i

LAPORAN AKHIR

PENELITIAN UNGGULAN ITS

(Penelitian Terapan Multi-Disiplin)

DANA ITS 2020

(TAHUN PERTAMA DARI TIGA TAHUN)

Pengembangan Search and Rescue Autonomous Boat

(iBoat): Misi dan Integrasi

Tim Peneliti :

Ketua : Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc., Ph.D. (Teknik Perkapalan, FTK)

Anggota 1 : Dr. Eng. Trika Pitana, S.T., M.Sc. (Teknik Sistem Perkapalan, FTK)

Anggota 2 : Ir. Tri Achmadi, Ph.D. (Teknik Transportasi Laut, FTK)

Anggota 3 : Dony Setyawan, S.T., M.Eng. (Teknik Perkapalan, FTK)

DIREKTORAT RISET DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2020

Sesuai Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian No: 832/PKS/ITS/2020

i

Daftar Isi

Daftar Isi .................................................................................................................................................... i

Daftar Tabel .............................................................................................................................................. ii

Daftar Gambar.......................................................................................................................................... iii

Daftar Lampiran ....................................................................................................................................... iv

BAB I RINGKASAN ................................................................................................................................ 1

BAB II HASIL PENELITIAN ................................................................................................................... 2

2.1. Pola Desain Kapal ...................................................................................................................... 2

2.2. Operasi Search and Rescue ........................................................................................................ 3

2.3. Kapal Search and Rescue ........................................................................................................... 6

2.4. Kapal Autonomous ..................................................................................................................... 7

2.5. Sistem Navigasi Kapal ............................................................................................................... 9

2.6. Sistem Autopilot ........................................................................................................................ 9

2.7. Integrasi iBoat .......................................................................................................................... 20

BAB III STATUS LUARAN ................................................................................................................... 23

BAB IV PERAN MITRA ........................................................................................................................ 24

BAB V KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN ............................................................................ 25

BAB VI RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA ................................................................................ 26

BAB VII DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................... 27

BAB VIII LAMPIRAN ........................................................................................................................... 28

LAMPIRAN 1 Tabel Daftar Luaran ......................................................................................................... 30

ii

Daftar Tabel

Tabel 1. Pembagian daerah Operasi SAR Indonesia ..................................................................... 4

Tabel 2. Pembagian daerah Operasi SAR Indonesia ..................................................................... 5

iii

Daftar Gambar

Gambar 1. Pola desain kapal ........................................................................................................ 2

Gambar 2. Daerah operasi SAR Indonesia .................................................................................... 4

Gambar 3. System operasi SAR Indonesia................................................................................... 5

Gambar 4. Jenis kapal SAR di Basarnas ....................................................................................... 7

Gambar 5. Sistem Autopilot iBoat .............................................................................................. 10

Gambar 6. Blok diagram system autopilot rudder ....................................................................... 10

Gambar 7. Gerakan Proportional Dan Pergerakan Ketika Mendapat Gangguan .......................... 10

Gambar 8. Iboat concept ............................................................................................................ 10

Gambar 9. Fitur Iboat ................................................................................................................. 10

iv

Daftar Lampiran

Lampiran 1 Dokumentasi Sea Trial I-Boat ITS ....................................................................... 16

1

BAB I RINGKASAN

Indonesia merupakan negara yang rawan kecelakaan yang terjadi di darat, laut dan udara. Kecelakan

dapat berasal dari bencana alam, kesalahan operasional manusia dan kesalahan manajemen

koordinasi. Kecelakan yang terjadi di laut merupakan kecelakaan dengan jumlah korban jiwa yang

hilang terbanyak yang terjadi karena sangat sudah melakukan deteksi lokasi, melakukan pencarian

dan penyelamatan karena harus berhadapan dengan gelombang dan angin yang tidak bersahabat.

Dalam penelitian ini secara umum akan diakan dibuat dan didesain kapal Autonomous yang dapat

digunakan untuk melakukan search and recue korban di laut dengan menerapkan autopilot untuk

mempercepat respon agar mengurangi dan mengurangi resiko tim penolong. Penelitian ini

melibatkan beberapa disiplin ilmu Naval architecture, Marine Engineering, Robotic Engineering

dan Control Engineering. Secara khusus pada penelitian ini merupakan pengabungan sub-sub

penelitian yang lain yang digabung menjadi satu kesatuan. Waktu penelitian dilakukan selama lima

tahun dengan target tahun pertama mendesain dan membuat kapal autonomous untuk keperluan

search korban yang ada dilaut, tahun kedua mendesain kapal autonomous untuk keperluan recue

korban yang ada dilaut yang membutuhkan ukuran kapal lebih besar. Selain itu direncanakan

mendapatkan paten tentang desain kapal Search and Rescue Autonomous Boat (iBoat).

