## RANCANG BANGUN ALAT PASANG SURUT AIR LAUT BERBASIS ARDUINO UNO DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK HC-SR04

## Ivan Kavenius Missa, Laura Anastasi Seseragi Lapono, Abdul Wahid
Fisika, Fakultas Sains danTeknik, Universitas Nusa Cendana E-mail: laura_lapono@staf.undana.ac.id

## Abstrak
Telah dirancang sistem pasang surut air laut berbasis Arduino Uno dengan menggunakan sensor ultrasonik  HC-SR04.  Sensor  ultrasonik  berfungsi  mengukur  ketinggian  air  laut.  Tampilan  dari sistem ini berupa ketinggian air laut sesaat yang ditampilkan pada LCD. Selain itu hasil dari sistem ini juga berupa grafik pasang surut yang dirancang menggunakan software Delphi 7.  Sistem ini telah diuji untuk  melihat ketinggian air laut serta untuk menampilkan grafik pasang surut. Proses pengujian alat berlangsung di Dermaga DIT POL AIR NTT. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem  berjalan  dengan baik. Dimana  diperoleh  data bahwa  dalam  satu hari  pengukuran  terjadi dua kali pasang dan dua kali surut yang merupakan tipe pasang surut harian ganda dengan puncak pasang tertinggi adalah 164 cm dan surut terendah dengan ketinggian 68 cm.
Kata kunci : pasang surut; sensor ultrasonik HC-SR04; Arduino; Delphi

## Abstract
[Title: Design of Sea Water Level Measurement Based on Arduino UNO and Using an Ultrasonic Sensor HC-SR04]. Arduino Uno tidal system has been designed using ultrasonic sensors HC-SR04. Ultrasonic sensors function to shave the sea water level. The display of this system is a momentary sea level displayed on the LCD. In addition the results of the system is also a tidal graph designed using Delphi 7 software. This system has been tested for viewing sea levels as well as for displaying tide charts. The tool testing process takes place at DIT POL AIR NTT Pier. The test results show that the system is running quite well. The data shows that two high and low tides occur daily. This is called semi-diurnal tide with the highest peak tide is 164 cm and the lowest tide is 68 cm.
Keywords : tidal; ultrasonic sensor HC-SR04; Arduino; Delphi

## PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  negara  kepulauan terbesar di dunia, hampir 70% luas wilayah dari Indonesia  adalah  lautan.  Indonesia  diapit  oleh dua samudera yang sangat luas yaitu, samudera Pasifik  dan  samudera  Hindia,  sehingga  terjadi pergerakan  naik  turunnya  permukaan  air  laut yang  terjadi  secara  periodik  dan  berkala,  dari peristiwa  naik  turunnya  permukaan  air  laut yang terjadi ini dikenal dengan pasang surut air laut yang proses terjadi dalam kurun waktu dua kali  setiap  hari,  sehingga  terdapat  dua  periode pasang surut air laut [1].
Informasi  pasang  surut  air  laut  sangat dibutuhkan  oleh  dinas  perhubungan  kelautan dan  pelayaran.  Guna  mengetahui  waktu  kapan terjadi  pasang  surut  air  laut  untuk  proses keberangkatan  dan  masuknya  kapal  ke dermaga, serta digunakan juga untuk
pembangunan pelabuhan, dermaga, tol laut dan infrastruktur  lepas  pantai,  untuk  kegiatan eksplorasi mineral, minyak bumi dan penanaman  pipa  atau  kabel  bawah  laut  juga sangat membutuhkan informasi pasang surut air dalam proses pengerjaannya.
Selain  itu,  informasi  pasang  surut dibutuhkan  oleh  badan  penanganan  bencana alam  seperti  tsunami  dan  badai  el  nino.  Dua bencana  alam  ini  biasanya  terjadi  pada  daerah laut  sehingga  pasang  surut  air  laut  sangat dibutuhkan  untuk  memprediksi  ketinggian  air laut  yang  dapat  mengakibatkan  bencana tersebut.
Dalam  proses  perhitungan  pasang  surut air  laut  biasanya  menggunakan  palem.  Palem merupakan  alat  dengan  metode  konvensional dimana  melihat  pasang  surut  air  laut  dengan cara  mengukur  ketinggian  air.  Pada  palem
terdapat nilai-nilai sebagai penunjuk tinggi air. Palem  terbuat  dari  balok  yang  pada  sisi depannya dipasang lembaran yang sudah diberi tanda  berupa  nilai  atau  angka  yang  digunakan sebagai  penunjuk  tinggi  air  yang  berfungsi sebagai informasi pasang surut air laut. Namun palem yang dibuat yang sering digunakan cepat rusak  karena  terkena  air  laut  secara  terus menerus,  sehingga  palem  tersebut  biasanya diganti 3-5 tahun satu kali diganti. Palem pada dasarnya  dibuat  dan  dikembangkan  oleh manusia untuk mempermudah setiap pekerjaan dan  urusan  yang  berkaitan  dengan  kelautan, palem  yang  dibuat  ini  tidak  mampu  untuk menjelaskan  peristiwa  pasang  surut  air  laut secara jelas.
Penelitian  yang  dilakukan  Gelu  (2014) untuk  menentukan  karakteristik  pasang  surut laut di selat Semau Kupang juga menggunakan cara  manual  yaitu  menggunakan  palem.  Hasil penelitiannya menunjukkan tipe pasang surut di perairan  tersebut  adalah  pasang  surut  harian ganda [2].
Berdasarkan pokok pikiran diatas penulis tertarik  untuk  merancang  sebuah  alat  pasang surut air laut otomatis sehingga mempermudah pengukuran  ketinggian  air  laut  dan  dapat menampilkan  grafik  pasang  surut  secara real time .

