Prototype Kapal Selam Untuk Monitoring S
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Prototype Kapal Selam Untuk Monitoring Sistem Bawah Laut Rouv(Remotely Operated
Underwater Vahicle)
1
Wiralfi Tasnim1, Arif Gunawan,S.T.,M.T 2 & Wakhyu Dwiono S.T., M.T
Jurusan Teknik Elektronika Telekomunikasi, Program Studi Teknik Elektronika Telekomunikasi.
Politeknik Caltex Riau
Jl Umban Sari No.1 Pekanbaru 28265
[email protected], [email protected], [email protected]
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Abstrak— Perkembangan remotely operated under water (ROUVs) saat ini semakin pesat, hal ini disebabkan oleh
kebutuhan akan suatu alat yang dapat memantau kondisi bawah air semakin besar. Wujud nyata dari ROUVs tersebut
adalah kapal selam yang pengontrolannya dapat dilakukan dari darat menggunakan Smartphone android. Prototype
kapal selam memiliki suatu sistem yang dapat tenggelam atau mengapung di dalam air. Sistem tersebut diadaptasi dari
kapal selam konvensional yang menggunakan tabung ballast yang menjadi bagian penting yang digunakan untuk
menyelam dan mengapung. Apabila kapal selam ingin tenggelam maka berat dari benda harus lebih besar dari pada
gaya dorong keatas dari fluida, untuk mencapai kondisi tersebut air harus diisi kedalam tabung ballast. Sedangkan
saat kapal ingin terapung maka berat dari kapal selam harus lebih kecil dari pada gaya dorong keatas dari fluida, oleh
karena itu air dalam tabung ballast harus dikeluarkan. Microcontroller ATMega 8535 mengatur pergerakan dan
akselerasi dari kapal selam. Untuk dapat bergerak maju kapal selam dipasang sebuah bilge pump yang dapat
memberikan dorongan besar namun memiliki konsumsi daya sama dengan motor DC. Setelah dilakukan pengujian
Kondisi yang dicapai adalah kapal selam dapat terapung apabila air didalam tabung ballast kosong dan kapal akan
tenggelam dengan kedalaman 4 cm apabila air yang ada didalam tabung ballast terisi penuh. Konsumsi arus total dari
perangkat kapal selam sebesar 3.3 Ampere.
Kata kunci : ROUVs, ballast, Microcontroller ATMega 8535, bilge pump
Abstract Nowadays, the development of Remotely operated under water vehicle (ROUVs) is growing fast.It because the
need of a tool which is able to detect the situation in coral. The real form of ROUVs is submarine where the controling
can be done from the surface used smartphone android. Prototype Submarine has a system which is able to dive or
float in the water. The system was adapted from conventional submarines that using ballast tubes as an important part
used to dive and float.The weight of the thing should be bigger than the up thrust of the fluid when the submarine is
going to be dive. It can be happen if the water has already fill to the tube of ballest and also vise versa. The weight of
the thing should be smaller than the up thrust of the fluid when the submarine is going to be float. The consequence,
the water in the tube of ballast should be removed. Microcontroller ATMega 8535 control the movement and
acceleration of the submarine To make it moving forward, submarine fitted a Bilge pump that can provide a huge
boost but it has the same power consumption with a motor DC. After having a testing, the results shows that
submarine can be float if the ballast is empty andit can be sink in 4 cm from surface of the water if the ballast full of
water. The Current Total consumption that using in submarine is 3.3 Ampere.
Keywords: ROUVs, ballasts, microcontroller ATMega 8535, Bilge pump
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
I.
B.
PENDAHULUAN
ROUVs
Sebuah robot dapat digunakan untuk memantau kondisi
ROUVs atau remotely operated underwater vehicle
bawah laut semisal patahan akibat dari pergeseran lempengan
adalah sebuah kendaraan bawah air yang dikontrol dari atas
bumi. Penggunaan robot disini karena jika dikerjakan oleh
melalui sebuah tether. Perbedaan dengan menggunakan remote
manusia akan membahayakan keselamatan manusia tersebut.
control adalah tempat pengoperasian nya, remote control
ROUVs atau remotely operated under water vehicle
digunakan
untuk
pengontrolan
didarat
maupun
diudara
adalah sebuah kendaraan yang dioperasikan dibawah air dan
sedangkan ROUVs digunakan untuk pengoperasian bawah air.
berfungsi untuk memantau kondisi serta mengirim data berupa
Biasanya sebuah ROUVs dikendalikan dari atas kapal karena
gambar atau pun video.
ROUVs ini dapat menggantikan
tujuan utama dari ROUVs untuk mengamati kondisi bawah air
penyelam dalam memantau kondisi bawah laut serta memiliki
tanpa melakukan proses penyelaman. Meskipun menggunakan
keunggulan dalam mengambil data serta daya jelajah yang lebih
remote control, ROUVs tetap menggunakan kabel yang berfungsi
luas. Berdasarkan uraian diatas maka mahasiswa termotivasi
untuk mengirimkan data berupa video maupun gambar serta
untuk membuat proyek akhir dengan judul “Prototype Kapal
sinyal listrik yang bergerak dua arah dari operator ke TMS. TMS
Selam Untuk Monitoring Sistem Bawah Laut ROUVs (Remotely
atau tether management system (TMS) berada pada permukaan
Operated Underwater Vahicle).” Alat ini bermanfaat untuk
air. ROUVs banyak digunakan untuk misi pertahanan dalam
melihat kondisi patahan setelah terjadinya pergeseran lempeng
militer, surveillance ataupun misi kegiatan bawah laut lainnya.
bumi, dengan pengiriman data berupa video atau pun gambar.
