tranduser Fotoelektrik - Panel Surya

Pengertian Tranduser dan Sensor 

Transduser berasal dari kata “traducere” dalam bahasa Latin yang berarti mengubah. Sehingga transduserdapat didefinisikan sebagai suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain.
William D.C, (1993), mengatakan transduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya”. Transmisi energi ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal (panas).
Bagian masukan dari transduser disebut “sensor”, karena bagian ini dapat mengindera suatu kuantitas fisik tertentu dan mengubahnya menjadi bentuk energi yang lain.



Gambar 11. Gambaran Umum Masukan–Keluaran Transduser

Dari sisi pola aktivasinya, transduser dapat dibagi menjadi dua, yaitu:
a. Tranduser pasif, yaitu tranduser yang dapat kerja bila mendapat energi tambahan dari luar.
b. Transduser aktif, yaitu transduser yang bekerja tanpa tambahan energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri.

Untuk jenis transduser pertama, contohnya adalah thermistor. Untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik yaitu tegangan listrik, maka thermistor harus dialiri arus listrik. Ketika hambatan thermistor berubah karena pengaruh panas, maka tegangan listrik dari thermistor juga berubah. Adapun contoh untuk transduser jenis yang kedua adalah termokopel. Ketika menerima panas, termokopel langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa membutuhkan energi dari luar.

Sensor merupakan peralatan yang digunakan untuk mengubah besaran fisis tertentu menjadi besaran listrik equivalent yang siap untuk dikondisikan ke elemen berikutnya.

Sensor dapat kita analogikan sebagai sepasang mata manusia yang bertugas membaca atau mendeteksi data/ informasi yang ada di sekitar.

Macam-macam sensor

Ø SENSOR CAHAYA

§ Light dependent Resistant (LDR)

§ Photodioda

§ Phototransistor

Ø SENSOR THERMAL

§ Thermocoupel, IC LM-35, Thermistor, Resistant Temperatur Detector (RTD)

Ø SENSOR MEKANIK,/PERPINDAHAN/DISPLACEMENT

§ Potensiometer, piezoelectric

Ø SENSOR SUARA

§ Microphone

Ø Dan masih banyak lagi.

Yang digunakan dalam robot “Line Tracer” ini adalah hanya sensor cahaya saja. Demikian akan kita bahas bagaimana kinerja sensor cahaya tersebut:

Light Dependent Resistant ( LDR )

ü Resistor yang LDR tersusun atas bahan semikonduktor dan memiliki karakteristik nilai tahanan tergantung dengan intensitas cahaya yang diterimanya.

ü Semakin tinggi intensitas cahaya yang mengenai LDR, resitansinya semakin mengecil, begitu pula sebaliknya.

Gambar Rangkaian SENSOR dengan menngunakan LDR.

Photodioda

ü Komponen ini akan mengubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra red memjadi sinyal listrik ( dalam hal ini arus listrik ).

ü Merupakan sambungan dioda PN yang memiliki kepekaan terhadap radiasi gelombang Elektromagnetik (EM) ketika jatuh pada sambungan.

ü Dikarenakan sambungan PN sangatlah kecil, dibutuhkan lensa untuk memfokuskan radiasi yang datang agar mendapatkan respon yang baik.

ü Keunggulan device ini adalah nilai waktu responnya sangatlah cepat. Kebanyakan memiliki waktu respon mendekati 1 Mikrodetik, bahkan ada yang mendekati 1 nano detik.

ü Semakin tinggi intensitas cahaya, maka arus bocor pada sambungan PN semakin besar sehingga arus yang lewat sambungan semakin kecil

Sensor Fotoelektrik

Fotoelektrikadalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi benda yang melewati radiasi sinar yang dipancarkan oleh sensor, yang kemudian dipantulkan kembali ke receiver sensor. Sensor ini bersifat seperti saklar. Apabila sensor mendeteksi benda maka saklar akan ON, apabila tidak mendeteksi benda maka sensor OFF. Suatu sensor dibagi dalam dua sub sistem yaitu:

1. Optical transmitter.

2. Optical receiver.

Sensor yang terpasang pada mesin komplit veb polygraph, digunakan untuk mengetahui objek kertas. Dalam mendekati objek optical sensor atau sensor fotoelektrik dibagi dalam tiga formasi yaitu:

1.  Oppsed sensing yaitu, transmitter dan receiver dirangkai sejajar tanpa harus adanya reflektor dan benda kerja yang bergerak melalui transmitter dan receiver.
2. Retroreflecting sensing yaitu, cahaya dari transmitter dipantulkan, dengan menggunakan reflektor, kemudian diterima oleh receiver yang letaknya disusun membentuk sudut, dengan reflektor dan objek yang bergerak melalui cahaya antar reflektor dengan transmitter dan receiver.
3. Diffuce sensing yaitu, cara kerjanya mirip dengan retroflecting sensing, tetapi yang bekerja sebagai reflektor adalah objek itu sendiri. Dari viskometer yang dibuat,

