 19 jam, menunjukkan karateristik struktur plasma sel dan seperti halnya sel tumor induk berisi virus tipe A. Sel ini menghasilkan 5-6 μg IgG-2b/sel/menit (Anonim, 1983). Metode uji sitotoksisitas yang digunakan adalah metode MTT yang mempunyai beberapa keuntungan yaitu cepat, sensitif, akurat, efektif dan hemat karena beberapa tes dapat dilakukan sekaligus. Uji sitotoksisitas dengan metode MTT didasarkan pada kemampuan enzim dehidrogenase mitokondrial sel yang hidup untuk mereduksi substratnya yaitu garam tetrazolium (MTT) (3-(4,5-dimethyl thiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide). MTT berwarna kuning yang larut air direduksi menjadi formazan berwarna ungu/biru tua yang tidak larut air (Castell & Lechon, 1997; Doyle & Griffiths, 2000). Kristal formazan dapat menembus membran sel dan terakumulasi di dalam sel sehat. Jumlah produk formazan secara langsung proporsional dengan jumlah sel hidup. Formazan intrasel tersebut dapat dilarutkan dengan penambahan SDS (Sodium dodecyl sulphate) 10%. Sel mati mitokondrianya tidak mampu berespirasi sehingga tidak dapat mereduksi reagen MTT. Akibatnya pada sel mati tidak terbentuk formazan yang berwarna ungu, tetapi warnanya tetap kuning (Gambar 1). 109
  • 110. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Gambar 1. Pembentukan kristal formazan pada sel hidup (bars = 100μm) Hasil penelitian menunjukkan bahwa persentase kematian sel mieloma yang diberi perlakuan dengan ekstrak kulit buah jambu mente lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol (tanpa perlakuan). Persentase kematian sel meningkat sejalan dengan peningkatan konsentrasi ekstrak. Hasil uji LSD (ά=0,05) pada uji sitotoksisitas tersebut menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara kelompok kontrol dengan perlakuan (Tabel 1). Hal ini membuktikan bahwa ekstrak kulit buah jambu mente bersifat toksik terhadap sel mieloma. Tabel 1. Persentase kematian sel mieloma dengan perlakuan ekstrak kulit buah jambu mente (Anacardium occidentale L.) Konsentrasi (μg/mL) % Kematian Sel (Metode MTT) 400 83,63a 200 77,81ab 100 61,60bc 50 50,25cd 25 37,60d 12,5 31,70d 0 0f Angka yang diikuti dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata (ά=0,05) Hasil konversi persentase kematian sel ke dalam tabel probit selanjutnya dibuat grafik regresi linier untuk menghitung LC50. LC50 adalah konsentrasi yang dapat menimbulkan kematian pada 50 % populasi pada sel yang sama dalam waktu tertentu dan kondisi percobaan yang sesuai. LC50 digunakan sebagai parameter untuk mengevaluasi potensi sitotoksisitas sampel uji terhadap sel mieloma. Pada gambar 2 dapat dilihat bahwa grafik yang terbentuk adalah linier. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi ekstrak, maka semakin besar juga persentase kematian sel mieloma. Nilai LC50 pada uji sitotoksisitas tersebut adalah 49,792 μg/mL dan angka tersebut mendekati konsentrasi 50 μg/mL. Menurut Meyer et al., (1982), suatu senyawa bersifat sitotoksik bila LC50 lebih kecil dari 1000 Sel hidup Sel mati 110
