Pengamatan Pergerakan ROV(Remotely Operated Vehicle)

Pengamatan Pergerakan ROV(Remotely Operated Vehicle)

Abstrak

ROV (Remotely Operated Vehicle) adalah pada dasarnya sebuah robot bawah laut yang dikendalikan oleh operator ROV, untuk tetap dalam kondisi yang aman, pada saat ROV bekerja di lingkungan yang berbahaya. Sistem ROV terdiri atas vehicle (atau sering disebut ROV itu sendiri), yang terhubung oleh kabel umbilical ke ruangan kontrol dan operator di atas permukaan air (bisa di kapal, rig atau barge). Yang paling juga adalah sistem kendali, sistem peluncuran dan sistem suplai tenaga listrik maupun hidrolik. Melalui kabel umbilical, tenaga listrik dan hidrolik, juga perintah-perintah, atau sinyal-sinyal kontrol, disampaikan dari ruang kontrol ke ROV secara dua arah. ROV dilengkapi dengan peralatan atau sensor tertentu seperti kamera video, transponder, kompas, odometer, bathy (data kedalaman) dan lain-lain tergantung dari keperluan dan tujuan surveinya.

Kata kunci: ROV, Sistem, Data, Peralatan

I.         PENDAHULUAN

ROV (Remotely Operated Vehicle) menurut Marine Technology Society ROV Committee’s dalam “Operational Guidelines for ROVs” (1984) dan The National Research Council Committee’s dalam “Undersea Vehicles and National Needs” (1996) adalah pada dasarnya sebuah robot bawah laut yang dikendalikan oleh operator ROV, untuk tetap dalam kondisi yang aman, pada saat ROV bekerja di lingkungan yang berbahaya.Remote Operation Vehicle (ROV) secara luas dikenal sebagai nama umum bagi kapal selam mini yang kerap digunakan pada industri minyak dan gas lepas pantai. Kapal selam ini tak berawak, tapi dioperasikan dari kapal lain.

Keduanya terhubung melalui kabel yang berfungsi juga sebagai penambat. ROV tersusun dari satu set pengapung besar di atas sasis baja atau aluminium agar. Pengapung itu biasanya terbuat dari busa sintetis. Di bagian bawah konstruksi terpasang alat-alat sensor yang berat. Komposisi ini–komponen ringan di atas dan berat di bawah–akan menghasilkan pemisahan yang besar antara pusat apung dan pusat gravitasi. Maka alat ini pun lebih stabil di dasar laut saat melakukan tugas-tugasnya.ROV memiliki kemampuan manuver yang tinggi. Kabel tambat berfungsi mengirimkan energi listrik serta data video dan sinyal. Saat bertugas memasang kabel-kabel listrik tegangan tinggi, ROV biasanya ditambahkan tenaga hidrolik.

Sistem ROV terdiri atas vehicle (atau sering disebut ROV itu sendiri), yang terhubung oleh kabel umbilical ke ruangan kontrol dan operator di atas permukaan air (bisa di kapal, rig atau barge). Yang paling juga adalah sistem kendali, sistem peluncuran dan sistem suplai tenaga listrik maupun hidrolik. Melalui kabel umbilical, tenaga listrik dan hidrolik, juga perintah-perintah, atau sinyal-sinyal kontrol, disampaikan dari ruang kontrol ke ROV secara dua arah.

ROV dilengkapi dengan peralatan atau sensor tertentu seperti kamera video, transponder, kompas, odometer, bathy (data kedalaman) dan lain-lain tergantung dari keperluan dan tujuan surveinya. Kebanyakan ROV dilengkapi dengan kamera video dan lampu. Kemampuannya bisa ditingkatkan dengan menambahkan sonar, magnetometer, kamera foto, manipulator atau lengan robotik, pengambil sampel air, dan alat pengukur kejernihan air, penetrasi cahaya, serta temperatur. Kabel-kabel ROV dilapisi dengan tabung penuh minyak agar terhindar dari korosi air laut. Alat pendorong dipasang di tiga lokasi agar menghasilkan kontrol penuh terhadap alat itu. Adapun kamera, lampu, dan lengan manipulator berada di bagian depan atau belakang(www.ilmukelautan.com).

