Upload
diwa-perkasa
View
341
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
just for collection
Citation preview
USULAN KONTES KAPAL
ROBOBOAT AUTONOMOUS 2012
NAMA KAPAL
PELAMIS
Diusulkan oleh:
Diwa Perkasa C54100071
Muhammad Rakif C54100004
Sunny Apriani C54100008
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc 19610410 198601 1 002
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR, 2012
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
LEMBAR PENGESAHAN
1. Nama Tim : PELAMIS 2. Ketua Tim
A. Nama Lengkap / NIM : Diwa Perkasa / C54100071 B. Fakultas / Jurusan / Departemen : FPIK / Ilmu dan Teknologi Kelautan C. Alamat : Jl Ciliwung 3 No. 30, Perumnas, Karawang D. Telp. / No HP : (0267) 412 458 / 085694956834 E. E-mail : [email protected]
3. Anggota Tim I A. Nama Lengkap / NIM : Muhammad Rakif Panguale / C52100004 B. Fakultas / Jurusan / Departemen : FPIK / Ilmu dan Teknologi Kelautan C. Alamat Rumah / No HP / E-mail : Muna, Sulawesi Tenggara
4. Anggota Tim II A. Nama Lengkap / NIM : Sunny Apriyani / C54100008 B. Fakultas / Jurusan / Departemen : FPIK / Ilmu dan Teknologi Kelautan C. Alamat Rumah / No HP / E-mail : Kamp. Bojong Rt 03/15 No. 107 Tanggerang
5. Dosen Pembimbing A. Nama : Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc B. NIP : 19610410 198601 1 002 C. Golongan / Jabatan : IV-C/Guru Besar D. Fakultas / Jurusan : FPIK / Ilmu dan Teknologi Kelautan E. Alamat Rumah / No Tel. / Fax : Kebun Raya Residence, Blok H-2, Ciomas, Bogor
16610 / 0251-8638944 F. Alamat E-mail / No. NP : [email protected] / 0811892394
Bogor, Agustus 2012 Mengetahui, Wakil Dekan Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan ( Dr. Sugeng Heri Suseno, S.Pi, M.Si ) NIP. 19730116 199903 1 001 Menyetujui, Direktur Kemahasiswaan Institut Pertanian Bogor ( Dr. Rimbawan ) NIP. 19620406 198603 1 002
Ketua Tim ( Diwa Perkasa ) NRP. C54100071 Dosen Pembimbing ( Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc ) NIP. 19610410 198601 1 002
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah swt yang memberikan karunia, rahmat, serta
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proposal yang berjudul “USULAN
KONTES KAPAL ROBOBOAT AUTONOMOUS 2012“.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang membantu menyelesaikan
laporan proposal ini:
1. Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc, Dr. Ir. Budhi Hascaryo Iskandar, dan Dr. Yopi Novita, S.Pi, M.Si
selaku dosen pembimbing yang telah membantu dalam bimbingan dan arahan yang berguna
bagi penulis.
2. Hollanda Arief Kusuma selaku mentor bagi penulis yang banyak memberikan saran serta
masukan yang berguna.
Keikutsertaan kami selaku mahasiswa yang berbasis ilmu kelautan diharapkan dapat juga
digunakan sebagai aplikasi dari berbagai mata kuliah yang didapat. Sehingga untuk waktu ke depan
kontes lomba ini dapat juga membantu sebagai pembelajaran kami dalam ilmu navigasi dan
prototipe yang sebelumnya pernah kami lakukan juga dengan pembuatan kapal navigasi otomatis.
Semoga kontes ini ikut serta membantu dalam pengembangan inovasi dan kreativitas kapal laut
Indonesia.
Oleh karena itu, kami sangat menghapkan kritik dan saran dalam pembuatan rancangan
prototipe kapal air serta laporan proposal ini.
