## COMPLETE
Journal of Computer, Electronic, and Telecommunication
ISSN 2723-4371, E-ISSN 2723-5912 doi.org/10.52435/complete.v2i1.186
Implementasi Sensor Cahaya Sebagai Level Bahan Bakar pada Tangki Harian Kapal
Anggara Trisna Nugraha 1 , Moh. Ghafirul Pratama Aprilian Sugianto 2
1* Marine Electrical Engineering, Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya, Surabaya; anggaranugraha@ppns.ac.id
2 Marine Electrical Engineering, Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya, Surabaya; mghafirul@student.ppns.ac.id
Abstrak: Saat ini adalah zaman yang serba modern termasuk pada kapal karena Indonesia sebagai negara maritim yang membutuhkan kapal baik dalam transportasi maupun militer. Banyak sekali yang harus dikembangkan pada kapal salah satunya tangki bahan bakar kapal yang sangat jarang sekali mendapatkan pengembangan pada kontrolnya.  Kontrol pada pengisian tangki bahan bakar kapal  yang  sebelumnya  manual,  sebisa  mungkin  untuk  menjadikan  otomatis  dengan  cara menambahkan  sebuah  sensor  yang  bisa  terpasang  tanpa  melubangi  tangki  bahan  bakar  kapal tersebut.  Sensor  cahaya  merupakan  sensor  yang  bisa  dimodifikasi  sebagai  level  untuk  ketinggian bahan bakar kapal. dengan sensor cahaya tersebut cukup  terpasang di gelas duga yang terletak di depan tangki bahan bakar tesebut. Dengan menggunakan sensor cahaya tersebut, tidak perlu untuk melubangi tangki lagi untuk memasang sensor cukup dipasang diluar tangki untuk level ketinggian bahan bakar pada kapal. sensor cahaya tidak bisa bekerja sendiri dan pastinya membutuhkan otak untuk  mengolah  data  seperti  Arduino  UNO.  Untuk  memancarkan  cahaya,  menggunakan  modul laser  sebagai input dari  sensor  cahaya.  Jika  bahan  bakar  dibawah  laser  nantinya  laser  akan menembakkan sinar ke sensor cahaya untuk nantinya sensor cahaya akan memproses di Arduino UNO.
Kata Kunci: Sensor cahaya; tangki bahan bakar kapal; Modul laser; Arduino UNO

## 1. Pendahuluan
Kapal  merupakan  sebuah  alat  transportasi  yang  banyak  digunakan  dalam  segi  transportasi biasa  atau  segi  militer  [1].  Untuk  zaman  sekarang  yang  serba  modern  dan  mudah  ada  banyak pengembangan  yang  sebelumnya  manual  menjadi  otomatis  [2].  Pada  kapal  juga  ada  banyak pengembangan dari masa ke masa dan banyak yang menggunakan mikrokontroller dalam kontrol kapal. mikrokontroller dapat berguna untuk berbagai control yang seblumnya tidak efisisen menjadi lebih praktis [3].
Pada  mikrokontroller  perlu  adanya  sensor  sebagai input yang  nantinya  akan  dikelola  oleh Arduino UNO. Kemudian output dari Arduino akan berupa aktuator sesuai dengan yang dibutuhkan pengguna [4]. Mikrokontroller cocok untuk digunakan pada kapal sebagai bentuk pengembangan agar  lebih  modern  [5].  Salah  satunya  implementasi  sensor  cahaya  sebagai  level  ketinggian  tangki bahan bakar harian pada kapal. pengembangan ini masih banyak yang belum tahu maka dari itu harus di coba di implementasikan pada kapal [6].
Untuk sensor cahaya dan laser nantinya akan terpasang di gelas duga tangki bahan bakar, yang dimana gelas duga tersebut berada diluar tangki, jadi secara otomatis sensor dan laser berada diluar tangki bahan bakar (sensor tidak tercelup pada bahan bakar) [7]. Dari pemakaian sensor LDR dan juga  laser  tersebut  meminimalisir  terjadinya  bahaya  jika  dibandingkan  pemakaian  sensor  yang tercelup. Ketika level bahan bakar dibawah laser yang nantinya laser akan menembakkan cahaya ke sensor  cahaya  dan  akan  memberikan input ke  Arduino  UNO  kemudian  Arduino  UNO  akan memproses untuk menyalakan pompa atau mematikan pompa [8].

