INSTRUMENTASI KELAUTAN

Pengertian Intrumentasi

Instrumentasi Kelautan adalah suatu bidang ilmu kelautan yang behubungan dengan alat-alat dan piranti (device) yang dipakai untuk pengukuran dan pengendalian dalam suatu sistem yang lebih besar dan lebih kompleks dalam dunia kelautan. Instrumentasi kelautan secara umum mempunyai 3 fungsi utama:

•           sebagai alat pengukuran

•           sebagai alat analisis

•           sebagai alat kendali (Yogi, 2011).

Pengukuran telah menjadi suatu bidang yang penting sejak dari awal tamadun manusia apabila digunakan sebagai cara untuk mengkuantitikan pertukaran barangan dalam sistem perniagaan. Perkembangan pengukuran adalah perkembangan sains. Sistem pengukuran dan instrumen serta transduser yang digunakan adalah penting dalam kegiatan domestik dan industri. Kemajuan instrumentasi dalam bidang industri, sebagian besarnya berlaku dalam tahun 1930-an bermula dengan pengenalan kepada instrumen untuk merekodkan suhu. Perkembangan pesat dalam bidang pembuatan telah mendorong kepada kegiatan pengukuran berterusan beberapa kuantiti seperti tekanan, suhu, arus, aliran dan sebgainya. Kegunaan harian insrumen pengukuran dapat dibagikan menjadi 3 bidang utama, yaitu:

1) Pemantauan proses dan pengoperasian

Dalam bidang ini instrumen pengukuran hanya berfungsi membekalkan bacaan kepada pengendali. Contohnya: thermometer, barometer, dan anemometer yang digunakan oleh biro kaji cuaca. Peralatan ini hanya memberi gambaran keadaan suatu persekitaran, dan bacaan yang ditunjukkan oleh instrumen ini tidak digunakan dalam sembarang bentuk pengawalan.

2) Pengawalan proses dan pengoperasian

Dalam bidang ini instrumen pengukuran memainkan peranan yang penting sebagai satu komponen dalam sistem kawalan automatik. Sistem seperti ini menggabungkan instrumen kawalan dan pengukuran untuk membekalkan tindakan automatik jarak jauh. Ini membentuk suau proses yang dikenal sebagai proses terkawal. Instrumen tidak senantiasa dapat mengukur dan mengawal secara langsung sifat-sifat suatu bahan proses. Contohnya: suhu, tekanan, aliran, arus, kelembapan, ketumpatan, kelikatan dan sebagainya senantiasa mempengaruhi proses itu.

3) Analisis uji kaji kejuruteraan

Terdapat dua kaidah umum yang digunakan dalam menyelesaikan masalah kejuruteraan, yaitu: teori dan uji kaji ( Radzi, 2007).

Perkembangan teknologi berbasis mikrokontroler pada abad-21 terjadi dengan sangat cepat.  Kemajuan ini dapat dirasakan dengan munculnya banyaknya peralatan mutakhir yang bisa dioperasikan dengan menggunakan komputer maupun beberapa tombol sederhana. Hampir keseluruhan peralatan elektronik yang berada disekitar kita telah dikendalikan dengan adanya mikrochip dan mikrokontroler, bahkan dalam skala besar seperti pabrik pembuatan mobil dan motor.  Kemajuan teknologi secara langsung telah membantu umat manusia lebih mudah melakukan hal yang dianggap sulit. Laut Indonesia masih menyimpan berbagai macam sumberdaya hayati maupun non hayati yang belum diteliti lebih mendalam.  Hal ini disebabkan masih belum banyak fasilitas wahana underwater untuk kegiatan eksplorasi bawah laut di Indonesia.  Kegiatan eksplorasi bawah laut merupakan kegiatan yang penting dilakukan tapi memiliki bahaya dan resiko yang tinggi.  Kegiatan ini harus dilakukan oleh seorang yang profesional dalam hal menyelam, selain itu menyelam memiliki batasan waktu karena terbatasnya jumlah udara dalam tabung selam (Annur, 2009).