A.
Tujuan
Membuat sebuah prototype kapal selam yang dapat
memonitoring sistem bawah laut dan dapat mengirim video serta
gambar secara real time pada ground sistem.
B.
Perumusan Masalah
1.
Merancang sebuah sistem yang kedap air
2.
sehingga tidak terjadi short circuit.
Merancang rangka kapal selam dengan baik agar
3.
kapal selam tersebut dapat seimbang ketika
Gambar 1. ROUVs(remotely operated
diluncurkan dalam air.
Merancang tabung ballast yang digunakan oleh
underwatervahicle)
(Gambar diambil dari :www.offshoretechnology.com)
kapal selam untuk dapat
4.
tenggelam dan
mengapung.
Mengatur supply daya yang digunakan oleh
masing-masing
motor
sehingga
penggunaan
battry lebih effisien.
C.
ATmega8535
ATMEGA8535 dapat beroperasi pada kecepatan
maksimal 16MHz serta memiliki 6 pilihan mode sleep untuk
menghemat penggunaan daya listrik, dibawah ini adalah gambar
konfigurasi ATMega 8535.
C.
Batasan Masalah
1.
Pengujian dilakukan pada kolam yang tenang
2.
dengan kedalaman tidak lebih dari 2m.
Pengaruh tekanan air terhadap kapal selam
diabaikan.
II.
A.
TINJAUAN PUSTAKA
Prinsip Kerja Kapal Selam
Kapal selam adalah sebuah kapal yang memiliki daya
apung yang sedikit positif, namun dapat menyelam dengan cara
mengubah daya apungnya menjadi netral atau sedikit negatif.
Berikut adalah penjelasan tentang prinsip kerja kapal selam.
Gambar 2.Micro Controller ATMega 8535
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
D.
Bilge Pump
Salah satu kekurangan dari motor Brushless adalah
ketidak mampuan motor untuk beroperasi dibawah air, karena
short circuit dapat berakibat fatal yakni kerusakan pada
motor.Untuk
menghindari
kemungkinan
terburuk
yakni
kerusakan pada motor, maka digunakanlah bilge pump atau
Gambar 4. Modul ethernet WIZ110SR
Sumber: WIZ110SR User’s Manual
pompa bilge. Pompa ini biasa digunakan oleh kapal untuk
menguras air yang berada didalam dek untuk selanjutnya dibuang
III.
ke laut. Pompa bilge memiliki katup yang dapat membuka serta
menutup
jalur
pembuangan
serta
untuk
menghisap
air.
kemampuan untuk membuang air ini menghasilkan gaya
PERANCANGAN
A. Blok Diagram
Berikut ini adalah skema sederhana pengerjaan alat yang akan
dibuat:
dorongan ketika dioperasikan didalam air, sehingga dapat
menggantikan dorongan yang dihasilkan oleh motor brushless.
Dengan kemampuan menghasilkan semburan mulai dari 360
galon dalam satu jam atau sekitar 1393 liter dalam satu jam
kemampuan dari pompa bilge ini tidak diragukan lagi dalam
memberikan dorongan yang dibutuhkan oleh kapal selam.
Gambar 5. blok diagram alat
.
Gambar 3. pompa bilge 500 GPH
Sumber : http://www.amazon.com/Rule-Bilge-Pump-MotorCartridge/dp/B001446X52
(diakses tanggal 11-15-2012)
Selain itu dimensi dari pompa bilge ini juga variatif
sesuai dengan kebutuhan, mulai dari dimensi terkecil yakni
hinght;width;weight (4;6;0.5kg) sampai dengan (9;6;4.9kg).
tegangan yang dibutuhkan oleh satu buah pompa bilge adalah 12
V dengan arus sebesar 1 A.
E.
B.
Cara Kerja Alat
Apabila massa jenis suatu benda lebih ringan dari pada
massa jenis air, maka benda tersebut akan melayang, apabila
massa jenis benda lebih berat dari pada massa jenis air maka
benda tersebut akan tenggelam dan apabila massa jenis benda
sama dengan massa jenis air maka benda tersebut akan
melayang. Prinsip inilah yang digunakan dalam proyek akhir ini,
dimana untuk mencapai kondisi tersebut kapal selam dilengkapi
dengan sebuah tabung yang berguna sebagai pemberat saat kapal
ingin tenggelam. Tabung ini dinamakan tabung ballast, tabung
Modul Ethernet WIZ110SR
ballast akan diisi air hingga penuh untuk dapat membawa kapal
modul gateway yang mengkonversi
kedasar air. untuk kembali keatas, air yang ada dalam tabung di
protokol RS-232 ke protokol TCP / IP. Hal ini memungkinkan
kurangi sehingga massa jenis benda lebih kecil dari pada massa
kontrol perangkat melalui jaringan berbasis pada ethernet dan
jenis air. Kapal selam dilengkapi dengan empat buah pompa
TCP / IP dengan menghubungkan ke peralatan yang ada dengan
bilge sebagai penggerak kapal tersebut dan untuk mengontrol
RS-232 serial interface. (WIZNET, 2007, hal. 5).
