1 Pendahuluan
Berdasarkan Undang-Undang Nomor 2 Tahun 1981 tentang Metrologi Legal, metrologi adalah ilmu pengetahuan tentang ukur mengukur secara luas. Dalam prakteknya, pengukuran dalam metrologi menggunakan alat ukur, alat takar, alat timbang dan alat perlengkapan untuk pengukuran kuantitas, penakaran, kualitas, dan penimbangan yang disebut alat ukur, takar, timbang dan perlengkapannya (UTTP). Untuk UTTP yang digunakan pada transaksi ekonomi, kesehatan dan keselamatan, UTTP tersebut harus dapat dijamin kebenaran pengukurannya.
Untuk itu, terdapat beberapa upaya yang dilakukan yaitu tera, tera ulang dan kalibrasi yang dilakukan secara berkala untuk memastikan nilai kebenaran UTTP tetap terjaga.
Salah satu contoh UTTP yang banyak digunakan di masyarakat adalah neraca sebagai timbangan untuk meracik obat dan transaksi perdagangan emas. Marliani [1] menjabarkan bahwa neraca adalah jenis timbangan yang sederhana dan terdiri dari sebatang tuas yang dapat berputar pada sumbu atau pisau di tengah-tengahnya, kemudian pada ujung lengan tuas kiri dan tuas kanan digantung piringan untuk menaruh benda yang ditimbang dan anak timbangan yang telah diketahui massa sebenarnya atau anak timbangan standar. Berdasarkan prinsip kerja dan konstruksinya tersebut, neraca memiliki keistimewaan dapat mendeteksi selisih massa yang kecil antara benda yang ditimbang dengan anak timbangan standarnya, sekaligus dapat menentukan massa dari benda tersebut. Oleh karena itu, neraca banyak digunakan untuk pengujian anak timbangan di laboratorium dari lembaga metrologi legal, lembaga penelitian dan lembaga pendidikan.
Pada penentuan massa benda uji dengan neraca, pembacaan simpangan jarum neraca memiliki peranan yang sangat penting dalam konversi skala menjadi massa. Hal ini dikarenakan nilai simpangan skala jarum skala akan diubah setelah dikalikan dengan nilai skala menjadi nilai selisih massa antara benda uji dan anak timbangan standar. Selanjutnya, nilai massa benda uji ditentukan dari penjumlahan massa anak timbangan standar dan selisih massa tersebut. Kemudian, kesalahan anak timbangan uji dapat ditentukan dari selisih massa anak timbangan uji dan anak timbangan standar, dan apabila nilai kesalahan tersebut masih di bawah nilai toleransi kesalahan anak timbangan di dalam syarat teknis anak timbangan yang ditetapkan oleh Direktur Jenderal Perdagangan Dalam Negeri [2], maka anak timbangan uji tersebut sah untuk digunakan dalam transaksi.
Marliani [1] juga menjelaskan dalam konstruksi neraca, jarum penunjuk skala neraca berfungsi sebagai indikator penunjuk kesetimbangan neraca yang dapat berayun ke kiri dan kanan melewati garis-garis skala yang di tengahnya diberi angka nol sebagai penanda neraca berada dalam keadaan setimbang. Meskipun pembacaan skala jarum neraca sangat penting dalam pengujian anak timbangan, sampai saat ini di Indonesia, pembacaan tersebut masih dilakukan dengan cara konvensional menggunakan mata. Hal ini dapat menjadi sumber kesalahan pembacaan skala akibat efek paralaks dan kurangnya ketelitian pembacaan. Dengan demikian, kesalahan pembacaan tersebut akan berdampak pada kesalahan penentuan massa benda uji.
