My Great Adventures: SISTEM KERJA THEODOLIT

A. Pengertian Theodolit

Theodolit merupakan alat yang digunakan untuk mengukur sudut horizontal (Horizontal Angel = HA) dan sudut vertikal (Vertikal Angel = VA). Alat ini banyak digunakan sebagai piranti pemetaan pada survey geologi dan geodesi.[1]

Penggunaan theodolit tidak lepas dari adanya GPS dan waterpass. GPS (Global Positioning System) digunakan untuk menampilkan data lintang, bujur, dan waktu secara akurat, karena GPS menggunakan bantuan satelit. Dalam peralatan GPS, posisi pengamat (bujur, lintang, ketinggian) dapat ditentukan dengan akurasi sangat tinggi. Sedangkan waterpass digunakan untuk mempermudah memposisikan theodolite agar datar, rata dan tegak lurus terhadap titik pusat bumi.[2]

Dengan berpedoman pada posisi dan pergerakan benda-benda langit dan bantuan satelit-satelit GPS, theodolit dapat menunjukan suatu posisi hingga satu detik busur (1/3600°).[3] Alat ini dilengkapi dengan teropong yang mempunyai pembesaran lensa yang bervariasi.

B. Prinsip Kerja Theodolit[4]

1. Pada theodolite terdapat 2 lensa atau 3 lensa yakni lensa objektif, lensa focus dan lensa pembalik. Biasanya yang memiliki lensa pembalik adalah theodolite dengan sistem digital.

2. Sinar cahaya masuk melalui line of collimation.

3. Cahaya akan masuk melalui lensa objektif, lalu ke lensa pembalik (jika ada) dan terakhir ke lensa focus.

4. Setelah masuk ke lensa focus, cahaya akan terlihat di mata bersamaan dengan diafragma.

Setelah itu baru bisa terbaca untuk menentukan jarak atau ketinggian suatu benda yang dilihat dari theodolite.

C. Sifat-Sifat Teodolit

Terdapat beberapa ciri mengenai instrument teodolit ini, diantaranya yang penting adalah sebagai berikut :[5]

1. Teropongnya pendek, mempunyai benang silang yang digoreskan pada kaca dan dilengkapi dengan kolimator untuk pengarahan kasar.

2. Lingkaran horizontal dan vertical dibuat dari kaca dengan garis-garis pembagian skala dan angka dipermukaannya.

3. Lingkaran vertikal, kebanyakan theodolite diberi petunjuk seksama terhadap arah gaya tarik bumi dengan satu dari dua cara (a) Dengan sebuah pemampas otomatik, (b) Dengan nivo kolimasi atau nivo lingkaran vertikal, biasanya jenis ujung gelembung berimpit dengan system pembacaan lingkaran vertikal.

4. Sistem-sistem pembacaan lingkaran pada dasarnya terdiri atas mikroskop dengan optika di dalam instrument. Sebuah okuler pembacaan biasanya ada di dekat okuler teropong atau di tempatkan di salah satu penopang. Beberapa instrument memiliki micrometer optis untuk pembacaan pecahan interval lingkaran, sedangkan lainnya bersifat baca “langsung”. Pada kebanyakan teodolit, ada sebuah cermin ditempatkan pada satu penopang yang dapat diatur untuk memantulkan sinar ke dalam instrument dan menerangi lingkaran untuk pemakaian siang hari. Sistem pembacaan lingkaran dapat dilengkapi dengan sistem penerangan memakai baterai untuk pekerjaan malam hari dan di bawah tanah.

5. Putaran mengeliling sumbu I terjadi dalam tabung baja atau pada bola-bantalan poros (precisions ball bearings) seksama.

6. Bidang sekrup penyetel, terdiri atas tiga sekrup atau roda sisir.

7. Dasar atau kerangka bawah theodolite, sering dirancang agar instrument dapat saling ditukar dengan alat-alat tambahannya tanpa menganggu pemusatan pada titik pengukuran.

8. Pemusat optis, terpasang ke dalam dasar kebanyakan teodolit, menggantikan bandul unting-unting dan menyebabkan pemusatan dapat dilakukan dengan ketelitian tinggi.

9. Kotak pembawa untuk thodolite terbuat dari baja, logam campuran, atau plastik berat. Kotak pembawa biasanya ringkas, kedap air, dan dapat dikunci.