volume air yang ada dalam tabung ballast tersebut. Sebuah
Bentuk fisik dari modul ethernet WIZ110SR dapat dilihat pada
kamera akan mengirim kondisi yang ada dibawah laut ke ground
Gambar 2.6
system dan dapat langsung dimonitoring di daratan. Kapal selam
WIZ110SR adalah
dikondisikan
kedap
air
untuk
menghindari
short
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
sirkuit.Pengontrolan dilakukan menggunakan smart phone
dapat aktif ketika relay menerima tegangan dari mikro. Port yang
android, access point berguna sebagai jembatan penghubung
diaktifkan tergantung kepada nilai karakter yang diterima dari hp
antara kapal selam dengan smart phone android, untuk
android.
komunikasi dari HP ke access point via wireless sedangkan dari
access point ke kapal selam menggunakan kabel cross. Pada
kapal data dari access point di terjemahkan oleh modul Ethernet
WIZ110SR yang menkonversi RS-232 ke protokol TCP / IP.
C.
Mekanik
Gambar 9. Rangkaian Driver Bilge
E.
Rancangan Pengontrolan
Gambar 6. Rangka Kapal Selam Tampak samping
Gambar 7. Rangka Kapal Selam Tampak atas
Gambar 8. Rangka Kapal Selam Tampak depan
D.
Rancangan Driver
Driver ini berguna untuk mengontrol pompa yang ingin
diaktifkan, disini digunakan relay sebagai media switching, relay
Gambar10. Flowchart Pengontrollan
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Data yang diterima dari device terminal berupa karakter,
PORTB=0x00;}
yang akan diolah oleh microcontroller ATmega 8535. Karakter
Berikut adalah hasil dari pengujian :
tersebut adalah “1”, “2”, “3”, “4”, “5” untuk mengaktifkan relay.
Table 4.1 Pengujian pengiriman data ke microcontroller
Karakter “1” untuk mengaktifkan Bilge A, agar kapal turun
Berdasarkan tabel diatas terlihat bahwa karakter yang
kebawah, karakter “2” untuk mengaktifkan bilge B dan bilge C
dikirim pada device terminal menghasilkan output yang sama
dan kapal bergerak lurus, karakter “3” untuk mengaktifkan bilge
dengan yang diharapkan pada program, dengan demikian dapat
B agar kapal berbelok kiri, karakter “4” untuk mengaktifkan
dikatakan bahwa settingan wiznet telah sesuai, sehingga atmega
bilge C agar kapal berbelok kanan, dan karakter “5” untuk
8535 dapat menerima karakter dengan baik.
mengaktifkan bilge D dan kapal
kembali keatas.
IV.
A.
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pengujian Pengiriman Data
Pengujian
menggunakan
softwere
device
merupakan
Data yang diterima
Device terminal
terminal,
softwere
yang
pendukung
Pergerakan ROUVs
Microcontroller
Kirim data “1”
00000001
Kapal turun kebawah
Kirim data “2”
00000110
Kapal bergerak lurus
Kirim data “3”
00000010
Kapal berbelok ke kiri
Kirim data “4”
00000100
Kapal berbelok ke kanan
Kirim data “5”
00001000
Kapal naik keatas
wiznet 110 sr, pengujian berupa pengiriman karakter dari 1-5 dan
melihat port yang aktif berdasarkan program yang telah ditanam
pada atmega 8535. Program penerima dibuat pada CodeVision
AVR sebagai berikut:
Pengujian Konsumsi Arus Perangkat Kapal Selam
Pengukuran arus dilakukan dengan menggunakan amperemeter
yang dihubungkan secara seri pada beban. Pengujian konsumsi
Device terminal
Kirim data “1”
Kirim data “2”
Kirim data “3”
Kirim data “4”
Kirim data “5”
receive=getchar();
B.
Data yangditerima
Microcontroller
00000001
00000110
00000010
00000100
00001000
arus dilakukan dengan dua kondisi,
Pergerakan ROUVs
Kapal turun kebawah
Kapal bergerak lurus
Kapal berbelok ke kiri
Kapal berbelok ke kanan
Kapal naik keatas
yaitu kondisi pertama
if (receive=='1'){
pengujian konsumsi arus semua perangkat yang digunakan, yaitu
PORTB=0x1;
access point, Atmega 8535, wiznet 110 sr, Ipcame tanpa ada
delay_ms(100);
pompa yang diaktifkan.