Untuk mengurangi kesalahan pembacaan sekaligus untuk meningkatkan ketelitian pengukuran, perancangan alat yang dapat menampilkan pembacaan skala jarum neraca secara digital menjadi sangat diperlukan. Untuk mewujudkan hal ini, maka alat tersebut harus menggunakan sensor posisi yang dapat membaca pergerakan jarum neraca untuk selanjutnya dapat ditampilkan pada layar LCD. Setiawan [3], Tripathi [4] dan Ginting [5] telah melakukan studi bahwa salah satu jenis sensor posisi yang banyak digunakan untuk mendeteksi pergerakan benda adalah sensor gyroscope MPU 6050. Malthotra [6], Setiawan [3], dan Tripathi [4] juga menjelaskan bahwa sensor gyroscope MPU 6050 merupakan sebuah sensor gerak yang mengintegrasikan sensor accelerometer 3-sumbu, sensor gyroscope 3 sumbu dan pengolah gerakan digital (Digital Motion Processor) sehingga sensor tersebut memiliki kemampuan untuk mendeteksi pergerakan pada sumbu X, Y, dan Z secara bersamaan dalam satu waktu dan akurat dengan resolusi 0,01º. Selain spesifikasinya yang lengkap tersebut, Setiawan [3] juga menjelaskan bahwa sensor gyroscope MPU 6050 mudah diperoleh di pasar lokal dan penggunaannya yang relatif mudah.
Dengan berbagai kelebihannya tersebut, Ginting [5] telah melakukan studi terhadap sensor gyroscope MPU 6050 yang dirangkai dengan mikrokontroler dan LCD menjadi prototipe alat
pembaca jarum penunjuk skala neraca digital yang digunakan dalam pengujian anak timbangan 1 kg dan 2 kg dengan neraca berkapasitas 10 kg. Meskipun demikian, alat tersebut masih belum cukup akurat dengan adanya selisih pengujian anak timbagan sebesar 0.55155 gram. Ginting [5] menjelaskan tingginya error tersebut akibat kesalahan data random dari efek induksi medan magnetik dari bahan besi di sekitar sensor. Berdasarkan latar belakang tersebut, pada studi ini akan dibuat prototipe alat pembaca jarum penunjuk skala neraca dari sensor gyroscope MPU 6050 yang dilengkapi dengan pelindung/dudukan sensor dari efek medan magnet besi di sekitarnya.
2 Metode Penelitian
Penelitian dilakukan dalam tiga tahap yaitu pembuatan prototipe alat pembaca jarum penunjuk skala neraca, pemasangan prototipe alat pembaca skala jarum neraca, dan pengujian anak timbangan. Tahap pertama adalah pembuatan prototipe alat pembaca jarum penunjuk skala neraca. Pada tahap ini, komponen-komponen yang diperlukan terdiri dari sensor gyroscope MPU 6050, Arduino Uno R3, adaptor, LM 7805, dan LCD 2x16. Pergerakan jarum penunjuk skala neraca akan dibaca oleh sensor MPU 6050 berupa percepatan objek yang bergerak terhadap gravitasi bumi pada tiga sumbu yang selanjutnya akan diubah menjadi kecepatan sudut dan sudut kemiringan pada sumbu x, y, dan z. Selanjutnya, data dari sensor tersebut akan diolah oleh mikrokontroler Arduino Uno R3 menjadi skala neraca yang dapat ditampilkan pada LCD 2x16. Mikrokontroler tersebut diberikan daya 5V dari voltage regulator LM 7805 sebagai penurun tegangan DC dari 12V ke 5V dan adaptor AC/DC 12V sebagai pengubah tegangan AC 220V menjadi tegangan DC 12V. Prinsip kerja dari alat tersebut dirangkum pada Gambar 1 berikut.
Gambar 1. Diagram blok prototipe alat pembaca jarum skala neraca
Pada saat membaca gerakan jarum skala neraca, Saddam [7] menguraikan bahwa mikrokontroler Arduino Uno R3 menerima data pengukuran sensor gyroscope MPU 6050 melalui pin-pin sebagai berikut:
- 1. Pin VCC sensor dihubungkan dengan supply 5V Arduino untuk memperoleh daya.
- 2. Pin GND sensor dihubungkan dengan pin GND Arduino.
- 3. Pin SCL sensor dihubungkan dengan pin analog input A4 Arduino.
- 4. Pin SDA sensor dihubungkan dengan pin analog input A5 Arduino.
- 5. Pin INT sensor dihubungkan dengan pin digital yaitu pin 2 Arduino.
Selanjutnya, hasil pengolahan data oleh mikrokontroler Arduino Uno R3 berupa nilai skala ditransmisikan ke LCD I2C melalui pin-pin berikut:
- 1. Pin GND LCD I2C dihubungkan dengan pin GND Arduino.
- 2. Pin VCC LCD I2C dihubungkan dengan pin 5 Volt Arduino.
- 3. Pin SDA LCD I2C dihubungkan dengan pin analog input A4 Arduino.
