SISTEM OTOMATISASI

SONAR (LV MAX SONAR EZ1) DAN DIODA LASER

PADA KAPAL SELAM

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh :

MOH EMIR RIZA RAHMAN

201010130311033

JURUSAN ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

ii

iii

iv

v

ABSTRAK

Kapal selam merupakan bagian dari Autonomous Underware

Vehicle (AUV) merupakan kendaraan bawah air yang dapat bergerak tanpa

kendali manusia dan melaju sesuai dengan perintah yang diberikan. Ada tiga

bagian dari kapal selam yang sangat berkaitan untuk bermanuver di dalam air

yaitu, sistem navigasi untuk mengetahui objek yang berada didepan kapal, sistem

ballas merupakan sistem yang memungkinkan untuk bisa melayang dan

mengapung kapal selam, dan yang terakhir sistem arah kemudi yang berarti dapat

mengendalikan kapal untuk melakukan perubahan arah sesuai perintah yang

diberikan.

Pemanfaatan pembacaan ADC pada sensor LDR yang dipadukan

dengan dioda laser diharapkan dapat membantu sistem navigasi (mengetahui

halangan didepan) pada kapal selam, hasil pembacaan ADC pada sensor LDR

akan dimanfaatkan untuk data masukan pada sistem arah kemudi yang

memungkinkan kapal selam dapat belok kanan kiri dan maju . Maka dibuatlah

batasan-batasan data masukan (nilai pembacaan ADC) agar sistem arah kemudi

mengetahui kapan akan belok kanan kiri dan maju.

Dari hasil perancangan dan pembuatan tugas akhir ini dengan

melakukan uji adanya halangan didepan kapal selam pada lintasan maka ketika

nilai ADC lebih dari sama dengan 115 maka arah kemudi ekor membentuk sudut

900 yang membuat kapal selam belok ke kanan pada jarak ini dikatakan sebagai

jarak terdekatnya, untuk nilai ADC kurang dari sama dengan 96 maka arah

kemudi ekor membentuk sudut 500 yang membuat kapal selam berjalan lurus

jarak ini dapat disebut jarak terpanjang/jauh dan nilai ADC diantara 115 – 96

maka sistem arah kemudi akan membentuk sudut 150 yang membuat belok ke kiri

pada jarak ini padat disebut jarak sedang .

Kata kunci : Kapal selam, Sensor LDR, ADC, Dioda laser .

vi

ABSTRAC

The submarine is part of the Underware Autonomous Vehicle

(AUV) is an underwater vehicle that can move without human control and drove

according to the commands given. There are three sections of the submarine

which is closely related to maneuver in the water, namely, the navigation system

to find objects that are in front of the ship, ballasts system is a system that allows

it to be able to drift and float the submarine, and the final direction of the steering

system which means it can control ship to change direction according to orders

given.

Utilization of ADC readings on LDR sensor combined with laser

diodes is expected to help the navigation system (know hitch front) at the

submarine, ADC readings on LDR sensor will be utilized for data input on the

direction of the steering system which allows the submarine can turn left and right

forward . Then be made to the limits of data input (reading ADC values) so that

the direction of the steering system to know when to turn left right and forward.

From the results of the design and manufacturing of this thesis to

test the presence of an obstacle in front of the submarine on the track when the

ADC value is more than equal to 115 the tail rudder direction that makes an angle

of 900 submarines to turn right at a distance is said to be the closest distance, to

ADC value less than or equal to 96 then the tail rudder direction forming an angle

of 500 which makes submarines walk straight this distance can be called the

longest distance / remote and ADC value between 115-96 the direction of the

steering system will form an angle of 150 which makes turn to the left at a

distance this solid medium is called distance.

Keywords : Submarines, Sensor LDR, ADC, Diode laser.

vii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Allah SWT, yang memberikan kemudahan dan kelancaran dalam

pembuatan alat dan penyusunan laporan tugas akhir ini.

2. Kedua orang tua yang selalu mendo’akan, mendukung dan memotivasi

penulis sehingga bisa menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Bapak Drs.Budhi Priyanto, Msi dan bapak M. Chasrun H.,ST,MT selaku

dosen pembimbing tugas akhir ini, terimakasih untuk bimbingannya dalam

membantu menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Teman-teman seperjuangan Teknik Elektro UMM Kelas Elektro A

Angkatan 2010.

5. Pihak Dosen beserta Staff TU Jurusan Teknik Elektro UMM.

6. Kawan-kawan dan Senior di Lembaga UPT Perpustakaan Kampus 2

UMM yang telah bersedia untuk bertukar pikiran dan berbagi ilmu kepada

penulis.

7. Muhammad Rezki Akbar dan Yudi Prana Putera yang berjuang bersama-

sama dalam menyelesaikan laporan tugas akhir.

8. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang

telah berjasa dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

viii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah Subhanahu Wa

Ta’ala atas limpahan Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :

“SISTEM OTOMATISASI

SONAR (LV MAX SONAR E1) DAN DIODA LASER

PADA KAPAL SELAM “

Didalam tulisan ini disajikan pokok-pokok pembahasan yang meliputi

pendahuluan, landasan teori, perancangan sistem, implementasi dan

pengujian sistem. Penulis menyajikan laporan tugas akhir ini dengan sebaik-

baiknya dan mendetail, kedepannya penulis mengharapkan adanya kelanjutan dari

tugas akhir ini. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun

agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.

