DAFTAR PERSAMAAN
III. METODE PENELITIAN
3.5 Metode Kerja
Tahapan metode kerja dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
3.5.1 Diagram Alir Penelitian
Alur penelitian yang dilakukan pada penelitian ini adalah seperti pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Ya
17
3.5.2 Perancangan Model Sistem
Adapun rancangan model sistem yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem
Pada Gambar 3.2 menujukkan alur proses sistem yang digunakan pada penelitian ini. Dissolved oxygen kit, analog pH meter, dan transduser Airmar DST800 akan menghasilkan keluaran yang dapat diolah oleh Arduino Mega 2560. Dissolved oxygen kit akan mengukur besaran kadar oksigen yang terlarut dalam air. Analog pH meter akan mengukur kadar pH yang terlarut dalam air. Sedangkan transduser Airmar DST800 akan mengukur suhu, dan kedalaman lingkungan perairan dalam standar kalimat NMEA0183.
Selain membaca sensor pH, DO, dan transduser Airmar DST800, Arduino Mega 2560 juga membaca data lokasi dari perangkat Ublox-Neo 6M berupa data waktu, tanggal, longitude dan lattitude, sehingga
18
data kedalaman lingkungan perairan akan dapat diketahui lokasinya dan waktu pembacaan tercatat. Jika semua data sudah terbaca maka selanjutnya akan ditampilkan ke LCD 16x2 dan disimpan kedalam MicroSD card yang terhubung dengan Arduino data logger. Data yang tersimpan pada MicroSD card selanjutnya dibuka menggunakan software Microsoft Excel 2007 untuk melihat data yang tersimpan dan melakukan pengolahan data untuk dijadikan grafik.
3.5.3 Perancangan Hardware
3.5.3.1Perancangan Unit Pengendali
Unit pengendali adalah bagian yang melakukan pengolahan data yang didapat kontroler dari sensor dan transduser kemudian menyimpannya kedalam MicroSD card. Adapun sistem yang akan dibuat dapat dilihat seperti Gambar 3.3.
19
Pada Gambar 3.3 menujukkan kontroler yang digunakan adalah Arduino Mega 2560. Sensor yang digunakan adalah pH meter dan dissolved oxygen yang masing-masing terhubung dengan konektor BNC yang menghubungkan antara probe sensor dengan rangkaian. Lalu digunakan juga GPS Ublox-Neo 6M dan IC MAX485 yang masing-masing terhubung dengan pin Tx/Rx Arduino Mega 2560. Kabel data NMEA+ dan NMEA- pada Transduser Airmar DST800 terhubung dengan pin A dan B pada IC MAX485. Data yang diproses akan ditampilkan pada LCD 16x2 dan disimpan pada MicroSD card.
3.5.3.2Wahana Pembawa Sistem
Sistem yang digunakan pada penelitian ini akan dibawa oleh sebuah mini vessel yang berjenis electric boat dengan tipe
hull catamaran. Sistem propulsi pada mini vessel
menggunakan motor brushless Leopard tipe 4078-1200kV, Electric Speed Controlled (ESC) Seaking 180A water cooled, flex shaft, strut shaft, double rudder, propeller tipe 450, dan servo Hobby King HK-15298B dengan torsi 30 kg.
Length Over All (LOA) = 100 cm
20
Tinggi Mini Vessel = 11 cm
Berat Mini Vessel = 4 kg
Rangka mini vessel menggunakan triplek dengan ketebalan 5 mm dan menggunakan triplek dengan ketebalan 3 mm sebagai pembentuk badan kapalnya. Adapun skema rangka mini vessel dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Skema Rangka Mini Vessel.
Gambar 3.5 Desain Mini Vessel
3.5.4 Perancangan Peletakan Sensor dan Transduser
Pada penelitian ini menggunakan dua buah sensor yaitu sensor pH dan sensor kadar oksigen terlarut dalam air (dissolved oxygen) dan satu buah Transduser yang digunakan untuk mengukur kedalaman, suhu,
21
dan kecepatan yaitu Airmar DST800. Adapun peletakan sensor dan Transduser dapat dilihat pada Gambar 3.6, Gambar 3.7, dan Gambar 3.8.
Gambar 3.6 Posisi Peletakkan Sensor Dissolved Oxygen
Gambar 3.7 Posisi Peletakkan Sensor pH
22
3.5.5 Perancangan Pemrograman Hardware dan Pengolahan Data
Perangkat lunak yang digunakan untuk memprogram hardware adalah Arduino IDE. Arduino IDE menggunakan bahasa Processing yang merupakan pengembangan dari bahasa C. Sedangkan untuk pengolahan data pada MicroSD Card menggunakan software Microsoft Excel 2010 yang akan menampilkan data tersimpan lalu akan ditampilkan dalam bentuk grafik. Adapun diagram alir program pada Arduino IDE dapat dilihat pada Gambar 3.9.
23
3.5.6 Pembuatan Alat
Tahapan ini melakukan pembuatan alat yang akan digunakan pada penelitian. Dengan tahap pertama adalah melakukan uji coba pada setiap komponen, setelah semua komponen bekerja maka selanjutnya adalah menggabungkan seluruh komponen dalam satu sistem untuk dijalankan secara bersamaan menggunakan project board. Jika berhasil, maka rangkaian yang dibuat pada project board dibuat kedalam Printed Circuit Board (PCB) setelah itu dilakukan uji coba ulang. Namun, jika terdapat kegagalan maka dilakukan peninjauan ulang pada rangkaian, komponen, maupun program.
