## PENENTUAN WAKTU MALAM MENGGUNAKAN SKY QUALITY METER DENGAN PENDEKATAN MOVING AVERAGE
Hariyadi Putraga 1) , Arwin Juli Rakhmadi 1) , Muhammad Hidayat 1) , Muhammad Dimas Firdaus 1)
1) Observatorium Ilmu Falak, Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara, Medan, Sumatera Utara, Indonesia
Corresponding author: Hariyadi Putraga E-mail: hariyadiputraga@umsu.ac.id
Diterima 10 Oktober 2022, Direvisi 22 Oktober 2022, Disetujui 25 Oktober 2022

## ABSTRAK
Dalam  penelitian  ini  akan  diukur  tingkat  kecerahan  langit  untuk  mengetahui  waktu  menghilangnya cahaya  merah  syafaq  yang  ada  di  langit  setelah  matahari  terbenam  pada  malam  hari.  Awal  waktu malam  atau  waktu isya  diisyaratkan  oleh  beberapa  ulama  dengan  menghilangnya  mega  merah  atau saat  langit  benar-benar  gelap.  Dalam  pengukuran  tingkat  kecerahan  langit  menggunakan  alat Sky Quality  Meter (SQM)  yang  merupakan  salah  satu  teknologi  sensor  cahaya  non  image  dengan pendekatan pengolahan menggunakan metode Moving Average . Data diperoleh dari SQM yang diambil selama 12 hari berturut-turut pada bulan Maret saat Matahari berada di dekat Ekuator. Hasil penelitian dalam data yang telah diolah dan diproses menunjukkan bahwa awal waktu langit mulai gelap paling awal pada pu kul 19:39:19 WIB pada dip matahari 16° 22’ 17” dan paling akhir pada pukul 19:46:12 WIB pada dip 17° 28’ 47”. Dapat disimpulkan dalam penelitian ini cahaya syafaq  menghilang berdasarkan pengamatan dan pengolahan menggunakan metode Moving Average menunjukka n pada range 16° 22’ 17” sampai 17° 28’ 47”.
Kata kunci: awal malam; isya; SQM; moving average .

## ABSTRACT
In this study, the night sky brightness was measured to determine the disappearance time of the reddish light of syafaq in the sky after sunset. The beginning of the night or Isya is hinted at by some scholars with the disappearance of the red sky or when the sky is completely dark. The measurement of the sky brightness using the Sky Quality Meter (SQM)  instrument which is one of the non-image light sensor technologies with the Moving Average approach method. The data were obtained from 12 consecutive days in March when the Sun was near the Equator. The results of this study show that at the beginning of the time the sky begins  to darken earliest at 19:39:19 WIB on the solar dip  at 16° 22' 17" and the latest at 19:46:12 WIB at dip 17° 28' 47". It can be concluded in this study that the light disappear based on observation and processing using the Moving Average method shows in the range of 16° 22' 17" to 17° 28' 47".
Keywords: night; isya; sqm; moving average.

## PENDAHULUAN
Waktu senja ( evening twilight ) didefenisikan sebagai waktu yang berawal saat matahari  terbenam  di  ufuk  sampai  cahaya matahari  relatif  tidak  dihamburkan  oleh atmosfer  bumi.  Proses  hamburan  cahaya  di atmosfer  menyebabkan  warna  saat  senja terlihat  mulai  dari  kuning,  orange,  ungu  dan berwarna merah hingga merah gelap. Kenampakan fisis waktu  senja  tidaklah semudah untuk dilihat dan dirasakan pancaindera  seperti  fenomena  matahari  terbit atau  terbenam,  meskipun  semuanya  juga dipengaruhi  oleh  kondisi  atau  kepadatan atmosfer bumi. Hal ini terbukti dengan indahnya warna  merah  langit sore atau pagi hari, akibat sebaran  cahaya  matahari  oleh  molekul  dan
partikel  di  atmosfer  bumi.  Akhir/awal  waktu senja lebih sulit dipahami karena suasana yang gelap  dan  mata  tidak  sensitif  untuk  melihat perubahan  intensitas  cahaya  dan  pergantian warna  yang  redup,  sehingga  memerlukan  alat untuk  bantu  mengukur  hamburan  cahaya  dan warnanya,  baik  bersumber  cahaya  alami  dan polusi  cahaya  (lampu-lampu  buatan  manusia), akibat struktur lapisan dan komposisi atmosfer yang tidak homogen (Herdiwijaya, 2017).
