## Rancang Bangun Penampung Sampah Laut Portable (PSP) Dan Uji Solar Panel untuk Mengurangi Sampah Laut
Amanda T Siboro * , Feby Angelin Garizi Siahaan * , Sarnaen Simanjuntak # , Muhammad Zainuddin Lubis *
 Politeknik Negeri Batam Jurusan Teknik Informatika, Program Studi Teknik Geomatika Batam Center, Jl. Ahmad Yani, Kepulauan Riau 29461, Indonesia
# Politeknik Negeri Batam
Jurusan Teknik Mekatronika
Batam Center, Jl. Ahmad Yani, Kepulauan Riau 29461, Indonesia
E-mail: amandasiboro@gmail.com , zainuddinlubis@polibatam.ac.id

## Abstrak
Sampah laut adalah sampah hasil pembuangan yang dihasilkan oleh manusia yang terbuang ke lingkungan pesisir dan laut. Keberagaman aktivitas manusia yang tersebar dimana saja dapat menjadi sumber sampah. Sumber ini dapat berlokasi di laut, sepanjang pesisir, maupun daerah pedalaman. Sampah  - sampah ini berpindah dari satu tempat  ke  tempat  lain  dalam  jarak  yang  jauh  dan  dapat  memasuki  habitat  laut.  Akumulasi  dari  sampah  laut, tentunya dapat mempengaruhi habitat makhluk hidup, fungsi ekologikal organisme, dan juga dapat menimbulkan masalah  kesehatan.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  menguji  kinerja  prototipe penampung  sampah  laut portable (PSP)  dalam  mengurangi  jumlah  sampah  laut.  Metode  pengujian  yang  digunakan  yaitu  menghitung volume  sampah  laut  yang  diperoleh  pada  daerah  uji  coba  yaitu  Pantai  Biru  Sehati,  Tanjung  Piayu, mengidentifikasi  ukuran  dan  jenis  bahan  sampah  yang  tertampung,  mengukur  luas  cakupan  area  yang  dapat dijangkau oleh prototipe, sekaligus dilakukan juga identifikasi parameter oseanografi yang ada pada daerah uji untuk melihat pengaruh parameter oseanografi terhadap kinerja prototipe. Dimana dari hasil pengujian, diketahui berat  maksimum  yang  dapat  ditampung  oleh  prototipe  adalah  0.5  -  1  kg,  dengan  kecepatan  motor  2800  rpm, Parameter oseanografi  yang teridentifikasi  yaitu  kecepatan arus 0.7  m/s. Hasil  uji lapangan juga  menunjukkan parameter oseanografi juga berpengaruh dalam keefektifan kinerja prototipe.

## Kata kunci: Rancang bangun, sampah laut, penampung sampah laut portable, oseanografi

## Abstract
Marine litter is waste created by human that has been discharged into the coastal or marine environment. Varied and widespread human activities can act as the source of marine litter. The sources may be located directly at sea, on the coast or inland. Litters can be transported over long distances and into marine habitat. Accumulation of marine litter can affects habitats, organism ecological function, and develops health problems. The objective of present  study  was  to  evaluate  portable  marine  litter  collector’s  performance  for  eliminating  marine  litter.  The methods consist of some steps i.e. measuring collected marine litter amount in the tested area which took place at Pantai  Biru  Sehati,  Tanjung  Piayu;  identifying  the  size  and  type  of  material  of  the  collected  marine  litter; measuring  the  scope  that  can  be  reached  by  the  prototype;  along  with  identifying  oceanographic  parameter regarding its effects on prototype performance. The results showed that the maximum weight that can be held by the prototype was 0.5 - 1 kg of marine litter, 2800 rpm of motor speed. Furthermore, the identified oceanographic parameters are speed current which was 0.7 m/s. The field test also indicates that the oceanographic parameter affects the prototype performance.
Keywords: Design, marine litter, portable marine litter collector, oceanography

