Echosounder, Pressure Switch, dan Sound Level Meter

A. ECHOSOUNDER

a. Definisi Echosounder

            Echosounder adalah suatu alat navigasi elektronik dengan menggunakan system gema yang dipasang pada dasar kapal yang berfungsi untuk mengukur kedalaman perairan, mengetahui bentuk dasar suatu perairan dan untuk mendeteksi gerombolan ikan dibagian bawah kapal secara vertical.

Sebuah echosounder ilmiah adalah perangkat yang menggunakan teknologi SONAR untuk pengukuran bawah air fisik dan biologis komponen-perangkat ini juga dikenal sebagai SONAR ilmiah. Aplikasi termasuk batimetri, klasifikasi substrat, studi vegetasi air, ikan, dan plankton, dan diferensiasi massa air (en.wikipedia.org).

Echosounder merupakan salah satu teknik pendeteksian bawah air. Dalam aplikasinya, Echosounder menggunakan instrument yang dapat menghasilkan beam (pancaran gelombang suara) yang disebut dengan transduser. Echosounder adalah alat untuk mengukur kedalaman air dengan mengirimkan tekanan gelombang dari permukaan ke dasar air dan dicatat waktunya sampai echo kembali dari dasar air (Parkinson, B.W., 1996).

Jarak dasar laut dapat diketahui dengan rumus:

	Jarak = ½ x kecepatan suara x waktu echo

 

Echosounder dilengkapi dengan proyektor untuk menghasilkan gelombang akustik yang akan di masukan ke dalam air laut. Sonar bathymetric memerlukan proyektor yang dapat menghasilkan berulang-ulang kali pulsa akustik yang dapat dikontrol. Kegunaan dasar Echosounder adalah untuk mengukur kedalaman suatu perairan dengan mengirimkan gelombang dari permukaan ke dasar dan dicatat waktunya hingga Echo kembali dari dasar (William, 1991).

b. Bagian-Bagian Echosunder

1.      Time Base

Time base berfungsi sebagai penanda pulsa listrik untuk mengaktifkan pemancaran pulsa yang akan dipancarkan oleh transmitter melalui transducer. Suatu perintah dari time base akan memberikan saat kapan pembentuk pulsa bekerja pada unit transmitter dan receiver.

2.      Transmiter

Transmitter berfungsi menghasilkan pulsa yang akan dipancarkan. Suatucperintah dari kotak pemicu pulsa pada recorder akan memberitahukan kapan pembentuk pulsa bekerja. Pulsa dibangkitkan oleh oscillator kemudian diperkuat oleh power amplifier, sebelum pulsa tersebut disalurkan ke transducer (Robert, 1983).

3.      Transducer

Fungsi utama dari transducer adalah mengubah energi listrik menjadi energi suara ketika suara akan dipancarkan ke medium dan mengubah energi suara menjadi energi listrik ketika echo diterima dari suatu target. Selain itu fungsi lain dari transducer adalah memusatkan energi suara yang akan dipantulkan sebagai beam.

Pulsa ditransmisikan secara bersamaan oleh keempat kuadran tetapi sinyal diterima oleh masing-masing kuadran dan diproses secara terpisah. Keempat kuadran diberi label a – d. Sudut θ pada satu bidang dibedakan oleh perbedaan fase (a – b) dan (c – d), jumlah sinyal (a + c) dibandingkan dengan jumlah sinyal (b + d). Sudut φ di dalam bidang tegak lurus terhadap yang pertama adalah sama dibedakan oleh perbedaan fase antara (a + b) dan (c + d). Kedua sudut tersebut mendefinisikan arah target yang spesifik (MacLennan dan Simmonds, 2005).

Kesulitan yang dihadapi untuk mengeliminir faktor beam pattern dapat diatasi dengan menggunakan split beam method. Metode ini menggunakan receiving transducer yang dibagi menjadi 4 kuadran. Pemancaran gelombang suara dilakukan dengan full beam yang merupakan penggabungan dari keempat kuadran dalam pemancaran secara simultan. Selanjutnya, sinyal yang memancar kembali dari target diterima oleh masing-masing kuadran secara terpisah, output dari masing-masing kuadran kemudian digabungkan lagi untuk membentuk suatu full beam dengan 2 set split beam. Target tunggal diisolasi dengan menggunakan output dari full beam sedangkan posisi sudut target dihitung dari kedua set split beam.