Klasifikasi senja ( twilight ) terbagi menjadi  tiga,  bergantung  kepada  posisi kedalaman  matahari  di  bawah  ufuk  yang ditunjukkan pada gambar 1.
a.  Senja  sipil:  merupakan  suatu  waktu  saat pusat  geometris  Matahari  berada  pada sudut kedalaman 0-6 derajat di bawah ufuk
(z=96°).    Ciri  waktu  senja  sipil  adalah hamburan  cahaya  Matahari  sudah  cukup kuat (setelah  Matahari terbenam), keadaan ini  masih  mudah  membedakan  bendayang berada  diluar  tanpa  bantuan  lampu.  Dalam kondisi cerah, batas ufuk di pantai dan awan dapat  terlihat  di  sekitarnya  dengan  jelas.
Demikian pula planet bintang kejora (Venus) mulai dapat terlihat secara visual.
b.  Senja nautikal: waktu ketika pusat geometris matahari berada di kedalaman/elevasi 6-12 derajat  di  bawah  ufuk,  dan  sebaliknya (z=102°).  Langit  mulai  cukup  gelap  atau remang  -  remang,  sehingga  batas  ufuk  di pantai  dan  awan  tidak  jelas  terlihat. Demikian pula obyek luar di sekitar kita tidak bisa dibedakan dengan jelas.
c.  Senja astronomi: waktu saat pusat geometris matahari berada pada kedalaman/elevasi 12 – 18 derajat di bawah ufuk (z=108°). Langit sudah gelap, sehingga obyek luar sekitar kita tidak bisa dibedakan, kecuali mata beradaptasi cukup lama dalam kegelapan tanpa hamburan cahaya matahari  di  langit.  Polusi  cahaya  akibat cahaya  lampu  kota  dapat  menyebabkan langit lebih terang dari kondisi normal.
Gambar 1. Gambaran umum senja dan klasifikasinya berdasarkan sudut kedalaman Matahari di bawah ufuk
Pembagian ini
berdasarkan ketampakan visual senja yang dapat ditangkap mata  manusia.  Pengamatan  fajar  merupakan bagian  dari  pengamatan  astronomi,  saat  ini pengamatan  ini  dilakukan  untuk  menganalisis awal waktu shalat isya dan subuh (Setyanto et al ., 2021).
Penelitian waktu senja juga masih tetap berlangsung,  baik  menggunakan  pengamatan mata secara langsung dan instrumen pengambilan citra maupun non-citra seperti Sky Quality  Meter  secara  manual  ataupun  dengan sistem  otomatisasi.  Keberadaan  teknologi  ini juga  menjadi  langkah  lebih  maju  untuk  dapat memastikan  awal  waktu  senja  yang  sesuai dengan  kriteria  pada  Hadist  dan  fenomena langit  yang  terjadi  saat  terjadinya  perubahan siang dan malam tersebut dengan lebih akurat (Putraga et  al .,  2022).  Pengukuran  kecerahan langit  saat  malam  sangat  penting  untuk menentukan  tingkat  polusi  cahaya  di  tempat tertentu  (Butar-Butar et  al .,  2020),  dan  dalam
penelitian  ini  digunakan  untuk  mengamati perubahan langit dari terang ke gelap.
Unihedron  Sky  Quality  Meter  (SQM) merupakan  sebuah  instrument  dengan  medan pandang  pengukuran  seluas  20  derajat, dengan  kesalahan  relatif  kurang  dari  3% (Herdiwijaya,  2017).  SQM  merupakan  piranti berbasis semikonduktor yang mampu mengubah  foton  atau  partikel  cahaya  menjadi sinyal listrik. Jumlah foton yang tertangkap dari langit  menentukan  nilai  tingkat  kecerlangan langit yang dinyatakan dalam magnitude per arc second square atau magnitudo per detik busur kuadrat. Semakin tinggi nilainya, semakin gelap kondisi  langit.  Sehingga  nilai  yang  ditunjukkan oleh SQM akan berada pada nilai yang konstan kemudian  semakin  berkurang  sampai  menuju nol pada saat pengukuran dilakukan dari malam sampai  pagi  atau  sebaliknya  (Pramudya  & Raisal, 2017).
