LAPORAN PRAKTIKUM
AKUSTIK KELAUTAN
“PENGERTIAN DASAR DAN CARA KERJA METODE AKUSTIK”
OLEH :
NAMA:
JUAINI ANGGRAINI AHSYUTANI
NIM : 08111005006
KELOMPOK : III (TIGA) B
PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SRIWIJAYA
I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Akustik adalah teori tentang gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium. Akustik kelautan yang dalam bahasa inggrisnya disebut “marine acoustic” adalah teori tentang perambatan gelombang suara dan perambatannya dalam medium air laut. Akustik merupakan teori yang membahas tentang gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium. Sedangkan akustik kelautan adalah teori yang membahas tentang gelombang suara dan perambantannya dalam suatu medium air laut. Akustik kelautan merupakan satu bidang kelautan yang umendeteksi target di kolom perairan dan dasar perairan dengan menggunakan suara sebagai mediannya (FAO, 1984).
Akustik merupakan ilmu yang membahas tentang gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium. Jadi, akustik kelautan adalah ilmu yang mempelajari tentang gelombang suara dan penjalarannya (perambatannya) dalam medium air laut (terjadi di kolom air). Akustik kelautan merupakan suatu bidang kelautan untuk mendeteksi target di kolom perairan dan dasar peairan menggunakan gelombang suara. Dengan pengaplikasian akustik kelautan akan mempermudah peneliti untuk mengetahui objek yang ada di kolom perairan dan dasar perairan baik berupa plankton, ikan, kandungan substrat dan adanya kapal kandas (McLennan dan Simmonds, 1992).
Studi kelautan dengan menggunakan akustik sangat membantu peneliti untuk mengetahui objek yang berada di kolom dan dasar perairan. Teknologi dalam bidang kelautan dapat digunakan untuk memudahkan manusia dalam mengeksplorasi sumber daya kelautan selain itu dengan adanya teknologi dapat menentukan keselamatan dan kewaspadaan terhadap kondisi perairan laut yang bisa ditentukan secara pasti. Penggunaan teknologi juga membantu para peneliti untuk menentukan parameter, dan objek dengan lebih tepat (Tim penyusun, 2013).
sering disebut “quick assesment method ”,memungkinkan memperoleh dan memproses data secara realtime , akurasi dan ketepatan (accuracy and precision), dilakukandengan jarak jauh ( remote sensing) tanpa perlu adanya kontaklangsung dengan objek. Teknologi Hidroakustik dapatdimanfaatkan untuk mengetahui sebaran ikan yang ada diperairan baik dekat permukaan ( surface), kolom perairan( pelagic ), maupun dekat dasar (bottom ) (FAO, 1984).
Teknologi akustik merupakan salah satu metode yangsangat efektif dan berguna untuk eksplorasi dasar laut.Pengambilan data dasar perairan seringkali memiliki kendala,misalnya dengan metode grab , yang hanya dapat digunakanpada wilayah kedalaman yang terbatas dengan waktu yang tidaksingkat. Dengan menggunakan metode hidroakustik,pengambilan data atau informasi tentang dasar perairan menjadilebih mudah. Dengan metode ini kita dapat mengetahui tipedasar dari suatu perairan dengan menggunakan nilai Backscattering volume dasar perairan/substrat (Burczynski,1982).
Hidroakustik dapat digunakan untuk mendeteksi kedalaman perairan (batimetri), keberadaan, distribusi, ukuran ataupun tingkah laku dari hewan dan tumbuhan bawah air. Hidroakustik meliputi akustik pasif ( mendengarkan gelombang suara yang datang) dan aktif akustik yang dapat membuat dan menerima gelombang suara, sering juga disebutechosounder. Hidroakustik merupakan suatu cabang ilmu yang paling baik dalam penelitian (studi) perikanan. Pada dasarnya pemantauan hidroakustik didasarkan pada prinsip yang sederhana. Gelombang suara akustik dipancarkan melalui sebuah alat yang menghasilkan energi akustik (suara) pada kolom perairan (McLennan dan Simmonds, 1992).