Transducer dengan sistem akustik split beam ini pada prinsipnya terdiri dari empat kuadran yaitu Fore, Aft, Port dan Starboard transducer. Transducer split beam memiliki beam yang sangat tajam (100) dan mempunyai kemampuan menentukan posisi target dalam bentuk beam suara dengan baik yaitu dengan mengukur beda fase dari sinyal echo yang diterima oleh kedua belah transducer (Simrad, 1993).

4.      Reciever

Receiver berfungsi menerima pulsa dari objek dan display atau recorder sebagai pencatat hasil echo. Sinyal listrik lemah yang dihasilkan oleh transducer setelah echo diterima harus diperkuat beberapa ribu kali sebelum disalurkan ke recorder. Selama penerimaan berlangsung keempat bagian transducer menerima echo dari target, dimana target yang terdeteksi oleh transducer terletak dari pusat beam suara dan echo dari target akan dikembalikan dan diterima oleh keempat bagian transducer pada waktu yang bersamaan.

Split beam echosounder modern memiliki fungsi Time Varied Gain (TVG) di dalam sistem perolehan data akustik. TVG berfungsi secara otomatis untuk mengeliminir pengaruh attenuasi yang disebabkan oleh geometrical sphreading dan absorpsi suara ketika merambat di dalam air.

5.      Recorder

Recorder berfungsi untuk merekam atau menampilkan sinyal echo dan juga berperan sebagai pengatur kerja transmitter dan mengukur waktu antara pemancaran pulsa suara dan penerimaan echo atau recorder memberikan sinyal kepada transmitter untuk menghasilkan pulsa dan pada saat yang sama recorder juga mengirimkan sinyal ke receiver untuk menurunkan sensitifitasnya (FAO, 1983).

c. Prinsip Kerja Echosunder

Prinsip kerjanya yaitu: pada transmiter terdapat tranduser yang berfungsi untuk merubah energi listrik menjadi suara. Kemudian suara yang dihasilkan dipancarkan dengan frekuensi tertentu. Suara ini dipancarkan melalui medium air yang mempunyai kecepatan rambat sebesar, v=1500 m/s. Ketika suara ini mengenai objek, misalnya ikan maka suara ini akan dipantulkan. Sesuai dengan sifat gelombang yaitu gelombang ketika mengenai suatu penghalang dapat dipantulkan, diserap dan dibiaskan, maka hal yang sama pun terjadi pada gelombang ini (scribd.com). Getaran- getaran yang terakhir ini juga dikirimkan dalam bentuk impuls-impuls vertikal ke dasar laut dan dari dasar laut dipantulkan kembali. Sebagian dari energi yang dipentulkan itu ditangkap kembali sebagai gema oleh alat tersebut dan diubah menjadi impuls-impuls tegangan listrik yang lemah. Satu pesawat penguat memberikan kepada getaran-getaran gema listrik satu amplitude lebih besar, dan setelah itu getaran-getaran ini disalurkan ke satu pesawat petunjuk (indikator) dan membuat gambar. 

Ketika gelombang mengenai objek maka sebagian enarginya ada yang dipantulkan, dibiaskan ataupun diserap. Untuk gelombang yang dipantulkan energinya akan diterima oleh receiver. Besarnya energi yang diterima akan diolah dangan suatu program, kemudian akan diperoleh keluaran (output) dari program tersebut. Hasil yang diterima berasal dari pengolahan data yang diperoleh dari penentuan selang waktu antara pulsa yang dipancarkan dan pulsa yang diterima.