Tingkat  polusi  cahaya  juga  dapat diketahui  dengan  cara  mengukur  tingkat kecerahan  langit  malam  menggunakan  Sky Quality Meter (SQM). Kecerahan langit malam dapat  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor  yaitu cahaya  dari  galaksi,  cahaya  zodiak,  aurora, airglow malam, dan garis emisi senja  (Hassan et al ., 2014).
Data  kecerahan  langit  yang  terekam SQM  tidak  dapat  terlepas  dari  noise  yang disebabkan  oleh  beberapa  faktor  seperti  petir, keberadaan komet, dan sumber cahaya lainnya serta  pergerakan  awan.  Sehingga  dibutuhkan metode  untuk  memperhalus  noise  yang diperoleh sehingga data kecerahan langit dapat diidentifikasi  dengan  lebih  jelas  (Raisal  et  al., 2019).
Metode  moving  average  merupakan sebuah  metode  yang  sering  digunakan  dalam analisis teknis yang menunjukkan nilai rata-rata selama  periode  yang  ditetapkan.  Data  yang dirata-ratakan merupakan data yang bergantung  waktu  ( time  series ).  Metode  MA dapat  digunakan  untuk  membuat  kurva  yang halus  atau  smooth  dan  menyaring  noise sehingga lebih mudah untuk melihat trend data tersebut (Abbas, 2016).
Observatorium  Ilmu  Falak  Universitas Muhammadiyah  Sumatera  Utara  (OIF  UMSU) merupakan  salah  satu  yang  berperan  dalam pengembangan  ilmu  falak  di  Indonesia, khususnya  di  Sumatera  Utara.  Kegiatan  yang dilakukan di tempat ini antara lain pengamatan benda-benda  langit,    pengamatan  awal  bulan, dan  pengamatan  fajar  dan  senja  (Qorib et  al ., 2019).  Sebagai  salah  satu  yang  berperan dalam  pengembangan  ilmu  falak  di  Indonesia, OIF  UMSU  merasa  perlu  untuk  membuktikan apakah awal waktu malam di Indonesia terlalu cepat  atau  tidak  untuk  menjawab  keresahan
masyarakat  karena  masalah  ini  bersangkutan dengan  ibadah  yang  dilakukan  setiap  hari (Rakhmadi, , et al ., 2020). Dalam penelitian sebelumnya ditemukan  tingkat  kecerahan  langit  malam  di OIF UMSU sudah berada dalam skala kelas 6 Bortle  yang  artinya  berada  pada  tingkat perkotaan  (Rakhmadi, et  al .,  2020).  Dalam penelitian  ini  akan  diteliti  awal  waktu  isya menggunakan  SQM  dengan  metode  Moving Average.

## METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  dilakukan adalah pengambilan data secara langsung dan melakukan observasi
ke lapangan. Pengambilan  data  dilakukan  pada  12  hari secara  berturut  dengan  kondisi  langit  apa adanya.  Pengambilan  data  dilakukan  di Gedung  Pascasarjana  UMSU,  Medan  Denai, Kota  Medan,  Indonesia  dengan  titik  koordinat lintang  03°  34’  5”  Utara  dan  bujur  98°  43’ 17“Timur pada pukul 18.30 – 20.00 WIB.
Interval  pengambilan  data  dilakukan dalam  setiap  detik.  Dalam  penelitian  ini menggunakan  perangkat  perekam  berupa raspberry  pi  4  dengan  software  PySQM  yang ditinggal selama 24 jam dalam masa pengambilan data. Fotometer ini memiliki lensa dan  penapis  CM500  HOYA,  dengan  rentang spektral  antara  300-720  nm  (puncak  500  nm). Dengan  demikian  respon  detektor  SQM  sama dengan  sensitivitas  spektral  visual  mata manusia. Keluaran dari unit ini adalah besaran kecerahan  langit  (magnitudo  per  detik  busur persegi  -  mpdbp),  di  mana  nilai  yang  tinggi mencerminkan langit semakin gelap.
Setelah  data  terkumpul,  data  tersebut diolah perharinya dengan menggunakan Microsoft  excel  dengan  pendekatan  Moving Average  untuk  mencari  titik  pancung  dari perubahan  pembacaan  kecerahan  langit  dari SQM  yang  terpasang.  Pendekatan  Moving Average menggunakan persamaan (1) sebagai berikut.