Bogor, Juli 2012
Penulis
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................................................ i
KATA PENGANTAR ....................................................................................................................... ii
DAFTAR ISI ................................................................................................................................... iii
DATA DIRI PESERTA ...................................................................................................................... iv
ABSTRAK ...................................................................................................................................... 1
BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................................................. 2
1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 2 1.2 Tujuan ................................................................................................................. 2
BAB II. METODE PEMBUATAN / DESAIN / KONSEP DASAR .......................................................... 3
2.1 Tahapan Desain Kerja ......................................................................................... 3 2.2 Tahapan Pembuatan Kapal ................................................................................. 4
BAB III. MATERI INTI ..................................................................................................................... 5
3.1. Desain Kapal ....................................................................................................... 5 3.2. Alat dan Sensor ................................................................................................... 7
BAB IV. PEMBIAYAAN ................................................................................................................... 8
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................ 9
LAMPIRAN .................................................................................................................................... 10
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
DATA DIRI PESERTA
Nama Tim : PELAMIS Nama Bangunan Gedung : Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Perguruan Tinggi : Institut Pertanian Bogor Faksimile : 0251-8638944 E-mail : - Dosen Pembimbing Nama Lengkap : Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc
NIP : 196104101986011002 Alamat Kantor : Gedung FPIK, Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680 Alamat Rumah : Kebun Raya Residence, Blok H-2, Ciomas, Bogor 16610 Telepon / Faksimile / HP : 0251-8638944/ - / 0811892394 E-mail : [email protected] Mahasiswa 1 Nama Lengkap : Diwa Perkasa NRP : C54100071 Jurusan / Semester : Ilmu dan Teknologi Kelautan / 5 Alamat Rumah : Jl Ciliwung 3 No 3, Perumnas Adiarsa, Karawang, Jawa Barat Telepon / Faksimile / HP : 085694956834 Mahasiswa 2 Nama Lengkap : Muhammad Rakif Panguale NRP : C54100004 Jurusan / Semester : Ilmu dan Teknologi Kelautan / 5 Alamat Rumah : Muna, Sulawesi Tenggara Telepon / Faksimile / HP : 085213299647 Mahasiswa 3 Nama Lengkap : Sunny Apriyani NRP : C54100008 Jurusan / Semester : Ilmu dan Teknologi Kelautan / 5 Alamat Rumah : Kamp. Bojong Rt 03/15 No. 107 Tanggerang Telepon / Faksimile / HP : 08569944539
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
ABSTRAK
Tim RoboBoat PELAMIS dari Institut Pertanian Bogor akan membuat prototipe kapal autonomous, sebuah ASV (Auotonomous Surface Vehicle), untuk berpartisipasi dalam Kontes Kapal Cepat Tak Berawak 2012. Proposal ini menjelaskan bagaimana desain kapal, konsep, serta sistem yang bekerja didalamnya agar membentuk sebuah ASV. Kategori lomba yang diikuti dalam kontes ini adalah Kategori I / Kapal Autonomous (Otomatis/Sensor) yang memakai piranti lunak dan beberapa sensor yang saling terintegrasikan sebagai pengganti remote control. Desain kapal yang diajukan adalah kapal berjenis katamaran, sehingga kapal memiliki dua lambung utama yang didesain sendiri. Kapal jenis ini mampu menahan beban yang lebih banyak daripada kapal jenis biasa. Lambung kapal yang simetris pada sisi kanan dan kiri membuat kapal lebih stabil serta mampu mengangkut beban lebih banyak. Agar kapal tidak memiliki bobot terlalu berat dan memiliki ketahanan yang kuat, maka bodi kapal dibuat dari resin/fiberglass. Kemudian kapal akan diintegrasikan dengan beberapa komponen serta sensor seperti webcam/kamera, GPS, mikrokontroler, motor DC, motor servo, dan laptop/personal computer. Semua komponen dan sensor akan membuat suatu sistem sehingga kapal akan bersifat otonom dalam pengambilan keputusan yang difokuskan oleh perbedaan warna pada pelampung bola yang terdapat di lintasan. Sehingga kapal dapat menyelesaikan misi dan tantangan yang telah ditetapkan.
