i

RANCANG BANGUN ROV (Remotely Operated Vehicle)

KAPAL SELAM BERBASIS MIKROKONTROLLER

SEBAGAI ALAT UNTUK MENGAMBIL SAMPLE AIR

DAN TANAH YANG TERCEMAR LIMBAH

Tugas Akhir

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Muhammad Syukron

201010370311207

JURUSAN INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

MEI, 2016

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

RANCANG BANGUN ROV (Remotely Operated Vehicle) KAPAL SELAM

BERBASIS MIKROKONTROLLER SEBAGAI ALAT UNTUK

MENGAMBIL SAMPLE AIR DAN TANAH YANG TERCEMAR LIMBAH

TUGAS

AKHIR

Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana

Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah

Malang

Disusun

Oleh :

Muhammad Syukron

(201010370311207)

Menyetujui,

Pembimbing I

Zamah Sari, S.T, M.T

NIDN: 0708087701

Pembimbing II

Agus Eko Minarno, S.Kom, M.Kom

NIDN: 0729118203

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Informatika

iii

Yuda Munarko, S.Kom, M.Sc

NIDN: 0706077902

LEMBAR PENGESAHAN

RANCANG BANGUN ROV (Remotely Operated Vehicle) KAPAL SELAM

BERBASIS MIKROKONTROLLER SEBAGAI ALAT UNTUK

MENGAMBIL SAMPLE AIR DAN TANAH YANG TERCEMAR LIMBAH

TUGAS

AKHIR

Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana

Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah

Malang

Disusun

Oleh :

Muhammad Syukron

(201010370311207)

Menyetujui,

Pembimbing I

Eko Budi Cahyono, S.Kom., M.T

NIDN: 0711027001

Pembimbing II

Maskur, S.Kom., M.Kom

NIDN: 0711098402

iv

LEMBARAN PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Muhammad Syukron

NIM : 201010370311207

Fak/jur : Teknik / Informatika

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul “Rancang

Bangun ROV (Remotely Operated Vehicle) Kapal Selam Berbasis

Mikrokontroller sebagai Alat untuk Mengambil Sample Air dan Tanah yang

Tercemar Limbah” beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan

merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya kecuali

dalam kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila

kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya

saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya

siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Malang, 9 Mei 2016

Mengetahui,

Pembimbing 1 Yang Menyatakan

(Zamah Sari, S.T, M.T) (Muhammad Syukron)

NIDN : 0708087701

v

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah subhanahuwata’ala

atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

tugas akhir yang berjudul:

“RANCANG BANGUN ROV (Remotely Operated Vehicle) KAPAL SELAM

BERBASIS MIKROKONTROLLER SEBAGAI ALAT UNTUK

MENGAMBIL SAMPEL AIR DAN TANAH YANG TERCEMAR

LIMBAH”

Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok pembahasan yang meliputi

pendahuluan, landasan teori, perancangan sistem, implementasi dan

pengujian sistem. Peneliti menyadari sepenuhnyabahwadalam penulisan tugas

akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti

mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi

perkembangan ilmu pengetahuan ke depan.

Malang, 6 April2016

Penulis

Muhammad Syukron

vi

ABSTRAK

Polusi air merupakan salah satu permasalahan utama di dunia yang

menyebabkan penyakit bahkan kematian. Terdapat 14.000 lebih kematian dan

hampir 500 juta orang tidak memiliki akses terhadap air minum yang aman setiap

hari. Untuk mengantisipasi permasalahan tersebut, perlu diadakan penelitian

kualitas air dan tanah agar didapatkan informasi zat apa saja yang terkandung di

dalamnya. Untuk mendukung penelitian tersebut, saya mengajukan rancang

bangun sebuah perangkat ROV (Remotely Operated Vehicle) kapal selam berbasis

mikrokontroller sebagai alat untuk mengambil sampel tanah dan air yang tercemar

limbah yang dapat dikontrol secara nir-kabel sehingga mempermudah pekerjaan

manusia serta lebih aman dibandingkan mengambil sampel secara manual di

tempat yang berbahaya. Kapal selam ini berukuran kecil sehingga lebih mudah

mengakes daerah yang sempit. Alat ini bisa diaplikasikan di danau, sungai, laut,

dan tempat lainnya yang diduga tercemar. Cara kerja kapal selam ini adalah

menghisap air dengan pompa mini serta mengambil sampel tanah melalaui tangan

robot. Sampel yang didapat nantinya akan digunakan sebagai bahan penelitian

lembaga terpercaya, seperti LIPI (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia).

