132

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Deskripsi Umum Hasil Penelitian

Penelitian ini telah menghasilkan sebuah sistem drifter buoy sederhana.

Ada 2 bagian utama dari sistem yang dikembangkan yaitu : drifter buoy sebagai

instrumen yang melakukan pengukuran dan pengiriman data dan ground segment

sebagai stasiun darat yang menerima data dan berkomunikasi dengan drifter untuk

melakukan konfigurasi kerja. Drifter buoy yang dirancang pada penelitian ini

mengikuti desain model SVP dengan beberapa modifikasi sesuai dengan

kebutuhan dan bahan yang tersedia. Jarak antara subsurface buoy dan drogue

misalnya pada desain SVP berjarak 2 m, sedangkan pada desain ini berjarak 0.5

m. Panjang drogue SVP adalah 3 m, sedangkan pada penelitian ini drogue yang

digunakan memiliki panjang 1.5 m. Diameter bola buoy pada desain SVP 34 cm,

sedangkan pada penelitian ini digunakan 30 cm. Drogue yang digunakan berupa

jaring dengan mesh size 3 mm berbahan nylon. Pengurangan panjang total serta

dimensi diameter buoy drifter ini dilakukan dengan pertimbangan bahwa drifter

akan dioperasikan pada daerah teluk sehingga drifter harus memiliki dimensi

sekecil mungkin.

Bagian elektronika dan sensor ditempatkan di subsurface buoy. Bagian ini

terdiri atas sensor posisi yaitu GPS, sensor suhu, transceiver GSM,

mikrokontroler serta accu 7 AH. Komunikasi yang digunakan pada penelitian ini

yaitu menggunakan layanan Short Message Services (SMS), baik data yang

dikirimkan maupun komunikasi untuk konfigurasi data. Data dikirimkan setiap 5

menit namun dapat diatur secara manual atau lewat SMS. Di bagian ground

segment terdiri atas transceiver GSM sebagai penerima data dan pengirim

konfigurasi yang terhubung pada sebuah komputer.

4.2. Hasil Rancang Bangun Drifter

Instrumen drifter yang dihasilkan pada penelitian ini terlihat seperti pada

Gambar 22. Tampak Luar bagian dari instrumen tersebut yaitu GPS, Antena

GSM, Kontrol Panel, Drogue, Sensor suhu. Adapun dimensi dari instrumen ini

133

yaitu : panjang total pelampung 45 cm dengan diameter bola 30 cm dan panjang

tempat antena 15 cm, dan berat total 5 Kg, diameter drogue 50 cm dengan

panjang 200 cm. Jarak antara subsurface buoy dengan drogue yaitu 50 cm diikat

mengunakan tali nylon berdiameter 1 cm. Pada bagian dasar dari buoy diberi cat

anti fouling setinggi 15 cm dari dasar buoy.

GPS

Antena

GSM

Drogue

Kontrol Panel

Sensor

Suhu

Slot MMC/SD

Card

ON/OFF

Slot ChargerLED Indikator

Gambar 22. Hasil rancang bangun drifter buoy

Susunan bagian dalam buoy terlihat di Lampiran 1. Terdapat aki pada bagian

dasar, kemudian diberi alas acrilyc dan diatasnya ditempatkan kotak elektronik.

Pada kotak elektronik ini terpusat beberapa konektor yaitu konektor ke kontrol

panel seperti kabel data MMC/SD card, tombol catu daya, charger dan LED

indikator. Kemudian konektor kabel sensor suhu yang diletakan pada bagian

bawah buoy, konektor kabel antena GSM dan kabel serial GPS.

Kontrol panel merupakan bagian penting dari instrumen yang dirancang ini,

dimana bagian ini terdiri atas beberapa bagian yaitu: Slot MMC/SD Card yang

merupakan media penyimpanan data dan konfigurasi dari kerja instrumen,

ON/OFF untuk menghidupkan atau mematikan instrumen, Slot charger untuk

melakukan pengisian batteray, LED indikator sebagai indikator kerja instrumen.

Tersedianya panel kontrol memungkinkan dilakukan pengaturan kerja instrumen

secara offline, atau mematikan dan menghidupkan instrumen. Panel kontrol ini

dibuat sedemikian agar kedap air dan memiliki beberapa pengunci tersembunyi,

agar pada saat dilepas di laut tidak semua orang mampu membuka panel kontrol

ini.

134

Desain drifter yang baik adalah drifter yang mampu mengikuti pergerakan air

sebaik mungkin. Penentuan baik dan buruknya sebuah drifter ini mampu

mengikuti pergerakan air biasanya dihitung berdasarkan drag area ratio

(Sybrandy et al, 1995). Drag area ratio yaitu perbandingan antara daya tangkap

dari parasut (drogue) terhadap pergerakan masa air dengan luas permukaan bola

buoy dan komponen lainnya. Pergerakan drifter di anggap mampu mewakili

pergerakan masa air sesungguhnya dengan ketelitian dibawah 1 cm/s harus

memiliki nilai drag area ratio diatas 40 (Niiler, 1995). Pada penelitian ini, ada

beberapa komponen yang dihitung untuk menentukan drag area ratio tersebut,

yaitu luas permukaan bola, luas pelampung, diameter penyangga, dan panjang tali

yang digunakan. Nilai koefisien drag diambil dari SVP Design Manual (Hansen et

al, 1996), dan kemudian digunakan untuk menghitung nilai drag area. Nilai drag

area ratio adalah merupakan perbandingan dari nilai drag area dari drogue

dengan jumlah nilai drag area dari komponen lain. Perhitungan dari semua

komponen tersebut terlihat pada Tabel 12.

Tabel 12. Perhitungan drag ratio drifter yang dihasilkan.

Komponen

Panjang

(cm)

Luas

(cm2) Koefisien Drag Drag Area

Drag

Area

ratio

Luas Permukaan

buoy 30 706.5 0.47 332.055 53.38

Panjang Tali 350

1.4 490

Drogue 200 31400 1.4 43960

Panjang

penyangga 1.5

1 1.5

Drag area ratio dari drifter yang dibuat yaitu sebesar 53.38 dan lebih besar

dari 40. Hasil tersebut berarti daya tangkap drifter hasil rancangan terhadap

pergerakan masa air cukup baik, sehingga rancangan ini memiliki ketelitian

dibawah 2 cm/s atau pada keadaan tenang dengan angin dibawah 4 cm/s memiliki

ketelitian hingga 1 cm/s (Niiler, 1995).

135

4.2.1. Rangkaian Elektronik

Drifter yang dikembangkan berbasis mikrokontroller ATMega32 produksi

perusahaan ATMEL. Beberapa fungsi penting dari mikrokontroler ini yaitu

melalui komunikasi serial menerima kalimat NMEA dari GPS, melakukan

parsing terhadap NMEA $GPRMC, sehingga didapatkan waktu UTC, posisi

lintang dan bujur serta kecepatan dalam knot. Mikrokontroler ATMega32

menggunakan fasilitas 1-wire yang dimiki melakukan pembacaan terhadap sensor

suhu DS18B20. Data yang telah dibaca kemudian disimpan pada modul

penyimpanan dengan format yang telah ditentukan serta pada waktu yang

ditentukan mengirimkan data ke penerima.

Rangkaian Utama Mikrokontroler

Rangkaian utama yaitu rangkaian minimum sehingga mikrokontroler

dapat bekerja dan melakukan pemrograman. ATMega32 memiliki rangkaian

minimum cukup mudah yaitu dibangun dari mikrokontroler itu sendiri, kristal

eksternal (X-TALL), kapasitor dan catu daya 5 Volt. Untuk melakukan

pemrograman pada mikrokontroler ATMega32 juga cukup mudah yaitu hanya

menghubungkan beberapa pin SPI (Serial Programming Interface) dengan port

parallel yang dimiliki komputer (Gambar 23).

Modem dan GPS menggunakan komunikasi serial RS232 untuk

berkomunikasi dengan peralatan lain termasuk mikrokontroler, sehingga

antarmuka cukup menggunakan fasilitas internal dari mikrokontroler ATMega32

baik hardware RS232 maupun RS232 secara software. Pada penelitian ini

Hardware RS232 digunakan oleh Modem GSM dan RS232 secara software

digunakan oleh GPS. Modem yang digunakan menggunakan RS232 dengan level

tegangan 12V dan mikrokontroler adalah RS232 level TTL (5V) maka diperlukan

IC Converter MAX232 (Gambar 23) sebagai level converter tegangan tersebut.

Sensor suhu menggunakan komunikasi 1-wire dalam komunikasinya yang juga

tersedia protokolnya di mikrokontroler ATMega32. Kecepatan maksimum dari

ATMega32 rangkaian ini diatur menggunakan Kristal eksternal yaitu X-TALL 4

MHz.

136

Keseluruhan rangkaian pada penelitian ini terlihat pada Gambar 22.

Sensor suhu DALLAS DS18B20 cukup menggunakan resistor pull-up unutk

antarmukanya. GPS dihubungkan ke PA.5 (Tx) dan PA.4 (Rx) dan menggunakan

komunikasi RS232 secara perangkat lunak. Catu daya menggunakan aki 12 Volt.

Media penyimpanan menggunakan SD/MMC card dengan level tegangan

komunikasi 3.3 Volt.

Gambar 23. Rangkaian utama mikrokontroler drifter berbasis ATMega32

Sumber utama energi dari instrumen yang dibuat adalah aki 7AH dengan

tegangan 12 Volt. Level tegangan tersebut diubah menjadi level tegangan 5 Volt

dan 3.3 Volt, masing-masing digunakan untuk ATMega32 dan ICMAX232 serta

3.3 Volt untuk modul MMC/SD Card. Pengubahan level tegangan ini

menggunakan IC keluarga LM78XX yang merupakan regulator tegangan stabil

dari National Semiconductor murah dan banyak tersedia dipasaran Indonesia.

137

Modul Perangkat Lunak Utama

Perangkat lunak buoy adalah perangkat lunak yang ditanamkan di

mikrokontroler, sesuai dengan alur dan cara kerja yang dibuat. menurut Stewart

(2010) penggunaan bahasa tingkat tinggi seperti bahasa C, BASIC, PASCAL

sangat membantu dalam efisiensi rancang bangun drifter dan kecepatan

penyelesaian serta penentuan alur kerja yang jauh lebih mudah, oleh karena itu

pada penelitian ini menggunakan BASCOM-AVR sebagai tools pemrograman

dengan bahasa BASIC sebagai bahasa dasarnya. Perangkat lunak yang

ditanamkan didalam buoy ini dibagi menjadi beberapa modul yang bekerja satu

kesatuan pada program utama.

Perangkat Lunak Instrumen drifter terbagi atas beberapa modul, agar

memudahkan dalam proses perancangan, analisa dan pengecekan kesalahan.

