KONSEP RANCANG ALAT PENDETEKSI IKAN MENGGUNAKAN SENSOR SONAR BERBASIS ARDUINO Anwar Sadat , Murniyati , Bayu Eriko Putra Jurusan Teknik Elektro , Universitas Maritim Raja Ali Haji, TanjungPinang, Indonesia Email:
[email protected] ,
[email protected] ,
[email protected] ABSTRAK
Pada Konsep ini dilakukan rancang bangun prototipe bagan ikan otomatis menggunakan sensor sonar berbasis arduino uno r3. Bagan otomatis ini menggunakan cahaya lampu sebagai penarik perhatian ikan yang bersifat fototaksis, serta menggunakan sensor Lv-Maxsonar Ezsebagai pendeteksi kedatangan ikan yang bersifat fototaksis. Dalam perancangan ini juga dibuat rangkaian H-Bridge yang berfungsi menggerakkan motor yang berfungsi menurunkan dan menarik jaring. Agar nelayan Indonesia tidak terpuruk akan perekonomian yang sangat sulit di jaman sekarang. Alat ini sangat membantu para nelayan, pasti menjadi solusi terampuh pada jaman sekarang. Penciptaan alat ini menggunakan Arduino Uno R3 merupakan papan mikrokntroler yang berbasis ATmega 328P.Mempunyai 14 digital input/output, yang 6 pin bisa digunakan sebagai keluaranPWM, 6 analog input, 16 MHz osilator Kristal, penghubung USB, power jack,ICSP header, dan tombol reset. Kata Kunci : pemancar suara, cahaya,Lv-Macsonar Ez, H-Bridge, Arduino R3
A. Pendahuluan Teknologi membuat Nelayan Indonesia tidak terpuruk akan perekonomian yang sangat sulit di jaman sekarang. Pada kesempatan ini ada konsep alat yang sangat membantu para nelayan. Salah satu solusi terampuh pada jaman sekarang. Penciptaan alat ini menggunakan Arduino Uno R3 merupakan papan mikrokntroler yang berbasis ATmega 328P.Mempunyai 14 digital input/output, yang 6 pin bisa digunakan sebagai keluaranPWM, 6 analog input, 16 MHz osilator Kristal, penghubung USB, power jack,ICSP header, dan tombol reset. Pada Konsep ini dilakukan rancang bangun prototipe bagan ikan otomatis menggunakan sensor sonar berbasis arduino uno r3. Bagan otomatis ini menggunakan cahaya lampu sebagai penarik perhatian ikan yang bersifat fototaksis, serta menggunakan sensor Lv-
Maxsonar Ezsebagai pendeteksi kedatangan ikan yang bersifat fototaksis. Dalam perancangan ini juga dibuat rangkaian H-Bridge yang berfungsi menggerakkan motor yang berfungsi menurunkan dan menarik jaring. B. Landasan Teori Menurut Lillesand dan Kiefer Pengindraan jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang objek, daerah atau gejala dengan jalan menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan alat tanpa kontak langsung terhadap objek, atau gejala yang dikaji.
Menurut Lindgren Pengindraan jauh adalah berbagai teknik yang dikembangkan untuk memperoleh dan menganalisis tentang bumi.
Menurut American Photogrametry
Society
of
Pengindraan jauh adalah pengukuran atau perolehan informasi dari beberapa sifat objek atau fenomena dengan menggunakan alat perekam yang secara fisik tidak terjadi kontak langsung atau bersinggungan dengan objek atau fenomena yang dikaji. Dari beberapa definisi di atas dapat disimpulkan tentang pengertian pengindraan jauh. Pengindraan jauh adalah suatu cara merekam objek, daerah atau gejala-gejala dengan menggunakan alat perekam tanpa kontak langsung atau bersinggungan dengan objek atau fenomena yang dikaji di permukaan bumi. Apabila dianalogikan, pengindraan jauh seperti pada saat Anda memotret suatu objek dengan menggunakan kamera
pantulan gelombang. Contoh pengindraan jauh radar dan pengindraan jauh sonar. b. Sensor pasif, yaitu sensor yang hanya dilengkapi dengan alat penerima berupa pantulan gelombang elektromegnetik. C. Metode 1. Block Diagram Pada diagram blog diatas dapat dijelaskan eksternal sistem ialah ikan yang akan dideteksi oleh sensor. Kemudian kontroler memproses output dari sensor ultrasonik. Jika hasil pendeteksian sensor terhadap ikan sesuai dengan yang diinginkan maka motor akan berputar dan membuat jaring naik. Namun jika sensor belum mendeteksi kedatangan ikan maka sensor melakukan pendeteksian kembali.
