Simulasi Perubahan Fase Analisis penentuan jenis kawanan ikan berdasarkan deteksi fasa pantulan gelombang akustik dan penerapan hidden markov model

5 SI MULASI DAN UJI COBA SI STI M DETEKSI

5.1 Simulasi Perubahan Fase

5.1.1 Konfigurasi uji coba Simulasi dilakukan untuk mengetahui adanya perbedaan fase yang diterima dari gelombang pantul berbagai kondisi gerakan berbagai jenis kawanan ikan. Kawanan ikan tersebut di simulasikan dalam bentuk ikan-ikanan dari tripleks, karet dan kayu cembung. Demikian pula simulasi tersebut dilakukan untuk berbagai posisi ikan-ikanan dengan susunan vertikal maupun jumlah dan jarak lapisan horisontal, kecepatan, arah transducer terhadap arah gerakan ikan-ikanan, yaitu 45 dan 135 0 . hanya untuk satu jenis ikan-ikanan saja. Pada semua uji coba, dilakukan dengan posisi transducer di arahkan tegak lurus arah gerakan ikan-ikanan. Uji coba dilakukan sebanyak 5 kali untuk setiap satu macam percobaan. Uji coba dilakukan di kolam laboratorium Akustik ITK, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB Bogor dengan diameter 6 m dan kedalaman 3 m dari permukaan lantai. Konfigurasi uji coba dapat dilihat pada Gambar 73 dan bagian pengendali pada Gambar 74. Pada gambar unit penggerak berada di sebelah kiri pengamatan, unit pengendali, perangkat pendeteksi jenis ikan dan komputer dan posisi transducer berada tegak lurus arah gerakan. Untuk kondisi default uji coba dilakukan untuk kecepatan 1.5 mdetik Uji coba yang dilakukan meliputi : 1. Uji coba ikan-ikanan berukuran 20 x 25 cm dari tripleks 2. Uji coba ikan-ikanan berukuran 20 x 25 cm dari karet 3. Uji coba ikan-ikanan berukuran 30 cm dari tripleks 4. Uji coba ikan-ikanan berukuran 30 cm 2 dua lapis dengan jarak 5 cm 5. Uji coba ikan-ikanan berukuran 30 cm 2 dua lapis dengan jarak 10 cm 6. Uji coba ikan-ikanan berukuran 10 cm permukaan rata dari tripleks 7. Uji coba ikan-ikanan berukuran 10 cm permukaan cembung dari kayu 8. Uji coba untuk kecepatan 1 mdet 9. Uji coba untuk posisi transducer 45 dan 135 terhadap arah gerakan ikan-ikanan lihat Gambar 73. Gambar 73. Konfigurasi uji coba simulasi perubahan fase. Gambar 74. Tampak muka tampilan pengendali. . Uji coba dilakukan dengan memancarkan gelombang akustik 200 kHz ke arah gerakan ikan-ikanan melalui transducer pemancar. Oleh ikan-ikanan tersebut gelombang yang dipancarkan dipantulkan ke rangkaian penguat penerima melalui transducer penerima. Oleh rangkaian penguat penerima gelombang yang Posisi 45 Posisi 135 Arah gerakan ikan-ikanan Posisi Tegak lurus 90 Pengendali jarak jauh keluar dari transducer diperkuat yang kemudian perubahan fasenya dideteksi oleh rangkaian pendeteksi fase. Gelombang dengan frekuensi 200 kHz dan frekuensi diatasnya ditapis oleh rangkaian LPF sehingga yang keluar hanya gelombang perubahan fasenya. Selanjutnya gelombang perubahan fase tersebut di salurkan ke komputer dengan bantuan perangkat lunak ‘Cool edit Pro’ yang kemudian disimpan dalam file dengan nama . wav. Untuk menampilkan spektrum frekuensi dari gelombang perubahan fase setiap hasil uji coba dalam file .wav tersebut, dilakukan dengan menggunakan teknik Fast Fourier Tranform FFT yang terdapat pada perangkat lunak Wavelab. Besaran FFT yang digunakan, yaitu jumlah sampling 512 dan teknik penghalusan menggunakan Hamming Window. Selanjutnya data spektrum yang diperoleh disimpan dalam file MS Excell untuk proses analisis. 