1.2 Tujuan
1. Mengetahui berbagai ruang lingkup dan keunggulan dan metode akustik. 2. Mengenal komponen-komponen utama echosounder.
3. Mengetahui bagaimana prinsip dasar kerja dari echosounder.
1.3 Manfaat
1. Mahasiswa mampu mengetahui prinsip kerja echosounder 2. Mahasiswa mampu mengoperasikan echosounder
II TINJAUAN PUSTAKA
Metode akustik adalah teori tentang gelombang suara danperambatannya di suatu medium dalam hal ini mediumnyaadalah air. Akustik kelautan merupakan proses pembentukangelombang (pulsa) suara dan sifat-sifat perambatannya sertaproses-proses selanjutnya yang dibatasi oleh air. Prinsip kerja metode hidroakustik. Instrumen akustik perikanan yang disebut echosounder merupakan instrumen yang memancarkan dan membangkitkangelombang suara pada frekuensi tertentu ke kolom perairan.Gelombang suara tersebut melintasi air hingga membenturobyek baik di kolom air maupun dasar laut kemudian gelombang suara tersebut dipantulkan kembali untuk diterima oleh echosounder (FAO, 1984).
Metode akustik yang digunakan untuk memperoleh datakelimpahan ikan dapat menggunakan metode dasar berupa echocounting dan echo integration. Echo counting dapat menghitungdensitas ikan pada saat volume yang disampling rendah, dimananilai echo dari ikan tunggal dapat dengan mudah dipisahkan dandihitung satu persatu. Metode echo counting jarang digunakandalam menduga kelimpahan ikan yang bergerombol. Hal inidisebabkan karena densitas ikan tidak homogen dan padaumumnya tinggi, sehingga akan menyebabkan terjadinya overlap dari echo ikan. Echo dari ikan yang berada di dasarperairan memiliki sinyal yang lebih kuat dibandingkan denganikan yang berada di seabed (MacLennan dan Simmonds, 1992).
Pendugaan survei akustik terhadap sekelompok ikan,biasanya didasarkan pada asumsi mengenai intensitas nilai total echo dari sekelompok target sama ke perhitungan
Prinsip kerjanya yaitu: pada transmiter terdapat tranduser yang berfungsi untuk merubah energi listrik menjadi suara. Kemudian suara yang dihasilkan dipancarkan dengan frekuensi tertentu. Suara ini dipancarkan melalui medium air yang mempunyai kecepatan rambat sebesar, v=1500 m/s. Ketika suara ini mengenai objek, misalnya ikan maka suara ini akan dipantulkan. Sesuai dengan sifat gelombang yaitu gelombang ketika mengenai suatu penghalang dapat dipantulkan, diserap dan dibiaskan, maka hal yang sama pun terjadi pada gelombang ini (McLennan dan Simmonds, 1992).
Echo-sounder atau fish finder sebagai alat bantu dalam operasi penangkapan ikan merupakan alat pengindraan jarak jauh dengan prinsip kerja menggunakan metode akustik yaitu sistem sinyal yang berupa gelombang suara. Sinyal yang dipancarkan kedalam laut secara vertikal setelah mengenai obyek, pantulan sinyal diterima kembali kemudian diolah sehingga menghasilkan keterangan tentang kedalaman laut, kotur dan tekstur dasatr laut dan posisi dari gerombolan ikan. Echo-sounder menggunakan suara yang tidak dapat didengar oleh ikan sehingga ikan tidak terkejut dan lari pada saat echo-sounder dioperasikan. Suara yang digunakan mempunyai frekuensi lebih besar dari 14KHz yang biasanya disebut gelombang ultrasonik (Burczynski dan Ben-yami, 1985).
