## Rancang Bangun Sistem dan Mekanisme Prototype Underwater Rov (Remotely Operated Vehicle) Berbasis Arduino
David Lamasalas 1 , Muhammad Ridha Fauzi 2 , Sunaryo 3 1, 3 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Riau
2 Program Studi Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Riau Jl. Tuanku Tambusai Ujung No. 1 Pekanbaru
E-mail : davidlamasalas11@gmail.com

## Abstract
ROV  (Remotely  Operated  Vehicle)  is  an  underwater  explorer  robot  that  is  controlled  by  an operator using the ROV control system, namely a remote control device. Indonesia as a country where  most  of  its  territory  is  water,  of  course,  requires  an  underwater  monitoring  process  in order  to  maintain  aquatic  ecosystems  and  resources.  Many  areas  of  Indonesian  waters  have various  kinds  of  risks  that  can  endanger  divers  such  as  wild  animals,  toxic  waste,  limited oxygen  and  so  on.  Because  of  these  problems,  a  system  design  project  and  mechanism  for  an Arduino-based  underwater  ROV  (Remotely  Operated  Vehicle)  prototype  were  created.  In  this research,  a  tool  was  made  in  the  form  of  a  submarine  robot  using  4  dc  motors  to  perform  8 types  of  movements  underwater  with  the  result  being  an  ROV  that  can  perform  all  of  these movements.  By  using  the  BTS7960  motor  driver,  each  motor  can  control  the  direction  of rotation and speed. This robot has the goal of taking data in the form of temperature, pressure, and images in the water with a maximum depth of 3 meters. Temperature and pressure data are collected  using  a  DS18B20  temperature  sensor  and  displayed  on  a  16x2  LCD  display.  While taking pictures or videos is done using a CCTV camera connected to a laptop as a monitor with the captured images being quite clear.
Keywords: Underwater exploration, ROV (Remotely Operated Vehicle), underwater robot, temperature, pressure

## Abstrak
ROV (Remotely Operated Vehicle) merupakan sebuah robot penjelajah bawah air yang dikendalikan oleh operator  menggunakan  sistem  pengendali  ROV  yaitu  perangkat  remote  control.  Indonesia  sebagai Negara  yang  sebagian  besar  wilayahnya  berupa  perairan  tentunya  memerlukan  proses  monitoring bawah  air  demi  terjaganya  ekosistem  dan  sumber  daya  perairan.  Banyak  daerah  perairan  Indonesia memiliki  berbagai  macam  resiko  yang  dapat  membahayakan  penyelam  seperti  hewan  buas,  limbah beracun,  keterbatasan  oksigen  dan  sebagainya.  Karena  permasalahan  tersebut,  maka  dibuatlah  projek rancang bangun sistem dan mekanisme prototype underwater ROV (Remotely Operated Vehicle) berbasis Arduino. Pada penelitian ini telah dibuat sebuah alat berupa robot kapal selam dengan menggunakan 4 motor  dc  untuk  melakukan  8  jenis  pergerakan  di  bawah  air  dengan  hasilnya  yaitu  ROV  yang  dapat melakukan  semua  pergerakan  tersebut.  Dengan  menggunakan  driver  motor  BTS7960,  setiap  motornya dapat dikendalikan arah putar dan kecepatannya. Robot ini memiliki tujuan yaitu mengambil data berupa suhu, tekanan, dan gambar di  dalam air dengan kedalaman maksimal  yaitu 3 meter. Pengambilan data suhu dan tekanan dilakukan dengan menggunakan sensor suhu DS18B20 dan  ditampilkan pada display LCD16x2.  Sedangkan  pengambilan  gambar  atau  video  dilakukan  menggunakan  kamera  CCTV  yang disambungkan dengan laptop sebagai monitornya dengan hasil gambar yang ditangkap cukup jelas.
Kata kunci: Eksplorasi bawah air, ROV (Remotely Operated Vehicle), robot bawah air, suhu, tekanan