PORTB=0x00;}
else if(receive=='2')
{
Table 1. Pengujian pengiriman data ke microcontroller
Berdasarkan table diatas terlihat bahwa karakter yang dikirim
pada device terminal menghasilkan output yang sama dengan
PORTB=0x6;
yang diharapkan pada program, dengan demikian dapat
delay_ms(100);
dikatakan bahwa settingan wiznet telah sesuai, sehingga atmega
PORTB=0x00;}
8535 dapat menerima char dengan baik.
else if (receive=='3'){
PORTB=0x2;
C.
Pengujian pengiriman gambar Ip camera
Pada saat kapal selam tenggelam, maka ip came juga
delay_ms(100);
ikut tenggelam, jarak permukaan air dengan ip came adalah
PORTB=0x00;}
sekitar 9 cm. lalu dilihat pengiriman gambar yang akan diterima
else if (receive=='4'){
oleh hp android.
PORTB=0x4;
delay_ms(100);
PORTB=0x00;}
else if (receive=='5'){
PORTB=0x8;
delay_ms(100);
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Tabel 3.
Gambar 11. pengukuran jarak kamera terhadap permukaan air
Pengujian kecepatan kapal selam setelah
menyelam dengan jarak tempuh 5m
Pengujian ke :
Waktu tempuh
Pengujian pertama
16s
Pengujian Kedua
21s
Pengujian ketiga
20s
Pengujian keempat
19s
Tabel 4. Pengujian kecepatan akselerasi kapal selam sebelum
menyelam dengan jarak tempuh 5m
Gambar masih terkirim dengan baik, tanpa ada
terputusnya koneksi, dengan demikian dapat terlihat bahwa ip
Pengujian ke :
Pengujian pertama
Pengujian Kedua
Pengujian ketiga
Pengujian keempat
came masih dapat mengirim gambar didalam air pada kedalaman
tidak lebih dari 9 cm.
Waktu Tempuh
10s
12s
11s
13s
Dari table diatas terlihat bahwa kecepatan kapal dalam
berakselerasi dibawah air berkurang jika dibandingkan pada saat
kapal belum menyelam. Hal ini disebabkan kemampuan pompa
bilge yang berkurang seiring dengan bertambahnya kedalaman
yang dicapai pompa.
V.
A.
Gambar 12. penerimaan gambar Ip camera
output yang gelap disebabkan kamera kekurangan
cahaya pada saat didalam air, jika dibandingkan pada saat kamera
berada diatas, gambar terlihat lebih jelas karena cahaya yang
cukup untuk diterima oleh lensa ip came.
D.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Setelah melakukan pengujian pada sistem proyek akhir
ini, maka diperoleh beberapa hal yang dapat disimpulkan, yaitu:
a.
Sebelum kapal selam di gabungkan dengan perangkat
android, pengiriman data dapart dilakukan dengan
menggunakan device terminal.
b.
Konsumsi arus terbesar diperoleh pada saat beberapa
pompa bilge digunakan secara bersamaan.
c.
Kecepatan akselerasi dari kapal selam dipengaruhi oleh
kemampuan pompa bilge menyemburkan air, sedangkan
kemampuan dari pompa bilge mengeluar kan air
bergantung kepada kedalaman yang dicapai oleh kapal.
Pengujian Kecepatan Kapal Selam
B.
Pengujian dilakukan pada kolam yang airnya relative lebih
tenang, hal ini untuk menhindari kemungkinan kapal tidak
terbawa arus ataupun gelombang yang menyebabkan kapal tidak
stabil. Dari pengujian yang telah di lakukan, terlihat kecepatan
kapal serta akselerasi kapal.
Tabel 2. Pengujian kecepatan kapal selam sebelum menyelam
dengan jarak tempuh 5m
Saran
Untuk penyempurnaan proyek akhir ini, maka ada
beberapa saran dari penulis, yaitu :
1.
Dalam perancangan proyek akhir ini, rancangan mekanik
berupa rangka kapal selam sangat mempengaruhi. Oleh
karena itu perlu diperhatikan gaya berat dari kapal selam
dengan gaya dorong keatas.
2.
Metode penyelaman dinamis dinilai lebih efektif
dibandingkan dengan metode penyelaman dinamis.
VI.
DAFTAR PUSTAKA
Pengujian ke :
Waktu tempuh
Pengujian pertama
11s
SmartPhone dengan
Pengujian Kedua
15s
Politeknik Caltex Riau
Pengujian ketiga
14s
Pengujian keempat
17s
[1]. Gino. (2012). Kontrol Robot Mobil Melalui Android
Wi Fi sebagai Media Remote:
[2]. Saputra.Oky.(2011). Tricopter Pemantau Daerah Bencana:
Politeknik Caltex Riau
[3]. Pitowarno, Endra .(2006). Robotika Desain, Kontrol, Dan
Kecerdasan Buatan. Yogyakarta : Andi
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
[4]. Wardhana, Lingga. (2006). Belajar Sendiri Microcontroller
AVR Seri ATMega8535. Yogyakarta: Andi
[5].http://www.amazon.com/Rule-Bilge-Pump-MotorCartridge/dp/B001446X52 (diakses tanggal 11-15-2012)
[6]. www.offshoretechnology.com
[7]. Datasheet WIZ110SR User’s Manual.pdf (diakses tanggal
21-5-2013)
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Prototype Kapal Selam Untuk Monitoring Sistem Bawah Laut Rouv(Remotely Operated
Underwater Vahicle)
1
Wiralfi Tasnim1, Arif Gunawan,S.T.,M.T 2 & Wakhyu Dwiono S.T., M.T
Jurusan Teknik Elektronika Telekomunikasi, Program Studi Teknik Elektronika Telekomunikasi.