3.5.7 Kalibrasi Alat
Kalibrasi alat merupakan proses menyamakan nilai yang terukur pada alat dengan alat ukur agar sesuai dengan nilai tetapan (standar). Adapun proses melakukan kalibrasi adalah sebagai berikut:
1. Proses kalibrasi nilai pH adalah dengan membersihkan probe pH meter lalu dicelupkan kedalam larutan pH yang sudah diketahui kadar keasamannya, larutan kadar keasaman yang digunakan adalah yang memiliki nilai pH 4,01, 6,86, dan 9,18. Kemudian menyamakan dengan nilai keasaman tersebut. Jika sudah dilakukan, selanjutnya membandingkan dengan nilai pH yang terukur pada pH meter digital PH-009. Jika terjadi ketidaksesuaian antara pH yang terukur pada sensor dengan pH meter maka
24
selanjutnya adalah dilakukan pengecekan terhadap tegangan yang diterima dari signal conditioning untuk selanjutnya dilakukan kalibrasi pada program. Kemudian dilakukan pengecekan ulang. DFRobot pH meter kit dapat membaca pH dari rentang 0 sampai 14.
2. Proses kalibrasi Atlas Scientific Dissolved Oxygen dilakukan dengan cara membandingkan nilai yang terbaca pada sensor dengan nilai kadar oksigen terlarut yang terukur pada alat pengukur kadar oksigen milik Jurusan Budidaya Perairan Universitas Lampung yaitu DO-5509. Batas maksimum kadar oksigen yang mampu terbaca oleh Atlas Scientific Dissolved Oxygen adalah sebesar 35 mg/L.
3. Pengukuran suhu menggunakan Transduser DST800 dengan membandingkan suhu terukur antara nilai yang terbaca hasil pengiriman data NMEA0183 dengan nilai yang terukur pada Krisbow environment meter, lalu disesuaikan nilai yang terbaca pada alat. Transduser DST800 memiliki rentang pembacaan suhu dari -10 ºC sampai 40 ºC dengan ketelitian ±0,5 ºC.
4. Proses kalibrasi kedalaman dilakukan dengan cara menyesuaikan nilai yang terbaca pada alat ukur dengan hasil pengukuran menggunakan pipa yang sudah ditandai panjangnya di Kolam Renang Universitas Lampung pada kedalaman 0,5 meter, 1,5 meter, dan 4,5 meter. Kedalaman minimum yang mampu diukur menggunakan transduser DST800 adalah 0,5 meter dan
25
maksimum kedalaman yang mampu diukur adalah 70 meter pada DST800 berformat NMEA 0183.
3.5.8 Pengujian Sistem
Pengujian sistem dilakukan guna mendapatkan informasi hasil kinerja sistem yang digunakan pada penelitian. Adapun pengujian yang dilakukan antara lain adalah
3.5.8.1Pengujian Laboratorium
1. Pengujian Sensor dan Transduser
Kemampuan baca sensor dan transduser perlu diuji karena akan menentukan hasil dari data yang teramati. Beberapa hal yang harus diamati antara lain adalah kemampuan baca sensor dan ketepatan baca sensor. Pengujian sensor dan transduser dilakukan secara parsial, data sensor dan transduser yang akan diuji adalah pH, kadar oksigen terlarut, kedalaman, dan suhu.
2. Pengujian GPS
Ketelitian GPS perlu diketahui agar data koordinat lokasi dapat diketahui ketelitiannya sehingga ketika melakukan pengambilan data dapat dipertanggungjawabkan validitas lokasi data yang terukur.
26
3. Pengujian Penyimpan Data
Penyimpanan data pada SD Card perlu diketahui kecepatan penyimpanannya dan kapasitas data tersimpan pada SD Card yang digunakan. Pengujian penyimpanan dilakukan dengan cara menyimpan data string lalu dilihat hasil penyimpanannya pada aplikasi Microsoft Excel.
3.5.8.2Pengujian Lapangan
Pengujian lapangan dilakukan untuk mengetahui kinerja sistem yang dibuat dan untuk menghasilkan informasi yang utuh atas pengambilan data. Selain itu, pengujian lapangan dilakukan untuk mengetahui keandalan sistem yang dibuat terhadap lingkungan.
3.5.9 Pengambilan Data
Pengambilan data dilakukan dengan cara menempatkan mini vessel pada perairan di Kolam Rusunawa Universitas Lampung. Mini vessel dikendalikan menggunakan remote control lalu diarahkan menuju tiga titik yang sudah ditentukan. Pada titik yang sudah ditentukan, mini vessel melakukan pengukuran selama 5 detik lalu kemudian bergerak menuju titik selanjutnya.
27
Titik yang ditentukan merupakan titik permukaan air yang terkena sinar matahari langsung, sehingga tidak terdapat perbedaan suhu antara titik satu dengan yang lainnya. Setelah mengambil data pada tiga titik, selanjutnya mini vessel diarahkan untuk kembali ke titik awal bergerak.
Data yang didapat selanjutnya dilihat menggunakan aplikasi Microsoft
Excel, kemudian dilakukan pemetaan gambaran titik lokasi
pengambilan data yang sudah dilakukan menggunakan aplikasi Google Earth Pro.
3.5.10 Penulisan Laporan
Dalam tahap ini dilakukan penulisan prinsip kerja, tahap penelitian, metode yang digunakan, cara pengambilan data. Kemudian data yang dimiliki dilakukan analisa dan diambil kesimpulan hasil dari penelitian yang dilakukan.