i
OPTIMASI PANJANG GELOMBANG CAHAYA LAMPU CELUP
DALAM AIR SEBAGAI ALAT BANTU PENANGKAP IKAN DI
BAGAN APUNG PERAIRAN BARRU, SULAWESI SELATAN
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
iii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi “Optimasi Panjang Gelombang Lampu Celup Dalam Air sebagai Alat Bantu Penangkap Ikan di Bagan Apung Perairan Barru, Sulawesi Selatan” adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
iii
ABSTRAK
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT. Optimasi Panjang Gelombang Cahaya Lampu Celup Dalam Air sebagai Alat Bantu Penangkap Ikan di Bagan Apung Perairan Barru, Sulawesi Selatan. Dibimbing oleh Dr. Ir. IRZAMAN, M.Si dan HERIYANTO SYAFUTRA M.Si.
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan lampu celup dalam air sebagai alat bantu penangkapan ikan. Lampu tersebut terbuat dari light emitting diode (LED) jenis super bright yang dirangkai pada sebuah sumber daya batere 9 volt. Ada empat jenis lampu dengan panjang gelombang masing-masing yaitu biru, kuning, merah dan putih. Lampu celup dalam air dirancang tertutup sempurna sehingga kedap terhadap air. Dilakukan pengujian terhadap lampu celup dalam air, yaitu mengukur kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air di udara (Iu) dan
kuat penerangan cahaya lampu saat dicelupkan di air (Ia). Melalui perbandingan nilai Iu dan Ia dan perhitungan memperkirakan nilai kuat penerangan dapat ditentukan jarak kedalaman lampu celup dalam air pada operasi penangkapan. Penangkapan dilakukan dengan variasi tanpa lampu celup dalam air dan menggunakan tambahan lampu celup dalam air. Dari pengujian didapatkan bahwa hasil tangkapan lampu dengan cahaya putih dan biru lebih banyak dibandingkan cahaya kuning dan merah. Hal ini menunjukkan bahwa panjang gelombang mempengaruhi nilai kuat penerangan lampu celup dalam air dan kuat penerangan cahaya yang lebih tinggi membuat reaksi fototaksis ikan lebih positif sehingga hasil tangkapan menjadi semakin banyak.
Kata kunci: hasil tangkapan, kuat penerangan cahaya, lampu celup dalam air, LED
ABSTRACT
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT. Optimization of Wavelenght of Light from Lamp in Water as A Tool in Floating Fishing Platform in Barru, South Celebes. Supervised by Dr. Ir. Irzaman, M.Si and Heriyanto Syafutra, M.Si.
In this Research, a lamp in water is manufactured as a fishing tool. The lamp is made by super bright light emitting diode (LED) which is assembled on a 9 volt battery power source. There are four kinds of lamp with variated wavelenght, there are blue, yellow, red and white. Experiments of lamp is held in water, which measure the illuminance of light in the air (Iu) and the illuminance of the light in the water (Ia). Through the comparison of Iu and Ia and predicted the illuminance values calculation can be determined within a depth of lamp in water lamp lights on fishing operations. The variation of fishing is the existence of additional lamp in water. The experiment result is the catches with white and blue light are more than yellow and red do. It shows that the wavelenght affect the value of illuminance and the higher illuminance make fishes photothaksis reaction more positive to get more catches.
v Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Departemen Fisika
OPTIMASI PANJANG GELOMBANG CAHAYA LAMPU CELUP
DALAM AIR SEBAGAI ALAT BANTU PENANGKAP IKAN DI
BAGAN APUNG PERAIRAN BARRU, SULAWESI SELATAN
ANUGRAH PERMANA PUTRA SYAFAAT
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
vii Judul Skripsi : Optimasi Panjang Gelombang Cahaya Lampu Celup Dalam Air
sebagai Alat Bantu Penangkap Ikan di Bagan Apung Perairan Barru, Sulawesi Selatan
Nama : Anugrah Permana Putra Syafaat NIM : G74090058
Disetujui oleh
Dr. Ir. Irzaman, M.Si Pembimbing I
Heriyanto Syafutra, S.Si, M.Si Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si Kepala Departemen Fisika
ix
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penelitian dengan judul “Optimasi Panjang Gelombang Cahaya Lampu Celup Dalam Air pada Alat Bantu Penangkapan Ikan di Bagan Apung Perairan Barru, Sulawesi Selatan” sebagai salah satu syarat kelulusan program sarjana di Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.
Dalam penelitian ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Irzaman, M.Si, dan bapak Heriyanto Syafutra, M.Si, selaku pembimbing skripsi serta semua dosen dan staff Departemen Fisika IPB.
2. Ayahanda Asyir Syafaat, ibunda Luqmiaty, Adinda Widya Utami Syafaat, Ananda Muhammad Alfisyah Syafaat dan semua keluarga besar yang selalu memberikan doa, nasehat, dukungan, dan motivasi pada penulis.
3. Bapak Edy beserta keluarga dan karyawan PT Saniri Jaya (Rian, Ani, Martin, dll) yang memberikan fasilitas dan akomodasi selama penulis menetap di Kabupaten Barru.
4. Bapak H. Jamal dan para ABK yang memperbolehkan penulis melakukan kegiatan penelitian di atas bagan dan sangat membantu dalam pelaksanaannya.
7. Serta pihak-pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Selanjutnya, penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi kemajuan penelitian ini.