Politeknik Caltex Riau
Jl Umban Sari No.1 Pekanbaru 28265
[email protected], [email protected], [email protected]
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Abstrak— Perkembangan remotely operated under water (ROUVs) saat ini semakin pesat, hal ini disebabkan oleh
kebutuhan akan suatu alat yang dapat memantau kondisi bawah air semakin besar. Wujud nyata dari ROUVs tersebut
adalah kapal selam yang pengontrolannya dapat dilakukan dari darat menggunakan Smartphone android. Prototype
kapal selam memiliki suatu sistem yang dapat tenggelam atau mengapung di dalam air. Sistem tersebut diadaptasi dari
kapal selam konvensional yang menggunakan tabung ballast yang menjadi bagian penting yang digunakan untuk
menyelam dan mengapung. Apabila kapal selam ingin tenggelam maka berat dari benda harus lebih besar dari pada
gaya dorong keatas dari fluida, untuk mencapai kondisi tersebut air harus diisi kedalam tabung ballast. Sedangkan
saat kapal ingin terapung maka berat dari kapal selam harus lebih kecil dari pada gaya dorong keatas dari fluida, oleh
karena itu air dalam tabung ballast harus dikeluarkan. Microcontroller ATMega 8535 mengatur pergerakan dan
akselerasi dari kapal selam. Untuk dapat bergerak maju kapal selam dipasang sebuah bilge pump yang dapat
memberikan dorongan besar namun memiliki konsumsi daya sama dengan motor DC. Setelah dilakukan pengujian
Kondisi yang dicapai adalah kapal selam dapat terapung apabila air didalam tabung ballast kosong dan kapal akan
tenggelam dengan kedalaman 4 cm apabila air yang ada didalam tabung ballast terisi penuh. Konsumsi arus total dari
perangkat kapal selam sebesar 3.3 Ampere.
Kata kunci : ROUVs, ballast, Microcontroller ATMega 8535, bilge pump
Abstract Nowadays, the development of Remotely operated under water vehicle (ROUVs) is growing fast.It because the
need of a tool which is able to detect the situation in coral. The real form of ROUVs is submarine where the controling
can be done from the surface used smartphone android. Prototype Submarine has a system which is able to dive or
float in the water. The system was adapted from conventional submarines that using ballast tubes as an important part
used to dive and float.The weight of the thing should be bigger than the up thrust of the fluid when the submarine is
going to be dive. It can be happen if the water has already fill to the tube of ballest and also vise versa. The weight of
the thing should be smaller than the up thrust of the fluid when the submarine is going to be float. The consequence,
the water in the tube of ballast should be removed. Microcontroller ATMega 8535 control the movement and
acceleration of the submarine To make it moving forward, submarine fitted a Bilge pump that can provide a huge
boost but it has the same power consumption with a motor DC. After having a testing, the results shows that
submarine can be float if the ballast is empty andit can be sink in 4 cm from surface of the water if the ballast full of
water. The Current Total consumption that using in submarine is 3.3 Ampere.
Keywords: ROUVs, ballasts, microcontroller ATMega 8535, Bilge pump
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
I.
B.
PENDAHULUAN
ROUVs
Sebuah robot dapat digunakan untuk memantau kondisi
ROUVs atau remotely operated underwater vehicle
bawah laut semisal patahan akibat dari pergeseran lempengan
adalah sebuah kendaraan bawah air yang dikontrol dari atas
bumi. Penggunaan robot disini karena jika dikerjakan oleh
melalui sebuah tether. Perbedaan dengan menggunakan remote
manusia akan membahayakan keselamatan manusia tersebut.
control adalah tempat pengoperasian nya, remote control
ROUVs atau remotely operated under water vehicle
digunakan
untuk
pengontrolan
didarat
maupun
diudara
adalah sebuah kendaraan yang dioperasikan dibawah air dan
sedangkan ROUVs digunakan untuk pengoperasian bawah air.
berfungsi untuk memantau kondisi serta mengirim data berupa
Biasanya sebuah ROUVs dikendalikan dari atas kapal karena
gambar atau pun video.
ROUVs ini dapat menggantikan
tujuan utama dari ROUVs untuk mengamati kondisi bawah air
penyelam dalam memantau kondisi bawah laut serta memiliki
tanpa melakukan proses penyelaman. Meskipun menggunakan
keunggulan dalam mengambil data serta daya jelajah yang lebih
remote control, ROUVs tetap menggunakan kabel yang berfungsi
luas. Berdasarkan uraian diatas maka mahasiswa termotivasi
untuk mengirimkan data berupa video maupun gambar serta
untuk membuat proyek akhir dengan judul “Prototype Kapal
sinyal listrik yang bergerak dua arah dari operator ke TMS. TMS
Selam Untuk Monitoring Sistem Bawah Laut ROUVs (Remotely
atau tether management system (TMS) berada pada permukaan
Operated Underwater Vahicle).” Alat ini bermanfaat untuk
air. ROUVs banyak digunakan untuk misi pertahanan dalam
melihat kondisi patahan setelah terjadinya pergeseran lempeng
militer, surveillance ataupun misi kegiatan bawah laut lainnya.
bumi, dengan pengiriman data berupa video atau pun gambar.