Modul tersebut dibuat berdasarkan peralatan yang digunakan sesuai dengan fungsi

dan cara kerja masing-masing peralatan tersebut. Modul tersebut terdiri atas

modul penyimpanan data, modul sensor suhu, modul GPS, modul modem GSM

untuk pengiriman data dan kendali dua arah, dan modul pembaca konfigurasi file

kerja drifter. Agar drifter bekerja sesuai dengan keinginan, modul-modul tersebut

kemudian disatukan satu sama lain. Penyatuan modul-modul tersebut dibuat

dalam sebuah modul yang kemudian disebut modul perangkat lunak utama.

Fungsi utama dari modul perangkat lunak utama yaitu mengatur alur kerja dari

setiap modul lain, kemudian menyusun beberapa data dan format yang diperlukan

sehingga semua modul dapat bekerja sesuai dengan keinginan.

. Adapun alur program utama pada penelitian ini seperti pada Gambar 16.

Pada saat pertama kali dinyalakan mikrokontroler akan melakukan konfigurasi

seperti komunikasi modem, sensor suhu dan GPS dan vektor interupsi diaktifkan.

Kemudian pembacaan GPS dilakukan yaitu berupa data posisi dalam lintang dan

bujur dengan nilai kecepatan, tanggal dan jam, selanjutnya pembacaan sensor

suhu dan menyimpannya di dalam data logger dan dikirimkan ke modem dalam

bentuk perintah AT-Command SMS. Pengiriman data dilakukan sesuai dengan

variabel waktu yang telah ditetapkan didalam file konfigurasi, atau jika dilakukan

138

konfigurasi dari jarak jauh variabel waktu pengiriman tersebut akan dirubah

sesuai dengan yang ditentukan pada kendali dua arah.

4.2.2. Modul Data Logger dan Modul Perangkat Lunak Penyimanan Data

Logger

Penyimpanan data menggunakan MMC/SD Card, dimana MMC/SD card

ini dapat diakses menggunakan komunikasi SPI (Serial Programming Interface)

yang juga dimiliki oleh mikrokontroler ATMega32 yaitu komunikasi

menggunakan mode Master/Slave dimana data dikirim secara serial melalui

beberapa paket frame dengan kemampuan silih berganti sebagai Master atau

sebagai Slave. Ada 4 pin dalam komunikasi ini yaitu MOSI, MISO, SCLK dan SS

(Gambar 20). MOSI (Master Output) merupakan jalur data keluar dari master

menuju slave, MISO (Master input) yaitu jalur data dari slave menuju master,

SCLK merupakan sinyal clock sinkronisasi sinyal dan SS merupakan pin pemilih

Master dan Slave.

Level tegangan yang digunakan modul data logger dengan mikrokontroler

berbeda, pada mikrokontroler menggunakan level tegangan digital 5 Volt

sedangkan pada modul MMC/SD card menggunakan level tegangan 3.3 Volt.

Perbedaan level tegangan tersebut menyebabkan dibutuhkannya rangkaian

perantara (antarmuka) seperti terlihat pada Gambar 24.

Gambar 24. Rangkaian antarmuka MMC/SD Card

Rangkaian perantara ini dibuat menggunakan prinsip pembagi tegangan,

sehingga cukup sederhana dan hanya menggunakan sebuah regulator tegangan 3.3

Volt. Clockrate SPI atau kecepatan kerja transfer data pada modul ini tidak boleh

terlalu cepat dikarenakan rangkaian perantara tidak cukup baik bekerja jika

139

clockrate terlalu cepat. Pada penelitian ini didapatkan clockrate terbaik yaitu 64

bit/s sehingga tidak terjadi kegagalan (error) pada saat komunikasi antara

mikrokontroller dan modul data logger.

Ada 6 pin dari MMC/SD card yang dihubungkan dengan mikrokontroler

yaitu pin 1 (CS), pin 2 (Data in /MOSI), pin 3 (GND), pin 4 (VCC), pin 5 (CLK)

dan pin 7 (Data Out / MISO). Secara berurut kaki-kaki tersebut terhubung dengan

mikrokontroler yaitu PORTB.4, PORTB.5, GND, Vcc (3.3 Volt), PORTB.6 dan

PORTB.7. Pada uji coba laboratorium dengan kecepatan komunikasi SPI 64 bps

didapatkan modul data logger ini mampu menyimpan semua data yang diinginkan

dalam format yang baik.

Komunikasi MMC/SD card menggunakan pustaka MMC.bas yang disediakan

oleh BASCOM-AVR dengan sedikit modifikasi karena secara default BASCOM-

AVR dalam pustaka MMC.bas –nya tidak mendukung ATMega32, serta clockrate

dari rangkaian yang digunakan. Perubahan ini dilakukan di file

CONFIG_MMC.bas. Perubahan tersebut yaitu penyesuaian pin SPI untuk

ATMega32 dan penyesuaian clockrate sesuai dengan Kristal dan rangkaian

antarmuka yang digunakan. PINB.4 sebagai pin SS (Hardware SPI), PORTB.4

sebagai pin CS (chip select) dan dari hasil ujicoba didapatkan dengan rangkaian

modul yang dibuat, clockrate terbaik didapatkan yaitu 64 bit/s sehingga tidak ada

kehilangan data saat transfer penyimpanan.

Beberapa perubahan yang dilakukan yaitu:

„ define Chip-Select Pin

Config Pinb.4 = Output

Mmc_cs Alias Portb.4

Set Mmc_cs

Config Pinb.4 = Output „ define here Pin of SPI SS

Spi_ss Alias Portb.4

Set Spi_ss

Config Spi = Hard , Interrupt = Off , Data Order = Msb , Master

= Yes , Polarity = High , Phase = 1 , Clockrate = 64 , Noss = 1

Spsr = 1

Spiinit „ Init SPI

Data yang disimpan merupakan data yang telah disusun dalam format yang

ditentukan, yaitu “buoy”, nomor buoy, waktu, latitude, longitude, kecepatan, suhu.

prosedur penyimpanan data ini dibuat menjadi:

140

Ff = Freefile()

Open “Drifter.txt” For Append As #ff

Print #ff , “BUOY”;“,”; 1; “,”;Waktu ; “,” ; Msg12 ; “,” ;

Msg2 ; Msg4 ; “,” ;Msg3 ; Msg7 ; “,” ; Msg10 ; “,” ; Suhu

Close #ff

Perintah “open” adalah perintah penyediaan memori untuk pengolahan file

dan dengan metode “append” yang berarti bahwa penambahan isi file jika file

sudah ada dan atau pembuatan file baru jika file belum ada. Memori dan file yang

tersedia kemudian diisi dengan data menggunakan perintah “print”. Data

tersebut diwakili oleh variabel waktu, msg12, msg2, msg4, msg3, msg7,

msg10 dan suhu, dimana data tersebut disimpan di file bernama Drifter.txt.

Umumnya aplikasi drifter seperti drifter yang dikeluarkan WOCE

(http://www.marlin-yug.com/products.php?category_name_id=14) memiliki data

logger yang tergabung dengan antarmuka sensor seperti modul MM400, dimana

komunikasi yang digunakan berupa komunikasi serial RS232 untuk mengeluarkan

data yang tersimpan didalamnya. Penggunaan modul seperti MM400 ini yaitu

penggunaan daya rendah dan kemudahan pemrograman sedangkan kapasitas

penyimpananya cenderung terbatas.

4.2.3. Sensor Suhu DS18B20 dan Modul Perangkat Lunak Pembaca Sensor

Suhu

Sensor suhu DS18B20 memiliki keluaran sinyal digital sehingga rangkaian

antarmukanya cukup sederhana. Sesuai dengan datasheet yang dikeluarkan

DALLAS yaitu cukup dengan memberikan resistor pull-up. Pada mikrokontroler

keluarga ATMEL resistor ini berkisar antara 4.7 KΩ – 10 KΩ. Resistor pull-up

tersebut berfungsi untuk menyesuaikan level tegangan digital sensor dengan

mikrokontroler dikarenakan perbedaan arus serap (current-sink) dari keduanya.

Gambar 25 a. merupakan rangkaian antarmuka dari sensor DS18B20.

Sensor ini kemudian dibuat penutupnya agar kedap air. Casing terbuat dari

bahan alumunium (Gambar 25 b) berbentuk silinder kemudian alumunium

tersebut ditanamkan pada bagian bawah buoy dan kemudian disatukan kembali

menggunakan bahan resin.

141

(a)

(b)

Gambar 25. (a) Rangkaian sensor DS18B20, (b) Hasil sensor suhu yang dibuat

Sensor suhu yang digunakan yaitu DALLAS DS18B20 menggunakan

komunikasi 1-wire, BASCOM-AVR menyediakan pustaka yang baik untuk

menggunakan komunikasi ini. DS18B20 mengeluarkan data 12-bit sehingga

pengolahan data dilakukan dengan membaca data 8-bit 2 kali dengan 8-bit

pertama merupakan bit terendah dan 4 bit teratas dari 8 bit kedua merupakan 4-bit

teratas data. Pembacaan data dilakukan dengan perintah 1-wread() dimana data

yang dihasilkan berupa data 8-bit. Hasil pembacaan ini kemudian disusun kembali

sehingga didapatkan data dalam format 12-bit. Format data tersebut dalam format

desimal tanpa koma dan belum terkoreksi 1/16 (bit teratas) sehingga hasil

pembacaan dikali dengan 0.0625. Berikut implementasi pembacaan tersebut

dalam BASCOM AVR:

Sub Read_suhu()

Dim Ik As Byte

Dim T As Word

1wreset

1wwrite &HCC

1wwrite &H44

1wreset „reset device

1wwrite &HCC

1wwrite &HBE „konversi ke celcius

For Ik = 1 To 2

142

C(ik) = 1wread() „pembacaan data

Next

T = C(2) * 256 „byte atas

T = T + C(1) „byte atas + byte bawah

If C(2) > 15 Then

T = Not T

T = T + 1

Suhu = T * 0.0625

Else

Suhu = T * 0.0625

End If

End Sub

4.2.4. Antarmuka GPS

GPS yang digunakan yaitu tipe PMB-648 keluaran Parallax .inc. memiliki

keluaran NMEA-0183 melalui komunikasi serial TTL maupun RS232. Penelitian

ini menggunakan komunikasi serial TTL karena RS232 mikrokontroler untuk

modem GSM dan kabel yang dibutuhkan tidak terlalu panjang dari mikrokontroler

ke modul GPS. Gambar 26. merupakan konfigurasi pin dari modul PMB-648.