Kata Kunci: SAR, Autonomous, iBoat

Kata Kunci: SAR, Autonomous, iBoat

2

Ringkasan penelitian berisi latar belakang penelitian,tujuan dan tahapan metode

penelitian, luaran yang ditargetkan, kata kunci

BAB II HASIL PENELITIAN

Kapal merupakan sarana transportasi air yang dapat mengangkut barang, kendaraan dan

barang didalam ruang muatnya. Dibandingkan dengan transportasi lain sarana ini mempunyai

keunggulan mampu mengangkut dalam jumlah yang berat dan banyak. Sarana ini juga sangat

diperlukan di negara-negara kepulauan seperti Indonesia. Sarana ini sudah dikenal oleh bangsa

Indonesia sejak dahulu kala sehingga dikenal sebagai bangsa maritime terbesar di Asia Tenggara.

Kejayaan ini perlu dibangkitkan kembali dengan penguasaan dan pengembangkan ilmu

pengetahuan dan teknologi terkini. iBOAT merupakan teknologi pengabungan beberapa disiplin

ilmu pengetahuan menjadi masa depan kapal-kapal sekarang. Adapung secara teori iBOAT dapat

dijabarkan sebagai berikut:

2.1.Pola Desain Kapal

Desain merupakan sesuatu yang sangat penting dalam pembangunan suatu kapal, desain akan

menentukan kualitas dan performance dari suatu kapal. Banyak pola dalam mendesain produk,

akan tetapi khusus untuk pola desain kapal menggunakan pola spiral ship design yaitu sebagai

berikut [1]

Gambar 1. Pola desain kapal

Gambar diatas menunjukan pola desain kapal yang semula lurus selnjutnya diteruskan dalam

bentuk spiral yang penjelasanya sebagai berikut: [2]

Mission: ini merupakan langkah awal dalam mendesain kapal, pada langkah ini ditentukan

permintaan pemilik kapal dengan melakukan studi kelayakan kapal yang akan didesain. Studi

3

ini dilakukan dengan mengumpulkan data-data kegunaan kapal, kapasitas ruang muat, area

operasi kapal dan performance kapal yang diinginkan.

Function: hasil studi kelayakan akan menghasilkan system-sitem apa saja yang perlu disediakan

oleh kapal, banyaknya DWT yang akan diangkut dikapal dan perkiraan daya mesin yang akan

digunakan dikapal.

Form: selanjunya dipilih geometri ukuran utama kapal yang meliputi Panjang, lebar, tinggi,

sarat diikuti dengan penentuan rasio ukuran utama dan koefesient-koefesien geometri kapal.

Kesesuaian kapasitas ruang muat dengan muatan yang diangkut dikapal juga dipertimbangkan

sehingga kapal tidak kelebihan atau kekurangan kapasitas yang diangkutnya.

Performance: dalam tahp ini didesain bentuk struktur lambung kapal yang sesuai dengan bentuk

lambung, didesain peralatan dan perlengkapan apa saja yang akan dipakai dikapal, selain itu

juga dilakukan desain permesinan sebagai penggerak utama kapal. Desain performance

ketahanan kapal terhadap gelombang dan lingkungan luar juga dihitung dengan menggunakan

seakeeping.

Economic: selain pertimbangan teknis harus dipenuhi selanjutnya dilakukan Analisa /

perhitungan ekonomis antara lain: biaya pembangunan kapal, operasional kapal, charter dan

keuntungan. Biaya pembangunan kapal meliputi: biaya baja, biaya permesinan, biaya perlatan,

biaya kelisterikan dan biaya perlengkapan. Biaya operasional meliputi: biaya bahan bakar, biaya

air tawar, biaya makanan, gaji crew dan biaya lain yang harus dibayarkan saat kapal berlayar.

Pola spiral desain diatas juga ada beberapa literatur yang agak berbeda dimana tidak terdapat bagian

yang lurus tetap hanya berbentuk spiral murni, dimana dalam spiral terbagi menjadi bagian-bagian

utama yaitu: Concept Design, Preliminary Design, Contract Design dan Detail Design. Pada tahap

concept design dilakukan studi: mission, function, form, performance dan economic selnjutnya akan

diulang pada tahap Preliminary Design, Contract Design dan Detail Design. Concept design

merupakan studi kelayakan tentang kapal yang akan dibangun. Preliminary design merupakan

desain awal pendetailan dari concept design. Contract design merupakan contract design antara

pemilik dan galangan kapal yang akan membangun kapal tersebut. Dan detail design merupakan

gambar detail sekala sebenarnya atau disebut gambar produksi [3] [4].

2.2.Operasi Search and Rescue

Indonesis sebagai negara yang rawan bencana alam agar penangnannya maksimal dibagi menjadi

dibagi menjadi 2 daerah operasi type: A disebelah barat dan B disebelah timur. Daerah operasi type

4

A terdiri dari 16 daerah, dan type C terdiri 12 secara total terdapat 38 daerah operasi yang dapat

dilihat pada table dibawah ini [5].

Tabel 1. Pembagian daerah Operasi SAR Indonesia

Daerah tersebut diplot dalam peta Indonesia dapat dilihat pada peta dibawah ini. Semua daerah di

Indonesia telah terpetakan Kawasan darat dipulau dan di laut. Legenda peta tanda bintang

menunjukan potensi bencana yang terjadi dan tanda lingkaran orange menunjukan pos SAR yang

bertanggungjawab. Terdapat 77 pos SAR yang tersebar disluruh Indonesia yang tersebar dari

Sabang sampai Merauke.

