Optimasi Panjang Gelombang Cahaya Lampu Celup Dalam Air sebagai Alat Bantu Penangkap Ikan di Bagan Apung Perairan Barru, Sulawesi Selatan
OPTIMASI PANJANG GELOMBANG CAHAYA LAMPU CELUP
DALAM AIR SEBAGAI ALAT BANTU PENANGKAP IKAN DI
BAGAN APUNG PERAIRAN BARRU, SULAWESI SELATAN
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
i
ii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi “Optimasi Panjang Gelombang
Lampu Celup Dalam Air sebagai Alat Bantu Penangkap Ikan di Bagan Apung
Perairan Barru, Sulawesi Selatan” adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2014
Anugrah Permana Putra Syafaat
NIM G74090058
iii
ii
ABSTRAK
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT. Optimasi Panjang Gelombang
Cahaya Lampu Celup Dalam Air sebagai Alat Bantu Penangkap Ikan di Bagan
Apung Perairan Barru, Sulawesi Selatan. Dibimbing oleh Dr. Ir. IRZAMAN,
M.Si dan HERIYANTO SYAFUTRA M.Si.
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan lampu celup dalam air sebagai
alat bantu penangkapan ikan. Lampu tersebut terbuat dari light emitting diode
(LED) jenis super bright yang dirangkai pada sebuah sumber daya batere 9 volt.
Ada empat jenis lampu dengan panjang gelombang masing-masing yaitu biru,
kuning, merah dan putih. Lampu celup dalam air dirancang tertutup sempurna
sehingga kedap terhadap air. Dilakukan pengujian terhadap lampu celup dalam air,
yaitu mengukur kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air di udara (Iu) dan
kuat penerangan cahaya lampu saat dicelupkan di air (Ia). Melalui perbandingan
nilai Iu dan Ia dan perhitungan memperkirakan nilai kuat penerangan dapat
ditentukan jarak kedalaman lampu celup dalam air pada operasi penangkapan.
Penangkapan dilakukan dengan variasi tanpa lampu celup dalam air dan
menggunakan tambahan lampu celup dalam air. Dari pengujian didapatkan bahwa
hasil tangkapan lampu dengan cahaya putih dan biru lebih banyak dibandingkan
cahaya kuning dan merah. Hal ini menunjukkan bahwa panjang gelombang
mempengaruhi nilai kuat penerangan lampu celup dalam air dan kuat penerangan
cahaya yang lebih tinggi membuat reaksi fototaksis ikan lebih positif sehingga
hasil tangkapan menjadi semakin banyak.
Kata kunci : hasil tangkapan, kuat penerangan cahaya, lampu celup dalam air,
LED
ABSTRACT
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT. Optimization of Wavelenght of
Light from Lamp in Water as A Tool in Floating Fishing Platform in Barru, South
Celebes. Supervised by Dr. Ir. Irzaman, M.Si and Heriyanto Syafutra, M.Si.
In this Research, a lamp in water is manufactured as a fishing tool. The
lamp is made by super bright light emitting diode (LED) which is assembled on a
9 volt battery power source. There are four kinds of lamp with variated
wavelenght, there are blue, yellow, red and white. Experiments of lamp is held in
water, which measure the illuminance of light in the air (Iu) and the illuminance of
the light in the water (Ia). Through the comparison of Iu and Ia and predicted the
illuminance values calculation can be determined within a depth of lamp in water
lamp lights on fishing operations. The variation of fishing is the existence of
additional lamp in water. The experiment result is the catches with white and blue
light are more than yellow and red do. It shows that the wavelenght affect the
value of illuminance and the higher illuminance make fishes photothaksis reaction
more positive to get more catches.
Key words : lamps in water, LED, lights illuminance, the catches
iii
iv
OPTIMASI PANJANG GELOMBANG CAHAYA LAMPU CELUP
DALAM AIR SEBAGAI ALAT BANTU PENANGKAP IKAN DI
BAGAN APUNG PERAIRAN BARRU, SULAWESI SELATAN
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
v
vi
Judul Skripsi : Optimasi Panjang Gelombang Cahaya Lampu Celup Dalam Air
sebagai Alat Bantu Penangkap Ikan di Bagan Apung Perairan
Barru, Sulawesi Selatan
Nama
: Anugrah Permana Putra Syafaat
NIM
: G74090058
Disetujui oleh
Dr. Ir. Irzaman, M.Si
Pembimbing I
Heriyanto Syafutra, S.Si, M.Si
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si
Kepala Departemen Fisika
Tanggal lulus :
vii
viii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penelitian
dengan judul “Optimasi Panjang Gelombang Cahaya Lampu Celup Dalam Air
pada Alat Bantu Penangkapan Ikan di Bagan Apung Perairan Barru, Sulawesi
Selatan” sebagai salah satu syarat kelulusan program sarjana di Departemen
Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.
Dalam penelitian ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena
itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Irzaman, M.Si, dan bapak Heriyanto Syafutra, M.Si,
selaku pembimbing skripsi serta semua dosen dan staff Departemen
Fisika IPB.
2. Ayahanda Asyir Syafaat, ibunda Luqmiaty, Adinda Widya Utami
Syafaat, Ananda Muhammad Alfisyah Syafaat dan semua keluarga
besar yang selalu memberikan doa, nasehat, dukungan, dan motivasi
pada penulis.