Contoh sensor Fotoelektrik adalah Panel Surya

Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Mereka disebut surya atas Matahari atau "sol" karena Matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Sel surya atau sel PV bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energi Matahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan.

el surya dan juga bagian-bagiannya. Secara umum terdiri dari :

1. Substrat/Metal backing

Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya. Material substrat juga harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik karena juga berfungsi sebagai kontak terminal positif sel surya, sehinga umumnya digunakan material metal atau logam seperti aluminium atau molybdenum. Untuk  sel surya dye-sensitized  (DSSC) dan sel surya organik, substrat juga berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material yang konduktif tapi juga transparan sepertii ndium tin oxide (ITO) dan flourine doped tin oxide (FTO).

2. Material semikonduktor

Material semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel surya generasi pertama (silikon), dan 1-3 mikrometer untuk sel surya lapisan tipis. Material semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya dari sinar matahari. Untuk kasus gambar diatas, semikonduktor yang digunakan adalah material silikon, yang umum diaplikasikan di industri elektronik. Sedangkan untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang umum digunakan dan telah masuk pasaran yaitu contohnya material Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS), CdTe (kadmium telluride), dan amorphous silikon, disamping material-material semikonduktor potensial lain yang dalam sedang dalam penelitian intensif seperti Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTS) dan Cu2O (copper oxide).

Bagian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari dua material semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-material yang disebutkan diatas) dan  tipe-n (silikon tipe-n, CdS,dll)  yang membentuk p-n junction. P-n junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya. Pengertian semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n junction dan sel  surya akan dibahas dibagian “cara kerja sel surya”.

3. Kontak metal / contact grid

Selain substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif transparan sebagai kontak negatif.

4.Lapisan antireflektif

Refleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang terserap oleh semikonduktor. Oleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh lapisan anti-refleksi. Material anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang menyebabkan cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang dipantulkan kembali.

5.Enkapsulasi / cover glass

Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau kotoran.

Cara kerja sel surya

Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.  Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif)  sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya.  Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan tipe-n (kelebihan elektron). (Gambar : eere.energy.gov)

 Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada  semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana  ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti diilustrasikan pada gambar dibawah.