Gambar 2. Daerah operasi SAR Indonesia

Dari data yang didapatkan dari BASARNAS didapatkan data kecelakaan darat, laut dan udara pada

tahun 2018. Dari data terdapat lima macam jenis kecelakaan antara lain: pesawat udara, kapal,

bencana, kondisi membahayakan dan kecelakan khusus. Dari hasil investigasi terdapat 2.146

kejadian kecelakaan kapal, kecelakaan kapal merupakan sumber kecelakaan kedua tersbesar

dibandingkan sumber lain. Dari hasil investigasi banyaknya korban hilang dialami oleh kecelakaan

kapal, karena untuk melakukan pencarian dan penyelamatan harus berhadapan dengan angin dan

gelombang yang tidak bersahabat. Untuk itu kapal outonomouse sangat diperlukan untuk

melakukan SAR dilaut.

5

Tabel 2. Pembagian daerah Operasi SAR Indonesia

Kejadian kecelakaan terjadi secara mendadak tidak menunggu korban atau tim penolong siap.

Setiap saat diperlukan kesiap siagaan supaya korban jiwa dapat ditekan seminimal mungkin.

Teknologi informasi untuk melaporkan kecelakaan secepat mungkin diikuti dengan respon

pencarian dan penyelamatan yang tepat dan cepat juga akan menurunkan resiko korban jiwa. Ketika

terjadi kecelakaan pesawat akan dilaporkan oleh ELT melalui satelit menuju basarnas, sedangkan

kecelakaan kapal laut melalui EPIRB. Teknologi informasi ini sangat berguna untuk menentukan

lokasi kecelakaan ketika tidak terdapat terdapat saksi mata. Teknologi informasi yang sekarang ini

ada perlu dikembangkan keakurasian karena seringkali kecelakaan di laut tidak ditemukan.

Gambar 3. System operasi SAR Indonesia

Selain dilaporkan melaui teknologi satelit, kecelakaan juga sering dilaporkan secara langsung

dengan melihat langsung. Selanjutnya BASARNAS akan berkoordinasi dengan TNI. Polisi, dan

Instansi atau swada masyarakat.

6

2.3.Kapal Search and Rescue

Armada kapal SAR yang dimiliki oleh Badan SAR Nasional (BASARNAS) dikelompokan menjadi

6 (enam) macam berdasarkan panjang dan jangkauannya antara lain [6]:

1. Rescue Ship adalah kapal kelas I versi SAR (panjang >40 M) yang digunakan sebagai sarana

pencarian dan pertolongan dilengkapi dengan peralatan SAR;

2. Rescue Boat adalah kapal versi SAR yang digunakan sebagai sarana pencarian dan pertolongan

yang dilengkapi dengan peralatan SAR, dan digolongkan berdasarkan ukuran menjadi 3 ( tiga)

jenis:

a. Kelas II (panjang 30 s.d. 40 M). Standar Rescue Boat Kelas II; Kapal Rescue Boat Panjang

40m Kapal Rescue Boat Panjang 36m

b. Kelas III (panjang 20 s.d. < 30 M). Standar Rescue Boat Kelas III;

c. Kelas IV (panjang 12 s.d. < 20 M). Standar Rescue Boat Kelas IV;

3. Hovercraft adalah kendaraan yang berjalan diatas bantalan udara (air cushion) yang dilengkapi

dengan baling - baling udara sebagai alat pendorong, untuk sarana pencarian dan pertolongan

di perairan, lumpur dan rawa-rawa;

4. Rigid Inflatable Boat (RIB) adalah perahu berbahan dasar karet dengan lunas fiber glass serta

dilengkapi kemudi, yang digunakan sebagai sarana pencarian dan pertolongan di area perairan/

laut;

5. Rubber Boat adalah perahu berbahan dasar karet yang dapat dikembangkan dan dilipat, yang

dilengkapi dengan motor tempel sebagai sarana pencarian dan pertolongan di area perairan/

laut;

6. Rafting Boat adalah perahu karet tanpa motor tempel, yang decknya tidak terbuat dari material

keras sehingga mempunyai kelenturan untuk melintasi sungai yang berbatu-batu/ daerah lokasi

banjir.

Kapal kelas I

Kapal kelas II

7

Kapal kelas I

Kapal kelas II

Hovercraft

Rigid Inflatable Boat (RIB)

Rubber Boat

Rafting Boat

Gambar 4. Jenis kapal SAR di Basarnas

2.4.Kapal Autonomous

Istilah kapal Autonomous atau Unmanned Surface Vehicle (USV) atau Autonomous Surface

Vehicle (ASV) dimaksudkan untuk wahana yang dioperasikan pada permukaan air tanpa awak.