biasa, dan dari hasil foto tersebut kita bisa menganalisis kejadian yang terjadi pada saat itu. Misalnya pada saat kita memperoleh gambar pemandangan, kita dapat menganalisis bahwa di sini ada A, ada B, dan sebagainya. Untuk mengindra suatu objek, maka diperlukan suatu alat. Alat untuk mengindra disebut sensor. Sebenarnya manusia juga mempunyai sensor, yaitu mata, telinga, hidung, lidah, dan kulit, dan sensor yang terdapat pada makhluk hidup disebut dengan sensor alamiah. Dalam pengindraan jauh sensor yang digunakan bukanlah sensor alamiah, tetapi sensor buatan yang bisa berupa kamera, magnetometer, sonar, scanner, dan radiometer. Sensor dalam pengindraan jauh dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu sensor aktif dan sensor pasif. a. Sensor aktif, yaitu suatu alat yang dilengkapi dengan pemancar dan alat penerima
Gambar 1. Block Workshop Weekend
Diagram
Sumber
2. Perangkat Teknologi a. Bagan penangkapan ikan Bagan merupakan suatu alat penangkapan ikan yang menggunakan atraktor cahaya buatan (lampu). Nelayan banyak menggunakan bagan sebagai alat penangkap ikan. Dalam proses penangkapan ikan dengan bagan, atraktor cahaya yang digunakan bertujuan untuk mengumpulkan ikan yang memiliki sifat fototaksis positif. Ikan yang bersifat fototaksis positif akan berkumpul didaerah
lampu sehingga memudahkan nelayan dalam menangkap ikan.
Gambar 2. Bagan penangkapan ikan Sumber Skripsi
b. Motor Dc
dari hukum Lorenzt kita ketahui bahwa apabila sebuah konduktor yang dialiri arus ditempatkan pada sebuah medan magnet maka pada konduktor tersebut akan timbul gaya, maka demikian pula pada kumparan jangkar. c. Arduino Uno R3 Arduino Uno R3 merupakan papan mikrokntroler yang berbasis ATmega 328P.Mempunyai 14 digital input/output, yang 6 pin bisa digunakan sebagai keluaranPWM, 6 analog input, 16 MHz osilator Kristal, penghubung USB, power jack,ICSP header, dan tombol reset.
Motor arus searah atau motor dc adalah mesin yang merubah energi arus searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. Hampir pada semua prinsip pengoperasianya motor arus searah sangat identik dengan generator arus searah. Berdasarkan fisiknya motor arus searah secara umum terdiri atas bagian yang diam dan bagian yang berputar. Gambar 4. Arduino uno R3 Sumber : www.robotinstan.com
Gambar 3. Perinsip Kerja Motor Dc Sumber Skripsi Gambar 2. merupakan gambaran dari prinsip kerja motor dc. Berdasarkan gambar diatas kedua kutub stator dibelitkan dengan konduktor – konduktor sehingga membentuk kumparan yang dinamakan kumparan stator atau kumparan medan. Misalkan kumparan medan tersebut dihubungkan dengan satu sumber tegangan, maka pada kumparan medan itu akan mengaliri arus medan. Apabila pada kumparan jangkar mengaliri arus yakni arus jangkar, maka
Mikrokontroler : ATmega328P Teganganoperasi : 5V Tegangan masukan : 7-12 V Batas tegangan masukan : 6-20V Digital I/O pin : 14 (6 bisa digunakan sebagai keluaran PWM) Pin masukan analog : 6 Arus DC per pin I/O : 40 mA Arus DC untuk pin 3,3V : 50 mA 32 KB (ATmega 328) 0,5 KB digunakan untuk flash memory SRAM : 2 KB (ATmega328) EEPROM : 1 KB (ATmega328) Clock speed : 16 MHz d. ATmega 328P Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah
chip. Didalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori, dan perlengkapan input output.Dengan kata lain adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus.