A.
Tujuan
Membuat sebuah prototype kapal selam yang dapat
memonitoring sistem bawah laut dan dapat mengirim video serta
gambar secara real time pada ground sistem.
B.
Perumusan Masalah
1.
Merancang sebuah sistem yang kedap air
2.
sehingga tidak terjadi short circuit.
Merancang rangka kapal selam dengan baik agar
3.
kapal selam tersebut dapat seimbang ketika
Gambar 1. ROUVs(remotely operated
diluncurkan dalam air.
Merancang tabung ballast yang digunakan oleh
underwatervahicle)
(Gambar diambil dari :www.offshoretechnology.com)
kapal selam untuk dapat
4.
tenggelam dan
mengapung.
Mengatur supply daya yang digunakan oleh
masing-masing
motor
sehingga
penggunaan
battry lebih effisien.
C.
ATmega8535
ATMEGA8535 dapat beroperasi pada kecepatan
maksimal 16MHz serta memiliki 6 pilihan mode sleep untuk
menghemat penggunaan daya listrik, dibawah ini adalah gambar
konfigurasi ATMega 8535.
C.
Batasan Masalah
1.
Pengujian dilakukan pada kolam yang tenang
2.
dengan kedalaman tidak lebih dari 2m.
Pengaruh tekanan air terhadap kapal selam
diabaikan.
II.
A.
TINJAUAN PUSTAKA
Prinsip Kerja Kapal Selam
Kapal selam adalah sebuah kapal yang memiliki daya
apung yang sedikit positif, namun dapat menyelam dengan cara
mengubah daya apungnya menjadi netral atau sedikit negatif.
Berikut adalah penjelasan tentang prinsip kerja kapal selam.
Gambar 2.Micro Controller ATMega 8535
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
D.
Bilge Pump
Salah satu kekurangan dari motor Brushless adalah
ketidak mampuan motor untuk beroperasi dibawah air, karena
short circuit dapat berakibat fatal yakni kerusakan pada
motor.Untuk
menghindari
kemungkinan
terburuk
yakni
kerusakan pada motor, maka digunakanlah bilge pump atau
Gambar 4. Modul ethernet WIZ110SR
Sumber: WIZ110SR User’s Manual
pompa bilge. Pompa ini biasa digunakan oleh kapal untuk
menguras air yang berada didalam dek untuk selanjutnya dibuang
III.
ke laut. Pompa bilge memiliki katup yang dapat membuka serta
menutup
jalur
pembuangan
serta
untuk
menghisap
air.
kemampuan untuk membuang air ini menghasilkan gaya
PERANCANGAN
A. Blok Diagram
Berikut ini adalah skema sederhana pengerjaan alat yang akan
dibuat:
dorongan ketika dioperasikan didalam air, sehingga dapat
menggantikan dorongan yang dihasilkan oleh motor brushless.
Dengan kemampuan menghasilkan semburan mulai dari 360
galon dalam satu jam atau sekitar 1393 liter dalam satu jam
kemampuan dari pompa bilge ini tidak diragukan lagi dalam
memberikan dorongan yang dibutuhkan oleh kapal selam.
Gambar 5. blok diagram alat
.
Gambar 3. pompa bilge 500 GPH
Sumber : http://www.amazon.com/Rule-Bilge-Pump-MotorCartridge/dp/B001446X52
(diakses tanggal 11-15-2012)
Selain itu dimensi dari pompa bilge ini juga variatif
sesuai dengan kebutuhan, mulai dari dimensi terkecil yakni
hinght;width;weight (4;6;0.5kg) sampai dengan (9;6;4.9kg).
tegangan yang dibutuhkan oleh satu buah pompa bilge adalah 12
V dengan arus sebesar 1 A.
E.
B.
Cara Kerja Alat
Apabila massa jenis suatu benda lebih ringan dari pada
massa jenis air, maka benda tersebut akan melayang, apabila
massa jenis benda lebih berat dari pada massa jenis air maka
benda tersebut akan tenggelam dan apabila massa jenis benda
sama dengan massa jenis air maka benda tersebut akan
melayang. Prinsip inilah yang digunakan dalam proyek akhir ini,
dimana untuk mencapai kondisi tersebut kapal selam dilengkapi
dengan sebuah tabung yang berguna sebagai pemberat saat kapal
ingin tenggelam. Tabung ini dinamakan tabung ballast, tabung
Modul Ethernet WIZ110SR
ballast akan diisi air hingga penuh untuk dapat membawa kapal
modul gateway yang mengkonversi
kedasar air. untuk kembali keatas, air yang ada dalam tabung di
protokol RS-232 ke protokol TCP / IP. Hal ini memungkinkan
kurangi sehingga massa jenis benda lebih kecil dari pada massa
kontrol perangkat melalui jaringan berbasis pada ethernet dan
jenis air. Kapal selam dilengkapi dengan empat buah pompa
TCP / IP dengan menghubungkan ke peralatan yang ada dengan
bilge sebagai penggerak kapal tersebut dan untuk mengontrol
RS-232 serial interface. (WIZNET, 2007, hal. 5).