## 1. Pendahuluan
Berdasarkan  data  dari  Kementrian  Kelautan dan  Perikanan  Republik  Indonesia,  Indonesia adalah negara kepulauan dengan wilayah daratan dan  perairan  dengan  luas  5.193.250  km2. Wilayah perairan Indonesia memiliki luas kurang lebih  3.273.810  km2  atau  sekitar  dua  per  tiga dari  keseluruhan  luas  negara  Indonesia.  Kondisi perairan  Indonesia  yang  meliputi  unsur-unsur seperti  kondisi  fisik,  ekosistem  dan  suhu  perlu dipantau  untuk  menjaga  sumber  daya  air  yang berpotensi menimbulkan bencana alam, kerusakan  ekosistem  air  ataupun  keamanan nasional.  [1]  Kondisi  perairan  Indonesia  yang luas tersebut menimbulkan keuntungan tersendiri bagi kita semua, salah satunya adalah keanekaragaman ekosistem bawah air yang indah dan  cantik.  Namun  semakin  kesini  kondisi ekosistem  tersebut  mulai  mengalami  kerusakan yang diakibatkan oleh manusia.
Oleh  karena  itu,  untuk  menjaga  ekosistem bawah  air  perlu  dilakukan  observasi  dan pengambilan  data  keadaan  lingkungan  perairan secara  intensif  dan  berlanjut  dengan  cara menyelam  serta  mengawasi  langsung  keadaan ekosistem tersebut. Namun pengamatan di bawah air  memiliki  beberapa  resiko  yaitu  adanya  area- area  yang  sulit  dijangkau  manusia,  terbatasnya oksigen,  serta  resiko  bahaya  yang  tinggi  akibat serangan  hewan  buas  dan  lain  sebagainya.  Hal ini  memicu  diperlukannya  teknologi  yang  dapat menggantikan  tugas  manusia  demi  mendapatkan hasil  yang  lebih  baik  serta  menghilangkan berbagai resiko tersebut.
Salah  satu  teknologi  yang  mendukung kegiatan ini adalah ROV atau Remotely Operated Vehicle. Berdasarkan 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)  definisi ROV  adalah  sebuah  robot  bawah  laut  yang dikendalikan  oleh  operator,  untuk  tetap  dalam kondisi  yang aman, pada saat  wahana bekerja di lingkungan  yang  berbahaya  [2].  Secara  umum, ROV  dikenal  sebagai  suatu  kapal  selam  ukuran kecil  yang  biasa  digunakan  pada  kegiatan  lepas pantai  baik  untuk  keperluan  migas  maupun penelitian. Kapal  selam ini tidak berawak, tetapi dioperasikan  oleh  operator  yang  berada  pada kapal induk yang membawa wahana ini. Gambar 1  merupakan  ROV  pertama  pada  tahun  1952 yang dikembangkan oleh Dimitri Rebikoff.
Beberapa  percobaan  dan  penelitian  telah dilakukan.  [3]  merancang  sebuah  robot  ROV yang  mampu  mengukur  suhu  dan  tekanan  air serta  menampilkan  kedalaman  posisi  ROV  pada
Graphic  LCD  yang  dihitung  dari  permukaan  air. Penelitian  ini  menggunakan  sensor  LM35  untuk mengukur  suhu  air  dan  sensor  MPX5700AP untuk  mengukur  tekanan  air.  Untuk  mekaniknya tidak menggunakan
pipa melainkan menggunakan  bahan  aluminium  dan  PVC. Sedangkan  untuk  penggeraknya  menggunakan motor  AC  single  phase.  Untuk  mengontrol pergerakan  ROV  digunakan  mikrokontroler STM32F0  Discovery  sebagai  otak  dari  robot ROV.  Penelitian  ini  mengutamakan  tampilan yang  dihasilkan  pada  monitor  yaitu  posisi  robot ROV di dalam air.
Peneliti [4] menganalisis desain awal rancang bangun  ROV  yang  dapat  mengidentifikasi  objek di dalam air. Dengan kata lain ROV yang dibuat dilengkapi  dengan  kamera  yang  dapat  merekam keadaan  di  bawah  air.  ROV  ini  dilengkapi dengan  sensor  juga,  namun  tidak  disebutkan sensor  apa  yang  dipakai.  Yang  unik  pada pembuatan ROV ini adalah desain mekanik yang dirancang  menyerupai  mobil  racing.  Berbeda dengan penelitian sebelumnya, dalam perancangan  ROV  ini  menggunakan  motor  DC sebagai  penggeraknya.  Tidak  diketahui  jenis mikrokontroler  apa  yang  digunakan  pada penelitian  ini.  Perancangan  ini  mengutamakan rancangan  desain  yang  bagus  dan  memiliki efisiensi yang tinggi dalam bermanuver serta tata letak sensor agar dapat berfungsi dengan baik.
Selanjutnya,  [5]  merancang  sebuah  robot ROV  dengan  kemampuan  untuk  memonitoring keadaan di dalam air secara video stream dengan menggunakan  GUI  ( Graphic  User  Interface) agar dapat  menampilkan kondisi  bawah air pada layar monitor secara realtime pada laptop dengan mengolah  data  berupa  video stream ,  data  suhu dan  tekanan  air.  Berbeda  dengan  penelitian penelitian sebelumnya, keunggulan dari perancangan ROV ini adalah memiliki kemampuan  menggerakkan  kamera  dengan motor  servo  sehingga  lebih  leluasa  dalam pengambilan  video stream .  Hal  ini  dapat dilakukan  dengan  pengontrolan  menggunakan arduino  mini  yang  terhubung  langsung  dengan joypad  sebagai  kontrolernya.  Peneitian  ini menggunakan prosesor BCM 2835 pada Raspberry  Pi  2  sebagai  sistem  akuisisi  data berupa  video  stream,  data  suhu,  tekanan  air  dan indikator  baterai  ROV.  Untuk  pembuatan mekaniknya  menggunakan  pipa  dan  motor  DC sebagai penggeraknya. Penelitian ini mengutamakan  hasil  video stream yang  lebih luas  dengan  solusi  menggunakan  motor  servo sebagai penggerak kamera serta GUI.
Pada  penelitian  ini  penulis  memilih  untuk merancang  prototype  ROV  yang  berbasis Arduino.  Prototype  ROV  pada  penelitian  ini
menggunakan 4 buah motor DC untuk pergerakan horizontal maupun vertical. Selain itu prototype  ROV  juga  dilengkapi  dengan  kamera dan sensor suhu demi mendapatkan data keadaan ekosistem  perairan.  Prototype  ROV  dikontrol oleh mikrokontroler Arduino Mega dan kendalikan  dari  luar  air  melalui  kabel  yang terhubung dangan
gamepad, sehingga mempermudah  pekerjaan  serta  lebih  aman dibandingkan  mengambil  data  secara  manual  di tempat  yang  memiliki  banyak  resiko.  Mekanik prototype  ROV  dibuat  dengan  dua  bahan  yaitu akrilik dan pipa. Kapal selam ini berukuran kecil sehingga  lebih  mudah  mengakses  daerah  yang sempit. Alat ini bisa diaplikasikan di lingkungan perairan seperti danau dan sungai.

