PAPER

ILMU UKUR TANAH

PENGENALAN THEODOLITE

TEKNIK GEODESI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA

PENDAHULUAN

Theodolit adalah salah satu alat ukur tanah yang digunakan untuk menentukan tinggi tanah

dengan sudut mendatar dan sudut tegak. Berbeda dengan waterpass yang hanya memiliki

sudut mendatar saja. Di dalam theodolit sudut yang dapat di baca bisa sampai pada satuan

sekon (detik).

Theodolite merupakan alat yang paling canggih di antara peralatan yang digunakan dalam

survei. Pada dasarnya alat ini berupa sebuah teleskop yang ditempatkan pada suatu dasar

berbentuk membulat (piringan) yang dapat diputar-putar mengelilingi sumbu vertikal,

sehingga memungkinkan sudut horisontal untuk dibaca. Teleskop tersebut juga dipasang pada

piringan kedua dan dapat diputarputar mengelilingi sumbu horisontal, sehingga

memungkinkan sudut vertikal untuk dibaca. Kedua sudut tersebut dapat dibaca dengan

tingkat ketelitian sangat tinggi (Farrington 1997).

Survei dengan menggunakan theodolite dilakukan bila situs yang akan dipetakan luas dan

atau cukup sulit untuk diukur, dan terutama bila situs tersebut memiliki relief atau perbedaan

ketinggian yang besar. Dengan menggunakan alat ini, keseluruhan kenampakan atau gejala

akan dapat dipetakan dengan cepat dan efisien (Farrington 1997)

1. Pengertian Theodolit merupakan alat ukur tanah yang universal. Selain digunakan untuk mengukur

sudut horisontal dan sudut vertikal, theodolit juga dapat digunakan untuk mengukur jarak

secara optis, membuat garis lurus dan sipat datar orde rendah.

2. Sejarah Theodolite

Sebelum ke theodolite, instrumen seperti geometris persegi dan berbagai kalangan lulus

dan semicircles telah digunakan untuk memperoleh secara vertikal atau horisontal sudut

pengukuran. Itu hanya soal waktu sebelum seseorang menempatkan dua pengukuran

perangkat dalam satu instrumen yang dapat mengukur kedua sudut secara bersamaan.

Gregorius Reisch menunjukkan sebuah instrumen dalam lampiran dari bukunya

Margarita Philosophica, dia yang diterbitkan di dalam Strasburg 1512. ini dijelaskan

dalam lampiran oleh Martin Waldseemller, sebuah topographer Rhineland dan peta,

yang menjadikan perangkat ini di tahun yang sama . Waldseemller instrumen yang

disebut-Nya polimetrum.

Pertama kemunculan kata "teodolit" ditemukan dalam survei buku J geometris praktek

bernama Pantometria (1571) oleh Leonard Digges, yang telah diterbitkan anumerta oleh

anaknya, Thomas Digges. etimologi dari kata tersebut tidak dikenal. Bagian pertama Baru

latin theo-delitus mungkin berasal dari bahasa Yunani , "tiba-tiba ke atas atau cari

perhatian", tetapi bagian kedua lebih banyak menimbulkan teka-teki dan sering dikaitkan

dengan sebuah variasi tdk seperti seorang sarjana, yang berarti "jelas "atau" jelas ".

Ada beberapa kebingungan tentang instrumen yang nama pada awalnya diterapkan.

Beberapa mengidentifikasi awal theodolite azimut sebagai instrumen saja, sedangkan

yang lain sebagai menentukan altazimuth instrumen. Dalam Digges buku, nama

"theodolit" dijelaskan alat untuk mengukur sudut horisontal saja. Dia juga dijelaskan alat

yang diukur baik ketinggian dan azimut, dia yang disebut sebagai instrumen

topographicall [sic]. Jadi nama awalnya hanya diterapkan ke azimut instrumen dan hanya

kemudian menjadi terkait dengan instrumen altazimuth. 1728 membandingkannya dengan

ensiklopedi "graphometer" menjadi "setengah theodolit". Bahkan sebagai sebagai akhir

abad ke-19, dengan alat untuk mengukur sudut horisontal hanya disebut sederhana alat

survey theodolit dan instrumen altazimuth, yang biasa teodolit.