Bogor, Februari 2014
xi
Peranan Cahaya Terhadap Operasi Penangkapan Ikan 3
METODE 4
Waktu dan Tempat 4
Alat dan Bahan 4
Tahapan Penelitian 4
Perancangan dan Pembuatan Lampu Celup Dalam Air 4
Pengujian Spektroskopi 6
Pengujian Kuat Penerangan Cahaya Lampu Celup Dalam Air 6 Pengoperasian Lampu Celup Dalam Air pada Operasi Penangkapan 7
HASIL DAN PEMBAHASAN 9
Hasil Perancangan dan Pembuatan Lampu Celup Dalam Air 9
Hasil Uji Spektroskopi 10
Hasil Uji Kuat Penerangan Cahaya 13
Proses Pengoperasian Lampu Celup Dalam Air pada Penangkapan 15
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Warna dan panjang gelombang cahaya 3
Tabel 2 Warna LED dan tegangan kerja maksimalnya 4
Tabel 3 Nilai kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air 14 Tabel 4 Nilai koefisien rata-rata pemudaran cahaya oleh air laut 14 Tabel 5 Nilai perkiraan nilai kuat penerangan cahaya lampu 17
Tabel 6 Hasil tangkapan 19
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Bagan apung 2
Gambar 2 Rangkaian elektronik lampu 5
Gambar 3 Rancangan lampu celup dalam air 6
Gambar 4 Penempatan lampu celup dalam air pada tampak atas bagan 7 Gambar 5 Penempatan lampu celup dalam air pada tampak bawah bagan 8
Gambar 6 Sumber cahaya lampu celup dalam air 9
Gambar 7 Hasil pembuatan lampu celup dalam air 10
Gambar 8 Diagram spektrum lampu A 12
Gambar 9 Diagram spektrum lampu B 12
Gambar 10 Diagram spektrum lampu C 12
Gambar 11 Diagram spektrum lampu D 13
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram alir penelitian 23
Lampiran 2 Jadwal kegiatan penelitian 24
Lampiran 3 Hasil perhitungan koefisien pemudaran cahaya oleh air laut 24
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan dengan panjang pantai lebih dari 81.000 km yang dua pertiga wilayah kedaulatannya berupa perairan laut.1 Laut merupakan sumber kehidupan yang penting bagi masyarakat Indonesia karena memiliki potensi kekayaan alam yang berlimpah. Oleh karena itu, sebagian besar masyarakat di Indonesia memiliki profesi sebagai nelayan. Menangkap ikan merupakan kegiatan pokok seorang nelayan dan dari kegiatan menangkap ikan pula para nelayan beserta keluarganya dapat memenuhi kebutuhan hidup. Tidak sedikit nelayan yang berpikiran menangkap ikan dengan meracik bahan tertentu seperti potasium untuk mengebom ikan-ikan. Hal tersebut dipercaya lebih efektif daripada menangkap ikan dengan perangkap jaring maupun jala yang belum pasti keberadaan ikannya (invisible), sedangkan pola pengeboman seperti itu membuat ekologi dan ekosistem laut menjadi rusak. Keberadaan ikan yang invisible menginspirasi untuk membuat suatu alat pemanggil ikan agar mendekat dan lebih mudah terperangkap jaring nelayan.
Bagan adalah alat penangkap ikan yang digolongkan ke dalam kelompok jaring angkat.2 Tujuan penangkapannya berupa jenis-jenis ikan pelagis kecil. Jenis alat tangkap ini masih banyak digunakan oleh nelayan di Perairan Kabupaten Barru, Sulawesi Selatan. Alasannya bagan mudah dioperasikan dan lokasi penangkapannya dekat dengan pantai.
Alat bantu yang dapat digunakan untuk mengumpulkan ikan antara lain adalah lampu, rumpon, dan umpan hidup. Pada alat tangkap bagan, alat bantu penangkapan yang sering digunakan adalah lampu. Lampu memegang peranan penting pada keberhasilan pengoperasian bagan. Jenis lampu yang biasa digunakan berupa lampu petromaks, lampu neon, dan lampu merkuri. Seiring dengan perkembangan teknologi, telah diciptakan lampu khusus untuk bagan, yaitu lacuba (lampu celup bawah air). Lacuba terbukti dapat meningkatkan hasil tangkapan, namun nelayan di Indonesia masih tetap menggunakan lampu petromaks atau lampu merkuri sebagai alat bantu, karena harga lacuba yang lebih mahal jika dibandingkan dengan menggunakan petromaks.3
2
menggunakan sumber daya yang lebih murah, salah satunya dengan menggunakan batere.
Penelitian ini mencoba untuk memecahkan permasalahan nelayan melalui sebuah rancangan lampu celup dalam air yang dapat menyala lebih lama dan dinyalakan sumber daya batere serta memiliki daya rendah sehingga lebih murah harga pembuatan dan pengoperasiannya. LED yang digunakan terdiri dari berbagai warna dengan panjang gelombang yang berbeda-beda dengan tujuan untuk mendapatkan hasil tangkapan yang optimal.
Perumusan Masalah
Perumusan masalah dari penelitian ini adalah bagaimana membuat rancangan lampu celup dalam air yang secara ekonomi lebih murah dan efektif untuk meningkatkan jumlah hasil tangkapan, serta panjang gelombang cahaya mana yang lebih efektif untuk menarik ikan lebih banyak.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah merancang lampu celup dalam air pemanggil ikan yang murah dan efektif untuk melakukan penangkapan serta menganalisa pengaruh dari kuat penerangan cahaya dan panjang gelombang terhadap jumlah hasil tangkapan.
Hipotesis
Cahaya dari lampu celup dalam air ini berfungsi untuk mengumpulkan ikan agar terkonsentrasi di areal di atas jaring. Lampu celup dalam air dengan kuat penerangan cahaya yang lebih tinggi dan panjang gelombang yang lebih rendah akan meningkatkan jumlah hasil tangkapan.