Kata kunci : ASV, kapal, katamaran, roboboat, pelamis
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kontes Kapal Cepat Tak Berawak Nasional 2012 (KKCTBN 2012) atau (Roboboat 2012)
diselenggarakan oleh Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat (DITLITABMAS),
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia
bekerjasama dengan Universitas Diponegoro merupakan kompetisi yang diadakan untuk pertama
kali se-Indonesia. Kontes kapal ini diselenggarakan dengan maksud sebagai wadah untuk mahasiswa
dari berbagai perguruan tinggi Indonesia dalam berinovasi dibidang rancang bangun prototipe kapal
serta sistem navigasinya. Oleh karena itu, kami selaku mahasiswa berbasis teknologi kelautan dapat
mengikuti kontes kapal kapal cepat ini untuk berinovasi serta kreativitas pembuatan prototipe kapal
cepat ini bersama pemuda Indonesia lainnya.
Berdasarkan konsep serta gagasan, kami berinisiatif akan mengikuti lomba dengan kategori
Kapal Autonomous (Otomatis/Sensor) / Kategori I. Kami memlih kategori ini karena perkembangan
robot dewasa ini semakin pesat, dibuktikan dengan banyaknya inovasi instrumen/alat yang berbasis
robotika. Tentunya dengan adanya kontes kapal cepat ini merupakan salah bentuk pengembangan
robotika di bidang ASV (Autonomous Surface Vehicle).
Selain itu, kapal yang dibuat akan memiliki konsep desain kapal berjenis Katamaran. Tipe kapal
ini memiliki dua lambung utama (Hulls) yang simetris pada sisi kanan dan kiri. Komposisi lambung
yang demikian akan memungkinkan kapal lebih seimbang dengan ukuran kapall yang relatif besar
serta memiliki dengan daya angkut lebih besar. Bodi kapal ini harus memiliki bobot yang tidak terlalu
berat serta memiliki ketahanan yang kuat. Maka kami akan membuat dengan berbahan dasar resin
atau lebih umum disebut fiberglass yang kami desain sendiri. Umumnya resin banyak diaplikasikan
dalam pembuatan bodi kapal cepat sungguhan. Namun pada kali ini kami akan membuat prototipe
kapal dengan bahan dasar yang sama.
1.2. Tujuan
Kami berpartisipasi dalam Kontes Kapal Cepat Tak Berawak Nasional 2012 sebagai ajang
belajar serta unjuk prestasi khususnya bagi mahasiswa dibidang instrumentasi kelautan yang
memiliki keterkaitan erat dalam bidang aplikasi sensor seperti halnya pada kontes ini. Tujuan kami
adalah dapat mengaplikasikan ilmu yang kami dapat dari kuliah dan praktikum serta lebih
mendalami bidang kapal cepat dimana kami membuat kapal cepat otomatis sebagai tugas akhir.
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
TIDAK
YA
YA
BAB II. METODE PEMBUATAN / DESAIN / KONSEP DASAR
2.1. Tahapan Desain Kerja
Perancangan prototipe kapal ini merupakan perpaduan dari konstruksi mekanik, konstruksi
elektronik/desain, dan desain software sehingga tahapan akhirnya adalah integrasi dari ketiga
tahapan proses perancangan tersebut.
Beberapa tahapan dalam proses perancangan prototipe kapal ini dapat disusun dalam
diagram alir dengan acuan diagram alir yang pada umumnya dipakai serta berdasarkan pengalaman
pembuatan kapal cepat. Berikut adalah diagram alir dari desain kerja:
Gambar 2.1. Diagram alir desain kerja (oleh: Jimmi R. Panuturi)
MULAI
PERSIAPAN
PERUMUSAN MASALAH
PERANCANGAN
MEMENUHI
PERANCANGAN MEKANIK,
ELEKTRONIK, DAN SOFTWARE
PERANCANGAN
MODEL MEKANIK
PERANCANGAN MODEL
ELEKTRONIK
PERANCANGAN
MODEL SOFTWARE
UJI COBA
SELESAI
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
2.2. Tahapan Pembuatan Kapal
Konstruksi desain kapal kami yang mengacu pada jenis kapal katamaran yang kami desain
sendiri. Agar kapal dapat memiliki bentuk yang sesuai maka diperlukan untuk pembuatan cetakan
yang persis seperti desain kapal katamaran.