## Sensor Ultrasonik HC-SR04
Sensor  ultrasonik  HC-SR04  merupakan sensor  ultrasonik  yang  dapat  digunakan  untuk mengukur jarak antara penghalang dan sensor. Jangkauan pengukurannya berkisar antara 2 cm sampai 400 cm. Sensor ini memiliki 4 pin yaitu VCC  sebagai  sumber  tegangan  positif  sensor, pin Trigger yang digunakan untuk membangkitkan  sinyal  ultrasonik,  pin  Echo yang  digunakan  untuk  mendeteksi  sinyal pantulan  ultrasonic,  dan  pin  Gnd  sebagai sumber  tegangan  negatif  sensor.  Konfigurasi pin dari sensor ultrasonik HC-SR04 ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Konfigurasi pin sensor ultrasonik
HR-SR04
Sensor  ultrasonik  HR-SR04  memiliki  2 komponen  utama  yaitu transmitter dan receiver .  Fungsi  dari  ultrasonic  transmitter adalah  memancarkan  gelombang  ultrasonik dengan frekuensi 40 KHz kemudian ultrasonic receiver  menangkap  hasil pantulan  gelombang ultrasonik  yang  mengenai  suatu  objek.  Waktu tempuh  gelombang  ultrasonik  dari  pemancar hingga sampai ke penerima sebanding dengan 2 kali  jarak  antara  sensor  dan  bidang  pantul seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Prinsip kerja sensor ultrasonik
Prinsip  pengukuran  jarak  menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04 adalah ketika pulsa trigger diberikan pada sensor, transmitter akan mulai memancarkan gelombang ultrasonik [3]. Pada saat yang sama sensor akan menghasilkan keluaran TTL transisi naik menandakan sensor mulai  menghitung  waktu  pengukuran,  setelah receiver menerima  pantulan  yang  dihasilkan oleh suatu objek maka pengukuran waktu akan dihentikan dengan menghasilkan keluaran TTL transisi  turun. Jika  waktu pengukuran  adalah  t dan kecepatan suara adalah 340 m/s, maka jarak antara  sensor  dengan  objek  dapat  dihitung dengan menggunakan persamaan (1).
∙ (1)
Dimana  s  adalah  jarak  antara  sensor  dengan objek  (m),  t  adalah  waktu  tempuh  gelombang ultrasonik dari transmitter ke receiver (s).

## METODE
Pengambilan  data  pasang  surut  air  laut dilakukan di dermaga DIT POL AIR Bolok dan
posisi peletakan alat ukur pasang surut air laut seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Sistem  ini  terdiri  dari  sensor  ultrasonik HC-SR04, Arduino Uno, LCD, dan komputer. Sensor  ultrasonik  HC-SR04  mengirimkan sinyal  hasil  pengukuran  ke  Arduino  Uno  dan kemuadian hasil pengukuran kedalaman air laut ditampilkan  di  LCD  dan  komputer.  Data  yang ditampilkan pada LCD berupa data kedalaman air  laut  setiap  5  menit.  Sedangkan  pada komputer ditampilkan hasil grafik pasang surut air laut.
Hubungan  antara  pin  sensor  ultrasonik dan Arduino Uno ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Konfiguras pin sensor ultrasonik dan Arduino Uno
Sedangkan  konfigurasi  pin  LCD  dan Arduino Uno ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Konfigurasi pin LCD dan Arduino Uno