Perbedaan Autonomous Underwater Vehicles (AUV) dan Remoted operated underwater vehicles (ROV) ialah AUV dapat bergerak secara otomatis yang biasanya beroperasi di permukaan air dan dapat menyelam tetapi tidak terlalu dalam. Sedangkan ROV biasanya beroperasi di laut dalam yang dikontrol dari kapal. Kedua wahana tersebut secara luas sudah banyak diaplikasikan baik untuk melakukan suatu misi/kegiatan dibawah laut, surveilance, maupun untuk sistem pertahanan dan keamanan.

Gambar 1. Contoh wahana bawah air tanpa

awak (Sumber: www.expresspcb.com)

Pada umumnya wahana bawah air harus memiliki beberapa fitur antara lain sumber tegangan, sistem propulsion ( penggerak wahana bawah air tanpa awak secara vertikal), sistem kontrol, sistem navigasi, sensor, dan sistem yang berfungsi sebagai penggerak wahana bawah air tanpa awak secara horisontal. Fitur fitur tersebut umumnya dimiliki oleh sistem wahana bawah air tanpa awak salah satunya adalah ROV.

Gambar 2: Contoh fitur yang terdapat pada

wahana bawah air tanpa awak( Sumber: www.mbari.org)

Tujuan dari praktikum ini adalah mahasiswa akan dapat menunjukkan prinsip kerja dan menginterpretasikan data yang diperoleh ROV

II.           TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Hukum Archimedes

Hukum Archimedes menyatakan sebagai berikut, Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkannya. Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya angkat ke atas yang sama besar dengan berat fluida fluida yang dipindahkan. Besarnya gaya ke

atas menurut Hukum Archimedes ditulis dalam persamaan :

Fa = ρ v g

Keterangan :

Fa = gaya ke atas (N)

V = volume benda yang tercelup (m3)

ρ = massa jenis zat cair (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (N/kg)

Gambar berikut ini gaya yang terjadi pada wahana bawah air tanpa awak

Gambar 3. Buoyancy

Hukum ini juga bukan suatu hukum fundamental karena dapat diturunkan dari hukum newton juga.

· Bila gaya archimedes sama dengan gaya berat W maka resultan gaya =0 dan benda melayang .

· Bila FA>W maka benda akan terdorong keatas akan melayang

· Bila FAmaka benda akan terdorong

kebawah dan tenggelam

Jika massa jenis fluida lebih kecil daripada massa jenis balok maka agar balok berada dalam keadaan seimbang,volume zat cair yang dipindahkan harus lebih kecil dari pada volume balok. Artinya tidak seluruhnya berada terendam dalam cairan dengan perkataan lain benda mengapung.

Agar benda melayang maka volume zat cair yang dipindahkan harus sama dengan volume balok dan rapat massa cairan sama dengan rapat rapat massa benda.

Jika rapat massa benda lebih besar daripada rapat massa fluida, maka benda akan mengalami gaya total ke bawah yang tidak sama dengan nol. Artinya benda akan jatuh tenggelam.

Berdasarkan Hukum Archimedes, sebuah benda yang tercelup ke dalam zat cair akan mengalami dua gaya, yaitu gaya gravitasi atau gaya berat (W) dan gaya ke atas (Fa) dari zat cair itu. Dalam hal ini ada tiga peristiwa yang berkaitan dengan besarnya

kedua gaya tersebut yaitu seperti berikut.

• Tenggelam

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan tenggelam jika berat benda (w) lebih besar dari gaya ke atas (Fa).

w > Fa

ρb X Vb X g > ρa X Va X g

ρb > ρa

Volume bagian benda yang tenggelam bergantung dari rapat massa zat cair (ρ)

Gambar 4. Berat benda > Gaya apung

• Melayang

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan melayang jika berat benda (w)sama dengan gaya ke atas (Fa) atu benda tersebut tersebut dalam keadaan setimbang

w = Fa

ρb X Vb X g = ρa X Va X g

ρb = ρa

Gambar 5. Berat benda = Gaya apung

• Terapung

Sebuah benda yang dicelupkan ke dalam zat cair akan terapung jika berat benda (w) lebih kecil dari gaya ke atas (Fa).

w < Fa

ρb X Vb X g < ρa X Va X g

ρb < ρa

Gambar 6. Berat benda < Gaya apung

Selisih antara W dan FA disebut gaya naik (Fn). Fn = FA – W

Benda terapung tentunya dalam keadaan

setimbang, sehingga berlaku :

FA’ = W

rc . Vb2 . g = rb . Vb1. g

FA’ = Gaya ke atas yang dialami oleh bagian benda yang tercelup di dalam zat cair.