(a) (b)

Gambar 26. PMB-648 Parallax (a) Tampak atas, (b) Tampak samping dan

konfigurasi pin

Dari Gambar 26 terlihat bahwa ada 4 pin yang digunakan yaitu VCC (kaki

3), GND (kaki 4), TTL RX (kaki 2) dan TTL Tx (kaki 1). Komunikasi dengan

mikrokontroler digunakan komunikasi null-modem sehingga kaki 2 dan kaki 1

modul PMB-648 dihubungkan dengan PA.4 dan PA.5 mikrokontroler ATMega32.

VCC yang digunakan yaitu VCC 5 Volt. PMB-648 memiliki antena internal

dimana tipe ini memiliki daya tangkap sinyal yang cukup baik dan masih mampu

mendapatkan sinyal secara baik meskipun ditutup bahan tipis seperti baja ataupun

143

acrilyc. Pada penelitian ini modul ini dibungkus dengan bahan acrilyc sehingga

kedap air dan ditempatkan pada bagian paling atas dari buoy.

Penelitian ini menggunakan NMEA $GPRMC sebagai data yang akan

diambil dari beberapa kalimat NMEA yang dikirimkan oleh receiver GPS. NMEA

ini dikirimkan setiap 1 detik (http://www.nmea.org), sehingga dalam proses

pembacaan data diperlukan proses pembacaan berulang-ulang (loop). Pembacaan

berurut dimulai dengan mendeteksi penanda $GPRMC apakah sudah diterima

atau tidak kemudian karakter selanjutnya dianggap sebagai waktu dan seterusnya,

dimana delimiter format data $GPRMC ini menggunakan karakter koma (“,”).

Gambar 27. menunjukan diagram alir dari pembacaan data pada GPS.

Pembacaan berurut dilakukan karena data keluaran dari receiver GPS

dalam bentuk serial. Kecepatan pengiriman data serial ini yaitu 9600 bps sesuai

dengan kecepatan default dari GPS yang digunakan. Proses perangkat lunak di

modul ini sangat bergantung dari kualitas data yang diberikan oleh GPS, pada

beberapa percobaan tertentu data yang dikeluarkan oleh GPS tidak memiliki

karakter (null character), tetapi tanda pembatas tetap dikeluarkan sehingga

implementasi alur Gambar 27. dapat dilakukan.

Implementasi dari alur Gambar 26 kedalam bahasa BASIC BASCOM

AVR. Pertama mikrokontroler menyimpan header $GPRMC dalam memori

EEPROM kemudian setiap penerimaan karakter dari GPS dilakukan pencocokan

dengan header tersebut, menggunakan perintah lookup(y, message). Jika

data cocok atau berupa $GPRMC maka program akan keluar dari proses looping

ini, tetapi jika tidak maka program akan kembali membaca data. Potongan

program tersebut yaitu:

Do

Fdata = Lookup(y , Message)

If Fdata = 0 Then Exit Do

Get #2 , Tmp

If Fdata = Tmp Then Incr Y

Loop

Get #2 , Tmp

144

Mulai

For I=1:6

Apakah “$GPRMC”?

Hingga Karakter “,”

Susun teks sebagai

Waktu

Hingga Karakter “,”

Susun teks sebagai

Latitude

Hingga Karakter “,”

Susun teks sebagai

Longitude

Hingga Karakter “,”

Susun teks sebagai

Kecepatan

tidak

ya

ya

ya

ya

ya

ya

tidak

ya

ya

tidak

tidak

tidak

Gambar 27. Alur pembacaan data GPS

Setelah header $GPRMC ditemukan kemudian dilakukan pembacaan data

berikutnya yaitu data waktu dan melakukan konversi. Format data waktu yang

dikeluarkan oleh GPS yaitu hhmmss.ss, dimana dd adalah merupakan jam, mm

menit dan ss.ss adalah detik, dan jumlah semua data ada 9 karakter. Pembacaan

dilakukan setiap karakter dimana karakter pertama dari setiap kode merupakan

puluhan dan berikutnya adalah satuan. Setelah data tersusun kemudian disimpan

dalam sebuah variabel, implementasi dalam kode program yaitu sebagai berikut:

For Ii = 1 To 9

Get #2 , Tmp

Msg5 = Msg5 + Chr(tmp)

Waktu = Msg5

If Ii = 1 Then

Puluhan = Tmp - &H30

Else

If Ii = 2 Then Satuan = Tmp - &H30

End If

145

Next

Var = Puluhan * 10

Var = Var + Satuan

Var = Var + 7

If Var > 24 Then Var = Var – 24

Puluhan = Var / 10

Puluhan = Puluhan + &H30

Satuan = Var Mod 10

Satuan = Satuan + &H30

Mid(msg5 , 1 , 1) = Puluhan

Mid(msg5 , 2 , 1) = Satuan

Do

Get #2 , Tmp

If Tmp = “,” Then Exit Do

Msg = Msg + Chr(tmp)

Loop

„ Msg = Msg + Msg6 „ variable Waktu

Dengan cara yang sama, pembacaan berurutan dari karakter yang

dikirimkan GPS dan pembacaan kalimat NMEA dari variabel status data,

Latitude, N/S, Longitude, E/S dan tanggal dilakukan secara berurutan seperti pada

kode program dibawah ini:

Do

Get #2 , Tmp

If Tmp = “,” Then Exit Do

Msg8 = Msg8 + Chr(tmp) „variable status

Loop

Do

Get #2 , Tmp

If Tmp = “,” Then Exit Do

Msg2 = Msg2 + Chr(tmp) „variable latitude

Loop

Do

Get #2 , Tmp

If Tmp = “,” Then Exit Do

Msg4 = Msg4 + Chr(tmp) „variable North/South

Loop

Do

Get #2 , Tmp

If Tmp = “,” Then Exit Do

Msg3 = Msg3 + Chr(tmp) „ variable longitude

Loop

Do

Get #2 , Tmp

If Tmp = “,” Then Exit Do

Msg7 = Msg7 + Chr(tmp)

Loop

Do

Get #2 , Tmp

If Tmp = “,” Then Exit Do

Msg10 = Msg10 + Chr(tmp) „variable West/East

Loop

146

Do

Get #2 , Tmp

If Tmp = “,” Then Exit Do

Msg11 = Msg11 + Chr(tmp) „variable speed over groung

Loop

Do

Get #2 , Tmp

If Tmp = “,” Then Exit Do

Msg12 = Msg12 + Chr(tmp) „variable tanggal

Loop

If Msg10 = “” Or Msg10 = “ “ Then Msg10 = “0”

Perintah “GET” adalah perintah yang digunakan BASCOM untuk membaca

satu karakter dari port RS232. Data yang didapatkan berupa karakter. Pembacaan

dilakukan dalam sebuah perulangan dimana pembacaan akan berakhir bagi

variable tersebut jika pembacaan “GET” menemukan karakter “,”. Karakter yang

telah disusun dalam setiap variabel tersebut merupakan data yang sesuai dengan

urutan kalimat NMEA $GPRMC. Variabel tersebut yaitu Waktu, Msg12, Msg2,

Msg4, Msg3, Msg7, Msg10.

4.2.5. Antarmuka Modem GSM untuk Pengiriman Data dan Kendali

Dua Arah

Modem yang digunakan adalah modem keluaran Wavecom.Inc tipe

Fastract M1306B. Modem ini mendukung komunikasi AT-Command dengan

keluaran serial RS232. Adanya perbedaan level komunikasi ini sehingga

dibutuhkan antarmuka agar dapat berkomunikasi dengan baik yaitu menggunakan

IC MAX232 (Gambar 28). Dapat dilihat pada IC tersebut kaki TX dan RX

komunikasi RS232 pada pin 7 dan 8 sedangkan input dan keluaran RX dan TX

komunikasi RS232 level TTL pada pin 9 dan 10. Pin 7 dan 8 kemudian

dihubungkan dengan pin TX dan RX modem GSM secara null-modem atau TX

dan RX saling disilangkan seolah-olah komunikasi dilakukan oleh dua peralatan

yang sama tanpa adanya sinyal kontrol.

147

Gambar 28. Rangkaian antarmuka modem GSM

Gambar 28. menunjukkan rangkaian antarmuka mikrokontroler Tx (PD.1)

dan Rx (PD.0) dengan Tx dan Rx Fastract M1306B dengan protocol komunikasi

baud rate 9600. Untuk mengatur komunikasi pada kecepatan yang sama yaitu

9600 bps maka pada modem dan mikrokontroler harus diatur kecepatan

komunikasi yang sama. Default modem M1306B memiliki baudrate 115200 bps,

tetapi dengan Kristal 4 MHz yang digunakan pada mikrokontroler kecepatan

komunikasi ini tidak mungkin dilakukan, oleh karena itu kecepatan modem harus

diatur kembali. Pengaturan kembali kecepatan baud rate ini dilakukan

menggunakan AT-Command AT+CIFR=9600. Perintah tersebut bersifat

sementara artinya konfigurasi kecepatan yang dilakukan belum disimpan di

memori EEPROM modem, dan jika catu daya dimatikan konfigurasi akan

kembali ke 115200 bps. Penyimpanan setting kecepatan pada EEPROM dapat

menggunakan AT-Command AT&W. hubungan antara modem dan

mikrokontroler dilakukan hanya menggunakan pin TX dan RX tanpa melibatkan

pin control sehingga konfigurasi kabel keduanya harus menggunakan konfigurasi

null modem, dimana konfigurasi ini menyilangan antara kabel TX dan RX.

Modul Pengirim Data

Modul pengiriman data berupa SMS ini akan aktif bila dalam file config.ini

nilai variabel smsornot sama dengan satu (baris ke-2 dalam file CONFIG.INI),

maka pada modul ini dilakukan pengecekan berapa nilai variable tersebut. Jika

148

nilainya sama dengan 1 maka akan dilakukan perintah SMS seperti pada kode

berikut:

If Smsornot = "1" Then

If Hitungsms > Waktusms Then

Print "AT+CMGS=";Chr(34);Nomer;Chr(34);Chr(13;Chr(10)

Waitms 500

Print Waktu ; ":" ; Msg12 ; "," ; Msg2 ; Msg4 ; "," ; Msg3 ;

Msg7 ; "," ; Msg10 ; "," ; Suhu

Print Chr(26) ; Chr(13) ; Chr(10)

Waitms 700

Hitungsms = 0

End If

End If

Setelah melakukan pengecekan konfigurasi dilakukan pengiriman atau tidak,

perintah AT+CMGS adalah untuk mengirimkan SMS yang diikuti dengan nomor

penerima dan isi SMS kemudian diakhiri CHR(26) atau CTRL-Z. isi dari SMS diisi

menggunakan perintah PRINT diikuti dengan format data yaitu variabel WAKTU,

MSG12 yang merupakan tanggal, MSG2 dan MSG4 merupakan latitude, MSG3 dan

MSG7 merupakan longitude , MSG10 merupakan kecepatan yang diukur oleh GPS

dan SUHU.