5.1.2 Uji coba simulasi gerakan unit pembawa ikan-ikanan dalam keadaan kosong. Bentuk gelombang keluaran dari phase detector masih mengadung noise. Noise tersebut diperoleh dari gerakan unit pembawa ikan-ikanan itu sendiri. Untuk menghilangkan noise tersebut, gelombang keluaran dari rangkaian pendeteksi fase dari gerakan ikan-ikanan yang diamati direduksi terlebih dahulu dengan noise dari unit pembawa ikan-ikanan. Untuk itu perlu dilakukan uji coba untuk mendeteksi perubahan fase unit pembawa ikan-ikanan yang bergerak dalam keadaan kosong. Pada Gambar 75 dapat dilihat foto uji coba simulasi gerakan unit pembawa dalam keadaan kosong. Gambar 76 a memperlihatkan bentuk gelombang perubahan fase gerakan unit pembawa ikan-ikanan dalam keadaan kosong, sedangkan Gambar 76 b adalah spektrum frekuensi dari gelombang tersebut. Selanjutnya gelombang tersebut akan digunakan untuk mereduksi gelombang keluaran dari hasil uji coba simulasi untuk semua ikan-ikanan sehingga diperoleh hasil simulasi yang bersih dari noise akibat adanya gelombang gerakan unit pembawa ikan-ikanan tersebut. Untuk mereduksi gelombang keluaran dari setiap hasil uji coba dilakukan dengan cara mengurangi spektrum frekuensi keluaran dari setiap hasil uji coba dengan spektrum frekuensi dari noise dengan menggunakan fasilitas ’cool edit pro’. Gambar 75. Foto uji coba simulasi unit pembawa dalam keadaan kosong. a b Gambar 76. Hasil uji coba simulasi gerakan unit pembawa dalam keadaan kosong a bentuk gelombang b spektrum frekuensi. 5.1.3 Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 20 x 25 cm dari tripleks Uji coba dilakukan dengan menggunakan ikan-ikanan berukuran 20 x 25 cm dari tripleks dan ikan-ikanan berukuran 20 x 25 cm dari karet seperti yang diperlihatkan pada Gambar 77. Hasil uji coba dapat dilihat pada Gambar 78. Waktu ms Amplitude dB Dari Gambar 78 a tersebut dapat dilihat salah satu bentuk gelombang dari 5 lima hasil uji coba keluaran dari perangkat ’pendeteksi jenis kawanan ikan’ yang masih mengandung noise dari gerakan unit pembawa ikan-ikanan. Untuk menghilangkan noise tersebut gelombang keluaran yang diperoleh direduksi terlebih dahulu dengan noise tersebut setelah dikurangi dengan noise dari gerakan unit pembawa ikan-ikanan dengan cara seperti yang telah dijelaskan pada subbab 5.1.2 Bentuk gelombang perubahan fase untuk ikan-ikanan berukuran 20 x 25 cm dari tripleks setelah direduksi dari noise dapat dilihat pada Gambar 78 b. Gambar 77. Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 20 x 25 cm. Amplitude dB Waktu ms a b. Gambar 78. Bentuk gelombang perubahan fase gerakan ikan-ikanan berukuran 20 x 25 cm dari tripleks a masih mengandung noise b tanpa noise. 5.1.4 Uji coba simulasi ikan-ikanan dengan permukaan karet Uji coba dilakukan dengan menggunakan ikan-ikanan berukuran 20 x 25 cm dengan bahan dari karet yang diperlihatkan pada Gambar 79, sedangkan gelombang output dari penggeseran fase akibat adanya pantulan dari gerakan ikan- Waktu ms Amplitude dB 0.01 ms ikanan berukuran 20 x 25 cm dengan permukaan dari karet yang bebas dari noise akibat gerakan unit pembawa ikan-ikanan dapat dilihat pada Gambar 80. Gambar 79. Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 20 x 25 cm dari karet. Gambar 80. Tampilan gelombang perubahan fase akibat pantulan gerakan ikan- ikanan berukuran 20 x 25 cm dengan permukaan dari karet setelah dibebaskan dari noise gerakan unit pembawa ikan- ikanan. Waktu ms Amplitude dB 0.009 ms 5.1.5 Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 30 cm Uji coba dilakukan dengan menggunakan ikan-ikanan berukuran 30 cm dari tripleks dengan susunan belah ketupat dan acak seperti yang diperlihatkan masing-masing pada pada Gambar 81 a dan Gambar 81 b. a b Gambar 81. Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 30 cm a susunan belah ketupat b dengan susunan tidak teratur. Susunan tidak beraturan Bentuk gelombang hasil uji cobanya dapat dilihat pada Gambar 82. a b Gambar 82. Tampilan gelombang perubahan fase akibat pantulan gerakan ikan-ikanan berukuran 30 cm tanpa noise unit pembawa ikan-ikanan a susunan belah ketupat b susunan tidak teratur. Waktu ms Amplitude dB Waktu ms Amplitude dB 0.01 ms 0.01 ms 5.1.6 Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 30 cm 2 lapis Uji coba dilakukan dengan menggunakan 2 dua lapis ikan-ikanan berukuran 30 cm dari tripleks yang diperlihatkan pada Gambar 83 dan pada Gambar 84 diperlihatkan bentuk gelombang gerakan ikan-ikanan berukuran 30 cm dari tripleks tanpa noise. Gambar 83. Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 30 cm 2 dua lapis. Pada Gambar 84 dapat dilihat bentuk gelombang yang dihasilkan mendekati bentuk sinusoida dengan panjang gelombang 0.01 ms atau frekuensi sekitar 1 kHz. 2 dua lapis Gambar 84. Tampilan bentuk gelombang perubahan fase akibat pantulan 2 lapis kawanan ikan-ikanan berukuran 30 cm tanpa noise. 5.1.7 Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 10 cm Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 10 cm dilakukan dengan menggunakan ikan-ikanan dengan panjang 10 sepuluh cm yang terbuat dari tripleks seperti yang diperlihatkan pada Gambar 85, sedangkan Gambar 86 memperlihatkan spektrum frekuensi dari gelombang perubahan fase gerakan ikan- ikanan berukuran 10 cm dengan permukan rata dari tripleks. Waktu ms Amplitude dB 0.01 ms Gambar 85. Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 10 cm dengan permukaan rata dari tripleks. Gambar 86. Bentuk gelombang perubahan fase gerakan ikan-ikanan berukuran 10 cm dengan permukaan rata dari tripleks tanpa noise. 0.01 ms Amplitude dB Waktu ms 5.1.8 Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 10 cm dengan permukaan cembung Uji coba dilakukan dengan menggunakan ikan-ikanan berukuran 10 cm dengan permukaan cembung dari kayu, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 87, sedangkan Gambar 88 adalah gambar bentuk gelombang perubahan fase gerakan ikan-ikanan berukuran 10 cm dengan permukaan cembung dari kayu tanpa noise. Gambar 87. Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 10 cm dari kayu cembung. Amplitude dB Waktu ms Gambar 88. Tampilan bentuk gelombang perubahan fase akibat pantulan gerakan ikan-ikanan dengan permukaan cembung dari kayu tanpa noise. 5.1.9 Uji coba simulasi ikan-ikanan berukuran 30 cm dengan kecepatan lambat Uji coba dilakukan dengan menggunakan ikan-ikanan berukuran 30 cm dengan kecepatan 34 dari kecepatan biasanya default yaitu 1 mdet, dengan transducer diarahkan tegak lurus arah gerakan ikan-ikanan seperti yang dilakukan pada uji coba ikan-ikanan berukuran 30 cm hanya bedanya kecepatan yang digunakan lebih lambat. Bentuk gelombang perubahan fase gerakan ikan- ikanan berukuran 30 cm dengan kecepatan 1 mdet dapat dilihat pada Gambar 89. 0.01 ms Amplitude dB Waktu ms Gambar 89. Tampilan bentuk gelombang perubahan fase akibat pantulan gerakan ikan-ikanan berukuran 30 cm dengan kecepatan 1 mdet. 5.1.10 Uji coba simulasi dengan posisi transducer 30 dan 150 dari arah gerakan ikan-ikanan Uji coba tersebut dilakukan dengan menggunakan ikan-ikanan berukuran 30 cm dengan transducer diarahkan 30 dan 150 dari arah gerakan ikan-ikanan dengan kecepatan 1.5 mdet default. Posisi transducer dapat dilihat pada Gambar 90 a dan 90 b., sedangkan Gambar 91 a. adalah gambar bentuk gelombang perubahan fase gerakan ikan-ikanan berukuran 30 cm untuk posisi tansducer yang diarahkan ke gerakan ikan-ikanan dengan sudut 30 dan Gambar 91 b untuk posisi transducer 150 ke arah gerakan ikan-ikanan. 0.01 ms a b Gambar 90. a Uji coba simulasi dengan posisi transducer 30 dari arah gerakan ikan-ikanan dan b Uji coba simulasi dengan posisi tarnsducer 150 . Transducer ± 30 ± 150 Transducer Waktu ms a Waktu ms b Gambar 91. Tampilan bentuk gelombang perubahan fase akibat pantulan gerakan ikan-ikanan berukuran 30 cm a dengan posisi transducer 30 dan b 150 dari gerakan ikan-ikanan. 0.01 ms 0.01 ms Amplitude dB Amplitude dB

5.2 Uji Coba Simulasi Pengaruh Gangguan