## 1. Pendahuluan
Indonesia  adalah  negara  yang  memiliki  iklim  yaitu iklim  tropis,  yang  mempunyai  potensi  yang  besar
untuk  dijadikan  sebagai  sumber  energi  alternatif contohnya  energi  surya.  Kepulauan  Riau  adalah daerah  yang  terdapat  banyak  pulau-pulau  kecil  yang
Vol. 10 No. 2, October 2018, 80-85
e -ISSN: 2548-9828
belum  mendapat  pasokan  listrik  maka  dari  itu  perlu dilakukan  penelitian  sumber  –  sumber  energi  yang ada  di  sekitarnyarnya,  yang  menggunakan  energi matahari  sebagai  pembangkit  listrik  tenaga  matahari untuk  pulau-pulau  kecil  yang  ada  di  daerah Kepulauan  Riau, Batam. Masalah lingkungan sangat linear  sekali  kaitannya  dengan  dunia  kesehatan. Untuk  mencapai  kondisi  masyarakat  yang  sehat diperlukan lingkungan yang baik pula.
Laut  merupakan  sumberdaya  alam  yang  sangat penting sebagai penyeimbang bumi. Saat ini, terutama di  daerah  Batam,  Kepulauan  Riau,  masih  banyak sekali sampah yang ada di laut, hal ini sering terlihat ketika durut tertinggi dan pasang tertinggi terjadi. Hal ini sangat mendorong, pentingnya dilakukan penelitian yang melakukan perancangan alat penampung  sampah  secara portable .  Sampah  laut ( Marine  Debris )  adalah  bahan  padat  persisten,  yang sengaja  atau  tidak  sengaja  dibuang  dan  sekitar  laut, baik  melalui  daerah  pesisir,  perairan  dangkal,  dan perairan  dalam  [1].  Sampah  adalah  masalah  besar, bukan  hanya  di  Indonesia,  tetapi  hal  ini  terjadi  pada seluruh  dunia.  [2]  menunjukkan  bahwa  plastik  dan jumlah  sampah  yang  ada  di  laut  yaitu  pantai  Afrika Selatan  mengalami  peningkatan  selama  21  tahun (1984-2005).
Batam, Kepulauan Riau merupakan daerah kepulauan yang  sangat  kaya  akan  sinar  matahari.  Solar  pane adalah  alat  yang  tepat  untuk  menyimpan  energy  di daerah kepulauan terutama di kepulauan Riau. Energi surya  yang diterima oleh alat solar panel dalam satu hari  memiliki  variasi  mulai  dari  0.55  kWh/m 2
(2MJ/m 2 )  pada  daerah  dingin,  hingga  5.55  kWh/m 2 (20MJ/m 2 )  pada  lingkungan  di  daerah  tropis  [3,4].
Penelitian  ini  menggunakan  panel  surya  150  wp, untuk  pengontrolan  digunakan  Arduino.  Tujuan penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  rancangan yang baik dalam pembuatan alat penampung sampah portable (PSP),  melakukan  uji  fungsi  pada  alat, karakteristik  tegangan  ( volt )  terhadap  waktu, Karakteristik  daya  ( watt )  dan  waktu.  Nilai  kuat  arus laut  terhadap  waktu,  dan  mengidentifikasi  hubungan daya  sedot  pompa  terhadap  arus  laut.  Dalam
penelitian  ini,  diharapkan  dapat  menghasilkan  alat penampung sampah portable yang  hemat energi dan tepat guna untuk masyarakat di pesisir.

## 2. Metode Pelaksanaan

## 2.1. Diagram Alir Pelaksanaan
Gambar 1. Diagram Alir Pelaksanaan Program

## 2.2. Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Alat dan bahan yang digunakan adalah berupa panel surya 150 wp, Arduino, Pompa, kerangka utama, alas, sensor float switch panel  surya  tanpa  sistem tracker dan alat pengukuran arus laut

## 2.3. Perancangan Struktural
Desain  terdiri  dari  bagian  atas,  tengah,  dan  bagian bawah.  Bagian  atas  merupakan  tempat  panel  surya yang  ditopang  oleh  rangka  plat  besi  yang  akan diletakkan di pelantar suatu perairan sebagai dudukan alat  tersebut.  Terdapat  instalasi  pipa  yang  berfungsi menyedot  sampah  yang  berada  pada  sekitar  alat. Bagian tengah alat terdapat sensor float switch , yang
berfungsi  untuk  mengetahui  ketinggian  air,  ketika sensor  dalam  posisi  berdiri,  maka  alat  akan  mati secara otomatis. Pada bagian bawah, terdapat pompa sebagai  alat  penyedot  air,  yang  memiliki out dan in , yang  disambungkan  pada  pipa  menuju  tempat penampungan sampah. Gambar perancangan struktural dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Perancangan struktural (Desain) alat penampung
sampah portable (PSP)