Hasil uji coba di laboratorium menunjukan bahwa sukses tidaknya perintah ini

sangat bergantung pada kualitas sinyal GSM. Dari selang sinyal yang dikeluarkan

oleh modem yaitu 0-19 poin (didapatkan melalui perintah AT-COMMAND

AT+CSQ), minimal ada 5 poin yang dibutuhkan agar perintah pada modul ini

sukses dilakukan pengiriman SMS. Sukses tidaknya perintah SMS ini dapat

dideteksi melalui respon yang diberikan oleh modem, jika sukses modem akan

memberikan respon “OK”, jika tidak maka modem akan memberikan respon

“+ERROR”. Pada penelitian ini jika terjadi kegagalan pengiriman maka data

tersebut dilewatkan atau tidak dikirimkan kembali, dengan pertimbangan

keefektifan perangkat lunak dan untuk mengetahui data sebenarnya dapat dilihat

pada data yang tersimpan di SD/MMC card.

Kendali Dua Arah

Komunikasi dua arah pada implementasi drifter sangat penting dilakukan

(Ohlmann, 2005), Kendali dua arah yang dimaksud pada penelitian ini adalah

pengiriman SMS berkode tertentu yang tersimpan di memori buoy sehingga ketika

149

buoy menerima SMS tersebut, buoy akan melakukan hal yang kita perintahkan.

Beberapa hal yang diatur dalam kendali dua arah ini seperti pada Tabel 9.

Langkah pertama untuk kendali dua arah yaitu menghidupkan vektor interupsi

komunikasi serial sehingga pada saat kapanpun SMS masuk perangkat lunak akan

mengecek ke vektor interupsi tersebut. Untuk menghidupkan vektor interupsi ini

di BASCOM AVR seperti berikut:

Config Serialin = Buffered , Size = 40

Enable Interrupts

AT-Command tanda SMS masuk yaitu AT+CMTI sehingga setelah vektor

interupsi terpenuhi maka tugas pertama dari rutin interupsi adalah mengecek

apakah isi dari interupsi tersebut karakter +CMTI. Rutin tersebut dibuat menjadi:

Sub Ada_sms

Config Watchdog = 2048

Start Watchdog

Getline Sret

Stop Watchdog

I = Instr(sret , ":") :

If I > 0 Then

Stemp = Left(sret , I)

Select Case Stemp 'ANY MESSAGE FROM SOMEONE

Case "+CMTI:" : Showsms Sret

Case Else 'ANY CALL FROM SOMEONE

End Select

End If

End Sub

Setiap karakter yang diterima di port RS232 akan ditampung pada variabel

sret melalui perintah getline, kemudian di dalam variabel tersebut dicari karakter

“:” dan karakter sebelumnya di tampung dalam variable I. jika variable I ini

adalah “+CMTI” maka tanda adanya SMS baru kemudian akan dilakukan proses

pembacaan SMS, jika tidak proses kembali ke program utama. Langkah terakhir

adalah mencocokan isi SMS dengan kode SMS yang telah disepakati seperti pada

Tabel 11. Berikut rutin pencocokan yang dilakukan pada penelitian ini:

Sub Showsms(s As String )

I = Instr(s , ",")

I = I + 1

Stemp = Mid(s , I)

Print "AT+CMGR=" ; Stemp

Getline S

Do

150

Getline S

Select Case S

Case "CODE-1" :

Print Phonenumber

Waitms 50

Print "RESET"

Print "MIKROKONTROLER"

Print ""

Print Chr(26)

Config Watchdog = 2048

Start Watchdog

Wait 5

Stop Watchdog

Case "CODE-2" :

…

…

Case "OK" : Exit Do

Case Else

End Select

Loop

Print "AT+CMGD=1,4"

Getline S

Waitms 100

End Sub

Pertama mikrokontroler akan membaca isi SMS setelah pengecekan

variable I adalah “+CMTI”, kemudian dengan perintah AT+CMGR isi SMS

tersebut diambil menggunakan rutin getline dan disimpan dalam variabel S,

hasil pembacaan isi SMS inilah yang kemudian dicocokan dengan menggunakan

perintah case. jika memenuhi case tertentu maka mikrokontroler akan melakukan

perintah yang diinginkan (Table 9). Setelah melakukan perintah tersebut

mikrokontoler kemudian melakukan perintah pengiriman SMS sebagai laporan

bahwa perintah telah dilakukan. Terakhir SMS kemudian dihapus menggunakan

perintah AT+CMGD. Komunikasi ini sangat berguna dalam mengetahui kondisi

atau merubah alur kerja dari drifter di laut.

4.2.6. File Konfigurasi Kerja Drifter (CONFIG.INI)

Pada umumnya konfigurasi kerja drifter dapat diatur secara offline

(bersentuhan langsung) dan secara online (jarak jauh). Pengaturan secara offline

biasanya menggunakan komputer berisi program pembaca dan penulis EEPROM

mikrokontroler yang digunakan, karena pada umumnya setting parameter tersebut

disimpan pada memori EEPROM. Pada penelitian ini setting offline tersebut tidak

151

dilakukan menggunakan komputer tetapi melalui file yang ada di memori

MMC/SD card yang berisi beberapa baris kode. File tersebut akan selalu dibaca

oleh mikrokontroler pada awal dinyalakan kemudian setiap parameter tersebut

disimpan dimemori EEPROM mikrokontroler.

Buoy dalam penelitian ini dirancang agar dapat digunakan berulang-ulang

sehingga dibutuhkan kemudahan dalam konfigurasi dari kerja buoy. Dalam

perancangan ini digunakan file Config.ini (Gambar 29) yang ditanamkan di

MMC/SD card buoy sebagai pengatur kerja buoy. Beberapa hal yang diatur dalam

file ini yaitu baris pertama adalah selang waktu perekaman dalam detik, baris

kedua merupakan variable yang menyatakan apakah dilakukan pengiriman data

atau tidak, baris ketiga yaitu selang waktu pengriman data dan baris keempat

adalah nomor penerima dari data (server).

Gambar 29. File CONFIG.INI sebagai pengatur kerja buoy

Pada awal dinyalakan mikrokontroler akan mengecek dan membaca

keberadaan file ini. Pembacaan kemudian dilakukan secara berurut baris per baris

dan disimpan dalam variabel masing-masing yang kemudian digunakan dalam

proses perangkat lunak berikutnya.

4.2.7. Perangkat Lunak Penerima

Data yang dikirimkan oleh drifter adalah berupa data text melalui SMS. Data

tersebut kemudian diterima oleh ground segment yang merupakan sebuah modem

GSM terhubung dengan komputer yang berisi perangkat lunak yang mampu

menerima dan melakukan pengolahan data SMS yang disebut dengan perangkat

lunak penerima. Selain menerima dan melakukan pengolahan data yang

152

dikirimkan oleh drifter, ground segment juga berfungsi melakukan komunikasi

dua arah dengan drifter dengan mengirimkan pesan text SMS konfigurasi ke

drifter.

Perangkat lunak penerima (Gambar 30.) dibuat menggunakan perangkat lunak

Borland Delphi 7, perangkat lunak ini menerima dan mengirimkan SMS dari buoy

dalam bentuk AT-Command melalui port serial atau USB komputer. Komponen

Delphi yang digunakan untuk melakukan akses port serial yaitu Tcomport, dimana

komponen ini memiliki pustaka yang baik dalam melakukan akses terhadap port

tersebut. Penggunaan komponen ini dipilih juga disebabkan oleh kemudahan

dalam penggunaanya dalam pemrograman. Ada beberapa fungsi utama yang

digunakan yaitu writestr untuk melakukan penulisan pada port dan readstr untuk

membaca string yang diterima pada port serial.

Gambar 30. Tampilan perangkat lunak penerima data

Beberapa prosedur penting dari perangkat lunak ini yaitu prosedur yang

mengakses port serial komputer yang terhubung modem GSM baik dalam

mengirimkan perintah atau menerima data SMS. Prosedur pengiriman data yaitu:

procedure TForm1.SendCommand(strCommand: string; Postfix

: Char);

var s : string;

begin

s := strCommand + Postfix;

Comm1.WriteStr(s);

end;

153

Menggunakan fungsi writestr dikirimkan perintah AT-Command dimana

variabel string yang dibutuhkan diganti dengan perintah yang dibutuhkan

misalnya AT+CGMM, AT+CGMR dan lainnya. Apabila diimplementasikan

maka prosedur tersebut menjadi :

Comm1.WriteStr(„AT+CGMM‟ + Chr(13));

Pembacaan data dilakukan dengan prosedur comm1RxChar yaitu pembacaan

data jika terjadinya interupsi pada pin receiver port serial, berikut prosedur

pembacaan data tersebut:

procedure TForm1.Comm1RxChar(Sender: TObject; Count: Integer);

var Str: String;

begin

Comm1.ReadStr(Str, Count);

Memo1.Text := Memo1.Text + Str;

end;

Data yang telah dibaca kemudian disusun dalam variabel dan format,

kemudian menyimpannya di dalam basisdata. “Str” adalah karakter yang

menangkap string yang ada di penerima serial. Pembacaan ini dilakukan ketika

ada interupsi di port serial, jika ada kemudian variable str membaca apakah

string tersebut +CNMI, jika ya akan dilanjutkan dengan +CMGR yaitu

pembacaan isi SMS kemudian isi tersebut ditampung oleh variable str dan inilah

yang kemudian dianggap sebagai data mentah (raw data).

Kendali dua arah dilakukan dengan melakukan pengiriman SMS berkode

menggunakan perintah AT+CMGS yaitu perintah pengiriman SMS dimana isi

dari teks SMS adalah kode sesuai dengan perintah yang diinginkan. Apabila

diimplementasikan misalnya:

comm1.writestr(„AT+CMGS‟);

comm1.writestr(„CODE-1‟);

comm1.writestr(1A);

comm1.writestr(13);

Kendali dua arah yang lain dilakukan dengan prosedur yang sama. Setiap kali

dilakukan perintah dua arah dari ground segment dan SMS konfigurasi tersebut

diterima oleh drifter maka drifter akan mengirimkan SMS balasan sebagai tanda

bahwa konfigurasi telah dilakukan, jadi setelah perintah SMS konfigurasi SMS

154

perangkat lunak pada sisi ground segment kemudian akan menunggu kiriman

SMS balasan sebagai informasi bahwa konfigurasi dilakukan dengan sukses atau

tidak.

4.2.8. Perbandingan Spesifikasi Drifter yang dihasilkan dengan Drifter

ARGOS, ORBCOMM dan IRRIDIUM

Adapun perbandingan dari drifter yang dihasilkan pada penelitian dengan

drifter lainnya yaitu ARGOS, ORBCOMM dan IRRIDIUM sebagai teknologi

drifter yang telah digunakan luas dan lama oleh para peneliti (Tabel 13).

