Sin θ = 0,707 udara
2 TINJAUAN PUSTAKA
3.2 Kegiatan Penelitian yang Dilakukan
Penelitian ini dilakukan dengan 4 (empat) kegiatan yaitu :
(1) Simulasi pendeteksian perubahan fase digunakan untuk memperoleh gelombang perubahan fase untuk berbagai gerakan obyek dengan bermacam-macam ukuran, dimensi, jenis dan bentuk permukaan, kecepatan serta formasi dalam struktur kawanan atau kelompok dari obyek yang bergerak tersebut. Dalam penelitian ini akan dibuktikan adanya perbedaan perubahan fase untuk setiap parameter di atas. (2) Simulasi pengaruh gangguan. Tujuannya adalah untuk membuktikan
pengaruh adanya macam-macam gangguan yang mungkin terjadi pada proses pendeteksian perubahan fase
λ1 L t Gelombang akustik kontinyu T1 L = 2 λ1, idealnya diambil L = 4 λ1,
(3) Penelitian di lapangan (di kolam dan di laut) yang dilakukan untuk memperoleh data perubahan fase secara langsung dari gerakan beberapa jenis kawanan ikan.
(4) Penelitian menggunakan metode Hidden Markov Model untuk proses pengenalan jenis ikan yang dideteksi agar dapat ditampilkan jenisnya. Untuk penelitian (1) dan (3) data yang diperoleh adalah bentuk gelombang perubahan fase dari gelombang yang dipantulkan setiap sekelompok target yang bergerak atau gerakan berbagai jenis kawanan ikan yang dideteksi.
3.2.1 Simulasi pendeteksian perubahan fase
Metodologi simulasi yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 27. Pada gambar, ikan-ikanan ditarik oleh motor listrik dengan kecepatan yang dapat diatur. Ikan-ikanan tersebut dapat diganti untuk berbagai ukuran bentuk, jenis permukaan dan lain-lain. Transducer dipasang horisontal dengan arah tegak lurus atau membentuk sudut tertentu terhadap gerakan ikan-ikanan. Agar ikanan dapat mudah diganti-ganti, digunakan carrier atau pembawa ikan-ikanan yang dihubungkan dengan tali penarik dan dapat di selipkan ikan-ikan-ikanan secara bergantian. Pada Gambar 27 (b) ditunjukkan beberapa ukuran dan struktur atau susunan ikan-ikanan secara vertikal. Ikan-ikanan yang ditarik oleh motor listrik akan melewati gelombang akustik yang dipancarkan dari transducer pemancar pada frekuensi 200 kHz. Gelombang pantul akibat gerakan sekawanan ikan-ikanan tersebut diterima oleh transducer penerima. Setelah dikuatkan oleh rangkaian penguat, gelombang yang mengalami perubahan fase tersebut akan dideteksi oleh rangkaian pendeteksi fase (phase
detector). Setelah melewati rangkaian LPF, output LPF akan menghasilkan
gelombang perubahan fase. Bentuk gelombang fase yang dideteksi tergantung dari ukuran, bentuk, jenis permukaan, susunan serta kecepatan ikan-ikanan yang ditarik (digerakkan). Gelombang perubahan fase tersebut diterima dengan menggunakan komputer, dari hasil ujicoba tersebut, gelombang perubahan fase dari setiap percobaan di analisis dengan memperhatikan spektrum frekuensinya dengan menggunakan perangkat lunak wavelab.
(a)
(b)
Gambar 27. Konfigurasi pelaksanaan simulasi pendeteksian perubahan fase dari gelombang pantul gerakan kawanan ikan-ikanan (a) konstruksi kolam percobaan (b) Struktur unit ikan-ikanan.
Tali monofilament Ikan-ikanan Posisi 450 Posisi 1350 ikan-ikanan PENDETEKSI PERUBAHAN FASE TRANSDUCER MOTOR LISTRIK PEMBAWA IKAN-IKANAN
Spektrum frekuensi yang dihasilkan dari setiap percobaan, nilai amplitude setiap komponen spektral dari setiap spektrum diubah kedalam bentuk tabel melalui MS Excel. Dari nilai amplitude setiap spektral dibuat grafik sehingga perbedaan bentuk spektrum dari setiap percobaan dilihat dari sudut kemiringan garis puncak dari spektrum yang akan dibandingkan.
