PENGEMBANGAN PROTOTIPE REMOTELY OPERATED VEHICLE (ROV) : ASPEK MEKANIS
Oleh: Ilham Rizki C64103033
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul: PENGEMBANGAN PROTOTIPE REMOTELY OPERATED VEHICLE (ROV) : ASPEK MEKANIS Adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan 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.
Bogor, Mei 2008
ILHAM RIZKI C64103033
RINGKASAN ILHAM RIZKI. Pengembangan Prototipe Remotely Operated Vehicle (ROV) : Aspek Mekanis. Dibimbing oleh INDRA JAYA dan HENRY M. MANIK.
Situasi dan kondisi lingkungan dasar laut tidaklah mudah diketahui secara pasti tanpa didukung ketersedian peralatan dan teknologi yang memadai. Penelitian ini bertujuan mengembangkan sebuah wahana yang dapat membantu keterbatasan manusia dalam mengeksplorasi laut. Wahana berupa kapal selam mini yang digerakkan oleh motor penggerak. Aspek mekanis menjadi salah satu faktor penting yang akan menentukan kinerja di dalam air. Semua bahan dasar pembuatannya harus bersifat non-korosif (tahan karat). Rancangan dari instrumen ini terdiri dari : kerangka, empat motor penggerak (thruster), body, lampu sorot, komponen elektronika dan charge-coupled device (CCD) video kamera. Motor penggerak berfungsi sebagai penggerak utama. CCD video kamera merupakan alat visualisasi yang berfungsi sebagai kamera dan video yang akan mengambil gambar lingkungan sekitar bawah air. Lampu sorot berfungsi sebagai penerangan tambahan dimana semakin dalam perairan maka intensitas cahaya semakin berkurang. Semua komponen pendukung instrumen terpasang pada sebuah rangka yang terbuat dari stainless steel. Hasil akhir pengembangan prototipe ini adalah sebuah wahana berupa kapal selam mini. Hasil uji coba membuktikan bahwa instrumen ini mampu bertahan terhadap tekanan sampai kedalaman 50 meter. Remotely Operated Vehicle (ROV) digerakkan oleh dua motor penggerak maju dan dua motor pengdorong ke atas. Setiap pasangan motor bergerak secara berlawanan (counter strike). Motor pendorong memiliki tiga sekat baling-baling sedangkan motor penggerak maju hanya dua. Sumber power utama ROV adalah generator 220 V, 900 Watt yang dihubungkan dengan kabel ke ROV. Buoyancy ROV dibantu dengan pelampung yang diletakkan pada bagian atas ROV. Instrumen dioperasikan oleh operator dari atas menggunakan joystick.
PENGEMBANGAN PROTOTIPE REMOTELY OPERATED VEHICLE (ROV) : ASPEK MEKANIS
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor
Oleh: Ilham Rizki C64103033
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
Judul Skripsi Nama Mahasiswa Nomor Pokok Departemen
: PENGEMBANGAN PROTOTIPE REMOTELY OPERATED VEHICLE (ROV) : ASPEK MEKANIS : Ilham Rizki : C64103033 : Ilmu dan Teknologi Kelautan
Disetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc NIP. 131 578 799
Dr. Ir. Henry M. Manik, M.T NIP. 132 170 614
Mengetahui, Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc NIP. 131 578 799
Tanggal Lulus : 29 Mei 2008
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat dan limpahan kasih-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi dengan judul “Pengembangan Prototipe Remotely Operated Vehicle (ROV) : Aspek Mekanis” merupakan hasil penelitian yang dilakukan dari bulan Maret 2007 sampai Desember 2007. Melalui tulisan ini, penulis berkeinginan untuk memberikan informasi dari hasil penelitian mengenai proses pembuatan dan sistem kerja dari ROV. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Ucapan terima kasih juga penulis tunjukan kepada semua pihak yang telah mendukung serta membantu dalam penulisan skripsi ini terutama kepada : •
Kedua orang tua dan keluarga penulis yang senantiasa memberikan kasih sayang, perhatian, bimbingan dan motivasi dalam berjuang menjalani hidup.
•
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc dan Dr. Ir. Henry Manik, M.T selaku komisi pembimbing yang telah memberikan ilmu, arahan, bimbingan dan pengajaran kepada penulis dengan sabar sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
•
Ayi Rakhmat, S.Pi., M.Si. dan Dr. Ir. Budi Hascaryo Iskandar M.Si atas semua saran dan ilmunya.
•
Aninda Wisaksanti Rudiastuti dan keluarga atas semua waktu, bantuan, semangat dan kesabarannya.
•
Staf dan teman – teman di MARITEK untuk semua bantuan dan ajarannya.
•
Keluarga besar Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, khususnya mahasiswa ITK angkatan 40 yang membuat hidup ini penuh warna.
•
Skripsi ini kupersembahkan untuk keluarga besar Alm. Djumhaer dan Ani Komariah.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI .............................................................................................. viii DAFTAR TABEL.......................................................................................... x DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................. xiv 1. PENDAHULUAN..................................................................................... 1 1.1 Latar belakang............................................................................... 1 1.2 Tujuan ........................................................................................... 2 2. TINJAUAN PUSTAKA............................................................................ 3 2.1 Remotely operated vehicle............................................................... 3 2.1.1 Sejarah perkembangan remotely operated vehicle ............... 3 2.1.2 Klasifikasi remotely operated vehicle .................................... 3 2.2 Konstruksi remotely operated vehicle .............................................. 4 2.2.1 Stainless steel .........................................................................5 2.2.2 Aluminium................................................................................5 2.2.1 Shaft ........................................................................................6 2.2.2 Shaft Sleeve ............................................................................6 2.2.1 Seal .........................................................................................6 2.2.2 O- ring .....................................................................................6 2.2.1 Catu daya ................................................................................7 2.2.2 Daya apung (buoyancy) .........................................................7 2.2.2 Baling - baling..........................................................................8 3. BAHAN DAN METODE ........................................................................ 10 3.1 Waktu dan lokasi penelitian........................................................... 10 3.2 Alat dan bahan ............................................................................... 10 3.3 Rancangan penelitian..................................................................... 12 3.3.1 Pembuatan kerangka............................................................ 13 3.3.2 Pembuatan body....................................................................16 3.3.2.1 Body utama ..............................................................17 3.3.2.2 Tutup tabung bagian depan......................................17 3.3.2.3 Tutup tabung bagian belakang..................................18 3.3.3 Pembuatan housing motor DC .............................................19 3.3.4 Pembuatan catu daya ...........................................................24 3.3.5 Perakitan keseluruhan...........................................................24 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................29 4.1 Struktur dasar ROV .........................................................................29 4.1.1 Kerangka ROV .......................................................................29 4.1.2 Body .......................................................................................31 4.1.3 Kamera...................................................................................33 4.1.4 Seal .....................................................................................35
4.1.5 4.1.6 4.1.7 4.1.8 4.1.9 4.1.10 4.1.11 4.1.12
Motor penggerak .................................................................36 Baling - baling .....................................................................39 Pergerakan ROV.................................................................40 Lampu sorot.........................................................................43 Power ..................................................................................43 Sistem perkabelan...............................................................43 Pelampung ..........................................................................44 ROV yang telah ada ............................................................45
5. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................46 5.1 Kesimpulan .....................................................................................46 5.2 Saran...............................................................................................47 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 48
LAMPIRAN .................................................................................................49 RIWAYAT HIDUP ........................................................................................55
DAFTAR TABEL Halaman 1. Alat, bahan dan Spesifikasinya..................................................................
11
2. Bagian-bagian motor penggerak................................................................
20
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1. Proses pengukuran berat beban di air....................................................
7
2. Jenis sekat baling- baling........................................................................
9
3. Diagram alir pengembangan prototipe ROV............................................ 12 4. ROV tampak atas....................................................................................
13
5. ROV tampak samping.............................................................................. 14 6. ROV tampak bawah................................................................................ 15 7. Rangka ROV secara keseluruhan........................................................... 16 8. Tabung alumunium sebagai body utama ............................................... 17 9. Kubah kamera dan tutup tabung............................................................. 18 10. Tutup bagian belakang tabung............................................................... 18 11. Susunan motor penggerak..................................................................... 19 12. Baling- baling dua sekat dan tiga sekat.................................................
20
13. Tutup depan rumah motor...................................................................... 21 14. Bushing as............................................................................................
22
15. As motor penggerak.............................................................................. 22 16. Motor penggerak utama......................................................................... 23 17. Tutup belakang rumah motor................................................................. 23 18. Regulator dengan IC 7912..................................................................... 24 19. Desain ROV secara keseluruhan tampak atas......................................
26
20. Desain ROV secara keseluruhan tampak samping...............................
27
21. Desain ROV secara keseluruhan tampak belakang..............................
27
22. Desain ROV secara keseluruhan tampak depan...................................
28
23. Desain ROV secara keseluruhan tampak bawah (a) dan samping depan (b)...............................................................................