Komunikasi pada penelitian ini sudah dilakukan secara dua arah yaitu dengan

adanya kendali dua.arah, Coverage area atau penggunaan drifter yang dirancang

harus di daerah yang terdapat sinyal GSM sedangkan pada 3 perusahaan tersebut

menggunakan komunikasi satelit. Drifter pada penelitian ini dapat digunakan pada

daerah yang dekat dengan daratan seperti pesisir dan teluk yang memiliki BTS

GSM. Data pada drifter yang dibuat menggunakan SMS sebagai media

pengiriman data, jumlah data yang dapat dikirimkan sesuai dengan karakter

maksimal yang dapat dikirimkan melalui SMS yaitu 160 karakter. Ketelitian

pengukuran khusunya posisi sama yaitu ± 10 m sesuai dengan ketelitian Datasheet

GPS, walaupun pada penelitian ini di dapatkan akurasi yaitu ±4.5 m). Identifikasi

drifter dapat dilakukan melalui nomor GSM yang tertanam pada setiap drifter. Ini

berbeda dengan aplikasi lain yang dibuat sendiri oleh perusahaan tersebut.

Penggunaan daya pada penelitian ini masih jauh dari hemat seperti pada drifter

yang dikeluarkan oleh 3 perusahaan tersebut dikarenakan efisiensi penggunaan

komponen dan rangkaian. Pada drifter ini juga belum disertakan transmitter HF

sehingga pengiriman data sangat tergantung dengan sinyal GSM ditempat

percobaan.

4.2.9. Biaya Implementasi dan transmisi Sistem Drifter yang dikembangkan

Secara umum implementasi sistem drifter ini lebih murah dibandingkan

dengan aplikasi drifter yang telah dikembangkan oleh ARGOS, ORBCOMM dan

IRRIDIUM yang mencapai $1500 untuk harga drifter sendiri, dengan biaya $15

155

Tabel 13. Perbandingan drifter yang dihasilkan dengan drifter ARGOS,

ORBCOMM dan IRRIDIUM

Perbandinagan ARGOS ORBCOMM IRIDIUM

Penelitian

ini

Communication

Method

one way

(transmission)

only two way two way Two way

Coverage

Global

(number of

messages per

day depend on

latitude)

between +60

and -60 deg

latitude Global Sinyal GSM

Remote System

control (change

message rate and

message type) no yes yes yes

Max. Number of

bytes in message

32 bytes (20

bit ID) 31

bytes (28 bit

ID) 512 bytes 100 Kbytes

160

charakter

Position

by sattellite (±

300 m)

by GPS (± 10

m)

by GPS (± 10

m)

By GPS ((±

10 m)

Position drift

alarm

As option by

Argis or using

W@ves21 or

seasaw

software

As option by

Argis or using

W@ves21 or

seasaw

software

As option by

Argis or using

W@ves21 or

seasaw software -

Transmiter ID

to be obtained

from CLS to

setup buoy

system

to be specified

as part of

provisioning by

an orbcomm

service

provider

phonenymber of

the iridium

subscription Nomor GSM

Typical Power

consumption

ca 70 mW ca

40 mW

ca 100 mW ca

200 mW ca 74 mW ±544 mW

Combintaion with

local HF

transmitter yes yes yes no

Disable option

and/or activity yes yes yes yes

perhari operasi untuk biaya transmisi. Pada aplikasi ini biaya alat sebesar $167.9

(Tabel 14) dan biaya ground segment $561.2 (Tabel 15) sehingga biaya

implementasi awal sebesar $729.1 dan biaya transmisi per-hari sebesar $4.4 untuk

pengiriman setiap 5 menit atau $2.2 untuk pengiriman setiap 10 menit (Tabel 16),

menggunakan provider Telkomsel dengan biaya SMS Rp. 150).

156

Pada Tabel 14. diperlihatkan komponen yang digunakan pada aplikasi ini

menggunakan komponen yang dapat dicari dengan mudah di Indonesia dengan

biaya yang dicantumkan adalah biaya pada pasar Indonesia. Biaya ini akan

semakin murah jika komponen tersebut dipesan langsung dalam jumlah banyak

dari setiap produsen komponen misalnya saja komponen seperti Modem GSM

harga asli $45, GPS $40 dan mikrokontroler hanya $1.

Tabel 14. Biaya pembuatan drifter

Komponen IDR

Dollar (Kurs

Rp. 9800)

Microcontroller 50000 5.1

IC Max232 25000 2.6

Komponen Pasif +PCB 50000 5.1

Dallas DS18B20 25000 2.6

GPS 800000 81.6

Modem GSM 500000 51

Buoy 30000 3.1

Drogue 15000 1.5

besi 30000 3.1

Resin 30000 3.1

Cat anti fouling 30000 3.1

Alumunium 50000 5.1

Tali 10000 1.0

jumlah Rp. 2.345,000 $167.9

Pada sisi ground segment komponen terpenting yaitu modem GSM (jika

sudah memiliki komputer) maka cukup membeli modem GSM seharga $51 atau

$45 dollar bila memesan langsung dari perusahaan pembuat modem

Wavecom.inc, lengkapnya biaya implementasi ground segment terlihat pada

Tabel 15.

Tabel 15. Biaya pembuatan ground segment

Penerima IDR Dollar (Kurs Rp. 9800)

komputer 5000000 510.2

Modem GSM 1200000 51

jumlah Rp. 6,200,000 $561.2

Biaya transmisi menggunakan SMS tergolong mahal (setiap hari dengan

interval pengiriman 5 menit sebesar $4.4, Tabel 16) jika dibandingkan dengan

157

yang dilaporkan Motyzhev (2010), yang mengatakan biaya transmisi per-hari

$0.5, hal ini diakibatkan perbedaan biaya SMS dari provider setiap negara. Pada

aplikasi ini juga masih bisa dihemat jika menggunakan transmisi data GPRS

dengan rata-rata biaya koneksi internet unlimited dari provider Indonesia

Rp.100.000. Hanya implementasi transmisi GPRS ini menggunakan struktur yang

berbeda yaitu pada sisi ground segment berupa sebuah web server yang memiliki

domain internet tanpa adanya modem GSM pada sisi server.

Tabel 16. Biaya transmisi

Transmisi setiap 5 menit IDR Dollar (Kurs Rp. 9800)

24 jam 43200 $4.4

1 Bulan 1296000 $132.2

4.3. Hasil Uji coba Laboratorium

Sensor suhu dibungkus dengan bahan yang mampu menyerap panas dengan

baik seperti stainless steel dan alumunium. Pada penelitian ini sensor yang sama

digunakan dengan pembungkus berbahan alumunium. Pada keadaan tidak

terbungkus ketelitian sensor suhu ini sebesar 12-bit menyebabkan sensor ini

memiliki respon dan data yang cukup baik untuk aplikasi drifter.

Sensor suhu DS18B20 adalah merupakan sensor suhu dengan keluaran

digital, tetapi karena penerapan di drifter, sensor tersebut dibungkus untuk kedap

air maka diperlukan kalibrasi untuk mengkoreksi hasil keluaran digital sensor dan

pengaruh karena dibungkus tersebut. Proses kalibrasi ini dilakukan dengan

menngukur suhu air dingin yang dipanaskan secara perlahan menggunakan

thermometer sebagai alat standard dan sensor suhu DS18B20 yang telah

terbungkus. Kalibrasi Sensor suhu menghasilkan data dengan standar deviasi 0.42,

Rata-rata perbedaan suhu sebesar 1.582 С dan maksimum beda sebesar 3.03 С.

Data percobaan tersebut kemudian dilakukan pencocokan (Gambar 31) sehingga

didapatkan persamaan Y=1.004*X + 1.432 dengan R2=0.996, dimana Y adalah

suhu terkoreksi dan X adalah suhu yang dikeluarkan oleh sensor DS18B20.

Berdasarkan hasil tersebut terlihat bahwa sensor suhu pada drifter ini memiliki

liniearitas yang baik dengan tingkat kepercayaan yang cukup baik. Bahan

158

alumunium menyebabkan panas yang terukur pada DS18B20 lebih dingin sebesar

-1.432 С tetapi masih memberikan liniearitas dengan kemiringan sebesar 1.004.

(a)

(b)

Gambar 31. (a) Plot data pengukuran (b) Fit data hasil kedua pengukuran

Hasil diatas kurang baik dibandingkan dengan hasil Motyzhev (2010), pada

penelitiannya tentang smart buoy yang di uji cobakan di laut hitam dengan nilai

akurasi yaitu 0.2 С, sensitivitas 0.04 С dan waktu pembacaan 20 detik. Hal ini

kemungkinan disebabkan oleh bahan pembungkus berupa stainless steel

(penelitian ini menggunakan bahan alumunium) dimana stainless steel memiliki

penyerapan panas yang lebih baik.

Respon time dari sensor diamati secara visual dengan melihat perubahan nilai

pada thermometer dan waktu yang diperlukan oleh sensor DS18B20 untuk

berubah yaitu sebesar ± 2 detik. Hasil tersebut disebabkan karena waktu yang

20 25 30 35 40

20

25

30

35

40

Suhu DS1820 (Celcius)

Suh

u Th

erm

omet

er (C

elci

us)

y = 1.004*x + 1.432

R2=0.996

data

linear

0 5 10 15 20 25 30 3517

19

21

23

25

27

29

31

33

35

37

39

41

43

Data ke-

Suh

u (C

elci

us)

Sensor DS18B20

Manual (Thermometer)

159

dibutuhkan perangkat keras internal dari sensor dengan penggunaan akurasi 12-bit

membutuhkan waktu jeda pengukuran minimal 500 ms (www.dallas.com). Waktu

tersebut kemudian ditambah dengan perintah lain dalam proses pembacaan sensor.

Hasil respon time ini juga sangat dipengaruhi oleh proses penyerapan panas dari

bahan pembungkus sensor itu sendiri. Respon time ± 2 detik dianggap baik untuk

diterapkan pada drifter karena pada percobaan lapang, pengukuran suhu akan

dilakukan selama ± 5 menit, sehingga hasil proses pembacaan sensor suhu

terhadap perubahan suhu karena respon time tidak terlalu besar.

Pengujian akurasi ketelitian posisi yang dikeluarkan oleh GPS dilakukan

dengan percobaan pengukuran pada titik tetap, dimana drifter diletakan pada titik

tetap selama 10 menit dan melakukan pengukuran posisi secara terus-menerus.