Awalnya echosounder hanya digunakan untuk mendeteksi jarak antara sumber suara dikapal dengan sumber pantulan yaitu dasar laut atau mengukur kedalaman dasar laut, namun dengan perkembangan teknologi serta pesatnya penyebarannya hingga dikenal di dunia perikanan tangkap.Echo-sounder dapat memberikan informasi kedalaman dasar perairan dan gerombolan ikan yang diperlukan bagi nelayan, nelayan dapat memperkirakan alat tangkapnnya sesuai atau tidak untuk dioperasikan pada kedalaman yang terdeteksi, seperti misalnya alat tangkap rawai dasar dan pancing ulur untuk ikan dasar, panjang tali yang mesti disediakan. Juga untuk bubu yang berangkai atau tunggal terhadap pada panjang tali pelampungnya, pukat udang, Purse seine dan gill net juga haurs disesuaikan dengan kedalaman dasar perairan, informasi kedalaman gerombolan ikan sangat penting, karena keberhasilan penangkapan dengan alat tangkap ini tergantung pada lebar jaring yang digunakan untuk menghadang gerombolan ikan (FAO, 1984).
merupakan sumber dari reflected sound wave , jadi output dari integrasi akanproporsional dengan kuantitas ikan dalam kelompok. Kelimpahan ikan yag bergerombol dapat dihitung dengan menggunakan echo integrator, dimana total biomassa dari ikan tunggal danganda dapat dipisahkan, sehingga kemungkinan terjadinya overlap akan semakin rendah. Pada dasarnya echo integrator berguna untuk mengubah energi total dari echo ikan menjadidensitas ikan dalam ikan/m3 atau kg/m3 (MacLennan danSimmonds, 1992).
Treshold (ambang batas) merupakan limit sinyal level ataunilai yang membatasi suatu sinyal input yang akan diproses,sehingga sinyal lain yang diluar dari limit tersebut akandihilangkan. Salah satu fungsi treshold yaitu dapat mengurangi noise ketika pemrosesan data dan hanya memproses data yangberada dalam limit. Pemilihan limit dari treshold disesuaikandengan tujuan pemrosesan data sehingga output dari data yangdiproses sesuai yang diinginkan.Pada dasarnya ambang sinyal diterapkan untuk menghapussuara atau sinyal yang tidak diinginkan dari sinyal yangdihasilkan oleh echosounder, baik itu kebisingan yang berasaldari listrik di peralatan, akustik gaung atau gema gabungan darinon target spescies plankton misalnya dalam kasus survei ikan.Apapun sumber, mengaburkan suara gema yang lebih kecildengan ukuran keinginan. Ketika sebuah sinyal threshold diterapkan, setiap gema lebih kecil daripada ambang batas jugadiabaikan. Bias tergantung pada rasio amplitudo sinyal dan noise (SNR) (Burczynski,1982).
Suatu sistem akustik adalah satu proses yang tidak bisa dipisah-pisahkan, bekerjanya suatu komponen sistem akustik tergantung dari bekerjanya komponen lain. Saat time base memicu transmitter untuk memancarkan sinyal listrik ke transducer, maka segeralah transmitter bekerja. Kemudian transducer mengubah sinyal listrik menjadi gelombang suara dan dipancarkan ke dalam air. Echo dari target segera diterima bagian receiver transducer dan diubah kembali menjadi sinyal listrik. Kekuatan echo dari target ini kemudian diterjemahkan ke dalam bentuk echogram untuk dianalisa lebih lanjut. Satu siklus tadi sudah merupakan satu sistem akustik. Jenis dari sistem akustik dibedakan berdasarkan perbedan dari beam yang dipancarkan transducer. Sistem akustik tersebut diantaranya adalah sistem single beam, dual beam, split beam, dan quasi ideal beam (Tim Penyusun, 2013).
Perbedaan single beam, dual beam dan split beam akustik: Single beam system (sistem bim tunggal) merupakan alat akustik yang sangat sederhana, di mana alat ini belum dilengkapi program pengolahan data dan umumnya hanya digunakan sebagai fish finder karena belum bersifat kuantitatif (belum dapat untuk mendapatkan informasi mengenai stok ikan disuatu daerah). Target yang terdeteksi dengan alat ini juga belum dapat diketahui letak/posisinya. Dual beam system (sistem bim ganda) merupakan sistem beam ganda merupakan modifikasi alat akustik single beam. Alat ini memiliki dua beam yaitu beam sempit dan beam lembar. Adanya dua beam ini maka alat ini mampu mengeliminir beam pattern sehingga alat ini dapat digunakan untuk menghitung kelimpahan ikan di suatu areal perairan tertentu. Alat ini juga sudah dilengkapi dengan program pengolahan data namun masih sangat sederhana (MacLennan danSimmonds, 1992).
echo yang berasal dari target di dalam beam (I luar beam = 0) (MacLennan dan Simmonds, 1992).