A. INSTRUMEN OSEANOGRAFI

1. Handrefractometer

Gambar 1. Handrefractometer

Fungsi             : Untuk mengukur salinitas/kadar garam.

Cara kerja        : Teteskan cairan aquades pada kaca sampel alat ini untuk mengkalibrasi kemudian bersihkan dengan tissue, setelah itu ambil air sampel  menggunakan pipet kemudian buka penutup kaca sampel lalu air diteteskan, setelah penetesan kaca ditutup, dan selanjutnya dilakukan pengamatan melalui lensa pada handrefractometer untuk melihat berapa salinitasnya.

2. DO Meter                                                                                                               

Gambar 2. DO Meter

Fungsi             : Untuk mengetahui oksigen terlarut dan suhu air.

Cara kerja        : Sebelum alat ini digunakan dilakukan kalibrasi terlebih dahulu pada sensor penanya menggunakan larutan aquades agar netral, cara penggunaannya yaitu tekan “power” untuk mengaktifkan alat ini, setelah aktif buka tutup membran atau pen sensor lalu celupkan membran pada air sampel setelah itu diamkan sesaat untuk menunggu angka/nilainya berhenti sehingga ukuran DO dan suhu akan  didapat setelah angkanya benar-benar berhenti.

3. pH Meter

Gambar 3. pH Meter

Fungsi             : Untuk mengukur pH dan suhu air.

Cara kerja        : Kalibrasi terlebih dahulu sensor pena alat ini menggunakan larutan buffer lalu bersihkan menggunakan tissue, kemudian tekan “on” untuk mengaktifkan alat ini, setelah alat ini aktif lalu celupkan sensor penanya pada air sampel lalu tekan tombol “pH” untuk mengetahui berapa pHnya dan tekan tombol “suhu” untuk mengetahui berapa suhunya. Nilai diambil setelah angka pada layar dalam keadaan diam/tidak berubah-ubah.

4. pH Tanah

Gambar 4. pH Tanah

Fungsi             : Mengukur derajat keasaman tanah.

Cara kerja        : Tancapkan pH tanah pada tanah yang ingin diidentifikasi derajat keasamannya, kemudian tekan tombol pada pH tanah tersebut.

Kelebihan        : Alat ini bisa dipakai untuk tanaman outdoor maupun indoor dan bekerja sebagai alat yang sangat akurat

Kekurangan    : Harga relatif mahal dan sering terjadi kerusakan elektroda, sebaiknya alat ini dibersihkan setelah digunakan.

5. Tiang Pasang Surut

Gambar 5. Tiang Pasang Surut

Fungsi           :   Untuk mengukur pasang surut.

Cara kerja     : Pemasangan tiang pasut perlu diperhatikan dari mana arah datangnya gelombang karena pemasangan tiang pasut sebaiknya membelakangi darimana datangnya gelombang supaya mempermudah pembacaan angka pada saat pengamatan, adapun pengamatan pasut yang dilakukan waktu praktek yaitu per 30 menit.

Kelebihann      : Dapat diikat dengan tali untuk melihat kedalaman pasutnya.

Kekurangan     : Apabila pemasangan pasut miring, maka data tidak akurat.

6. Tiang Gelombang

Gambar 6. Tiang Gelombang

Fungsi             : Untuk mengetahui puncak, lembah, tinggi, dan priode gelombang.

Cara kerja        : Letakkan tiang gelombang dengan arah menghadap gelombang datang, kemudian amati berapa puncak, lembah, tinggi, dan priode gelombang menggunakan stopwatch lalu catat hasilnya.

7. Layang-layang Arus

 

Gambar 7. Layang-Layang Arus

Fungsi             : Untuk mengukur kecepatan dan arah arus.

Cara kerja        : Masukan layang-layang arus kedalam perairan bersamaan dengan mengaktifkan stopwatch dan dibiarkan terbawah oleh arus setelah sampai jarak yang ditetapkan maka stopwatch dihentikan, kemudian catat berapa waktu yang digunakan untuk mencapai jarak yang telah ditentukan, lalu untuk mengukur arah arus yaitu dengan membidik layang-layang arus tersebut menggunakan kompas kemudian baca arah kemana yang ditunjukan oleh kompas.