3. Bapak Edy beserta keluarga dan karyawan PT Saniri Jaya (Rian, Ani,
Martin, dll) yang memberikan fasilitas dan akomodasi selama penulis
menetap di Kabupaten Barru.
4. Bapak H. Jamal dan para ABK yang memperbolehkan penulis
melakukan kegiatan penelitian di atas bagan dan sangat membantu
dalam pelaksanaannya.
5. Sahabat-sahabat Fisika 46 yang selalu memberikan bantuan dan
dukungan semangat (Helen, Niken, Rian, Chriss, Nadia, Rady, Indri,
Upri, Zas, dll)
6. Keluarga UKM Futsal IPB yang memberikan warna lain dalam
kehidupan perkuliahan.
7. Serta pihak-pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Selanjutnya, penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari
sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan
demi kemajuan penelitian ini.
Bogor, Februari 2014
Penulis
ix
x
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Hipotesis
Manfaat Penelitian
TINJAUAN PUSTAKA
Bagan Apung
Peranan Cahaya Terhadap Operasi Penangkapan Ikan
METODE
Waktu dan Tempat
Alat dan Bahan
Tahapan Penelitian
Perancangan dan Pembuatan Lampu Celup Dalam Air
Pengujian Spektroskopi
Pengujian Kuat Penerangan Cahaya Lampu Celup Dalam Air
Pengoperasian Lampu Celup Dalam Air pada Operasi Penangkapan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Perancangan dan Pembuatan Lampu Celup Dalam Air
Hasil Uji Spektroskopi
Hasil Uji Kuat Penerangan Cahaya
Proses Pengoperasian Lampu Celup Dalam Air pada Penangkapan
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
xii
xii
xii
1
1
2
2
2
2
2
2
3
4
4
4
4
4
6
6
7
9
9
10
13
15
22
22
22
23
25
29
xi
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Warna dan panjang gelombang cahaya
Tabel 2 Warna LED dan tegangan kerja maksimalnya
Tabel 3 Nilai kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air
Tabel 4 Nilai koefisien rata-rata pemudaran cahaya oleh air laut
Tabel 5 Nilai perkiraan nilai kuat penerangan cahaya lampu
Tabel 6 Hasil tangkapan
3
4
14
14
17
19
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Bagan apung
Gambar 2 Rangkaian elektronik lampu
Gambar 3 Rancangan lampu celup dalam air
Gambar 4 Penempatan lampu celup dalam air pada tampak atas bagan
Gambar 5 Penempatan lampu celup dalam air pada tampak bawah bagan
Gambar 6 Sumber cahaya lampu celup dalam air
Gambar 7 Hasil pembuatan lampu celup dalam air
Gambar 8 Diagram spektrum lampu A
Gambar 9 Diagram spektrum lampu B
Gambar 10 Diagram spektrum lampu C
Gambar 11 Diagram spektrum lampu D
2
5
6
7
8
9
10
12
12
12
13
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Lampiran 2 Jadwal kegiatan penelitian
Lampiran 3 Hasil perhitungan koefisien pemudaran cahaya oleh air laut
Lampiran 4 Dokumentasi penelitian
23
24
24
25
xiii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan dengan panjang pantai lebih dari
81.000 km yang dua pertiga wilayah kedaulatannya berupa perairan laut.1 Laut
merupakan sumber kehidupan yang penting bagi masyarakat Indonesia karena
memiliki potensi kekayaan alam yang berlimpah. Oleh karena itu, sebagian besar
masyarakat di Indonesia memiliki profesi sebagai nelayan. Menangkap ikan
merupakan kegiatan pokok seorang nelayan dan dari kegiatan menangkap ikan
pula para nelayan beserta keluarganya dapat memenuhi kebutuhan hidup. Tidak
sedikit nelayan yang berpikiran menangkap ikan dengan meracik bahan tertentu
seperti potasium untuk mengebom ikan-ikan. Hal tersebut dipercaya lebih efektif
daripada menangkap ikan dengan perangkap jaring maupun jala yang belum pasti
keberadaan ikannya (invisible), sedangkan pola pengeboman seperti itu membuat
ekologi dan ekosistem laut menjadi rusak. Keberadaan ikan yang invisible
menginspirasi untuk membuat suatu alat pemanggil ikan agar mendekat dan lebih
mudah terperangkap jaring nelayan.
Bagan adalah alat penangkap ikan yang digolongkan ke dalam kelompok
jaring angkat.2 Tujuan penangkapannya berupa jenis-jenis ikan pelagis kecil. Jenis
alat tangkap ini masih banyak digunakan oleh nelayan di Perairan Kabupaten
Barru, Sulawesi Selatan. Alasannya bagan mudah dioperasikan dan lokasi
penangkapannya dekat dengan pantai.