Awalnya echosounder hanya digunakan untuk mendeteksi jarak antara sumber suara dikapal dengan sumber pantulan yaitu dasar laut atau mengukur kedalaman dasar laut, namun dengan perkembangan teknologi serta pesatnya penyebarannya hingga dikenal di dunia perikanan tangkap.Echo-sounder dapat memberikan informasi kedalaman dasar perairan dan gerombolan ikan yang diperlukan bagi nelayan, nelayan dapat memperkirakan alat tangkapnnya sesuai atau tidak untuk dioperasikan pada kedalaman yang terdeteksi, seperti misalnya alat tangkap rawai dasar dan pancing ulur untuk ikan dasar, panjang tali yang mesti disediakan. Juga untuk bubu yang berangkai atau tunggal terhadap pada panjang tali pelampungnya, pukat udang, Purse seine dan gill net juga haurs disesuaikan dengan kedalaman dasar perairan, informasi kedalaman gerombolan ikan sangat penting, karena keberhasilan penangkapan dengan alat tangkap ini tergantung pada lebar jaring yang digunakan untuk menghadang gerombolan ikan (Johannesson dan Mitson,1983).
III METODOLOGI
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum ini dengan judul “Pengertian Dasar dan Cara Kerja Metode Akustik” dilaksanakan pada tanggal 16 September 2014 pukul 13.00 WIB di ruang belajar Program Studi Ilmu Kelautan. Universitas Sriwijaya, Inderalaya.
3.2 Alat dan Bahan 1. Alat tulis
2. Laptop/komputer 3.3 Prosedur Kerja
IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Akustik merupakan ilmu yang mempelajari tentang gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium. Prinsip dari pengoperasian alat akustik adalah dengan gelombang suara yang ditransmisikan ke kolom perairan dalam bentuk pulsa yang nantinya akan mengenai target kemudian dilakukan analisa terhadap pantulan yang diberikan oleh target. Prinsip dari pengoperasian metode hidroakustik (Gambar 2) adalah dimulai dari timer yang berfungsi sebagai penanda pulsa listrik untuk mengaktifkan pemancaran pulsa yang akan dipancarkan oleh transmitter melalui transducer. Transducer berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi suara ketika suara akan dipancarkan ke medium. Gelombang akustik yang merambat di kolom perairan akan mengenai target seperti ikan atau dasar perairan dimana gelombang akustik ini akan dipantulkan kembali dalam bentuk echo dan akan diterima oleh transducer dan mengubahnya menjadi energi listrik dan diteruskan ke receiver amplifier yang berfungsi untuk menguatkan sinyal listrik sebelum diteruskan ke unit peraga untuk ditampilkan dalam bentuk echogram (MacLennan dan Simmonds, 2005).
Akustik kelautan
merupakan bagian dari
instrumentasi kelautan yang digunakan untuk mendeteksi benda, biota laut, ataupun lapisan sedimen yang berada di dasar lautan yang secara umum terbagi dalam sistem SONAR dan ECHOSOUNDER. Sistem Sonar memancarkan gelombang suara secara horizontal sehingga dapat mendeteksi misalnya benda-benda yang berada di depan kapal ataupun di belakang kapal. sedangkan Echosounder memancarkan
sehingga dalam aplikasinya sering digunakan untuk mendeteksi keberadaan ikan atau benda-benda yang berada di bawah kapal (MacLennan dan Simmonds, 1992)
SONAR (Sound Navigation and Ranging) merupakan sistem instrumen yang digunakan untuk mendapatkan informasi tentang obyek-obyek bawah air. Sistem SONAR ini terdiri dari dua bagian yaitu sistem sonar aktif yang melakukan proses pemancaran dan penerimaan sinyal suara dan sistem sonar pasif yang digunakan untuk menerima sinyal-sinyal suara yang dihasilkan oleh obyek-obyek bawah air. Sistem SONAR diklasifikasikan menjadi dua sistem pancar, yaitu echosounder dengan arah pancaran gelombang suara secara vertikal dan sonar dengan arah pancaran gelombang suara secara horizontal (Scalabrin dan Masse, 1993).