Percobaan ini dilakukan pada tiga titik yang berbeda yaitu di samping gedung,

daerah terbuka dan di bawah pohon. Hal ini dilakukan untuk melihat nilai

kesalahan posisi pembacaan yang dihasilkan akibat gangguan dari penerimaan

sinyal GPS. Hasil ketiga titik tersebut memperlihatkan bahwa posisi yang

dikeluarkan GPS memiliki nilai diameter maksimum ±13.62 m terjadi pada daerah

terhalang gedung yang merupakan gangguan paling besar dari ketiga titik yang

diuji, namun pada daerah terbuka kesalahan posisi maksimum yaitu ±4.5 m yang

merupakan titik yang dianggap tidak memiliki gangguan sinyal (Tabel 17).

Hasil kesalahan ini sesuai dengan spesifikasi yang dikeluarkan oleh Parallax.

Inc produsen dari chip GPS yang digunakan pada penelitian ini yaitu sebesar ±20

m (radius ±10 m). Hasil tersebut memberikan gambaran bahwa pada daerah

terbuka seperti laut, drifter akan memberikan perubahan posisi dengan tingkat

kepercayaan yang baik.

Drifter pada penelitian ini berubah posisi di luar radius ±4.5 m. Ketelitian

perhitungan kecepatan drifter selanjutnya dapat dihitung dengan asumsi

perubahan posisi di luar ±4.5 m tersebut. Misalnya Drifter memiliki waktu

transmisi 5 menit maka ketelitian terkecil dari drifter yaitu 450 cm dibagi 5 dikali

60 detik yaitu sebesar ±1.5 cm/s dan dalam waktu transmisi 10 menit sebesar

±0.75 cm/s.

160

Tabel 17. Hasil ujicoba penentuan posisi pada titik tetap

Titik

Latitude

(ddmm.ssss)

Longitude

(ddmm.ssss)

I (Samping

Gedung)

Maksimum 0633.5542 10643.4645

Minimum 0633.5088 10643.4245

Range (Second) 0.454` ~ 13.62 m 0.4` ~ 12 m

II

(Tebuka)

Maksimum 0633.5515 10643.4296

Minimum 0633.5427 10643.4281

Range (Second) 0.088` ~ 2.644 m 0.15` ~ 4.5 m

III (Dibawah

Pohon)

Maksimum 0633.4228 10643.4106

Minimum 0633.4184 10643.4083

Range (Second) 0.44` ~ 13.2 m 0.23` ~ 6.9 m

Untuk melihat pola sebaran setiap titik percobaan kemudian diplot seperti

terlihat pada Gambar 32 (a), (c) dan (e). Pola sebaran pada titik pertama jauh lebih

variatif dibandingkan dengan titik ke-3 dan ke-2. Hal ini memperlihatkan gedung

merupakan gangguan yang cukup besar untuk sinyal GPS, kemudian pepohonan.

Pada keadaan terbuka, GPS penerima yang digunakan memberikan data posisi

yang baik, dimana selama 5 menit pencatatan data dihasilkan hanya ada dua posisi

yang berbeda.

Untuk melihat kekonsistenan pemberian posisi oleh GPS penerima. Setiap

data kemudian dilihat perubahan jarak dari pencatatan waktu saat ini dengan

waktu sebelumnya, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 32 (b), (d) dan (f).

Jarak terjauh dihasilkan oleh percobaan pada titik ke-3 yaitu 13 m, kemudian pada

titik-1 sebesar 8.5 m dan paling pendek pada titik-2 sebesar 5.2 m. Berdasarkan

hasil tersebut kemudian dapat dihitung kecepatan minimal arus yang dapat diukur

menggunakan GPS penerima pada saat lintasan lurus dengan menentukan selang

waktu pencatatan. Bila ditentukan selang waktu pencatatan selama 5 menit maka

kecepatan minimal tersebut yaitu 520 cm dibagi 300 yaitu sebesar 1.7 cm/s dan

selang waktu pencatatan selama 10 menit menghasilkan kecepatan minimum

sebesar 0.85 cm/s. Kecepatan minimal tersebut sudah cukup baik karena menurut

Sannang (2003) di Pelabuhan Ratu kecepatan arus berkisar antara 10 – 45 cm/s.

161

Gambar 32. Pola sebar spasial hasil pengukuran Titik I (a), Titik II (c) dan Titik

III (e), beda jarak setiap titik secara berurut Titik I (b), Titik II (d) dan

Titik III (f)

1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643

x 104

633.5

633.51

633.52

633.53

633.54

633.55

633.56

Longitude

(a)

Latit

ude

0 100 200 300 400 500 6000

2

4

6

8

Data ke-

(b)

Jara

k (m

)

1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643

x 104

633.542

633.544

633.546

633.548

633.55

633.552

Longitude

(c)

Latit

ude

0 100 200 300 400 500 6000

1

2

3

4

5

6

Data ke-

(d)

Jara

k (m

)

1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643 1.0643

x 104

633.418

633.419

633.42

633.421

633.422

633.423

Longitude

(e)

Latit

ude

0 50 100 150 200 250 3000

5

10

15

Data ke-

(f)

Jara

k (m

)

162

Selanjutnya dilakukan pengujian pada saat drifter bergerak yaitu dengan

membawa drifter keliling kampus IPB Dramaga untuk melihat pengiriman,

penerimaan dan ketelitian dari data yang dihasilkan. Hasil uji ini kemudian diplot

di Google Map untuk melihat ketepatan dari hasil pengukuran posisi GPS. Dari

percobaan diperlihatkan bahwa GPS yang digunakan sudah cukup baik dalam

memberikan posisi (Gambar 33 lihat A). Pergerakan hasil pengukuran mendekati

jalur yang dilakukan (jalan), namun masih memiliki kesalahan seperti pada

percobaan pengukuran titik tetap yaitu ±4.5 m. Kesalahan tersebut sebagian

ditemukan pada daerah-daerah yang memiliki penghalang terhadap penerimaan

sinyal GPS (Gambar 33 lihat B). Secara umum hasil ini memberikan hasil yang

memuaskan dimana data mampu memberikan gambaran pola pergerakan yang

baik dari gerak selama percobaan dilakukan.

Selama percobaan, penyimpanan data di lakukan di data logger SD/MMC

card setiap ±2 detik (waktu yang dibutuhkan untuk sekali pembacaan dan

penyusunan serta penyimpanan data GPS). Pengiriman dan penerimaan data

menggunakan jaringan GSM pada uji coba ini dilakukan hingga 100% sukses. Hal

tersebut dilakukan dengan alasan kualitas sinyal GSM pada tempat percobaan

cukup baik. Sehingga pada saat ujicoba lapang, pengaruh kesalahan sistem

perangkat lunak baik di drifter atau ground segment dapat diabaikan.

Percobaan laboratorium selanjutnya dilakukan di water tank yaitu untuk

menguji daya apung dan kedap air dari drifter yang telah dibuat. Percobaan ini

dilakukan dengan membiarkan drifter terapung di air. Hasil menunjukan bahwa

drifter terapung setengah bola (15 cm) dari keseluruhan bola buoy (Gambar 33).

Hasil yang diperoleh dirasa telah cukup baik agar buoy terapung di laut (niiler,

1995). Drifter ditempatkan di air selama 12 jam untuk melihat kedap air dari

buoy yang telah dibuat. Dilakukan selama 12 jam diharapkan agar diketahui

kebocoran-kebocoran kecil melalui pori-pori yang tak terlihat oleh kasat mata.

Dari hasil percobaan tersebut buoy yang dihasilkan telah kedap air dan tidak ada

pori kebocoran walaupun drifter ditempatkan dalam waktu yang cukup lama. Hal

ini disebabkan oleh penggunaan resin berlapis pada seluruh permukaan buoy dan

penyambungan berlapis pada setiap titik sambungan. Pada bagian bawah

setengah bola digunakan cat anti biofouling untuk mencegah terjadinya

163

biofouling yaitu berupa organisme biologi yang tumbuh pada permukaan bola

buoy yang dapat merusak bola buoy secara perlahan.

(http://www.jamstec.go.jp/jamstec-e/mutu/co2/anti_biofouling/index.html).

Gambar 33. Hasil plot data uji coba sekitar Kampus IPB Dramaga

Pada Gambar 34. terlihat bahwa drogue mengembang secara sempurna

dengan digunakannya lingkaran penyangga pada kedua ujung dan tengah drogue

drifter. Pada saat uji coba drifter digoyang-goyang yang dianggap sebagai

gangguan. Hasilnya drifter cenderung kembali ke posisi semula (tegak). Hal ini

A

B

164

mengindikasikan penggunaan drogue dan penyangga besi ini menyebabkan

drifter memiliki keseimbangan yang baik, dimana titik berat drifter berada

ditengah.

Uji coba lama operasi juga dilakukan, dimana drifter dinyalakan secara terus-

menerus hingga tidak bekerja lagi dikarenakan kehabisan energi. Dari hasil

percobaan tersebut sistem drifter yang dibangun dapat bertahan hingga ±5 hari.

Gambar 34. Uji coba di water tank

4.4. Uji Coba Lapang (Teluk Pelabuhan Ratu)

Uji coba lapang dilakukan selama 2 hari yaitu pada tanggal 28 Agustus

2010 dan 30 Agustus 2010, pada hari pertama dimulai pada jam 08:10– 15:50,

dan hari kedua dari jam 07:00 hingga 13:10. Hari kedua dilakukan lebih singkat

disebabkan karena drifter sudah mulai keluar dari teluk. Sebagai validasi data

kemudian pada awal (pelepasan) dan akhir (pengambilan) drifter dilakukan

pengukuran arus dengan menggunakan floating drogue. Titik awal pelepasan pada

hari pertama dan kedua dilakukan pada titik yang berbeda (Hari pertama di titik:

0702.4011S, 10627.4422E dan hari kedua di titik: 0700.5859S, 10631.4677E). Uji

coba lapang dilakukan pada hari tersebut dengan alasan bahwa menurut tabel

ramalan pasang surut DISHIDROS, TNI-AL di teluk Pelabuhan Ratu akan terjadi

pasang purnama, sehingga diperkirakan pergerakan arus yang dipengaruhi oleh

pasang surut akan cukup kuat. Pada saat ujicoba daya apung instrumen cukup baik

yaitu 15 cm dari dasar surface buoy, dengan antena GPS dan GSM berdiri tegak

15 cm

165

(Gambar 35), parasut terbuka sempurna serta seimbang yaitu drifter cenderung

kembali ketitik semula bila terkena gangguan.

Gambar 35. Drifter mengapung setengah dan antena tegak lurus permukaan air

Seting parameter pada percobaan lapang ini yaitu data disimpan di

MMC/SD card setiap 2 detik dengan pengiriman data ke ground segment setiap 5

menit. Dari kedua percobaan terlihat bahwa pola trek yang dihasilkan berbeda.