4. Pin SCL LCD I2C dihubungkan dengan pin analog input A5 Arduino. Rangkaian mikrokontroler Arduino Uno R3 dengan sensor gyroscope MPU 6050 dan LCD I2C ditunjukkan pada Gambar 2 berikut:
Gambar 2. Rangkaian mikrokontroler Arduino Uno R3 dengan sensor (a) dan LCD (b)
Secara keseluruhan, wiring diagram dari prototipe alat pembaca jarum penunjuk skala neraca ditunjukkan pada Gambar 3 berikut.
Gambar 3. Wiring diagram
Selanjutnya, tahap kedua adalah pemasangan sensor yang terdiri dari pembuatan dudukan sensor, penentuan posisi sensor dan setting nol. Tiga hal tersebut menjadi fokus yang sangat penting pada studi ini. Hal ini dikarenakan sensor ini memiliki tingkat pelacakan gerak yang sangat presisi dari gerakan cepat atau lambat dengan rentang gyroscope skala penuh dari ± 250º, ± 500º, ± 1000º, dan ± 2000º/detik (degree per seconds, dps) dan rentang skala penuh accelerometer dari ± 2g, ± 4g, ± 8g, dan ± 16g seperti yang dijelaskan oleh Bhuyan [8]. Oleh karenanya, sensor ini harus diposisikan dengan stabil pada neraca agar pengukuran yang dideteksi oleh sensor adalah gerakan yang berasal dari jarum penunjuk skala neraca bukan gangguan yang lain seperti gangguan dari induksi medan magnetik bahan besi dari sekitar sensor seperti yang dijelaskan oleh Ginting [5], getaran, aliran udara dari air conditioner dan gangguan dari peletakan sensor itu sendiri. Untuk meminimalisir hal tersebut, maka pada studi ini dibuat dudukan sensor menggunakan bahan plastik dengan teknologi 3D printing yang dapat dilihat pada Gambar 4 berikut.
Gambar 4. Dudukan Sensor MPU 6050
Selanjutnya, penentuan posisi sensor dan setting nol neraca dilakukan untuk meminimalisir pengaruh keberadaan sensor terhadap hasil pengukuran sensor dan menghasilkan pengukuran yang benar. Hasil beberapa kali percobaan, penempatan sensor pada titik tumpu lengan neraca yang ada jarum penunjuk simpangan neraca, pengaruh dari keberadaan sensor dapat diminimalkan. Posisi dudukan sensor dapat dilihat pada Gambar 5(a). Karena neraca merupakan timbangan yang sensitif terhadap perubahan massa baik pada kedua lengan muatan maupun pada jarum skala neracanya, maka setting nol neraca harus dilakukan agar jarum penunjuk skala neraca menunjukkan nol pada saat akan dilakukan pengujian. Setting nol dilakukan dengan mengatur jarak beban penyetel nol pada lengan neraca, hingga jarum penunjuk skala neraca menunjukkan nol yang berarti lengan kiri dan lengan kanan sudah seimbang. Bagian penyetel nol dan keadaan neraca hasil setting nol ditunjukkan pada Gambar 5(b). Setelah setting nol, hubungan antara skala simpangan pada neraca dan sudut yang dihasilkan ditentukan dengan cara mengamati sudut yang dibaca oleh sensor pada berbagai skala simpangan neraca, lalu hubungan antara sudut dan skala neraca tersebut dibuat menjadi kurva kalibrasi yang persamaan garisnya akan dimasukkan ke dalam program di dalam mikrokontroler untuk menghitung nilai skala.
Gambar 5. Dudukan Sensor MPU 6050(a) dan hasil setting nol (b)
Selanjutnya, tahap ketiga adalah pengujian anak timbangan untuk membandingkan hasil pengujian secara konvensional menggunakan pengamatan visual dan dengan menggunakan prototipe alat pembaca jarum skala neraca. Peralatan yang digunakan pada pengujian ini terdiri dari anak timbangan standar dan Tarra F2 1 g – 1000 g (No. Seri M1/ AT.F2/ 14); Anak Timbangan Uji Kelas M1 dengan masing-masing nominal 1000 g, 500 g, dan 200 g; neraca kapasitas 1 kg; imbuh kelas F2 untuk penentuan nilai skala neraca dengan kapasitas 1 – 500 mg
(No. Seri M1/ AT.F2/ 14), pinset, form untuk penulisan data pengujian, dan sertifikat anak timbangan standar.