Alat bantu yang dapat digunakan untuk mengumpulkan ikan antara lain
adalah lampu, rumpon, dan umpan hidup. Pada alat tangkap bagan, alat bantu
penangkapan yang sering digunakan adalah lampu. Lampu memegang peranan
penting pada keberhasilan pengoperasian bagan. Jenis lampu yang biasa
digunakan berupa lampu petromaks, lampu neon, dan lampu merkuri. Seiring
dengan perkembangan teknologi, telah diciptakan lampu khusus untuk bagan,
yaitu lacuba (lampu celup bawah air). Lacuba terbukti dapat meningkatkan hasil
tangkapan, namun nelayan di Indonesia masih tetap menggunakan lampu
petromaks atau lampu merkuri sebagai alat bantu, karena harga lacuba yang lebih
mahal jika dibandingkan dengan menggunakan petromaks.3
Permasalahan yang terdapat pada perikanan bagan ketika menggunakan
cahaya sebagai alat bantu adalah kurang terfokusnya ikan target di areal tangkap
yang diinginkan, yaitu dibagian atas jaring, karena masih ada ikan yang
berkumpul di bagian-bagian sekitar jaring, baik itu di bawah maupun di samping
areal jaring yang diturunkan.3 Jika menggunakan lampu petromaks atau lampu
merkuri yang berada di atas permukaan air, sebagian cahaya akan dipantulkan dan
sebagian cahaya akan diteruskan ketika cahaya menemui batas medium antara
udara dan air. Nelayan di Perairan Barru juga masih belum menemukan cara yang
paling efektif untuk mengoperasikan penangkapan dengan menggunakan bantuan
lampu. Dalam pengoperasian bagan apung, untuk memikat dan mengumpulkan
ikan, nelayan terbiasa memakai lampu merkuri yang menggunakan diesel
generator set sebagai sumber tenaga dengan solar sebagai bahan bakarnya, karena
minyak tanah mengalami kenaikan harga, maka diperlukan sebuah inovasi untuk
2
menggunakan sumber daya yang lebih murah, salah satunya dengan menggunakan
batere.
Penelitian ini mencoba untuk memecahkan permasalahan nelayan melalui
sebuah rancangan lampu celup dalam air yang dapat menyala lebih lama dan
dinyalakan sumber daya batere serta memiliki daya rendah sehingga lebih murah
harga pembuatan dan pengoperasiannya. LED yang digunakan terdiri dari
berbagai warna dengan panjang gelombang yang berbeda-beda dengan tujuan
untuk mendapatkan hasil tangkapan yang optimal.
Perumusan Masalah
Perumusan masalah dari penelitian ini adalah bagaimana membuat
rancangan lampu celup dalam air yang secara ekonomi lebih murah dan efektif
untuk meningkatkan jumlah hasil tangkapan, serta panjang gelombang cahaya
mana yang lebih efektif untuk menarik ikan lebih banyak.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah merancang lampu celup dalam air pemanggil
ikan yang murah dan efektif untuk melakukan penangkapan serta menganalisa
pengaruh dari kuat penerangan cahaya dan panjang gelombang terhadap jumlah
hasil tangkapan.
Hipotesis
Cahaya dari lampu celup dalam air ini berfungsi untuk mengumpulkan
ikan agar terkonsentrasi di areal di atas jaring. Lampu celup dalam air dengan kuat
penerangan cahaya yang lebih tinggi dan panjang gelombang yang lebih rendah
akan meningkatkan jumlah hasil tangkapan.
Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan sebagai sumber informasi bagi nelayan
tentang penggunaan lampu celup dalam air yang murah dalam pembuatannya dan
mudah dalam pengoperasiannya pada penangkapan ikan dengan bagan apung,
serta sebagai masukan untuk penelitian lebih lanjut dalam rangka pemanfaatan
kemajuan teknologi perikanan tangkap.
3
TINJAUAN PUSTAKA
Bagan
Bagan merupakan salah satu jenis alat tangkap yang menggunakan cahaya
sebagai alat bantu penangkapan. Berdasarkan cara pengoperasiaannya bagan dapat
dikelompokkan ke dalam jaring angkat.4 Alat tangkap bagan menggunakan
bantuan cahaya lampu untuk mengumpulkan ikan, maka bagan disebut juga light
fishing3. Ada dua jenis tipe bagan yang ada di Indonesia, yang pertama adalah
bagan tancap yaitu bagan yang ditancapkan secara tetap di perairan. Jenis kedua
adalah bagan apung yaitu bagan yang dapat berpindah dari satu daerah
penangkapan ke daerah penangkapan lainnya. Selanjutnya dapat diklasifikan
menjadi bagan dengan satu perahu, bagan dua perahu, bagan rakit, dan bagan
dengan menggunakan mesin. Bagan apung ditunjukkan pada Gambar 1.