Manfaat Penelitian
3
TINJAUAN PUSTAKA
Bagan
Bagan merupakan salah satu jenis alat tangkap yang menggunakan cahaya sebagai alat bantu penangkapan. Berdasarkan cara pengoperasiaannya bagan dapat dikelompokkan ke dalam jaring angkat.4 Alat tangkap bagan menggunakan bantuan cahaya lampu untuk mengumpulkan ikan, maka bagan disebut juga light fishing3. Ada dua jenis tipe bagan yang ada di Indonesia, yang pertama adalah bagan tancap yaitu bagan yang ditancapkan secara tetap di perairan. Jenis kedua adalah bagan apung yaitu bagan yang dapat berpindah dari satu daerah penangkapan ke daerah penangkapan lainnya. Selanjutnya dapat diklasifikan menjadi bagan dengan satu perahu, bagan dua perahu, bagan rakit, dan bagan dengan menggunakan mesin. Bagan apung ditunjukkan pada Gambar 1.
Peranan Cahaya terhadap Operasi Penangkapan Ikan
Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang dapat merambat tanpa medium perantara. Untuk cahaya tampak panjang gelombang berkisar 380-750 nm dan frekuensi berkisar 3,87x1014 - 8,35x1014 Hz. Cahaya menyebar dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan kecepatan mencapai 299.792.458 m/s pada ruang hampa.5 Bila cahaya ditransmisikan dari satu medium ke medium yang lain, maka frekuensinya tidak akan berubah. Hal ini terjadi karena setiap siklus gelombangnya tidak mengalami perubahan. Perubahan hanya terjadi pada panjang gelombang dan laju gelombang. Hal ini disebabkan oleh panjang gelombang secara umum akan berbeda pada material yang berbeda.6
Cahaya merupakan bagian fundamental dalam menentukan tingkah laku ikan di laut. Stimuli cahaya terhadap tingkah laku ikan sangat kompleks antara lain intensitas, sudut penyebaran, polarisasi, komposisi spektralnya dan lama penyinarannya.6 Suatu telaah dilakukan untuk mengetahui tentang pengelihatan dan penerimaan cahaya oleh ikan dan disimpulkan bahwa mayoritas mata ikan laut sangat tinggi sensitivitasnya terhadap cahaya Kalau cahaya biru-hijau yang mampu diterima mata manusia hanya sebesar 30% saja, mata ikan mampu menerimanya sampai 75%. Retina mata beberapa jenis ikan laut bahkan dapat menerimanya sampai 90% cahaya yang datang.7 Penerimaan cahaya pada retina mata ikan secara langsung dan tidak langsung akan mempengaruhi pergerakan dan tingkah laku ikan.8 Umumnya, ikan mencari makan dengan memanfaatkan indera pengelihatan dan menyesuaikan ukuran makanan dengan besar mulutnya.9 Tingkah laku ikan dibedakan menjadi dua, yaitu fototaksis positif dan fototaksis negatif. 10 Tingkah laku ikan yang tertarik mendekati sumber cahaya disebut fototaksis positif, sedangkan tingkah laku menjauhi sumber cahaya disebut fototaksis negatif.
4
Gambar 1 Bagan apung4 Tabel 1 Warna dan panjang gelombang cahaya11
Warna Spektrum Panjang gelombang (nm)
Ungu 380 - 450
Kuat penerangan cahaya adalah kuatnya pancaran cahaya yang jatuh pada suatu permukaan bidang. Kuat penerangan cahaya sangat tergantung pada jenis sumber cahaya dan jarak antara sumber cahaya dengan permukaan bidang. Semakin jauh jarak sumber cahaya dengan bidang, maka juat penerangannya semakin menurun. Pendugaan nilai kuat penerangan cahaya pada suatu kedalaman dapat ditentukan menggunakan Persamaan 1.5
(1)
dimana Ia adalah kuat penerangan cahaya lampu di air, Iu adalah kuat penerangan
cahaya lampu di udara, e adalah konstanta Euler sebesar 2.718, adalah koefisien pemudaran cahaya oleh air laut, dan x adalah jarak terhadap sumber cahaya.
Cahaya yang masuk ke dalam air mengalami penurunan kuat penerangan yang jauh lebih besar bila dibandingkan dengan udara. Hal tersebut terutama diakibatkan adanya penyerapan cahaya oleh berbagai partikel dalam air. Kedalaman penetrasi cahaya dalam laut tergantung beberapa faktor, antara lain absorpsi cahaya oleh partikel-partikel air, panjang gelombang cahaya, kejernihan air, pemantulan cahaya oleh permukaan air, serta lintang geografis dan musim. 5
5
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika Material, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dan Perairan Kecamatan Balusu, Kabupaten Barru, Sulawesi Selatan dari bulan Maret 2013 sampai dengan bulan September 2013.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang akan digunakan pada penelitian ini antara lain bagan apung, luxmeter lutron LX-100, Vis-IR spektrofotometer, multimeter digital, penggaris, pisau, tang, gergaji mesin, gergaji besi, gunting, pisau, light emitting diode (LED) putih, LED biru, LED kuning, LED merah, resistor, timah, batere 9 volt, kabel, printed circuit board (PCB), pipa paralon, kain reflektor, penutup pipa semipermanen (dop), tali tambang, mika, lem, dan besi pemberat.