Instrumen pertama lebih seperti alat survey theodolit benar adalah kemungkinan yang

dibangun oleh Joshua Habermel (de: Erasmus Habermehl) di Jerman pada 1576, lengkap

dengan kompas dan tripod.

Awal altazimuth instrumen yang terdiri dari dasar lulus dengan penuh lingkaran di sayap

vertikal dan sudut pengukuran perangkat yang paling sering setengah lingkaran. Alidade

pada sebuah dasar yang digunakan untuk melihat obyek untuk pengukuran sudut

horisontal, dan yang kedua alidade telah terpasang pada vertikal setengah lingkaran.

Nanti satu instrumen telah alidade pada vertikal setengah lingkaran dan setengah

lingkaran keseluruhan telah terpasang sehingga dapat digunakan untuk menunjukkan

sudut horisontal secara langsung. Pada akhirnya, sederhana, buka-mata alidade diganti

dengan pengamatan teleskop. Ini pertama kali dilakukan oleh Jonathan Sisson pada 1725.

Alat survey theodolite yang menjadi modern, akurat dalam instrumen 1787 dengan

diperkenalkannya Jesse Ramsden alat survey theodolite besar yang terkenal, yang dia

buat menggunakan mesin pemisah sangat akurat dari desain sendiri.

3. Bagian-bagian dari Theodolite

Secara umum, konstruksi theodolit terbagi atas dua bagian :

Bagian atas, terdiri dari :

(a) Teropong / Teleskope

(b) Nivo tabung dan Nivo kotak

(c) Sekrup Okuler dan Objektif

(d) Sekrup Gerak Vertikal

(e) Sekrup gerak horizontal

(f) Teropong bacaan sudut vertical dan horizontal

(g) Sekrup pengunci teropong

(h) Sekrup pengunci sudut vertical

(i) Sekrup pengatur menit dan detik

(j) Sekrup pengatur sudut horizontal dan vertikal

Teropong / telescope

digunakan untuk membidik atau mengamati benda yang jauh agar terlihat

dekat,jelas dan besar.Teropong teodoli menggunakan prinsip Kepler, yaitu terdiri

dari lensa positif sebagai lensa obyektif dan lensa negative sebagai lensa mata

atau okuler,yang bertindak sebagai loupe.Lensa obyektif memberikan bayangan

nyata terbalik dan diperkecil.Bayangan ini digunakan sebagai benda oleh lensa

okuler untuk selanjutunya bayangannya menjadi diperbesar,dekat dan terbalik.

Nivo tabung dan Nivo kotak

Nivo teropong digunakan untuk membuat garis bidik mendatar.

Lingkaran skala tegak / vertical

Adalah piringan dari metal atau kaca tempat kaca tempat skala

lingkaran.Lingkaran ini berputar bersama teropong dan dilindungi oleh alhidade

vertical

Sumbu mendatar ( sb. II )

Adalah sumbu perputaran teropong yang disangga oleh dua tiang penyangga kiri

dan kanan.

Klem teropong dan Penggerak Halus

Klem teropong digunakan untuk memmatikan gerakan teropong,sedangkan skrup

penggerak hakus digunakan untuk gerakan halus

Alhidade Vertikal dan Nivo

Digunakan untuk melindungi piringan vertical dan nivo alhidade vertical

digunakan untuk mengatur mikroskop pembacaan lingkaran vertical.

Visir kasar

Berfungsi untuk membidik obyek dengan cara kasar

Bagian atas, terdiri dari sumbu kedua yang diletakkan diatas kaki penyanggah

sumbu kedua. Pada sumbu kedua diletakkan suatu teropong yang mempunyai

diafragma dan dengan demikian mempunyai garis bidik. Pada sumbu ini pula

diletakkan plat yang berbentuk lingkaran tegak sama seperti plat lingkaran

mendatar.