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  perancangan  sistem  pengukuran pasang susurt air laut terdiri dari 2 bagian yaitu perancangan  bagian  perangkat  keras  dan perangkat  lunak.  Perangkat  lunak  berisikan komponen elektronika yang telah dirangkai dan sudah diuji cobakan. Hasil perangkat keras dari sistem  pengukuran  pasang  surut  air  laut  dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Hasil perangkat alat ukur pasang surut
Sedangkan  bagian  perangkat  lunak dirancang  menggunakan  bahasa  pemrograman Delphi.  Hasil  perancangan  untuk  tampilan software dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Tampilan rancangan penampil grafik pasang surut
Hasil uji coba sistem dilakukan dengan cara mengukur ketinggian air laut selama sehari sehingga  didapat  data  pasang  surut  air  laut. Pengambilan data ditempatkan di Dermaga DIT POL AIR NTT dimulai pada tanggal 31 Januari 2018  sampai  tanggal  1  Februari  2018.  Jeda pengukuran diatur tiap 5 menit. Grafik pasang surut  pada  tanggal  tersebut  dapat  dilihat  pada Gambar 5.
Berdasarkan  Gambar  5,  terlihat  terjadi dua  kali  pasang  dan  dua  kali  surut.  Surut pertama  pada  tanggal  31  Januari  2018    jam 06:55:29  WITA  dengan  ketinggian  68  cm, dilanjutkan  dengan  pasang  pertama  pada tanggal  31  Januari  2018  jam  13:30:29  WITA pada  ketinggian  162  cm.  Surut  kedua  terjadi pada  tanggal  31  Januari    2018    jam  18:30:29 WITA  pada  ketinggian  93  cm,  sedangkan
Pin sensor ultrasonik Pin Arduino Uno Vcc D5 Trigger D9 Encho D10 Gnd Gnd Pin LCD 16 x 2 Pin Arduino Uno
V SS
V DD
V0 RS RW E DB4 DB5 DB6 DB7 A K Gnd Vcc --- D1 Gnd D2 D4 D5 D6 D7 Gnd
V CC
puncak  pasang  kedua  terjadi  pada  tanggal  1 Februari  2018  jam  0:05:29  WITA  dengan ketinggian 164 cm.
Gambar 5. Hasil pengukuran pasang surut air laut
Dari data yang terkumpul, dapat dihitung waktu  yang  dibutuhkan  dari  surut  pertama sampai pasang pertama adalah selama 6 jam 35 menit. Sedangkan dari pasang pertama sampai surut  kedua  dengan  waktunya  5  jam. Selanjutnya  dari  surut  kedua  sampai  pasang kedua dengan waktunya yaitu 5 jam 35 menit.
Pada  surut  pertama  terlihat  juga  bahwa air  surut  pada  ketinggian  68  cm  dari  dasar dermaga.  Sedangkan  pada  surut  kedua grafiknya  menunjukkan  bahwa  air  laut  surut pada  ketinggian  93  cm.  Hal  ini  disebabkan karena  pada  tanggal  31  Januari  2018  yang bertepatan  dengan  fenomena  alam  yaitu gerhana  bulan,  dimana  gerhana  bulan  terjadi akibat posisi bulan, bumi, dan matahari sejajar. Hal tersebut yang menyebabkan gravitasi bumi semakin  berkurang,  sehingga  permukaan  air laut  akan  cenderung  mengalami  pasang.  Dari hal  ini  lah  yang  mengakibatkan  surut  kedua dengan ketinggian 93 cm grafiknya menunjukkan  tidak  sejajar  dengan surut  yang pertama dimana ketinggiannya  68 cm.
Menurut  hasil  pengamatan  BMKG gerhana  bulan  dimulai  pada  31  Januari  2018 pukul  18:49:07  WITA  dan  gerhana  bulan berakhir  pada  pukul  00:09:09  WITA  [4]. Berdasarkan  hasil  penelitian  pada  pukul 18:35:29  WITA  ketinggian  air  laut  yaitu  97
cm, air laut mulai pasang atau naik karena pada waktu tersebut mulai terjadinya gerhana bulan yang  mengakibatkan  air  laut  mulai  pasang. Sedangkan  pada  pukul  00:10:29  WITA ketinggian air laut yaitu 160 cm permukaan air mulai turun karena pada waktu tersebut proses terjadi  gerhana  bulan  telah  berakhir  sehingga permukaan air laut juga turun atau surut. Jadi setiap pergerakan pasang surut air laut sangat bergantung  pada  revolusi  atau  pergerakan bulan.

## SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil yang diperoleh dapat disimpulkan  bahwa  perancangan  alat  pasang surut air laut dapat berjalan dengan baik untuk mengukur ketinggian air laut dan menampilkan grafik  pasang  surut.  Hasil  grafik  yang dihasilkan dari pengukuran ukur pasang susurt air laut ini menunjukkan dalam satu hari terjadi dua pasang dan dua kali surut. Tpe ini termasuk pasang  surut  ganda  harian.  Puncak  tertinggi adalah  164  cm  dan  surut  terendah  dengan ketinggian 68 cm.
Kedepannya alat ini akan dikembangkan dengan menambahkan fasilitas untuk menyimpan  data  pada  memory  card  sehingga alat ukur dapat dioperasikan selama diinginkan dan  mempermudah  dalam  pengambilan  data pasang surut air laut.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Pariwono,  I.  J.  1989. Pasang-Surut , Penerbit, Lembaga pengetahuan Indonesia pusat penelitian dan pengembangan
Oseanologi, Jakarta
2. Gelu,  A.,  2014.  Penentuan  Karakteristik Pasang Surut Laut Di Selat Semau Kupang Dengan  Menggunakan  Metode  British Admiralty, Skripsi ,  Jurusan  Fisika  FST UNDANA, Kupang.
3. Cytron,  2012,  User’s  Manual  HC-SR04
Ultrasonic Sensor,
http://web.eece.maine.edu/~zhu/book/lab/
HC-SR04%20User%20Manual.pdf. Diakses tanggal Desember 2017.
4. BMKG, 2018. http:// BMKG.go.id/
Stasiun_maritim.  Diakses  Tanggal  14 Februari 2018.