Berikut video tentang panel surya 

https://www.youtube.com/watch?v=oqfIjfF5eGQ

https://www.youtube.com/watch?v=iCFwHs5fyD8&t=392s

Panel Surya Fotoelektrik

Pembangkit listrik tenaga surya adalah pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik. Pembangkitan listrik bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan fotovoltaik dan secara tidak langsung dengan pemusatan energi surya. Fotovoltaik mengubah secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Pemusatan energi surya menggunakan sistem lensa atau cermin dikombinasikan dengan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari ke satu titik untuk menggerakan mesin kalor. Fotovoltaik Sel surya atau sel fotovoltaik adalah alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Dibuat pertama kali pada tahun 1883 oleh Charles Fritts. Pembangkit listrik tenaga surya tipe fotovoltaik adalah pembangkit listrik yang menggunakan perbedaan tegangan akibat efek fotoelektrik untuk menghasilkan listrik. Solar panel terdiri dari 3 lapisan, lapisan panel P di bagian atas, lapisan pembatas di tengah, dan lapisan panel N di bagian bawah. Efek fotoelektrik adalah di mana sinar matahari menyebabkan elektron di lapisan panel P terlepas, sehingga hal ini menyebabkan proton mengalir ke lapisan panel N di bagian bawah dan perpindahan arus proton ini adalah arus listrik. Menggunakan listrik dari tenaga surya di rumah? Wah menarik juga, tapi bukankah itu solusi yang mahal? Kan, PLN sudah menyediakan listrik yang lumayan murah. Lalu apa untungnya buat saya kalau menggunakan listrik ‘buatan sendiri'? Semua tergantung dari kebutuhan yakni digunakan untuk apa PLTS ( pembangkit listrik tenaga surya ) yang kita pasang. Jika untuk mengcover seluruh peralatan rumah tangga pada umumnya saat ini, memang masih dapat dibilang kurang terjangkau dan sesuai. Saat ini untuk menggunakan PLTS, perlu dibuatkan skala prioritas terlebih dulu. Dan berikut beberapa pertanyaan mendasarnya. Dimanakah saya tinggal ? Jika tidak ada atau akses PLNnya kurang baik (listrik PLN sering mati), PLTS bisa menjadi salah satu solusi sebagai sumber energi. Nah, bagaimana jika akses PLNnya sudah baik? Tentunya, untuk biaya jangka pendek, penggunaan PLN masih lebih murah sehingga jika kalkulasi biaya sebagai tujuan untuk mendapatkan yang lebih "murah", nampaknya PLTS masih belum dapat menjadi solusi karena PLTS masih bersifat investasi dimana membeli listrik beberapa tahun ke depan untuk dikonsumsi saat ini. Apa keuntungan menggunakan listrik dengan solar panel? Mengurangi biaya listrik jangka panjang (inget loh, kita kan pakai listrik seumur hidup!) Mengurangi ketergantungan pada listrik dari batubara (horeee...emisi karbon saya turun!) Menghindari dampak pemadaman saat harus mengejar deadline, sementara komputer tidak bisa dinyalakan :-) Sedikit pamer ke teman-teman kita bahwa kita sudah bergabung dengan komunitas pengguna solar panel sedunia! (huhuuuyy..coolll..!!!) Turut mengurangi pemanasan global karena sistem solarpanel menghasilkan energi yang ramah lingkungan yang tidak menyebabkan polusi. Hmmm... tapi kenapa pakai solar panel sih? Mayoritas listrik yang digunakan di Indonesia berasal dari pembangkit listrik dengan bahan baku batubara. Masalahnya, dari proses ini dikeluarkan banyak emisi karbon yang merupakan sumber terbesar penyebab terjadinya pemanasan global (global warming). Sementara, permintaan kita untuk listrik makin hari makin besar. Coba lihat berapa alat di rumah kita yang tidak bisa berjalan tanpa listrik, dari lampu, telepon genggam, TV, hingga AC dan kulkas. Belum lagi penggunaan listrik yang boros. Akibatnya, pembangkit listrik kita tidak mampu lagi untuk memberikan listrik sebesar permintaannya. Makanya pemadaman makin sering terjadi. Di sisi lain, kita kan tinggal di negara yang kaya akan cahaya matahari yang dibuktikan secara geografis letak Indonesia di Garis Khatulistiwa sekaligus sebagai Negara Tropis. Kenapa gak kita maksimalkan saja penggunaan cahaya matahari yang diberikan gratis oleh Tuhan. Sebelum membuat Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), kita harus mengetahui komponen apa saja yang dibutuhkan dalam membuat Pembangkit Listrik Tenaga Surya, dan komponen yang dibutuhkan adalah sebagai berikut: Panel suya/solar module/PV Solar Charge Controller Battery/Accu Inverter Dc to AC (di gunakan untuk menghidupkan alat-alat yang tegangan input nya 220V, seperti TV,Radio,Kulkas,dan lain-lain).

 

Teknik Digital

Digital berasal dari kata  Digitus, dalam bahasa Yunani berarti jari jemari. Apabila kita hitung jari jemari orang dewasa, maka berjumlah sepuluh (10). Nilai sepuluh tersebut terdiri dari 2 radix, yaitu 1 dan 0, oleh karena itu Digital merupakan penggambaran dari suatu keadaan bilangan yang terdiri dari angka 0 dan 1 atau off dan on (bilangan biner). Semua sistem komputer menggunakan sistem digital sebagai basis datanya. Dapat disebut juga dengan istilah Bit (Binary Digit).

Peralatan canggih, seperti komputer, pada prosesornya memiliki serangkaian perhitungan biner yang rumit. Dalam gambaran yang mudah-mudah saja, proses biner seperti saklar lampu, yang memiliki 2 keadaan, yaitu Off (0) dan On (1). Misalnya ada 20 lampu dan saklar, jika saklar itu dinyalakan dalam posisi A, misalnya, maka ia akan membentuk gambar bunga, dan jika dinyalakan dalam posisi B, ia akan membentuk gambar hati. Begitulah kira-kira biner digital tersebut.

Konsep digital ini ternyata juga menjadi gambaran pemahaman suatu keadaan yang saling berlawanan. Pada gambaran saklar lampu yang ditekan pada tombol on, maka ruangan akan tampak terang. Namun apabila saklar lampu yang ditekan pada tombol off, maka ruangan menjadi gelap. Kondisi alam semesta secara keseluruhan menganut sistem digital ini. Pada belahan bumi katulistiwa, munculnya siang dan malam adalah suatu fenomena yang tidak terbantahkan. Secara psikologis, manusia terbentuk dengan dua sifatnya, yaitu baik dan buruk. Konsep Yin dan Yang ternyata juga bersentuhan dengan konsep digital ini.

Digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1. Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat. Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal diskret. Sinyal yang mempunyai dua keadaan ini biasa disebut dengan bit. Bit merupakan istilah khas pada sinyal digital. Sebuah bit dapat berupa nol (0) atau satu (1). Kemungkinan nilai untuk sebuah bit adalah 2 buah (21). Kemungkinan nilai untuk 2 bit adalah sebanyak 4 (22), berupa 00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2n buah.

Teknologi digital memiliki beberapa keistimewaan unik yaitu:

1.      Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang mengakibatkan informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.

2.      Penggunaan yang berulang-ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informasi itu sendiri.

3.      Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.

4.      Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimkannya secara interaktif.