Diharapkan dengan adanya perangkat ini akan lebih memudahkan tim riset dalam

meneliti kandungan air dan tanah dalam segala medan. Hal ini akan menentukan

keputusan apa yang akan diambil kedepannya terhadap air dan tanah yang

tercemar, sehingga kedepannya diharapkan adanya penurunan kualitas

pencemaran air serta tanah.

Kata kunci: polusi air dan tanah, ROV (Remotely Operated Vehicle), robot

bawah air, limbah, kapal selam, nirkabel

vii

ABSTRACT

Water and soil pollution are two of big problems in this world which cause

diseases and death. There are more than 14.000 death toll and almost 500.000.000

people do not have acces to drink healthy water everyday. To solve these

problems, researcher needs to conduct a research about quality of water and soil,

in order to know what are the subtances of them.

Doing a survey in contaminated place is too dangerous. To support the

survey, I propose a project entitled ”Building a Wireless Arduino-Based

Underwater Robot as a Vehicle to Take Water and Soil Sample that Has

Contaminated by Waste”. The strengths of this device are it is small, portable, and

user friendly. Furthermore, user can control it wirelessly even in a narrow area.

The device is equipped with a camera to allow user watches surroundings directly,

GPS to know it’s position and gives it a direction in particular point automatically

whenever the signal is lost, sensors to detect temperature, water pressure, speed,

tilt information, and lighting to light objects.

This device can be applied in lake, river, or sea. The way it operates are

syphoning water with mini pump and taking soil sample with robotic hand. The

samples are used for research materials of eligible institution, such as The

Indonesian Institute of Sciences (LIPI).

Keyword: water and soil pollution, ROV (Remotely Operated Vehicle),

underwater Robot, waste, submarine, wireless

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................. iv

KATA PENGANTAR ............................................................................................ v

ABSTRAK ............................................................................................................ vi

ABSTRACT ......................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x

DAFTAR TABEL................................................................................................. xi

BAB I: PENDAHULUAN...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 2

1.3 Tujuan dan Manfaat ............................................................................. 2

1.4 Batasan Masalah .................................................................................. 3

1.5 Metodologi Penelitian .......................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan .......................................................................... 4

BAB II: LANDASAN TEORI ............................................................................... 5

2.1 Sistem Telekomunikasi ........................................................................ 5

2.2 Modulasi .............................................................................................. 5

2.3 Kamera CCTV ..................................................................................... 5

2.4 Motor DC Brushless ............................................................................ 7

2.5 ESC (Electronic Speed Control) .......................................................... 8

2.6 Motor Servo ......................................................................................... 9

2.7 Relay .................................................................................................. 10

2.8 Video Transmitter dan Video Receiver ............................................. 12

2.9 Battery Lithium Polimer .................................................................... 12

2.10 Arduino Mega 2560 ......................................................................... 14

2.11 Arduino Uno R3 ............................................................................... 14

2.12 Wireless Transmitter (TX) dan Receiver (RX) ............................... 15

2.13 Lampu LED ..................................................................................... 17

ix

BAB III: ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM ................................... 19

3.1 Analisa Sistem ................................................................................ 19

3.2 Analisa Desain dan Topologi Perangkat ........................................ 19

3.3 Tabel Keterangan Nama dan Fungsi Alat ...................................... 20

3.4 Channel Kontroller ......................................................................... 21

3.5 Analisa Kebutuhan Sistem ............................................................. 23

A. Spesifikasi Perangkat Keras .................................................... 23

B. Spesifikasi Perangkat Lunak ................................................... 23

3.6 Perancangan Sistem Buoyancy Force untuk Muncul ke Permukaan

dan Tenggelam Dalam Air ............................................................. 23