Hasil perekaman data tersebut kemudian diolah agar dapat diketahui kerja dari

buoy. Hasil pengelompokan data yang terekam pada kedua percobaan tersebut

terlihat pada Tabel 18.

Table 18. Perbandingan statistik kerja alat.

Jenis Hari Pertama Hari Kedua

Lama Operasi (waktu) 8 jam 20 menit 6 jam 50 menit

Jumlah Data Tersimpan (buah) 18004 (*18028)

=99.86% sukses

14717 (*15435)

=95.35% sukses

Jumlah Data Terkirim (buah) 72(*84)=85.71% sukses 67(*72)=93.05% sukses

Voltase Awal (volt) 12.97 12.90

Voltase Akhir (volt) 12.10 (544 mW) 12.25 (541 mW)

Persentase Perubahan Posisi 199/18004=1.1% 420 /14717 = 2%

Keterangan : (*) adalah jumlah data yang seharusnya sesuai skenario yang direncanakan

166

Lama operasi hari pertama dan kedua berbeda, hal ini dikarenakan trek

hari kedua cenderung lurus dan hampir keluar teluk sehingga diputuskan untuk

tidak dilanjutkan. Meskipun demikian terlihat bahwa data perubahan posisi hari

kedua lebih banyak dibandingkan dengan hari pertama, hal ini disebabkan karena

arus pada percobaan kedua lebih cepat dibandingkan dengan hari pertama

sehingga perubahan posisi hari kedua lebih cepat dibandingkan hari pertama.

Jumlah data terkirim pada hari pertama yaitu 85.71% jika dibandingkan dengan

data yang seharusnya diterima, dan pada hari kedua sebesar 93.05%. Jumlah data

yang terkirim ini berbeda kemungkinan disebabkan oleh perbedaan daerah

percobaan yang menyebabkan sinyal modem GSM juga berbeda. Pada hari

pertama percobaan dilakukan ditengah teluk sehingga sinyal lebih lemah jika

dibandingkan dengan percobaan hari kedua yang dilakukan pada pinggir teluk

yang dekat dengan daratan. Pada hari pertama jika dilihat dari jumlah data

tersimpan dengan jumlah data yang seharusnya tercatat memiliki tingkat

kesuksesan 99.86% lebih baik jika dibandingkan hari kedua yaitu 95.35% yang

kemungkinan hal ini disebabkan oleh suhu udara yang lebih panas jika

dibandingkan dengan hari pertama, dimana suhu merupakan salah satu penyebab

gangguan pada komunikasi SPI data logger.

Konsumsi daya drifter yaitu sebesar 544 mW, lebih besar jika

dibandingkan dengan drifter yang dikeluarkan oleh ARGOS, IRRIDIUM dan

ORBCOMM yang hanya menghabiskan daya sekitar 75-100 mW, hal ini

disebabkan pada aplikasi ini efisiensi penggunaan komponen elektronika masih

belum mampu sepenuhnya dilakukan karena komponen-komponen yang

digunakan merupakan modul elektronika setengah jadi sehingga sebenarnya

banyak komponen dan fitur yang tidak diperlukan.

Hasil perekaman data menunjukan bahwa perekaman data setiap 2 detik

mengakibatkan banyak pencatatan dilakukan pada posisi yang sama, artinya

pergerakan buoy lebih lambat dibandingkan dengan pencatatan setiap 2 detik

tersebut. Kinerja buoy kemudian juga dapat dilihat berdasarkan waktu yang

dibutuhkan oleh buoy untuk memberikan posisi yang berbeda, hal ini

diperlihatkan pada Gambar 36. Pada hari pertama waktu paling lama yang

dibutuhkan drifter untuk memberikan perubahan posisi yaitu 1210 detik atau

167

20.17 menit dan pada hari kedua yaitu 540 detik atau 9 menit. Hal tersebut

disebabkan oleh perbedaan kecepatan dimasing-masing tempat percobaan dimana

pada percobaan hari pertama dan waktu tertentu arus bergerak sangat lambat jika

dibandingkan dengan tempat percobaan hari kedua.

Gambar 36. (a) Waktu untuk perubahan posisi hari pertama, (b) Waktu

untuk perubahan posisi hari kedua

Hasil selang waktu ini juga memperlihatkan bahwa pada selang waktu

tertentu pergerakan drifter dianggap diam. Hal ini disebabkan ketelitian GPS yang

digunakan berakurasi dalam radius ±10 m, sehingga pergerakan yang sempit tidak

terdeteksi.

Pencatatan yang terlalu cepat seperti pada penelitian ini terlihat menjadi tidak

efektif karena hanya 1-2% data yang tersimpan saja yang kemudian memberikan

posisi yang berbeda. Penentuan selang waktu pencatatan sangat tergantung dari

pergerakan arus pada daerah ujicoba semakin cepat arus pada daerah tersebut

semakin cepat selang waktu yang dapat digunakan dan sebaliknya semakin lambat

0 50 100 150 200 250 300 350 400 4500

180

360

540

720

900

1080

1260

1440

Data ke-

(a)

Peru

bahan W

aktu

(S

econd)

0 50 100 150 200 250 300 350 400 4500

180

360

540

720

900

1080

1260

1440

Data ke-

(b)

Peru

bahan W

aktu

(S

econd)

168

arus pada daerah tersebut semakin lama selang waktu yang dibutuhkan untuk

pencatatan. Pada penelitian ini kemudian digunakan selang waktu setiap 10 menit

untuk data yang selanjutnya diolah menjadi stick plot serta arah dan kecepatan

arus, karena dinilai selang waktu tersebut dianggap tidak terlalu cepat dan tidak

terlalu lama dari data yang telah didapatkan pada kedua percobaan.

4.4.1. Lintasan Drifter

Data yang diterima ataupun disimpan merupakan data dalam format yang

sudah ditentukan seperti dicontohkan pada Lampiran 2. dengan urutan yaitu

waktu, tanggal, latitude, longitude, kecepatan dan suhu. Data tersebut disimpan

setiap 2 detik sehingga ada banyak perulangan data yang sama. Data tersebut

kemudian difilter berdasarkan perubahan posisi latitude atau longitude. Hasil

penapisan data ini memberikan hasil selang waktu yang berbeda pada setiap

perubahan posisi drifter. Agar selang waktu tersebut sama maka ditetapkan selang

waktu yang digunakan sebagai data akhir pada penelitian ini yaitu 10 menit

dengan mempertimbangkan perubahan waktu yang ada (Gambar 36).

Posisi yang keluar dari GPS yaitu latitude dan longitude dalam bentuk

derajat (Degree Coordinate System) dan untuk mempermudah perhitungan jarak

dan kecepatan maka koordinat ini kemudian dikonversi kedalam format UTM.

Adapun prosedur konversi tersebut dilakukan menurut Steven Dutch (Lampiran 3)

kemudian alur tersebut diimplementasikan menjadi program MATLAB pada

Lampiran 4. Setelah koordinat dirubah, perhitungan jarak, kecepatan dan arah

dapat dengan mudah dilakukan dengan menggunakan persamaan Pythagoras.

Hasil akhir dari pengolahan data baik hari pertama dan kedua dapat dilihat pada

lampiran 5 dan 6.

Latitude dan longitude yang telah di tapis dan dirubah kedalam koordinat

UTM tersebut kemudian dibuat dalam bentuk format KML sehingga posisi

tersebut dapat diplotkan kedalam Google earth seperti terlihat pada Gambar 37.

perangkat lunak peubah koordinat UTM ke format KML tersebut dibuat

menggunakan program MATLAB yang tertulis pada lampiran 7 . Koordinat

dibuat dalam bentuk tag yang sesuai dengan standar KML yang dikeluarkan oleh

Google dalam bentuk file text extensi KML. File tersebut kemudian dipanggil

169

menggunakan perangkat lunak Google earth. Dari Gambar 37 terlihat lintasan

pergerakan drifter, pada percobaan pertama di daerah pertengahan teluk

pergerakan drifter cenderung ke arah barat kemudian pada siang berbelok kearah

mulut teluk, sedangkan pada percobaan kedua yang dilakukan dipinggir teluk

drifter bergerak lurus menuju mulut teluk, dan pada siang hari bergerak melambat.

4.4.2. Pola Arus

Setiap percobaan dilakukan pengukuran arus secara manual yaitu pada awal

dan akhir percobaan sebagai data validasi dan perbandingan terhadap hasil

pengukuran drifter. Pengukuran manual ini menggunakan floating drogue,

kompas dan stopwatch. Data menggunakan floating drogue ini dianggap sebagai

data acuan untuk melihat baik dan buruknya pengukuran oleh drifter karena

pengukuran arus menggunakan alat ini sudah umum dilakukan untuk menentukan

arah dan kecepatan arus permukaan. Adapun hasil pengukuran manual tersebut

seperti pada Table 19.

Table 19. Hasil pengukuran manual (floating drogue) dengan hasil pengukuran

drifter Kecepatan dan Arah Arus.

Jam

Hari -1

Jam

Hari-2

Drifter Drogue Drifter Drogue

V (cm/s) Arah V (cm/s) Arah V(cm/s) Arah V(cm/s) Arah

8:10 2.99 330 3.01 331 7:10 31.1 227 30.08 220

15:50 14.2 30 13.28 27.5 13:10 10.17 247 6.72 240.2

Pada hari pertama terlihat pada awal dan akhir percobaan arus memiliki

arah yang berbeda dengan kecepatan yang berbeda, hal ini disebabkan karena

waktu pengukuran yang berbeda yaitu pagi dan sore hari dimana pengaruh pasang

surut terjadi. Sebaliknya pada hari kedua arah pergerakan hasil pengukuran

hampir sama dikarenakan pengukuran dilakukan pada saat pasang surut masih

sama. Perbedaan kedua pengukuran kecepatan dan arah arus menggunakan drifter

dan menggunakan floating drogue cukup kecil artinya kecepatan dan arah

pergerakan drifter dapat dianggap cukup baik.

170

Gambar 37. Plot trek percobaan tanggal 28 dan 30 Agustus 2010

171

Data yang telah dihitung dan ditabulasi (Lampiran 5 & 6) selanjutnya

dianalisis dan ditampilkan dengan beberapa tampilan yang umum digunakan

sehingga terlihat kegunaan dan keakuratan data drifter yang dirancang pada

penelitian ini. Untuk melihat keakuratan data hasil drifter dan perhitungan

kemudian dibandingkan dengan pengukuran manual yang dilakukan pada awal

dan akhir setiap percobaan. Baik pada hari pertama dan kedua hasil pengukuran

dan perhitungan drifter dengan pengukuran manual tidak terlalu berbeda baik

kecepatan maupun arah yang dihasilkan. Hal ini terlihat di Gambar 38.