Metode pengujian anak timbangan adalah metode Borda. Ginting [5] menguraikan bahwa pada metode ini, pasangan anak timbangan standar – anak timbangan tara dan anak timbangan uji – anak timbangan tara ditimbang pada neraca secara bergantian dalam pola Standard Test Test Standard (STTS). Sebelum dilakukan pengujian, nilai skala neraca ditentukan terlebih dahulu dengan menaikkan anak timbangan pada kedua piring neraca, lalu neraca diangkat dan diberi sedikit gaya luar, kemudian kesetimbangan simpangan neraca (T) sebelum penambahan imbuh (T1) ditentukan dari lima kali titik balik jarum penunjuk skala neraca. Nilai T dihitung dengan rumus T=(2a1+3a2+2a3+3a4+2a5)/12 di mana a1 sampai dengan a5 merupakan simpangan jarum skala neraca (Gambar 6(a)). Selanjutnya neraca diturunkan dan ditambahkan imbuh (G) pada salah satu muatan agar dapat menyebabkan sedikitnya pergerakan 4 skala [9], lalu neraca tersebut diangkat dan diberi sedikit gaya dan sebanyak lima titik balik jarum neraca dibaca untuk penentuan kesetimbangan simpangan jarum skala neraca setelah ditambahkan imbuh (T2). Nilai skala () kemudian dihitung dengan rumus =G/|T2-T1|. Nilai skala hasil pembacaan visual dan hasil pembacaan dengan prototipe alat pembaca dibandingkan.
Selanjutnya, pengujian anak timbangan dengan metode Borda dilakukan dengan menaikkan anak timbangan standar dan tara pada piringan sebelah kiri dan kanan, lalu neraca diangkat dan diberi sedikit gaya, lalu lima titik kesetimbangan dibaca dan neraca diturunkan (Proses Standard). Selanjutnya proses Test dilakukan dengan menaikkan alat timbangan uji dan tara pada piringan neraca di sebelah kiri dan kanan, lalu neraca diangkat dan diberi sedikit gaya, kemudian lima titik kesetimbangan dibaca dan neraca diturunkan. Proses Test dilakukan satu kali lagi disambung dengan proses Standard sehingga dapat melengkapi satu siklus STTS. Penempatan anak timbangan standar atau uji dan tara pada metode Borda ditunjukkan pada Gambar 6(b). Anak timbangan yang diuji adalah anak timbangan kelas M1 dengan massa nominal 1000 g, 500 g, dan 200 g, sedangkan anak timbangan standarnya dan tara adalah anak timbangan kelas F2 dengan massa nominal yang sama. Untuk setiap massa nominal, siklus STTS dilakukan sebanyak dua kali sesuai dengan Keputusan Direktur Jenderal Perdagangan Dalam Negeri [2].
Gambar 6. Simpangan neraca (6(a)) dan metode Borda (6(b)).
Selanjutnya, massa anak timbangan uji dan status sah atau batalnya penggunaan anak timbangan tersebut dapat ditentukan dengan metode Borda seperti dijelaskan oleh Ginting [5]. Massa anak timbangan uji (mc) dihitung dari rumus mc = ms + m, di mana ms adalah massa anak timbangan standar yang didapatkan dari sertifikat, dan m = (m1+m2)/2. Nilai m1 dan m2 merupakan selisih massa antara anak timbangan uji dengan tara (nilai m1 dan m2) dan selisih
anak timbangan standar dengan tara (nilai s1 dan s2) pada seri 1 dan seri 2 dari siklus STTS yang telah dilakukan, sehingga nilai m1 atau m2 dihitung dengan m1 = ((m1+m2)/2)- (si+s2)/2). Sebelumnya, nilai s1, m1, m2, dan s2 masing-masing dihitung dari perkalian kesetimbangan simpangan neraca (T) dengan nilai skala () atau dengan rumus T x , di mana nilai T dan didapatkan dari pembacaan visual dan dari prototipe alat pembaca skala dari simpangan jarum neraca skala. Direktur Jenderal Perdagangan Dalam Negeri [2] telah menetapkan nilai kesalahan (E) yang dapat dihitung dari rumus E = mc – ms, di mana mc adalah massa konvensional anak timbangan uji dan ms adalah massa konvensional anak timbangan standar. Apabila nilai kesalahannya lebih kecil daripada nilai kesalahan maksimum yang diizinkan, maka anak timbangan uji tersebut sah untuk digunakan dalam transaksi perdagangan.
