LAPORANPengembangan Search and Rescue Autonomous Boat
(iBoat): Misi dan Integrasi
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
i
2.2. Operasi Search and Rescue ........................................................................................................ 3
2.3. Kapal Search and Rescue ........................................................................................................... 6
2.4. Kapal Autonomous ..................................................................................................................... 7
2.6. Sistem Autopilot ........................................................................................................................ 9
2.7. Integrasi iBoat .......................................................................................................................... 20
BAB V KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN ............................................................................ 25
BAB VI RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA ................................................................................ 26
BAB VII DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................... 27
BAB VIII LAMPIRAN ........................................................................................................................... 28
ii
iii
Gambar 2. Daerah operasi SAR Indonesia .................................................................................... 4
Gambar 3. System operasi SAR Indonesia................................................................................... 5
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
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
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 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
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.
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.
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.
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.
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
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
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].
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].
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.
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 dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Fitur iboat
Material lambung menggunakan bahan kayu. Penggunaan bahan kayu dapat memberikan
konstruksi yang kuat dan rapi.
b. Motor Listrik
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.
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.
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.
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
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.
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.
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
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.
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
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
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
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
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.
Sementara itu, keseluruhan integrase iboat dapat dilihat dari Gambar berikut.
23
Sesuai dengan ketentuan yang telah ditetapka progress target luaran pada penelitian ini dapat
dilihat pada Tabel 3.1.
1
internasional terindeks Scopus atau Thompson
Reuters. Paper pada SENTA 2020
Dalam proses
Dalam proses
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
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:
2. Pengembangan program sistem otomasi khususnya untuk sistem collision avoidance
26
Beberapa tahap penelitian yang dpat dikembangkan pada penelitian selanjutnya di antaranya
adalah sebagai berikut:
Pengembangan sistem collision avoidance
[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_Penye lenggaraan_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
Sea Trial Manual System
Sea Trial Autonomous System
Program : Penelitian Unggulan ITS
Judul : Pengembangan Search and Rescue Autonomous Boat
(iBoat): Misi dan Integrasi
*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, published
2. Artikel Konferensi
Penyelenggara, Tempat,
3. Paten
4. Buku
*) Status kemajuan: Persiapan, under review, published
5. Hasil Lain
*) Status kemajuan: cantumkan status kemajuan sesuai kondisi saat ini
6. Disertasi/Tesis/Tugas Akhir/PKM yang dihasilkan
No Nama Mahasiswa NRP Judul Status*)