USV dikendalikan autopilot dengan memberikan perintah- perintah seperti waypoint, melalui

Ground Control Station (GCS). USV dapat mengolah data-data pergerakan dan pengamatan lalu

mengirimkannya ke GCS secara real time melalui sistem komunikasi nirkabel. USV sebenarnya

telah diujicobakan sejak Perang Dunia II, namun belum terlalu dikenal karena kapal-kapal pengintai

tanpa awak generasi awal seperti OWL Mk II masih diklasifikasikan sebagai Autonomous

Underwater Vehicle (AUV). Dilanjutkan tahun 1944, Kanada mengembangkan konsep torpedo

COMOX sebelum penyerangan ke Normandia. Setelah Perang Dunia II penggunaan USV menjadi

lebih berkembang, di antaranya untuk mengambil sampel air yang terkena radioaktif setelah

pemboman Able dan Baker di Atol Bikini tahun 1946. USV juga sangat berguna dalam bidang

pengamatan wilayah, pengintaian, dan patrol karena memiliki kemampuan yang lebih baik

8

dibandingkan menggunakan radar, namun lebih murah dibandingkan memperbanyak kapal

komersial maupun pesawat terbang serta lebih fleksibel daripada yang dapat dilakukan oleh kapal

komersial.

Beberapa jenis USV saat ini akan menjadi peralatan yang efisien untuk melakukan patroli,

seperti patroli patok-patok perbatasan di laut, perairan dangkal dan di sekitar garis pantai. Sistem

ini dapat mengisi kekosongan data yang tidak dapat dilakukan oleh kapal patroli biasa. Untuk

berpatroli di patok perbatasan dapat menghadirkan tantangan teknologi tersendiri. Hal ini

disebabkan oleh dinamika lingkungan dan lebih rawannya ancaman balik dari para penyelundup

ilegal maupun para pencuri ikan illegal. Terlebih kapal-kapal penyelundup yang terbuat dari bahan

non logam, akan sangat sulit diidentifikasikan jika menggunakan radar saja, sehingga dibutuhkan

pengamatan visul scara langsung untuk mengetahui kondisinya.

Contohnya adalah ASV Global yang mengembangkan USV dengan kode C sweep untuk

diaplikasikan dalam berbagai bidang seperti anti ranjau, anti kapal selam, dan pengintaian.

Kendaraan ini memiliki kemampuan bermanuver dengan baik, towing, dan ketahanan komponen

elektronik yang membuatnya dapat digunakan sebagai pendukung peperangan ranjau. Selain itu,

kendaraan ini juga mampu menyebarkan, tracking, dan saling terhubung dengan sistem autopilot

lainnya baik USV, ROV, maupun AUV. Kendaraan ini dapat dijalankan dalam metode manual

maupun dalam metode autopilot. Untuk mengendalikannya, kendaraan ini dikendalikan melalui

darat menggunakan jaringan komunikasi berupa UHF (Ultra Gigh Frequance), L/S Band, maupun

Sat-Comms Options Sidescan dan teknologi ASView untuk mengarahkannya. ASV tidak

hanyamemiliki kemampuan untuk pengintaian saja, tapi juga dapat digunakan untuk pengejaran

target. Untuk itu, kendaraan ini dilengkapi 2 mesin diesel dan kapasitas BBM yang besar yaitu 2300

liter sehingga memiliki kecepatan tinggi hingga 25+ knot serta dapat menjangkau area seluas 230

nm untuk ukuran kapal 10 meter.

Dengan ukurannya yang kecil, maka USV akan mudah dimobilisasi menggunakan kapal

konvensional yang lebih besar. Pada prakteknya nanti, kapal konvensional ini dapat difungsikan

sebagai kapal induk/pangkalan terapung yang membawahi beberapa USV. USV ini akan dilengkapi

kamera pengintai yang akan digunakan untuk memonitor wilayah patrolinya. Kemudian USV ini

disebar ke berbagai titik untuk melakukan patroli di wilayah yang telah ditetapkan sesuai koordinat

GPS yang telah ditetapkan. Namun GPS memiliki keakuratan yang berbeda-beda tergantung lokasi

dari titik koordinat tersebut. Selain itu, keadaan laut juga selalu berubah-ubah tergantung kondisi

cuaca dan gelombang

9

2.5.Sistem Navigasi Kapal

Navigasi adalah ilmu pengetahuan dalam menentukan posisi kapal di laut dengan

mengemudikan (steering) kapal secara aman dari suatu tempat ke tempat lain. Sistem navigasi

biasanya terdiri dari beberapa perangkat digital maupun analog, untuk yang analog biasanya

dilengkapi dengan kompas analog yang dapat mengetahui arah mata angin yang berguna sebagai

acuan arah kapal, untuk perangkat digital sudah terdapat GPS atau Global Positioning System yaitu

sebuah perangkat yang dapat menerima lokasi keberadaan kapal dengan mengacu pada satelit yang

bergerak mengitari bumi. GPS menerima data yang dikirim dari satelit berupa data NMEA 0183.

NMEA (National Marine Electronics Association) adalah standar yang digunakan dalam

pengiriman data GPS yang berupa protokol data, garis lintang, garis bujur, ketinggian, dan waktu.

Kompas digital juga tergolong perangkat digital dimana pemakaiannya harus diintegrasikan

kembali pada sebuah sistem sehingga pembacaan arah mata angin dapat dilakukan dan dapat

mengetahui arah kapal [7].

