Echo sounder

Echosounder adalah suatu alat navigasi elektronik dengan menggunakan system gema yang dipasang pada dasar kapal yang berfungsi untuk mengukur kedalaman perairan, mengetahui bentuk dasar suatu perairan dan untuk mendeteksi gerombolan ikan dibagian bawah kapal secara vertical.

A.    Sejarah dan  Pengertian Echosounder

           Salah satu referensi bahwa sinyal suara sudah digunakan mulai sekitar tahun 1490 berasal dari catatan harian Leonardo da vinci  yang menuliskan : “Dengan menempatkan ujung pipa yang panjang didalam laut dan ujung lainnya di telinga anda, dapat mendengarkan kapal-kapal laut dari kejauhan”. Ini mengindikasikan bahwa suara dapat berpropagasi di dalam air. Ini yang disebutkan dengan  Sonar pasif ( passive Sonar)  karena kita hanya mendengar suara yang ada. Pada abad ke 19, Jacques and Pierre Currie menemukan piezoelectricity, sejenis kristal yang dapat membangkitkan arus listrik jika kristal tersebut ditekan, atau jika sebaliknya jika kristal tersebut dialiri arus listrik maka kristal akan mengalami tekanan yang akan menimbulkan perubahan  tekanan di permukaan kristal yang bersentuhan dengan air. Selanjutnya signal suara akan berpropagansi didalam air. Ini yang selanjutnya  disebut dengan Sonar Aktif( Active Sonar).

             Penggunaan akustik bawah air mulai berkembang pesat pada saat pecahnya Perang Dunia pertama terutama untuk pendeteksian kapal selam dengan penempatan 12 hydrophone (yang setara dengan microphone untuk penggunaan didarat) yang diletakan memanjang di bawah kapal laut untuk mendengarkan sinyal suara yang berasal dari kapal selam. Setelah Perang Dunia I, perkembangan penggunaan akustik bawah air berjalan dengan lambat dan hanya terkonsentrasi pada aplikasi untuk militer. Setelah pecah perang Dunia II kembali pengguanaan akustik bawah air berkembang dengan pesat. Penggunaan torpedo yang menggunakan sinyal akustik untuk mencari kapal musuh adalah penemuan yang hebat pada jaman itu.

      Echosounder adalah alat  yang  dapat  membantu  anda  untuk  mencari  ikan dengan  lebih baik, echosounder tidak  menangkap ikan tetapi dapat membantu anda untuk menangkap lebih banyak ikan dengan trawl, gillnet, purse-net, atau jenis jaring yang lain. Echosounder bahkan dapat membantu anda untuk menangkap lebih banyak ikan dengan hooks and lines. (Burceynski, J. And Ben-Yami M.,1985).

Multibeam  Echosounder pada mulannya terdiri dari  perpanjangan singlebeam echosounder.  Bukan tansmisi dan menerima sinar vertikal tunggal, multibeam echosounder mengirimkan dan menerima  seberkas  beam dengan lebar individu kecil (1-3oc), di sumbu kapal. Yang terpenting adalah, tentu saja, kemungkinan mengalihkan jumlah pengukuran simultan kedalaman (biasannya100-200), menyapu koridor disekitar jalan kapal (lebar total 150 mencakup hingga 7,5 kali kedalaman air).  Kebanyakan multibeam sounder menggunakan besar lebar sudut mereka untuk merekam gambar akustik menggunakan prinsip yang  sama  sebagai  side scan sonar.  Tetapi kinerja yang  dihasilkan  lebih buruk dari pada dalam sistem (towfish),  karena gerakan platform  dukungan dan karena insiden sudut tidak cukup merumput. Dengan sistem tersebut, ahli geologi telah mengintegrasi pembuangan alat-alat yang memberikan, pada saat yang sama, bathymetry dan reflektivitas pengukuran pengumpulan simultan seismik dan sedimen profiler data dapat membantu dalam menyediakan penyelidikan yang sangat lengkap dan menyeluruh mengenai struktur sedimen (Lurton, X.2002).

