METODE PENENTUAN ARAH KIBLAT DENGAN TEODOLIT (Pendekatan Sistem Koordinat Geografik dan Ellipsoid) Oleh : Akhmad Syaikhu
A. PERSIAPAN Untuk melakukan pengukuran arah kiblat suatu tempat atau kota dengan alat teodolit dan data astronomis “Ephemeris Hisab Rukyat”, maka yang dilakukan terlebih dahulu adalah: a. Menentukan kota yang akan diukur arah kiblatnya b. Menyiapkan data Lintang Tempat () dan Bujur Tempat (). b. Melakukan perhitungan arah kiblat untuk tempat yang bersangkutan Data arah kiblat hendaklah diukur dari titik Utara ke Barat (U-B). c. Menyiapkan data astronomis “Ephemeris Hisab Rukyat” pada hari atau tanggal pengukuran. d. Membawa jam penunjuk waktu yang akurat e. Menyiapkan teodolit B. PELAKSANAAN Setelah segala sesuatu yang diperlukan seperti di atas sudah tersedia maka pengukuran arah kiblat dengan teodolit dilakukan dengan langkahlangkah sebagai berikut : a. Pasang teodolit pada penyangganya b. Periksa waterpass yang ada padanya agar teodolit benar-benar datar c. Berilah tanda atau titik pada tempat berdirinya teodolit (misalnya T) d. Bidiklah matahari dengan teodolit
PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit
Page 1
e. Kuncilah teodolit (dengan skrup horizontal clamp dikencangkan) agar tidak bergerak. f. Tekan
tombol
“0-Set”
pada
teodolit,
agar
angka
pada
layar
(HA=Horisontal Angle) menunjukkan 0 (nol). g. Mencatat waktu ketika membidik matahari tersebut jam berapa (W). Akan lebih baik dan memudahkan perhitungan selanjutnya apabila pembidikan matahari dilakukan tepat jam. (misalnya 09.00 WIB tepat). h. Mengkonversi waktu yang dipakai dengan GMT (misalnya WIB dikurangi 7 jam, WITA dikurangi 8 Jam dan WIT dikurangi 9). i. Melacak nilai Deklinasi Matahari () pada waktu hasil konversi tersebut (GMT) dan nilai equation of time (e) saat Matahari berkulminasi (misalnya pada jam 5 GMT) dari Ephemeris. j. Menghitung waktu Meridian Pass (MP) pada hari itu dengan rumus: MP = ((105 - e
k. Menghitung sudut waktu (t0) dengan rumus: t0 = (MP - Wx
l. Menghitung Azimuth Matahari (A0) dengan rumus: Cotg A0 = [((cos tan sin t0(sin tan t0)]
m. Arah Kiblat (AK) dengan teodolit adalah: 1) Jika deklinasi matahari () positif (+) dan pembidikan dilakukan sebelum Matahari berkulminasi maka AK = 360 – A0 – Q. 2) Jika deklinasi matahari () positif (+) dan pembidikan dilakukan sesudah Matahari berkulminasi maka AK = A0 – Q. 3) Jika deklinasi matahari () negatif (-) dan pembidikan dilakukan sebelum Matahari berkulminasi maka AK = 360 – (180-A0) – Q. 4) Jika deklinasi matahari () negatif (-) dan pembidikan dilakukan sesudah Matahari berkulminasi maka AK = 180 – A0 – Q. n. Bukalah kunci horizontal tadi (kendurkan skrup horizontal clamp)
PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit
Page 2