28
24. Motor pendorong ke atas.......................................................................
29
25. ROV dalam air........................................................................................ 30 26. Rangka depan pelindung dome kamera..............................................
30
27. ROV tampak atas..................................................................................
31
28. Body penyimpanan elektronika.............................................................. 32 29. Rangkaian pembagi tegangan...............................................................
32
30. Kamera beserta dome............................................................................ 33 31. Tampilan kamera pada monitor.............................................................
34
32. Seal pada dome dan lampu...................................................................
35
33. Seal pada tabung belakang tempat masuknya kabel............................
35
34. Motor penggerak samping............................................................... ..... 37 35. Motor penggerak belakang...................................................................
38
36. Baling- baling motor penggerak.............................................................
40
37. Proses penimbangan berat ROV di air.................................................... 41 38. Proses penimbangan berat ROV di darat............................................
41
39. Sistem kerja ROV.......................................................... .......................
42
40. Pelampung ROV....................................................................................
44
41. ROV.......................................................................................................
45
42. ROV.......................................................................................................
45
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1.
Komponen elektronik…………………......................................................
56
2.
Body instrument……….............................................................................
56
3.
Perakitan……………………………………….............................................
56
4.
Perakitan………………….......................................................................... 57
5.
Pembuatan housing lampu sorot............................................................... 57
6.
Uji coba buoyancy…………....................................................................... 57
7.
Penimbangan berat instrument.................................................................. 58
8.
Instrument tampak samping………………................................................. 58
9.
Instrumen tampak belakang……............................................................... 58
10. Instrumen tampak belakang…................................................................... 59 11. Instrumen tampak atas.............................................................................. 59 12. Instrumen tampak bawah…....................................................................... 60 13. Penimbangan berat di air........................................................................... 60 14. Motor penggerak….................................................................................... 60 15. Dome kamera dan lampu sorot................................................................
61
16. Uji coba di lapangan………….................................................................... 61 17. Instrumen di dalam air…...……….............................................................
62
18. Instrumen di dalam air............................................................................... 62
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang Situasi dan kondisi lingkungan dasar laut tidaklah mudah diketahui secara pasti tanpa didukung ketersedian peralatan dan teknologi yang memadai. Beberapa faktor yang menyebabkan keterbatasan tersebut adalah adanya penambahan kedalaman laut sebesar 10 meter yang akan menyebabkan bertambahnya tekanan sebesar 1 atmosfer. Semakin dalam perairan maka semakin tinggi pula tekanan yang ada. Manusia memiliki keterbatasan untuk mampu menahan tekanan yang begitu besar. Selain itu, bersamaan dengan kondisi alam seperti itu maka faktor suhu serta kurangnya pencahayaan di dasar laut menyebabkan jarak pandang berkurang dan topografi dasar laut yang tidak dapat dijangkau oleh manusia seperti gua kecil, celah–celah di kapal karam. Remotely operated vehicle (ROV) adalah instrumen berupa wahana selam berukuran mini. ROV biasa digunakan untuk eksplorasi objek bawah laut seperti pemotretan bawah air, operasi militer, perbaikan jalur pipa bawah laut. ROV digunakan untuk kegiatan pada daerah yang tidak dapat dijangkau manusia seperti gua kecil di bawah air. Angkatan Laut Amerika mendanai pembuatan ROV pertama kali pada tahun 1960 (Radio Control Submarine, 2006). ROV dibuat memiliki kemampuan operasi penyelamatan laut dalam dan perbaikan objek dasar laut dari permukaan. ROV biasanya dipasang beberapa peralatan pengamatan tambahan berupa kamera video bawah air, peralatan sonar dan penjepit . Dalam penggunaannya, ROV dikontrol dari jauh dengan media penghubung kabel yang dikontrol dari atas kapal. ROV sudah bukan merupakan teknologi yang baru, tetapi penggunaanya dalam ekplorasi khususnya di Indonesia masih sangat jarang.
Kurangnya informasi dan pengembangan mengenai ROV di Indonesia, maka penulis mencoba untuk membuat ROV sederhana. Pembuatan ROV ini lebih ditekankan pada aspek mekanis. Diharapkan melalui penelitian ini akan semakin bermunculan ide-ide dan inovasi untuk memperkaya kemampuan ROV sehingga dapat membantu kegiatan eksplorasi sumber daya alam (SDA) Laut Indonesia.
1.2. Tujuan Menghasilkan prototipe ROV yang mampu mengetahui kondisi di bawah laut tanpa menyentuh objek secara in-situ.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Remotely operated vehicle (ROV) ROV adalah kendaraan bawah air yang didesain untuk memiliki kemampuan mengeksplorasi objek bawah laut. ROV biasanya digunakan untuk kegiatan militer, seperti pencarian kapal, pengawasan jalur pipa bawah air, survei pendeteksian sumber minyak, perbaikan kapal dan keamanan tangki minyak (Radio Control Submarine, 2006).
2.1.1. Sejarah perkembangan ROV Angkatan laut Amerika Serikat menciptakan teknologi ROV pada tahun 1960 (Radio Control Submarine, 2006). Alat ini diciptakan untuk operasi penyelamatan di laut dan melihat objek bawah air. Kilang minyak lepas pantai pun turut serta membuat ROV pekerja untuk membantu dalam pembangunan ki!ang minyak lepas pantai. Setelah beberapa dekade pengenalan, ROV menjadi penting di tahun1980 ketika pembangunan kilang minyak lepas pantai melewati kemampuan penyelam. Sejak itu, perkembangan teknologi ROV menjadi pesat dan sekarang ROV menunjukan peran penting untuk berbagai hal. Beberapa kegunaan ROV adalah untuk pengawasan sederhana struktur bawah air, pemasangan pipa bawah air, eksplorasi kapal karam dan pengangkatan material bawah laut (Radio Control Submarine, 2006).
2.1.2. Klasifikasi ROV ROV diklasifikasikan berdasarkan ukuran, berat dan kekuatannya, yang dibagi sebagai berikut : 1. Micro –ROV tipe mikro memiliki ukuran dan berat yang sangat kecil. Sekarang beratnya bisa di bawah 3 kg. ROV ini biasa digunakan untuk
membantu penyelam, secara spesifik untuk mengakses tempat yang tidak bisa dijangkau seperti gua kecil dan jalur pipa. 2. Mini - ROV tipe mini memiliki berat kurang lebih 15 kg. ROV jenis mini dapat dikendarai oleh satu orang seperti kapal kecil. General – tipe ini memiliki kekuatan di bawah 5 HP. Biasanya dilengkapi unti sonar dan digunakan untuk survei bawah air. Tipe ini dapat mencapai kedalaman dibawah 1000 meter dan ada juga yang dibuat untuk mencapai kedalaman 7000 meter. 3. Light workclass - tipe ini memiliki kekuatan kira-kira 50 HP. Biasanya memiliki tiga kegunaan. Dibuat dengan bahan –polyethylene, stainless steel atau campuran alumunium. Tipe ini mampu mencapai kedalaman di bawah 2000 meter. 4. Heavy workclass – tipe ini memiliki kekuatan kira – kira 220 HP dan memiliki dua kegunaan. Dapat mencapai kedalaman sampai dengan 3500 meter. 5. Trenching/burial – tipe ini memiliki kekuatan lebih dari 200 HP dan dapat mencapai kedalaman sampai 6000 meter (Remotely Operated Vehicle, 2006)
2.2. Konstruksi ROV Konstruksi ROV biasanya memiliki daya apung yang besar di bagian atas yang terbuat dari baja atau campurannya, untuk mendukung daya apung. Foam sintetis biasa digunakan untuk daya apung. Alat pendukung lainnya ditempatkan di bagian bawah dari sistem. Pencahayaan biasanya ditempatkan di bagian depan dan komponen yang berat di bagian bawah, sistem penutup kerangka berada diantara daya apung dan gaya gravitasi, hal ini mendukung kestabilan dan kekuatan untuk pekerjaan bawah air (Remotely Operated Vehicle, 2006)
Kabel elektrik harus terlindung dari korosi air laut. Sistem penggerak biasanya ditempatkan ditiga posisi untuk menghasilkan kontrol yang maksimal. Kamera dan cahaya dengan komponen pendukungnya berada di bagian depan ROV yang kadang-kadang membantu untuk manuver (Remotely Operated Vehicle, 2006). Dewasa ini, kelas ROV pekerja didesain seperti penjelasan di atas. Bagaimanapun ini bukan satu-satunya cara untuk membangun ROV. Secara khusus, ROV yang sangat kecil memiliki desain yang sangat berbeda tergantung dari kegunaannya. Salah satu perusahaan pembuat ROV telah memodifikasi sayap untuk memudahkan pergerakan agar lebih efisien di dalam kondisi arus yang besar (Remotely Operated Vehicle, 2006).