volume air yang ada dalam tabung ballast tersebut. Sebuah
Bentuk fisik dari modul ethernet WIZ110SR dapat dilihat pada
kamera akan mengirim kondisi yang ada dibawah laut ke ground
Gambar 2.6
system dan dapat langsung dimonitoring di daratan. Kapal selam
WIZ110SR adalah
dikondisikan
kedap
air
untuk
menghindari
short
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
sirkuit.Pengontrolan dilakukan menggunakan smart phone
dapat aktif ketika relay menerima tegangan dari mikro. Port yang
android, access point berguna sebagai jembatan penghubung
diaktifkan tergantung kepada nilai karakter yang diterima dari hp
antara kapal selam dengan smart phone android, untuk
android.
komunikasi dari HP ke access point via wireless sedangkan dari
access point ke kapal selam menggunakan kabel cross. Pada
kapal data dari access point di terjemahkan oleh modul Ethernet
WIZ110SR yang menkonversi RS-232 ke protokol TCP / IP.
C.
Mekanik
Gambar 9. Rangkaian Driver Bilge
E.
Rancangan Pengontrolan
Gambar 6. Rangka Kapal Selam Tampak samping
Gambar 7. Rangka Kapal Selam Tampak atas
Gambar 8. Rangka Kapal Selam Tampak depan
D.
Rancangan Driver
Driver ini berguna untuk mengontrol pompa yang ingin
diaktifkan, disini digunakan relay sebagai media switching, relay
Gambar10. Flowchart Pengontrollan
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Data yang diterima dari device terminal berupa karakter,
PORTB=0x00;}
yang akan diolah oleh microcontroller ATmega 8535. Karakter
Berikut adalah hasil dari pengujian :
tersebut adalah “1”, “2”, “3”, “4”, “5” untuk mengaktifkan relay.
Table 4.1 Pengujian pengiriman data ke microcontroller
Karakter “1” untuk mengaktifkan Bilge A, agar kapal turun
Berdasarkan tabel diatas terlihat bahwa karakter yang
kebawah, karakter “2” untuk mengaktifkan bilge B dan bilge C
dikirim pada device terminal menghasilkan output yang sama
dan kapal bergerak lurus, karakter “3” untuk mengaktifkan bilge
dengan yang diharapkan pada program, dengan demikian dapat
B agar kapal berbelok kiri, karakter “4” untuk mengaktifkan
dikatakan bahwa settingan wiznet telah sesuai, sehingga atmega
bilge C agar kapal berbelok kanan, dan karakter “5” untuk
8535 dapat menerima karakter dengan baik.
mengaktifkan bilge D dan kapal
kembali keatas.
IV.
A.
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pengujian Pengiriman Data
Pengujian
menggunakan
softwere
device
merupakan
Data yang diterima
Device terminal
terminal,
softwere
yang
pendukung
Pergerakan ROUVs
Microcontroller
Kirim data “1”
00000001
Kapal turun kebawah
Kirim data “2”
00000110
Kapal bergerak lurus
Kirim data “3”
00000010
Kapal berbelok ke kiri
Kirim data “4”
00000100
Kapal berbelok ke kanan
Kirim data “5”
00001000
Kapal naik keatas
wiznet 110 sr, pengujian berupa pengiriman karakter dari 1-5 dan
melihat port yang aktif berdasarkan program yang telah ditanam
pada atmega 8535. Program penerima dibuat pada CodeVision
AVR sebagai berikut:
Pengujian Konsumsi Arus Perangkat Kapal Selam
Pengukuran arus dilakukan dengan menggunakan amperemeter
yang dihubungkan secara seri pada beban. Pengujian konsumsi
Device terminal
Kirim data “1”
Kirim data “2”
Kirim data “3”
Kirim data “4”
Kirim data “5”
receive=getchar();
B.
Data yangditerima
Microcontroller
00000001
00000110
00000010
00000100
00001000
arus dilakukan dengan dua kondisi,
Pergerakan ROUVs
Kapal turun kebawah
Kapal bergerak lurus
Kapal berbelok ke kiri
Kapal berbelok ke kanan
Kapal naik keatas
yaitu kondisi pertama
if (receive=='1'){
pengujian konsumsi arus semua perangkat yang digunakan, yaitu
PORTB=0x1;
access point, Atmega 8535, wiznet 110 sr, Ipcame tanpa ada
delay_ms(100);
pompa yang diaktifkan.
PORTB=0x00;}
else if(receive=='2')
{
Table 1. Pengujian pengiriman data ke microcontroller
Berdasarkan table diatas terlihat bahwa karakter yang dikirim
pada device terminal menghasilkan output yang sama dengan
PORTB=0x6;
yang diharapkan pada program, dengan demikian dapat
delay_ms(100);
dikatakan bahwa settingan wiznet telah sesuai, sehingga atmega
PORTB=0x00;}
8535 dapat menerima char dengan baik.
else if (receive=='3'){
PORTB=0x2;
C.