Tahapan Penelitian
Perancangan dan Perakitan Lampu Celup Dalam Air
LED yang digunakan pada penelitian ini ada empat macam LED jenis super bright yang masing-masing warnanya adalah putih, biru, kuning, dan merah. Karakterisasi LED dilakukan untuk mengetahui besarnya arus maksimal yang dapat lewat pada masing-masing LED agar lampu tidak putus ketika disambungkan pada sebuah sumberdaya 9 volt, alat ukur yang digunakan adalah amperemeter dengan memvariasikan besaran hambatan yang digunakan, hasil dari karakterisasi LED digunakan sebagai acuan dalam proses pembuatan rangkaian senter. Dalam perancangan pembuatan rangkaian lampu celup dalam air, digunakan persamaan 2 untuk menentukan pemasangan resistor pada rangkaian.13
(2)
R : Nilai resistansi (ohm) Vcc : Tegangan batere = 9 V
Vd : Tegangan kerja pada dioda (Vd<Vcc), lihat Tabel 2 Id : Arus maksimal yang lewat pada dioda = 20 mA
Tabel 2 Jenis LED dan tegangan kerjanya14
LED Tegangan Kerja (V)
Merah 1.8 - 2.1
Kuning 2.4
Biru 3.0 - 3.5
6
Jumlah lampu celup dalam air yang dibutuhkan sebanyak 16 buah rangkaian terdiri dari empat buah lampu berwarna biru, empat buah lampu berwarna kuning, empat buah lampu berwarna merah dan empat buah lampu berwarna putih. Masing-masing lampu dirangkaikan pada sebuah PCB yang telah dipotong dengan ukuran 5x5 cm. Rangkaian elektronika dari lampu ditunjukkan pada Gambar 2. Dalam sebuah rangkaian terdiri delapan buah LED satu jenis warna yang dihubungkan pada sebuah sumber daya batu batere sembilan volt dengan menggunakan kabel sepanjang 30 cm. Kain reflektor kemudian dipasang menyelimuti rangkaian, fungsinya adalah agar cahaya lebih terfokus ketika dipancarkan.
Keterangan
R1=R2=R3=R4= Resistor=100 ohm D= Dioda Cahaya (LED)
V= Sumber Tengangan (Baterai) = 9 V
Gambar 2 Rangkaian elektronika lampu
Gambar 3 Rancangan lampu celup dalam air
7
Setelah pembuatan rangkaian LED selesai, rangkaian ditempelkan pada dudukan yang terbuat dari mika (acrylyc). Fungsi dudukan adalah agar rangkaian tidak berpindah posisinya saat terjadi guncangan. Masing-masing rangkaian yang telah ditempelkan pada dudukan, dimasukkan ke dalam pipa paralon yang telah disiapkan. Pipa paralon yang digunakan adalah pipa paralon berdiameter 7.5 cm dan telah dipotong menjadi 16 buah dengan masing-masing sepanjang 20 cm. Pipa dibuat kedap air dengan cara merekatkan ujung pipa menggunakan mika pada ujung yang digunakan untuk tempat keluarnya cahaya dan menutup ujung lainnya menggunakan dop semi-permanen, ujung yang ditutup menggunakan dop dimaksudkan untuk mempermudah pergantian batu batere saat senter kehabisan daya. Agar senter tidak mengapung ke permukaan ketika dioperasikan, ditambahkan pemberat 2 kg yang terbuat dari besi pada sisi ujung pipa yang ditutup mika, hal ini karena agar lampu tetap menghadap ke bawah saat dicelupkan. Pada ujung yang ditutup dop, dipasang tali tambang sepanjang 10 m untuk mencelupkan lampu ke dalam air. Skema rancangan pembuatan lampu celup dalam air ditunjukkan oleh Gambar 3.
Lampu yang berwarna putih dinamakan lampu A, sedangkan lampu yang berwarna biru, kuning, dan merah berturut-turut dinamakan lampu B, lampu C, dan lampu D.
Pengujian Spektroskopi
Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada suatu objek.15
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui profil panjang gelombang cahaya dari masing-masing warna dari LED yang digunakan pada lampu celup dalam. Pengujian ini dilakukan dengan alat Vis-IR spektroskopi.
Pengujian Kuat Penerangan Cahaya Lampu Celup Dalam Air3
Pengujian dilakukan dengan mengukur kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air di udara (Iu) dan kuat penerangan cahaya lampu di dalam air (Ia). Nilai kuat penerangan cahaya diukur menggunakan alat ukur luxmeter. Untuk Iu diukur secara langsung menggunakan alat ukur dengan variasi jarak 0 m, 0.1 m, 0.2 m, 0.3 m, 0.4 m, 0.5 m, 0.6 m, 0.7 m, 0.8 m, 0.9 m dan 1 m dari sumber cahaya. Untuk mencari nilai Ia, lampu yang telah dibuat dinyalakan dan dicelupkan ke dalam air, pengukuran dilakukan pada jarak 0 m, 0.1 m, 0.2 m, 0.3 m, 0.4 m, 0.5 m, 0.6 m, 0.7 m, 0.8 m, 0.9 m dan 1 m dari sumber cahaya.
Setelah mendapatkan nilai Iu dan Ia , dilakukan perhitungan menggunakan Persamaan 3 untuk mencari nilai koefisien pemudaran cahaya oleh air laut (k). Melalui perbandingan antara nilai Iu dan Ia, makan akan didapatkan nilai k.
k = - (3)
keterangan
8
Jika nilai k telah didapatkan, dapat ditentukan perkiraan nilai kuat penerangan cahaya lampu ketika lampu dicelupkan pada kedalaman 10 meter dengan menyubstitusikan persamaan 4 dengan persamaan 1.
(4) dengan I adalah nilai kuat penerangan cahaya lampu di udara, Io adalah nilai kuat penerangan sumber cahaya, dan c adalah konsentrasi medium yang diasumsikan konstan, sedangkan k adalah konstanta pelemahan kuat penerangan cahaya.
Melalui perbandingan antara nilai kuat penerangan cahaya lampu maksimal dari lampu celup dalam air dengan nilai kuat penerangan cahaya minimal yang dapat direspon oleh ikan-ikan pelagis kecil, maka dapat ditentukan kedalaman lampu celup dalam air diturunkan untuk mendapatkan hasil tangkap yang optimal. Pengoperasian Lampu Celup Dalam Air pada Proses Penangkapan
Penelitian menggunakan lampu celup dalam air ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi warna lampu celup dalam air terhadap jumlah hasil tangkapan. Ada lima variasi tangkapan yang dilakukan. Pada hari pertama, penangkapan dilakukan tanpa menggunakan tambahan lampu celup dalam air (hanya menggunakan lampu bagan). Hari kedua penangkapan dilakukan dengan menggunakan empat buah lampu D yang berwarna merah, hari ketiga menggunakan lampu C yang berwarna kuning , hari keempat menggunakan lampu B yang berwarna biru, dan hari kelima menggunakan lampu A yang berwarna putih. Dalam satu hari, dilakukan dua kali operasi penangkapan. Data yang diambil adalah banyaknya hasil tangkapan yang diperoleh. Penangkapan dilakukan selama tiga minggu.