## 1.1 Tekanan Hidrostatis
Tekanan  hidrostatis  adalah  tekanan  yang diberikan  oleh  air  ke  semua  arah  pada  titik  ukur manapun  akibat  adanya  gaya  gravitasi.  Tekanan hidrostatis  akan  meningkat  seiring  dengan bertambahnya kedalaman diukur dari permukaan air [6].
Akibat  gaya  gravitasi,  berat  partikel  air  akan menekan  partikel  dibawahnya,  dan  begitu  pula partikel-partikel  air  di  bawahnya  akan  saling menekan hingga ke dasar air sehingga tekanan di bawah akan lebih besar dari tekanan di atas. Jadi, semakin  dalam  kita  menyelam  dari  permukaan air, maka akan semakin banyak volume air yang ada  di  atas  kita  dengan  permukaan  air  sehingga tekanan  yang  diberikan  air  pada  tubuh  kita (tekanan hidrostatis) akan semakin besar.
Tekanan  hidrostatis  pada  titik  kedalaman berapapun  tidak  dipengaruhi  oleh  berat  air, luasan permukaan air, ataupun bentuk bejana air. Tekanan  hidrostatis  (P)  menekan  ke  segala  arah dengan satuan (N/m2) atau Pascal (Pa).
Rumus  tekanan  hidrostatis  dapat  dilihat  pada persamaan 1.
P = ρ .g .h (1)
dimana:
ρ = berat jenis air (untuk air tawar, 1000 kg/m^2 )
g = percepatan gravitasi (g = 9,8 m/s^2)
h  =  titik  kedalaman  yang  diukur  dari permukaan air (m)
1.2 Daya Listrik Pada Motor
Daya  listrik  adalah  besarnya  usaha  dalam memindahkan  muatan  per  satuan  waktu  atau lebih  singkatnya  adalah  jumlah  energi  listrik yang  digunakan  tiap  detik.  Daya  listrik  (P) memiliki  satuan  Watt  (W).  Watt  adalah  sama dengan  satu  joule  per  detik  (Watt  =  Joule/detik) [7]. Rumus umum daya listrik adalah :
P = I x V (2) Dimana: P = Daya Listrik (W) I = Arus Listrik (A)
V = Tegangan Listrik (V)

## 1.3 Momen Gaya Pada Motor
Momen  Gaya  pada  motor  listrik  dapat diperoleh  dari  hasil  bagi  antara  daya  keluaran (Watt)  dengan  kecepatan  motor  (rpm).  Momen gaya  pada  motor  dapat  dihitung  dengan menggunakan persamaan berikut [7].
τ = P/(2.π.N) (3) Dimana : τ = Momen Gaya (Nm) P = Daya (W) 𝜋 = 3,14 N = kecepatan putaran (rad/s)
1.4 Momen Gaya
Momen  gaya  atau  torsi  adalah  gaya  sumbu putar  yang  dapat  menyebabkan  benda  bergerak melingkar  atau  berputar.  Momen  gaya  ini  juga disebut  dengan  torsi.  Momen  gaya  atau  torsi bernilai  positif  untuk  gaya  yang  menyebabkan benda  bergerak  melingkar  atau  berputar  searah dengan  putaran  jam  dan  bernilai  negatif  untuk gaya yang menyebabkan benda bergerak melingkar  atau  berputar  berlawanan  dengan putaran  jam  [8].  Torsi  atau  momen  gaya dirumuskan dengan : τ = F.r → τ = m.g.r (4) Keterangan : τ = Momen Gaya (Nm) F = gaya (N) m = massa (Kg)
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s^2)
r = jari jari (m) 1.5 Daya
Daya merupakan jumlah usaha yang dilakukan  tiap  satu  satuan  waktu.  Satuan  yang digunakan  untuk  menyatakan  daya  yaitu  Joule per  detik  atau  Watt.  Daya  sama  dengan  jumlah energi  yang  diperlukan  per  satuan  waktu  [8]. Untuk  menghitung  daya  dapat  menggunakan rumus :
P = F.v → W = m.g.v (5) Keterangan : P : Daya (Watt) F : Beban alat (Newton)
v : kecepatan (m/s)
m : massa alat (kg) g : percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s^2)
1.6 Aliran hidrodinamis
Hidrodinamis  adalah  fenomena  yang  terjadi pada fluida, dimana fluida diasumsikan inkompresibel  dan  tidak  memliki  viskositas  atau dapat  diabaikan.  Pada  umumnya  fluida  akan mengalami  deformasi,  elastis,  plastis,  dan mengalir  akibat  adanya  suatu  gaya.  Fluida terbagi  menjadi  fluida  gas  (kompresibel)  dan fluida  cair  (inkompresibel).  Fluida  kompresibel
merupakan  fluida  yang  dapat  mengalami perubahan tekanan sedangkan fluida
inkompresibel  merupakan  fluida  yang  tidak mengalami  perubahan tekanan. Di dalam analisa hidrodinamika  maka  secara  keseluruhan  fluida dianggap  inkompresibel  [9].  Untuk  menghitung hidrodinamis menggunakan rumus :
Q = A .V (6) Keterangan : Q = debit aliran fluida (m^3/s) A = luas penampang (m^2)
V = kecepatan aliran (m/s)