Peranan Cahaya terhadap Operasi Penangkapan Ikan
Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang dapat merambat tanpa
medium perantara. Untuk cahaya tampak panjang gelombang berkisar 380-750
nm dan frekuensi berkisar 3,87x1014 - 8,35x1014 Hz. Cahaya menyebar dalam
bentuk gelombang elektromagnetik dengan kecepatan mencapai 299.792.458 m/s
pada ruang hampa.5 Bila cahaya ditransmisikan dari satu medium ke medium
yang lain, maka frekuensinya tidak akan berubah. Hal ini terjadi karena setiap
siklus gelombangnya tidak mengalami perubahan. Perubahan hanya terjadi pada
panjang gelombang dan laju gelombang. Hal ini disebabkan oleh panjang
gelombang secara umum akan berbeda pada material yang berbeda.6
Cahaya merupakan bagian fundamental dalam menentukan tingkah laku
ikan di laut. Stimuli cahaya terhadap tingkah laku ikan sangat kompleks antara
lain intensitas, sudut penyebaran, polarisasi, komposisi spektralnya dan lama
penyinarannya.6 Suatu telaah dilakukan untuk mengetahui tentang pengelihatan
dan penerimaan cahaya oleh ikan dan disimpulkan bahwa mayoritas mata ikan
laut sangat tinggi sensitivitasnya terhadap cahaya Kalau cahaya biru-hijau yang
mampu diterima mata manusia hanya sebesar 30% saja, mata ikan mampu
menerimanya sampai 75%. Retina mata beberapa jenis ikan laut bahkan dapat
menerimanya sampai 90% cahaya yang datang.7 Penerimaan cahaya pada retina
mata ikan secara langsung dan tidak langsung akan mempengaruhi pergerakan
dan tingkah laku ikan.8 Umumnya, ikan mencari makan dengan memanfaatkan
indera pengelihatan dan menyesuaikan ukuran makanan dengan besar mulutnya.9
Tingkah laku ikan dibedakan menjadi dua, yaitu fototaksis positif dan fototaksis
negatif. 10 Tingkah laku ikan yang tertarik mendekati sumber cahaya disebut
fototaksis positif, sedangkan tingkah laku menjauhi sumber cahaya disebut
fototaksis negatif.
Penetrasi cahaya dalam air sangat erat hubungannya dengan panjang
gelombang. Semakin besar panjang gelombangnya maka semakin kecil daya
tembusnya ke dalam perairan. Hubungan antara warna dan panjang gelombang
cahaya dapat dilihat pada Tabel 1.
4
Gambar 1 Bagan apung4
Tabel 1 Warna dan panjang gelombang cahaya11
Warna Spektrum
Ungu
Biru
Hijau
Kuning
Jingga
Merah
Putih
Panjang gelombang (nm)
380 - 450
450 - 495
495 - 570
570 - 590
590 - 620
620 - 750
380 - 750
Kuat penerangan cahaya adalah kuatnya pancaran cahaya yang jatuh pada
suatu permukaan bidang. Kuat penerangan cahaya sangat tergantung pada jenis
sumber cahaya dan jarak antara sumber cahaya dengan permukaan bidang.
Semakin jauh jarak sumber cahaya dengan bidang, maka juat penerangannya
semakin menurun. Pendugaan nilai kuat penerangan cahaya pada suatu
kedalaman dapat ditentukan menggunakan Persamaan 1.5
(1)
dimana Ia adalah kuat penerangan cahaya lampu di air, Iu adalah kuat penerangan
adalah
cahaya lampu di udara, e adalah konstanta Euler sebesar 2.718,
koefisien pemudaran cahaya oleh air laut, dan x adalah jarak terhadap sumber
cahaya.
Cahaya yang masuk ke dalam air mengalami penurunan kuat penerangan
yang jauh lebih besar bila dibandingkan dengan udara. Hal tersebut terutama
diakibatkan adanya penyerapan cahaya oleh berbagai partikel dalam air.
Kedalaman penetrasi cahaya dalam laut tergantung beberapa faktor, antara lain
absorpsi cahaya oleh partikel-partikel air, panjang gelombang cahaya, kejernihan
air, pemantulan cahaya oleh permukaan air, serta lintang geografis dan musim. 5
Dijelaskan oleh Laevastu dan Hayes (1991), ikan sudah memberikan
reaksi dengan adanya rangsangan cahaya pada 15x10-6 W/m2.12 Namun demikian
tertariknya ikan oleh cahaya tidak semata-mata disebabkan oleh cahaya tetapi juga
karena motif lain bahwa ternyata cahaya juga merupakan indikasi adanya
makanan, sehingga ikan yang berada dalam keadaan lapar akan lebih mudah
tertarik ke arah datangnya cahaya.1
5
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika Material, Departemen Fisika,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dan
Perairan Kecamatan Balusu, Kabupaten Barru, Sulawesi Selatan dari bulan Maret
2013 sampai dengan bulan September 2013.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang akan digunakan pada penelitian ini antara lain bagan
apung, luxmeter lutron LX-100, Vis-IR spektrofotometer, multimeter digital,
penggaris, pisau, tang, gergaji mesin, gergaji besi, gunting, pisau, light emitting
diode (LED) putih, LED biru, LED kuning, LED merah, resistor, timah, batere 9
volt, kabel, printed circuit board (PCB), pipa paralon, kain reflektor, penutup pipa
semipermanen (dop), tali tambang, mika, lem, dan besi pemberat.
Tahapan Penelitian
Perancangan dan Perakitan Lampu Celup Dalam Air
LED yang digunakan pada penelitian ini ada empat macam LED jenis super
bright yang masing-masing warnanya adalah putih, biru, kuning, dan merah.