3 Hasil dan Pembahasan
Hasil perancangan prototipe alat pembaca jarum skala neraca ditunjukkan pada Gambar 5(b). melalui sensor MPU 6050, alat ini mampu untuk mengukur sudut yang terbaca pada sumbu x, y, dan z dengan menggabungkan data dari accelerometer dan gyroscope mirip dengan yang dijelaskan oleh Bhuyan [8]. Sudut yang terdeteksi merupakan sudut yang dihasilkan dari gerakan simpangan jarum penunjuk skala neraca. Hal pertama yang dilakukan adalah membuktikan bahwa nilai nol pada skala neraca adalah 0º dengan cara mengkalibrasi prototipe alat pembaca skala dan setting nol pada neraca. Hasilnya terdapat pada Gambar 5(b) di mana posisi jarum neraca tepat menunjukkan posisi nol setelah dipasang prototipe alat pembaca jarum skala neraca pada titik tengah lengan neraca. Dengan posisi yang telah seimbang tersebut, maka pengujian untuk mengetahui hubungan antara skala simpangan neraca dengan sudut yang dihasilkan dapat dilakukan dengan akurat. Tabel 1 menampilkan nilai sudut dari simpangan jarum penunjuk skala neraca pada daerah skala negatif (nilai skala -10 hingga skala 0) dan daerah skala positif (nilai skala 0 hingga 10).
Tabel 1. Hasil pengukuran sudut pada berbagai nilai skala neraca
| Daerah Skala Negatif | Daerah Skala Positif | |||
|---|---|---|---|---|
| Skala | Sudut (º) | Skala | Sudut (º) | |
| -10 | -4.42 | 0 | 0.09 | |
| -9 | -4.01 | 1 | 0.35 | |
| -8 | -3.62 | 2 | 0.74 | |
| -7 | -3.10 | 3 | 1.20 | |
| -6 | -2.47 | 4 | 1.74 | |
| -5 | -1.90 | 5 | 2.15 | |
| -4 | -1.50 | 6 | 2.59 | |
| -3 | -1.05 | 7 | 3.01 | |
| -2 | -0.62 | 8 | 3.51 | |
| -1 | -0.11 | 9 | 3.94 | |
| 0 | 0.09 | 10 | 4.56 | |
Gambar 7. Grafik kalibrasi sudut terhadap skala
Agar mikrokontroler dapat mengolah data sudut menjadi nilai skala, maka nilai data skala – sudut pada Tabel 1 diolah menjadi grafik nilai skala terhadap sudut seperti ditunjukkan pada Gambar 7. Pada gambar tersebut dapat dilihat persamaan garis kurva kalibrasi antara sudut dan skala yang menunjukkan korelasi linear positif, di mana semakin jauh simpangan jarum penunjuk skala neraca maka sudut yang dideteksi akan semakin besar, baik pada daerah skala negatif maupun positif. Dengan mengambil skala 0 sebagai referensi sudut 0º, gambar tersebut menunjukkan sudut yang semakin positif pada saat skala bergerak ke kanan dari skala 0 ke skala 10 dan sudut yang semakin negatif pada saat skala bergerak ke kiri dari skala 0 ke skala -10. Persamaan garis yang dihasilkan adalah Y = -0.11796 + 2.2936x dan memiliki nilai koefisien relasi regresi linier (R) sebesar 0.99843, di mana Ahmad [10] menyatakan bahwa nilai R antara +0.8 hingga +1.0 menunjukkan korelasi yang kuat antara variabel X dan Y. Dengan demikian, korelasi antara sudut dan nilai skala yang dideteksi dari sensor tersebut adalah korelasi linier yang kuat. Selanjutnya, persamaan garis tersebut dimasukkan ke dalam coding pemrograman Arduino Uno R3 agar input sudut dari sensor MPU 6050 dapat dikonversi menjadi nilai skala yang akan ditampilkan pada layar LCD. Contoh hasil pengukuran simpangan jarum penunjuk skala neraca ditunjukkan pada Gambar 8 berikut. Pada gambar tersebut, hasil pembacaan posisi jarum oleh sensor ditampilkan di layar LCD sebesar 0.212 telah mendekati nilai skala hasil pengamatan visual di sekitar skala 0.