o. Putar teodolit sedemikian rupa hingga layar teodolit menampilkan angka senilai hasil perhitungan AK tersebut. Apabila teodolit diputar ke kanan (searah) jarum jam) maka angkanya semakin membesar (bertambah). Sebaliknya jika teodolit diputar ke kiri (anti jarum jam) maka angkanya semakin mengecil (berkurang). p. Turunkan sasaran teodolit sampai menyentuh tanah pada jarak sekitar 5 meter dari teodolit. Kemudian berilah tanda atau titik pada sasaran itu (misalnya titik Q). q. Hubungkan antara titik sasaran (Q) tersebut dengan tempat berdirinya Teodolit (T) dengan garis lurus atau benang. r. Garis atau benang itulah arah kiblat untuk tempat bersangkutan. C. CONTOH PERHITUNGAN ARAH KIBLAT SEMARANG 1. Pendekatan Sistem Koordinat Geodetik/Geografis a. Menentukan arah kiblat Semarang (Q) 1) Identifikasi data a) Kakbah
b) Semarang
Lintang
: 21° 25’ 25” (LU)
Bujur
: 39° 49’ 39” (BT)
Lintang ()
: -07° (LS)
Bujur ()
: 110° 24’ (BT)
c) Unsur-unsur (1) Nilai a
= 90° – (-07°)
= 97°
(2) Nilai b
= 90° - 21° 25’ 25”
= 68° 34’ 35”
(3) Nilai C
= 110° 24’ - 39° 49’ 39”
= 70° 34’ 21”
2) Perhitungan Cotan B = sin a cotan b : sin C – coa a cotan C = sin 97° x cotan 68° 34’ 35” : sin 70° 34’ 21” – Cos 97° x cotan 70° 34’ 21” B = 65° 29’ 23.18”
PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit
Page 3
3) Kesimpulan Dari perhitungan yang telah dilakukan di atas, diketahui bahwa arah kiblat kota Semarang (Q) adalah 65° 29’ 23.18” dari titik Utara (sejati) ke arah Barat atau 24° 30’ 36.82” dari titik Barat ke arah Utara. b. Pengukuran Arah Kiblat dengan Teodolit 1) Identifikasi Data yang Diketahui a) Lokasi yang diukur
: Semarang
b) Lintang Tempat () : -07° (LS) c) Bujur Tempat ()
: 110° 24’ (BT)
d) Arah Kiblat (Q)
: 65° 29’ 23.18” (dari titik Utara ke Barat)
e) Tanggal Pengukuran : 8 Oktober 2010 f) Waktu Pembidikan (W) jam 14:30 WIB atau 07:30 GMT g) Deklinasi Matahari () jam 14:30 GMT: Jam 14 :00 WIB = Jam 7 : 00 GMT = -5º 52 ‘ 11” = Jam 8 : 00 GMT = -5º 53 ‘ 08” 00º 0’ 57” x 0:30:00 = 00º 00’ 28.5” Deklinasi Matahari
= -5º 29 ‘ 15” - 00º 00’ 28.5” = -5º 29’ 43.5”
Catatan: Ingat Rumus Interpolasi = A – (A-B)xC/1 = -5º 52 ‘ 11” – (-5º 52 ‘ 11”- -5º 53 ‘ 08”) x 0º 30’ 00” /1 = -5º 29’ 43.5” Deklinasi matahari jam 14° 30’ 00” WIB h) Equation Of Time (e) jam 05 GMT
PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit
= -5º 29’ 43.5” = 00j 12m 21d
Page 4
2) Mencari Meridian Pass (MP) MP
= ((105 - ) : 15) + 12 – e = ((105 - 110° 24’) : 15) + 12 – 00j 12 m 21d
MP
= 11° 26’ 03”
3) Mencari Sudut Waktu Sudut Waktu (t0) = (MP-W) x 15 = (11° 26’ 03” – 14j 30 m) x 15 (t0) = -45° 59’ 15” 4) Mencari Azimuth (A0) Cotg A0
=
[((cos tan sin t0(sin tan t0)]
=
(cos -07° x tan -5º 29’ 43.5”sin -45° 59’ 15” sin -07°tan -45° 59’ 15”)
A0
=
89° 08’ 18.61” (harga mutlak)
5) Mencari Arah Kiblat pada Teodolit Arah Kiblat pada teodolit (AK) Karena pada waktu itu Deklinasi Matahari () negatif (-) dan pembidikan dilakukan setelah Matahari berkulminasi maka : AK
= 180 – A0 – Q = 180 - 89° 08’ 18.61” - 65° 29’ 23.18”
AK
= 25° 22’ 18.21”
Kemudian Teodolit diputar sedemikian rupa hingga layar teodolit (HA) menampilkan angka 25° 22’ 18.21” Seterusnya, lihat langkah-langkah di atas. 6) Mencari Titik Utara Sejati Karena membidik pada sore hari (pukul 14.30 WIB) maka utara sejati adalah: 180 - 25° 22’ 18.21” = 154° 37’ 41.7”
PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit
Page 5