2.6.Sistem Autopilot

Sistem autopilot adalah sebuah sistem mekanikal, elektrikal, atau hidraulik yang memandu

sebuah kendaraan tanpa campur tangan dari manusia. Umumnya autopilot dihubungkan dengan

pesawat, tetapi autopilot juga digunakan di kapal dengan istilah yang sama. Pergerakan kapal dalam

mode autopilot dipandu oleh sistem navigasi dan system kontrol. Sistem navigasikapalpada

autopilotmenggunakan metode waypoint. Sistem navigasi akan memandu USV bergerak secara

teratur mengikuti titik tuju (waypoint) yang telah diatur pada Ground Control Station (GCS).

Dalam pergerakan USV, gaya luar seperti angin dan ombak maupun gaya dari dalam seperti

ketidakseimbangan putaran kecepatan motor induk akan memberikan pengaruh dalam

pergerakannya. Maka dari itu dibutuhkanlah sistem kontrol untuk mengendalikan kapal tetap

menuju ke titik tujunya. Dalam studi simulasi sistem kemudi USV, penting bahwa model dinamika

sistem yang relatif akurat mempengaruhi kinerja kemudi.Sistem yang dimaksud bias dianggap

sebagai kapal dengan kemudiaktuator, yang mengalami gangguan eksternal seperti ditunjukkan

pada gambar berikut [8].

10

Gambar 5. Sistem Autopilot iBoat

Autopilot dirancang untuk mengarahkan USV ke titik tujuan dan memanipulasi rudder sedemikian

rupa untuk mengurangi perbedaan antara lintasan yang diinginkan dan lintasan aktual yang

ditempuh USV. Dalam hal ini, autopilot bergantung padasistem kontrol. Pada sistem kontrol

dikenal yang namanya PID (Proportional, Integral, dan Derivative).Gambar berikut [9]:

Gambar 6. Blok diagram system autopilot rudder

Faktor-faktor pengganggu menyebabkan arah kapal berbelok hingga terjadi ketidaksesuaian

antaralintasan yang diinginkan dan aktual.Pada saat itu terjadi terdeteksierror, USV akan melakukan

koreksi danrudder bereaksi untuk membawa perahu kembali ke lintasan yang diinginkan.Namun,

saat menuju lintasan yang diinginkan, akan terjadi overshot dan terjadi error lagi kearah sebaliknya.

Kemudi USV akan melakukan koreksi lagi dan rudder bereaksi untuk membawa perahu kembali ke

lintasan yang diinginkan Hal ini akan terjadi terus menerus dan menyebabkan biaya bahan bakar,

waktu tambahan, dan menurunkanefisiensi.

Gambar 7. Gerakan Proportional Dan Pergerakan Ketika Mendapat Gangguan

11

Smart Lifeboat merupakan kapal penyelamat tanpa awak (autonomous) yang didesain dan

dibuat untuk meningkatkan keselamatan pelayaran. Smart Lifeboat didesain untuk dapat

menyelamatkan kru maupun penumpang dalam keadaan darurat dengan mandiri dan terintegrasi

menggunakan pelacakan secara otomatis. Inital design Iboat dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Iboat concept

Smart Lifeboat dibekali dengan sistem otomasi yang teringrasi dengan Smart Lifejacket

dan coast guard/ SAR di darat. Kapal ini dapat beroperasi secara mandiri (autonomous) dan manual.

Untuk memaksimalkan proses penyelamatan kapal ini memiliki landing dock yang dalam keadaan

darurat dapat digunakan sebagai space tambahan untuk korban dan dapat digunakan untuk

mengangkut alat keselamatan pendukung seperti Liferaft dan Lifebuoy.

Fitur dan Keunggulan

Smart Lifeboat memiliki beberapa fitur yang mendukung operasi penyelamatan. Fitur dari

Smart Lifeboat dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Fitur iboat

12

a. Wood Hull

Material lambung menggunakan bahan kayu. Penggunaan bahan kayu dapat memberikan

konstruksi yang kuat dan rapi.

b. Motor Listrik

Penggerak kapal menggunakan motor listrik yang supply dayanya menggunakan baterai.

c. Watertight Door

Pintu menggunkan jenis pintu kedap air dengan tujuan ketika kapal diluncurkan atau

menghadapi ombak yang besar tidak menimbulkan risiko tenggelam.

d. Landing Dock

Dalam keadaan darurat dapat digunakan untuk mengangkut korban atau alat keselamatan

lainnya.

e. Navigation Room

Pusat kendali berada diposisi tertinggi dari keseluruhan bangunan kapal dengan tujuan

memudahkan proses pengamatan. Pusat kendali ini juga dilengkapi dengan sistem komunikasi

yang dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan stasiun komunikasi darat atau kapal lain

yang terdekat.

f. Automated MOB Searching

Kapal secara otomatis melakukan pencarian man overboard dengan cara mengintregasikan GPS

yang ada di Smart Lifeboat sebagai receiver dan di Smart Lifejacket sebagai transmitter.

g. Automated Land and Ship Searching

Ketika kapal mengalami insiden kecelakaan Smart Lifeboat akan berperan dalam proses

evakuasi. Smart Lifeboat secara otomatis melakukan pencarian daratan atau kapal lain yang

terdekat untuk proses evakuasi.