Secara prinsip sistem SONAR ini terdiri dari empat komponen utama, yaitu transmitter berfungsi untuk mengirim pulsa ke dalam medium perairan, receiver berfungsi untuk menerima pulsa dari obyek berupa echo, transducer berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi gelombang suara dan sebaliknya dan display recoder berfungsi untuk mencatat hasil echo. Selain komponen tersebut juga terdapat time base yang digunakan untuk mengaktifkan pulsa (MacLennan dan Simmonds, 1992).
Sistem SONAR diklasifikasikan menjadi dua sistem pancar, yaitu echosounder dengan arah pancaran gelombang suara secara vertikal dan sonar dengan arah pancaran gelombang suara secara horizontal. Secara prinsip sistem SONAR ini terdiri dari empat komponen utama, yaitu transmitter berfungsi untuk mengirim pulsa ke dalam medium perairan, receiver berfungsi untuk menerima pulsa dari obyek berupa echo, transducer berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi gelombang suara dan sebaliknya dan display recoder berfungsi untuk mencatat hasil echo. Selain komponen tersebut juga terdapat time base yang digunakan untuk mengaktifkan pulsa (MacLennan dan Simmonds, 1992).
dapat diukur oleh sensitivitas yang selanjutnya dikirimkan ke bagian display/recoder. Waktu yang diperlukan saat 1sinyal dipancarkan sampai diterima kembali oleh transducer adalah sebanding dengan jarak antara target dengan transducer. Display yang umum digunakan suatu echosounder adalah recording echosounder dengan kertas pencatat baik moist paper atau dry paper dan colour echosounder dengan tampilan yang lebih menarik. Sistem hidroakustik dibedakan beberapa jenis berdasarkan transducer yang digunakan serta perbedaan beam yang dihasilkan, yaitu single beam acoustic system, dual beam acoustic system, split beam acoustic system dan quasi ideal beam acoustic system. (MacLennan dan Simmonds, 1992).
Split beam acoustic system merupakan metode baru yang dikembangkan untuk memperbaiki kelemahan-kelemahan dari metode hidroakustik sebelumnya seperti single beam acoustik system dan dual beam acoustic system. Metode ini ini menggunakan receiving transducer yang dibagi menjadi empat kuadaran, yaitu fore (haluan kapal), aft (buritan kapal), port (lambung kiri kapal) dan starboard (lambung kanan kapal). Arah target pada split beam acoustic systemditentukan dengan cara membandingkan sinyal yang diterima oleh setiap kuadran 11(MacLennan dan Simonds, 2005). Split beam acoustik system terdiri dari tiga komponen utama, yaitu transducer yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi suara dan sebaliknya, transceiver yang terdiri dari unit transmitterdan receiver dilengkapi dengan sarana penghubung pararel input-output yang terhubung dengan bagian luar echosounder, dan bagian display mempunyai resolusi warna yang tinggi berfungsi untuk menampilkan echogram secara real time dan sebagai pengontrol dalam pengoperasian echosounder.
dengan (b+d). Sudut Ф di dalam bidang tegak lurus untuk yang pertama dibedahkan oleh perbedaan fase antara (a+b) dan (c+d), dimana kedua sudut mendapatkan arah target yang spesifik. Target strength (TS) diestimasi dari sentifitas transducer dalam arah yang relevan (beam pattern) yang diperoleh dengan cara kalibrasi (Johannesson dan Mitson,1983).