Kelebihan        : Alat dapat dan mudah dibuat  ekonomis

Kekurangan     : Alat mudah rusak dan tidak seakurat alat lain.

8. Wind Detector

Gambar 8. Wind Detector

(Sumber : Praktik Lapang Ilmu Kelautan Tahun 2016)

Fungsi             : Untuk mengukur kecepatan & arah angin, dan suhu udara.

Cara kerja        : Rangkai alat ini hingga benar-benar terangkai dan siap digunakan. Setelah terangkai, pasang baling-baling di atas pada ketinggian yang diinginkan, lalu aktifkan “power” untuk mengaktifkan alat ini. Ketika baling-baling berputar karena adanya angin, kita langsung dapat mengetahui berapa kecepatan dan arah angin bergerak yang terdapat pada layar, untuk mengetahui suhu udara cukup tekan tombol suhu sehingga kita langsung mengetahui berapa suhu udara pada keadaan sekitar.

9. Secchi Disk

Gambar 9. Secchi Disk

Fungsi             : Untuk mengukur kecerahan suatu perairan.

Cara kerja        : Turunkan Secchi Disk kedalam perairan dengan perlahan sambil mengamati kejelasan pandangan kita terhadap warna Secchi Disk, apa bila warna Secchi Disk masih nampak jelas maka alat tetap diturunkan sehingga jarak pandangan kita tidak dapat membedakan warna sechidisk (samar-samar).

 Bagian – bagian Secchi Disk

1.      Piringin kecerahan berfungsi untuk melihat kecerahan pada perairan

2.      Tali skala berfungsi untuk mengukur kedalaman saat mengukur kecerahan

10. Sedimen Trap

Gambar 10. Sedimen Trap

Fungsi             : Untuk perangkap sedimen.

Cara kerja        : Pasang alat ini di dasar perairan tepatnya mendekati bibir pantai dan dalam keadaan tidak kekeringan pada saat surut terendah, sedangkan pelatakkan arah paralonnya di sesuaikan dengan arah yang telah ditandai.

B. INSTRUMEN NAVIGASI

Definisi dari Instrumen Navigasi – Definisi menurut kamus ekabahasa resmi Bahasa Indonesia definisi dari Instrumen Navigasi adalah sebagai berikut. Definisi Kata Instrumen Navigasi istilah pelayaran instrumen yang digunakan untuk menentukan posisi kapal di laut Itulah definisi dari Instrumen Navigasi, untuk mencari definisi yang lain dapat menggunakan kotak penelusuran.

Navigasi adalah penentuan posisi dan arah perjalanan baik di medan sebenarnya atau di peta, dan oleh sebab itulah pengetahuan tentang kompas dan peta, radar, arpa, GMDSS, live saving equipment, dan buku buku publikasi serta teknik penggunaannya haruslah dimiliki dan dipahami.

Berikut Alat Instrumen Navigasi

1. Peta

Gambar 11. Peta

Peta merupakan perlengkapan utama dalam pelayaran penggambaran dua dimensi (pada bidang datar) keseluruhan atau sebagian dari permukaan bumi yang diproyeksikan dengan perbandingan/skala tertentu atau dengan kata lain representasi dua dimensi dari suatu ruang tiga dimensi. Ilmu yang mempelajari pembuatan peta disebut kartografi.

2. Kompas                              

Gambar 12. Kompas

Fungsi             : Untuk menentukan arah mata angin atau derajat arah mata angin.

Cara kerja        : Cara kerja kompas sangatlah sederhana yaitu cukup membacanya, kompas sudah didesain sedemikian rupa dengan selalu menunjuk kearah utara karena pengaruh dari magnet kutub utara sehingga memudahkan bagi pengguna.

3. A maritime radar with Automatic Radar Plotting Aid (ARPA)

Gambar 13. ARPA

A maritime radar with Automatic Radar Plotting Aid (ARPA) kemampuan dapat membuat trek menggunakan kontak radar . Sistem ini dapat menghitung kursus objek dilacak , kecepatan dan titik terdekat pendekatan ( CPA ) , sehingga tahu jika ada bahaya tabrakan dengan kapal atau daratan lainnya .