Karakterisasi LED dilakukan untuk mengetahui besarnya arus maksimal yang
dapat lewat pada masing-masing LED agar lampu tidak putus ketika
disambungkan pada sebuah sumberdaya 9 volt, alat ukur yang digunakan adalah
amperemeter dengan memvariasikan besaran hambatan yang digunakan, hasil dari
karakterisasi LED digunakan sebagai acuan dalam proses pembuatan rangkaian
senter. Dalam perancangan pembuatan rangkaian lampu celup dalam air,
digunakan persamaan 2 untuk menentukan pemasangan resistor pada rangkaian.13
(2)
R : Nilai resistansi (ohm)
Vcc : Tegangan batere = 9 V
Vd : Tegangan kerja pada dioda (Vd
DALAM AIR SEBAGAI ALAT BANTU PENANGKAP IKAN DI
BAGAN APUNG PERAIRAN BARRU, SULAWESI SELATAN
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
i
ii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi “Optimasi Panjang Gelombang
Lampu Celup Dalam Air sebagai Alat Bantu Penangkap Ikan di Bagan Apung
Perairan Barru, Sulawesi Selatan” adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2014
Anugrah Permana Putra Syafaat
NIM G74090058
iii
ii
ABSTRAK
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT. Optimasi Panjang Gelombang
Cahaya Lampu Celup Dalam Air sebagai Alat Bantu Penangkap Ikan di Bagan
Apung Perairan Barru, Sulawesi Selatan. Dibimbing oleh Dr. Ir. IRZAMAN,
M.Si dan HERIYANTO SYAFUTRA M.Si.
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan lampu celup dalam air sebagai
alat bantu penangkapan ikan. Lampu tersebut terbuat dari light emitting diode
(LED) jenis super bright yang dirangkai pada sebuah sumber daya batere 9 volt.
Ada empat jenis lampu dengan panjang gelombang masing-masing yaitu biru,
kuning, merah dan putih. Lampu celup dalam air dirancang tertutup sempurna
sehingga kedap terhadap air. Dilakukan pengujian terhadap lampu celup dalam air,
yaitu mengukur kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air di udara (Iu) dan
kuat penerangan cahaya lampu saat dicelupkan di air (Ia). Melalui perbandingan
nilai Iu dan Ia dan perhitungan memperkirakan nilai kuat penerangan dapat
ditentukan jarak kedalaman lampu celup dalam air pada operasi penangkapan.
Penangkapan dilakukan dengan variasi tanpa lampu celup dalam air dan
menggunakan tambahan lampu celup dalam air. Dari pengujian didapatkan bahwa
hasil tangkapan lampu dengan cahaya putih dan biru lebih banyak dibandingkan
cahaya kuning dan merah. Hal ini menunjukkan bahwa panjang gelombang
mempengaruhi nilai kuat penerangan lampu celup dalam air dan kuat penerangan
cahaya yang lebih tinggi membuat reaksi fototaksis ikan lebih positif sehingga
hasil tangkapan menjadi semakin banyak.
Kata kunci : hasil tangkapan, kuat penerangan cahaya, lampu celup dalam air,
LED
ABSTRACT
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT. Optimization of Wavelenght of
Light from Lamp in Water as A Tool in Floating Fishing Platform in Barru, South
Celebes. Supervised by Dr. Ir. Irzaman, M.Si and Heriyanto Syafutra, M.Si.
In this Research, a lamp in water is manufactured as a fishing tool. The
lamp is made by super bright light emitting diode (LED) which is assembled on a
9 volt battery power source. There are four kinds of lamp with variated
wavelenght, there are blue, yellow, red and white. Experiments of lamp is held in
water, which measure the illuminance of light in the air (Iu) and the illuminance of
the light in the water (Ia). Through the comparison of Iu and Ia and predicted the
illuminance values calculation can be determined within a depth of lamp in water
lamp lights on fishing operations. The variation of fishing is the existence of
additional lamp in water. The experiment result is the catches with white and blue
light are more than yellow and red do. It shows that the wavelenght affect the
value of illuminance and the higher illuminance make fishes photothaksis reaction
more positive to get more catches.
Key words : lamps in water, LED, lights illuminance, the catches
iii
iv
OPTIMASI PANJANG GELOMBANG CAHAYA LAMPU CELUP
DALAM AIR SEBAGAI ALAT BANTU PENANGKAP IKAN DI
BAGAN APUNG PERAIRAN BARRU, SULAWESI SELATAN
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
v
vi
Judul Skripsi : Optimasi Panjang Gelombang Cahaya Lampu Celup Dalam Air
sebagai Alat Bantu Penangkap Ikan di Bagan Apung Perairan
Barru, Sulawesi Selatan
Nama
: Anugrah Permana Putra Syafaat
NIM
: G74090058
Disetujui oleh
Dr. Ir. Irzaman, M.Si
Pembimbing I
Heriyanto Syafutra, S.Si, M.Si
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si
Kepala Departemen Fisika
Tanggal lulus :
vii
viii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penelitian
dengan judul “Optimasi Panjang Gelombang Cahaya Lampu Celup Dalam Air
pada Alat Bantu Penangkapan Ikan di Bagan Apung Perairan Barru, Sulawesi
Selatan” sebagai salah satu syarat kelulusan program sarjana di Departemen
Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.
Dalam penelitian ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena
itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Irzaman, M.Si, dan bapak Heriyanto Syafutra, M.Si,
selaku pembimbing skripsi serta semua dosen dan staff Departemen
Fisika IPB.
2. Ayahanda Asyir Syafaat, ibunda Luqmiaty, Adinda Widya Utami
Syafaat, Ananda Muhammad Alfisyah Syafaat dan semua keluarga
besar yang selalu memberikan doa, nasehat, dukungan, dan motivasi
pada penulis.
3. Bapak Edy beserta keluarga dan karyawan PT Saniri Jaya (Rian, Ani,
Martin, dll) yang memberikan fasilitas dan akomodasi selama penulis
menetap di Kabupaten Barru.