Fungsi Echosounder adalah mengukur kedalaman air dengan mengirimkan tekanan gelombang dari permukaan ke dasar air dan dicatat waktunya sampai echo kembali dari dasar air. Adapun kegunaan dasar dari echosounder yaitu menentukan kedalaman suatu perairan dengan mengirimkan tekanan gelombang dari permukaan ke dasar air dan dicatat waktunya sampai echo kembali dari dasar air. Data tampilan juga dapat dikombinasikan dengan koordinat global berdasarkan sinyal dari satelit GPS yang ada dengan memasang antena GPS (jika fitur GPS pada echosounder ada) (FAO, 1984).
Menurut Johannesson dan Mitson (1983) mengungkapkan bahwa alat berbentuk monitor yang digunakan untuk mencari lokasi ikan. Depth sounder ini terdiri dari tranducer yang berfungsi sebagai sensor dan monitor yang berguna untuk menampilkan hasil gambar. Transducer ini terletak dibawah kapal, baik ditengah-tengah maupun dibelakang, dan berfungsi untuk mengirimkan signal-signal senensor ke bawah laut. Signal-signal tersebut akan memantul kembali setelah mencapai dasar dan kemudian signal tersebut akan kembali ditangkap oleh transducer utuk seterusnya di interpretasikan di komputer. Berdasarkan jarak jelajah signal dari transducer, maka komputer dapat mengetahui jarak kedalaman, jenis struktur dasar dan benda-benda yang melayang ditengah-tengah (ikan, dsb). Beberapa buah depth sounder atau fish finder yang cukup populer adalah JRC, Humminbird, Eagle, dsb.
waktu tempuh dari pulsa tersebut sejak dipancarkan sampai diterima kembali oleh alat serta dihitung berapa amplitudo yang kembali. Akustik aktif memakai prinsip dasar SONAR untuk pengukuran bawah air (Johannesson dan Mitson,1983).
Metode akustik merupakan proses-proses pendeteksian target di laut dengan mempertimbangkan proses-proses perambatan suara, karakter suara (frekuensi, intensitas, pulsa), faktor lingkungan atau medium, kondisi target, dan lain-lain. Dengan mempertimbangkan faktor-faktor di atas, maka hidroakustik didasarkan pada prinsip yang sederhana, dimana transmitter yang menghasilkan listrik dengan frekuensi tertentu disalurkan ke transducer yang akan mengubah energi listrik à energi suara (gelombang suara) dan kemudian akan dipancarkan ke kolom perairan. Gelombang suara yang dipancarkan ke kolom perairan akan mengenai objek target, kemudian gelombang suara akan dipantulkan kembali oleh objek dalam bentuk echo, echo akan diterima oleh transducer. Echo tersebut akan diubah menjadi energi listrik lalu diteruskan ke receiver. (Johannesson dan Mitson,1983).
KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Salah satu keunggulan dari metode akustik adalah memungkinkan memperoleh dan
memproses data secara real time.
2. Komponen utama echosounder adalah Transmitter, Transducer, Receiver, Display/recorder
3. Fungsi Echosounder adalah mengukur kedalaman air dengan mengirimkan tekanan gelombang dari permukaan ke dasar air dan dicatat waktunya sampai echo kembali dari dasar air.
4. Akustik dapat diklasifikasikan menjadi 2, yaitu: akustik pasif dan akustik aktif.
DAFTAR PUSTAKA
Burczynski, JJ. 1982. Introduction to the Use of Sonar System for estimating Fish Biomass. FAO. Fisheries Technical Paper No.191 Revision 1
FAO.Fisheries Technical Paper. Roma.Kloser, R. J., Bax, N. J., Ryan, T., Williams, A. dan Baker, B. A.(2001). Remote sensing of seabed types in the AustralianSouth East Fishery – development and application of normalincident acoustic techniques and associated ground truthing.
Johannesson dan Mitson,1983. Canstationary bottom split-beam hydroacoustics be used tomeasure fish swimming speed in situ?. Fisheries Research(45): 31-41p. MacLennan dan Simmonds, 1992. Gradistat: A Grain SizeDistribution and Statistics
Package for The Analysis of Unconsolidated Sediments. Royal Holloway University of London.