Transmitter menerima secara berulang-ulang dalam kecepatan yang tinggi, sampai pada orde kecepatan milisekon. Perekaman kedalaman air secara berkesinambungan dari bawah kapal menghasilkan ukuran kedalaman beresolusi tinggi sepanjang lajur yang disurvei. Informasi tambahan seperti heave (gerakan naik-turunnya kapal yang disebabkan oleh gaya pengaruh air laut), pitch (gerakan kapal ke arah depan (mengangguk) berpusat di titik tengah kapal), dan roll (gerakan kapal ke arah sisi-sisinya (lambung kapal) atau pada sumbu memanjang) dari sebuah kapal dapat diukur oleh sebuah alat dengan nama Motion Reference Unit (MRU), yang juga digunakan untuk koreksi posisi pengukuran kedalaman selama proses berlangsung. Dari hasil ini dapat diketahui jarak dari suatu objek yang deteksi (scribd.com).

Echosounder ilmiah yang umum digunakan oleh Internasional, Federal, Negara dan Pemerintah lokal dan manajemen lembaga, serta sektor swasta konsultan yang bekerja untuk badan-badan publik. Lembaga akademik telah menyadari dan mengajarkan nilai sampling non-invasif dengan suara untuk meningkatkan baik cakupan spasial dan objektivitas sampling perikanan. Perikanan manajemen lembaga seperti keanggotaan ICES dan Amerika Serikat National Marine Fisheries Service (NMFS) biasanya menggunakan sonar ilmiah untuk tujuan penilaian saham, seperti penilaian herring biomassa untuk tujuan manajemen sumber daya (en.wikipedia.org).

d. Cara Penggunaan

Cara Menghidupkan Echosounder

1.      Periksa bagian-bagian utama Echosounder.

2.      Periksa kabel-kabel listrik sudah tersambung dengan baik, lalu tekan tombol saklar listrik ke posisi “ON”, selanjutnya tekan tombol “POWER DC” IC Regulatead Power Supply ke posisi “ON”.

3.      Tekan tombol “POWER” sampai terdengar bunyi “beep” sebanyak 2 kali.

4.      Echosounder siap untuk dipergunakan.

5.      Atur tingkat kecerahan tampilan monitor dengan cara menekan tombol “BRIGHT”.

6.      Putar “GAIN CONTROL”, gunakan : – “LOWER” untuk dipergunakan pada perairan dangkal. – “HIGH” untuk dipergunakan di perairan dalam.

7.      Atur skala jarak kedalaman perairan, dengan menekan tombol “BASIC RANGE.

8.      Tekan tombol “PICTURE FEED” untuk mengatur kecepatan pergerakan layar monitor.

9.      Tekan tombol “STC” untuk melihat sensitivitas GEMA.

10.  Tekan tombol “MENU” untuk melihat dan mengatur hal-hal lain sesuai kebutuhan. Gbr. Transducer / Receiver.

Cara Mematikan  Echosounder

1.   Normalkan “VARIABLE RANGE MARKER”  ke posisi nol dengan menekan tombol cara menekan tombol “VARIABLE RANGE MARKER”  lanjutkan  dengan menekan tombol   ▲ .

2.      Tekan tombol “POWER” ke posisi “OFF”.

3.      Tekan tombol “POWER DC”  Power Supply ke posisi “OFF”.

4.      Tekan tombol saklar arus listrik ke  posisi “OFF”.  

Tombol-tombol Switch Echosounder

1.      POWER : untuk mengaktifkan dan mematikan pesawat.

2.      BASIC RANGE : berfungsi untuk memilih skala jarak jangkauan kedalaman perairan.

3.      RANGE PHASING : berfungsi untuk mengukur kedalaman secara bertahap.

4.  EXPANTION RANGE : berfungsi untuk memfokuskan tampilan baik pada dasar perairan maupun pertengahan perairan agar lebih detail.

5.      PICTURE FEED : Untuk mengatur kecepatan jalannya pergerakan tampilan layar monitor.

6.   VARIABLE RANGE MARKER (VRM) : berfungsi untuk mengukur jarak kedalaman target (membaring) secara pasti.

7.      POINTER : berfungsi untuk mengarahkan dan memfokuskan kursor.

8.     ECHO THRESHOLD : berfungsi untuk memberikan sensitivitas gema yang diinginkan sehngga akan dihasilkan pancaran gema yang tepat dan akan terlihat tampilan yang memuaskan.

9.   WHITE LINE : untuk membedakan gema yang berasal dari dasar perairan dengan gema yang berasal dari ikan.

10.  SENSITIVITY TIME CONTROL (STC) : untuk mengatur sensitivitas gema yang dihasilkan sehingga dihasilkan gema yang optimal.