  • 111. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   μg/mL, Jadi, semakin kecil nilai LC50 maka tingkat ketoksikan suatu senyawa semakin besar. y =0,9956x +3,3103 R2 =0,9751 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 LOGKONSENTRASI  g/ml) PROBIT Gambar 2. Grafik regresi linier hasil uji sitotoksisitas ekstrak etanol kulit buah jambu mente Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa ekstrak etanol kulit buah jambu mente bersifat toksik terhadap sel mieloma. Senyawa aktif yang diduga berperan dalam aksi sitotoksisitas adalah komponen fenol yaitu asam anakardat, kardanol dan kardol (Ola et al., 2008). Hal ini didukung oleh penelitian Trevisan et al., (2005) yang menyatakan komponen fenol di dalam cairan kulit buah jambu mente juga mempunyai kapasitas sebagai antioksidan. Antioksidan mempunyai kemampuan menghambat reaksi oksidasi oleh radikal bebas yang menjadi salah satu pemicu penyakit kanker. Berdasarkan penelitian Kubo et al., (1993b), komponen fenol yang terdapat di dalam buah semu, buah dan cairan kulit buah jambu mente mempunyai gugus alkyl yang panjang (C15) dengan lebih dari 3 ikatan ganda pada rantai samping. Hal inilah yang diduga dapat meningkatkan aktivitas sitotoksisitasnya. Komponen fenol tersebut juga dapat menginduksi kematian sel kanker (apoptosis). Apoptosis merupakan salah cara yang efisien dalam proses kemoterapi kanker. Proses apoptosis diawali dengan terkondensasinya kromatin di dalam nukleus menjadi suatu masa yang padat dan DNA terfragmentasi kemudian sitoplasmanya menyusut. Selanjutnya terjadi pelekukan (blebbing) pada membran sel. Organel sel dan DNA yang telah terfragmentasi menyebar menuju ke lekukan-lekukan membran sel membentuk badan apoptosis yang akan difagosit oleh makrofag (Rang et al., 2003). Untuk mengevaluasi keberhasilan uji sitotoksisitas, maka digunakan pembanding sebagai kontrol positif yaitu doxorubicin. Doxorubicin secara medis digunakan sebagai obat kanker. Pada Tabel 2 berikut ini, terlihat bahwa kematian sel mieloma akibat pemberian doxorubicin dimulai pada konsentrasi 3,125 μg/mL dengan persentase kematian sebesar 30,21 %. Persentase kematian sel mieloma meningkat terus sampai dengan 111
  • 112. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   konsentrasi tertinggi yaitu 100 μg/mL sebesar 78,08 %. Hal ini dapat dibuktikan dengan grafik regresi yang berbentuk linier (Gambar 3). Hasil uji ANAVA (ά=0,05) adalah signifikan, tetapi hasil uji LSD menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan nyata antara konsentrasi 100 dan 50 μg/mL serta 12, 5 dan 6,25 μg/mL. Sedangkan antara konsentrasi lainnya terdapat perbedaan yang nyata. Tabel 2. Persentase kematian sel mieloma dengan perlakuan doxorubicin Konsentrasi (μg/mL) % Kematian Sel (Metode MTT) 100 78,08a 50 73,93a 25 63,55b 12,5 50,86c 6,25 44,98c 3,125 30,21d 0 0e Angka yang diikuti dengan huruf yang sama tidak berbeda nyata (ά=0,05) y = 0,8732x + 4,0441 R2 = 0,9804 0 1 2 3 4 5 6 7 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 LOG KONSENTRASI (g/ml) PROBIT Gambar 3. Grafik regresi linier hasil uji sitotoksisitas dengan doxorubicin Aksi sitotoksik doxorubicin antara lain dengan mengikat DNA dan menghambat sintesis DNA maupun RNA. Selain itu juga menghambat aktivitas enzim topoisomerase II dengan cara membentuk kompleks dengan DNA. Enzim topoisomerase II adalah enzim yang mampu berikatan dengan DNA untuk membuka rantai ganda DNA. Terbentuknya kompleks DNA- topoisomerase II menyebabkan terganggunya kerja enzim sehingga merusak DNA yang dapat memicu terjadinya apoptosis. Doxorubicin juga dapat menginduksi terbentuknya radikal bebas yaitu reactive oxigen species (ROS) yang akan menginisiasi serangkaian reaksi yang merusak struktur sel sehingga sel mengalami kematian (Govaze et al., 2001; Rang et al., 2003). Berdasarkan hasil perhitungan, LC50 pada uji sitotoksisitas dengan doxorubicin adalah 12,436 μg/mL. Nilai LC50 tersebut lebih kecil jika dibandingkan dengan perlakuan dengan ekstrak yaitu 49.792 μg/mL. Namun hasil penelitian ini telah membuktikan bahwa ekstrak etanol kulit buah jambu mente berpotensi dikembangkan sebagai senyawa antikanker. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan mengisolasi komponen fenol dan diujikan pada sel mieloma atau sel kanker 112