9
10
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan dan Pembuatan Lampu Celup Dalam Air
LED yang digunakan adalah jenis super bright. Sebuah rangkaian lampu terbuat dari 8 buah yang diparalelkan empat yang masing-masing paralelnya diserikan dua buah lampu, ditunjukkan oleh Gambar 6. Rangkaian dipasangkan pada sebuah PCB yang telah dipotong dengan ukuran 7x7 cm dengan posisi delapan buah LED dibentuk melingkar, ditambahkan kain reflektor yang berfungsi untuk lebih memfokuskan cahaya yang terpancar. Pada penelitian ini dibuat 16 buah lampu celup dalam air dengan empat warna yang berbeda, yaitu Lampu A yang menghasilkan cahaya putih, Lampu B yang menghasilkan cahaya berwarna biru, Lampu C yang menghasilkan cahaya berwarna kuning, dan Lampu D yang menghasilkan cahaya berwarna merah. Pembuatan lampu celup dalam air ini dibuat tertutup rapat sempurna sehingga tidak dapat ditembus oleh air. Penutupan senter lampu dilakukan dengan menggunakan sebuah pipa paralon berdiameter 7.5 cm yang telah dipotong dengan ukuran panjang 15 cm dengan salah satu sisi ujung paralon tempat keluarnya cahaya ditutup menggunakan mika dan sisi lainnya ditutup menggunakan penutup pipa semipermanen (dop). Penggunaan dop dimaksudkan agar mempermudah pergantian batere ketika senter kehabisan daya. Agar lampu tenggelam dengan posisi mengarah ke bawah, ditambahkan pemberat 2 kg dari besi yang dipasang pada sisi bawah paralon yang ditutup oleh mika. Digunakan tali tambang sepanjang 10 meter dalam proses pengoperasian lampu ini. Tali tambang dikaitkan pada bagian sisi-sisi pemberat. Dengan demikian, lampu celup dalam air dapat berfungsi untuk digunakan dalam operasi penangkapan ikan. Hasil akhir dari pembuatan lampu celup dalam air ditunjukkan oleh Gambar 7.
Lampu ini berfungsi dengan menggunakan sumber daya sebuah batere kotak sembilan volt, lampu memiliki daya tahan lebih panjang yang dapat menyala selama 12 jam karena konsumsi daya LED yang rendah. Penangkapan ikan dengan menggunakan lampu yang terbuat dari LED ini lebih menguntungkan dibanding melakukan penangkapan ikan menggunakan lampu petromaks, lampu merkuri, lampu neon dan lacuba. Lacuba di pasaran berharga mahal dan menggunakan accumulator sebagai sumber daya, sedangkan lampu celup dalam air ini memiliki harga yang murah dan menggunakan sebuah batere sebagai sumber daya.
11
Gambar 7 Hasil pembuatan lampu celup dalam air
Hasil Uji Spektroskopi
Pengujian dilakukan terhadap semua lampu, yaitu lampu A, lampu B, lampu C, dan lampu D. Warna lampu yang digunakan pada lampu celup dalam air ini adalah biru, kuning, dan merah pada lampu B,C dan D, sedangkan sebagai gabungan dari warna-warna monokromatis digunakan lampu putih pada lampu A. Untuk mengetahui panjang gelombang dari masing-masing lampu dilakukan uji spektroskopi menggunakan sumber cahaya dari lampu celup dalam air. Hasil uji spektroskopi pada setiap jenis lampu celup dalam air ditunjukkan oleh Gambar 8, Gambar 9, Gambar 10, dan Gambar 11.
Gambar 8 menunjukkan diagram spektrum yang tampak dari LED berwarna putih.
12
Gambar 9 Diagram spektrum lampu B (biru)
Gambar 10 Diagram spektrum lampu C (kuning)
Gambar 11 Diagram spektrum lampu D (merah)
13
Gambar 12 Diagram sensitivitas mata ikan7
Berdasarkan hasil yang diperoleh, lampu putih mempunyai dua puncak panjang gelombang, yaitu pada 473.18 nm dan 535.43 nm, dengan panjang gelombang yang paling dominan pada lampu ini adalah panjang gelombang biru dan hijau. Hasil yang diperoleh dari pengujian terhadap lampu B, C, dan D adalah terdapat satu puncak panjang gelombang, yaitu 454.33 nm pada Lampu B, 589.46 nm pada lampu C, dan 617.49 nm pada lampu D. Dari nilai panjang gelombang yang diuji, dapat diketahui bahwa lampu B, C, dan D berturut-turut merupakan lampu berwarna biru, kuning, dan merah.
Dari hasil pengujian spektroskopi, dapat dilihat nilai spektrum dari tiap-tiap warna lampu celup dalam air. Dengan menggunakan perbandingan sensitivitas mata ikan pada Gambar 12 terhadap spektrum cahaya lampu pada Gambar 8, Gambar 9, Gambar 10, dan Gambar 11, dapat diketahui jika nilai panjang gelombang yang lebih membuat reaksi fototaksis ikan lebih positif adalah lampu putih dan biru yaitu spektrum yang memiliki panjang gelombang di sekitar 425-550 nm, sedangkan lampu kuning dan merah kurang membuat reaksi fototaksis ikan menjadi lebih positif.