Prosedur Kerja Iboat

a. Ketika Terjadi Kecelakaan Kapal

1. Smart Lifeboat Diluncurkan

Dalam keadaan darurat kapal sepertai kebakaran atau tenggelam, kru dan penumpang masuk

kedalam Smart Lifeboat yang kemudian diluncurkan ke laut (overboard) dengan

menggunakan metode freefall atau gravity davit. Peluncuran dapat dilihat pada Gambar

berikut.

13

(a) (b)

2. Iboat Membawa Kru dan Penumpang Menjauh dari Kapal

Menjauh dari kapal adalah hal pertama yang harus dilakukan, karena sumber bahaya yang

paling dekat harus dihindari. Ilustrasi Smart Lifeboat menjauhi kapal dapat dilihat pada

Gambar 3.

3. Iboat Mencari Daratan Terdekat

Setelah Smart Lifeboat aman dari bahaya kecelakaan kapal, selanjutnya adalah proses

evakuasi. Proses evakuasi yang pertama adalah mencari daratan terdekat. Smart Lifeboat

akan mencari lokasi daratan terdekat secara otomatis yang dapat dilihat pada Gambar 4.

14

4. Iboat Mencari Lokasi Kapal Lain yang Terdekat

Selain dapat mencari lokasi daratan terdekat, Smart Lifeboat juga akan mencari lokasi kapal

lain yang terdekat untuk proses evakuasi. Smart Lifeboat akan membandingkan jarak antara

menuju daratan atau menuju kapal terdekat. Smart Lifeboat juga dilengkapi alat komunikasi

yang dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan stasiun komunikasi atau kapal lain yang

terdekat. Ilustrasi Smart Lifeboat mencari lokasi kapal lain terdekat dapat dilihat pada

Gambar 5.

b. Digunakan Sebagai Rescue Boat

1. Smart Lifeboat Mencari Korban yang Mengirim Sinyal Pertolongan

Ketika terjadi kecelakaan kapal tidak semua kru dan penumpang dapat menyelematkan

diri bersama Smart Lifeboat, maka Smart Lifeboat akan mencari secara otomatis lokasi

korban. Ilustrasi pencarian lokasi korban dapat dilihat pada Gambar 6.

15

2. Iboat Mengevakuasi Korban

Setelah menemukan posisi korban, selanjutnya Smart Lifeboat akan mengevakuasi

korban ke tempat yang aman. Ilustrasi evakuasi korban dengan Smart Lifeboat dapat

dilihat pada Gambar 7.

Sistem Elektronika Smart Lifeboat

a. Wiring Diagram

Sistem Elektronik terdiri dari 2 aliran, yaitu aliran daya dan aliran data.

1. Aliran Daya (garis merah), bersumber dari 4 baterai Li-Po 4 s. Digunakan untuk

memberikan daya untuk ESC, Motor, Microprocessor, Microcontroller, dan sensor.

16

2. Aliran Data (garis biru), bersumber dari microprocessor dan microcontroller. Digunakan

untuk memberikan respon untuk kamera, router, esc, serta sensor (compass dan gps)

b. Fungsi Komponen Elektronik Smart Lifeboat

1. Baterai

Smartboat memiliki sumber daya dari 4 baterai Lithium Polymer(Li -Po). Baterai 4 sel yang

dapat menghasilkan tegangan sebesar 16.8 V mensuplai 2 Electronic Speed Controller dan 2

Motor T-200. Untuk mensuplai sistem microcontroller, microprocessor, serta sensor pada kapal

harus diturunkan menjadi 5V dengan rangkaian regulator tegangan. Untuk pemilihan tipe

baterai berupa Lithium Polymer dikarenakan baterai Li-Po dapat memberikan daya yang lebih

besar, selain itu lebih aman dan ringan serta fleksibel dikarenakan bisa diatur sesuai kebutuhan.

2. Regulator

Regulator yang digunakan adalah LM2596, digunakan untuk mengatur tegangan output serta

menurunkan tegangan dari baterai lippo 4s (16.8v) menjadi tegangan yang diperlukan pada

smartboat (5-7.4 v dan 9-12v). 5-7.4 v digunakan untuk memberikan daya pada microcontroller,

microprocessor, serta sendor yang ada. Sedangkan daya sebesar 9-12v sebagai sumber daya

bagi router sebagai komunikasi pada kapal dengan user.

3. Microcontroller

Kontroler utama pada kapal ini berupa mikrokontroller STM32F1. Mikrokontroller ini

menggunakan prosesor 32 bit ARM Cortex M3. Frekuensi clock utama pada STM32F1 dapat

17

mencapai 72 MHz. Beberapa fitur STM32F1 yang dimanfaatkan untuk pengendali kapal ini

yaitu PWM (Pulse Width Modulation), UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

dan Input Capture. PWM digunakan sebagai sinyal pengontrol kecepatan motor T-200. Input

Capture digunakan sebagai penerima data dari remote. Mikrokontroler ini memiliki performa

yang cukup baik dengan dimensi dan berat yang sangat kecil didukung dengan daya pemrosesan

yang cukup cepat.