ARPA khas memberikan presentasi dari situasi saat ini dan menggunakan teknologi komputer untuk memprediksi situasi masa depan . Sebuah ARPA menilai risiko tabrakan , dan memungkinkan operator untuk melihat manuver yang diusulkan oleh ship.While sendiri berbagai model ARPAs yang tersedia di pasar.

5. Telegraf

Gambar 14. Telegraf

Merupakan sebuah mesin untuk mengirim dan menerima pesan pada jarak jauh.mengunahkan Kode Morse dengan frekwensi gelobang radio, kode morse adalah metode dalam pengiriman informasi, dengan menggunakan standard data pengiriman nada atau suara,cahaya dengan membedakan ketukan dash dan dot dari pesan kalimat, kata,huruf, angka dan tanda baca. Kode morse dapat dikirimkan melalui peluit,bendera, cahaya, dan ketukan morse.

C. INSTRUMEN AKUSTIK

Akustik kelautan merupakan ilmu yang mempelajari gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium, dalam hal ini mediumnya adalah air laut (Allo, 2008). Menurut Budiarto (2001), dalam akustik, proses pembentukan gelombang suara dan sifat-sifat perambatannya serta proses-proses selanjutnya dibatasi oleh air. Untuk memperoleh informasi tentang objek-objek bawah air digunakan suatu sistem sonar yang terdiri dari dua sistem yaitu active sonar system yang digunakan untuk mendeteksi dan meneliti target-target bawah air dan passive sonar system yang hanya digunakan untuk menerima suara-suara yang dihasilkan oleh objek-objek bawah air.

Dalam perambatannya, akustik mengenal adanya transmission loss akibat adanya absorpsi dari medium, adanya kehilangan akibat penyebaran (spreading) di dalam medium air, impedansi akustik yang mempengaruhi nilai backscattering strength, ukuran butir dan sifat-sifat sedimen terhadap sifat-sifat akustik. (Noorjayantie, 2009). Selain itu, gangguan juga bisa terjadi dalam menjalankan metode akustik yang disebut dengan noise, yaitu sinyal yang tidak diinginkan yang dapat terjadi karena faktor fisik, biologi, dan artifisial (Allo, 2008).

Akan tetapi pada dasarnya teknologi akustik bawah air merupakan metode yang sangat efektif dan berguna untuk eksploitasi kelautan perikanan. Teknologi akustik ini terdiri dari pengukuran, analisis, dan interpretasi karakteristik sigma refleksi atau scattering dari objek yang dikenai (Manik, 2006). Arnaya (1990) dalam Hermawan (2002) mengatakan bahwa metode akustik memiliki beberapa kelebihan, yaitu: berkecapatan tinggi, estimasi stok ikan secara langsung, memungkinkan memperoleh dan memproses data secara real time, akurasi ketepatan tinggi, tidak merusak karena frekuensi yang digunakan tidak membehayakan si pemakai alat ataupun target.

1. Echosounder

Gambar 15. Echosounder

Echosounder adalah alat yang dapat membantu untuk mencari ikan dengan lebih baik, echosounder tidak menangkap ikan namun dapat membantu untuk menangkap lebih banyak ikan dengan trawl, gill-net, purse-net, atau jenis jaring yang lain. Echosounder bahkan dapat membantu untuk menangkap lebih banyak ikan dengan hook and line (Burczynski, and Ben-Yami, 1985).

Komponen Echosounder :

a. Transmiter

Gambar 16. Transmitter

Transmitter menghasilkan listrik dengan frekuensi tertentu, kemudian disalurkan ke transduser. Tetapi suatu perintah dari kotak pemicu pulsa pada recorder akan memberitahukan kapan pembentuk pulsa bekerja. Pulsa dibangkitkan oleh oscillator kemudian diperkuat oleh power amplifier, sebelum pulsa tersebut disalurkan ke transducer (Manik, 2009).