Pada saat ini semakin banyak penggunaan teknik analog dan digital dalam suatu system untuk memanfaatkan keunggulan masing- masing. Tahapan terpenting adalah menentukan bagian mana yang menggunakan teknik analog dan bagian mana yang menggunakan teknik digital. Dan dapat diramalkan di masa depan bahwa teknik digital akan menjadi lebih murah dan berkualitas.

Contoh Sistem Digital:

1. Computer

2. Kamera Digital 
3. Penunjuk Suhu Digital
4. Kalkulator Digital
5. Jam Digital

6. HP 
7. Radio Digital

PHOTOELECTRIC SENSOR

Sensor ini menggunakan elemen peka cahaya untuk mendeteksi benda-benda dan terdiri daritransmitter/emitor (sumber cahaya) dan penerima (receiver). Terdapat 4 jenis sensor fotolistrik yang tersedia :

a.Pemantulan Langsung (Direct Reflection) 

Transmitter dan receiver ditempatkan bersama-sama dan menggunakan cahaya yang dipantulkanlangsung dari objek untuk melakukan deteksi. Pemilihan photosensor jenis ini harus mempertimbangkan warna dan tipe permukaan objek (kasar, licin, buram, terang). Dengan permukaan buram, jarak sensing akan  dipengaruhi oleh warna objek. Warna-warna terang berpengarh terhadap jarak sensing maksimum dan warna gela berpengaruh terhadap jarak sensing minimum.  Jika permukaan obyek mengkilap, efek permukaan yang lebih penting daripada warna.Pada data tehnik (katalog),  jarak sensing yang tertera merupakan uji dengan menggunakan i  kertas putih (matte).

b. Refleksi dengan reflektor (Reflection with Reflector)

Transmitter dan receiver ditempatkan bersama-sama dan membutuhkan reflektor. Obyek terdeteksi karenan memotong cahaya antara sensor dan reflektor sehingga  receiver tidak menerima cahaya.Photocells ini memungkinkan jarak sensing lebih jauh. Dengan adanya reflector sinar yang dipancarkan akan dipantulkan sepenuhnya ke receiver.

c. Pemantulan terpolarisasi dengan reflektor  (Polarized Reflection with Reflector)

Mirip dengan Pemantukan dengan reflektor, photocells ini menggunakan perangkat anti-refleks. Jadi reflector tidak mengkilap. Sensor ini mendasarkan fungsi pada sebuah pita cahaya terpolarisasi, memberikan keuntungan dan deteksi akurat bahkan ketika permukaan obyek sangat mengkilap. Data teknik tidak ada karena sangat dipengaruhi oleh rpemantulan acak (benda apa saja).

d. Through Beam 
Transmitter dan Receiver ditempatkan secara terpisah dan deteksi obyek terjadi ketika memotongsinar antara transmitter dan receiver sehingga receiver kehilangan cahaya sesaat. Photocells inimemiliki jarak sensing terpanjang.  

Tipe output : Light ON / Dark ON.  

a. Light ON : Receiver menerima sinar maka output/keluaran ON, ketika sinar terpotong oleh object maka output/keluaran OFF

b. Dark ON : Receiver menerima sinar maka output/keluaran OFF, ketika sinar terpotong oleh object maka output/keluaran ON 

Pada tipe Direct Reflection, output NO adalah untuk Light On dan output NC adalah untuk Dark On.Untuk tipe sensor yang lain, output NO adalah Dark On dan output NC adalah Light On.

Sensing Distance (Sn):

Ruang/jarak di mana keberadaan objek dapat dirasakan. Untuk tipe Direct Reflection itu adalah jarak maksimum antara fotosel dan objek. Untuk tipe reflection itu adalah jarak antara unit danreflektor.

Power On Delay:  

Ini adalah selang waktu yanng dibutuhkan antara tersedianya daya dan operasi pada output. Hal ini untuk menghindari switching (pensaklaran kejut) yang tidak diinginkan saat sensor diberi supply.