## 2.4. Rancangan Fungsional
Perancangan  fungsional  dari  sistem  alat  penampung sampah portable (PSP), dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini:
Tabel 1. Prinsip Kerja Alat No Tindakan Komponen Utama 1 Pembacaan dan Pengendalian Arduino 2 Sensor Float switch 3 Daya sedot 1.75 L/s 4 Energi Solar Panel

## 2.5. Pengujian Arduino dan Hidrolik Elektrik
Pengujian  Arduino  dan  hidrolik  elektrik  dapat disatukan karena hidrolik elektrik digunakan sebagai indikator kerja pada Arduino. Arduino akan diberikan program  untuk  menjalankan  hidrolik  elektrik,  Jika hidrolik  elektrik  berhasil  menyala  dan  melakukan proses mekanik dan menurunkan penampung sampah, maka berjalan sesuai program, maka hidrolik elektrik
dinyatakan dalam kondisi baik. Begitu juga  Arduino dinyatakan  dalam  kondisi  baik  karena  dapat menerima dan membaca program.

## 2.6. Pengujian Program
Pengujian program dilakukan untuk mengidentifikasi apakah  program  berjalan  dengan  baik,  yaitu menghubungkan  program  arduino  dengan  hidrolik elektrik.

## 2.7. Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Pengujian  alat  secara  keseluruhan  yaitu  melakukan pengujian  pada  alat  yang  telah  di  buat  secara keseluruhan  dan  berhasil  berjalan  sesuai  dengan keinginan.  Sehingga  akan  diamati  apakah  pompa mampu  melakukan  proses  sedot  sesuai  dengan  yang di harapkan. Diagram alir cara kerja alat dapat dilihat pada Gambar 3. Gambar pengujian alat dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 3. Diagram Alir Cara Kerja Alat
Alat  akan  dioperasikan  di  daerah  pinggiran  laut, tepatnya    pada    rumah  panggung  dan  dermaga.  Alat lalu  diletakkan  pada  tiang  pondasi,  sebelum  alat dipasang,  perlu  dilakukan  pengamatan  tinggi  pasang surut air laut. Alat akan diletakkan pada batas tinggi rata-rata  pasang  air  laut.  Setelah  itu  penyangga  alat akan  di  pasang  pada  tiang  pondasi.  Kemudian  kabel pompa akan dililitkan pada penyangga ke atas rumah ataupun  dermaga. Solar  cell akan  menyerap  energi, kemudian  disalurkan  ke  baterai,  lalu  baterai  sendiri disambungkan  dengan solar controller ,  sehingga ketika  baterai  penuh,  maka solar  controller akan memutuskan energi. Kemudian baterai disambungkan dengan  pompa  melalui inverter .  Setelah  alat  PSP bekerja,  pompa  secara  otomatis  akan  membuat  gaya tarikan  layaknya  seperti  vakum  yang  akan  menarik
sampah dan air yang ada disekitar wadah. Kemudian setelah  sampah  yang  berada  di  sekitar  wadah  mulai tertarik dan memasuki wadah, lalu air yang terdapat di dalam  wadah  akan  dikeluarkan  kembali  setelah mengalami  proses  penyaringan  yang  dilakukan  oleh penyaring  sampah.  Air  dikeluarkan  kembali  ke  laut melalui pipa keluar yang sudah dihubungkan dengan alat.  Pompa  pada  alat  ini  memiliki  sensor  yang berfungsi untuk mengatur waktu kerja pompa, dimana ketika air laut surut, sensor tersebut akan mendeteksi tidak  ada  lagi  air  disekitar,  maka  pompa  dengan sendirinya  akan  mati,  begitu  juga  sebaliknya. Sedangkan  pada  bagian  penyangga  wadah  dipasang hidrolik  elektrik  yang  dihubungkan  dengan  arduino yang  telah  diprogram.  Program  dirancang  untuk mengatur  waktu  yang  dibutuhkan  hidrolik  elektrik pada  saat  proses  naik  dan  turun.  Hal  ini  berguna dalam  memberi  jeda  waktu  pada  pompa  untuk mengosongkan air yang ada pada wadah penampung sampah, sehingga dapat mencegah keluarnya kembali sampah ke laut.