10. Alat-alat ukur jarak dapat bersifat permanen dan terpadu dari theodolite Takimeter.

11. Berbagai alat tambahan meningkatkan kemampuan theodolite, sehingga dapat digunakan secara khusus misalnya pengamatan astronomis.

12. Kaki tiganya jenis kerangka lebar. Beberapa di antaranya dari logam dan mempunyai alat untuk mendatarkan secara kasar bagian atasnya dan pemusatan mekanik sehingga tak perlu bandul unting-unting pada pemusatan optis tetapi pada praktikum kali ini kita memakai bandul unting-unting untuk pemusatan optis.

D. Kalibrasi Theodolit

Sebelum theodolit digunakan dalam kerja pengukuran ada baiknya theodolit diperiksa terlebih dahulu. Hal ini untuk memastikan, apakah teodolit berfungsi dengan baik dan benar. Ini penting dalam ketelitian pengambilan data, sehingga kesalahan dan ketidaktelitian dalam pengambilan data dapat diminimalisir.

Terdapat dua jenis kalbirasi yang boleh dilakukan yaitu :[6]

a. Kalibrasi Sementara

Kalibrasi ini dilakukan dilakukan kepada teodolit setiap kali alat ini akan digunakan. Hal ini berarti di setiap stasiun pengamatan yang diduduki, kalibrasi sementara dijalankan terlebih dahulu sebelum pengukuran dilakukan. Kalibrasi sementara melibatkan tiga proses penting, yakni :

Ø Memusatkan teodolit

Dalam pemasangan teodolit harus dilakukan dengan benar tepat di atas tripod. Prinsipnya adalah dengan cara mengatur teodolit supaya berdiri dalam kedudukan kurang lebih berada di atas stasiun. Cara melakukannya adalah seperti berikut :

1. Buka kaki tiga kurang lebih dengan sudut 60°.

2. Posisikan kaki tiga dengan ketinggian sewajarnya sehingga plat atas kaki tiga berada dalam kedudukan hampir mendatar.

3. Letakkan theodolit di atas plat kaki tiga. Pastikan semua terkunci pada teodolit dan kencangkan pengunci tribet.

4. Pijakkan satu kaki tiga ke tanah, pegang dan angkat dua kaki tiga lagi sambil mata praktikan melihat melalui sekrup optik.

5. Kemudian letakkan kedua-dua kaki tiga tadi ke tanah. Memastikan gelembung udara yang berada di atas penyilang arah (berbentuk bulat) tepat di tengah-tengah. Caranya dengan menaikan dan menurunkan kaki tiga yang berkaitan dengan mengikut kedudukan yang sesuai.

Ø Mengkalibrasi teodolit

Apabila teodolit sudah berada tepat di atas tanah, proses selanjutnya ialah memastikan teodolit berada dalam keadaan benar. Proses kalibrasi adalah seperti berikut :

1. Pastikan semua pengunci penyilang atas dan bawah telah dilonggarkan. Gerakkan theodolit supaya kotak gelembung udara (berbentuk memanjang) sesuai dengan sepasang sekrup kaki penyearah.

2. Atur kedua sekrup kaki penyearah pada arah yang berlawanan serentak sehingga gelembung udara berada di tengah-tengah kotaknya.

3. Atur teleskop sehingga kotak gelembung udara berada 90° dari kedudukan asal tadi. Kemudian sejajarkan alat menggunakan sekrup kaki penyearah ketiga saja.

Ulangi langkah (2) dan (3) sehingga gelembung udara tetap berada di tengah. Walaupun teodolit diputar ke arah mana sekalipun. Gelembung udara (berbentuk bulat) akan sendirinya terarah apabila keadaan ini terhasil.

Ø Menghilangkan beda penglihatan

Beda penglihatan adalah suatu kekaburan yang terjadi pada objek yang terdapat di benang stadia. Keadaan ini berlaku disebabkan teleskop tidak difokuskan terlebih dahulu. Jika ini berlaku pengukuran akan sulit dilakukan.

b. Kalibrasi Tetap

Sebuah teodolit dikatakan berada dalam keadaan baik jika komponen-komponen dasarnya berada dalam keadaan berikut :

1. Pugaknya betul-betul tegak apabila gelembung udara penyilang ufuk berada di tengah-tengah.

2. Komponen sangga mestilah bersudut tepat dengan garisan kolimatan dalam satah ufuk dan bersudut tepat dengan paksi pugak dalam satah pugak.