Output:
Outputnya open colector PNP dan NPN 

Video bisa dilihat : https://www.youtube.com/watch?v=v-1zjdUTu0o

teks eksplanasi

Bagaimana Rainbow Dibentuk
Rainbow adalah salah satu fenomena optik yang terjadi di atmosfer bumi alami. Kita bisa melihatnya dari jarak mountin, atau ketika mendung, atau ketika hujan dan meningkatnya sinar matahari. Kita harus menjadi sisi lain untuk mencari. Kami hanya dapat melihatnya setengah dari bentuk lingkaran, tetapi acctually pelangi adalah bentuk lingkaran. Kita bisa melihat dengan sempurna, jika dilihat dengan berdiri di tempat yang tinggi. Hal ini nyata bahwa pelangi adalah bentuk lingkaran tidak seperti bentuk parabola.Di tanah, kita tidak dapat melihat dengan sempurna, kecuali jika kita berada di tempat yang tinggi seperti di pesawat udara atau berdiri di atas moutain. Ketika kita melihat warna pelangi, kita akan melihat mereka yang memerintahkan merah adalah pada urutan tertinggi, dan ungu adalah pada urutan terendah.Merah lebih dominan dibanding warna lain disebabkan oleh karena gelombang terbesar antara lain. Oleh karena itu yang merah berada di urutan tertinggi dan ungu satu adalah dalam rangka terendah. Bagaimana pelangi terbentuk? Cobalah untuk menonton ketika cahaya matahari menyangkut cermin 90 derajat sudut atau sisi prisma kaca, atau permukaan busa sabun. Kita bisa melihat warna lampu. Cahaya yang rayyed menjadi beberapa panjang gelombang cahaya yang terlihat oleh mata kita sebagai merah, merah terang, kuning, hijau, biru dan ungu. Warna-warna ini compnents cahaya yang mereka disebut cahaya tampak. Komponen lainnya adalah cahaya yang tak terlihat seperti inframerah (merah di sisi kanan), dan ultraviolet (merah terang berada di sisi kiri).Jadi, kita bisa melihat pelangi yang indah karena ada beberapa proses untuk menjadi pelangi yang indah yang tampak di langit.

Perubahan Iklim dan Curah Hujan di Indonesia

Perubahan Iklim dan Curah Hujan di Indonesia

Pola Curah Hujan di Indonesia

Endapan (presipitasi) didefinisikan sebagai bentuk air cair dan padat (es) yang jatuh ke permukaan bumi. Hujan adalah bentuk endapan yang sering dijumpai, dan di Indonesia yang dimaksud dengan endapan adalah curah hujan. Hujan merupakan unsur iklim yang paling penting di Indonesia karena keragamannya sangat tinggi baik menurut waktu maupun tempat, sehingga kajian tentang iklim lebih banyak diarahkan pada hujan. Hujan adalah salah satu bentuk dari presipitasi, menurut Lakitan (2002) presipitasi adalah proses jatuhnya butiran air atau kristal es ke permukaan bumi. 

Tjasyono (2004) mendefinisikan presipitasi sebagai bentuk air cair dan padat (es) yang jatuh ke permukaan bumi dimana kabut, embun dan embun beku bukan merupakan bagian dari presipitasi (frost) walaupun berperan dalam alih kebasahan (moisture). Jumlah curah hujan dicatat dalam inci atau milimeter (1 inci = 25,4 mm). Jumlah curah hujan 1 mm, menunjukkan tinggi air hujan yang menutupi permukaan bumi 1 mm, jika air tersebut tidak meresap ke dalam tanah atau menguap ke atmosfer (Tjasyono, 2004). Menurut Arsyad (1989) Tinggi curah hujan diasumsikan sama disekitar tempat penakaran, luasan yang tercakup oleh sebuah penakar curah hujan tergantung pada homogenitas daerahnya maupun kondisi cuaca lainnya. 

Curah hujan mempunyai variabilitas yang besar dalam ruang dan waktu. Berdasarkan skala ruang, variabilitasnya Sangat dipengaruhi oleh letak geografi (letak terhadap lautan dan benua), topografi, ketinggian tempat, arah angin umum, dan letak lintang. 

Keragaman curah hujan terjadi juga secara lokal di statu tempat, yang disebabkan oleh adanya perbedaan kondisi topografi seperti adanya bukit, gunung atau pegunungan yang menyebabkan penyebaran hujan yang tidak merata. Berdasarkan skala waktu, keragaman/variasi curah hujan dibagi menjadi tipe harian, musiman (bulanan), dan tahunan. Variasi curah hujan harian dipengaruhi oleh faktor lokal (topografi, tipe vegetasi, drainase, kelembaban, warna tanah, albedo, dan lain-lain). Variasi bulanan atau musiman dipengaruhi oleh angin darat dan angin laut, aktivitas konveksi, arah aliran udara di atas permukaan bumi, variasi sebaran daratan dan lautan. Sedangkan variasi tahunan dipengaruhi oleh perilaku sirkulasi atmosfer global, kejadian badai, dan lain-lain (Ruminta(1989), dalam Erwin, M(2001)).