## 2. Methodologi

## 2.1 Alat dan Bahan
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  :  Arduino  IDE,  obeng,  solder,  gerinda,  bor, kunci pas, meteran, dan laptop. Sedangkan bahan yang digunakan adalah pipa, akrilik, water proof motor  DC, Waterproof  diving  flashlight, kamera CCTV,  Arduino  Mega,  Arduino  USB  host shield,  driver  motor,  sensor  suhu,  PC  USB gamepad.
2.2. Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian ini adalah:
a. Studi Literatur Studi  literatur  dilakukan  untuk  mencari materi  yang  bersumber  dari  buku  dan  jurnal yang berkaitan dengan Underwater ROV.
b.  Studi Lapangan
Kegiatan  ini  dilakukan  untuk  mengobservasi kebutuhan  yang  ada  di  masyarakat  yang terkait  dengan  teknologi  ROV.  Salah  satu yang  menjadi  fokus  dalam  penelitian  ini adalah konservasi perairan, terutama dilakukan  pada  perairan  dangkal  seperti sungai, danau, irigasi, dan pesisir pantai yang masih  sangat  dengan  mudah  dijangkau  oleh manusia.  Berdasarkan  hasil  observasi  ini, diperoleh  bahwa  untuk  menjaga  ekosistem perairan  perlu  dilakukan  monitoring  yang dapat menjangkau perairan dangkal tersebut.
c.  Identifikasi Permasalahan Berdasarkan studi literatur dan studi lapangan yang  telah  dilakukan,  maka  identifikasi masalah  yang  didapatkan  pada Underwater ROV  dibutuhkan  perancangan  yang  terdiri dari:
1) Perancangan Mekanik
Merancang  desain  mekanik  ROV  dengan menggunakan  software Solidworks .  Desain mekanik  yang  dibuat  meliputi  peletakan motor  pendorong,  kamera,  serta  sensor  suhu yang tepat agar mendapatkan hasil yang baik, dengan  kata  lain  robot  ROV  dapat  bergerak
secara baik, mengambil data gambar dan suhu di bawah air pada kedalaman tertentu.
2) Perancangan Elektronik
Rangkaian  elektronika  yang  diperlukan pada  ROV  adalah  rangkaian  kontrol  dimana mikrokontroler  Arduino  Mega  mendapatkan masukan  perintah  dari  kontroler  yaitu joystick. Perintah diproses oleh arduino mega dan  mengontrol  driver  motor  untuk  memutar motor  sehingga  ROV  dapat  bergerak. Rangkaian  lainnya  adalah  pembacaan  sensor dimana  arduino  uno  mendapatkan  data  dari sensor  suhu  DS18B20  dan  ditampilkan menggunakan lcd.
Gambar 1. Rangkaian Elektrik pada Box kontrol
Dari segi peletakkannya, rangkaian elektronika  ROV  dibagi  menjadi  2.  Pertama yaitu  rangkaian  pada  box  kontrol.  Rangkaian  ini diletakkan dalam box akrilik dan tidak terpasang pada  ROV  sehingga  tidak  ikut  masuk  ke  dalam air.    Rangkaian  tersebut  dapat  dilihat  pada Gambar 1di atas.
Keterangan Gambar 1:
1.  Port  RJ45,  adalah  port  yang  berfungsi  untuk menghubungkan kabel LAN dimana kabel ini berisi  delapan  buah  kabel  tipis  sebagai  jalur transfer data.
2.  Port  USB,  adalah  port  yang  berfungsi  untuk menghubungkan  kabel  USB  dimana  pada rangkaian ini memerlukan 4 buah port dengan fungsi masing masing. Port USB a digunakan untuk  memprogram  arduino  UNO,  port  USB b dihubungkan  ke  PC  sebagai  penampil gambar hasil kamera, port USB c digunakan untuk  memprogram  Arduino  Mega,  dan  port USB d dihubungkan  ke  joystick  atau gamepad sebagai kontroler ROV.
3.  LCD I2C
4.  LCD 16*2 5.  Power supply 12V 50A 6.  4CH USB DVR (Digital Video Recorder)
7.  Power supply 12V 5A
8.  Cable connector
9.   Fuse
10. Saklar
11. Soket adaptor
12. MCB C4
Selain  rangkaian  pada  box  kontrol,  terdapat juga rangkaian elektronika yang terletak di dalam box  ROV  berupa  pipa  berdiameter  4  inci.  Box tersebut  terpasang  pada  badan  ROV.  Proses penutupan tutup pipa menggunakan lem akuarium  dan  resin  agar  box  tersebut  kedap  air dan tidak bocor. Rangkaian tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Rangkaian Elektrik Pada ROV
Keterangan : 1.  Arduino USB Host Shield. 2.  Cable Connector 3.  Arduino MEGA 4.  Port RJ45 5.  Arduino UNO 6.  Kamera CCTV 7.  Sensor suhu DS18B20 8.  Driver motor BTS7960 9.  Waterproof DC Motor 12V (Bilge
Pump)
3) Perancangan Program
Merancang  program  agar  ROV  dapat dikontrol  menggunakan  kabel  yang  tetap terhubung  dengan  ROV  dan  kontrollernya dengan  tetap  menggunakan  mikrokontroler arduino. 4). Implementasi Hasil Rancangan
Membuat Underwater ROV sesuai dengan desain yang sudah dirancang baik perancangan  mekanik  serta  perancangan elektronik. 5). Pengujian 5.1).  Pengujian Pergerakan ROV Langkah  langkah  yang  harus  dilakukan saat pengujian manuver pergerakan ROV:
1.  Menghubungkan  semua  kabel  ROV  ke port pada box kontrol.
2.  Menghubungkan  PC  dengan  box  control dan membuka aplikasi superviewer.
3.  Menghubungkan  stick  ke  box  sebagai kontroler ROV.
4.  Menekan switch untuk menyalakan ROV.
5.  Memasukkan ROV ke kolam renang.
6.  Melakukan  gerakan  maju  sejauh  2  meter sebanyak 3 kali.
7.  Mengulangi  langkah  nomor  6  untuk pergerakan mundur.
8.  Melakukan gerakan turun sejauh 1 meter sebanyak 3 kali.
9.  Mengulangi  langkah  nomor  8  untuk pergerakan naik.
10.  Melakukan  gerakan  putar  kanan  sebesar 180° sebanyak 3 kali.
11.  Mengulangi  langkah  nomor  10  untuk pergerakan putar kiri
12.  Melakukan gerakan rolling kanan sebesar 180° sebanyak 3 kali
13.  Mengulangi  langkah  nomor  12  untuk pergerakan rolling kiri
5.2 Pengujian sensor suhu ROV Langkah  langkah  yang  harus  dilakukan  saat pengujian sensor suhu dan ROV: 1.  Memasang  titik  ukur  thermometer  di dekat sensor suhu ROV.
2.  Mengikat  meteran  pada  badan  ROV sehingga mempermudah dalam memposisikan ROV.
3.  Menghubungkan  semua  kabel  ROV  ke port pada box kontrol.
4.  Menghubungkan  PC  dengan  box  control dan membuka aplikasi superviewer.
5.  Menghubungkan  stick  ke  box  sebagai kontroler ROV.
6.  Menekan  switch  untuk  menyalakan ROV.
7.  Memasukkan ROV ke kolam renang.
8.  Mengontrol  ROV  hingga  mencapai kedalaman 20 cm dari permukaan diukur dengan meteran.
9.  Mencatat  hasil  pembacaan  thermometer dan sensor suhu.
Mengulangi  langkah  9  dan  10  pada kedalaman 40, 60, 80, 100 cm.
5.3.  Pengujian Kamera ROV
Langkah-langkah  yang  harus  dilakukan  saat pengujian kamera ROV:
1.  Menghubungkan  semua  kabel  ROV  ke port pada box kontrol.
2.  Menghubungkan  laptop  dengan  box control dan membuka aplikasi superviewer.
3.  Menghubungkan  stick  ke  box  sebagai kontroler ROV.
4.  Menekan  switch  untuk  menyalakan ROV.
5.  Memasukkan ROV ke kolam renang.
6.  Memposisikan objek di depan kamera ROV.
7.  Menangkap gambar objek dengan mengklik tombol pada aplikasi superviewer