  • 113. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   lainnya untuk melihat efek sitotoksiknya pada konsentrasi yang lebih kecil. SIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa ekstrak etanol kulit buah jambu mente (Anacardium occidentale L.) mempunyai aktivitas sitotoksisitas terhadap sel mieloma dengan LC50 sebesar 49.792 μg/mL sehingga berpotensi dikembangkan sebagai salah satu senyawa antikanker. 113
  • 114. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   DAFTAR PUSTAKA Anonim. 1983. American Type Culture Collection Catlog of Strain II. 4th edition. Liss.Inc., New York. Abbas, A. K., and A. H. Lichtman. 2005. Celluler and Molecular Immunology. 5th edition. Elsevier Inc., Saunders. USA. Castell, J. V., and M. J., Lechon. 1997. Invitro Methods in Pharmaceutical Research. Academic Press, London. Cavalcante, A. A. M., G. Rubensam, B. Erdtmann, M. Brendel, J. A. P. Henriques., 2005. Cashew (Anacardium occidentale) Apple Juice Lowers Mutagenicity of Aflatoxin B1 in S. typgimurium TA102. J. Genet. Mol. Biol. 28 (2): 1415-4757 Doyle, A., dan J. B. Griffiths., 2000. Cell and Tissue Culture for Medical Research. John Wiley and Sonc Inc., New York. Govaze, V. R.,, M. E. Mirautt, S. P. Carpentier, R. Salvaire, T. Levade, N. A. Abadie., 2001. Glutathione Oxidase-I Overexpression Prevents Ceramide Production and Partially Inhibits Apoptosis in Doxorubicin Treated Human Breast Carcinoma Cells. J. Mol. Pharmacol. 60 (3): 488-496 Kresno, S. B., 1996. Imunologi; Diagnosis dan Prosedur Laboratorium. Penerbit Fakultas Kedokteran, Universitas Indonesia. Jakarta. Kubo, I., M. Ochi, P. C. Vieira and S. Komatsu., 1993b. Antitumor Agens from the Cashew (Anacardium occidentale) Apple Juice. J. Agric. Food Chem. 41: 1012-1015. Mader, S. S., 2006. Human Biology. 9th ed. McGraw-Hill Companies, Inc., New York. Meyer, , B. N., N. R. Ferrigni, J. E. Putnam, L. B. Jacobsen, D. E. Nichols, J. L. McLaughlin., 1982. Brine Shrimp; A Convinient General Bioassay for Active Plant Constituent. Planta Med. 45: 31-34 Ola, A. R. B., Ikawati, Z., Sismindari, E. D. Meye, B. D. Tawa., 2008. Identifikasi Molekuler dan Aktivitas Antikanker Alkil Fenol Dari Minyak Kulit Buah Jambu Mete (Anacardium occidentale, L.) Asal Pulau Timor. J. Farmasi Indonesia. 19 (3): 142-143 Rang, H. P., M. M. Dole, J. M. Ritter, P. K. Moore., 2003. Pharmacology. 5th ed. Churcill Livingstone, New York. Sagar, L., 2005. Intro to Myeloma, http://www Multiple Myeloma, org/, diakses 7 April 2008 Trevisan, M. T. S., B. Pfundstein, R. Haubner, G. Wurtele, B. Spiegelhalder. H, Bartsch, R. W. Owen., 2006. Characterization of Alkyl Phenols in Chasew (Anacardium occidentale) Products and Assay of Their Antioxidant Capacity. J. Food Toxy. 44: 188-197 114