3.7 Perancangan Sistem Pemancar dan Penerima Kamera CCTV ...... 24

3.8 Perancangan Perangkat Elektronik ................................................. 26

BAB IV: IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN .............................................. 27

1.1 Implementasi sistem ....................................................................... 27

1.2 Pengujian Sistem ............................................................................ 27

1.2.1 Pengujian Sistem Tenggelam dan Naik ............................. 27

1.2.2 Pengujian Pompa Elektrik .................................................. 28

1.2.3 Pengujian Maju Mundur serta Belok Kiri dan Kanan ........ 28

1.2.4 Pengujian Kamera .............................................................. 29

1.2.5 Pengujian Sistem Pengambil Sampel (Lengan, Bor, Sedot,

Sembur) ............................................................................. 29

1.2.6 Pengujian Lampu ............................................................... 30

1.2.7 Pengujian Telemetri ........................................................... 30

1.2.8 Hasil Pengujian Sistem ...................................................... 31

1.2.9 Perangkat ROV .................................................................. 31

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 32

1.3 Kesimpulan ....................................................................................... 32

1.4 Saran ................................................................................................. 32

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 33

LAMPIRAN .......................................................................................................... 34

BIOGRAFI PENULIS ......................................................................................... 41

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1: Kamera CCTV [1] .............................................................................. 6

Gambar 2.2: Motor DC Brushless ............................................................................ 7

Gambar 2. 3: Konstruksi silindris (a) inside rotor (b) inside rotor dan Konstruksi

silindris (a) inside rotor (b) inside rotor ................................................................... 8

Gambar 2. 4: ESC (Electronik Speed Control) ........................................................ 9

Gambar 2. 5: Motor servo ........................................................................................ 9

Gambar 2.6: Rangkaian Dasar Relay (kiri) dan relay (kanan) ............................... 10

Gambar 2.7: Video transmitter dan video receiver ................................................ 12

Gambar 2.8: Baterai LiPo ...................................................................................... 13

Gambar 2.9: Arduino Mega 2560 .......................................................................... 14

Gambar 2.10: Arduino Uno R3 ............................................................................. 14

Gambar 2.11: Wireless transmitter (TX) dan receiver (RX)................................. 15

Gambar 2.12: Lampu LED ..................................................................................... 17

Gambar 3.1: Desain ROV dan topologi perangkat ................................................ 19

Gambar 3.2: Sistem pemberat dan pengambilan sampel ....................................... 24

Gambar 3.3: Sistem pemancar dan penerima kamera CCTV ............................... 25

Gambar 3.4: Topologi perangkat elektronika ........................................................ 26

Gambar 4.1: Pengujian Sistem Tenggelam (kanan) dan Naik (kiri) ..................... 27

Gambar 4.2: Pengujian Pompa ............................................................................... 28

Gambar 4.3: Pengujian Maju Mundur serta Belok Kiri dan Kanan ....................... 28

Gambar 4.4: Pengujian Kamera ............................................................................. 29

Gambar 4.5: Pengujian Lampu .............................................................................. 30

Gambar 4.6: Pengujian Telemetri .......................................................................... 31

Gambar 4.7: Perangkat ROV ................................................................................. 31

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.3: Keterangan nama dan fungsi alat .......................................................... 20

Tabel 3.3: Channel Kontroller............................................................................... 21

Tabel 4.2.1 Tabel Hasil pengujian sistem .............................................................. 31

xii

DAFTAR PUSTAKA

[1] Djodi Antono, 2012, “Motor Dc Brushless Tiga Fasa-Satu Kutub”. Journal of

Academia.

[2] Dwiky Andika, Jenis-jenis Arduino, 2015, http://www.it-jurnal.com/jenis-

jenis-arduino/, didownload pada 5 September 2016.

[3] Kurniahadi, Adeck Aprilyan. 2014 Sistem Pengendalian Kecepatan Motor

Pendorong Robot Hovercraft Line Follower Menggunakan Kontroler PID

Berbasis Mikrokontroler ATmega 8535.