3. Apabila teropong berada dalam keadaan mendatar dan gelembung pugak (di atas teleskop) berada di tengah-tengah, bacaan sudut pugak sepatutnya 0°/90° (bergantung kepada jenis alat).

Walaupun semua theodolit mempunyai mekanisme kerja yang sama, namun pada tingkatan tertentu terdapat perbedaan baik penampilan, bagian dalamnya dan konstruksinya.

E. Jenis dan Bagian Theodolite

Theodolit terdiri dari dua macam:[7]

a. Theodolit Digital

Jenis teodolit yang dimana cara pembacaan sudut horizontal dan vertikalnya hanya dibaca dengan otomatis di layar, dan cara penyentringan alatnya pun berbeda dimana teodolit digital hanya dengan cara sentering laser. Contoh theodolite digital:
Nikon Topcon N233,N200,N102.

b. Teodolit Manual

Jenis teodolit yang dimana pembacaan sudut horizontal dan sudut vertikal hanya hanya bisa dibaca dengan manual dengan melihat ke mikroskop pembacaan horizontal dan vertikal, tetapi teodolit manual mempunyai akurasi yang sangat kecil. Contoh teodolit Manual: Fannel Kessel T0,T1,T11.

Gambar Theodolit dan bagian-bagiannya :

F. Macam –macam Theodolit

1. Dari konstruksi dan cara pengukuran, dikenal 3 macam theodolite :[8]

a. Theodolite Reiterasi (Theodolit sumbu tunggal )

Pada theodolite reiterasi, plat lingkaran skala (horizontal) menjadi satu dengan plat lingkaran nonius dan tabung sumbu pada kiap sehingga lingkaran mendatar bersifat tetap. Pada jenis ini terdapat sekrup pengunci plat nonius.

Dalam theodolit ini, lingkaran skala mendatar menjadi satu dengan kiap, sehingga bacaan skala mendatarnya tidak bisa di atur. Theodolit yang di maksud adalah theodolit type T0 (wild) dan type DKM-2A (Kem)

b. Theodolit Repetisi

Pada theodolite repetisi, plat lingkaran skala mendatar ditempatkan sedemikian rupa, sehingga plat ini dapat berputar sendiri dengan tabung poros sebagai sumbu putar.

Pada jenis ini terdapat sekrup pengunci lingkaran mendatar dan sekrup nonius.
Konsruksinya kebalikan dari theodolit reiterasi, yaitu bahwa lingkaran mendatarnya dapat diatur dan dapat mengelilingi sumbu tegak.
Akibatnya dari konstuksi ini, maka bacaan lingkaran skala mendatar 0º, dapat ditentukan kearah bidikan / target yang dikehendaki. Theodolit yang termasuk ke dalam jenis ini adalah theodolit type TM 6 dan TL 60-DP (Sokkisha ), TL 6-DE (Topcon), Th-51 (Zeiss)

c. Theodolite Elektro Optis

Dari konstruksi mekanis sistem susunan lingkaran sudutnya antara theodolite optis dengan theodolite elektro optis sama. Akan tetapi mikroskop pada pembacaan skala lingkaran tidak menggunakan sistem lensa dan prisma lagi, melainkan menggunakan system sensor. Sensor ini bekerja sebagai elektro optis model (alat penerima gelombang elektromagnetis). Hasil pertama sistem analog dan kemudian harus ditransfer ke system angka digital. Proses penghitungan secara otomatis akan ditampilkan pada layer (LCD) dalam angka decimal.

2. Menurut sistem bacaannya:

1. Theodolite sistem baca dengan Indexs Garis

2. Theodolite sistem baca dengan Nonius

3. Theodolite sistem baca dengan Micrometer

4. Theodolite sistem baca dengan Koinsidensi

5. Theodolite sistem baca dengan Digital

3. Menurut skala ketelitian :

1. Theodolit Presisi (Type T3/ Wild)

2. Theodolit Satu Sekon (Type T2 / Wild)

3. Theodolit Spuluh Sekon (Type TM-10C / Sokkisha)

4. Theodolit Satu Menit (Type T0 / Wild)

5. Theodolit Sepuluh Menit ( Type DK-1 / Kern)