## Gambar 4. Pengujian Alat
Untuk  pengujian  alat  dapat  dilihat  pada  Gambar  4, dimana kegiatan yang dilakukan pada pengujian alat ini  yaitu  menginstalasi  seluruh  komponen  elektrikal
yang  terdiri  dari  panel  surya, solar  controller , inverter , Arduino, hidrolik elektrik dan mesin pompa, dan  memastikan  seluruh  komponen  berjalan  dengan baik  (a),  selanjutnya  dilakukan  juga  pengukuran tegangan  listrik  pada  baterai  (b),  lalu  dilakukan pengujian kinerja dari hidrolik elektrik, apakah sudah sesuai dengan waktu yang telah diatur pada program Arduino  (c),  dan  yang  terakhir  yaitu  melakukan pengujian  kinerja  alat  secara  keseluruhan  dalam menarik  sampah  yang  ada  di  laut  (d).  Kinerja  alat secara  keseluruhan  sangat  baik  karena  dapat menyedot  sampah,  walaupun  tidak  terlalu  banyak, dengan memanfaatkan energi yang berasal dari panel surya, dan panel surya bekerja dengan baik menyerap energi matahari.

## 2.5. Pengklasifikasian Jenis Sampah
Berdasarkan  jenis  material  sampah  laut  dapat dikategorikan dalam beberapa kelas [5], seperti yang ditampilkan pada Tabel 2 di bawah ini:
Tabel 2. Jenis-jenis sampah laut
No Jenis Sampah Laut 1 Plastik 2 Logam/Metal 3 Kaca 4 Karet 5 Organik 6 Lain-lain
Sedangkan  berdasarkan  ukuran,  sampah  laut  dapat dibagi menjadi beberapa jenis [6], seperti yang dapat dilihat pada Tabel 3 di bawah ini:
Tabel 3. Karekteristik sampah laut berdasarkan ukuran
No Jenis Skala 1 Mega >1 m 2 Makro >2.5 cm – 1 m 3 Meso >5 mm – 2.5 cm 4 Mikro 1 μm – 5 mm 5 Nano <1 μm
3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Hasil Pengujian
Pengujian alat dilakukan pada hari jum’at tanggal 10 Agustus  2018,  dilaut  sengkuang.  Hasil  pengujian yang  dilakukan  yaitu  untuk  melihat  karakteristik tegangan terhadap waktu, dan karakteristik daya dan waktu secara  statis. Hasil pengujian ini dapat dilihat pada Gambar 5 dan 6.
Gambar 5. Karakteristik tegangan (volt) terhadap waktu Pada  hasil  uji  karakteristik  tegangan  (volt)  terhadap waktu  (Gambar  5),  diperoleh  hasil  nilai  tegangan (Volt) tertinggi  yaitu pada pukul 12.40 WIB dengan nilai  tegangan  yaitu  19,70  volt,  dan  tegangan  (volt) terendah yaitu berada pada pukul 08.20 WIB, dengan nilai tegangan yaitu 18,23 volt.  Hasil uji karakteristik daya dan waktu pada penelitian alat PSP dapat dilihat pada Gambar 6.

## Gambar 6. Karakteristik daya (watt) dan waktu
Pada  hasil  uji  karakteristik  daya  (watt)  terhadap waktu  (Gambar  6),  diperoleh  hasil  nilai  daya  (watt) tertinggi  yaitu  pada  pukul  13.00  WIB,  dengan  nilai daya  yaitu  150  watt,  dan  daya  (watt)  terendah  yaitu berada pada pukul 08.00 WIB, dengan nilai daya yaitu 95  watt.  Hal  ini  memiliki  perbedaan  uji  antara karakteristik tegangan (volt) terhadap waktu, dengan hasil uji karakteristik daya (watt) terhadap waktu pada lat PSP, perbedaan ditunjukkan dengan nilai tertinggi tidak  berada  pada  waktu  yang  sama.  Perolehan  data
Arus  laut  dalam  penelitian  ini  dapat  dilihat  pada Gambar 7.