2.2.1. Stainless steel Dalam ilmu logam stainless steel didefinisikan sebagai campuran dari besi dan karbon dengan kadar krom sebanyak 11.5% stainless steel tidak berkarat (Helmenstine, 2008). Korosi atau karat tidak terjadi seperti besi biasa, dan ini bukan karena lapisan anti karat. Ini biasa disebut besi tahan karat jika besi yang tahan karat tersebut tidak terdefinisi, terutama dalam perkembangan dunia industri. Untuk menyesuaikan dengan kondisi lingkungan maka ada beberapa tingkatan dan kualitas dari stainless steel tergantung dari daya tahannya. Daya tahan terhadap oksidasi yang tinggi di udara dan temperatur sekitarnya (Helmenstine, 2008).
2.2.2. Aluminium Aluminium adalah salah satu unsur kimia dengan lambang Al dan nomor atomnya 13. Aluminium merupakan logam yang cukup ringan, kuat dan sensitif terhadap perubahan suhu serta dapat ditempa menjadi lembaran atau ditarik menjadi kawat sehingga mudah dibentuk sesuai yang diinginkan dan hal yang
paling penting penggunaanya dalam penelitian ini alumunium bersifat nonkorosif (Wikipedia, 2008).
2.2.3. Shaft Adalah as/bagian poros sebuah alat dan merupakan bagian utama dari mesin-mesin yang berputar. Buku manual mesin-mesin lebih sering menggunakan kata shaft dibandingkan as (Afif, 2008).
2.2.4. Shaft sleeve Adalah sebuah bushing yang berbentuk selongsong yang terpasang pada shaft dengan tujuan melindungi shaft akibat pengencangan baut/screw Mechanical Seal (Afif, 2008).
2.2.5. Seal Adalah suatu bagian dalam sebuah konstruksi alat atau mesin yang berfungsi sebagai penghalang keluar masuknya cairan, baik itu fluida maupun pelumas (Afif, 2008).
2.2.6. O-Ring O-ring awalnya merujuk pada karet berbentuk bundar yang berfungsi sebagai Seal. Perkembangan teknologi o-ring sebagai alat pengeblok cairan sekunder (secondary sealing device) menghasilkan berbagai tipe o-ring berdasarkan materialnya. Mechanical seal adalah suatu sealing device yang merupakan kombinasi menyatu antara sealface yang melekat pada shaft yang berputar dan sealface yang diam dan melekat pada dinding statis casing/housing pompa/tangki/vessel/kipas (Afif, 2008).
2.2.7. Catu daya Catu daya merupakan bagian yang berfungsi untuk menyediakan daya untuk daya rangkaian. Ada dua macam catu daya, yaitu catu daya tegangan tetap dan catu daya variable . Catu daya tegangan tetap adalah catu daya yang tegangan keluarannya tetap dan tidak bisa diatur. Catu daya variabel merupakan catu daya yang tegangan keluarannya dapat diubah atau diatur (Joaldera, 2008).
2.2.8. Daya apung (buoyancy) Daya apung biasanya dibutuhkan oleh ROV untuk menyeimbangkan berat di dalam air dari berat seluruh ROV agar mencapai posisi netral. Beberapa orang menyukai ROV yang tidak terlalu berat dan ada juga yang menyukai ROV yang berat.
Berat beban 7 kg, di darat
Berat beban 4 kg di air
Sumber : Physics (2008) Gambar 1. Proses pengukuran berat beban di air.
Manuver untuk ROV akan diperoleh saat ROV berada pada posisi netral atau mendekati netral (Wikipedia, 2008).
Hukum Archimedes Suatu benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan mendapat gaya keatas sebesar berat zat cair yang didesak oleh benda tersebut. Fa = V.ρ.g Dimana :
r
= massa jenis zat cair (kg/m3)
V = volume benda yang tercelup ke dalam zat cair (m3) g = percepatan gravitasi (m/dt2) Fa = gaya keatas (N)
2.2.9. Baling-baling Baling-baling adalah salah satu tipe kipas yang menghasilkan tenaga dari hasil rotasi menjadi dorongan, seperti digunakan pada kapal laut. Sekat dari baling-baling seperti sayap, hal tersebut membangkitkan perbedaan tekanan antara bagian depan dan belakang sekat baling-baling dan memindahkan massa air ke belakang (Wikipedia, 2008). Berdasarkan bentuk sekat, baling-baling dapat dibedakan menjadi tiga jenis. 1. Bentuk sekat yang paling umum digunakan yaitu elips. Salah satu keuntungan bentuk ini adalah mengurangi kemungkinan baling-baling tersangkut di tali. 2. Sekat dengan ujung yang runcing memiliki efisiensi lebih, tetapi muatan dorongan jadi lebih berkurang. 3. Sekat dengan ujung lebih melebar sangat berguna dalam menambah kecepatan. Bentuk ini biasanya digunakan untuk desain khusus ( Fyson, 1985). Gambar bentuk-bentuk sekat baling-baling dapat dilihat pada Gambar 2.
Sumber : Fyson (1985) Gambar 2. Jenis sekat baling-baling Baling – baling tipe a lebih sering digunakan pada beberapa wahana di laut. ROV menggunakan baling – baling dengan tipe a sesuai dengan kelebihannya yaitu mengurangi kemungkinan tersangkutnya tali. Bentuk baling – baling juga mengikuti bentuk yang ada pada ROV sebelumnya yang sudah pernah dibuat. Baling – baling tipe b memiliki efisiensi yang paling besar diantara ketiganya tetapi mengurangi beban yang mampu didorongnya, tipe ini biasanya digunakan pada kapal wisata (Fyson, 1985). Baling – baling tipe c menghasilkan dorongan yang maksimal di air. Tipe c biasanya digunakan pada kapal patroli dan kapal penangkapan karena kapal – kapal ini membutuhkan kecepatan yang sangat baik di air (Fyson, 1985)
3. BAHAN DAN METODE
3.1. Lokasi dan waktu penelitian Penelitian dilakukan di Laboratorium Akustik dan Instrumentasi Kelautan Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, IPB. Uji coba dilakukan di Pulau Pramuka, Kepulauan Seribu, untuk menguji kinerja ROV. Beberapa pengujian yang dilakukan adalah buoyancy, kekedapan, kekuatan motor, daya tahan dan fungsi video. Penelitian berlangsung dari bulan Maret 2007 sampai dengan bulan Januari 2008.
3.2. Alat dan bahan Dalam penelitian ini digunakan beberapa alat dan bahan. Bahan yang digunakan harus memiliki daya tahan yang baik terhadap korosi dikarenakan tempat pengoprasian yang memiliki sifat korosi yang tinggi, kuat terhadap tekanan akibat perubahan kedalalaman tekanan, tahan terhadap benturan, mudah dibentuk dan dicari. Pembuatan desain ROV menggunakan satu set PC yang dilengkapi dengan perangkat lunak 3D Studio Max. Perancangan desain dilakukan di Laboratorium Akustik dan Instrumentasi Kelautan Departemen ITK, IPB, tapi pengerjaan lebih banyak dilakukan di bengkel las. Penyempurnaan dan pemasangan dilakukan kembali di laboratorium. Alat dan bahan yang digunakan dapat kita lihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Alat, Bahan dan Spesifikasi. No 1
Nama Pipa stainless steel
Spesifikasi tebal 1mm, diameter 1 inchi
2
Tabung aluminium
diameter 5 inchi, tebal 5 mm
4
Tabung aluminium
diameter 3 inchi, tebal 3 mm
5
Plat aluminium
6
As stainless steel
7
Busing kuningan
tebal 5 mm, ukuran 25 x 50 cm diameter 10 mm, panjang 13 mm diameter 10 mm
8
Klem sabuk stainless steel Klem U stainless steel Klem U stainless steel
9 10
diameter 5 inchi diameter 5 inchi Diameter 3 inchi
Keterangan Sebagai rangka utama dan pelindung Sebagai body dan penyimpan komponen elektronik Tutup depan dan belakang housing motor Tutup body As baling-baling Penahan as baling-baling Pengikat antara lampu dan body Pengikat antara body dan rangka Pengikat antara motor penggerak dan rangka
11
Seal cair
Sealent
Pengaman anti bocor
12
Baut stainless steel
4 mm panjang 10 mm
Penguat tutup rumah motor penggerak dan tutupnya
13 14
Lem epoxy Resin 1 liter
Araldit merah Resin bening
Perekat logam Bahan pengecoran lampu sorot dan rumahnya
15 16
OEM-141135 VCAM-VC 330 SP
Motor penggerak Alat visualisasi
17 18
Motor DC 12 volt CCD kamera dengan dome aklirik Baling-baling Kabel laut
Dua dan tiga sekat isi 7 panjang 100 meter
19
Kabel outdoor
isi 2 panjang 5 meter
pendorong Penghubung antara ROV dengan komponen elektronik Penghubung antara motor penggerak dan power
20
Generator
220 Volt 900 Watt
Sumber power utama
21 22
Catu daya Lampu sorot 12 volt
12 Volt 20 Ampere LA1013
Pembagi tegangan Penerangan di bawah air
3.3. Rancangan penelitian Pengembangan ROV dilakukan dengan tahapan sebagai berikut : (1) Desain dan perancangan sistem, (2) Perancangan perangkat keras (hardware), (3) Uji coba di tangki percobaan, (4) Penyempurnaan sistem, dan (5) Uji coba di laut, (Gambar 3).