pendukung
lainnya.
e. Sonar Sonar atau Sound Navigation and Ranging yang diartikan adalah pengukuran jarak dan navigasi suara. Dengan kata lain, sonar merupakan teknik yang digunakan untuk menentukan posisi ( jarak ) dengan gelombang suara. Sonar(Sound Navigation and Ranging) merupakan suatu peralatan atau piranti yang digunakan dalam komunikasi di bawah laut, sonar sendiri bekerja untuk mencari atau mendeteksi suatu benda yang ada di bawah laut dengan cara mengirim gelombang suara yang nantinya gelombang suara tersebut dipantulkan kembali oleh benda yang akan dideteksi.
Gambar 5. Alat Pemanggil Ikan f. Relay Relay merupakan salah satu komponen yang palingsering digunakan pada beberapa peralatan elektronik dan di berbagai bidang lainya. Relay saklar ialah saklar elektronik yang dapat membuka dan menutup rangkaian dengan menggunakan kendali dari rangkaian yang lain.
Gambar 6. Relay Sumber : www.indiamart.com Gambar 5. Penggunaan sonar dalam mendeteksi ikan Sumber Blogger Alat utama yang digunakan adalah jaring ikan dan di ikat dengan alat pemanggil ikan atau sonar memiliki komponen iterature tentang daya Tarik ikan terhadap cahaya, frekuensi yang digunakan ikan, transistor, variable resistor, lampu LED serta komponen
g. Led Light Emitting Dioda (LED) atau dioda pemancar cahaya yang merupakan salah satu dari komponen optoelektronik. Optoelektronik sendiri adalah tekhnologi yang mengkombinasikan optik dan elektronik, contohnya LED, fotodioda, optocouper. LED biasanya digunakan pada rangkaian digital untuk mengetahui kondisi logika pada rangkaian, apakah
kondisi
High
atau
Low.
Gambar 8. Transistor Sumber : www.ukrs.online.com i. Baterai
Gambar 7. Led Sumber : www.reichelt.com Dalam light fishing, penangkapan ikan dilakukan dengan memanfaatkan salah satu kelakuan ikan (phototaxis) untuk menangkap ikan itu sendiri (Ayodhyoa, 1981). Sumber cahaya yang umum dipergunakan untuk memikat ikan pada saat ini adalah lampu tekan minyak tanah dan lampu listrik. Faktor-faktor yang mempengaruhi penyebaran cahaya yang menembus ke dalam air yaitu: (1) sifat alamiah cahaya matahari atau bulan; (2) kapasitas partikel yang terkandung di dalam air; (3) kapasitas cahaya yang dipantulkan oleh permukaan lain, maupun partikel-partikel air (Verheyen dalam Grace Loupatty, 2012). h. Transistor Fungsi transistor sangat berpengaruh besar di dalam kinerja rangkaian elektronika. Karena di didalam sirkuit elektronik, komponen transistor berfungsi sebagai jangkar rangkaian.