Malang, 10 Mei 2015

Penulis

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .................................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN..................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... iii

LEMBAR PERNYATAAN ..................................................................................... iv

ABSTRAK ................................................................................................................ v

ABSTRACT ............................................................................................................. vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................. vii

KATA PENGANTAR ............................................................................................ viii

DAFTAR ISI ............................................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ................................................................................................... xiii

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 2

1.3 Tujuan .......................................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah............................................................................................ 3

1.5 Metodelogi Penelitian ................................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................... 4

BAB II. DASAR TEORI

2.1 Bagian-bagian Kapal Selam .......................................................................... 5

2.2 Dasar Teori Gelombang ................................................................................ 6

2.3 Sensor Ultrasonik .......................................................................................... 8

2.3.1 Karakteristik Gelombang Ultrasonik ................................................... 9

2.3.2 Bahan Piezoelektrik ............................................................................ 10

x

2.3.3 Pola Perambatan Gelombang Ultrasonik ............................................ 10

2.4 Sensor LV MAX SONAR EZ1 .................................................................... 12

2.5 Semikonduktor Laser ................................................................................... 13

2.5.1 Cara Kerja Dioda Laser ....................................................................... 14

2.6 Sensor LDR (Light Dependent Resistor) ..................................................... 15

2.6.1 Prinsip Kerja LDR .............................................................................. 15

2.6.2 Karakteristik LDR ............................................................................... 16

2.7 Arduino Uno

2.7.1 Komunikasi Serial ............................................................................... 19

2.7.2 Perangkat Lunak (Arduino IDE) ........................................................ 19

2.8 Komponen-komponen Kapal Selam ............................................................ 20

BAB III. PERANCANGAN SISTEM

3.1 Gambaran Sistem ......................................................................................... 23

3.2 Perancangan Perangkat Keras ...................................................................... 24

3.2.1 Dimensi Kapal Selam .......................................................................... 24

3.2.2 Kulit Luar Kapal Selam ...................................................................... 25

3.2.3 Peletakan Sensor ................................................................................. 26

3.2.4 Sekema Rangkaian Sensor Sonar ........................................................ 27

3.2.5 Sekema Pembacaan Dioda Laser ........................................................ 28

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ..................................................................... 29

3.3.1 Flowchart Sensor Sonar ...................................................................... 29

3.3.2 Pemrograman Sensor Sonar ............................................................... 30

BAB IV. IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

4.1 Pengujian Pembacaan Sensor Sonar ............................................................ 32

4.2 Pengujian Sensor LDR yang dipadukan Dioda Laser .................................. 35

4.3 Pengujian Pembacaan ADC pada LDR Sebagai Masukan Sistem Arah

Kemudi ......................................................................................................... 39

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 41

5.2 Saran ............................................................................................................. 41

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram bagian kapal selam ................................................................ 5

Gambar 2.2. Pengiriman secara langsung ................................................................. 7

Gambar 2.3. Pengiriman tidak langsung ................................................................... 8

Gambar 2.4. Pola perambatan gelombang ultrasonik .............................................. 11

Gambar 2.5. Sensor ultrasonik LV Max Sonar EZ 1 ............................................... 12

Gambar 2.6. Dioda laser........................................................................................... 14

Gambar 2.7 Sekema pembacaan dioda laser ........................................................... 15

Gambar 2.8. LDR (Light Dependent Resistor) ........................................................ 16

Gambar 2.9. Karakteristik LDR ............................................................................... 17

Gambar 2.10. Papan Arduino Uno ........................................................................... 18

Gambar 2.11. Kabel USB papan Arduino Uno ........................................................ 18

Gambar 2.12. Freamwork Arduino Uno .................................................................. 20

Gambar 2.13. Penempatan komponen kapal selam ................................................. 21

Gambar 3.1. Diagram blok pembacaan sensor......................................................... 23

Gambar 3.2. a) Desain kapal selam full, b) desain kapal selam tampak samping,

c) desain kapal selam nampak atas........................................................................... 24

Gambar 3.3. Desain 2D prototipe kapal selam ........................................................ 25

Gambar 3.6. a) kulit luar kapal selamfull, b) kulit luar kapal selam sebelum

direkatkan ................................................................................................................. 26

Gambar 3.7. Peletakan sensor sonar ....................................................................... 27

Gambar 3.8. Sekema rangkaian sensor sonar........................................................... 27

Gambar 3.9. Peletakan dioda laser ........................................................................... 28

Gambar 3.10. Flowchart pembacaan sonar .............................................................. 29

Gambar 4.1. Cara pengujian sensor sonar medium udara ........................................ 32

Gambar 4.2. Cara pengujian pembacaan sonar pada air .......................................... 34

Gambar 4.3. Pelindung sensor LDR dan dioda laser dari cahaya ............................ 35

Gambar 4.4. grafik perbandingan nilai ADC – jarak pengujian dengan lampu 5

watt medium air........................................................................................................ 36

Gambar 4.5. grafik perbandingan nilai ADC – jarak pengujian dengan lampu 16

watt medium air........................................................................................................ 37

xii

Gambar 4.6. grafk perbandingan nilai ADC – jarak pengujian dengan lampu 20

watt medium air........................................................................................................ 38

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Spesifikasi papan Arduino Uno .............................................................. 19

Tabel 4.1. Hasil pengujian dan pengukuran sensor sonar pada medium udara ....... 33

Tabel 4.2. Hasil pengujian dan pengukuran sensor sonar pada medium air ............ 34

Tabel 4.3. Hasil pengujian pembacaan ADC pada sensor LDR medium air

menggunakan lampu 5 watt .................................................................................... 36

Tabel 4.4. Hasil pengujian pembacaan ADC pada sensor LDR medium air

menggunakan lampu 16 watt ................................................................................... 37

Tabel 4.5. Hasil pengujian pembacaan ADC pada sensor LDR medium air

menggunakan lampu 20 watt ................................................................................... 38

Tabel 4.6. Hasil pengujian pembacaan ADC pada LDR sebagai masukan sistem

arah kemudi .............................................................................................................. 39