2. Pendekatan Sistem Koordinat Ellipsoid Untuk mendapatkan perhitungan dengan tingkat ketelitian yang lebih tinggi perlu dilakukan koreksi ellipsoid bumi, karena rumus spherical triangel berlaku dipermukaan bola. Koordinat lintang Kota Semarang setelah dilakukan koreksi Ellipsoid adalah 65° 38’ 30” dihitung dari titik utara sejati ke arah barat atau 24° 21’ 30” dari titik Barat ke Utara. 1 Pengukuran Arah Kiblat dengan Teodolit Identifikasi Data yang Diketahui a)
Lokasi yang diukur
: Semarang
b) Lintang Tempat ()
: -07° (LS)
c)
: 110° 24’ (BT)
Bujur Tempat ()
d) Arah Kiblat (Q)
: 65° 38’ 30” (dari titik Utara ke Barat)
e)
Tanggal Pengukuran
: 8 Oktober 2010
f)
Waktu Pembidikan (W) jam 14:30 WIB atau 07:30 GMT
g) Deklinasi Matahari () jam 14:30 GMT: Jam 14 :00 WIB
= Jam 7 : 00 GMT = -5º 52 ‘ 11” = Jam 8 : 00 GMT = -5º 53 ‘ 08” = 00º 0’ 57” x 0:30:00 = 00º 00’ 28.5”
Deklinasi Matahari 43.5”
= -5º 29 ‘ 15” - 00º 00’ 28.5” = -5º 29’
1
Lihat dalam Software Arah Kiblat (AS. Kiblah 1.1) yang dirancang Akhmad Syaikhu. Bandingkan antara arah kiblat yang menggunakan sistem koordinat geografik dan sistem koordinat ellipsoid, menunjukkan perbedaan cukup signifikan.
PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit
Page 6
h) Equation Of Time (e) jam 05 GMT
= 00j 12m 21d
Mencari Meridian Pass (MP) MP
= ((105 - ) : 15) + 12 – e = ((105 - 110° 24’) : 15) + 12 – 00j 12 m 21d
MP
= 11° 26’ 03”
Mencari Sudut Waktu Sudut Waktu (t0) = (MP-W) x 15 = (11° 26’ 03” – 14j 30 m) x 15 (t0) = -45° 59’ 15” Mencari Azimuth (A0) Cotg A0
=
[((cos tan sin t0(sin tan t0)]
=
(cos -07° x tan -5º 29’ 43.5”sin -45° 59’ 15” sin -07°tan -45° 59’ 15”)
A0
=
89° 08’ 18.61” (harga mutlak)
Mencari Arah Kiblat pada Teodolit Arah Kiblat pada teodolit (AK) Karena pada waktu itu Deklinasi Matahari () negatif (-) dan pembidikan dilakukan setelah Matahari berkulminasi maka : AK
= 180 – A0 – Q = 180 - 89° 08’ 18.61” - 65° 38’ 30”
AK
= 25° 13’ 11.39”
Kemudian Teodolit diputar sedemikian rupa hingga layar teodolit (HA) menampilkan angka 25° 13’ 11.39” Mencari Titik Utara Sejati Karena membidik pada sore hari (pukul 14.30 WIB) maka utara sejati adalah: 180 - 25° 13’ 11.39” = 154° 46’ 48.6”
PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit
Page 7
D. Kesimpulan Penentuan arah kiblat dengan teodolit jika dikerjakan dengan baik akan menghasilkan pengukuran yang sangat teliti. Pada jenis teodolit tertentu tingkat ketelitiannya adalah 5 detik busur dan bahkan ada yang 1 detik busur. Apalagi jika didukung perhitungan dengan ketelitian yang lebih baik. Dalam tulisan ini dapat dibandingkan perhitungan sudut arah kiblat kota Semarang, jika menggunakan sistem koordinat geografik dan sistem koordinat ellipsoid, maka sudut arah kiblat yang dihasilkan pada hari, tanggal dan jam bidik di atas terdapat perbedaan, yaitu: azimuth kiblat pada sistem koordinat geografik 154° 37’ 41.7”, sedangkan pada sistem koordinat ellipsoid adalah 154° 46’ 48.6”. Jika yang diinginkan tingkat akurasi yang lebih baik, penulis merekomendasikan hasil yang kedua. Demikian, semoga bermanfaat.
Semarang, Desember 2010 Wassalam,
Akhmad Syaikhu
PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit
Page 8