Proses pembuatan fiberglass dapat diklasifikasikan menjadi 3 tahapan, yaitu : (a) membuat
master cetakan; (b) membuat fiberglass hasil; dan (c) finishing atau penyempurnaan. Bahan-bahan
yang dipakai adalah resin, katalis, pigment, talk, mat, dan PVA.
a. Pembuatan Master Cetakan
Membuat master cetakan merupakan langkah awal dalam pembuatan fiberglass.
Banyak pilihan dalam memillih pembuatan master cetakan seperti gips dan fiberglass.
Pembuatan master cetakan untuk kali ini akan memilih fiberglass sebagai bahan utama master
cetakan. Namun awalnya harus membual mal yang memiliki bentuk persis dengan desain. Mal
akan dibuat dengan berbahan dasar kayu. Kayu memiliki konstruksi yang sangat kuat serta
mudah dibentuk sesuai desain. Selain itu mal berbahan dasar kayu dapat digunakan berkali-
kali. Mal yang sudah jadi dilapisi dengan fiberglass dan dilepas jika sudah benar-benar kering.
Setelah itu master cetakan siap dipakai.
b. Pembuatan Fiberglass
Awalnya master cetakan sebelumnya telah diberikan PVA di permukaannya. Selanjutnya
diolesi dengan adonan resin, talk, serta katalis dengan menggunakan kuas. Lapisan selanjutnya
diberi mat agar memperkokoh bentuk kapal lalu debeikan resin cair yang telah diberikan
katalis. Diamkan beberapa jam agar fiberglass kering dengan sempurna.
c. Penyempurnaan / Finishing
Fiberglass yang telah dipisahkan dengan master cetakan perlu diberikan penyempurnaan agar hasil
dapat maksimal. Maka semua permukaan fiberglass diperhalus lagi dengan menggunakan PVA.
Perlakuan tersebut dilakukan agar tidak lengket dan permukaan akan lebih mengkilap.
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
BAB III. MATERI INTI
3.1. Desain Kapal
Kapal yang akan dibuat akan memiliki desain seperti kapal katamaran. Berbagai kelebihan
diberikan oleh kapal katamaran simetris. Kelebihan yang diberikan adalah tersedianya luas
permukaan geladak kapal yang luas, tingkat stabilitas yang bagus dan memiliki tingkat keselamatan
yang lebih baik. Dalam hal penggunaan bahan bakar yaitu mampu mengurangi penggunaan bahan
bakar sebesar 20 % daripada kapal monohull. Kapal katamaran simetris juga memberikan kelebihan
hambatan yang lebih kecil dengan pengurangan hambatan sebesar 20 % dari kapal monohull dengan
displasemen yang sama (Arisandi, 2012 ).
Berikut adalah gambaran desain kapal beserta lines plan-nya:
Gambar 3.1. Gambar GA kapal autonomous
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
Gambar 3.2. Gambar lines plan kapal autonomous
Kapal ini memiliki reserve bouyancy yang memungkinkan draft kapal tidak terlalu dalam akibat
beban yang berat. Spesifikasi kapal ini ditentukan berdasarkan besar arena yang ditentukan agar
kapal dapat bermanuver lebih mudah. Berdasarkan jenis kapal dan beberapa kelebihan yang
dijelaskan, kami akan mengikuti kontes lomba Kategori I. Mengingat spesifikasi Kategori I
memerlukan luas penampang yang luas serta memiliki keseimbangan yang lebih stabil.
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
Input data kamera
Tx/Rx USART TO USB
3.2. Alat dan Sensor
Otomasi kapal autonomous ini mengunakan beberapa perangkat dan sensor seperti webcam,
GPS, mikrokontroler, motor DC, motor servo, dan laptop sebagai perangkat pengolahan data.
Semua komponen terintegrasi sehingga membentuk sistem yang dapat mengendalikan kapal secara
otomatis. Berikut ini adalah gambaran umum cara kerja kapal:
Gambar 3.3. Sistem kerja kapal autonomous
Berdasarkan gambar di atas, mikrokontroler mengkontrol laju motor DC serta mengatur sudut
perputaran motor servo. Motor DC yang menggerakan propeller dan motor servo yang aktif akan
menjadi propulsion bagi kapal ini. Mikrokontroler tersebut diprogram dengan menggunakan bahasa
C yang diunduh dari perangkat lunak. Sedangkan laptop sebagai image processing dari data video
yang didapat dari webcam. Laptop memberikan perintah pada mikrokontroler untuk mengarahkan
kapal sesuai dengan data yang didapat dari GPS dan webcam.