𝐴 𝑡 = 𝐷𝑡+𝐷𝑡−1+𝐷𝑡−2+≫>+𝐷𝑡−𝑁+1 𝑁 (1)
Dengan A t = prediksi pada periode t+1 D t = data rentet waktu N = total jumlah periode rataan
Data  yang  dirata-ratakan  merupakan data  yang  bergantung  waktu  (time  series) dalam  hal  ini  akan  dianalisis  perubahan  nilai pembacaan SQM hingga menuju ke grafik yang stabil  atau  lurus  sebagai  penanda  awal masuknya malam.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data yang diterima dari SQM diperiksa kembali  tampilan  datanya  dengan  melakukan menyajian  dalam  bentuk  grafik  seperti  yang ditunjukkan  pada  gambar  1.  Data  diolah  dari dasar  pembacaan  SQM  saat  menerima pembacaan  data  saat  langit  mulai  berubah menjadi  semakin  gelap.  Untuk  memudahkan pembacaan  grafik,  pengolahan  data  dibatasi hingga  pukul  20.40  sehingga  tampilan  grafik dan  pembacaan  analisis  metode  Moving Average  lebih  presisi  pada  awal  waktu perubahannya.
Gambar 1. Grafik SQM tanggal 15 Maret 2022 dari jam 17.55 – 20.40 WIB
Dari  ke  12  Hari  yang  dilakukan penelitian,  selanjutnya  diolah  setiap  harinya menggunakan  metode  Moving  Average  pada interval  yang  sama  sehingga  tidak  ada perbedaan  perlakuan  terhadap  pengolahan untuk  mengetahui  proses  dan  hasil  yang memenuhi  dalam  analisis  tersebut  secara ringkas,  hasil  pengolahan  dari  12  hari  itu dirangkum pada Tabel 1.
Tabel 1. Data Olahan SQM 12 Hari Tanggal … Maret 2022 Sunset (0°) Ast. Twilight ( -18°) Awal Malam Menurut SQM Akhir Senja Menuru t SQM 09 18:38 19.47 17 ° 28’ 47” 19.44.3 2 10 18:38 19.47 17 ° 53’ 31” 19.46.1 2 11 18:38 19.46 16 ° 58’ 02” 19.42.1 7 12 18:37 19.46 16 ° 57’ 54” 19.42.0 6 13 18:37 19.46 17 ° 35’ 42” 19.44.2 5 14 18:37 19.46 16 ° 22’ 17” 19.39.1 9 15 18:37 19.46 17 ° 20’ 35” 19.43.0 1 16 18:37 19.45 17 ° 51’ 58” 19.44.5 5 17 18:36 19.45 17 ° 53’ 54” 19.44.5 2 18 18:36 19.45 17 ° 04’ 55” 19.41.2 4 19 18:36 19.45 16 ° 59’ 22” 19.40.5 0 20 18:36 19.45 17 ° 09’ 45” 19.41.2 0
Dari hasil pengamatan dan pengolahan menggunakan metode Moving Average memperlihatkan  awal  waktu  malam  dan  awal waktu  shalat  isya  berada  pada  saat  matahari telah  berada  pada  dip  terendah  16°22’  dan tertinggi  17°  53’.  Perbedaan  yang  terjadi diperkirakan karena terdapat faktor cuaca dan faktor  cahaya  buatan  di  sekitar  lokasi pengambilan  data  sehingga  menunjukkan rentang  yang  cukup  tinggi.  Nilai  yang didapatkan  ini  mendekati  nilai  dip  matahari pada saat astronomical twilight menuju malam.

## SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil pengamatan menggunakan fotometer selama 12 hari, maka dapat  disimpulkan  bahwa  awal  malam  atau awal  waktu  isya  di  lokasi  pengamatan  berada pada  saat  matahari  di  kedalaman  17  derajat dibawah ufuk. Sudut Depresi matahari pada dip yang ditemukan dalam penelitian ini mengkonfirmasi  definisi  malam  sebagai  mulai gelapnya  langit  malam  dan  awal  tidak  terlihat perubahan  nilai  kecerahan  langit  oleh  SQM yang ditunjukkan dalam kurva dengan pendekatan Moving Average. Gelapnya malam hari merupakan kondisi yang relatif sama pada bulan Maret.