  • 115. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   VALIDASI ATURAN SISTEM PAKAR DIAGNOSIS KERUSAKAN HANDPHONE Sebastianus Adi Santoso Mola Jurusan Ilmu Komputer, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana ABSTRACT This research is intended to ensure the reliability of expert system in problem solving by checking against the rules. There are two kinds of checking of expert system rules: rules consistency checking and rules completeness checking. Consistency checking ensures rules do not subsumed, not contradictory and do not refer to each other. Completeness checking guarantees every rule and clauses can be achieved and have the correct attribute value. The entire process of checking these rules ensure the validation of each rule in an expert system. Keywords: expert system, rules consistency checking, rules completeness checking Sistem pakar merupakan program komputer yang memiliki derajat kepakaran tertentu dalam pemecahan masalah pada domain permasalahan tertentu yang dapat dibandingkan dengan kepakaran manusia [Ignizio, 1991]. Lebih jauh lagi, sistem pakar bahkan dapat dianggap sebagai sebuah model dan prosedur-prosedur yang memperlihatkan kepakaran dalam memecahkan persoalan tertentu. Dalam sistem pakar bebasis aturan, pengetahuan yang merepresentasikan kepakaran disimpan dalam aturan-aturan. Aturan-aturan tersebut disimpan dalam sebuah basis pengetahuan yang dapat saja disimpan dalam sebuah basis data yang selain memuat premis dan konklusi juga memuat aturan yang menghubungkan premis dan konklusi tersebut. Sistem pakar diagnosis kerusakan handphone [Mola, 2010] memperlihatkan penggunaan basis pengetahuan sebagai bagian vital dalam pengembangan sebuah sistem pakar. Basis pengetahuan ini memuat data tipe handphone, data gejala, data solusi dan data aturan. Data aturan merangkai data gejala sebagai premis aturan dan data solusi sebagai konklusi aturan untuk setiap jenis handphone. Basis pengetahuan ini disimpan dalam bentuk sebuah basis data dan setiap jenis data (tipe handphone, hejala dan solusi) maupun data aturan dimanifestasikan dalam bentuk tabel database. Basis pengetahuan dari sistem pakar ini dirangkai dari relasi antartabel yang memperlihatkan kontribusi dari setiap data gejala dan solusi dalam membentuk pengetahuan yang berupa aturan pada basis data. 115
  • 116. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Penelitian ini merupakan kelanjutan dari penelitian sebelumnya [Mola, 2010] dimana dalam penelitian ini digunakan basis pengetahuan yang sama dengan penelitian sebelumnya. Penelitian ini bertujuan untuk menyediakan sarana validasi aturan bagi system pakar diagnosis kerusakan handphone untuk menjamin pengetahuan yang disimpan dalam basis pengetahuan selalu valid walaupun terjadi perubahan basis pengetahuan baik berupa penambahan pengetahuan baru (jenis handphone baru, jenis kerusakan baru) maupun perubahan pengetahuan yang sudah ada (pembeharuan pengetahuan). MATERI DAN METODE Validasi dalam sistem berbasis aturan mencakup 2 macam pengecekan [Ignizio, 1991] yakni pengecekan konsistensi dan pengecekan kelengkapan. Pengecekan konsistensi meliputi: pengecekan akan adanya redundant rules, conflicting rules, subsumed rules, unnecessary premise clauses, dan circular rules. Pengecekan kelengkapan meliputi: unreferenced attribute values, illegal attribute values, unachievable intermediate conclusions, unachievable final conclusions, or goals, dan unachievable premises. Pengecekan Konsistensi Apabila bagian konklusi aturan 1 adalah bagian dari konklusi aturan 2 (C(1)  C(2)) sedangkan keduanya memiliki klausa premis yang sama (P(1) = P(2)) maka aturan 1 disebut aturan yang berlebihan (redundant). Aturan 1 disebut sebagai aturan yang redundant jika terdapat aturan 2 apabila: {P(1) = P(2)} AND {C(1)  C(2)}…..