Desain dan perancangan sistem 1
Instrumen
Perancangan perangkat keras 2
Tidak berhasil
Uji coba di tangki percobaan
3
Berhasil Penyempurnaan sistem 4
Tidak berhasil
Uji coba di laut 5
Berhasil Prototipe instrumen 6
Gambar 3 . Diagram alir pengembangan prototipe ROV.
3.3.1. Pembuatan kerangka Stainless steel adalah bahan yang dipakai untuk kerangka prototipe ROV. Penyambungan kerangka menggunakan las argon yang lebih rapi dibandingkan dengan las stainless steel biasa. Desain kerangka ROV yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 4.
10 cm
15 cm
68,3 cm
18 cm
31 cm
Gambar 4. ROV tampak atas. Tampak dari atar bagian depan ROV dibuat lebih maju pada bagian bawah dengan tujuan menghindari benturan benda keras agar dome kamera terlindung. ROV memiliki panjang total 68,3 cm dan lebar 46 cm. Rangka bagian atas dengan panjang 18 cm adalah tempat tali pangaman terikat dan kabel.
Gambar 5. ROV tampak samping. Motor penggerak ke atas dan ke bawah akan ditempatkan di samping dengan dua tiang penyangga melintang dan satu tiang penyangga membujur agar lebih kuat. Sabuk stainless steel ukuran tiga inchi sebagai pengikat ke rangka. Bagian sisi rangka dapat dilihat dimana motor penggerak diletakkan. Tampak samping memperlihatkan rangka depan yang dibuat lebih maju agar dapat melindungi dome kamera. ROV memiliki tinggi 34 cm, tempat menempelnya motor memiliki panjang 7,5 cm yang dapat digerakkan maju mundur dan dua stainless steel melintang sebagai rel sebagai poros penggerak motor.
Gambar 6. ROV tampak bawah.
Body utama (selongsong aluminium lima inchi) akan ditempatkan di tengahtengah yang ditumpu oleh satu tiang penyangga melintang dan dua tiang penyangga depan dan belakang membujur. Hal ini dimaksudkan agar body tidak bergerak dan kuat menyatu dengan rangka. Rangka bagian bawah yang melintang dengan panjang 18 cm adalah tempat penyangga body utama dan tempat terikatnya sabuk stainless steel. Bagian membujur dengan panjang 46 cm berfungsi sebagai penyangga kedua motor penggerak belakang yang berfungsi sebagai penggerak maju, mundur dan belok.
Gambar 7. Rangka ROV secara keseluruhan. Lampu sorot dipasang di bagian depan body yang direkatkan dengan sabuk stainless steel ukuran lima inchi. Tiang melintang di bagian tengah atas berfungsi untuk tempat pengikat tali.
3.3.2. Pembuatan body Body utama berupa tabung (selongsong) aluminium dengan diameter lima inchi dan ketebalan lima millimeter. Tabung dibagi menjadi dua bagian, bagian depan untuk kamera dan bagian belakang sebagai tempat jalur masuknya kabel. Bagian depan ditutup dari penggabungan antara plat aluminium dengan
ketebalan tiga millimeter dan dome kamera, sedangkan bagian belakang ditutup oleh plat aluminium juga dengan ketebalan yang sama dengan tutup bagian depan dan ada celah sebagai jalur kabel. Urutan pengerjaannya bagian body utama adalah sebagai berikut : 3.3.2.1. Body utama Tabung aluminium dibubut bagian belakang dan depan agar rata dan tidak menambah kemungkinan adanya celah pada saat pemasangan tutup. Bibir tabung bagian belakang dan depan dibuat delapan lubang berukuran empat milimeter untuk pemasangan baut. Desain body dapat kita lihat pada Gambar 8.
52 cm 5 inchi Gambar 8. Tabung aluminium sebagai body utama. Body utama memiliki panjang 52 cm dan diameter 5 inchi dengan ketebalan 5 milimeter. Body berfungsi sebagai tempat penyimpanan komponen elektronik. Aluminium merupakan logam yang sensitif terhadap perubahan suhu, salah satu tujuan pemakaian aluminium adalah agar mampu menerima suhu air yang dingin dan mengurangi panas yang ditimbulkan oleh komponen elektronika di dalam. Salah satu manfaatnya adalah mengurangi kondensasi yang muncul pada dome.
3.3.2.2. Tutup tabung bagian depan Tutup depan dibuat lubang tiga inchi untuk tempat pemasangan dome kamera dan dilubangi juga untuk tempat pemasangan baut berukuran empat
millimeter. Dome kamera dan tutup depan disatukan dengan lem epoxy lalu diberi seal dibagian luar dan dalam dengan tujuan mencegah kebocoran.
Diameter 5 inchi
Gambar 9. Kubah kamera dan tutup tabung. Dome kamera yang menempel pada tutup depan body memiliki diameter yang sama yaitu 5 inchi. Dome telah diuji dengan cara ditenggelamkan pada kedalaman 50 meter. Dome dapat bertahan pada kedalaman 50 meter dan tidak pecah terhadap pengaruh tekanan 5 atm.
3.3.2.3. Tutup tabung bagian belakang Tutup bagian belakang diberi celah sebanyak enam lubang sesuai dengan jumlah dan besarnya kabel yang masuk ke dalam tabung. Lubang-lubang kabel tersebut dicor resin sebelum diberi seal. Penggunaan tutup belakang sebagai tempat masuknya kabel bertujuan agar pengontrolan kebocoran terpusat di satu tempat. Tutup tabung bagian belakang dapat dilihat pada Gambar 10.
Diameter 3 inchi Diameter 5 inchi
Gambar 10. Tutup bagian belakang tabung.
Diameternya sama dengan diameter tabung dan tutup depan yaitu 5 inchi. Plat aluminium dengan ketebalan 3 milimeter menjadi bahan baku pembuatan tutup depan dan belakang.
3.3.3. Pembuatan housing motor DC Semua bagian housing motor penggerak dibuat dari bahan aluminium. Desain motor dapat dilihat pada Gambar 11.
8 6 4
2
9 7 5
3 1 Gambar 11. Susunan Motor Penggerak. Motor penggerak ROV memiliki bahan utama aluminium dan stainless steel. Aluminium dipilih karena merupakan bahan yang cukup kuat terhadap tekanan air dan mudah dibentuk sesuai yang diinginkan. Bagian-bagian motor penggerak yang perlu dibentuk jauh dari bentuk asalnya dilakukan di bengkel bubut. Bentuk motor penggerak dibuat berdasarkan model-model yang telah dibuat sebelumnya. Fungsi dari bagian-bagian motor penggerak dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Bagian-bagian motor. No Nama 1 Baling-baling 2 Tutup motor penggerak 3
Penahan (bos) as
4
As motor penggerak
5 6
Oil seal Penyambung
Spesifikasi Aluminium Aluminium 3 inchi Kuningan 10 mm Stainless steel 10 mm Sealent Besi
7
Motor DC
OEM-141135
8
Tabung motor penggerak
9
Tutup belakang motor penggerak
Aluminium 3 inchi Aluminium 3 inchi
Fungsi Pendorong Penutup Penahan as As Penahan air Penyambung as motor DC dan baling-baling Penggerak utama Housing Penutup
1. Baling – baling dibuat dari aluminium dengan diameter 15 cm. Balingbaling yang ada pada motor penggerak atas dan bawah diberi tiga sekat sedangkan pada motor penggerak maju, kanan dan kiri diberi dua sekat. Diameter lubang disamakan dengan diameter as motor penggerak yaitu 10 milimeter. Sekat – baling dibuat dari plat aluminium dengan ketebalan dua milimeter. Baling – baling merupakan salah satu faktor yang penting dalam pergerakan wahana di laut. Putaran motor yang dikonversikan menjadi dorongan melalui baling – baling.
15 cm Gambar 12. Baling-baling dua sekat dan tiga sekat. Semakin banyak sekat yang ada pada baling-baling maka sapuan yang dihasilkan oleh semakin baik pula. Biasanya kapal menggunakan tiga dan empat
sekat baling-baling. Kapal tangkap perikanan biasanya menggunakan empat sekat baling-baling untuk mencapai kecepatan maksimal.
2. Tutup motor penggerak yang dibuat berbentuk kerucut dimaksudkan agar bersifat tidak melawan air (aerodinamis) dan menjaga keindahan bentuk. Terbuat dari as aluminium dengan diameter 3 inchi. Pengerjaan tutup ini dilakukan di bengkel bubut. Pada tutup ini dibuat lubang untuk as sebesar 20 milimeter. Pada pinggirannya dibuat enam lubang untuk baut berukuran 4 milimeter.