2. Bagian Tengah, terdiri dari

(a) Penyangga bagian atas

(b) Kaki penyangga sumbu II (sumbu mendatar)

Pada teodolit yang baru(optis) kaki penyangga sumbu mendatar berisi

prisma-prisma pemantul sinar pembacaan lingkaran horizontal

(c) Sekrup micrometer

(d) Sumbu tegak ( sb. I )

(e) Nivo(tabung) alhadide horizontal

Nivo alhadide horizontal digunakan untuk membuat sumbu I vertikal

secara halus,setelah dilakukan pendekatan dengan nivo kotak.kadang-

kadang nivo kotak juga berdekatan dengan nivo tabung,artinya terletak

pada alhadide horizontal,namun ada pula yang berada pada tribach atau

kiap.

(f) Sekrup gerak horizontal

(g) Piringan lingkaran horizontal

Merupakan tempat skala horizontal,terbuat dari metal dan kaca. Pada

teodolit reoitisi lingkaran ini terpisah dari tribach dan dapat diatur

kedudukannya, sedang pada teodolit reiterasi menjadi satu dengan tribach

dan posisinya tetap.

(h) Alhidade horizontal

Merupakan pemersatu dari kaki penyangga sumbu II dan pelindung

lingkaran horizontal

(i) Klem dan penggerak halus alhadide horizontal

Seperti halnya pada teropong,klem ini dipakai untuk mematikan gerakan

sumbu I (sumbu tegak),dan gerakan halus dilakukan dengan memutar

skrup penggerak halus alhadide horizontal

(j) Klem dan Penggerak halus limbus

Klem dan penggerak halus limbus hanya ada pada teodolit repitisi(sumbu

ganda),digunakan untuk mengatur kedudukan piringan horizontal.

(k) Mikroskop pembacaan lingkaran horizontal

Pada alat yang baru(optical theodolite),mikroskop pembacaan lingkaran

horizontalnya dijadikan satu dengan pembacaan lingkaran vertikal,dan

untuk pembacaan yang lebih teliti,dilengkapi dengan skrup micrometer.

Bagian tengah, terdiri dari suatu sumbu yang dimasukkan ke dalam tabung

dan diletakkan pada bagian bawah. Sumbu ini adalah sumbu tegak lurus

kesatu. Diatas sumbu kesatu diletakkan lagi suatu plat yang berbentuk

lingkaran yang berbentuk lingkaran yang mempunyai jari jari plat pada

bagian bawah. Pada dua tempat di tepi lingkaran dibuat alat pembaca

nonius. Di atas plat nonius ini ditempatkan 2 kaki yang menjadi

penyanggah sumbu mendatar atau sumbu kedua dan sutu nivo tabung

diletakkan untuk membuat sumbu kesatu tegak lurus. Lingkaran dibuat

dari kaca dengan garis garis pembagian skala dan angka digoreskan di

permukaannya. Garis garis tersebut sangat tipis dan lebih jelas tajam bila

dibandingkan hasil goresan pada logam. Lingkaran dibagi dalam derajat

sexagesimal yaitu suatu lingkaran penuh dibagi dalam 360 atau dalam

grades senticimal yaitu satu lingkaran penuh dibagi dalam 400 g.

Bagian Bawah terdiri dari

(a) Statif / Trifoot

(b) Tiga sekrup penyetel nivo kotak

(c) Unting unting

(d) Sekrup repitisi

(e) Sekrup pengunci pesawat dengan statif

Gambar 16.1 : Bagian-bagian Alat Teodolit

Gambar 16.2 : Macam-macam bentuk benang silang ( diapragma )

4. Pengelompokan Theodolite

Berdasarkan Konstruksinya

Theodolite repetisi

Lingkaran skala mendatar dapat diatur mengelilingi sumbu tegak. Bila skrup

pengunci lingkaran skala mendatar dibuka, maka tidak dapat dilakukan

pengukuran sudut. Besarnya sudut yang dibentuk oleh garis bidik yang diarahkan

ke dua buah target hanya dapat diukur kalau skrup pengunci lingkaran skala

mendatarnya terkunci. Sebeb bila sekrup pengunci skala lingkaran mendatar tidak

dikunci, maka pada saat diputar, piringan skala mendatar ikut berputar bersama-

sama dengan indek pembaca lingkaran mendatar.