Baterai merupakan salah satu alat penting untuk menyimpan dan mengkonversi energi yang bekerja berdasarkan prinsip elektrokimia. Baterai terdiri dari dua jenis, yaitu baterai primer dan baterai sekunder. Baterai primer merupakan baterai yang hanya dapat digunakan satu kali dan tidak dapat diisi ulang dan baterai sekunder adalah baterai yang dapat diisi ulang. Baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya bersifat bisa dibalik. Baterai primer dan skunder ditunjukkan pada gambar
Gambar 9. Batrey Sekunder dan Primer Sumber : www.teknikelektronika.com j. Sensor Lv Maxsonar Ez Sensor sonar adalah sensor yang umum digunakan untuk menentukan jarak sebuah objek. Pada dasarnya sensor ini bekerja berdasarkan prinsip pemantulan gelombang suara, dimana dalam hal ini variabel yang diukur adalah waktu pemantulan sejak gelombang tersebut dipancarkan.
Gambar 11. Sensor Lv-Maxsonar
Maxsonar-Ez
Sumber : www.tinyosshop.com a) Sensor pengukur jarak berbasis ultrasonic yang bekerja pada frekuensi b) 42kHz.Bekerja pada catu daya 2,5VDC - 5,5VDC dengan konsumsi arus c) 2mA. Hasil pembacaan data diperbaharui secara otomatis dengan jeda 50ms(20Hz). d) Dapat dioperasikan secara otomatis dalam mengukur jarak (freerun)ataupun manual (triggered). e) Mampu mendeteksi objek dalam : 0 - 6,5 m dan mampu mengukur jarak objek dalam range : 0.15 6,5m Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonic. k. Sensor MB7060 XL-Maxsonar-WR1 Sensor MB7060 XL-MaxsonarWR1adalah sensor sonar yang memiliki kemampuan tahan terhadap air. Sensor ini adalah penyempurnaan dari sensor Lv-
3. Sistem Kerja Sonar merupakan teknik yang digunakan untuk menentukan posisi (jarak) dan navigasi dengan menggunakan gelombang suara (akustik). Navigasi sendiri merupakan tata cara menjalankan pesawat ataupun kapal laut. Banyak metode navigasi, salah satunya adalah Sonar.
Gambar 12. Sensor MB7060 XLMaxsonar-WR1 Sumber : www.tinyoshop.com a) Sensor pengukur jarak berbasis ultrasonic yang bekerja pada frekuensi 42kHz. b) Bekerja pada catu daya 3,3VDC 5,5VDC. c) Hasil pembacaan data diperbaharui secara otomatis dengan jeda 100ms (10Hz). l. Power Supply Power supply menggunakan transformator dengan arus 5 A. Tegangan yang digunakan dari transformator adalah 12 V dan 20 V, kemudian tegangan 12 V di pararelkan ke lm 7812 dan 7805 agar didapatkan tegangan 12 V dan 5 V. m. H-bridge H-bridge adalah sebuah rangkaian dimana motor menjadi titik tengahnya dengan dua jalur yang bisa dibuka tutup untuk melewatkan arus pada motor tersebut. Pembuka dan penutup jalur tersebut menggunakan relay 12 volt. Sebagai penguatan daya inputan yang berasal dari arduino maka dibutuhkan ic uln 2003.
Metode lainnya menggunakan kompas, Radar, GPS ataupun dengan astronomi. Lebih spesifik lagi, teknik sonar dapat digunakan untuk mencari keberadaan suatu objek yang berada di dalam atau dasar laut. Pada peralatan sonar terdapat suatu alat yang memancarkan gelombang bunyi yang merambat dalam air, gelombang bunyi
tersebut akan memantul kembali ketika mengenai suatu obyek.
Dalam kecelakaan pesawat AirAsia QZ 8501, peralatan Sonar digunakan untuk mencari dan mendeteksi keberadaan pesawat di dasar laut.