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Perancangan ROV 3.1.1 Material ROV
Material  ROV  yang  digunakan  adalah material  yang  mampu  menahan  tekanan  air dengan  kedalaman  3  meter.  Tekanan  air  pada kedalaman  3  meter  dengan  berat  jenis  air  1000 Kg/m^3  dan  gaya  grafitasi  bumi  9,8  m/s^2 dihitung dengan persamaan 1 :
P = ρ .g .h
P =1000 Kg/m^3  .9,8 m/s^2  .3 m P = 29400 N/m^2  = 0,294 bar
Sehingga,  material  yang  digunakan  adalah material  yang  mampu  menahan  tekanan  sebesar 0,294  bar.  Adapun  bahan  material  ROV  yang digunakan berupa pipa Polyvinyl Chloride (PVC) kelas  AW  yang  berstandar  SNI  06-0084- 2002/ISO  4422  yang  mampu  menahan  tekanan sebesar  10  bar,  sehingga  memenuhi  syarat sebagai  material  ROV.  Selain  pipa,  material ROV lainnya yaitu akrilik yang mampu menahan tekanan sebesar 73 bar.
3.1.2 Dimensi Pipa Utama
Dimensi  pipa Polyvinyl  Chloride (PVC) ditentukan  dengan  cara  menghitung  dimensi komponen  elektronik  terlebih  dahulu,  karena pipa Polyvinyl  Chloride (PVC)  berfungsi  untuk meletakkan komponen elektronik. Berikut adalah dimensi dari komponen elektronik tersebut :
1. Kamera  CCTV,  berdimensi  panjang  100 mm, lebar 100 mm dan tinggi 87 mm
2. Arduino  mega,  berdimensi  panjang  102 mm dan lebar 54 mm
3. Arduino  USB  Host  Shield,  berdimensi panjang 55 mm dan lebar 55 mm
4. Driver  motor  BTS7960,  berdimensi panjang 50 mm dan lebar 50 mm
5. Kabel dan komponen lainnya, berdimensi 23 mm
Berdasarkan dimensi  komponen elektronik di
atas, maka dimensi panjang pipa dihitung dengan cara berikut:
=   dimensi kamera CCTV + dimensi arduino mega  + 4 dimensi driver motor BTS7960 +  dimensi  kabel  untuk  masuk  ke  dalam ROV
=   100 + 55 + 4 x 50 + 25
=   380 mm
Sehingga,  dimensi  panjang  pipa Polyvinyl Chloride (PVC)  yang  dibutuhkan  adalah  380 mm. Untuk diameter pipa yang dibutuhkan yaitu lebih  dari  100  mm,  karena  berdasarkan  dimensi terlebar dari komponen elektronik adalah kamera CCTV. Dengan itu, diameter lebar pipa Polyvinyl Chloride (PVC) adalah 101,6 mm (4 inchi).
3.1.3 Berat Alat
Berikut adalah berat rencana alat yang berada di underwater  Remotely  Operated  Vehicle (ROV):
1. Kamera,  dengan  berat  rencana  55  g  x  1,2  = 66 g
2. Driver  motor,  dengan  berat  rencana  60  g  x 1,2 = 72 g x 4 = 288 g
3. Arduino  USB  host  shield,  dengan  berat rencana 15 g x 1,2 = 18 g
4. Arduino  mega, dengan berat rencana 35 g x 1,2 = 42 g
5. Sensor  suhu,  dengan  berat  rencana  20  g  x 1,2 = 24 g
6. Pipa 4 inchi, dengan berat rencana 600 x 1,2 = 720 g
7. Senter,  dengan  berat  rencana  300  x  1,2  = 360 g x 2 = 720 g
8. Motor,  dengan  berat  rencana  300  x  1,2  = 360 g x 4 = 1440 g
9. Akrilik  penghubung  motor,  dengan  berat rencana 200 x 1,2 = 240 g x 2 = 480 g
10. Pengunci  pipa  besar,  dengan  berat  rencana 100 g x 1,2 = 120 g x 2 = 240 g
11. Pengunci  motor,  dengan  berat  rencana  60  g x 1,2 = 72 g x 4 = 288 g
12. Pengunci  senter,  dengan  berat  rencana  40  g x 1,2 = 48 g x 2 = 96 g
13. Kabel  LAN  10  meter,  dengan  berat  rencana 160 g x 1,2 = 192 g
14. Kabel  listrik  5  meter,  dengan  berat  rencana 90 g x 1,2 = 108 g
15. Kabel ekstensi CCTV 5 meter, dengan berat rencana 70 g x 1,2 = 84 g
Sehingga  jumlah  berat  rencana  alat  yang berada di underwater Remotely Operated Vehicle (ROV) adalah 4.806 g.
Berat  karena  pengaruh  tekanan  saat  di  dalam air adalah :
P = ρ .g .h
P = 1000 . 9,8 . 3 P = 29400 N/m^2
P =  F/A
P =  (m .g)/A 29400 =  (m . 9,8) / (0,87 m^2 ) m =  (29400 . 0,87) / 9,8=2610 kg m = 2610/1000=2,61 kg m = 2610 g Sehingga untuk berat total adalah : m_total = m_rencana + m_tekanan = 4806 - 2610 = 2196 g Jadi  untuk  berat  total  dari Underwater Remotely  Operated  Vehicle (ROV)  adalah  2196 g 3.1.4 Perhitungan Daya Yang Dibutuhkan Perhitungan  ini  bertujuan  untuk  mengetahui daya yang dibutuhkan untuk menggerakan ROV.
Untuk Daya motor yang dibutuhkan menggunakan  persamaan  5 dengan  berat  alat 2196 g dan kecepatan ROV yang diinginkan 0,1 m/s adalah sebagai berikut :
P = F.v→W=m.g.v
P = 2,916 kg  . 9,8 m/s^2  . 0,1 m/s P = 2,15 Watt