Hasil Uji Kuat Penerangan Cahaya Lampu
Pada penelitian ini, pengujian kuat penerangan cahaya dilakukan dalam dua tahap
,
yaitu mengukur nilai kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air di udara (Iu) dan nilai kuat penerangan cahaya pada lampu celup saat dicelupkan kedalam air (Ia). Pengujian nilai kuat penerangan cahaya lampu dilakukan terhadap
masing-masing warna lampu.
Pengujian dimulai dari pengukuran nilai kuat penerangan cahaya lampu dengan jarak tertentu dari sumber cahaya. Pengukuran nilai kuat penerangan cahaya lampu di udara (Iu) dilakukan di darat dengan jarak alat ukur yaitu dari 0
14
celup dalam air di dalam air laut pada variasi jarak 0 sampai 1 meter dari alat ukur terhadap sumber cahaya. Pengujian dilakukan pada lampu A, lampu B, lampu C, dan lampu D . Hasil dari pengujian kuat penerangan cahaya lampu ditunjukkan oleh Tabel 3.
Hasil pengukuran kuat penerangan cahaya terhadap jarak untuk masing-masing warna lampu mempunyai pola yang hampir sama, dengan penurunan secara eksponensial dimana semakin jauh jaraknya nilai kuat penerangannya semakin berkurang. Pengurangan kuat penerangan akibat absorpsi oleh air laut dari yang paling besar ke yang paling kecil berturut turut adalah warna merah, kuning, biru, dan putih. Pada panjang gelombang monokromatis, warna biru mempunyai panjang gelombang paling pendek sehingga memiliki energi tembus paling besar dibandingkan dengan panjang gelombang warna lainnya, sedangkan lampu putih yang merupakan cahaya polikromatis memiliki nilai energi tembus yang lebih besar dibanding lampu biru, kuning dan merah. Pada pengukuran nilai kuat penerangan cahaya lampu, hasil pengujian menunjukkan bahwa nilai kuat penerangan yang paling besar berturut-turut adalah mulai lampu A, B, C dan D. Hal ini karena panjang gelombang dari suatu sumber cahaya mempengaruhi energi tembus dari cahaya, sehingga semakin besar energi yang terpancar, maka nilai kuat penerangan cahaya juga semakin besar.16 Warna biru memiliki panjang gelombang terpendek, sehingga lampu B memiliki nilai kuat penerangan cahaya yang lebih besar dibandingkan dengan lampu C dan D yang memiliki warna kuning dan merah. Pada lampu A, panjang gelombang yang paling dominan adalah panjang gelombang warna biru dan hijau yang mempengaruhi nilai kuat penerangan dari lampu A yang memiliki warna putih dengan panjang gelombang polikromatis.
Tabel 3 Nilai kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air
Jarak
Iu = Nilai kuat penerangan cahaya lampu di udara Ia = Nilai kuat penerangan cahaya lampu di dalam air Lampu A= Warna putih
15 Tabel 4 Nilai koefisien rata-rata pemudaran cahaya oleh air laut
Lampu A B C D
krata-rata (m-1) 0,1553 0,3654 0,5139 0,8630
Dari kedua variasi pengukuran nilai kuat penerangan yang dilakukan (di udara dan di air), didapat hasil yang menunjukkan bahwa nilai Ia lebih kecil jika
dibandingkan dengan nilai Iu, hal ini terjadi karena ketika lampu berada di dalam
air, ada penyerapan cahaya (absorbsi) di air laut yang disebabkan oleh partikel-partikel dalam air laut. Cahaya yang paling banyak terserap oleh air laut yaitu cahaya dari lampu berwarna merah, sedangkan yang paling sedikit terserap adalah cahaya dari lampu berwarna biru.
Melalui perbandingan antara nilai Iu dan Ia diperoleh nilai koefisien
pemudaran cahaya oleh air laut (k) yang didapatkan dari perhitungan menggunakan persamaan 2. Hasil perhitungan nilai koefisien rata-rata dari pemudaran cahaya oleh air laut ditunjukkan oleh Tabel 4. Data yang digunakan dalam perhitungan yaitu data nilai kuat penerangan pada jarak 0 sampai 1 meter dari dari masing-masing warna lampu. Diperoleh nilai krata-rata adalah sebesar
0.1553 m-1 untuk lampu A, 0.3654 m-1 untuk lampu B, 0.5139 m-1 untuk lampu C, dan 0.5586 m-1 untuk lampu D. Nilai ini menunjukkan bahwa pada lampu A, nilai kuat penerangan cahayanya berkurang 0.1553 lux setiap satu meter perseginya, begitu pula untuk warna cahaya lainnya. Cahaya yang paling sedikit nilai pemudarannya adalah warna putih, sedangkan warna yang paling banyak nilai pemudarannya adalah warna merah. Dengan diketahuinya kisaran data kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air, serta faktor pemudaran cahaya oleh air, melalui perbandingan antar nilai kuat penerangannya maka dapat diketahui jarak lampu celup dalam air terhadap posisi jaring ketika lampu celup dalam air dicelupkan agar dapat mengoptimalkan penangkapan.
Nilai hasil pelemahan kuat penerangan cahaya dari masing-masing cahaya lampu dapat didekati dengan persamaan Beer Lambert, dimana kuat penerangan cahaya berkurang secara eksponensial terhadap jarak,16 dengan menyubtitusikan Iu dari Persamaan 4 ke Persamaan 1 diperoleh:
(5)
Nilai m merupakan konstanta pelemahan cahaya di udara, dan Io merupakan kuat penerangan cahaya yang dihasilkan sumber, dengan menyubtitusikan data hasil penelitian ke Persamaan 5 diperoleh nilai m dan Io. Persamaan 5 dapat digunakan untuk memperkirakan kuat penerangan cahaya lampu pada kedalaman tertentu, sehingga kedalaman minimal untuk mencelupkan lampu dapat ditentukan.