Gambar 13. Tutup depan rumah motor. Tutup motor penggerak memiliki tinggi 8 cm, pada bagian belakang tutup motor penggerak dibuat lidah mengelilingi bagian belakang sebagai tempat untuk pemasangan baut.
3. Penahan as (bushing) yang terbuat dari kuningan ini tersedia dalam berbagai ukuran dan jenis. Dipilih kuningan karena relatif lebih kuat daripada besi. Busing dengan ukuran 20 x 10 mm menjadi penyangga as motor.
10 mm
Gambar 14. Bushing as.
Penggunaan bushing bertujuan untuk menahan as agar tidak bergeser, jika as motor langsung menyentuh dinding aluminium yang relatif lebih lunak dibandingkan dengan kuningan maka diding akan aus dan menyebabkan rongga gerak. Hal ini akan berakibat pergerakan baling-baling kurang stabil (speleng).
4. As motor dengan panjang 13 cm dan diameter 10 mm dengan bahan stainless steel. Stainless steel menjadi pilihan sebagai as karena merupakan logam yang cukup kuat dan alot. As tempat menempelnya baling-baling disatukan ke as motor penggerak dengan pipa sambungan (shock).
13 cm 10 mm Gambar 15. As motor penggerak Baling-baling menempel pada as dengan menggunakan baut berukuran 4 milimeter menembuh bagian hub pada baling-baling. 5. Motor DC yang diambil dari motor penggerak wipper mobil dengan input tegangan 12 Volt.
Gambar 16. Motor penggerak utama
Motor penggerak diletakkan di dalam housing motor dikarenakan motor penggerak itu sendiri tidak anti air. Motor penggerak memiliki kecepatan 54 rpm dengan tegangan masukan 12 Volt,1 Ampere. Housing motor penggerak tidak memiliki bentuk asal yang cocok untuk dimasukkan ke dalam water resist housing. Bentuk asal motor penggerak sesuai dengan posisi di mana motor akan dipasang di salah satu bagian mobil. Proses pembubutan dilakukan agar bentuknya sesuai dengan housing yang telah dibuat. 6. Tutup belakang rumah motor penggerak dibuat seperti kubah dengan tujuan tidak melawan terhadap air (aerodinamis). Terbuat dari as aluminium dengan diameter 3 inchi. Pengerjaannya dilakukan di bengkel bubut, dan diberi lubang sebanyak 6 lubang di bagian sisinya untuk pemasangan baut ke tabung rumah motor penggerak.
3 inchi Gambar 17. Tutup belakang rumah motor Tutup belakang motor penggerak memiliki tinggi 4 cm. Tutup belakang dibuat seperti kubah dengan tujuan jika suatu saat motor penggerak diganti dengan ukuran yang lebih panjang maka tidak perlu mengganti tutup belakang.
3.3.4. Pembuatan catu daya Perangkat elektronika yang digunakan dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Untuk itu
diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC (Gambar 18)
Sumber : Joaldera (2007) Gambar 18. Regulator dengan IC 7912 Pemakaian heatshink (aluminium pendingin) dianjurkan jika komponen ini dipakai untuk men-catu arus yang besar. Regulator 7812 digunakan untuk menghasilkan tegangan DC 12 Volt.
3.3.5. Perakitan keseluruhan Pemasangan alat-alat pada perakitan ROV tidak memiliki aturan tertentu, tapi pada perakitan ROV ini ada beberapa komponen yang harus memperhatikan urutan pemasangan sesuai dengan posisi. Urutan pemasangannya yaitu sebagai berikut 1. Memasukkan komponen elektronik ke dalam body dan penyambungan kabel dengan solder. Kabel-kabel motor penggerak dan lampu digabungkan dengan kabel lainnya yang masuk melalui lubang yang dibuat di tutup belakang body. Kabel yang disolder antara lain : a. Penyambungan keempat kabel power motor. b. Penyambungan kabel lampu penerangan. 2. Pemasangan tabung utama (body), tabung utama dipasang pada kerangka menggunakan klem U stainless steel ukuran 5 inchi. Klem
dipasang pada bagian belakang dan depan. Hal ini agar mencegah tabung bergerak-gerak dan terjatuh saat pengoperasian ROV. 3. Pemasangan motor penggerak atas dan bawah di bagian kanan dan kiri. Motor dan kerangka juga dihubungkan oleh klem U stainless steel dengan ukuran 3 inchi. Hal ini juga untuk menjaga agar motor penggerak menempel kuat pada kerangka. 4. Pemasukan komponen elektronika ke dalam tabung utama diiringi dengan pemasangan kamera dan tutup depan. Dalam hal ini harus sangat waspada, karena banyak kabel yang harus disusun dan dirapikan dengan ruang yang cukup kecil. Bila saja ada kabel yang terputus maka akan ada komponen ROV yang tidak berfungsi. 5. Lampu sorot disimpan pada tabung utama bagian depan. Klem sabuk dengan ukuran lima inchi menjadi perekat kedua lampu sorot. Kabel power lampu sorot dimasukkan ke dalam body melalui lubang yang telah dibuat sesuai dengan ukuran kabel melalui tutup belakang. 6. Pemasangan tutup belakang disertai dengan pemberian seal. Setiap bagian terutama dibagian tutup maka harus diberikan seal untuk menghindari masuknya air ke dalam. 7. Pemasangan motor penggerak kanan dan kiri di bagian belakang. Sama seperti halnya dengan pemasangan motor penggerak atas-bawah yang menggunakan klem U. 8. Gambar desain teknis ROV secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 19 :
Motor penggerak maju & mundur
Motor pendorong ke atas
Lampu sorot
Body
Dome kamera
Skala 1 : 39 Gambar 19. Desain ROV secara keseluruhan tampak atas. Dapat kita lihat posisi semua komponen pendukung bagian luar. Motor penggerak maju dan mundur terletak di samping body. Motor penggerak yang berfungsi mendorong ke atas terletak di samping kanan dan kiri kerangka. Dome kamera dilindungi oleh kerangka bagian depan yang dibuat lebih maju.
Body
Lampu sorot
Dome kamera
Motor penggerak maju
Motor pendorong ke atas
Skala 1 : 39 Gambar 20. Desain ROV secara keseluruhan tampak samping.
Tampak samping menujukan posisi dari belakang sampai depan semua komponen. Jelas kita lihat bahwa dome kamera terlindungi rangka depan bawah. Motor penggerak samping dapat digeser ke belakang dan depan. Lampu penerangan diletakkan di bagian depan atas body.
Tutup body belakang
Gambar 21. Desain ROV secara keseluruhan tampak belakang.
Gambar 22. Desain ROV secara keseluruhan tampak depan.
Gambar 23. Desain ROV secara keseluruhan tampak bawah (a) dan samping depan (b). Bagian melintang di bawah body yang berfungsi sebagai penahan dan tempat mengikatnya klem stainless steel yang mengikat body ke rangka begitupun dengan rangka yang membujur di bawah motor penggerak maju dan mundur. Desain yang telah ditentukan dapat berubah sewaktu – waktu dapat berubah sesuai dengan kebutuhan tambahan. ROV akan dikembangkan pada penelitian selanjutnya dengan tambahan peralatan untuk menyempurnakan fungsinya.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Struktur dasar ROV 4.1.1. Kerangka ROV Bentuk kerangka di buat dengan memodifikasi beberapa ROV yang telah ada sebelumnya. Dalam pembuatan kerangka ROV harus memprioritaskan kekuatan bahan terutama dari benturan dan korosi. Stainless steel digunakan dalam pembuatan kerangka ROV. Bentuk kerangka disesuaikan dengan posisi peletakan alat-alat yang telah ditentukan yang akan dipasang pada ROV. Bagian samping kanan dan kiri kerangka yang menjadi posisi penempatan motor penggerak naik. Tempat melekatnya motor penggerak ke atas dibuat dapat bergeser ke depan dan belakang (Gambar 24).
Klem
Propeller
Gambar 24. Motor pendorong ke atas.
Motor penggerak ke atas dibuat dapat menyesuaikan posisi dimaksudkan untuk pengaturan keseimbangan berat badan ROV. Keseimbangan antara berat bagian belakang dan depan sangat penting agar posisi ROV di dalam air stabil. Pada saat percobaan di lapangan, posisi ROV masih terlalu berat ke belakang. Semua posisi telah disesuaikan dengan porsinya masing-masing tetapi posisi ROV masih condong lebih berat ke belakang. Penyempurnaan keseimbangan berat ROV harus dilakukan lebih baik lagi (Gambar 25)
Gambar 25. ROV di dalam air. Bagian depan kerangka ROV dibuat lebih maju agar dapat melindungi dome kamera yang terbuat acrilyc dari benturan, karena dome adalah bagian yang paling mudah pecah jika terkena benturan (Gambar 26).