## 3.1.5 Perhitungan Momen Gaya Yang Dibutuhkan
Perhitungan  ini  bertujuan  untuk  mengetahui momen gaya yang dibutuhkan untuk menggerakan ROV.
Untuk Momen gaya yang dibutuhkan menggunakan  persamaan  4  dengan  berat  alat 2196  g  dan  jari-jari  propeller  0,025  m  adalah sebagai berikut :
τ = F.r → τ = m.g.r
τ = 2,196 . 9,8 . 0,025
τ = 0,54 Nm Karena untuk setiap
pergerakan menggunakan  dua  motor,  maka  torsi  untuk  satu motor : τ = 0,54/2 = 0,27 Nm

## 3.1.6 Daya Motor
Motor  penggerak  merupakan  komponen utama  untuk  menggerakan  ROV  sehingga  harus memenuhi  kebutuhan  dari  daya  yang  sudah dihitung. Untuk menghitung daya motor digunakan persamaan 1 : P = I .V P = 12 A . 12 V P = 144 Watt Dengan  nilai  daya  motor  144  Watt  mampu untuk  memenuhi  nilai  kebutuhan  daya  ROV yang bernilai 2,15 Watt
3.1.7 Momen Gaya Motor
Sama seperti Daya, momen gaya motor harus memenuhi  kebutuhan  dari  momen  gaya  yang sudah  dihitung.  Untuk  mengitung  momen  gaya motor digunakan persamaan 3 : τ  = W/(2.π.ω) τ  = 144 / (2.π.1000/60) τ = 1,375 Nm Dengan  nilai  momen  gaya  motor  1,375  Nm mampu untuk memenuhi kebutuhan momen gaya pada ROV yang bernilai 0,27 Nm 3.1.8 Dimensi Pipa Pelindung Motor
Desain  pipa  pelindung  motor  ditentukan dengan cara menghitung hidrodinamis yang akan terjadi  di  pipa  pelindung  motor.  Untuk perencanaan  jari-jari  pipa  pelindung  motor digunakan  persamaan  6  dengan  kecepatan  aliran yang diinginkan 0,05 m/s adalah sebagai  berikut : Q = A .V
0,001 m^3/s = A .0,05 m/s
A =  (0,001 m^3/s)/(0,05 m/s) = 0,02 m^2 A = πr^2
0,02 = πr^2 r^2 = 0.02/π = 0,006366 r = √0,006366 r = 0,079 m = 7,9 cm Jadi,  ukuran  maksimal  jari  jari  (r)  pipa pelindung motor adalah 7,9 cm
3.1.9 Rancangan ROV
ROV  yang  telah  dibuat  menggunakan  bahan akrilik  dengan  ketebalan  akrilik  sebesar  8  mm. Hasil  perancangan  ROV  ditunjukkan  pada gambar 3. ROV dirancang dengan menggunakan bahan  akrilik  dikarenakan  lebih  ringan,  tahan benturan, dan ramah terhadap lingkungan karena tidak  menimbulkan  racun  yang  membahayakan lingkungan laut. Sehingga, ROV yang dirancang memiliki  kemampuan  bermanuver  secara  aman dan  terkendali,  mudah  dioperasikan  dan  dapat menampilkan gambar bawah air secara realtime
Gambar 3. Rancangan ROV

## 3.2 Proses Pembuatan
3.2.1 Pembuatan Pipa Utama
Pada  tahap  ini  dilakukan  pemotongan  pipa PVC  berukuran  4  inchi  dengan  menyesuaikan skema  pada  tahap  perencanaan  pipa  seperti gambar 4. Untuk pemotongan pipa menggunakan gerinda.  Untuk  panjang  pipa  yang  dibutuhkan berukuran  380  mm  seperti  gambar  4.  Pipa  ini berfungsi  sebagai  tempat  untuk  rangkaian elektronika  Arduino  MEGA  dan  Driver  motor BTS9670.
Gambar 4. Pipa Utama