Kamera GPS
Laptop (Filter data gambar)
Mikrokontroler (Menerima perintah)
Motor DC (aktif/tidak) Motor Servo (aktif/tidak)
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
BAB IV. PEMBIAYAAN
Berikut ini adalah rincian biaya yang dibutuhkan dalam pembuatan prototipe kapal
autonomous baik komponen elektronika maupun bahan habis pakainya:
Tabel 4.1. Rincian biaya pembuatan kapal.
Nama Komponen / Peralatan Harga Satuan Jumlah Harga
Kamera webcam Rp750.000,00 2 Rp1.500.000,00
Mikrokontroler ATmega128 Rp400.000,00 2 Rp800.000,00
Motor DC brushless Rp350.000,00 2 Rp700.000,00
Motor Servo Rp200.000,00 2 Rp400.000,00
ESC brushless Rp350.000,00 2 Rp700.000,00
Propeller Rp100.000,00 2 Rp200.000,00
Accu / Aki Rp500.000,00 1 Rp500.000,00
GPS Rp800.000,00 2 Rp1.600.000,00
Resin Rp70.000,00 5 liter Rp350.000,00
Serat fiber/mat Rp50.000,00 10 Kg Rp250.000,00
Katalis Rp40.000,00 1 Kg Rp40.000,00
Talk - - Rp100.000,00
Komponen elektronik lainnya - - Rp500.000,00
Laptop Rp3.500.000,00 1 Rp3.500.000,00
Total Rp11.140.000,00
Peralatan bahan habis pakai seperti resin, mat, katalis, talk digunakan sebagai bahan dasar
pembuatan prototipe kapal. Komponen elektronika lainnya digunakan sebagaimana fungsinya
seperti halnya penjelasan pada materi sebelumnya.
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
DAFTAR PUSTAKA
Arisandi, Muhammad Akhirudin. 2012. ANALISA ANSYS-CFD HAMBATAN LAMBUNG KATAMARAN
ASIMETRIS (FLAT SIDE INSIDE) TERHADAP VARIASI JARAK DEMIHULL.
(http://digilib.its.ac.id/ITS-paper-41021120000395/19904) [diunduh tanggal 10 Agustus
2012]
Gunadi. 2010. BAB 12 Fiberglass Gunadi. (http://www.crayonpedia.org/mw/BAB_12_Fiberglass_
Gunadi) [diunduh tanggal 10 Agustus 2012]
Kusuma, Hollanda Arief. 2012. RANCANG BANGUN MINI REMOTELY OPERATED VEHICLE (ROV)
UNTUK EKSPLORASI BAWAH AIR. Skripsi [Tidak Dipublikasikan]. Departemen Ilmu dan
Teknologi Kelautan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor.
Muis, Abdul dan Iskendar. 2012. Kapal Katamaran Teknologi Low Wash.
(http://www.bic.web.id/in/manajemen-teknologi-transportasi/163-kapal-katamaran-
bergelombang-kecil.html) [diunduh tanggal 10 Agustus 2012]
Sterneckert, Alan B. 2003. Critical Incident Management. (http://id.wikipedia.org/wiki/Diagram_alir)
[diunduh tanggal 10 Agustus 2012]
Tampubolon, Jimmi R. Panuturi. 2010. Rancang Bangun Prototipe Current Meter Berbasis
Elektromagnetik. Skripsi [Tidak Dipublikasikan]. Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan.
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor.
Tim Roboboat Institut Pertanian Bogor I Fakultas Perikanan dan Imu Kelautan I Ilmu dan Teknologi Kelautan I
LAMPIRAN :
Gambar 1. Kamera webcam Gambar 2. Atmega128 Gambar 3. Resin cair
Gambar 4. Motor brushless Gambar 5. ESC brushless Gambar 6. Modul GPS
Gambar 7. Serat fiber / mat Gambar 8. Motor servo Gambar 9. Propeller
Gambar 10. Talk