Berdasarkan terjadinya, hujan dibedakan menjadi (http://kadarsah.wordpress.com/ ):

• Hujan siklonal, yaitu hujan yang terjadi karena udara panas yang naik disertai dengan angin berputar.
• Hujan zenithal, yaitu hujan yang sering terjadi di daerah sekitar ekuator, akibat pertemuan Angin Pasat Timur Laut dengan Angin Pasat Tenggara. Kemudian angin tersebut naik dan membentuk gumpalan-gumpalan awan di sekitar ekuator yang berakibat awan menjadi jenuh dan turunlah hujan.
• Hujan orografis, yaitu hujan yang terjadi karena angin yang mengandung uap air yang bergerak horisontal. Angin tersebut naik menuju pegunungan, suhu udara menjadi dingin sehingga terjadi kondensasi. Terjadilah hujan di sekitar pegunungan.
• Hujan frontal, yaitu hujan yang terjadi apabila massa udara yang dingin bertemu dengan massa udara yang panas. Tempat pertemuan antara kedua massa itu disebut bidang front. Karena lebih berat massa udara dingin lebih berada di bawah. Di sekitar bidang front inilah sering terjadi hujan lebat yang disebut hujan frontal.
• Hujan muson, yaitu hujan yang terjadi karena Angin Musim (Angin Muson). Penyebab terjadinya Angin Muson adalah karena adanya pergerakan semu tahunan Matahari antara Garis Balik Utara dan Garis Balik Selatan. Di Indonesia, secara teoritis hujan muson terjadi bulan Oktober sampai April. Sementara di kawasan Asia Timur terjadi bulan Mei sampai Agustus.

Secara umum curah hujan di wilayah Indonesia didominasi oleh adanya pengaruh beberapa fenomena, antara lain sistem monsoon Asia-Australia, El-Nino, sirkulasi Timur-Barat (Walker Circulation) dan Utara-Selatan (Hadley Circulation) serta beberapa sirkulasi karena pnegaruh local (Mcbride, 2002). Variabilitas curah hujan di Indonesia sangatlah kompleks dan merupakan suatu bagian “chaotic” dari variabilitas monsoon (Ferranti (1997), dalam Aldrian (2003). Monsun dan pergerakan ITCZ (Intertropical Convergence Zone) berkaitan dengan variasi curah hujan tahunan dan semi-tahunan di Indonesia (Aldrian, 2003), sedangkan fenomena El-Nino dan Dipole Mode berkaitan dengan variasi curah hujan antar-tahunan di Indonesia.

Pola umum curah hujan di Indonesia antara lain dipengaruhi oleh letak geografis. Secara rinci pola umum hujan di Indonesia dapat diuraikan sebagai berikut ( http://klastik.wordpress.com/2006/12/03/pola-umum-curah-hujan-di-indonesia/ ) :

1. Pantai sebelah barat setiap pulau memperoleh jumlah hujan selalu lebih banyak daripada pantai sebelah timur.
2. Curah hujan di Indonesia bagian barat lebih besar daripada Indonesia bagian timur. Sebagai contoh, deretan pulau-pulau Jawa, Bali, NTB, dan NTT yang dihubungkan oleh selat-selat sempit, jumlah curah hujan yang terbanyak adalah Jawa Barat.
3. Curah hujan juga bertambah sesuai dengan ketinggian tempat. Curah hujan terbanyak umumnya berada pada ketinggian antara 600 – 900 m di atas permukaan laut.
4. Di daerah pedalaman, di semua pulau musim hujan jatuh pada musim pancaroba. Demikian juga halnya di daerah-daerah rawa yang besar.
5. Bulan maksimum hujan sesuai dengan letak DKAT.
6. Saat mulai turunnya hujan bergeser dari barat ke timur seperti:
   a) Pantai barat pulau Sumatera sampai ke Bengkulu mendapat hujan terbanyak pada bulan November.
   b) Lampung-Bangka yang letaknya ke timur mendapat hujan terbanyak pada bulan Desember.
   c) Jawa bagian utara, Bali, NTB, dan NTT pada bulan Januari – Februari.
7. Di Sulawesi Selatan bagian timur, Sulawesi Tenggara, Maluku Tengah, musim hujannya berbeda, yaitu bulan Mei-Juni. Pada saat itu, daerah lain sedang mengalami musim kering. Batas daerah hujan Indonesia barat dan timur terletak pada kira-kira 120( Bujur Timur. Grafik perbandingan empat pola curah hujan di Indonesia dapat Anda lihat pada gambar dibawah ini.

Rata-rata curah hujan di Indonesia untuk setiap tahunnya tidak sama. Namun masih tergolong cukup banyak, yaitu rata-rata 2000 – 3000 mm/tahun. Begitu pula antara tempat yang satu dengan tempat yang lain rata-rata curah hujannya tidak sama.

Tjasyono (1999) menyatakan Indonesia secara umum dapat dibagi menjadi 3 pola iklim utama dengan melihat pola curah hujan selama setahun. Hal ini didukung oleh Aldrian dan Susanto (2003) yang telah mengklasifikasi Iklim Indonesia sebagai berikut: Pola curah hujan di wilayah Indonesia dapat dibagi menjadi tiga, yaitu pola Monsoon, pola ekuatorial dan pola lokal.  Pola Moonson dicirikan oleh bentuk pola hujan yang bersifat unimodal (satu puncak musim hujan yaitu sekitar Desember).  Selama enam bulan curah hujan relatif tinggi (biasanya disebut musim hujan) dan enam bulan berikutnya rendah (bisanya disebut musim kemarau).  