## 3.2.2 Pembuatan Pipa Pelindung Motor
Pada  tahap  ini  dilakukan  pemotongan  pipa berukuran  7,6  mm  dengan  menyesuaikan  skema pada  tahap  perencanaan  pipa  pelindung  motor seperti  gambar  5.  Untuk  pemotongan  pipa menggunakan gerinda. Untuk panjang pipa yang dibutuhkan berukuran 60 mm. pipa ini berfungsi sebagai pelindung thrusher yang berada di motor pipa.
Gambar 5. Pipa Pelindung Motor

## 3.2.3 Pemotongan Akrilik ROV
Pada tahap ini dilakukan pemotongan Akrilik dengan  menyesuaikan  gambar  teknik  seperti gambar 6.
Gambar 6. Akrilik ROV

## 3.2.4 Perakitan Perangkat Keras ROV
Pada  tahap  ini  dilakukan  perakitan  perangkat keras  ROV  dengan  menyesuaikan  skema  pada gambar  2 dimana dilakukan  penyolderan  untuk menyambungkan  2  port  USB  ke  Port  LAN. Gambar 7 merupakan gambar perakitan perangkat keras ROV.
Gambar 7. Perakitan perangkat keras ROV

## 3.2.5 Perakitan Perangkat Keras Box Control
Pada  tahap  ini  dilakukan  perakitan  perangkat keras  box  control  dengan  menyesuaikan  skema pada gambar 8 juga dilakukan penyolderan untuk menyambungkan  2  Port  USB  ke  Port  LAN. Gambar 8 merupakan gambar perakitan perangkat keras box control.
Gambar 8. Perakitan perangkat keras box control
4.2.6  Perakitan  Sayap  ROV  Dengan  Motor,

## Senter Dan Pipa Utama
Pada  tahap  ini  dilakukan  perakitan  sayap ROV  dengan  motor,  senter  dan  pipa  utama dengan  menyesuaikan  skema  gambar  9. Pada perakitan  ini  digunakan  baut  serta  mur  yang berukuran  4  mm.  gambar  9 merupakan  gambar perakitan sayap ROV dengan motor dan senter.
Gambar 9. Perakitan Sayap ROV dengan Motor, Senter Dan Pipa Utama

## 4.2.7 Pemrograman Perangkat Lunak
Pada  tahap  ini  dilakukan  pemrograman Arduino  mega  dengan  cara  menghubungkan Arduino  mega ke laptop atau PC seperti gambar 10.
Gambar 10. Menghubungkan Arduino ke PC atau laptop
Setelah  Arduino  mega  terhubung  ke  PC  atau laptop  kemudian  buka  aplikasi  Arduino  IDE. Setelah itu tekan tombol “Tools” kemudian pilih “Board”  setelah  itu  pilih  “Arduino  Mega  or Mega 2560” seperti gambar 11.
Gambar 11. Pemilihan jenis Arduino
Kemudian  lakukan  pemograman  dengan menggunakan Bahasa C seperti pada gambar 12.
Gambar 12. Pemograman Arduino IDE
Setelah  pemograman  selesai,  upload  source code program ke Arduino Mega dengan menekan tombol  “upload”,  tunggu  sampai  Arduino  IDE menjadi “Done Uploading”

## 3.3 Pengujian ROV
3.3.1 Pengujian Pergerakan ROV
Saat bermanuver di dalam air, ROV memiliki 8  jenis  pergerakkan.  8  jenis  pergerakan  tersebut meliputi naik, turun, maju, mundur, putar kanan, putar  kiri,  rolling  kanan,  rolling  kiri.  ROV dilengkapi  dengan  4  buah  motor  untuk  semua pergerakan  dan  memerlukan  2  buah  motor  yang berbeda beda untuk masing masing pergerakan.
3.3.2 Data Hasil Pengujian Pergerakan
Data yang diambil adalah waktu  tempuh dari setiap  gerakan  ROV.  Data  uji  coba  pergerakan ROV dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel .1 Data pergerakan ROV Gerakan Percobaan ke-1 (s) Percobaan ke-2 (s) Percobaan ke-3 (s) Maju sejauh 2m 7,02 6,89 6,78 Mundur sejauh 2m 8,99 8,67 8,71 Naik sejauh 1m 6,01 5,78 5,67 Turun sejauh 1m 6,31 6,28 6,19 Rolling kanan 180° 2,96 2,67 2,72 Rolling kiri 180° 2,53 2,98 2,83 Putar kanan 180° 4,77 4,56 4,32 Putar kiri 180° 3,62 3,70 3,56
Pada  Tabel  1,  data  yang  diambil  adalah  data waktu  tempuh  ROV  dalam  melakukan  setiap manuver  atau  gerakan.  Pada  Gambar  13 dapat dilihat  bagaimana  cara  mendapatkan  data tersebut.
Gambar 13. Proses pengujian gerakan putar kiri ROV
Dari  pengambilan  data  yang  telah  dilakukan, didapatkan bahwa ROV dapat  melakukan semua pergerakan pada 3 kali percobaan.

## 3.3.3 Pengujian Sensor Suhu ROV
ROV  yang  dibuat  memiliki  kemampuan untuk  mengukur  suhu  di  dalam  air.  Komponen yang  digunakan  adalah  sensor  DS18B20  untuk mengukur  suhu.  Masing  masing  sensor  tersebut terhubung ke mikrokontroler arduino UNO untuk di  proses  sinyalnya  dan  data  suhu  akan ditampilkan dengan lcd 16x2.