(1) Contohnya: Aturan 1: IF A = X AND B = Y THEN C = Z Aturan 2: IF A = X AND B = Y THEN C = Z AND D = W. Dua aturan dikatakan saling bertentangan (conflict) apabila memiliki klausa premis yang sama (P(1) = P(2)) namun mempunyai konklusi yang berbeda C(1) ≠ C(2)). Misalnya: Aturan 1: IF A = X AND B = Y THEN C = Z Aturan 2: IF A = X AND B = Y THEN C = W. Pada contoh tersebut aturan 1 dan 2 memiliki premis yang sama namun konklusinya berbeda. Secara formal, aturan 1 dikatakan bertentangan dengan aturan 2 apabila: {P(1) = P(2)} AND {C(1) ≠ C(2)}….(2). Sebuah aturan dikatakan tercakup/termasuk (subsumed) dalam aturan lain jika kedua aturan tersebut memiliki konklusi yang sama (C(1) = 116
  • 117. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   C(2)) namun aturan pertama memiliki klausa premis tambahan (Ignizio, 1991). Pada contoh berikut ini aturan 1 termasuk dalam aturan 2: Aturan 1: IF A = X AND B = Y THEN C = Z Aturan 2: IF A = X THEN C = Z Aturan 1 tercakup dalam aturan 2 apabila: {C(1) = C(2)} AND {P(1)  P(2)}….(3). Pengecekan unnecessary premise dilakukan untuk mengetahui adanya aturan-aturan yang menghasilkan konklusi yang sama namun memiliki sebagian premis yang bertentangan (Ignizio, 1991). Misalkan terdapat dua aturan berikut: Aturan 1: IF A = X AND B = Y THEN C = Z Aturan 2: IF A = X AND NOT B = Y THEN C = Z. Klausa premis B = Y pada aturan 1 dan NOT B = Y pada aturan 2 dapat diabaikan karena saling bertentangan. Konklusi dapat tercapai tanpa memertimbangkan nilai dari atribut B. Aturan 1 dan 2 memiliki klausa premis yang tidak diperlukan apabila (Ignizio, 1991): {C(1) = C(2)} AND {some P(1) conflict with some P(2)}…………………..(4). Beberapa aturan dikatakan merupakan circular rules jika penalaran dari aturan-aturan ini menghasilkan loop atau cycle (Ignizio, 1991). Hal ini dapat dilihat pada contoh aturan berikut: Aturan 1: IF A = X THEN B = Y Aturan 2: IF B = Y AND C = Z THEN DECISION = YES Aturan 3: IF DECISION = YES THEN A = X dimana ketiga aturan ini akan membentuk loop (aturan 1  aturan 2  aturan 3  aturan 1, aturan 2  aturan 3  aturan 1  aturan 2, aturan 3  aturan 1  aturan 2  aturan 3). Proses pengecekan unreferenced attribute values merupakan pengecekan nilai suatu nilai atribut namun tidak pernah digunakan dalam aturan. Contohnya, nilai atribut sebuah premis dibedakan menjadi 3 yakni tinggi, sedang dan rendah, dan terdapat 2 aturan dalam pengetahuannya yaitu: aturan 1: IF ketertarikan tinggi THEN investasi dalam saham aturan 2: IF ketertarikan rendah THEN investasi dalam barang. Dari kedua aturan tersebut, nilai referensi sedang tidak pernah digunakan. Hal ini berarti bahwa mungkin ada premis yang hilang, ada aturan yang hilang, atau atribut referensi sedang harus dibuang dari daftar atribut referensi. Pengecekan illegal attribute values dapat dilakukan dengan mencocokan nilai atribut setiap aturan dengan nilai referensinya. Jika ada nilai 117
  • 118. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   atribut yang tidak ada referensinya maka nilai atribut tersebut ilegal. Seperti pada contoh sebelumnya, jika terdapat: aturan 3: IF ketertarikan tinggi AND inflasi ting THEN investasi pada emas maka aturan ini mempunyai nilai atribut ting yang tidak mempunyai referensi (ilegal). Jika sebuah aturan mempunyai konklusi intermediate dan konklusi dari aturan tersebut tidak terdapat pada premis aturan lain maka aturan tersebut dikatakan memiliki unachievable intermediate conclusion. Sebuah goal akhir (final conclusion) dikatakan tidak dapat dicapai (unachievable) jika: 1. tidak ada query untuk premis dari goal tersebut 2. dan premis dari goal tersebut tidak berasal dari goal aturan lain. Sebuah premis aturan (rule premise) dikatakan tidak dapat dicapai (unachievable) jika: 1. tidak ada query untuk premis tersebut 2. dan premis dari goal tersebut tidak berasal dari goal aturan lain. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengecekan Redundant Rules Tidak ditemukan adanya aturan yang berlebih pada sistem ini. Hal ini berarti tidak ada aturan-aturan pada sistem ini yang memiliki premis yang sama namun menghasilkan konklusi yang saling mencakup satu sama lain. Hasil pengecekan aturan-aturan berlebih dapat dilihat pada gambar 1. Gambar 1. Hasil pengecekan aturan- aturan berlebih Pengecekan Conflicting Rules Pengecekan aturan-aturan yang bertentangan pada sistem pakar ini menghasilkan kesimpulan bahwa terdapat 2 aturan yang saling bertentangan. Aturan-aturan itu adalah aturan ATR017 dan ATR018 untuk jenis kerusakan RSK01 (HP tidak dapat hidup/HP mati) untuk handphone seri 33XX. Aturan ATR017 memiliki premis yang sama dengan ATR018 namun kedua aturan ini memliki solusi yang berbeda yakni ATR017 memilki solusi SLS017 dan ATR018 memilki solusi SLS018. Gambar 3 memperlihatkan hasil pengecekan aturan-aturan yang bertentangan. 118
  • 119. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Gambar 2. Hasil pengecekan aturan- aturan yang saling bertentangan Pengecekan Subsumed Rules Aturan-aturan yang saling mencakup ini dapat dicek dengan memilih opsi subsumed rules. Hasil pengecekan memperlihatkan bahwa aturan ATR015 mencakup aturan ATR019. Hal ini dibuktikan dengan premis dari aturan ATR015 mencakup premis dari aturan ATR019 sedangkan keduanya memeliki solusi yang sama yakni SLS019. Kedua aturan ini terdapat pada jenis kerusakan RSK01 untuk tipe handphone 33XX. Gambar 3. Hasil pengecekan aturan- aturan yang saling mencakup Pengecekan Unnecessary Premis Clausa Hasil yang diperoleh setelah dilakukan pengecekan dengan fasilitas ini adalah bahwa premis GJL021 pada aturan ATR003 dan ATR025 merupakan gejala/klausa yang tidak diperlukan dalam pembentukan premis pada aturan ATR003 dan ATR025. Kondisi saling bertentangan dari klausa premis pada kedua aturan ini menyebabkan hal tersebut. Pada premis aturan ATR003 terdapat klausa NGJL021 sedangkan pada ATR025 terdapat klausa YGJL021. Kedua klausa ini saling bertentangan karena yang satu menuntut perpenuhinya gejala GJL021 sedangkan yang lain meningkarinya. Gambar 4 memperlihatkan hasil pengecekannya. Gambar 4. Hasil pengecekan klausa premis yang tidak diperlukan Pengecekan Circular Rules Pengecekan circilar rules tidak menunjukan adanya aturan-aturan pada sistem ini yang saling merujuk satu sama lain. Hasilnya dapat dilihat pada gambar 5. 119
  • 120. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   Gambar 5. Hasil pengecekan circular rules Pengecekan Unachivable Premis Hasil yang sama dengan pengecekan circular rules ketika dilakukan pengecekan pengecekan premis-premis yang tidak terjangkau. Artinya, semua premis dalam sistem ini menjadi bagian dari aturan. Gambar 6. Hasil pengecekan premis yang tidak terjangkau Pengecekan Unachivable Goals Hasil pengecekan membutikan bahwa semua solusi yang ada pada sistem pakar ini dapat dicapai melalui aturan- aturan dari sistem. Gambar 7 memperlihatkan hasil pengecekannya. Gambar 7. Hasil pengecekan unachivable goals Pengecekan Unachievable Intermediate Goals Pengecekan unachievable intermediate goals tidak menemukan adanya intermediate goals yang tidak dapat dijangkau. Hal ini disebabkan oleh tidak digunakannya intermediate golas pada sistem ini. Semua goals yang digunakan merupakan solusi final atas kerusakan handphone. Hasil pengecekan ini terdapat pada gambar 8. Gambar 8. Hasil pengecekan unachievable intermediate goals Pengecekan Unachievable Attribute Value dan Illegal Attribute Value Untuk kedua pengecekan ini tidak ditemukannya nilai atribut yang tidak dapat dijangkau maupun nilai atribut 120