Hasil dari perkiraan nilai kuat penerangan cahaya yang dihitung menggunakan Persamaan 5 ditunjukkan oleh Tabel 5.
16
maksimal berturut-turut pada lampu B, C, dan D adalah 6 meter, 5 meter, dan 5 meter. Dari hasil ini, dapat ditentukan kedalaman minimal lampu dicelupkan dengan membandingkan kedalaman jaring diturunkan dan nilai kuat penerangan cahaya lampu yang digunakan.
Tabel 5 Perkiraan nilai kuat penerangan cahaya lampu celup dalam air
Jarak
Iu= Nilai kust penerangan cahaya lampu di udara
Ia= Nilai kuat penerangan cahaya lampu di dalam air
17
Pengoperasian Lampu Celup Dalam Air
Proses penangkapan dimulai dengan menentukan lokasi penangkapan (fishing ground) kemudian perahu bagan ditarik menggunakan perahu motor kecil menuju fishing ground.
Setting dimulai setelah fishing ground ditentukan, kemudian jangkar diturunkan dan semua ujung jaring diikatkan pada bingkai bagan yang selanjutnya dilakukan penyalaan lampu-lampu bagan. Jaring diturunkan sampai ke dasar perairan di kedalaman 40 meter. Lampu celup dalam air dicelupkan ketika jaring dipastikan telah mencapai dasar perairan. Empat buah lampu celup dalam air dengan warna yang sama ditempatkan pada empat titik pada sekitar lampu fokus pada bagan (Gambar 4) dan diturunkan ke kedalaman 10 meter. Jadi jarak dasar jaring ke sumber lampu 30 meter. Pada setiap satu kali penangkapan digunakan satu jenis warna lampu. Warna-warna lampu yang digunakan yaitu merah, kuning, biru, dan putih. Sebagai pembanding, dilakukan juga penangkapan tanpa tambahan lampu celup dalam air yaitu penangkapan dilakukan hanya menggunakan lampu bagan saja.
Dua sampai tiga jam setelah lampu bagan dinyalakan dilakukan pemadaman lampu bagan dan penurunan lampu celup dalam air. Pemadaman lampu bagan dilakukan secara bertahap untuk menghindari agar ikan tidak kaget dan ikan semakin mendekat ke tengah jaring. Lampu pertama yang dipadamkan adalah lampu yang berada pada bagian pinggir rangka bagan, bersamaan dengan itu lampu fokus dinyalakan dan lampu tiang juga dipadamkan, sementara lampu celup dalam air dinaikkan posisinya. Ketika lampu bagan dimatikan secara bertahap mulai dari bagian luar rangka badan menuju bagian dalam ke arah perahu, lampu celup dalam air juga dinaikkan secara bertahap hingga kedalaman satu meter, sehingga ikan diharapkan semakin terkonsentrasi ke arah perahu.
Proses selanjutnya adalah pengangkatan jaring dan penggiringan ikan ke bagian sisi jaring yang berfungsi sebagai kantong. Jika jaring sudah mencapai permukaan, lampu celup dalam air juga dinaikkan ke atas kapal dan disiapkan untuk penangkapan selanjutnya.
Pengamatan yang dilakukan pada penelitian ini adalah mengamati pengaruh dari penangkapan tanpa menggunakan lampu celup dalam air (hanya menggunakan lampu yang ada pada bagan) dan penangkapan menggunakan tambahan lampu celup dalam air dengan variasinya menggunakan empat buah lampu dari masing-masing warna, terhadap jumlah hasil tangkapan bagan apung.
Penangkapan dilakukan selama 15 hari dan dioperasikan setiap malam hari. Hari penangkapan ditentukan berdasarkan ada atau tidaknya bulan purnama saat malam hari, hal ini dikarenakan kondisi yang semakin gelap akan meningkatkan kinerja dari lampu-lampu yang digunakan sebagai alat bantu penangkapan pada bagan. Pada penelitian ini, selain lampu bagan, digunakan lampu celup dalam air sebagai alat bantu penangkapan.
Penggunaan lampu celup dalam air dilakukan dalam tiga kali pengulangan. Setiap pengulangan dilakukan selama lima hari dalam satu minggu. Banyaknya hasil tangkapan dan jenis-jenis tangkapan menjadi fokus utama dalam penelitian ini. Hasil dan jenis-jenis tangkapan dapat dilihat pada Tabel 5.
18
dalam air C dan D memiliki jumlah yang hampir sama dengan penangkapan tanpa menggunakan lampu celup dalam air. Hasil tangkapan dari lampu C dan D tidak terdapat perbedaan yang signifikan dibanding penangkapan tanpa menggunakan lampu celup dalam air, namun hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa penangkapan dengan menggunakan lampu C dan D lebih banyak menarik ikan teri. Jika menggunakan lampu A dan B, hasil tangkapan yang diperoleh meningkat secara signifikan dibanding penggunaan lampu C dan D, hasil yang diperoleh juga menunjukkan bahwa penggunaan lampu A dan B lebih banyak menarik jenis ikan kembung. Dari keempat warna lampu yang digunakan, penangkapan dengan menggunakan lampu A dan B dapat memperoleh jumlah hasil tangkapan yang lebih banyak dibanding menggunakan lampu berwarna C dan D, ataupun tidak menggunakan lampu celup dalam air. Penyerapan cahaya putih dan biru oleh air laut lebih kecil sehingga kuat penerangannya berkurang lebih kecil dibanding kuat penerangan dari cahaya kuning dan merah. Menurut Martua3 kuat penerangan cahaya yang tinggi meningkatkan reaksi fototaksis positif pada ikan, sehingga cahaya dari lampu A dan B lebih meningkatkan reaksi fototaksis positif pada ikan. Pada penelitian ini, hasil tangkapan bagan difokuskan pada penangkapan ikan teri, ikan kembung, dan cumi-cumi, selain hasil tangkapan tersebut, terdapat tangkapan lainnya seperti udang, ikan terbang, rajungan, ikan kakap, dan sebagainya, namun hasil tangkapan ini bukan merupakan tangkapan utama dari bagan atau biasa disebut by-catch. 17
20
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Lampu celup dalam air ini bekerja sebagai alat bantu untuk mengumpulkan ikan pada operasi penangkapan bagan apung. Lampu ini bekerja dengan cara dicelupkan ke dalam air pada kedalaman yang disesuaikan kondisi perairan dan jaring penangkapan. Ada empat warna yang digunakan pada pembuatan lampu celup dalam air ini, yaitu putih, biru, kuning, dan merah. Nilai absorbansi dari cahaya merah dan kuning sangat besar, sehingga nilai kuat penerangan cahayanya lebih kecil dibandingkan dengan nilai kuat penerangan cahaya pada cahaya biru dan putih dengan nilai kuat penerangan mulai dari yang terbesar berturut-turut adalah putih, biru, kuning, dan merah.