## 2. Materials and Methods

## 2.1. Komponen
Pada sub bab 2.1 merupakan penjelasan komponen yang akan digunakan pada penelitian nantinya

## 2.1.1 Sensor cahaya
Modul  sensor  cahaya  ini  memungkinkan  Anda  dengan  mudah  menggunakan  sensor  LDR (Light  Dependent  Resistor)  untuk  mengukur  intensitas  cahaya  [9].  Modul  LDR  ini  memiliki  pin output analog dan pin output digital berlabel A0 dan D0 pada PCB. Nilai resistor LDR pada pin analog meningkat seiring dengan bertambahnya intensitas cahaya    dan berkurang seiring dengan semakin gelapnya intensitas cahaya [10]. Pada pin digital, pada batas tertentu DO akan tinggi atau rendah, dikendalikan oleh sensitivitas    menggunakan    potensiometer bawaan.

## Gambar 1 Sensor cahaya

## 2.1.2 Laser
Laser merupakan singkatan dari bahasa Inggris: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation  dan  merupakan  mekanisme  suatu  alat  yang  memancarkan  radiasi  elektromagnetik, biasanya dalam bentuk cahaya yang tidak dapat dilihat maupun dapat lihat dengan mata normal, melalui  proses  pancaran  terstimulasi  [11].  Pancaran  laser  biasanya  tunggal,  memancarkan  foton dalam pancaran koheren [12].
Gambar 2 Perangkat Laser

## 2.1.3 Arduino UNO
Arduino Uno adalah papan sirkuit tercetak yang berbasis mikrokontroller ATmega328. Sirkuit terpadu (integrated circuit) ini memiliki 14 input / output digital (6 output untuk PWM), 6 input analog, resonator kristal keramik 16 MHz, koneksi USB, soket pengontrol, pin header ICSP, dan tombol reset [13]. Inilah yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroller [14].

## Gambar 3. Arduino UNO

## 2.1.4 Tangki harian kapal
Tangki harian pada kapal biasanya terdapat pada kamar mesin mulai dari kapal ferry sampai kapal tugboat [15]. Untuk tangki harian kapal terdapat bermacam-macam volume mulai dari yang terendah 3 ton bahan bakar pada tangki harian sampai 100 ton lebih [16]. Untuk 3 ton tersebut dapat diubah menjadi liter dan 3 ton setara dengan 3600 liter. Kemudian kebanyakan untuk melihat isi dari tangk  bahan  bakar  terdapat  yang  bisa  disebut  gelas  duga  yang  letaknya  di  depan  tangki  harian tersebut.
Gambar 4 Gelas duga

## 2.2 Diagram alir sistem
Diagram alir terlihat pada Gambar 5, bahwa input dari sistem ini berupa sensor cahaya yang nantinya ditempatkan di titik tertinggi dan terendah di gelas duga. Diperlukan laser sebagai suuply cahaya yang akan ditembakkan ke sensor cahaya tersebut. Ketika laser terhalang oleh bahan bakar maka  cahaya  tidak  dapat  menerima  cahaya  begitu  sebaliknya.  Sistem  ini  bersifat  otomatis  yang dimana Ketika bahan bakar sudah di titik tertinggi maka pompa pengisian bahan bakar akan mati dan  Ketika  di  titik  terendah,  maka  pompa  pengisian  akan  menyala  untuk  mengisi.  Maka  dari  itu
sistem tersebut bisa dilakukan penelitian apakah sistem seperti ini dapat berguna dan efisien atau tidak.