Pengujian pengiriman gambar Ip camera
Pada saat kapal selam tenggelam, maka ip came juga
delay_ms(100);
ikut tenggelam, jarak permukaan air dengan ip came adalah
PORTB=0x00;}
sekitar 9 cm. lalu dilihat pengiriman gambar yang akan diterima
else if (receive=='4'){
oleh hp android.
PORTB=0x4;
delay_ms(100);
PORTB=0x00;}
else if (receive=='5'){
PORTB=0x8;
delay_ms(100);
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Tabel 3.
Gambar 11. pengukuran jarak kamera terhadap permukaan air
Pengujian kecepatan kapal selam setelah
menyelam dengan jarak tempuh 5m
Pengujian ke :
Waktu tempuh
Pengujian pertama
16s
Pengujian Kedua
21s
Pengujian ketiga
20s
Pengujian keempat
19s
Tabel 4. Pengujian kecepatan akselerasi kapal selam sebelum
menyelam dengan jarak tempuh 5m
Gambar masih terkirim dengan baik, tanpa ada
terputusnya koneksi, dengan demikian dapat terlihat bahwa ip
Pengujian ke :
Pengujian pertama
Pengujian Kedua
Pengujian ketiga
Pengujian keempat
came masih dapat mengirim gambar didalam air pada kedalaman
tidak lebih dari 9 cm.
Waktu Tempuh
10s
12s
11s
13s
Dari table diatas terlihat bahwa kecepatan kapal dalam
berakselerasi dibawah air berkurang jika dibandingkan pada saat
kapal belum menyelam. Hal ini disebabkan kemampuan pompa
bilge yang berkurang seiring dengan bertambahnya kedalaman
yang dicapai pompa.
V.
A.
Gambar 12. penerimaan gambar Ip camera
output yang gelap disebabkan kamera kekurangan
cahaya pada saat didalam air, jika dibandingkan pada saat kamera
berada diatas, gambar terlihat lebih jelas karena cahaya yang
cukup untuk diterima oleh lensa ip came.
D.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Setelah melakukan pengujian pada sistem proyek akhir
ini, maka diperoleh beberapa hal yang dapat disimpulkan, yaitu:
a.
Sebelum kapal selam di gabungkan dengan perangkat
android, pengiriman data dapart dilakukan dengan
menggunakan device terminal.
b.
Konsumsi arus terbesar diperoleh pada saat beberapa
pompa bilge digunakan secara bersamaan.
c.
Kecepatan akselerasi dari kapal selam dipengaruhi oleh
kemampuan pompa bilge menyemburkan air, sedangkan
kemampuan dari pompa bilge mengeluar kan air
bergantung kepada kedalaman yang dicapai oleh kapal.
Pengujian Kecepatan Kapal Selam
B.
Pengujian dilakukan pada kolam yang airnya relative lebih
tenang, hal ini untuk menhindari kemungkinan kapal tidak
terbawa arus ataupun gelombang yang menyebabkan kapal tidak
stabil. Dari pengujian yang telah di lakukan, terlihat kecepatan
kapal serta akselerasi kapal.
Tabel 2. Pengujian kecepatan kapal selam sebelum menyelam
dengan jarak tempuh 5m
Saran
Untuk penyempurnaan proyek akhir ini, maka ada
beberapa saran dari penulis, yaitu :
1.
Dalam perancangan proyek akhir ini, rancangan mekanik
berupa rangka kapal selam sangat mempengaruhi. Oleh
karena itu perlu diperhatikan gaya berat dari kapal selam
dengan gaya dorong keatas.
2.
Metode penyelaman dinamis dinilai lebih efektif
dibandingkan dengan metode penyelaman dinamis.
VI.
DAFTAR PUSTAKA
Pengujian ke :
Waktu tempuh
Pengujian pertama
11s
SmartPhone dengan
Pengujian Kedua
15s
Politeknik Caltex Riau
Pengujian ketiga
14s
Pengujian keempat
17s
[1]. Gino. (2012). Kontrol Robot Mobil Melalui Android
Wi Fi sebagai Media Remote:
[2]. Saputra.Oky.(2011). Tricopter Pemantau Daerah Bencana:
Politeknik Caltex Riau
[3]. Pitowarno, Endra .(2006). Robotika Desain, Kontrol, Dan
Kecerdasan Buatan. Yogyakarta : Andi
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
[4]. Wardhana, Lingga. (2006). Belajar Sendiri Microcontroller
AVR Seri ATMega8535. Yogyakarta: Andi
[5].http://www.amazon.com/Rule-Bilge-Pump-MotorCartridge/dp/B001446X52 (diakses tanggal 11-15-2012)
[6]. www.offshoretechnology.com
[7]. Datasheet WIZ110SR User’s Manual.pdf (diakses tanggal
21-5-2013)
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika
Submisi Jurnal Rekayasa Elektrika