11.  BRIGHT : untuk memperjelas tingkat kecerahan monitor. 

B. PRESSURE SWITCH

a. Definisi Pressure Switch

Pressure switch layaknya sebuah kontrol yang sederhana. Pressure Switch atau alat ukur tekanan menjadi satu komponen penting di dunia engineering yang paling banyak digunakan. Saat ini saja sudah ada sekitar 50 teknologi untuk mengukur tekanan, serta ada sekitar 300 perusahaan di dunia yang memproduksi alat ini.

Sensor tekanan digunakan untuk mengukur besar tekanan pada gas atau cairan (liquid). Secara ilmiah, tekanan adalah gaya yang dibutuhkan untuk menahan sebuah fluida agar berhenti berekspansi, atau dengan rumusan tekanan adalah besar gaya per satu satuan unit area (luas).

Dalam pengembangan teknologinya, sensor tekanan tidak hanya digunakan untuk mengukur tekanan saja, tetapi juga digunakan untuk mengukur aliran gas/fluida, mengukur kecepatan, level ketinggian air, dan juga altitude (ketinggian dari permukaan air laut). Jangan terkecoh dengan banyaknya istilah untuk alat ukur tekanan ini, berikut adalah diantaranya: Pressure Transmitter, Pressure Transducer, Pressure Senders, Pressure Indicators, Piezometers, dan Manometer.

Banyak sekali penggunaan sensor tekanan ini, namun secara garis besar alat ini dapat dikelompokkan berdasarkan kondisi sistem yang menggunakannya, yakni sebagai berikut:

1. Absolute Pressure Sensor

Sensor tekanan ini menggunakan referensi nilai nol absolut sebagai titik nol nya, atau dengan kata lain nilai sensor tekanan ini besarnya relatif terhadap tekanan pada kondisi vakum absolut. Dalam standard satuan SI, menggunakan satuan “bar a” yang berarti “bar absolute”.

2. Gauge Pressure

Sensor tekanan jenis ini pengukurannya relatif terhadap tekanan atmosfir dimana alat tersebut digunakan. Alat ini digunakan pada alat ukur tekanan ban kendaraan bermotor, saat alat ini membaca “nol”, berarti besar tekanan adalah sama dengan tekanan ambient atmosfer.

3. Vacuum Pressure Sensor

Alat ini digunakan untuk mengukur tekanan sebuah sistem yang bekerja di bawah tekanan atmosfer. Contoh penggunaannya adalah untuk mengukur tekanan sistem kondensor pada siklus Water-SteamPLTU yang harus selalu bekerja di tekanan vakum.

4. Differential Pressure (DP) Sensor

Alat ini sering juga disebut DP Transmitter, yang digunakan untuk membaca tekanan pada dua sisi sistem yang saling berhubungan. Salah satu contoh penggunaan alat ini adalah pada filter oli, jika nilai DP antara sisi inlet dan outlet terlalu besar maka dapat diindikasikan bahwa kotoran pada filter sudah semakin banyak.

5. Sealed Pressure Sensor                                

Jenis ini sama dengan Gauge Pressure Sensor, namun tidak menggunakan tekanan atmosfer sebagai titik acuan. Alat ini menggunakan titik acuan tertentu yang disesuaikan dengan desain sistem yang ada.

b. Prinsip Kerja Pressure Switch

Secara singkat prinsip kerja pressure switch dapat dijelaskan sebagai berikut: Bila tekanan air meningkat, membran akan terdorong ke dalam. Berikutnya pegas akan terdorong juga. Tuas akan terdorong dan akan mendorong pegas daun, pegas daun yang mendorong tuas terakhir yang akan membuka anak kontak. Singkat kata pompa mati.

Bila ada pemakain air, tekanan air akan berkurang, membran akan tertarik keluar. Pegas spiral juga akan mengembang, tuas akan ikut bergerak, pagas daun akan terdorong juga. Pegas daun akan menarik tuas dan menutup anak kontak. Pompa akan menyala.