## Gambar 5 Diagram alir

## 3. Hasil dan Pembahasan
Setelah mengetahui semua komponen yang dibutuhkan serta cara untukmerangkai sebuah sistem, langkah selanjutnya adalah pengujian dari komponen agar mendapatkan data yang diperlukan

## 3.1 Pengkalibrasian sensor cahaya
Kalibrasi sensor cahaya menggunakan multimeter digital dimana harus mengubah dari nilai ADC sensor ke tegangan terlebih dahulu  sebelum melakukan pengkalibrasian sensor cahaya [17]. Untuk perhitungan nilai ADC ke tegangan dapat dilihat pada rumus dibawah ini:
𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 = 𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝐴𝐷𝐶 𝑥 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 1023 (1)
Dari rumus tersebut sensor cahaya akan tertampil nilai ADC terlebih dahulu kemudian dari nilai  ADC  tersebut  dikonversikan  kedalam  tegangan  dan  hasil  dari  kalibrasi  sensor  dapat  dilihat pada tabel 1 dan tabel 2.
Tabel 1 hasil kalibrasi sensor cahaya titik atas ketika dengan cahaya Percobaan Tegangan dari ADC Tegangan dari multimeter Error 1 1.31V 1.33V 1.5% 2 1.30V 1.33V 2,26% 3 1.31V 1.33V 1.5% 4 1.31V 1.33V 1.5% 5 1.30V 1.33V 2,26% Tabel 2 hasil kalibrasi sensor cahaya titik bawah ketika dengan cahaya Percobaan Tegangan dari ADC Tegangan dari multimeter Error 1 0.24V 0.22V 9.1% 2 0.24V 0.22V 9.1% 3 0.24V 0.22V 9.1% 4 0.24V 0.22V 9.1% 5 0.24V 0.22V 9.1% Tabel 3 hasil kalibrasi sensor cahaya di titik atas ketika tanpa cahaya Percobaan Tegangan dari ADC Tegangan dari multimeter Error 1 2.41V 2.34V 2.99% 2 2.41V 2.34V 2.99% 3 2.41V 2.34V 2.99% 4 2.41V 2.34V 2.99% 5 2.41V 2.34V 2.99% Tabel 4 hasil kalibrasi sensor cahaya di titik bawah ketika tanpa cahaya Percobaan Tegangan dari ADC Tegangan dari multimeter Error 1 3V 3.10V 3.22% 2 3V 3.10V 3.22% 3 3V 3.10V 3.22% 4 3V 3.10V 3.22% 5 3V 3.10V 3.22%
Untuk  gambar  grafik  dari  2  sensor  cahaya  yang  digunakan  tersebut  dapat  dilihat  pada gambar 5 dibawah ini.
Gambar 6 Grafik persentase error dengan cahaya
Gambar 7 Grafik persentase error tanpa cahaya

## 3.2 Pemasangan sistem pada gelas duga
Setelah melakukan kalibrasi pada sensor, dianjutkan untuk pemasangan sensor cahaya dan laser pada gelas duga tangki bahan bakar. Berikut ini merupakan gambar desain sebelum sensor cahaya akan terpasang pada gelas duga.

## Gambar 8 Desain sensor cahaya Ketika terpasang di gelas duga tangki
Terlihat pada gambar terdapat 2 sensor cahaya dan 2 laser untuk nantinya berguna sebagai alat untuk mematikan pompa pengisi secara otomatis. Sistem tersebut memerlukan bantuan dari relay dan juga kontaktor sebagai pengendali dari aktuator yaitu pompa tersebut.
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 1 2 3 4 5 Sensor cahaya atas Sensor cahaya bawah 2.80% 2.90% 3.00% 3.10% 3.20% 3.30% 1 2 3 4 5 Sensor cahaya atas Sensor cahaya bawah

## 3.3 Sinkronisasi komponen
Setelah melakukan pemasangan nantinya pada gelas duga. Selanjutnya melakukan wiring dan sinkronisasi terhadap sensor cahaya dan laser. Dari sinkronisasi tersebut memerlukan bantuan dari Arduino  UNO  sebagai  otak  dari  sistem  yang  nantinya  akan  terpasang.  Setelah  melakukan sinkronisasi mikrokontroller, langkah selanjutnya sinkronisasi mikrokontroller terhadap kontaktor dan relay yang akan menggerakkan pompa pengisi nantinya. Kemudian unutk daya input Arduino UNO bisa menggunakan power supply 5V atau menggunakan kabel USB yang dipasang ke power bank.