## DAFTAR RUJUKAN
Abbas,  I.  (2016).  Penerapan  Metode  Moving
Average (MA) Berbasis Algoritma Support Vector Machine (SVM) untuk Membandingkan  Pola  Kurva  dengan
Trend  Kurva  pada  Trading  Forex  Online. ILKOM  Jurnal  Ilmiah , 8 (1),  37 –43. https://doi.org/10.33096/ilkom.v8i1.20.37- 43
Butar-Butar, A. J. R., Raisal, A. Y., & Pramudya, Y. (2020). Effect of the total lunar eclipse of 28 July 2018 on the night sky brightness at the Observatorium Ilmu Falak Universitas  Muhammadiyah  Sumatera Utara. Journal  of  Physics:  Conference Series , 1523 (1). https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1523/1/012005
Hassan, A. H., Abdel-Hadi, Y. A., Issa, I. A., & Hassanin,  N.  Y.  (2014).  Naked  eye observations  for  morning  twilight  at different sites in Egypt. NRIAG Journal of Astronomy and Geophysics , 3 (1), 23 –26. https://doi.org/10.1016/j.nrjag.2014.02.00 2 Herdiwijaya,  D.  (2017).  WAKTU  SUBUH : Tinjauan  Pengamatan  Astronomi. Jurnal Tarjih ,
14 (1),
51 –64. https://jurnal.tarjih.or.id/index.php/tarjih/ar ticle/view/14.104 Pramudya, Y.,  &  Raisal,  A.  Y.  (2017).  Aplikasi
tingkat kecerlangan langit dalam penentuan  waktu  subuh. Jurnal  Tarjih , 14 (1), 65 –71.
https://jurnal.tarjih.or.id/index.php/tarjih/ar ticle/view/14.105
Putraga, H., Rakhmadi, A. J., Firdaus, M. D., & Hidayat,  M.  (2022). Penentuan  Awal Waktu  Subuh  Menggunakan  Kamera DSLR  dan  Metode  Moving  Average . 06 (02), 114 –122.
https://doi.org/https://doi.org/10.24198/jiif. v6i2.38995
Qorib, M., Zailani, Z., Radiman, R., & Rakhmadi, A.  J.  (2019).  Peran  dan  Kontribusi  OIF UMSU  dalam  Pengenalan  Ilmu  Falak  di Sumatera Utara. Jurnal Pendidikan Islam , 10 (2), 133 –141. https://doi.org/https://doi.org/10.22236/jpi. v10i2.3735
Raisal, A. Y., Pramudya, Y., Okimustava, O., & Muchlas, M. (2019). Pemanfaatan Metode Moving Average dalam Menentukan Awal Waktu  Salat  Subuh  Menggunakan  Sky Quality Meter (SQM). Al-Marshad: Jurnal Astronomi Islam Dan Ilmu-Ilmu Berkaitan ,
5 (1), 1 –13.
https://doi.org/10.30596/jam.v5i1.3121
Rakhmadi, A. J., Agussani, Gunawan, Akrim, &
Yazid  raisal,  A.  (2020). Sky  Brightness
Measurement  for  the  Construction  of  the Astronomy Observatory Branch of Universitas  Muhammadiyah  Sumatera Utara  (  OIF  UMSU  )  in  Barus  ,  Central Tapanuli  Regency  ,  Indonesia . 6468 , 6468 –6474.
Rakhmadi, A. J., Setiawan, H. R., & Raisal, A. Y.  (2020).  Pengukuran  Tingkat  Polusi Cahaya  dan  Awal  Waktu  Subuh  di  OIF UMSU dengan Menggunakan Sky Quality Meter. Titian  Ilmu:  Jurnal  Ilmiah  Multi
Sciences , 12 (2), 58 –65. https://doi.org/10.30599/jti.v12i2.667
Setyanto,  H.,  Prastyo,  H.  A.,  Basthoni,  M., Fuscha, F. A., & Al, S. M. (2021). ZODIAC LIGHT  DETECTION  BASED  ON  SKY QUALITY  METER  (  SQM  )  DATA : PRELIMINARY  STUDY. Al-Hilal:  Journal of  Islamic  Astronomy , 3 (2),  121 –135. https://doi.org/10.21580/al- hilal.2021.3.2.8477