4. Microprocessor

Sebagai pemroses data berukuran besar yang tidak dapat diolah langsung oleh STM32. Semua

data yang diolah microprocessor akan dilanjutkan menuju STM32 antara lain camera yang

berperan dalam mengambil data objek. Microprocessor yang digunakan merupaka Raspberry –

p. Dalam perannya pada smartboat nantinya sebagai pengolah data besar berupa pengolahan

gambar dapat berupa gambar atau sejumlah karakteristik serta parameter yang berkaitan

dengan gambar. Data berupa gambar didapatkan dari kamera sebagai sensor utama

penglihatan visual dari kapal. Data hasil pengolahan akan dikirim menuju STM32 sebagai

mikrokontroler untuk nantinya diteruskan menuju akuator (Motor) yang akan memberi

respon berupa gerakan. Serta sebagai media komunikasi antara user dengan smartboat

melalui router.

18

5. Router

Merupakan alat untuk komunikasi dari kapal dengan server serta user. Dimana di dalam kapal

dan server masing masing terdapat masing masing satu router. Untuk router akan terhubung

dengan Raspberry – p dalam kapal dalam gunanya berhubungan langsung dengan user. Adanya

server berperan dalam memonitoring kinerja kapal sehingga dapat diketahui error yang terjadi

pada smartboat. Router akan mendapat cakupan daya sebesar 9-12v dengan menurunkan

tegangan yang didapat dari baterai Li-Po 4 Shell.

6. Camera

Sensor utama pada kapal menggunakan kamera. Kamera yang digunakan adalah kamera

Logitech, Dengan resolusi kamera 1920x1080. Kinerja cahaya redup yang sangat baik sehingga

dapat mendeteksi warna keadan sekitar. Selain itu dengan RightLight™ 2 serta autofocus

membuat pemilihan kamera menjadi salah satu opsi utama untuk menjadi sensor dalam

pengambilan objek. Dalam kerjanya kamera yang terhubung dengan Raspberry – p, kamera akan

bertugas dalam mengambil objek berupa gambar yang ada di sekitar. Data berupa gambar

kemudian akan dikirim menuju Raspberry – p yang kemudian akan diolah untuk ditampilkan.

Pengolahan data yang didapat berupa koordinat objek serta warna.

19

7. GPS (Global Positioning System)

GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang

dimiliki dan dikelola oleh Amerika Serikat. Sistem ini didesain untuk memberikan posisi dan

kecepatan tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluruh dunia tanpa

bergantung waktu dan cuaca, kepada banyak orang secara simultan. Sensor GPS yang akan

digunakan adalah Ublox Neo M8N.

8. Compass

Sensor compass akan berbasis pada medan magnet. Sensor yang digunakan adalah DT-Sense 3

Axis Compass, merupakan suatu modul sensor medan magnet yang mengunakan IC hmc5883l.

IC hmc5883l merupakan chip yang didesain untuk membaca medan magnet yang cocok untuk

aplikasi penunjuk arah dan magnetometry. Magnetometer merupakan suatu sistem yang bekerja

atas dasar pendeteksian gaya magnet bumi. Magnetometer ini nanti akan digunakan untuk

menentukan arah ketika pengguna sedang pergi ke suatu tempat.

9. ESC (Electronics Speed Control)

ESC (Electronic Speed Control) berfungsi sebagai pengatur kecepatan motor, selain itu juga

berfungsi untuk menaikkan jumlah arus yang diperlukan oleh motor. ESC dapat dikatakan juga

sebagai drive motor dengan mengeluarkan pulsa untuk T-200 yang berasal dari mikrokontroler.

20

10. Motor

Merupakan actuator pendorong kapal yang memungkinkan kapal bergerak maju atau mundur.

Sistem pendorong utama kapal ini menggunakan 2 buah motor T-200. Motor ini dapat

memiliki kecepatan 2000 rpm/volt. T-200 dikendalikan oleh ESC (Electronic Speed Control).

ESC mengendalikan motor sesuai masukan sinyal PWM yang didapat dari mikrokontroler.

Penggunaan T-200 didasari pada daya tahan motor yang lebih baik serta memiliki power yang

lebih besar.

2.7.Integrasi iBoat

Hasil integrasi iBoat adalah sebagi berikut:

a. Misi utama iBoat

Misi utama iBoat ada dua yaitu untuk kapal pengangkut barang/logistik pada area yang sulit

dijangkau atau pada daerah bencana serta untuk kapal penyelamat korban di laut. Ilustrasi misi

utama dari iBoat ditunjukkan paga Gambar berikut.

21

b. Spesifikasi Teknis iBoat

Adapun spesifikasi kapal iBoat yang sesuai ditunjukkan pada gambar berikut,

c. Integrasi Sistem Autonomous iBoat

Adapun integrase sistem pada iBoat terdiri dari 4 komponen utama yaitu hull form,

mechatronics, navigations dan communication and user interface yang dapat diilustrasikan

seperti gambar berikut.