  • 121. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   yang ilegal. Dalam sistem pakar ini, tidak digunakannya nilai atribut yang bukan merupakan fungsi fuzzy. Gambar 9, dan gambar 10 menunjukkan hasil kedua pengecekan ini. Gambar 9. Hasil pengecekan unachievable attribute value Gambar 10. Hasil pengecekan illegal attribute value SIMPULAN Sistem pakar deteksi kerusakan handphone merupakan sistem pakar berbasis aturan dimana pengetahuan dari sistem ini disajikan dalam bentuk aturan- aturan. Implementasi basis pengetahuan ini diwujudkan dalam bentuk basis data. Setiap elemen pengetahuan baik tipe handphone, jenis kerusakan, gejala, solusi dan aturan disajikan dalam bentuk tabel dan relasi antartabel. Untuk menjamin kehandalan dari sistem pakar ini, dibuatlah sebuah fasilitas pengecekan konsistensi dan kelengkapan aturan. Hal ini dimaksudkan agar setiap aturan memiliki kontribusi yang unik dalam basis pengetahuan sistem. Selain itu, setiap klausa pembentuk aturan harus dijamin digunakan dalam minimal satu aturan. Pengecekan kelengkapan aturan berfungsi untuk meminimalisir kekurangan pengetahuan dalam inferensi karena tidak diikutkannya sebuah aturan dalam inferensi akibat dari tidak terpicunya aturan tersebut karena kesalahan referensi nilai atribut. Dari hasil pengecekan pada basis pengetahuan dari sistem pakar ini diperoleh hasil sebagai berikut: pengecekan konsistensi aturan berhasil untuk semua jenis pengecekan konsistensi, pengecekan kelengkapan aturan untuk unachievable intermediate goals, unachievable attribute value, dan illegal attribute value tidak dapat memberikan hasil karena tidak digunakannya intermediate goals dalam sistem pakar dan nilai atribut dari setiap klausa tidak disajikan dalam variabel lingistik yang bersifat fuzzy. Untuk dapat mengecek kelengkapan aturan pada jenis 121
  • 122. Jurnal MIPA FST UNDANA, Volume 10, Nomor 1A, April 2011   pengecekan unachievable intermediate goals, unachievable attribute value, dan illegal attribute value maka sistem pakar ini dapat dikembangkan sehingga nilai klausa yang dapat diterima tidak hanya berupa nilai crisp namun juga fuzzy. DAFTAR PUSTAKA Arman, M., Djanis Budi. 2004. Cara Praktis Mamperbaiki Ponsel. Gava Media. Yogyakarta. Donel, Hendri. 2005. Kupas Tuntas Hardware handphone. Penerbit Vyctoria. Semarang. Giarratano, Joseph. 1993. Expert System, Principle and Programming, Second Edition. PWS-Kent Publishing Company, Boston. Ignizio, James P. 1991. Introduction to Expert System, The Development and Implementation of Rule-Based Expert System. McGraw-Hill, Inc. New York. Mola, Sebastianus A.S., 2010., Implementasi Backward Baseline Chaining pada Sistem Pakar Diagnosis Kerusakan Handphone, Jurnal MIPA Undana volume 8 nomor 1, April 2010 ISSN 0216-583XX. Mulyanta, Edi S. 2005. Kupas Tuntas Telepon Seluler Anda. Penerbit Andi. Yogyakarta. Turban, Efraim and Jay E. Aronson. 2000. Decision Support Systems and Intelligent Systems. Prentice Hall Inc. New Jersey. 122

×