4. Bapak H. Jamal dan para ABK yang memperbolehkan penulis
melakukan kegiatan penelitian di atas bagan dan sangat membantu
dalam pelaksanaannya.
5. Sahabat-sahabat Fisika 46 yang selalu memberikan bantuan dan
dukungan semangat (Helen, Niken, Rian, Chriss, Nadia, Rady, Indri,
Upri, Zas, dll)
6. Keluarga UKM Futsal IPB yang memberikan warna lain dalam
kehidupan perkuliahan.
7. Serta pihak-pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Selanjutnya, penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari
sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan
demi kemajuan penelitian ini.
Bogor, Februari 2014
Penulis
ix
x
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Hipotesis
Manfaat Penelitian
TINJAUAN PUSTAKA
Bagan Apung
Peranan Cahaya Terhadap Operasi Penangkapan Ikan
METODE
Waktu dan Tempat
Alat dan Bahan
Tahapan Penelitian
Perancangan dan Pembuatan Lampu Celup Dalam Air
Pengujian Spektroskopi
Pengujian Kuat Penerangan Cahaya Lampu Celup Dalam Air
Pengoperasian Lampu Celup Dalam Air pada Operasi Penangkapan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Perancangan dan Pembuatan Lampu Celup Dalam Air
Hasil Uji Spektroskopi
Hasil Uji Kuat Penerangan Cahaya
Proses Pengoperasian Lampu Celup Dalam Air pada Penangkapan
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
xii
xii
xii
1
1
2
2
2
2
2
2
3
4
4
4
4
4
6
6
7
9
9
10
13
15
22
22
22
23
25
29
xi
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Warna dan panjang gelombang cahaya
Tabel 2 Warna LED dan tegangan kerja maksimalnya
Tabel 3 Nilai kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air
Tabel 4 Nilai koefisien rata-rata pemudaran cahaya oleh air laut
Tabel 5 Nilai perkiraan nilai kuat penerangan cahaya lampu
Tabel 6 Hasil tangkapan
3
4
14
14
17
19
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Bagan apung
Gambar 2 Rangkaian elektronik lampu
Gambar 3 Rancangan lampu celup dalam air
Gambar 4 Penempatan lampu celup dalam air pada tampak atas bagan
Gambar 5 Penempatan lampu celup dalam air pada tampak bawah bagan
Gambar 6 Sumber cahaya lampu celup dalam air
Gambar 7 Hasil pembuatan lampu celup dalam air
Gambar 8 Diagram spektrum lampu A
Gambar 9 Diagram spektrum lampu B
Gambar 10 Diagram spektrum lampu C
Gambar 11 Diagram spektrum lampu D
2
5
6
7
8
9
10
12
12
12
13
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Lampiran 2 Jadwal kegiatan penelitian
Lampiran 3 Hasil perhitungan koefisien pemudaran cahaya oleh air laut
Lampiran 4 Dokumentasi penelitian
23
24
24
25
xiii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan dengan panjang pantai lebih dari
81.000 km yang dua pertiga wilayah kedaulatannya berupa perairan laut.1 Laut
merupakan sumber kehidupan yang penting bagi masyarakat Indonesia karena
memiliki potensi kekayaan alam yang berlimpah. Oleh karena itu, sebagian besar
masyarakat di Indonesia memiliki profesi sebagai nelayan. Menangkap ikan
merupakan kegiatan pokok seorang nelayan dan dari kegiatan menangkap ikan
pula para nelayan beserta keluarganya dapat memenuhi kebutuhan hidup. Tidak
sedikit nelayan yang berpikiran menangkap ikan dengan meracik bahan tertentu
seperti potasium untuk mengebom ikan-ikan. Hal tersebut dipercaya lebih efektif
daripada menangkap ikan dengan perangkap jaring maupun jala yang belum pasti
keberadaan ikannya (invisible), sedangkan pola pengeboman seperti itu membuat
ekologi dan ekosistem laut menjadi rusak. Keberadaan ikan yang invisible
menginspirasi untuk membuat suatu alat pemanggil ikan agar mendekat dan lebih
mudah terperangkap jaring nelayan.
Bagan adalah alat penangkap ikan yang digolongkan ke dalam kelompok
jaring angkat.2 Tujuan penangkapannya berupa jenis-jenis ikan pelagis kecil. Jenis
alat tangkap ini masih banyak digunakan oleh nelayan di Perairan Kabupaten
Barru, Sulawesi Selatan. Alasannya bagan mudah dioperasikan dan lokasi
penangkapannya dekat dengan pantai.