Rangka pelindung dome
Gambar 26. Rangka depan pelindung dome kamera.
Tabung atau body alumunium dan kedua motor penggerak maju ditempatkan pada bagian kerangka yang sama yaitu bagian pertengahan. Bagian atas kerangka digunakan untuk memasang tali pengaman dan pelampung. Pemasangan tali pengaman dimaksudkan jika terjadi kerusakan yang menyebakan motor penggerak berhenti bekerja maka ROV dapat ditarik secara manual. Pengikatan kabel dan tali pengaman
Lampu sorot
Gambar 27. ROV tampak atas Bagian yang dilingkari adalah tempat tali pengaman terikat pada rangka. Bersatu dengan tempat dimana kabel terikat juga pada rangka.
4.1.2. Body Tabung alumunium dengan ketebalan lima milimeter dan diameter tiga inchi menjadi bahan utama pembentuk body. Dipilih ketebalan lima milimeter atau yang cukup tebal untuk mengantisipasi tekanan yang terjadi akibat bertambahnya
kedalaman. Body dibagi menjadi dua bagian, yaitu bagian luar dan bagian dalam.
Gambar 28. Body penyimpanan elektronika. Bagian dalam berfungsi sebagai tempat penyimpanan komponen elektronika, diantaranya yaitu catu daya dan komponen kamera (Gambar 29).
Gambar 29. Rangkaian pembagi tegangan. Bagian luar tabung berfungsi sebagai tempat melekatnya lampu sebagai penerangan tambahan kamera. Pada lidah tabung terdapat delapan lubang untuk memasang sekrup, dipakai delapan sekrup untuk mengurangi kemungkinan adanya celah, dengan asumsi semakin banyak sekrup yang digunakan maka permukaan tutup lebih rapat terpasang.
Selama percobaan beberapa kali di kolam laboratorium akustik, saat uji coba kekedapan tabung terhadap air terjadi beberapa kendala. Dilakukan percobaan kekedapan sebanyak empat kali. Tiga kali percobaan dilakukan di laboratoium dan hasilnya gagal. Masih ada air yang bisa masuk ke dalam body pada kedalaman 50 cm. Akhirnya dilakukan percobaan terakhir, percobaan keempat yang dilakukan di darmaga Kepulauan Seribu, Pulau Pramuka. Tabung dalam keadaan kosong ditenggelamkan selama 30 menit. Setelah 30 menit dilihat dan ternyata tidak ada air yang masuk. Kesalahan selama ini terdapat pada saat proses packing tutup depan dan belakang body. Seal cair yang digunakan sebagai penahan masuknya air harus didiamkan sampai benar-benar kering, sehingga dapat berfungsi dengan baik. Baut yang dipasang pada tutup depan dan belakang pun harus dipasang setelah seal kering.
4.1.3. Kamera Kamera dipasang pada dome yang menyatu dengan tutup body depan. Saat pengambilan gambar di air, terjadi kondensasi pada kaca kamera (dome). Hal ini dikarenakan ada panas yang ditimbulkan oleh trafo yang bekerja di dalam body dan suhu yang cukup dingin dari lingkungan luar yang saling bertemu.
Dome Kabel video
Tutup depan
Kabel power
Gambar 30. Kamera beserta dome.
Sistem pendingin untuk mengantisipasi kondensasi yang ada di dalam body masih kurang, hal ini disebabkan juga oleh ruang body yang kurang memadai. Dibutuhkan penerangan tambahan saat mengambil gambar di air, karena semakin dalam ROV turun maka kecerahan semakin menurun. Bahkan pada saat ROV turun ke kedalaman dua meter bantuan penerangan dengan lampu sorot cukup membantu. Sistem detektor infra merah yang ada pada kamera di non-aktifkan. Keadaan di dalam air selalu minim akan cahaya, hal ini akan menyebabkan infra merah bekerja. Saat infra merah menyala, gambar yang tampil pada layar monitor operator akan berwarna hitam putih.
Gambar 31. Tampilan kamera pada monitor. Berdasarkan uji coba di lapangan, daya tangkap kamera yang kurang baik. Hasil ini jauh dari yang diharapkan, masih banyak yang harus dikembangkan pada sistem kamera ROV agar hasil yang didapat maksimal. Kondensasi yang terjadi pada dome menjadi salah satu pertimbangan dalam perkembangan ROV selanjutnya. Kemampuan ROV yang bisa menyelam lebih dalam akan menghadapi suhu lingkungan air yang cukup dingin yang akan menimbulkan
kondensasi yang cukup tinggi. 4.1.4. Seal Penggunaan seal pada ROV masih kurang efisien karena bagian yang harus diberi seal tidak sebanyak seal cair yang digunakan. Penggunaan seal gelang pada setiap bagian yang harus dipasang akan mengurangi kemungkinan kebocoran. Efek yang ditimbulkan bila terjadi kebocoran pada bagian manapun akan sangat buruk. Harus diperhatikan kerapihan kerja untuk setiap packing di setiap bagian.
Lampu sorot
Kamera
Gambar 32. Seal pada dome dan lampu.
Tutup belakang tempat masuknya kabel
Gambar 33. Seal pada tutup tabung belakang tempat masuknya kabel.
Satu bagian lagi pada ROV yang sangat penting untuk diperhatikan kekedapan airnya adalah jaringan kabel yang masuk ke sistem ROV, bagian ini sangat penting karena saat ROV digunakan di air kabel akan bergerak, pada saat ada gerakan-gerakan inilah kondisi rentan masuknya air. Pemberian resin sebelum proses packing dengan seal cukup baik untuk menahan masuknya air ke dalam body ROV melalui celah masuknya kabel ini. Beberapa hal yang packing dengan seal diperhatikan dalam packing pada setiap bagian ROV: a. Proses perataan bagian yang akan terpasang seal harus rapi terutama bahan yang terbuat dari logam. b. Pemberian seal cair harus sesuai dengan prosedur pemakaian. c. Coba beberapa kali sebelum coba beberapa kali sebelum ROV dijalankan. Bagian yang paling rentan masuknya air saat ROV ini bekerja ada pada motor penggerak. Putaran as motor yang bergerak menjadi kemungkinan terbesar masuknya air, maka dari itu digunakan seal yang terbuat dari serat asbes seperti yang telah dijelaskan pada sub bab motor penggerak. Kemungkinan terbesar rusaknya ROV saat bekerja ada pada kesalahan sistem packing dan menyebabkan masuknya air ke dalam body.
4.1.5. Motor penggerak Motor DC dengan spesifikasi motor wiper mobil yang memiliki torsi cukup besar menjadi pilihan yang digunakan sebagai motor penggerak. Motor penggerak harus memiliki housing sebagai pelindung terhadap air. Housing motor terbuat dari aluminium sama dengan bahan yang digunakan untuk body. Digunakan aluminium karena salah satu jenis logam yang mudah dibentuk dan cukup kuat. Salah satu teknik kerja motor yang digunakan pertama kali
dalam percobaan adalah dengan sistem daya dorong kedua kutub magnet yang berlainan. Motor menggerakan magnet yang saling berlawanan dengan magnet yang menyatu pada as motor yang bergabung dengan baling-baling. Antara kedua magnet tersebut dipisahkan dengan aluminium yang dibentuk seperti mangkuk. Motor dengan sistem magnet menghasilkan tenaga yang kurang cukup untuk mendorong ROV di bawah air. Jarak antar magnet yang masih kurang dekat menjadi penyebab tertahannya putaran motor yang menyebabkan terjadinya slip. Sistem kerja motor harus diganti agar motor dapat bekerja maksimal. Antisipasi yang lain untuk sistem kerja motor penggerak adalah dengan langsung menyambungkan antara as motor dengan as baling-baling. Setelah dicoba, motor penggerak cukup kuat untuk memutar baling di bawah air dalam jangka waktu 30 menit. As motor dihubungkan dengan as baling-baling menggunakan shock. Gambar motor penggerak dapat kita lihat seperti Gambar 34.
Gambar 34. Motor penggerak samping.