Hasil tangkapan yang diperoleh dengan bantuan lampu A yang berwarna putih dan lampu B yang berwarna biru lebih banyak dibanding dengan hasil tangkapan yang diperoleh dengan lampu C yang berwarna kuning dan lampu D yang berwarna merah, hal ini karena cahaya kuning dan merah diserap lebih banyak oleh air laut.
Dengan diketahui nilai koefisien pemudaran cahaya oleh air, dapat ditentukan perkiraan nilai kuat penerangan cahaya pada lampu celup dalam air. Hasil dari perkiraan pada lampu A, kuat penerangan cahaya minimal untuk menarik ikan pelagis kecil dipenuhi pada jarak maksimal 7 meter dari sumber cahaya, sedangkan jarak maksimal berturut-turut pada lampu B, C, dan D adalah 6 meter, 5 meter, dan 5 meter dengan membandingkan kuat penerangan minimal ikan pelagis kecil merespon cahaya pada kuat penerangan 0.001 lux. Dari hasil ini, dapat ditentukan kedalaman minimal lampu dicelupkan dengan membandingkan kedalaman jaring diturunkan untuk mendapatkan hasil tangkapan yang maksimal.
Pada penggunaan lampu celup dalam air ini, semakin tinggi kuat penerangan cahaya dan semakin rendah panjang gelombang cahaya, maka semakin banyak ikan yang tertarik ke arah sumber cahaya sehingga meningkatkan hasil tangkapan.
Saran
21
DAFTAR PUSTAKA
1. Subani, W., Barus, H.R. Alat penangkapan ikan dan udang di Indonesia. Jurnal Penelitian Perikanan Laut. Nomor 50 Tahun 1988/1999. Edisi Khusus. Jakarta: Balai Penelitian Perikanan Laut, Badan Penelitian Perikanan Laut, Departemen Pertanian. 1989.
2. Subani, W. Penggunaan cahaya sebagai alat bantu penangkapan ikan. [Disertasi]. Jakarta: Balai Penelitian Perikanan Laut. 1983.
3. Sihombing, Martua Edison. Pengaruh intensitas cahaya lampu bawah air dengan senter light emitting diode pada reaksi fototaksis ikan di Perairan Kepulauan Seribu [Skripsi]. Bogor: Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 2012. 4. Von Brandt, A. Fishing Catching Method of The World. Fishing News
(Books) Ltd: Germany. 1984.
5. Sudirman. Teknik Penangkapan Ikan. Jakarta: Balai Penelitian Perikanan Laut. 2004.
6. Woodhead, P.M.J. The Behavior of Fish Relation to The Light in The Sea. Oceanografy Marine Biology: Horald Barnes Edition. 1966.
7. Ben Yami, M. Fishing with Light. Fishing News (Books) Ltd: England. 1976.
8. Laevastu, T. dan M. L. Hayes. Fisheries Oceanography and Ecology. Fishing News (Books) Ltd: Farnham. 1991.
9. Effendi M. Biologi Perikanan. Yogyakarta: Yayasan Pustaka Nusantara. 1997.
10.Gunarso, W. Tingkah Laku Ikan Dalam Hubungannya dengan Alat, Metoda, dan Taktik Penangkapan. Bogor: Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. 1988
11.Wanibesak, E. Spektrofotometri sinar tampak. [internet]. [diacu 8 September 2013]. Tersedia dari : http://wanibesak.wordpress.com /2011/02/21/Spektrofotometri-sinar-tampak-visible. 2011.
12.Fujaya. Fisiologi ikan. Dasar Pengembangan Teknologi Perikanan. Jakarta: PT. Rineksa Cipta. 2004.
13.Tooley, Mike. Electronic Circuits : Fundamentals and Applications. Newcastle: Routledge. 2006.
14.Puguh. 2011. Light emitting diode. [internet] . [diacu 8 September 2013]. Tersedia dari : http://rasapas.wordpress.com/2011/03/04/8
15.Caprette DR. Experimental bioscience. [internet]. [diacu 8 September 2013]. Tersedia dari: http://www.ruf.rice.edu/~bioslabs/ methods/protein/spectrophotometer.html. 2005.
22
17.Ismajaya. Hubungan suhu permukaan air dengan daerah penangkapan ikan tongkol di Perairan Teluk Palabuhanratu, Jawa Barat [skripsi]. Bogor: Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. 2007.
24
Lampiran 2 Tabel jadwal kegiatan penelitian
Kegiatan
Penelitian Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Penelaahan
Lampiran 3 Hasil perhitungan koefisien pemudaran cahaya oleh air laut (k)
Jarak
k = Nilai koefisien pemudaran cahaya oleh air laut Lampu A= Warna putih
26
RIWAYAT HIDUP