Secara umum musim kemarau berlangsung dari April sampai September dan musim hujan dari Oktober sampai Maret.  Pola equatorial dicirikan oleh pola hujan dengan bentuk bimodal, yaitu dua puncak hujan yang biasanya terjadi sekitar bulan Maret dan Oktober saat matahari berada dekat equator.  Pola lokal dicirikan oleh bentuk pola hujan unimodal (satu puncak hujan) tapi bentuknya berlawanan dengan pola hujan pada tipe moonson. Wilayah Indonesia disepanjang garis khatulistiwa sebagian besar mempunyai pola hujan equatorial, sedangkan pola hujan moonson terdapat di pulau Jawa, Bali, NTB, NTT, dan sebagian Sumatera. Sedangkan salah satu wilayah mempunyai pola hujan lokal adalah Ambon (Maluku).

Sumber: Tjasyono 1999

Sumber: E.Aldrian dan Susanto (2003) Monsun Monsun merupakan angin yang bertiup sepanjang tahun dan berganti arah dua kali dalam setahun. Umumnya pada setengah tahun pertama bertiup angin darat yang kering dan setengah tahun berikutnya bertiup angin laut yang basah. Pada bulan Oktober – April, matahari berada pada belahan langit Selatan, sehingga benua Australia lebih banyak memperoleh pemanasan matahari dari benua Asia. Akibatnya di Australia terdapat pusat tekanan udara rendah (depresi) sedangkan di Asia terdapat pusat-pusat tekanan udara tinggi (kompresi). Keadaan ini menyebabkan arus angin dari benua Asia ke benua Australia. Di Indonesia angin ini merupakan angin musim Timur Laut di belahan bumi Utara dan angin musim Barat di belahan bumi Selatan. Oleh karena angin ini melewati Samudra Pasifik dan Samudra Hindia maka banyak membawa uap air, sehingga pada umumnya di Indonesia terjadi musim penghujan. Musim penghujan meliputi hampir seluruh wilayah Indonesia, hanya saja persebarannya tidak merata. Makin ke Timur curah hujan makin berkurang karena kandungan uap airnya makin sedikit.    Ada dua ciri utama daripada iklim Monsun, yakni adanya perbedaan yang tegas antara musim basah (wet season) dan musim kering (dry season) yang umumnya terjadi pada periode Desember, Januari, dan februari (DJF) dan Juni, Juli dan Agustus (JJA). Pada tahun 1686, Edmund Halley mengemukakan teori bahwa Monsun terjadi akibat adanya perbedaan panas antara daratan dengan lautan sebagai hasil dari zenithal marchmatahari (Chang, 1984). Kata Monsun biasanya digunakan hanya untuk system angin (Neuwolt,1977). Ramage(1971) memberikan kriteria untuk areal Monsun berdasarkan sirkulasi permukaan bulan Januari dan Juli sebagai berikut: Angin yang dominan pada periode bulan Januari dan Juli memiliki perbedaan arah sedikitnya 1200 Frekwensi rata-rata angin dominan pada bulan Januari dan Juli melebihi 40% Rata-rata kecepatan resultan angin pada salah satu bulan tersebut (Januari dan Juli) melebihi 10 m/s Chang (1984) menyatakan angin dalam sistem Monsun tersebut harus ditimbulkan akibat efek thermal, dan bukan dari pergerakan akibat angin dalam skala planetan dan pressure belt. Ramage (1971) mengemukakan bahwa ada dua sistem Monsun di Asia, yaitu Monsun Musim Dingin Asia Timur (the East Asian WinterMonsun) dan Monsun Musim Panas Asia Selatan (the South Asian Summer Monsun). Pada musim dingin, massa udara mengalir dari pusat tekanan tinggi ke pusat tekanan rendah  ke  arah selatan dan tenggara melewati Korea, Cina, dan Jepang. Massa udara yang kearah tenggara mengalami konvergensi di Laut Cina selatan dengan massa udara timur laut dari Samudra Pasifik. Kemudian dua massa udara (massa udara yang mengalami konvergensi massa udara yang ke arah Selatan) bergabung menuju Tenggara dan membentuk Monsun Timur Laut dan selanjutnya berubah menjadi baratan di Indonesia (setelah melewati ekuator). Pola angin Monsun pada saat musim dingin (winter) (NASA, 2009) Pada musim panas, pusat tekanan rendah berada di sebelah timur laut India, tetapi Monsun mulai berkembang di Cina Selatan, kemudian ke Birma dan beberapa bulan kemudian berkembang di India (Barry dan Chorley, dalam Nieuwolt, 1977). Pola angin Monsun pada saat musim panas (summer) (NASA, 2009) Ada tiga sumber massa udara selama berlangsungnya Monsun pada musim panas. Sumber massa udara yang pertama berasal dari Samudra Hindia di selatan ekuator. Massa udara ini bersifat lembab, hangat dan tidak stabil yang mengalami konvergensi setelah mendekati ekuator. Sumber massa udara yang kedua adalah tekanan tinggi di Australia. Massa udara ini bersifat stabil dan kering dan kondisi ini berlangsung sampai di Tenggara Indonesia dan lebih barat lagi, massa udara ini menjadi bersifat lembab dan tidak stabil. Massa udara ketiga berasal dari Samudra Pasifik yang bersifat lembab, hangat dan relatif stabil. Namun setelah melewati samudra hangat massa udara tersebut menjadi tidak stabil.    