Vb1 = Volume benda yang berada dipermukaan zat cair.

Vb2 = Volume benda yang tercelup di dalam zat cair.

Vb = Vb1 + Vb 2

FA’ = rc . Vb2 . g

Berat (massa) benda terapung = berat (massa) zat cair yang dipindahkan.

Daya apung (bouyancy) ada 3 macam, yaitu :

1. Daya apung positif (positive bouyancy) : bila suatu benda mengapung.

2. Daya apung negatif (negative bouyancy) : bila suatu benda tenggelam.

3. Daya apung netral (neutral bouyancy) : bila benda dapat melayang.

Setiap objek pada kedalaman tertentu akan

memiliki tekanan yang berbeda. Perbedaan tekanan menyebabkan terjadinya daya apung ke atas. Besarnya nilai dari gaya apung keatas dapat deketahui dengan persamaan di bawah ini: B = -ρfVdispg

Dimana ρf adalah densitas dari fluida, Vdisp adalah volume benda yang tercelup air, dan g adalah percepatan gravitasi di lokasi tersebut.

Dengan kata lain "gaya apung" pada benda yang berada didalam air akan memiliki gaya tekan keatas berlawanan dengan arah gravitasi bumi sehingga didapatkan persamaan dibawah ini

B = ρfVg

Gaya total pada benda harus nol seperti prinsip Archimedes berlaku, dan dengan demikian jumlah gaya apung dan berat benda

F = 0 = mg - ρfVg

Jika daya apung dari suatu obyek (tak terkendali dan unpowered) melebihi berat, ia cenderung naik.

Sebuah objek yang beratnya melebihi berat apung ini cenderung tenggelam. Perhitungan gaya ke atas pada objek terendam selama periode percepatan tidak dapat dilakukan oleh prinsip Archimedes sendiri, maka perlu mempertimbangkan dinamika objek yang melibatkan daya apung. Setelah itu  benda sepenuhnya tenggelam ke dalam cairan atau

naik ke permukaan dan mengendap, prinsip

Archimedes dapat diterapkan sendiri. Untuk objek mengambang, dengan hanya menggantikan volume terendam air.

Agar prinsip Archimedes digunakan , objek

tersebut harus berada dalam keseimbangan oleh karena itu;

mg = ρfVg

maka

m = ρfV

Menunjukkan bahwa kedalaman dimana objek mengambang akan tenggelam, dan volume cairan akan menggantikan, dan tidak bergantung pada medan gravitasi terlepas dari lokasi geografis.

Hal ini dapat terjadi bahwa tidak hanya sekedar gaya apung dan gravitasi ikut bermain. Hal ini terjadi jika benda tersebut tertahan atau tenggelam. Sebuah objek yang cenderung untuk mengapung membutuhkan T menahan ketegangan memaksa agar tetap sepenuhnya terendam. Sebuah objek yang cenderung tenggelam pada akhirnya akan memiliki gaya normal dari kendala N diberikan atasnya oleh lantai yang solid. Gaya kendala dapat ketegangan dalam skala musim semi mengukur berat di fluida, dan adalah bagaimana berat semu didefinisikan.

Jika objek dinyatakan akan mengapung, ketegangan untuk mengendalikan sepenuhnya terendam adalah:

T = ρfVg – mg (2.21)

sehingga didapatkan gaya normal :

N = mg- ρfV (2.22)

'Buoyancy gaya = berat benda dalam ruang kosong

- berat benda tenggelam dalam fluida'

Gambar 7. Gaya yang terjadi pada benda di air

III.                          METODOLOGI

3.1  Waktu dan Tempat

Praktikum kali ini dilaksanakan pada hari Kamis tanggal 6 Oktober 2011 di Laboratorium  Akustik Kelautan, Gedung Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.