B.     Macam-macam Echosounder

Echosounder berdasar sinyal yg dipancarkan terdiri dari 2 macam yaitu 

Single-beam echosounder merupakan alat ukur kedalaman air yang menggunakan pancaran tunggal sebagai pengirim dan pengiriman sinyal gelombang suara. Komponen dari single-beam terdiri dari transciever (transducer atau receiver) terpasang pada lambung kapal. Sistem ini mengukur kedalaman air secara langsung dari kapal penyelidikan. Transciever mengirimkan pulsa akustik dengan frekuensi tinggi yang terkandung dalam beam (gelombang suara) menyusuri bagian bawah kolom air. Energi akustik memantulkan sampai dasar laut dari kapal dan diterima kembali oleh tranciever. Transciever terdiri dari sebuah transmiter yang mempunyai fungsi sebagai pengontrol panjang gelombang yang dipancarkan dan menyediakan tenaga elektris untuk besar frekuensi yang diberikan. Transmiter ini menerima secara berulang-ulang dalam kecepatan yang tinggi sampai pada orde kecepatan milisekon. Range frekuensi single-beam echosounder relatif mudah untuk digunakan, tetapi hanya menyediakan informasi kedalam sepanjang garis trak yang dilalui oleh kapal (urick , 1983).

Multi-Beam Echosounder merupakan alat untuk menentukan kedalaman air dengan cakupan area dasar laut yang luas. Prinsip operasi alat ini secara umum adalah berdasar pada pancaran pulsa yang dipancarkan secara langsung ke arah dasar laut dan setelah itu energi akustik dipantulkan kembali dari dasar laut (sea bad), beberapa pancaran suara (beam) secara elektronis terbentuk menggunakan teknik pemrosesan sinyal sehingga diketahui sudut beam. Multi beam echosounder dapat menghasilkan data batimetri dengan resolusi tinggi (0,1 m akurasi vertikal dan krang dari 1 m akurasi horizontalnya) (Urick, 1983).

Echosounder berdasar output yang dihasilkan terdiri dari 2 macam yaitu :

Recording echosounder

Echosounder perekam membuat gambar yang memperlihatkan kedalaman ikan dan dasar laut. Gambar-gambar yang dibuat akan tergambar pada sehelai kertas sehingga bisa disimpan untuk dilihat kemudian.

Echo sounder warna

Echosounder warna adalah jenis alat yang terbaru. Echosounder warna tidak dapat membuat gambar pada selembar kertas,tetapi echosounder warna memiliki part khusus yang dapat memanggil kembali gambar-gambar lama yang telah diperoleh dan memperlihatkannya melalui monitor ketika diperlukan.

C.    Komponen bagian- bagian dan fungsi Echosounder

              Echosounder bekerja berdasarkan prinsip  perambatan dan pemantulan bunyi dalam medium air. Echosounder dilengkapi dengan proyektor untuk menghasilkan  gelombang akustik yang  akan dimasukkan kedalam air laut .Sonar bathymetric memerlukan proyektor yang dapat menghasilkan berulang-ulang kali pulsa akustik yang dapat dikontrol ( Maclennan Dan Simmonds, 1992).

             Untuk pengukuran kedalaman, digunakan echosounder atau perum gema yang pertama kali dikembangkan di jerman pada tahun 1920. Alat ini dapat dipakai untuk menghasilkan profil kedalaman yang kontinyu sepanjang jalur perum dengan ketelitian yang cukup baik. Ada dua cara yang dapat ditempuhuntuk untuk mengukur kedalaman laut yaitu dengan menggunakan teknik bandul timah hitam (drad loading) dan gema daya atau echosounder atau echoloading (Waldopo, 2008).

1.      Transmitter

       Transmitter menghasilkan listrik dengan frekuensi tertentu kemudian disalurkan ke tranduser. Tetapi suatu perintah dari kotak pemicu pulsa pada recorder akan memberitahukan kapan pembentuk pulsa bekerja. Pulsa dibangkitkan oleh oscillator kemudian diperkuat oleh power ampliter, sebelum pulsa tersebut disalurkan ke tranduser (Manik,2009).

        Transmitter berfungsi menghasilkan pulsa yang akan dipancarkan. Suatu perintah dari kotak pemicu pulsa pada recorder akan memberitahukan kapan pembentuk pulsa bekerja. Pulsa dibangkitkan oleh oscillator kemudian diperkuat oleh power amplitier. Sebelum pulsa tersebut disalurkan ke tranduser (FAO, 1983).

2.      Transducer

       Alat perum gema menggunakan prinsip  pengukuran  jarak dengan memanfaatkan gelombang akustik yang dipancarkan dari tranduser. Tranduser adalah bagian dari alat perum gema yang mengubah energi listrik menjadi mekanik dan sebaliknnya. Gelombang akustik tersebut merapat pada medium air dengan cepat rambat yang relatif diketahui atau dapat diprediksi hingga menyentuh dasar perairan dan dipantulkan ke tranduser (Deo, 2007).