b. Transducer

Gambar 17. Posisi Tranducer pada Kapal

Menurut Deo (2007), alat perum gema menggunakan prinsip pengukuran jarak dengan memanfaatkan gelombang akustik yang dipancarkan dari transduser. Transduser adalah bagian dari alat perum gema yang mengubah energi listrik menjadi mekanik dan sebaliknya. Gelombang akustik tersebut merambat pada medium air dengan cepat rambat yang relatif diketahui atau dapat diprediksi hingga menyentuh dasar perairan dan dipantulkan kembali ke transduser.

c. Receiver

Receiver adalah alat untuk menguatkan sinyal listrik yang lemah dari transducer saat gema (echo) terjadi sebelum dialirkan ke recorder. Penguatan ini dilakukan pada receiver dan jumlah penguatan dapat dibedakan oleh sensivitas (kepekaan) atau volume control. Receiver berfungsi menerima pulsa dari objek dan display atau recorder sebagai pencatat hasil echo. 

D. INSTRUMEN OPTIK

Optika merupakan bagian dari ilmu fisika yang mempelajari cahaya. Dalam optika dipelajari sifat-sifat cahaya, hakikat cahaya dan pemanfaatan sifat-sifat cahaya. Terdapat dua cabang optika, yakni optika geometri dan optika fisis. Dalam optika geometri dipelajari sifat pemantulan dan pembiasan cahaya, sedangkan dalam optika fisis dipelajari sifat-sifat interferensi, difraksi, dan polarisasi cahaya.

1. Theodolite

Gambar 18. Theodolite

Theodolit adalah salah satu alat ukur tanah yang digunakan untuk menentukan tinggi tanah dengan sudut mendatar dan sudut tegak. Berbeda dengan waterpass yang hanya memiliki sudut mendatar saja. Di dalam theodolit sudut yang dapat di baca bisa sampai pada satuan sekon (detik). 

2. Water pass

Gambar 19. Water Pass

Fungsi             : Untuk mengukur jarak secara bidang datar.

Cara kerja        : Letakkan water pass di tanah, kemudian atur Tripod dengan cara memutar sekrup-sekrup yang ada pada Tripod hingga tepat dan tidak bergerak. Lalu pasangkan water pass di atasnya maka water pass dapat dibidikkan ke segala arah kemudian hitung sudut dan ketinggian menggunakan skala optis.

Kelebihan        : Mengukur dengan angka pasti menggunakan rambu ukur.

Kekurangan     : Hanya dapat digunakan pada bidang datar.

E. INSTRUMEN SATELIT

Satelit adalah benda langit yang tidak memiliki sumber cahaya sendiri dan bergerak mengelilingi planet tertentu sambil mengikuti planet tersebut beredar. Contohnya Bulan yang merupakan satelit dari Bumi.

Pergerakan satelit dalam mengelilingi bumi secara umum mengikuti hukum Keppler (Pergerakan Keplerian) yang didasarkan pada beberapa asumsi yaitu pergerakan setelit hanya dipengaruhi oleh medan gaya berat sentral bumi, satelit bergerak dalam bidang orbit yang tetap dalam ruang, massa satelit tidak berarti dibandingkan massa bumi, satelit bergerak dalam ruang hampa, dan tidak ada matahari, bulan, ataupun benda-benda langit lainnya yang mempengaruhi pergerakan satelit. Orbit merupakan jenis-jenis tempat beredarnya satelit mengelilingi permukaan bumi.

Gambar 20. Citra Satelit

DAFTAR PUSTAKA

http://www.ilmukelautan.com/instrumentasi-dan-hidroakustik/instrumentasi-kelautan/397-instrumentasi-kelautan (Diakses tanggal 15 Desember 2016)

Kelautan.http://ilmukelautan.wordpress.com/category/instrumentasikelautan/ (Diakses tanggal 15 Desember 2016)

Radzi,Ahmad. 2007. Asas Instrumentasi dan Pengukuran fisik. Universitas Teknologi Malaysia : Malaysia

Yogi,S.2011. Instrumentasi dan Hidroakustik.http://www.ilmukelautan.com/    instrumentasi-dan-hidroakustik/instrumentasi-kelautan/397-instrumentasi-kelautan.(Diakses tanggal 15 Desember 2016)