Sonar yang digunakan pada contoh sebelumnya adalah jenis Sonar aktif. Sonar jenis aktif memancarkan gelombang bunyi dan menerima gelombang bunyi. Sedangkan pada sonar pasif hanya menerima gelombang suara saja. Sonar pasif ini merupakan jenis awal yang hanya mampu mendengarkan suara semisal suara kapal (vessel). Cara kerja sonar pasif ini hanya menerima gelombang suara dari sumber suara seperti kapal, ikan, maupun obyek lain yang mengemisikan bunyi. D. Pembahasan
Gambar 13 Sistem Kerja Sensor Sonar Sumber Kaskus Pertama, echo sounder mengemisikan gelombang suara berfrekuensi tinggi. Gelombang suara ini akan merambat dalam air. Jika mengenai obyek seperti ikan, metal, dasar laut atau benda-benda yang lain, maka gelombang suara tadi akan terpantul. Sinyal pantulan akan diterima oleh hidrofon dan ditampilkan oleh display yang menggambarkan karakteristik obyek di bawah air. Untuk mengetahui lokasi (jarak) dari obyek di bawah air, maka waktu yang dibutuhkan gelombang suara tersebut dapat digunakan untuk mencari jarak panjang gelombang yang ditempuh gelombang suara tersebut. Sedangkan jarak (posisi) aktual d dari obyek tersebut diperoleh dengan membagi dua panjang gelombang λ yang ditempuh.
E. Kesimpulan
Sonar pasif banyak digunakan pada dunia militer maupun untuk mencari ikan. Pada dunia militer, sonar pasif dapat digunakan untuk menentukan darimana kapal berasal. Kapal-kapal Amerika menggunakan frekuensi listrik 60 Hz sedangkan kapalkapal Eropa menggunakan frekuensi listrik 50 Hz. Dengan teknik pengolahan sinyal dan menggunakan banyak sensor (sensor array), suara dari banyak kapal dapat dipisahkan untuk mendeteksi jenis kapal dengan menggunakan database yang dimiliki. Kelebihan dan Kelemahan Sonar memiliki kelebihan dibanding alat navigasi lain yakni Radar. Karena gelombang elektromagnetik lebih banyak mengalami pelemahan ketika merambat di air dibandingkan gelombang akustik, maka gelombang akustik menjadi satu-satunya alat navigasi yang efektif untuk penerapan di bawah air. Sedangkan kelemahan sonar beberapa diantaranya adalah: kecepatan pengembalian sinyal yang dipengaruhi suhu dan salinitas air laut, dan beberapa kapal anti-radar juga mengembangkan teknologi material anti-sonar sehingga diperlukan sonar yang lebih canggih untuk bisa memantulkan material tersebut.
1. Telah dibangun prototipe bagan ikan otomatis menggunakan sensor sonar berbasis arduino uno r3 2. Sensor lv-maxsonar ez tidak dapat mendeteksi kedatangan ikan di dalam air dan tidak memiliki fitur untuk melakukan pendeteksian di dalam air 3. Diperlukanya Sensor MB7060XLmaxsonar-WR untuk melakukan pendeteksian ikan di dalam air untuk keberhasilan penangkapan ikan
Jasriyanto., Pramana R., 2016 Perancangan Solar Tracker untuk mensupply Kamera Monitoring Keamanan dan Pulau Terluar, skripsi. Universitas Maritim Raja Ali Haji, Tanjungpinang Kurniawan, D. Prmana R. Perancangan Pemantauan Prototype Kabel Bawah Laut 2017. Tanjung Pinang: Universitas Maritim raja Ali Haji
F. DAFTAR PUSTAKA
National Semiconductor Precision centigrade temperature sensor LM35., Corporation, 1995
Atmel Corporation. 2006. AVR ATMega 8535 Datasheet. Oktober 2006.
Pramana, Rozeff, (2010). Jaringan computer dan pengamanan. hlm 6
Djoekardi, Djuhana:”Mesin-Mesin Listrik Motor Induksi”, Penerbit Universitas Trisakti, Jakarta, 1996
Sudirman, DEA. Mallawa Achmar. 2004. Teknik Penangkapan Ikan.Jakarta. PT Rineka Cipta.
Aprizal dan Pramana, R., 2015, Rancang
Kepelabuhan, Skripsi, Universitas Maritim Raja Ali Haji, Tanjungpinang.
Bangun Sistem Monitoring Kecepatan Arus dan Arah Arus Untuk Sistem