(a) (b)

Gambar 38. (a) stick plot pengukuran drifter hari pertama (atas) stick plot

pengukuran manual di lapangan (bawah), (b) stick plot

pengukuran drifter hari kedua (atas) stick plot pengukuran manual

di lapangan (bawah)

Hasil uji coba lapang ini kemudian diplot menurut besar kecepatan dan

arahnya. Hasil plot tersebut seperti pada Gambar 39. Terlihat bahwa pada

percobaan pertama drifter bergerak kearah barat kemudian tengah hari menuju

utara, hal ini disebabkan oleh pola gerak arus pasang surut di teluk Pelabuhan

Ratu. Pada hari kedua, pelepasan buoy dilakukan pada bagian pinggir timur teluk.

Hasil trek dari percobaan hari kedua ini cenderung lurus, tidak seperti hari

pertama hal ini disebabkan karena rentang waktu percobaan pendek.

08:20 10:00 11:40 13:20 15:00 16:40-10

-5

0

5

10

-10

Kecepata

n (

cm

/s)

08:00 10:00 11:40 13:20 15:00 16:40-5

0

5

10

15

Waktu Lokal

Kecepata

n (

cm

/s)

-40

-30

-20

-10

0

Kecepata

n (

cm

/s)

07:00 08:40 10:20 12:00 01:40-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

Waktu Lokal

Kecepata

n (

cm

/s)

172

Pada hari pertama menuju surut kecepatan drifter yaitu 39.28 cm/s – 0

cm/s, semakin mendekati surut terendah kecepatan gerak drifter semakin

melambat. Dari keadaan surut terendah jam 13.20 WIB hingga akhir percobaan

15:37 WIB dimana air menuju pasang kecepatan drifter yaitu dari 0 cm/s hingga

13.83 cm/s. Hari kedua kecepatan drifter yaitu 6.59 cm/s hingga 53.94 cm/s

terjadi pada pinggir teluk pada saat air menuju surut terendah. Ini memberikan

hasil yang sedikit berbeda dengan Pariwono et al. (1998) yang menyatakan

kecepatan arus permukaan teluk Pelabuhan Ratu yaitu 50 cm/s dan Sannang

(2003) yang menyatakan arus permukaan berkisar antara 10 cm/s hingga 45 cm/s.

perbedaan tersebut kemungkinan disebakan oleh perbedaan waktu studi, pada

kedua studi tersebut dilakukan pada bulan April hingga Juni sedangkan uji coba

ini dilakukan pada akhir bulan Agustus.

Kecepatan 0 cm/s hasil pengukuran drifter hari pertama disebabkan oleh

pergerakan drifter yang terlalu lambat (arus permukaan yang lambat) sehingga

GPS tidak mendeteksi perubahan posisi hingga 10 menit. Perubahan posisi

minimal yang dibutuhkan ±4.5 m seperti pada uji coba di laboratorium (Tabel 10).

Disamping itu juga disebabkan oleh gerak berputar drifter sehingga walaupun

drifter bergerak cukup cepat (pada gerak lurus melebihi 4.5 m dalam 10 menit

atau lebih besar dari 0.75 cm/s) tetapi karena gerak berputar sehingga posisi masih

dianggap pada tempat yang sama oleh GPS.

Percobaan hari kedua cenderung memiliki kecepatan lebih cepat

dibandingkan hari pertama. Hal tersebut sesuai dengan sannang (2003) yang

menyatakan bahwa pada saat surut sebagian air keluar menuju mulut teluk

Balekambang.

173

(a)

(b)

*keterangan: Warna merah adalah hasil pengukuran manual menggunakan floating drogue

Gambar 39. Peta arah dan kecepatan arus pengukuran drifter (a) hari

pertama, (b) hari kedua

Data drifter yang dihasilkan kemudian diplotkan dengan data pasang surut

pada waktu yang sama. Didapatkan bahwa gerak drifter dipengaruhi oleh keadaan

pasang surut. Pada hari pertama drifter dilepas pada waktu pasang surut menuju

surut dan terlihat drifter bergerak kearah barat, kemudian pada saat surut terendah

terlihat bahwa drifter cenderung diam dan bergerak kembali kearah utara pada

6.585 6.59 6.595 6.6 6.605 6.61

x 105

9.221

9.2212

9.2214

9.2216

9.2218

9.222

9.2222x 10

6

Longitude

Latitu

de

6.61 6.615 6.62 6.625 6.63 6.635 6.64 6.645 6.65 6.655

x 105

9.215

9.216

9.217

9.218

9.219

9.22

9.221x 10

6

Latitu

de

Longitude

174

saat air mulai naik menuju pasang. Perubahan kecepatan dan arah gerak tersebut

sesuai dengan Purba (1995) yang menyatakan bahwa pola arus di Teluk

Pelabuhan Ratu sangat dipengaruhi oleh pasang surut daerah tersebut.

Gambar 40. menunjukan hasil yang sama dimana hari pertama uji coba

dilakukan pada bagian tengah teluk pada saat menuju surut, surut terendah dan

menuju pasang nilai kecepatan arus lebih rendah dibandingkan pada hari kedua

yang dilakukan di pinggir teluk. Pada hari kedua (daerah Balakembang) nilai

kecepatan arus surut juga besar disebabkan karena perubahan kedalaman yang

drastis dari perairan dangkal ke perairan dalam. Hal ini sesuai dengan Sannang

(2003) yang menyatakan di Pelabuhan Ratu saat air surut, arus bergerak keluar

teluk dan saat air pasang arus umumnya bergerak masuk dimana bagian utara dan

selatan mulut teluk mempunyai kecepatan yang lebih besar dibandingkan bagian

tengah yang disebabkan karena adanya perubahan kedalaman yang drastis dari

perairan dalam ke perairan dangkal.

Pengukuran pada hari kedua menghasilkan kecepatan yang semakin

melambat. Hal ini sesuai dengan surut air yang semakin mendekati surut terendah

dan pada saat mulai surut terendah kecepatan buoy melambat dan arah terlihat

berubah. Hal ini menunjukan pengaruh pasang surut terhadap pola pergerakan

buoy. Gerak drifter pada bagian teluk ini lurus menuju keluar teluk dengan

kondisi surut, kemudian drifter akan mulai berbelok pada siang hari, tetapi karena

percobaan tidak lagi memungkinkan dikarenakan sudah terlalu jauh dan keluar

teluk, maka drifter diputuskan untuk diambil kembali. Walaupun demikian jarak

tempuh drifter pada percobaan ini lebih panjang karena memilik arus yang lebih

besar dibandingkan pada hari pertama.

175

(a)

(b)

Gambar 40. Stick Plot arus dan grafik pasang surut (a) hari pertama,

(b) hari kedua

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

Kecepata

n (

cm

/s)

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 550

100

150

200

Waktu Lokal

Tin

ggi P

asut

(Cm

)

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

Kecepata

n (

cm

/s)

17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1850

100

150

200

Waktu Lokal

Tin

ggi P

asut

(Cm

)

176

4.4.3. Sebaran Suhu

Data suhu yang tersimpan di SD/MMC card kemudian diplot berdasarkan

waktu pengukuran (Gambar 41). Suhu pada hari pertama selama percobaan terus

meningkat, rentang suhu pada percobaan ini yaitu berkisar dari 28 – 30.1 °C. pada

awal percobaan terlihat fluktuasi suhu, hal ini disebabkan sensor masih

menyesuaikan perubahan dari lingkungan udara ke air.

Pada hari kedua suhu berkisar antara 28.5 -30.4 °C , meningkat dari pagi

menuju siang hari kemudian mengalami penurunan (Gambar 42). Baik pada hari

pertama dan kedua terlihat bahwa respon time dari sensor suhu khususnya pada

awal deploy membutuhkan waktu. Hal ini disebabkan karena sensor suhu tersebut

dikemas dalam bahan alumunium, sehingga membutuhkan waktu untuk

penyerapan suhu. Hasil kedua pengukuran memberikan hasil yang baik dimana

suhu di Pelabuhan Ratu berkisar antara 27 – 31 °C.

Dari Gambar 41 dan 42. terlihat perubahan suhu pada data hari pertama

lebih landai dibandingkan dengan perubahan suhu pada data hari kedua.

Perbedaan kemiringan perubahan suhu ini kemungkinan disebabkan oleh tempat

yang berbeda. Pada hari pertama uji coba dilakukan di tengah teluk dan

pergerakan arus memutar pada saat terjadi perubahan pasang surut, hal ini

menyebabkan perubahan panas tidak terlalu cepat dan cenderung tersimpan, hal

ini terlihat dengan tidak terjadinya penurunan suhu meskipun pasang surut sudah

berubah. Pada hari kedua uji coba dilakukan pada pinggir teluk dengan arus surut

yang cukup cepat sehingga perubahan suhu juga cenderung cepat dan mengikuti

matahari karena arus permukaan yang juga cepat.

Agar terlihat lebih jelas perubahannya kemudian data suhu ini dirata-

ratakan setiap 10 menit. Juga untuk melihat apakah perata-rataan setiap 10 menit

mampu memberikan gambaran yang baik terhadap perubahan suhu. Hasil

perataan setiap 10 menit tersebut kemudian digambar seperti terlihat pada Gambar

42c.

177

(a)

(b)

(c)

Gambar 41. Hari pertama (28 Agustus 2010) (a) Sebaran spasial suhu, (b) Suhu

belum dirata-rata, (c) Suhu rata-rata 10 menit

08:30 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:00 14:00 14:30 15:00 15:30 16:0028

28.5

29

29.5

30

30.5

Tem

pera

tur

(Celc

ius)

Waktu Lokal

08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00

27.5

28

28.5

29

29.5

30

30.5

Waktu Lokal

Suhu

(Celc

ius)

178

(a)

(b)

(c)

Gambar 42. Hari kedua (30 Agustus 2010) (a) Sebaran spasial suhu, (b) Suhu

belum dirata-rata, (c) Suhu rata-rata 10 menit

0 07:30 08:00 08:30 09:00 09:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:0028.6

28.8

29

29.2

29.4

29.6

29.8

30

30.2

30.4

30.6

Tem

pera

tur

(Celc

ius)

Waktu Lokal

07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00

28.6

28.8

29

29.2

29.4

29.6

29.8

30

30.2

30.4

30.6

Waktu Lokal

Suhu

( Ce

lcius

)

179

Hasil pada Gambar 42c. memberikan gambaran bahwa perataan data suhu

setiap 10 menit cukup efektif untuk menggambarkan perubahan suhu yang terjadi

dan ini akan menurunkan biaya transmisi data. Perataan yang lebih kecil

menyebabkan biaya transmisi bertambah sedangkan perataan yang lebih lama

dikhawatirkan tidak mampu memberikan perubahan suhu yang baik.