## 3.3.4 Data Hasil Pengujian Sensor
Data  yang  diambil  adalah  kepresisian  dari sensor  dalam  membaca  suhu  air  di  setiap kedalaman  yang  telah  ditentukan,  dan  secara matematis  didapatlah  nilai  suhu  pada  setiap kedalaman  tertentu  tersebut.  Data  uji  coba pembacaan sensor ROV dapat dilihat pada Tabel 2.

## Tabel 2.
Data pembacaan sensor ROV Kedalaman Suhu Kedalaman Suhu Pembacaan Sensor (°C) Pembacaan Termometer (°C) 20 cm 28,5 28,4 40 cm 28,4 28,2 60 cm 28,2 28,0 80 cm 28,2 27,9 100 cm 28,0 27,6
Pada  Tabel  2,  data  yang  diambil  adalah  data berupa  suhu  pada  kedalaman  20  cm,  40  cm,  60 cm,  dan  seterusnya.  Pengambilan  data  ini dilakukan dengan menggunakan sensor DS18B20 yang telah terpasang pada ROV. Pada Gambar  14  dapat  dilihat  bagaimana  cara mendapatkan data tersebut.
Gambar 14. Proses pengambilan data suhu 20ºC

## 3.3.5 Pengujian Kamera ROV
ROV  yang  dibuat  memiliki  kemampuan untuk  mengambil  gambar di permukaan maupun di  dalam  air.  Kamera  yang  digunakan  adalah
kamera  CCTV  merk  Dahua  tipe  DH-HAC- T1A21P  dengan  resolusi  1080p/30FPS.  Kamera tersebut  di  pasang  di  dalam  pipa  kedap  air bersama  dengan  komponen  elektronika  lainnya. Kamera  CCTV  ini  membutuhkan  perangkat  lain yaitu  DVR( Digital  Video  Recorder )  untuk menampilkan hasil rekaman gambar. 3.3.6 Data Hasil Pengujian Kamera
Data yang diambil adalah gambar dari sebuah objek  yang  berada  di  depan  ROV.  Pengambilan data  dilakukan  di  dalam  air.  Data  uji  coba pembacaan  kamera  ROV  dapat  dilihat  pada gambar 15.
Gambar 15. Tangkapan kamera di dalam aplikasi superviewer

## 4. Simpulan
Pada  penelitian  ini  telah  dibuat  sebuah  alat berupa robot kapal selam dengan menggunakan 4 motor dc untuk melakukan 8 jenis pergerakan di bawah  air  dengan  hasilnya  yaitu  ROV  dapat melakukan  semua  pergerakan  tersebut.  Dengan menggunakan  driver  motor  BTS7960,  setiap motornya  dapat  dikendalikan  arah  putar  dan kecepatannya.  Robot  ini  memiliki  tujuan  yaitu mengambil  data  berupa  suhu,  tekanan,  dan gambar  di  dalam  air  dengan  kedalaman maksimal  yaitu  3  meter.  Pengambilan  data  suhu dan  tekanan  dilakukan  dengan  menggunakan sensor  suhu  DS18B20  dan  ditampilkan  pada display  LCD16x2.  Sedangkan  pengambilan gambar  atau  video  dilakukan  menggunakan kamera  CCTV  yang  disambungkan  dengan
laptop  sebagai  monitornya  dengan  hasil  gambar yang di tangkap cukup jelas.

## Daftar Pustaka
[1]  J.  Souhoka  and  S.  I.  Patty,  “Pemantauan Kondisi Hidrologi Dalam Kaitannya dengan  Kondisi  Terumbu  Karang  di Perairan  Pulau  Talise,  Sulawesi  Utara,” vol. 1, no. 3, pp. 138–147, 2013.
[2]  R.  D.  Christ  and  R.  L.  Wernli,  The  ROV Manual :  A  User  Guide  For  Observation- Class  Remotely  Operated  Vehicles,  1st  ed.
Burlington: Elsevier, 2007. [3]  R.  Kurniawan,  “Rancang  Bangun  ROV (Remotely Operated Vehicle) Menggunakan Motor AC Single- Phase,” p. 84, 2017.
[4]  S.  Manullang,  A.  P.  Kindangen,  and  A. Setiawan,  “Analisis  Desain  Awal  Rancang Bangun Pemindai Bawah Air ( Underwater ) Dengan Sensor Yang Mampu,” 2017.
[5]  Y.  Aldino,  “Rancang  Bangun  Perangkat Kendali  ROV  Berbasis  Joypad  Dan Aplikasi  Pemantauan  Kondisi  Bawah  Air Berbasis Video Streaming,” p. 50, 2018.
[6] P.  Ongga,  Y.  Sanwaty,  F.  Rondonuwu Samuel, and W. Kristiyanto Hari, “Konsepsi  mahasiswa  tentang  tekanan hidrostatis,”  Fak.  MIPA,  Univ.  Negeri Yogyakarta, pp. 181–185, 2015.
[7] H.  Firdaus,  “Rancang  Bangun  Penggerak Pintu  Pagar  Geser  Menggunakan  12  Volt Direct  Current  (DC)  Power  Window Gear,” J. Media Teknol., 2019.
[8] S.  Nugroho,  “Pembuatan  Prototype  Kursi Roda Elektrik Dengan Fitur Berdiri Untuk Disabilitas  Di  Indonesia,”  Univ.  Islam
Indones., 2019, doi: .1037//0033- 2909.I26.1.78.
[9] R.  Sagita,  “Prinsip  dan  Konsep  Dasar Hidrodinamika,”  academia,  pp.  9–25, 2019.