Keuntungannya adalah dimungkinkannya mengubah bacaan pada suatu arah garis

bidik tertentu. Misal pada suatu arah garis bidik di A bacaan skala mendatarnya

dibuat 0o

, kemudian garis bidik diarahkan ke B, maka bacaan skala mendatar di B

juga merupakan sudut APB

Theodolite reiterasi

Lingkaran skala mendatar theodolit menyatu dengan tribrach, sehingga lingkaran

mendatar tidak dapat diputar. Akibatnya bacaan lingkaran mendatarnya untuk

suatu target merupakan suatu bacaan arah. Jadi sudut yang dibentuk oleh garis

bidik yang diarahkan kedua target adalah bacaan arah kedua dikurangi bacaan

arah pertama.

Sistim pembacaan

Sistem dengan indeks garis

Sistem dengan nonius

Sistem dengan micrometer

Sistem koinsidensi

Sistem digital

Skala Ketelitian

Theodolit Presisi (Type T3/ Wild)

Theodolit Satu Sekon (Type T2 / Wild)

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

Theodolit Satu Menit (Type T0 / Wild)

Theodolit Sepuluh Menit ( Type DK-1 / Kern)

5. Syarat sebelum mengukur sudut

Sumbu tegak (sumbu-I) harus benar-benar tegak.

Bila sumbu tegak miring maka lingkaran skala mendatar tidak lagi mendatar. Hal ini

berarti sudut yang diukur bukan merupakan sudut mendatar. Gelembung nivo yang

terdapat pada lingkaran skala mendatar ditengah dan gelembung nivo akan tetap

berada ditengah meskipun theodolit diputar mengelilingi sumbu tegak. Bila pada saat

theodolit diputar mendatar dan gelembung nivo berubah posisi tidak ditengah lagi,

maka berarti sumbu-I tidak vertical, ini disebabkan oleh kesalahan sistim sumbu yang

tidak benar, atau dapat juga disebabkan oleh posisi nivo yang tidak benar.

Sumbu mendatar (sumbu-II) harus benar-benar mendatar

Garis bidik harus tegak lurus sumbu mendatar

Untuk memenuhi syarat kedua dan ketiga lakukan langkah-lankah sebagai berikut:

Gantungkan unting-unting pada dinding. Benang diusahakan agar tergantung

bebas (tidak menyentuh dinding atau lantai)

Setelah sumbu tegak diatur sehingga benar-benar tegak, garis bidik diarahkan

ke bagian atas benang. Kunci skrup pengunci sumbu tegak dan lingkaran skala

mendatar.

Gerakkan garis bidik perlahan-lahan ke bawah

Bila sumbu mendatar tegak lurus dengan sumbu tegak dan garis bidik tegak

lurus dengan sumbu mendatar maka garis bidik akan bergerak sepanjang

benang unting-unting ( tidak menyimpang dari bidikan benang).

Tidak ada salah indeks pada skala lingkaran tegak.

Setelah syarat pertama, kedua dan ketiga dipenuhi maka arahkan garis bidik

ketitik yang agak jauh.

Ketengahkan gelembung nivo lingkaran skala tegak

Baca lingkaran skala tegak, missal didapat bacaan sudut zenith z.

Putar teropong 1800

kemudian dikembalikan garis bidik ke titik yang sama

Periksa gelembung nivo lingkaran skala tegak, ketengahkan bila belum terletak di

tengah

Baca lingkaran skala tegak, missal z. Bila bacaan z = 360-z, maka salah indeks

adalah 0

Apabila keempat syarat tidak terpenuhi maka diadakan pengaturan. Untuk

mendapatkan sudut horizontal yang benar maka syarat pertama kedua dan ketiga

harus benar-benar dipenuhi, sedangkan syarat keempat dipenuhi untuk mendapatkan

sudut vertical yang benar.