Gambar 8. Hasil pengamatan posisi jarum secara visual (kiri) dan pembacaan sensor (kanan)
Dengan konsistennya hasil pengamatan visual dan sensor, selanjutnya neraca yang telah dipasang prototipe alat pembaca jarum penunjuk skala dapat digunakan untuk pengujian anak timbangan. Hasil pertama adalah hasil pengujian nilai skala neraca yang merupakan besarnya massa imbuh yang dibutuhkan untuk memindah jarum satu mata skala. Dengan nilai skala, nilai kesetimbangan skala neraca (T) dapat diubah menjadi nilai massa yang merupakan selisih massa antara massa benda di piringan kanan dan piringan kiri, di mana untuk metode Borda, anak timbangan uji atau standar ditempatkan di piringan kiri sedangkan tara ditempatkan di piringan sebelah kanan seperti dijelaskan oleh Ginting [5]. Tabel 2 di bawah ini menunjukkan hasil pengujian nilai skala yang diukur sensor dan dibaca manual secara visual yang dibaca langsung dari pergerakan jarum penunjuk skala neraca secara bersamaan untuk anak timbangan 1000 gram.
Tabel 2. Hasil pengujian nilai skala anak timbangan 1000 gram
| Muatan Imbuh (G) g (1000 g) | Titik Balik | Titik | Nilai | Nilai | ||||||
| Kesetimbangan | Mutlak | Skala | ||||||||
| T (g) | |T2- | (g/skala) | ||||||||
| T1| (g) | ||||||||||
| a1 | a2 | a3 | a1 | a1 | ||||||
| Sensor | Tanpa Imbuh | 3.50 | -3.70 | 0.89 | -2.30 | -0.06 | T1 | -0.78 | ||
| Imbuh: 0.1 g | 7.12 | -2.32 | 3.47 | 0.40 | 2.27 | T2 | 1.66 | 2.44 | 0.04 | |
| Manual | Tanpa Imbuh | 3 | -3 | 1 | -2 | 0 | T1 | -0.58 | ||
| Imbuh: 0.1 g | 7 | -2 | 4 | 0 | 3 | T2 | 1.83 | 2.42 | 0.04 | |
Tabel 3. Hasil pengujian nilai skala pada anak timbangan 200 g, 500 g, dan 1000 g
| Muatan (g) | Nilai Skala (g/skala) | |||
|---|---|---|---|---|
| Sensor | Manual | |||
| 1000 | 0.04 | 0.04 | ||
| 500 | 0.09 | 0.09 | ||
| 200 | 0.04 | 0.05 | ||
Untuk anak timbagan 1000 gram, data titik balik pada Tabel 2 menunjukkan titik balik hasil sensor mendekati hasil manual dengan ketelitian hingga 1/100 kali lebih baik daripada ketelitian pembacaan dengan manual pada semua titik balik dari a1 hingga a5. Sebagai hasilnya, titik kesetimbangan T, nilai mutlak T2-T1 dan nilai skala dari hasil pembacaan sensor juga mendekati hasil pembacaan manual. Tabel 3 juga menunjukkan hasil yang mendekati antara hasil pembacaan sensor dan manual pada anak timbangan yang lain yaitu anak timbangan 500 gram dan 200 gram. Dengan nilai skala tersebut, anak timbangan uji kelas M1 dengan kapasitas 1000 gram, 500 gram dan 100 gram diuji dengan anak timbangan standar F2 dengan kapasitas yang sama menggunakan metode Borda. Dengan cara perhitungan yang dijelaskan oleh Ginting [5], hasil perhitungan massa konvensional dari tiga anak timbangan uji tersebut yang diukur dengan sensor dan manual dirangkum pada Tabel 4 berikut.