3.2  Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan ialah:

• Komputer
• Software Multimedia
• Data ROV
• ROV
• Alat Ukur atau meteran

 

             Gambar 9. Alur kegiatan praktikum

IV.                         HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.Pergerakan motor pada ROV

Tabel 1. Pergerakan motor sesuai dengan kode inisialisasi program

Pergerakan Motor
Kode	Motor	Arah
A	2	Kiri
B	2	Kanan
C	-	-
D	3	Kiri
E	3	Kanan
F	-	-
G	1	Kanan
I	-	-

Berikut merupakan tabel pergerakan motor pada ROV sesuai dengan kode inisialisasi program. Dalam pengoperasian ROV  ini selain diperlukan software yang dapat dimasukan kode inisialisasi dibutuhkan juga seorang yang ditugaskan dalam mengoperasikan kode inisialisasi yang pada software . Dalam hal ini perlu pengetahuan dan penguasaan kode-kode yang dapat mengendalikan pergerakan motor ROV tersebut.

Pada table diatas dapat dilihat bahwa pergerakan motor dikendalikan oleh kode dalam bahasa pemrograman yang dapat diinisialisasi dengan beberapa bahasa/huruf antara lain  A,B,C,D,E,F,G dan I. Bahasa / huruf H tidak digunakan karena dapat menggangu seluruh pergerakan motor pada ROV, hal ini dapat terjadi  karena motor DC yang digunakan tidak cukup kuat untuk menggerakan kode H tersebut. Masing-masing motor  dikendalikan oleh beberapa kode antara lain untuk motor 1 dikendalikan oleh kode G, motor 2 dikendalikan oleh kode A dan B, sedangkan untuk motor 3 dikendalikan oleh kode D dan E. kode yang digunakan untuk menghentikan pergerakan motor. Kode C digunakan untuk membuat gerakan motor terhenti,kode F untuk menghentikan gerakan motor 3, dan terakhir kode I digunakan untuk menghentikan gerakan motor 1. Pergerakan maju pada ROV apabila gerakan baling-baling motor bergerak ke kanan, hal ini karena akan member dorongan pada air sehingga ROV bergerak maju. Sedangkan untuk pergerakan mundur terjadi apabila baling-baling motor bergerak ke kiri karena air tertarik.

4.2. Kombinasi kode Pergerakan ROV

Kombinasi kode pergerakan ROV dikendalikan dengan bahasa pemrograman. Berikut merupakan kombinasi kode pergerakan ROV yang dapat kita lihat pada tabel 2.

Tabel 2. Kombinasi kode pergerakan ROV

Kombinasi
Kode	Pergerakan
W	Maju
S	Mundur
D	Kanan
A	Kiri
T	Atas
G	Bawah
E	Mati

Kombinasi kode bahasa pemrograman yang dapat mengendalikan pergerakan ROV berdasarkan table diatas terdapat 7 kombinasi kode inisial, yang masing-masing adalah kombinasi B-E-G untuk pergerakan maju, A-D-I untuk pergerakan mundur, E-C-I untuk pergerakan membelok ke kanan, B-F-I untuk pergerakan ke kiri,C-F-G untuk pergerakan ke atas, C-F-G untuk pergerakan ke bawah dan kombinasi C-F-I untuk berhenti. Pada saat dioperasikan menggunakan kode bahasa tersebut dilakukan juga pengukuran jarak tempuh ROV dengan membebtangkan roll meter dan dihitung pula waktu tempuh pergerakan ROV tersebut, namun demikian pada saat melakukan uji praktikum ROV ini pergerakan ROV  tidak sesuai orientasi atau selalu kehilangan orientasi, hal ini diduga dikarenakan perputaran motor yang tidak sama yang menyebabkan pergerakan ROV tidak sesuai dengan perintah program.