## Gambar 9 Wiring sistem
Ketika sudah wiring seperti di atas nantinya akan dilakukan pengujian yang dimana akan diuji apakah dapat mengisi sesuai yang ditentukan sebelumnya. Apakah kontaktor padda enclosed starter DOL dapat bekerja sesuai input dari sensor cahaya yang terpasang pada gelas duga tersebut.

## 3,4 Pengujian
Ketika pengujian harus melakukan pengujian dengan 2 kondisi, yaitu Ketika kapal berlayar dan pada saat kapal diam atau bersandar. Pada saat diam harus membuat tangki itu mencoba mengisi dengan cara menggerakkan pompa pengisi tersebut. Berikut merupakan tabel untuk hasil percobaan pada saat berlayar dan pada saat diam.
Tabel 5. Pengujian pada saat diam di titik bawah
Percobaan Tegangan sensor LDR 1 1 0.57V 2 0.56V 3 0.56V 4 0.59V 5 0.60V
Tabel 6 . Pengujian pada saat diam di titik atas
Percobaan Tegangan sensor LDR 1 Tegangan sensor LDR 2 1 1.65V 1.80V 2 1.65V 1.80V 3 1.65V 1.80V 4 1.66V 1.81V 5 1.66V 1.81V
Pada  Tabel  5  dan  Tabel  6  merupakan  hasil  pengujian  sensor  LDR  1  dan  LDR  2  pada  saat terpaasang  pada glass duga.  Dari  pengujian  tersebut  menghasilkan  tegangan  LDR  1  ketika  bahan bakar  dibawah  sensor  LDR  1  sekitar  0.56V – 0.60V.  Pada  Tabel  6,  hasil  pengujian  di  titi  atas menghasilkan tegangan LDR 1 sekitar 1.65V – 1.66V dan LDR 2 sekitar 1.80V – 1.81V
Tabel 7. Pengujian pada saat terguncang di titik bawah
Percobaan Tegangan sensor LDR 1 1 0.57V 2 0.56V 3 1.55V 4 1.55V 5 0.60V Tabel 8 . Pengujian pada saat terguncang di titik atas Percobaan Tegangan sensor LDR 1 Tegangan sensor LDR 2 1 1.65V 1.80V 2 0.66V 1.80V 3 0.66V 1.80V 4 1.66V 1.81V 5 1.66V 1.81V
Pada  Tabel  7  dan  Tabel  8  merupakan  hasil  pengujian  sensor  LDR  1  dan  LDR  2  pada  saat terguncang.  Dari  pengujian  tersebut  menghasilkan  tegangan  LDR  1  ketika  bahan  bakar  dibawah sensor LDR 1 sekitar 0.56V – 0.60V akan tetapi kondisi seketika berubah pada percobaan ke 3 dan 4 dimana tegangan berada pada angka 1.55V. Pada Tabel 8, hasil pengujian di titik atas menghasilkan tegangan LDR 1 sekitar 1.65V – 1.66V.

## 4. Diskusi
Untuk hasil yang diperoleh dari pengujian sensor cahaya yang terpasang pada gelas duga cukup baik. Terlebih untuk anak buah kapal yang kesulitan ketika mematikan atau menyalakan pompa . sistem  ini  akan  membantu  untuk  anak  buah  kapal  melakukan  semua  itu  dengan  cukup  mudah. Keakuratan pada sensor dalam membca input dari laser memang belum terlalu akurat, akan tetapi bisa  dijadikan  pengembangan  yang  cukup  bagus  pada  tangki  bahan  bakar  pada  kapal  agar  lebih modern.