Pelampung
Gambar 35. Motor penggerak belakang. Dua sisi belakang dan depan dibentuk agar aliran air tidak tertahan (aerodinamis). As baling-baling yang masuk pada corong motor (tutup depan) bagian dalamnya dilapisi oleh serat asbes yang diberi gemuk. Serat asbes ini jika diberi pelumas gemuk dapat memiliki sifat sebagai penahan air masuk (seal) yang sangat baik. Bos dipasang pada pertengahan as baling-baling yang ada pada tutup motor agar saat motor bekerja tidak ada pergeseran as. Packing tutup depan dan belakang pada motor penggerak digunan seal karet dan tutup dipasang pada body housing dengan enam baut. Pemasangan enam baut ini tidak lain adalah sebagai pencegahan masuknya air ke dalam yang akan menyebabkan korsleting pada motor DC saat bekerja. Dimensi motor penggerak disesuaikan dengan besarnya ROV. Ada empat motor penggerak pada ROV yang dibedakan menjadi dua fungsi. Dua motor penggerak pertama berfungsi sebagai motor penggerak naik. ROV memiliki beban yang cukup berat, saat ROV diturunkan di air maka secara otomatis ROV akan tenggelam karena beban. ROV akan turun secara perlahan karena adanya penambahan pelampung pada bagian atas kerangka. Saat ROV tenggelam maka motor penggerak akan difungsikan mendorong ROV ke atas,
kedalaman ditentukan oleh kerja motor penggerak. Dengan beban ROV yang cukup berat, daya dorong ke atas sangat pelan, hal ini bukan suatu masalah sehubungan dengan fungsi ROV sebagai pemantau yang tidak memprioritaskan kecepatan pergerakan. Dua motor penggerak lainnya yang berfungsi sebagai motor penggerak kiri dan kanan yang ditempatkan di bagian belakang di sisi kanan dan kiri body. Kedua motor ini bergerak counter strike (berlawanan). Keseimbangan arah akan bertambah dengan sistem kerja putaran motor counter strike. Sistem kerja motor ini juga berlaku pada motor penggerak atas. Semua motor memiliki daya 20 Ampere yang dibagi menjadi empat, masingmasing motor 5 Ampere dengan tegangan 12 Volt. Pengaturan kecepatan motor diatur dengan penaikan dan penurunan tegangan. Sampai saat ini tegangan yang telah dicoba dilapangan hanya 12 Volt. Motor penggerak memiliki kecepatan sebesar 2300 rpm dengan voltase yang diberikan sebesar 12 volt, 5 Ampere. Saat uji coba di lapangan ROV belum bisa berfungsi maksimal karena beberapa hal diantaranya beban ROV yang terlalu berat dan sistem pendingin elektronika yang kurang baik sehingga menyebabkan kinerja alat yang cepat panas.
4.1.6. Baling-baling Baling-baling terbuat dari bahan alumunium agar mudah dalam pembuatannya. Baling-baling dibuat dengan sudut kemiringan sekat 45° dengan tujuan agar dorongan yang dihasilkan maksimal dan diameter 15 cm.
Baling- baling
Gambar 36. Baling-baling motor penggerak.
Berdasarkan rumus dapat dihitung keliling dan luas sapuan motor : Keliling lingkaran, dimana
K=πd d = diameter baling-baling π = 3,14
Blade shape = Keliling lingkaran dengan slip 10%, Fyson(1985). Baling-baling memiliki keliling sebesar 47,1 cm, yang berarti luas sapuan/sekat adalah 42,39. Berarti baling-baling dapat mampu mendorong sejauh 47,1 cm/detik dalam satu putaran/sekat. Baling-baling yang memiliki sekat sebanyak dua buah mampu mendorong dua kalinya dalam satu putaran.
4.1.7. Pergerakan ROV Pergerakan ROV di air dipengaruhi oleh beberapa aspek yang ada pada ROV itu sendiri. Faktor yang terpenting dalam pergerakan adalah motor balingbaling yang berguna sebagai pendorong. Baling-baling maju memiliki kemampuan dorongan dua kali sapuan yaitu 84,78 cm tetapi ada faktor lain yang tak kalah penting dalam pergerakan ROV, yaitu beban ROV itu sendiri. ROV secara keseluruhan memiliki berat sebesar 28 kg.
ROV di air
Timbangan
Gambar 37. Proses penimbangan berat ROV di air.
Timbangan
Gambar 38. Proses penimbagan berat ROV di darat. Berat ROV di air sangat jauh berbeda dengan beratnya di darat, yaitu sebesar 8 kg. Satu Horse power = 75 kg/meter/detik, Jadi berat 8 kg yang dimiliki ROV di air dapat didorong oleh motor penggerak yang memiliki kekuatan minimal 0,107 HP. Pada saat ROV dijalankan di air pergerakannya tidak terlihat walaupun motor penggerak sudah bekerja. Motor penggerak yang mendorong ke atas pun belum mampu mengangkat ROV sesuai dengan fungsinya. Beban
ROV yang terlalu berat menjadi salah satu faktor yang menyebabkan kinerja motor terlalu berat.
Gambar 39. Sistem kerja ROV Pada saat kedua motor penggerak maju diberi tegangan 12 Volt maka ROV akan bergerak ke depan namun jika tegangan di balikkan maka ROV akan bergerak mundur. Pengurangan tegangan akan menyebabkan perubahan kecepatan motor. Saat ROV akan manuver ke kiri maka motor penggerak kanan akan berputar lebih cepat daripada motor penggerak kanan. Semakin besar perbedaan tegangan maka manuver akan semakin tajam, begitupun sebaliknya. Pada motor pendorong ke atas, tidak ada perbedaan tegangan antara keduanya, pengaturan kedalaman tergantung dari tegangan yang diberikan kepada motor pendorong ke atas sebelah kanan ataupun kiri yang berputar secara counter strike. Lampu sorot dan kamera mendapatkan tegangan langsung dari catu daya. Saat ROV diaktifkan maka secara otomatis lampu sorot dan kamera mendapatkan tenaga. Kendali pergerakan ada pada joystick oleh operator dari atas kapal ataupun dari darmaga. 4.1.8. Lampu Sorot Lampu sorot DC 12 Volt menjadi pilihan untuk penerangan bantuan bagi kamera. Semakin bertambahnya kedalaman perairan intensitas cahaya semakin berkurang, karena itu sangat dibutuhkan penerangan. Lampu sorot tidak kedap air, maka dibuatlah housing sebagai pelindung masuknya air. Housing lampu sorot terbuat dari pipa stainless steel. Lampu sorot di cor menggunakan resin pada pipa stainless steel. Penggunaan resin juga bertujuan menutupi bagian pada bagian lampu yang berkemungkinan masuk air. Saat
percobaan lampu di laboratorium akustik kelautan terjadi kegagalan satu kali dikarenakan pengecoran resin yang kurang baik, katalis yang digunakan berlebih sehingga resin terlalu regas. Masuknya air ke dalam housing lampu menyebabkan korsleting.
4.1.9. Power Power utama ROV dihasilkan oleh portable generator berbahan bakar minyak dengan tegangan keluaran 220 Volt dan daya 900 Watt. Semua energi listrik yang digunakan pada ROV diperoleh dari generator yang menghasilkan sumber tegangan AC yang dikonfersikan menjadi tegangan DC pada catu daya dengan tegangan keluaran 12 Volt dan daya 20 Ampere.
4.1.10. Sistem Perkabelan Kabel-kabel yang digunakan pada ROV adalah kabel yang memiliki daya tahan terhadap air laut. Kabel power isi tujuh sebagai kabel utama yang terhubung dari portable generator ke ROV. Semua kabel power motor penggerak terhubung langsung dari motor ke dalam body ROV, begitupun dengan kabel lampu sorot. Kedua pasang kabel power lampu sorot disusun secara pararel sebelum masu ke dalam body. Beda dengan kabel power kamera, karena kamera menyatu dengan tutup ROV bagian depan maka kabel powernya terletak di dalam. Kabel video kamera terhubung dari ROV ke monitor operator.
4.1.11. Pelampung Pelampung digunakan dalam ROV sebagai pembantu daya apung. Beban ROV yang terlalu berat. Beban ROV yang terlalu berat akan menyebabkan ROV turun dengan cepat ke dasar, sedangkan proses yang diharapkan adalah ROV turun secara perlahan. Hal ini bertujuan agar kinerja motor penggerak yang
mendorong ROV ke atas untuk mencapai kedalaman yang diinginkan tidak terlalu berat. Pelampung yang digunakan pada ROV ini sangat sederhana, dapat kita lihat pada Gambar 48.
Tali pengaman
pelampung
Gambar 40. Pelampung ROV. Saat percobaan di lapangan, pelampung yang dipasang menyebabkan ROV memperoleh kondisi netral pada kedalaman satu meter. Motor penggerak naik harus difungsikan berlawanan arah agar ROV dapat turun melebihi dua meter dari posisi netral.
4.1.12. ROV yang telah ada Setiap ROV yang dihasilkan memiliki kekurangan dan kelemahan. Pada Gambar 41 - 42 diperlihatkan beberapa contoh ROV yang pernah dibuat dan menjadi acuan pembuatan ROV tipe RJ – 45 yang dikembangkan saat ini oleh Laboratorium Akustik dan Instrumentasi Kelautan, Departemen ITK, FPIK, IPB..