22

d. Keseluruhan Integrase iBoat

Sementara itu, keseluruhan integrase iboat dapat dilihat dari Gambar berikut.

23

BAB III STATUS LUARAN

Sesuai dengan ketentuan yang telah ditetapka progress target luaran pada penelitian ini dapat

dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3. 1 Status Luaran

No. Deskripsi Luaran Progress Status

1

Publikasi 1 (satu) makalah/paper pada jurnal

internasional terindeks Scopus atau Thompson

Reuters. Paper pada SENTA 2020

Dalam proses

submission on progress

2 Produk unggulan ITS yang dipatenkan

Dalam proses

untuk

dipatenkan

on progress

24

BAB IV PERAN MITRA

Adapun beberapa Kerjasama yang telah dilakukan oleh mitra sebagai berikut:

Kerjasama fabrikasi oleh galangan PT. Galangan Kapal Madura (Gapura) dan PT. BTS di

Madura dalam bentuk penyediaan lambung dinghy sebagai referensi desain

Kerjasama sea trial lambung kapal oleh PT. Galangan Kapal Madura (Gapura) dan PT. BTS

di Madura

Kerjasama launching iBoat oleh oleh PT. Galangan Kapal Madura (Gapura) dan PT. BTS

di Madura

Kerjasama diberikan oleh JOTUN sebagai pihak penyedia untuk melakukan coating pada

kapal autonomous rescue boat

25

BAB V KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN

Pada penelitian dengan judul Pengembangan Search and Rescue Autonomous Boat

(iBoat): Misi dan Integrasi terdapat berbagai macam kendala pada saat proses penelitian, antara

lain sebagai berikut:

1. Mengintegrasikan motion kapal dengan otomasi

2. Pengembangan program sistem otomasi khususnya untuk sistem collision avoidance

26

BAB VI RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA

Beberapa tahap penelitian yang dpat dikembangkan pada penelitian selanjutnya di antaranya

adalah sebagai berikut:

Finalisasi sistem navigasi kapal

Instalasi sistem komunikasi kapal autonomous

Pengembangan sistem collision avoidance

27

BAB VII DAFTAR PUSTAKA

[1] A. Papanikolaou, Ship design: methodologies of preliminary design. Springer, 2014.

[2] H. M. Gaspar, A. M. Ross, D. H. Rhodes, and S. O. Erikstad, “Handling complexity aspects in conceptual ship design,” in International Maritime Design Conference, Glasgow, UK, 2012.

[3] T. Lamb, “Ship design and construction,” Ed. Thomas Lamb Publ. SNAME ISBN 0-939773-40-6, 2003.

[4] R. Taggart, Ship design and construction. Society of Naval Architects & Marine Engineers, 1980.

[5] Basarnas, “Rakornas BASARNAS: Strategi Penyelenggaraan Operasi.” [Online]. Available: https://bpbd.jakarta.go.id/assets/attachment/document/Rakornas6_BASARNAS_Strategi_Penyelenggaraan_Operasi.pdf.

[6] “Sarana SAR Laut | Official Website Badan Nasional Pencarian dan Pertolongan.” [Online]. Available: http://basarnas.go.id/sarana-sar-laut. [Accessed: 07-Mar-2020].

[7] M. J. J. Suja, S. R. Sulistiyanti, and M. Komarudin, “Sistem Navigasi pada Unmanned Surface Vehicle untuk Pemantauan Daerah Perairan,” Electrician, vol. 11, no. 1, pp. 32–43, 2017.

[8] C. C. Lim, “Autopilot design for ship control,” PhD Thesis, Loughborough University, 1980.

[9] E. D. Sugita, “Pembuatan Purwarupa Tes Model Untuk Menguji Sistem Autopilot Pada Unmanned Surface Vehiche (USV),” PhD Thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2017.

28

BAB VIII LAMPIRAN

Lampiran 1. Dokumentasi Sea Trial I-Boat ITS

Sea Trial Manual System

Sea Trial Autonomous System

29

30

LAMPIRAN 1 Tabel Daftar Luaran

Program : Penelitian Unggulan ITS

Nama Ketua Tim : Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc., Ph.D.

Judul : Pengembangan Search and Rescue Autonomous Boat

(iBoat): Misi dan Integrasi

1.Artikel Jurnal

No Judul Artikel Nama Jurnal Status Kemajuan*)

*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, published

2. Artikel Konferensi

No Judul Artikel Nama Konferensi (Nama

Penyelenggara, Tempat,

Tanggal)

Status Kemajuan*)

*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, presented

3. Paten

No Judul Usulan Paten Status Kemajuan

1 Usulan Sistem Autonomous Boat Proses

*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review

4. Buku

No Judul Buku (Rencana) Penerbit Status Kemajuan*)

*) Status kemajuan: Persiapan, under review, published

5. Hasil Lain

No Nama Output Detail Output Status Kemajuan*)

*) Status kemajuan: cantumkan status kemajuan sesuai kondisi saat ini

6. Disertasi/Tesis/Tugas Akhir/PKM yang dihasilkan

No Nama Mahasiswa NRP Judul Status*)

*) Status kemajuan: cantumkan lulus dan tahun kelulusan atau in progress