## 5. Kesimpulan
1. Sensor  cahaya  dapat  berfungsi  sesuai  yang  dibutuhkan  pengguna  Ketika  terpasang  di  gelas duga dengan ketentuan harus ada cahaya dari laser sebagai komponen pembantu
2. Keakuratan  dari  sensor  cahaya  kurang  baik  pada  saat  kaal  dalam  keadaan  berlayar  karena pengaruh guncangan yang disebabkan ombak
3. Kekurangan  pada  sistem  ini,  Ketika  pompa  pengisian  dibuat  otomatis  nantinya  sulit  untuk mencatat data berapa ton bahan bakar yang sudah terpakai. Karena Ketika bahan bakar akan habis akan mengisi lagi dan itu yang membuat anak buah kapal akan kesulitan mengimabil data untuk logbook.
4. Pada sistem ini harus ditambahkan sirine agar Ketika mengisi bahan bakar anak buah kapal bisa tahu kapal sedang mengisi dan bisa mengambil data dari logbook

## 6. Referensi
[1] Alwan,  D.  Sistem  monitoring  dan  proteksi  motor  induksi  1  fasa  berbasis  iot.  Surabaya: politeknik perkapalan negeri surabaya. 2020.
[2] Amrul, R. L. Motor Induksi 3 Fasa, 3-4. 2014.
[3] Anugraini, P. D..  Prototype alarm monitoring system (ams) dan smart autotransfer tank (sat) dalam upaya mengoptimalkan sistem bahan bakar kapal berbasis iot. Surabaya: Tugas Akhir Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. 2018
[4] Ariawan, K. K., Yana, I. M., Bima, & Kadek. Membuat Power Supply 12V dan 5V. Denpasar. 2016.
[5] Baharuddin,  B.  Perancangan  simulasi  kontrol  otomatis  distribusi  bahan  bakar  tangki  harian pada  KM Madani  Nusantara. Jurnal Administrasi  dan Kebijakan Kesehatan Indonesia, 61-63. 2016.
[6] Chesa, L. H. Monitoring kemiringan benda berbasis sms gateway. 14-15. 2020.
[7] Hakim, M. G.  Prototype Sistem Monitoring Bilge  Oily Water Separator Otomatis Pada Kapal Berbasis Mikrokontroller. Surabaya. 2020
[8] Mahendra, r. Pemrograman Mikrokontroller Arduino. 2017.
[9] Saputro,  T.  T.  Mengenal  Relay  dan  Cara  Kerjanya.  2019.  Retrieved  from  embedednesia: https://embeddednesia.com/v1/mengenal-relay-dan-cara-kerjanya-bagian-1/
[10] Sitanggang,  R  .  Perancangan  Purwarupa  Alat  Sortir  Buah  Kentang  Otomatis  Berdasarkan Ukuran Menggunakan Laser Dioda Dan Sensor Ldr. Medan: Skripsi Universitas Sumatera Utara Medan. 2020.
[11] Tsauqi, A. K. Saklar Otomatis Berbasis Light Dependent Resistor (Ldr) Pada  Mikrokontroller Arduino Uno. Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal). 2016
[12] Febrianto, F. A. Rancang Bangun Sistem Monitoring Fuel Flow Consumption Dan Otomatisasi Pengisian Tangki Harian Pada Kapal Berbasis Android, politeknik perkapalan negeri surabaya). 2015
Vol.3 No.1 July 2022, doi.org/10.52435/complete.v2i1.186
[13] Hadi,  A  . Simulasi  Sistem  Standalone  Scada  Untuk  Pengendalian  Dan  Pemantauan  Tangki Bahan Bakar Harian Kmp. Pulau Sabu Menggunakan Wonderware Intouch Dan Fasilitas Data Logger, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. 2020.
[14] Ruddianto,  Ruddianto,  et  al.  "The  Experiment  Practical  Design  of  Marine  Auxiliary  Engine Monitoring and Control System." Indonesian Journal of Electronics, Electromedical Engineering, and Medical Informatics 3.4 (2021): 148-155.
[15] Nugraha, Anggara Trisna, and Dadang Priyambodo. "Prototype Design of Carbon Monoxide Box Separator as a Form of Ar-Rum Verse 41 and To Support Sustainable Development Goals Number 13 (Climate Action)." Journal of Electronics, Electromedical Engineering, and Medical Informatics 3.2 (2021): 99-105.