Alat perum gema menggunakan prinsip pengukuran jarak dengan memanfaatkan gelombang akustik yang dipancarkan dari tranduser. Tranduser adalah bagian dari alat perum gema yang mengubah energi listrik menjadi mekanik (untuk membangkitkan gelombang suara) dan sebaliknnya. Gelombang akustik tersebut merambat pada medium air dengan cepat rambat yang relatif diketahui atau dapat diprediksi hingga menyentuh dasar perairan dan dipantulkan kembali ke tranduser. Perum gema menghitung selang waktu sejak gelombang dipancarkan dan diterima kembali (Poerbandono, 2005).

3.      Receiver

                 Receiver adalah alat untuk menguatkan sinyal listrik yang lemah dari tranduser saat gema (echo) terjadi sebelum dialirkan ke recorder. Penguatan ini dilakukan pada receiver dan jumlah penguatan dapat dibedakan oleh sensivitas (kepekaan) atau volume control. Receiver berfungsi menerima pulsa dari objek dan display atau recorder sebagai pencatat hasil echo. Sinyal listrik lemah yang dihasilkan oleh tranduser setelah echo diterima harus diperkuat beberapa ribu kali sebelum disalurkan oleh recorder.  Selama penerimaan berlangsung keempat bagian tranduser pada waktu yang bersamaan (Imron, 1997).

               Split beam echosounder modern memiliki fungsi time varied gain (tvg) didalam sistem perolehan data akustik. Tvg berfungsi secara otomatis untuk mengeliminasi pengaruh altenuasi yang disebabkan oleh geometrical  sphreading dan absorpsi suara ketika merambat di dasar air (FAO, 1983).

4.      Recorder / Display

             Recorder berfungsi sebagai alat pencatat yang ditulis ke dalam kertas serta menampilkan pada layar display ctr (cathoda ray tube) berupa sinar osilasi (untuk layar warna) ataupun berupa tampilan sorotan lampu neon (untuk echosounder tanpa rekaman). Selain itu juga dapat berfungsi sebagai pemberi sinyal untuk menguatkan pulsa transmisi dan penahanan awal penerimaan echo pada saat  yang sama (Imron, 1997).

                    Recorder berfungsi untuk merekam atau menampilkan sinyal echo dan juga berperan sebagai pengatur kerja transmitter dan mengukur waktu antarapemancaran pulsa suara dan penerimaan echo atau recorder memberikansinyal kepada transmitter untuk menghasilkan pulsa dan pada saat yang sama recorder juga mengirim sinyal ke receiver untuk menurunkan sensitifitas (FAO,1983).

D.    Sistem pengoperasian/ Cara kerja echosounder

             Suatu pulsa listrik dengan frekuensi dan waktu tertentu dibangkitkan oleh time base yang memicu transmitter untuk memancarkan sinyal listrik ke tranduser pulsa listrik yang masuk ke tranduser diubah menjadi gelombang suara selanjutnnya dipantulkan di medium air. Gelombang tersebut merambat di dalam air yang apabila mengalami suatu objek akan dipantulkan sebagai  gema (echo) dan diterima oleh tranduser. Selanjutnnya echo akan diubah kembali menjadi energi listrik sebelum akhirnnya diterima oleh receiver dan diperkuat oleh amplifier. Besarnnya penguatan echo dapat diukur oleh sensitivitas yang selanjutnnya dikirimkan ke bagian display/recorder. Waktu yang diperlukan saat sinyal dipancarkan sampai diterima kembali oleh tranduser adalah sebanding dengan jarak antara target dengan tranduser. Display yang umum digunakan suatu echosounder  adalah  recording echosounder  dengan kertas baik moistpaper atau dry paper dan colour echosounder dengan tampilan yang lebih menarik (Mac Lennen Dan Simmonds, 1992).

                   Echosounder mengukur kedalaman air dengan membangkitkan pulsa akustik pendek atau ping yang dipancarkan kedasar air kemudian mendengarkannya kembali echo dari dasar air itu. Waktu antara pulsa akustik yang dipancarkan dan kembalinya echo adalah waktu yang dipantulkan gelombang akustik untuk merambat ke dasar air dan memantul kembali kepermukaan air.  Dengan mengetahui waktu dan kecepatan suara dalam air, maka kedalaman dasar air dapat dihitung (Herli, 2008).

Tampilan grafis

A.    Informasi numerik dari sensor Kontak Bawah

B.     Informasi numerik dari sensor Penyebaran

C.     Informasi numerik dari sensor Menangkap

D.    Informasi numerik dari sensor Kedalaman

E.     Informasi numerik dari sensor suhu

F.      Informasi numerik dari sensor Tinggi

G.    Informasi operasional saat ini

H.    skala waktu

I.       skala kedalaman

J.       A-lingkup presentasi

K.    skala Warna

L.     bawah gema

M.   ikan gema