Pegas daun, berfungsi membedakan antara set point ON dan OFF, tekanan yang umum dipakai 1.1 kg/cm2 untuk ON dan 1.8 kg/cm2 untuk OFF. Gap ini akan memberikan jeda untuk ON dan OFF. Secara jangka panjang akan membuat pompa jadi lebih awet. Walau keawetan juga dipengaruhi oleh cara penggunaan dan tentu saja kualitas dari pompa itu sendiri.

c. Cara Penggunaan Pressure Switch

Berikut adalah cara menggunakan Pressure Switch.

Persiapan alat:

- Multi meter (ohm).

- Calibrator Air pressure regulator (injektor udara bertekanan) atau Oil Pressure

Pump (pompa oli bertekanan).

- selang (tubing) dan konektor untuk menghubungkan alat calibrator dengan inlet Pressure Switch.

Cara Kalibrasi Pressure Switch Normally Open:

Hubungkan Kabel Multimeter (Ohm) pada contact pressure Switch yang bertanda NO dan C (common) hubungkan selang alat calibrator pada inlet pressure switch.

Berikan sinyal masukan berupa pneumatik (angin bertekanan) atau Oli Pada inlet Pressure Switch. Biasanya kalau mempunyai setting yang besar misalnya 100 kg/cm2 bisa menggunakan Pompa Oli dengan Gauge lebih dari 100 kg/cm2.

Naikkan Pressure perlahan lahan sampai mencapai settingnya.lalu Amati tekanan pada Pressure gauge, bila jarum (pointer) pada Pressure gauge sudah mencapai settingnya namun indikasi pada multimeter belum terhubung, berarti perlu dilakukan adjustment setting dengan mengurangi putaran pressure adjustmen screw namun bila jarum (pointer) pada Pressure gauge belum mencapai setting namun indikasi pada multimeter sudah terhubung maka perlu menambah putaran pressure adjustmen screw. Lakukan pengesetan sampai mendapatkan setting yang diinginkan.

Cara Kalibrasi Pressure Switch Normally Close:

Hubungkan Kabel Multimeter (Ohm) pada contact pressure Switch yang bertanda NC dan C (common) indikasi pada multimeter akan langsung menunjukan terhubung (close contact) Hubungkan selang alat calibrator pada inlet pressure switch. Berikan sinyal masukan berupa pneumatik (angin bertekanan) atau Oli Pada inlet Pressure Switch. 

Naikkan Pressure perlahan lahan sampai mencapai settingnya.lalu Amati tekanan pada Pressure gauge, bila jarum (pointer) pada Pressure gauge sudah mencapai settingnya namun indikasi pada multimeter belum terlepas, berarti perlu dilakukan adjustment setting dengan mengurangi putaran pressure adjustmen screw namun bila jarum (pointer) pada Pressure gauge belum mencapai setting namun indikasi pada multimeter sudah terlepas maka perlu menambah putaran pressure adjustmen screw.

C. SOUND LEVEL METER

a. Definisi Sound Level Meter

            Sound Level Meter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur seberapa besar suara bising mempengaruhi pekerja dalam melaksanakan tugasnya. Alat ini digunakan untuk mengukur intensitas kebisingan antara 30-130 dBA dan dari frekuensi 20Hz-20.000Hz. Sound level meter merupakan alat atau instrumen yang berguna untuk mengukur tingkat kebisingan suatu daerah. Kebisingan sendiri bisa diartikan sebagai gangguan suara berlebihan yang tidak diinginkan, seperti misalnya bunyi musik, bunyi mesin, bunyi kendaraan dan lain sebagainya. Kebisingan bukan hanya dapat mengganggu tingkat kenyamanan, namun juga akan mengganggu kesehatan hingga berdampak pada ketulian. Oleh karena itu, untuk mengetahui tingkat kebisingan di lingkungan kerja yang biasanya terjadi selama setiap hari di tempat Anda kerja, digunakan lah alat ukur kebisingan yang dinamakan dengansound level meter.