[16] Putra, Muhammad Dwi Hari, and Anggara Trisna Nugraha. "Rancang Bangun Battery Charger Dengan Sistem Constant Voltage Berbasis Kontrol Pi." Seminar Program Magister PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
[17] Febrianto, F. A. Rancang Bangun Sistem Monitoring Fuel Flow Consumption Dan Otomatisasi Pengisian Tangki Harian pada Kapal Berbasis Android. Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. 2015.
[18] Angga, Anggara Trisna Nugraha, Muhammad Jafar Shiddiq, and Moch Fadhil Ramadhan. "Use Ordinary  Expressions  to  Learn  How  to  Extract  Code  Feedback  From  the  Software  Program Upkeep Process." International Journal of Advances in Data and Information Systems 2.2. 2021.
[19] Zaibah, Siti, and Anggara Trisna Nugraha. "Pembangkit Energi Listrik Pico Hydro Terapung Menggunakan  Underwater  Turbine  Untuk  Mendukung  Pemenuhan  Rasio  Elektrifikas  Dan Energi Listrik Di Daerah 3t." Seminar Program Magister PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
[20] Shiddiq,  Muhammad  Jafar,  Moch  Fadhil  Ramadhan,  and  Anggara  Trisna  Nugraha. "Perencanaan Pembangkit Listrik Energi Bayu Kincir Savonius Guna Mewujudkan Pemanfaatan Renewable Energy Pada Jembatan Suramadu." Seminar Program Magister PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
[21] Zakariz, Naufal Praska, Joessianto Eko Poetro, and Anggara Trisna Nugraha. "Pengaruh Variasi Inlet  Notch  Terhadap  Kecepatan  Dan  Daya  Yang  Dapat  Terbangkitkan  Dari  Generator  Pada Pembangkit Listrik Tenaga Pikohidro." Seminar Program Magister PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
[22] Tiwana,  Mayda  Zita  Aliem,  Adianto  Adianto,  and  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Perancangan Sistem  Monitoring  Dan  Alarm  Berbasis  Logic  Panel  Dan  Komunikasi  Modbus."  Seminar Program Magister PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
[23] Ramadhan,  Moch  Fadhil,  Muhammad  Jafar  Shiddiq,  and  Anggara  Trisna  Nugraha. "Perencanaan Pembangkit Listrik Energi Surya Untuk Kebutuhan Listrik Jembatan Suramadu Guna  Mewujudkan  Tujuan  Pembangunan  Berkelanjutan."  Seminar  Program  Magister  PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
[24] Realdo,  Adam  Meredita,  Yuning  Widiarti,  and  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Rancang  Bangun Sistem  Management  Penggunaan  Daya  Listrik  Politeknik  Perkapalan  Negeri  Surabaya." Seminar Program Magister PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
[25] Safitri, Lailia Nur, Muhammad Abu Jami'in, and Anggara Trisna Nugraha. "Prototipe (Power Take-Off) Generator Dengan Mengatur Kecepatan Motor 3 Phase Untuk Memenuhi Kebutuhan Listrik Di Kapal." Seminar Program Magister PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
Vol.3 No.1 July 2022, doi.org/10.52435/complete.v2i1.186
[26] Ravi,  Alwy  Muhammad,  Hendro  Agus  Widodo,  and  Anggara  Trisna  Nugraha.  "Pengaruh Penggunaan  Metode  Kontrol  Pi  Pada  Kontrol  Eksitasi  Generator  Sinkron."  Seminar  Program Magister PPNS. Vol. 6. No. 1. 2021.
© 2019 by the authors. Submitted for possible open access publication under the terms and  conditions  of  the  Creative  Commons  Attribution  (CC  BY)  license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).