Dalam simulasi tersebut kawanan jenis ikan diwakili dengan ikan-ikanan untuk berbagai ukuran, dimensi, jenis permukaan, kecepatan dan kondisi lainnya, yaitu :
1) Ikan-kanan berbadan/berukuran lebar 20 x 25 cm 2) Ikan-ikanan berbadan/ berukuran panjang 30 cm 3) Ikan-ikanan berukuran kecil 10 cm
4) Ikan-ikanan dengan permukaan keras dari teripleks 5) Ikan-ikanan dengan permukaan lembut dari karet 6) Ikan-ikanan dengan permukaan cembung
7) Berbagai struktur kawanan pada bidang vertikal (lateral aspect)
8) Jumlah lapisan kawanan dengan berbagai jarak (misalnya 5 dan 10 cm) 9) Posisi transducer terhadap arah gerakan sekelompok ikan-ikanan yang
diamati. (90o, 45o, dan 1350)
10) Berbagai kecepatan (1 m/detik dan 1.5 m/detik)
Agar ikan-ikanan dapat mudah diganti-ganti, digunakan carrier atau pembawa ikan-ikanan yang dihubungkan dengan tali penarik (belt) dan dapat diselipkan ikan-ikanan secara bergantian.
3.2.2 Simulasi pengaruh gangguan.
Tujuan simulasi ini adalah untuk mensimulasikan pengaruh gangguan terhadap deteksi perubahan fase gelombang pantul dari gerakan sekelompok ikan yang diterima oleh perangkat penerima. Gangguan tersebut meliputi gangguan :
1) Gangguan dari pantulan gelombang yang dipancarkan dari obyek di sekitarnya.
2) Gangguan dari gelombang dengan frekuensi di bawah frekuensi kerja alat.
3) Gangguan dari gelombang dengan frekuensi dan fase sama dengan frekuensi alat.
4) Gangguan dari suara mesin
5) Gangguan dari pantulan gelombang pantul dari gerakan kawanan ikan yang diterima bersamaan dengan gelombang pantul gerakan kawanan ikan itu sendiri.
Simulasi ini dilakukan secara elektronik. Diagram blok simulasi pengaruh gangguan dapat dilihat pada Gambar 28. Rangkaian phase modulator digunakan sebagai pembangkit gelombang 200 kHz yang fasenya berubah-ubah akibat pantulan gerakan ikan, dimana carrier generator sebagai pembangkit gelombang akustik dengan frekuensi 200 kHz dan signal generator sebagai pembangkit gerakan kawanan ikan yang diwakili oleh gelombang sinusoida. Pembangkit gelombang pantul diwakili rangkaian penggeser fase (phase shifter) yang dapat diatur fasenya melalui tahanan putar (variable resistor). Hubungan antara fase dengan gelombang pantul dapat dijelaskan melalui Gambar 29 Beda fase gelombang pantul dengan gelombang langsung besarnya adalah :
ϕ = τ/T x 3600
(55)
dimana τ adalah waktu tunda yang besarnya adalah :
c L l l + − = (1 2) τ (56)
dimana l1 + l2 jarak tempuh gelombang pantul, L adalah jarak tempuh gelombang langsung dan c adalah kecepatan rambat suara di air 1500 m/det.
Keterangan : #1 : Mewakili gangguan gelombang dengan frekuensi tertentu
#2 : Mewakili gangguan suara mesin
#3 : Mewakili gelombang pantul dari pantulan gerakan kawanan ikan dengan gelombang pembawa
diperoleh dari keluaran rangkaian #5 yaitu rangkaian yang mewakili gelombang pantul gerakan kawanan ikan
#4 : Mewakili gelombang pantul dari gelombang pembawa 200 kHz
#5 : Mewakili pantulan gerakan kawanan ikan
Gambar 28. Diagram blok simulasi pengaruh gangguan. MEWAKILI GERAKAN IKAN ADDER / MIXER CARRIER GENERA TOR PHASE DETEC-TOR OSILATOR 200 KhZ LPF PHASE MODU-LATOR PHASE MODU-LATOR # 1 # 2 # 3 # 4 PHASE MODU-LATOR SIGNAL GENE-RATOR # 5 PENDETEKSI