Suatu perangkat alat uji untuk mengukur tingkat kebisingan suara, hal tersebut sangat diperlukan terutama untuk lingkungan industri, contoh pada industri penerbangan dimana lingkungan sekitar harus diuji tingkat kebisingan suara atau tekanan suara yang ditimbulkannya untuk mengetahui pengaruhnya terhadap lingkungan sekitar. Sound level meter saat ini memiliki standarisasi international dengan standar EC 61672:2003. Ada beberapa faktor yang menjadi pengaruh dalam pengukuran menggunakan sound level meter ini hal tersebut membuat gelombang suara yang terukur bisa jadi tidak sama dengan nilai intensitas gelombang suara sebenarnya. faktor tesebut sebagai berikut : Adanya angin yang bertiup dari berbagai arah menyebabkan tidak akuratnya nilai yang terukur oleh sound level meter. Pengaruh kecepatan angin membuat nilai intensitas suara yang terukur tidak sesuai dengan intensitas suara dari sound level meter. Dari beberapa faktor tesebut diketahui bahwa perjalanan suara berpengaruh dengan benda sekitar yang menyerap suara.

 b. Prinsip Kerja Sound Level Meter

Sound level meter termasuk alat elektronik, sehingga pertama kali nyalakan alat ini terlebih dahulu. Sebelum menggunakan alat ini, perlu dilakukan pengecekan kalibrasi alat ini untuk memastikan akurasi alat ini dalam pengukuran nanti. Kalibrasi yang ideal adalah 90% ke atas. Tahap selanjutnya menemtukan range dan satuan yang akan digunakan. Pada umumnya, digunakan satuan dB (decibel). Setelah itu, arahkan microphone kea rah sumber suara yang akan diukur. Selanjutnya amati angka yang tertera pada layar sound level meter.

c. Cara Penggunaan Sound Level Meter

Pada umumnya SLM & Noise Dosimeter diarahkan ke sumber suara, setinggi telinga, agar dapat menangkap kebisingan yang tercipta. Untuk keperluan mengukur kebisingan di suatu ruangan kerja, pencatatan dilaksanakan satu shift kerja penuh dengan beberapa kali pencatatan dari SLM. Cara pemakainnya adalah sebagai berikut:

 Persiapan alat

1. Pasang baterai pada tempatnya.

2. Tekan tombol power.

3. Cek garis tanda pada monitor untuk mengetahui baterai dalam keadaan baik atau tidak.

4.  Kalibrasi alat dengan kalibrator, sehingga alat pada monitor sesuai dengan angka kalibrator.3

Pengukuran

1.      Pilih selektor pada posisi:

a. Fast : untuk jenis kebisingan kontinu

Bising dimana fluktuasi dari intensitasnya tidak lebih dari 6 dB dan tidak putus-putus. Bising kontinu dibagi menjasi dua yaitu:

Wide Spectrum merupakan bising dengan spectrum frekuensi yang luas. Bising ini relatif tetap dalam batas kurang dari 5 dB untuk periode 0.5 detik berturut-turut, seperti suara kipas angin, suara mesin tenun.

Narrow Spectrum merupakan bising yang relative tetap akan tetapi hanya mempunyai fekuensi tertentu saja (frekuensi 500, 1000, 4000) misalnyaa gergji sirkuler, katup gas.

b. Slow : untuk jenis kebisingan impulsif / terputus-putus

Bising ini sering disebut juga intermitten noise, yaitu bising yang berlangsung secara tidak terus terusan, melainkan ada periode rekatif tenang misalnya lalu lintas, kendaraan, kapal terbang, kereta api.

2.      Pilih selektor range intensitas kebisingan.

3.      Tentukan lokasi pengukuran.

4.      Setiap lokasi pengukuran dilakukan pengamatan selama 1-2 menit dengan kurang lebih 6 kali                pembacaan. Hasil pengukuran adalah angka yang ditunjukkan pada monitor.

5.      Catat hasil pengukuran dan hitung rata-rata kebisingan (Lek)

   Lek = 10 log 1/n (10 ^L1/10+10^L2/10+10^L3/10+....) dBA

Berdasarkan keputusan Menteri Tenaga Kerja No. KEP/51/MEN/1999 zona kebisingan  dibedakan atas tiga bagian, yaitu:

a.  Zona aman tanpa pelindung          : < 85 dBA

b.  Zona dengan pelindung ear plug  : 85 - 95 dBA

c.  Zona dengan pelindung ear muff  : > 95 Dba