Alat bantu yang dapat digunakan untuk mengumpulkan ikan antara lain
adalah lampu, rumpon, dan umpan hidup. Pada alat tangkap bagan, alat bantu
penangkapan yang sering digunakan adalah lampu. Lampu memegang peranan
penting pada keberhasilan pengoperasian bagan. Jenis lampu yang biasa
digunakan berupa lampu petromaks, lampu neon, dan lampu merkuri. Seiring
dengan perkembangan teknologi, telah diciptakan lampu khusus untuk bagan,
yaitu lacuba (lampu celup bawah air). Lacuba terbukti dapat meningkatkan hasil
tangkapan, namun nelayan di Indonesia masih tetap menggunakan lampu
petromaks atau lampu merkuri sebagai alat bantu, karena harga lacuba yang lebih
mahal jika dibandingkan dengan menggunakan petromaks.3
Permasalahan yang terdapat pada perikanan bagan ketika menggunakan
cahaya sebagai alat bantu adalah kurang terfokusnya ikan target di areal tangkap
yang diinginkan, yaitu dibagian atas jaring, karena masih ada ikan yang
berkumpul di bagian-bagian sekitar jaring, baik itu di bawah maupun di samping
areal jaring yang diturunkan.3 Jika menggunakan lampu petromaks atau lampu
merkuri yang berada di atas permukaan air, sebagian cahaya akan dipantulkan dan
sebagian cahaya akan diteruskan ketika cahaya menemui batas medium antara
udara dan air. Nelayan di Perairan Barru juga masih belum menemukan cara yang
paling efektif untuk mengoperasikan penangkapan dengan menggunakan bantuan
lampu. Dalam pengoperasian bagan apung, untuk memikat dan mengumpulkan
ikan, nelayan terbiasa memakai lampu merkuri yang menggunakan diesel
generator set sebagai sumber tenaga dengan solar sebagai bahan bakarnya, karena
minyak tanah mengalami kenaikan harga, maka diperlukan sebuah inovasi untuk
2
menggunakan sumber daya yang lebih murah, salah satunya dengan menggunakan
batere.
Penelitian ini mencoba untuk memecahkan permasalahan nelayan melalui
sebuah rancangan lampu celup dalam air yang dapat menyala lebih lama dan
dinyalakan sumber daya batere serta memiliki daya rendah sehingga lebih murah
harga pembuatan dan pengoperasiannya. LED yang digunakan terdiri dari
berbagai warna dengan panjang gelombang yang berbeda-beda dengan tujuan
untuk mendapatkan hasil tangkapan yang optimal.
Perumusan Masalah
Perumusan masalah dari penelitian ini adalah bagaimana membuat
rancangan lampu celup dalam air yang secara ekonomi lebih murah dan efektif
untuk meningkatkan jumlah hasil tangkapan, serta panjang gelombang cahaya
mana yang lebih efektif untuk menarik ikan lebih banyak.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah merancang lampu celup dalam air pemanggil
ikan yang murah dan efektif untuk melakukan penangkapan serta menganalisa
pengaruh dari kuat penerangan cahaya dan panjang gelombang terhadap jumlah
hasil tangkapan.
Hipotesis
Cahaya dari lampu celup dalam air ini berfungsi untuk mengumpulkan
ikan agar terkonsentrasi di areal di atas jaring. Lampu celup dalam air dengan kuat
penerangan cahaya yang lebih tinggi dan panjang gelombang yang lebih rendah
akan meningkatkan jumlah hasil tangkapan.
Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan sebagai sumber informasi bagi nelayan
tentang penggunaan lampu celup dalam air yang murah dalam pembuatannya dan
mudah dalam pengoperasiannya pada penangkapan ikan dengan bagan apung,
serta sebagai masukan untuk penelitian lebih lanjut dalam rangka pemanfaatan
kemajuan teknologi perikanan tangkap.
3
TINJAUAN PUSTAKA
Bagan
Bagan merupakan salah satu jenis alat tangkap yang menggunakan cahaya
sebagai alat bantu penangkapan. Berdasarkan cara pengoperasiaannya bagan dapat
dikelompokkan ke dalam jaring angkat.4 Alat tangkap bagan menggunakan
bantuan cahaya lampu untuk mengumpulkan ikan, maka bagan disebut juga light
fishing3. Ada dua jenis tipe bagan yang ada di Indonesia, yang pertama adalah
bagan tancap yaitu bagan yang ditancapkan secara tetap di perairan. Jenis kedua
adalah bagan apung yaitu bagan yang dapat berpindah dari satu daerah
penangkapan ke daerah penangkapan lainnya. Selanjutnya dapat diklasifikan
menjadi bagan dengan satu perahu, bagan dua perahu, bagan rakit, dan bagan
dengan menggunakan mesin. Bagan apung ditunjukkan pada Gambar 1.
Peranan Cahaya terhadap Operasi Penangkapan Ikan
Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang dapat merambat tanpa
medium perantara. Untuk cahaya tampak panjang gelombang berkisar 380-750
nm dan frekuensi berkisar 3,87x1014 - 8,35x1014 Hz. Cahaya menyebar dalam
bentuk gelombang elektromagnetik dengan kecepatan mencapai 299.792.458 m/s
pada ruang hampa.5 Bila cahaya ditransmisikan dari satu medium ke medium
yang lain, maka frekuensinya tidak akan berubah. Hal ini terjadi karena setiap
siklus gelombangnya tidak mengalami perubahan. Perubahan hanya terjadi pada
panjang gelombang dan laju gelombang. Hal ini disebabkan oleh panjang
gelombang secara umum akan berbeda pada material yang berbeda.6
Cahaya merupakan bagian fundamental dalam menentukan tingkah laku
ikan di laut. Stimuli cahaya terhadap tingkah laku ikan sangat kompleks antara
lain intensitas, sudut penyebaran, polarisasi, komposisi spektralnya dan lama
penyinarannya.6 Suatu telaah dilakukan untuk mengetahui tentang pengelihatan
dan penerimaan cahaya oleh ikan dan disimpulkan bahwa mayoritas mata ikan
laut sangat tinggi sensitivitasnya terhadap cahaya Kalau cahaya biru-hijau yang
mampu diterima mata manusia hanya sebesar 30% saja, mata ikan mampu
menerimanya sampai 75%. Retina mata beberapa jenis ikan laut bahkan dapat
menerimanya sampai 90% cahaya yang datang.7 Penerimaan cahaya pada retina
mata ikan secara langsung dan tidak langsung akan mempengaruhi pergerakan
dan tingkah laku ikan.8 Umumnya, ikan mencari makan dengan memanfaatkan
indera pengelihatan dan menyesuaikan ukuran makanan dengan besar mulutnya.9
Tingkah laku ikan dibedakan menjadi dua, yaitu fototaksis positif dan fototaksis
negatif. 10 Tingkah laku ikan yang tertarik mendekati sumber cahaya disebut
fototaksis positif, sedangkan tingkah laku menjauhi sumber cahaya disebut
fototaksis negatif.