Mengatur sumbu tegak

Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk mengatur sumbu tegak adalah sebagai

berikut:

Usahakan agar nivo lingkaran mendatar sejajar dengan arah 2 skrup kaki tribrach.

Tengahkan posisi gelembung nivo dengan cara memutar kedua skrup kaki tribrach

secara bersamaan dengan arah yang berlawanan.

Setelah keadaan gelembung nivo berada di tengah maka putar theodolit 90o

.

tengahkan posisi gelembung nivo dengan hanya memutar skrup kaki tribrach yang

ketiga

Kemudian kembalikan ke kedudukan semula (sejajar skrup kaki tribrach 1 dan 2)

Tengahkan kembali posisi nivo apabila gelembung nivo belum berada ditengah.

Kemudian putar theodolit 180o

, sehingga nivo berputar mengelilingi sumbu tegak

dalam kedudukan nivo yang sejajar dengan skrup kaki kiap 1 dan 2.

Bila garis arah nivo tegak lurus dengan sumbu tegak, maka gelembung nivo akan

tetap berada ditengah.

Cara Kerja Penyiapan Alat Theodolite

1. Kendurkan sekrup pengunci perpanjangan

2. Tinggikan setinggi dada

3. Kencangkan sekrup pengunci perpanjangan

4. Buat kaki statif berbentuk segitiga sama sisi

5. Kuatkan (injak) pedal kaki statif

6. Atur kembali ketinggian statif sehingga tribar plat mendatar

7. Letakkan theodolite di tribar plat

8. Kencangkan sekrup pengunci centering ke laser theodolite

9. Atur (levelkan) nivo kotak sehingga sumbu kesatu benar-benar tegak / vertical

dengan menggerakkan secara beraturan sekrup pendatar / kiap di tiga sisi alat

ukur tersebut.

10. Atur (levelkan) nivo tabung sehingga sumbu kedua benar-benar mendatar dengan

menggerakkan secara beraturan sekrup pendatar / kiap di tiga sisi alat ukur

tersebut.

11. Posisikan laser theodolite dengan mengendurkan sekrup pengunci centering

kemudian geser kekiri atau kekanan sehingga tepat pada tengah-tengah titi ikat

(BM), dilihat dari centering optic.

12. Lakukan pengujian kedudukan garis bidik dengan bantuan tanda T pada dinding.

13. Periksa kembali ketepatan nilai index pada system skala lingkaran dengan

melakukan pembacaan sudut biasa dan sudut luar biasa untuk mengetahui nilai

kesalahan index tersebut.

Perawatan Theodolite

Menjaga selalu dalam keadaan bersih

Bila terkena hujan segera keringkan

Tersimpan si tempat yang kering (Di lemari

yang diberi lampu)

Meminyaki bagian gerakan horizontal dan vertikal, skrup-skrup pemokus dan gerakan

halus horizontal dan vertikal

Referensi

Brinker, R. C. & P.R. Wolf (1986) Dasar-dasar PengukuranTanah jilid 1. Penerbit

Erlangga, Jakarta

Frick, H. (1979) Ilmu dan Alat Ukur Tanah. Penerbit Kanisius, Yogyakarta

McCoomac, Jack. 2004. Surveying. Fifth Edition. Clemson University.

Purworahardjo, U. (1986) Ilmu Uku Tanah Seri C Pengukuran Topografi. Jurusan Teknik

Geodesi FTSP, Institut Teknologi Bandung.

Wolf, Paul R & Ghilani, Charles D. 2002. Elementary Surveying : An Introduction to

Geomatics. Prentice Hall. New Jersey

http://kompiancur.blogspot.com/2009/07/latar-belakang-alat-survey-theodolite.html

mediateknologi.net