Sumber : Sub-find (2003)
Sumber : Uncw (2003)
Gambar 41. ROV
Gambar 42. ROV
Pada Gambar 41 ada teknologi tambahan yang terpasang pada ROV yaitu tangan penjepit yang berfungsi mengambil benda sedangkan pada Gambar 42 hanya ada kamera sebagai alat visualisasi. ROV RJ – 45 hanya memiliki kamera sebagai alat visualisasi. Kelebihannya adalah biaya produksi yang jauh lebih murah daripada membeli ROV yang sudah ada. Salah satu tujuannya adalah adanya kemandirian teknologi bagi kita. Perubahan dapat kita sesuaikan dengan keinginan kita dibandingkan dengan membeli maka kita hanya dapat apa adanya. Kedalaman yang dapat dicapai oleh ROV yang telah dibuat sebelumnya dapat mencapai 4500 m. Pada tahap awal pembuatan dan percobaan ROV RJ – 45 baru mampu mencapai kedalaman 50 meter. Kabel yang dipakai pun telalu besar sehingga menyulitkan dalam hal ini kita perlu memperhatikan dimensi ROV.
5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan Prototipe ROV yang dikembangkan dapat digunakan untuk memantau keadaan bawah laut. Kamera sebagai alat utama sebagai pemantau kondisi bawah air. Semua instrumen ROV melekat pada rangka yang terbuat dari
stainless steel. Pergerakan ROV dibantu oleh empat motor penggerak yang dibagi menjadi dua fungsi yang berbeda. Motor DC 12 Volt OEM-141135 menjadi pilihan sebagai penggerak utama. Dua motor berfungsi sebagai motor penggerak maju dan mundur. Dua motor lainnya difungsikan menjadi motor pendorong ke atas ROV. Dengan diameter baling-baling motor penggerak 15 cm yang memiliki keliling 47,1 cm, berarti memiliki luas sapuan 42,39/sekat. Baling-baling mampu mendorong 42,39 cm/detik setiap sekatnya. Dalam hal ini beban yang didorong tidak dapat diabaikan. ROV memiliki berat di darat 28 kg dan di air seberat 8 kg. Keempat motor penggerak belum mampu bekerja secara maksimal dikarenakan beban ROV yang terlalu berat. Kamera VCAM-VC 330 SP dipilih sebagai kamera. Kondensasi yang terjadi pada dome disebabkan oleh panasnya komponen elektronika di dalam body. Proses kinerja kamera memerlukan pencahayaan bantuan dari lampu sorot, karena semakin dalam ROV, maka intensitas cahaya semakin berkurang. Packing semua komponen pada ROV adalah salah satu hal yang tidak terlalu sulit dilakukan, tetapi sangat penting sebagai pencegah masuknya air melalui celah. Sistem masuknya kabel ke dalam body juga harus dibuat sebaik mungkin demi mencegah masuknya air. Semua housing yang ada pada ROV seperti housing motor penggerak, lampu dan body dibuat menggunakan bahan yang kuat, tahan lama dan bersifat nonkorosif.
5.2. Saran Prototipe ROV RJ-45 masih jauh dari sempurna dan harapan, maka harus ada pengembangan lebih lanjut dalam berbagai hal, diantaranya : a. Berat beban ROV di dalam air sehingga tidak mengurangi kinerja motor penggerak.
b. Sistem pendingin untuk mengurangi kondensasi yang terjadi pada dome kamera, sehingga penglihatan kamera tidak terganggu. c. Sistem packing setiap bagian yang lebih baik untuk pencegahan masuknya air. d. Pelampung yang baik demi menjaga buoyancy dan estetika penampilan ROV yang baik. e. Penerangan tambahan yang lebih baik. f.
Penambahan sensor-sensor pengukur parameter laut akan membuat ROV lebih bermanfaat.
Beberapa hal di atas adalah faktor-faktor penting yang harus diperhatikan dalam pengembangan ROV selanjutnya, terutama mengenai pergerakan ROV dan kamera. Penggunaan bahan utama pembuatan ROV yang kuat dan lebih ringan dapat menjadi alternatif pengurangan berat beban ROV.
DAFTAR PUSTAKA Afif, A.2007.Mechanical seal http://agusstudio2005.blogspot.com/searchq/stainlesssteel.htm [5 Februari 2008] Anonimus. 2003. Archimedes Principle http://physics.weber.edu/caroll/archimedes/principle.htm [1 April 2008] Budiharto, W.2006. Belajar sendiri membuat robot cerdas. PT. Elex Media
Komputindo.Jakarta.250 hal. Endra, P.2006.Robotika. CV. ANDI OFFSET. Yogyakarta. 347 hal. Joaldera. 2007. Dunia Elektronika http://duniaelektronika.blogspot.com/2007/09/catu-daya.html [12 Desember 2007] Fyson,J. 1985. Design of Small Fishing Vessels. Fisheries Industries Officer (Vessels). Fisheries Industries Division. FAO. Italy. 320 hal. Helmenstine,A.M. 2008.Chemistry http://chemistry.about.com/cs/metalsandalloys/a/aa071201a.htm [12 Desember 2007] Nurrosid.2005.Catu daya.dairin computer solution. http://rosidku.tripod.com/krci2005.htm [12 Desember 2007] Silvercrest Submarine. 2007. Sumersible motor engineering. http://www.silvercrestsubmarines.co.uk/submersible_rov_motors.html [12 desember 2007] Sub - Find. 2003 www.sub-find.com/images/pantherROV.jpg [20 juni 2008] Gittings, S. 2006. NOAA's National Marine Sanctuary System. National Oceanic and Atmospheric Administration | U.S. Department of Commerce http://oceanexplorer.noaa.gov/technology/subs/rov/rov.html [5 Februari 2008] Tedy. 2005. Piping, valves and fittings I. http://agusstudio2005.blogspot.com/search?q=stainless+stell [5 Februari 2008] UNCW. 2003. ROV www.uncw.edu/nurc/images/ROVinwater.jpg [20 juni 2008) Wikipedia. 2007. propeller http://en.wikipedia.org/wiki/Propeller [5 Februari 2008] Wikipedia. 2006. Radio control submarine. GNU Free Documentation License http://en.wikipedia.org/w/index.php?title= radio-controlled submarine&diff=3558922&ol did-35589786.[12 Desember 2007] Wikipedia. 2006. Remotely operated vehicle. http://en.wikipedia.org/wiki/Remotely operated vehicle.[ 12 Desember 2007] wikipedia. 2007. Stainlesssteel
http://en.wikipedia.org/wiki/Stainless_steel [5 Februari 2008] Workocean. 1995. ROV’s FOR BEGINNERS. http://www.rov.net/pages/rovfd1.html [5 februari 2008]
LAMPIRAN
Lampiran 1. Proses pembuatan prototype ROV
Komponen elektronik
Body instrumen
Perakitan
Lampiran 2. Uji coba dan pembuatan
Perakitan
Pembuatan housing lampu sorot
Uji coba buoyancy
Penimbangan berat instrumen Lampiran 3. Uji coba dan pengukuran
Uji coba di Pulau Pramuka Kepulauan Seribu
Penimbangan di air
Pengukuran dimensi Lampiran 4. Tampilan ROV
Instrumen tampak samping
Instrumen tampak belakang
Lampiran 4. (Lanjutan), Tampilan ROV
Instrumen tampak atas
Instrumen tampak bawah
Lampiran 4. (Lanjutan), Tampilan ROV
Dome kamera dan lampu sorot
Instrumen di dalam air
Instrumen di dalam air RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kota Bogor, pada tanggal 25 Juli 1985 Penulis merupakan anak terakhir dari empat bersaudara yang hadir ditengah keluarga pasangan Bapak Yulisman Zubir dan Ibu Jumiarsih. Penulis menyelesaikan jalur pendidikan di Sekolah Dasar Negeri 1 Panaragan Bogor pada tahun 1997, Sekolah Menengah Pertama Negeri 11 Bogor pada tahun 2000, dan Sekolah Menengah Umum Negeri 6 Bogor pada tahun 2003 dan menjadi mahasiswa di Program Studi Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI). Selama menjalani masa perkuliahan, penulis aktif menjadi asisten mata kuliah Instrumentasi Kelautan tahun 2005-2006 dan asisten mata kuliah Wisata Air tahun 2007. Penulis tergabung sebagai anggota HIMITEKA periode 2004 – 2005, HIMITEKINDO 2005-2007 sebagai Ketua Departemen Public Relation, Naarboven Diving Club tahun 2007. Penulis aktif menjadi anggota kepanitiaan kegiatan kemahasiswaan seperti kegiatan Coral Cup tahun 2004 – 2005 (seksi Konsumsi), kegiatan Malam Kelautan tahun 2004 (Koordinator Acara), Temu Alumni tahun 2004 (Koordinator Publikasi, Dekorasi dan Dokumentasi), Gebyar Kelautan Nusantara tahun 2004 (seksi Transportasi dan Logistik), Gebyar Kelautan Nusantara tahun 2005 (Koordinator Acara). Dalam rangka menyelesaikan studi di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor, penulis menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Pengembangan Prototipe Remotely Operated Vehicle (ROV) : Aspek Mekanis”.