## Gambar 7. Nilai kuat arus laut terhadap waktu
Pada  hasil  pengukuran  nilai  kuat  arus  laut  terhadap waktu  (Gambar  7),  memiliki  nilai  terendah  dalam kuatan arus laut yaitu berada pada pukul 09.40 dengan nilai  0.61  m/s,  dan  nilai  kuat  arus  tertinggi  yaitu berada pada pukul 13.00 WIB, dan 13.40 WIB dengan nilai kuat arus laut yaitu 0.70 m/s. Hubungan anatara daya sedot pompa dengan arus laut dapat dilihat pada Gambar 8.

## Gambar 8. Daya sedot pompa terhadap arus laut
Hubungan antara daya sedot pompa dengan arus laut (Gambar 8), daya sedot akan meningkat dengan nilai 1.75 liter/sekon saat nilai terendah dalam kuatan arus laut yaitu dengan nilai 0.61 m/s, dan daya sedot akan menurun dengan nilai 1.57 liter/sekon saat nilai kuat arus tertinggi yaitu dengan nilai yaitu 0.70 m/s.
Tabel 4. Hasil Klasifikasi Sampah yang Diperoleh
Jenis Ukuran Klasifikasi Kantong plastik 15 – 20 cm Makro Botol minuman 14 – 31 cm Makro Dedaunan 1 – 2.5 cm Meso
Styrofoam 13 - 21 Makro Puntung rokok 1 – 2 cm Meso Kaleng minuman 4.5 – 6 cm Makro
Pada  pengujian  yang  telah  dilakukan,  dihasil  yang diperoleh  mengenai  klasifikasi  jenis  sampah  dapat dilihat pada Tabel 4. Berdasarkan jenis material yang tertampung  adalah  plastik  (kantong  dan  botol minuman); organik (dedaunan); lain-lain (styrofoam, puntung  rokok,  kaleng  minuman).  Berat  maksimum sampah yang dapat tertampung adalah 1 kg.

## 4. Kesimpulan
Perancangan alat pengumpul sampah portable (PSP) dirancang  untuk  mengurangi  adanya  sampah  di pesisir  laut  dengan  menggunakan  pelantar,  dan meningkatkan  efektifitas  dalam  penerimaan  energi. Berdasarkan  hasil  perancangan  dan  percobaan  dapat disimpulkan  bahwa  kinerja  alat  berfungsi  dengan baik, daya aktual yang dihasilkan oleh penjejak surya mencapai 600 watt. Untuk merubah tegangan 12 volt DC dari baterai menjadi tegangan 220 volt AC dengan menggunakan  rangkaian  inverter.  Dengan  demikian perancangan  alat  penampung  sampah  menggunakan panel surya dengan sistem Arduino dapat diterapkan oleh masyarakat di pesisir Batam, Kepulauan Riau.

## Referensi
[1] CSIRO  (Ocean  and  Atmosphere  Flaship)
2014. Marine Debris sources, distribution and fate of plastic and other refuse – and its impact on ocean
and
coastal
wildlife. www.csiro.au/marine-debris diakses pada pukul 17.06 WIB, tanggal 9 Agustus 2018.
[2] Ryan, P. G., Moore, C. J., van Franeker, J. A., &  Moloney,  C.  L.  (2009).  Monitoring  the abundance  of  plastic  debris  in  the  marine environment.  Philosophical  Transactions  of the  Royal  Society  of  London  B:  Biological Sciences, 364(1526), 1999-2012.
[3] Simatupang, S., Susilo, B., & Hermanto, M. B.
(2012).  Rancang  Bangun  dan  Uji  Coba  Solar Tracker pada Panel Surya Berbasis
Mikrokontroler ATMega16. Jurnal Keteknikan  Pertanian  Tropis  dan  Biosistem, 1(1), 55-59.
[4] Tudorache, T., & Kreindler, L. (2010). Design of a solar tracker system for PV power plants. Acta Polytechnica Hungarica, 7(1), 23-39.
[5] Cheshire  A.,  and  Adler  E.,  (2009). UNEP/IOC Guidelines  on  Survey  and Monitoring  of  Marine  Litter. United Nations  Environment  Program.  UNEP.
Intergovernmental
Oceanographic
Commission, IOC.
[6] Lippiat,  S.,  Opfer,  S.  and  Arthur,  C.  (2013). Marine  Debris  and  Monitoring  Assesment. NOAA, 2-5.