Tabel 4. Hasil pengujian anak timbangan 200 g, 500 g dan 1000 g
| AT Standar | AT Uji | Kesalahan (g) | Selisih | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Massa Konvensional Sertifikat (g) | Massa Konvensional Cara Manual (g) | Massa Konvensional Dengan Sensor (g) | Manual | Sensor | (Manual - Sensor) (g) | BKD (g) |
| 1000.0018 | 1000.0328 | 1000.0181 | -0.0312 | -0.0161 | -0.0152 | ± 0.05 |
| 1000.0365 | 1000.0271 | -0.0351 | -0.0252 | -0.0095 | ± 0.05 | |
| 1000.0322 | 1000.0363 | -0.0275 | -0.0348 | 0.0038 | ± 0.05 | |
| Rata - Rata | -0.0321 | -0.0253 | -0.0067 | ± 0.05 | ||
| 500.0008 | 499.9851 | 499.9765 | 0.0108 | 0.0210 | -0.0086 | ± 0.025 |
| 500.0178 | 500.0234 | -0.0169 | -0.0194 | 0.0023 | ± 0.025 | |
| 500.0216 | 500.0238 | -0.0223 | -0.0243 | -0.0024 | ± 0.025 | |
| Rata - Rata | -0.0091 | -0.0071 | -0.0018 | ± 0.025 | ||
| 200.00024 | 199.9862 | 199.9908 | 0.0103 | 0.0089 | 0.0012 | ± 0.01 |
| 200.0143 | 200.0068 | -0.0101 | -0.0072 | -0.0027 | ± 0.01 | |
| 200.0121 | 200.0042 | -0.0122 | -0.0043 | -0.0082 | ± 0.01 | |
| Rata - Rata | -0.0038 | -0.0004 | -0.0033 | ± 0.01 |
Dari data massa konvensional anak timbangan standar pada Tabel 4, nilai kesalahan atau error dari setiap anak timbangan uji dapat ditentukan. Direktur Jenderal Perdagangan Dalam Negeri [2] berdasarkan Rekomendasi dari OIML [11] menjelaskan bahwa nilai error ditentukan dari selisih antara nilai massa konvensional anak timbangan uji dan anak timbangan standar, dan anak timbangan dapat digunakan untuk keperluan metrologi legal termasuk transaksi perdagangan apabila nilai errornya tidak melebihi kesalahan maksimum yang ditetapkan oleh regulasi nasional. Tabel 4 menunjukkan hasil perhitungan error untuk anak timbangan uji 1000 gram, 500 gram dan 200 gram dari hasil pengukuran sensor mendekati hasil manual dengan rentang 0.0012 gram hingga -0.0152 gram. Nilai error rata-rata yang didapat dari hasil pengukuran sensor berada pada rentang -0.0004 gram hingga -0.0253 gram yang lebih kecil dari hasil manual pada rentang -0.0038 gram hingga -0.0321 gram. Hasil ini lebih baik dibandingkan dengan nilai error hasil pada studi sebelumnya sebesar 0.55155 gram yang didapatkan oleh Ginting [5]. Nilai error dari pengukuran sensor juga masih di bawah nilai kesalahan maksimum yang diperbolehkan secara nasional, sehingga anak timbangan uji tersebut sah untuk digunakan dalam transaksi perdagangan. Hal ini menunjukkan bahwa hasil pengukuran sensor lebih teliti dibandingkan dengan hasil manual. Hal ini tidak terlepas dari hasil pengukuran simpangan jarum skala penunjuk skala yang lebih akurat dan terlindung dari gangguan. Ginting [5] menyarankan agar sensor terlindung dari gangguan sekitarnya termasuk gangguan induksi medan magnetik dari bahan besi di sekitar sensor. Gao [12] menjelaskan bahwa plastik adalah bahan diamagnetik yang dapat mengurangi efek medan magnet. Pada studi ini, pelindung sensor tersebut dibuat dari bahan plastik yang bersifat diamagnetik.
4 Kesimpulan
Setelah dilakukan perancangan, pembuatan dan implementasi prototipe alat pembaca jarum penunjuk skala neraca pada pengujian anak timbangan, maka pada studi ini dapat ditunjukkan penambahan pelindung berupa dudukan sensor pada prototipe tersebut dapat meningkatkan akurasi pengukuran nilai skala pada saat pengujian anak timbangan. Dengan ketelitian pembacaan skala hingga 1/100 kali dibandingkan pengamatan manual, prototipe alat tersebut dapat menghasilkan pengukuran yang lebih akurat dengan penurunan nilai error rata-rata hingga rentang -0.0004 gram hingga -0.0253 gram dibandingkan dengan nilai error rata-rata hasil pengukuran manual pada rentang -0.0038 gram hingga -0.0321 gram pada pengujian anak timbangan M1 200 gram, 500 gram, dan 1000 gram oleh anak timbangan standar F2.