Asia Timur dan Asia sebelah Selatan mempunyai sirkulasi Monsun yang terbesar dan paling berkembang. Sedangkan Monsun Asia Timur dan tenggara adalah Monsun yang berkembang dengan baik dan Monsun di Indonesia merupakan bagian dari Monsun Asia Timur dan Asia Tenggara. Hal ini disebabkan oleh besarnya Benua Asia dan efek dari daratan tinggi Tibet terhadap aliran udara (Prawirowardoyo,1996). Trewartha (1995) mengemukakan massa daratan yang sangat luas di benua Asia memperhebat perbedaan yang timbul dari selisih pemanasan dan pendinginan antara daratan dan lautan. Lebih jauh, Asia yang membentang dari Timur-barat pada kisaran lebar dari garis bujur di hemisfer Utara, sedangkan di hemisfer Selatan terutama adalah samudera di Selatan Equator. Akibatnya bagian terbesar dari perbedaan pemanasan yang menyebabakan sirkulasi Monsun, meliputi juga perbedaan utara-selatan, jadi memperkuat pergeseran normal menurut garis lintang dari sistem-sistem angin utama. Karena adanya deretan pegunungan yang sangat tinggi di Asia yang terentang arah Timur-Barat yaitu arah Timur Laut Kaspia ke China, sirkulasi meridional udara sangat terhambat. Hal ini membuat perbedaan musiman dalam temperatur dan tekanan yang lebih dramatis lagi. Selama musim dingin massa daratan disebelah utara pegunungan itu menjadi demikian dingin hingga menghasilkan sistem tekanan tinggi yang kuat di atas Asia Timur Laut dan suatu aliran keluar udara dingin yang cukup menonjol dari Asia Timur (Trewartha, 1995). Di lain pihak, pemanasan intensif musim panas atas daratan subtropis yang terletak di sebelah selatannya deretan pegunungan itu, melahirkan suatu kawasan tekanan rendah dan suatu aliran inflow udara hangat yang kuat dan lembab ke Asia Selatan.  Pada musim dingin di belahan bumi utara (BBU), yaitu pda bulan Desember, Januari, dan februari angin Monsun bertiup dari Siberia menuju ke benua Australia. Pada periode ini daerah yang membentang dari ujung Sumatera bagian selatan, jawa, Bali, Lombok, Nusa Tenggara sampai ke Irian angin Monsun bertiup dari barat ke timur. Pola aliran udara rata-rata pada ketinggian 2000 kaki di bulan Januari merupakan bulan maksimum dari musim dingin di belahan bumi utara (BBU). Oleh sebab itu daerah ini dinamakan Monsun Barat dan musimnya disebut Musim Monsun Barat, sedangkan di daerah yang mencakup sebagian besar Sumatera lainnya dan Kalimantan Barat angin Monsun datang dari arah Timur Laut. Oleh karena itu, angin Monsun dai daerah ini disebut Monsun Timur Laut dan Musimnya disebut Musim Monsun Timur Laut.  Pada musim panas di belahan bumi utara (BBU), terjadi sebaliknya angin Monsun berhembus dari benua Australia menuju ke Asia. Oleh karena itu disebut Monsun Timur dan musimnya dinamakan Musim Monsun Timur, sedangkan di daerah yang melingkupi bagian Sumatera lainnya dari Kalimantan Barat angin Monsun bertiup dari arah barat daya ke timur laut sehingga angin Monsun ini disebut Monsun Barat Daya dan musimnya disebut Musim Monsun Barat Daya. Pola aliran udara rata-rata pada ketinggian 2000 kaki pada bulan maksimum musim padan di belahan bumi utara (BBU) yaitu bulan Juli Prawirowardoyo,1996) Sumber bacaan:  http://mbojo.wordpress.com/2007/07/24/hujan/ http://kadarsah.wordpress.com/ http://klastik.wordpress.com/2006/12/03/pola-umum-curah-hujan-di-indonesia/ Tjasyono, Bayong. 2004. Klimatologi. Cetakan Ke-2. IPB Press. Bandung Edvin Aldrian, R. Dwi Susanto. Identification Of Three Dominant Rainfall Regions Within Indonesia And Their Relationship To Sea Surface Temperature. Int. J. Climatol. 23: 1435–1452 (2003)