Penetrasi cahaya dalam air sangat erat hubungannya dengan panjang
gelombang. Semakin besar panjang gelombangnya maka semakin kecil daya
tembusnya ke dalam perairan. Hubungan antara warna dan panjang gelombang
cahaya dapat dilihat pada Tabel 1.
4
Gambar 1 Bagan apung4
Tabel 1 Warna dan panjang gelombang cahaya11
Warna Spektrum
Ungu
Biru
Hijau
Kuning
Jingga
Merah
Putih
Panjang gelombang (nm)
380 - 450
450 - 495
495 - 570
570 - 590
590 - 620
620 - 750
380 - 750
Kuat penerangan cahaya adalah kuatnya pancaran cahaya yang jatuh pada
suatu permukaan bidang. Kuat penerangan cahaya sangat tergantung pada jenis
sumber cahaya dan jarak antara sumber cahaya dengan permukaan bidang.
Semakin jauh jarak sumber cahaya dengan bidang, maka juat penerangannya
semakin menurun. Pendugaan nilai kuat penerangan cahaya pada suatu
kedalaman dapat ditentukan menggunakan Persamaan 1.5
(1)
dimana Ia adalah kuat penerangan cahaya lampu di air, Iu adalah kuat penerangan
adalah
cahaya lampu di udara, e adalah konstanta Euler sebesar 2.718,
koefisien pemudaran cahaya oleh air laut, dan x adalah jarak terhadap sumber
cahaya.
Cahaya yang masuk ke dalam air mengalami penurunan kuat penerangan
yang jauh lebih besar bila dibandingkan dengan udara. Hal tersebut terutama
diakibatkan adanya penyerapan cahaya oleh berbagai partikel dalam air.
Kedalaman penetrasi cahaya dalam laut tergantung beberapa faktor, antara lain
absorpsi cahaya oleh partikel-partikel air, panjang gelombang cahaya, kejernihan
air, pemantulan cahaya oleh permukaan air, serta lintang geografis dan musim. 5
Dijelaskan oleh Laevastu dan Hayes (1991), ikan sudah memberikan
reaksi dengan adanya rangsangan cahaya pada 15x10-6 W/m2.12 Namun demikian
tertariknya ikan oleh cahaya tidak semata-mata disebabkan oleh cahaya tetapi juga
karena motif lain bahwa ternyata cahaya juga merupakan indikasi adanya
makanan, sehingga ikan yang berada dalam keadaan lapar akan lebih mudah
tertarik ke arah datangnya cahaya.1
5
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika Material, Departemen Fisika,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dan
Perairan Kecamatan Balusu, Kabupaten Barru, Sulawesi Selatan dari bulan Maret
2013 sampai dengan bulan September 2013.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang akan digunakan pada penelitian ini antara lain bagan
apung, luxmeter lutron LX-100, Vis-IR spektrofotometer, multimeter digital,
penggaris, pisau, tang, gergaji mesin, gergaji besi, gunting, pisau, light emitting
diode (LED) putih, LED biru, LED kuning, LED merah, resistor, timah, batere 9
volt, kabel, printed circuit board (PCB), pipa paralon, kain reflektor, penutup pipa
semipermanen (dop), tali tambang, mika, lem, dan besi pemberat.
Tahapan Penelitian
Perancangan dan Perakitan Lampu Celup Dalam Air
LED yang digunakan pada penelitian ini ada empat macam LED jenis super
bright yang masing-masing warnanya adalah putih, biru, kuning, dan merah.
Karakterisasi LED dilakukan untuk mengetahui besarnya arus maksimal yang
dapat lewat pada masing-masing LED agar lampu tidak putus ketika
disambungkan pada sebuah sumberdaya 9 volt, alat ukur yang digunakan adalah
amperemeter dengan memvariasikan besaran hambatan yang digunakan, hasil dari
karakterisasi LED digunakan sebagai acuan dalam proses pembuatan rangkaian
senter. Dalam perancangan pembuatan rangkaian lampu celup dalam air,
digunakan persamaan 2 untuk menentukan pemasangan resistor pada rangkaian.13
(2)
R : Nilai resistansi (ohm)
Vcc : Tegangan batere = 9 V
Vd : Tegangan kerja pada dioda (Vd