44.3  Kecepatan Pergerakan ROV

Dalam pengamatan pergerakan ROV ini juga dilakukan penghitungan  kecepatan pergerakan ROV . Dengan mengetahui panjangnya lintasan dan waktu yang diperlukan untuk mencapai jarak tersebut maka kita dapat menentukan kecepatan pergerakan ROV. Kecepatan pergerakan ROV tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Tabulasi Jarak dan Waktu Terhadap Kecepatan ROV

Pergerakan ROV
Jarak (m)	Waktu (s)	Kecepatan (m/s)
2.6	62.81	0.041394682
2.5	31.22	0.080076874
1.9	26.02	0.073020753

Pada tabel di atas dapat disimpulkan bahwa kecepatan pergerakan ROV sangat lambat karena pada masing-masing  jarak tempuh ROV kecepatannya hanya 0.04-0.08 m/s. Hal tersebut kemungkinan karena pergerakan motor yang lemah.

Ukuran Voltase dan Arus yang dipakai:

1.      Mikrokontroler memakai 9 volt dan 5 ampere

2.      Motor atas dan bawah memakai 9 volt dan 5 ampere

3.      Motor kanan dan kiri memakai 12 volt dan 12 ampere

  
                              Gambar 10. ROV yang diamati

Perhitungan:

Rumus

V= s/t

 dimana v= kecepatan, s = jarak, dan t=waktu

Sudut yang dibentuk

Cos a= x/r, x= jarak lurus, r = kemiringan

4.4  Sejarah ROV

Secara pasti siapa yang pertama kali membuat ROV tidak diketahui secara jelas. Namun setidaknya ada dua peristiwa penting, ketika diluncurkannya PUV (Programmed Underwater Vehicle) yang dibuat oleh Luppis-Whitehead Automobile di Austria pada tahun 1864. Sebutan ROV sendiri pertama kali dibuat oleh Dimitri Rebikoff tahun 1953, yang membuat ROV dengan nama POODLE. (Marine Technology Society).

Angkatan Laut Amerika Serikat selajutnya mengembangkan teknologi ini. Dengan dukungan teknologi tinggi dasn pendanaan besar mereka mengembangkan ROV untuk mengangkat ranjau-ranjau di dasar laut dan peristiwa hilangnya bom atom di Spanyol pada kecelakaan pesawat di tahun 1966. Teknologi ROV ini  dikembangkan sejak 1960-an oleh Angkatan Laut Amerika Serikat dengan tujuan awalnya untuk operasi penyelamatan dan pengambilan obyek di dasar laut.
Generasi berikutnya dengan semakin berkembangnya teknologi, ROV banyak digunakan untuk mendukung pekerjaan di pengeboran minyak lepas pantai. ROV pertama kali yang dilibatkan dalam hal tersebut adalah RCV-225 dan RCV-150 yang dibuat oleh HydroProducts, Amerika Serikat. Saa ini, pada saat kecenderungan eksplorasi minyak dan gas semakin dilakukan pada laut dalam, ROV telah menjadi suatu bagian yang penting dari operasional tersebut.

                                                                                       

V.                            KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa mahasiswa telah mampu mengoperasikan dan mengetahui pola pergerakan ROV. Pergerakan ROV terjadi karena adanya pengontrol berupa bahasa pemrograman yang dimasukan pada software. Dalam hasil uji coba yang dilakukan pergerakan ROV tidak semua dapat berjalan sesuai dengan perintah. Selain itu kecepatan pergerakan ROV ini sangat lambat hal ini dimungkinkan karena motor ROV yang sudah lemah.

DAFTAR PUSTAKA

Chandra Y, Purnomo D.S, Suryawati E. 2010. Rancang Bangun Sistem Ballast pada ROV. Jurusan Teknik Mekatronika – Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya. http://www.eepis-its.edu/uploadta/downloadmk.php?id=1315[ diakses 5 Oktober 2011].

Derenzo, S.E. 1990. Interfacing a laboratory approach using the microcomputer for instrumentation data analysis and control. Prentice Hall Inc. California.

Curtis, J.D. 1991. Process control instrumentation technology. 5 th edition. Univ. of Houston. Prentice Hall Inc. USA.

www. ilmukelautan.com [diakses 5 Oktober 2011].

www.expresspcb.com/Feedback/ROV/ROV.htm [diakses 5 Oktober 2011].

www.mbari.org/auv/mappingauv/vehicle_s

pecs.htm [diakses 5 Oktober 2011].