PEMODELAN SISTEM RADAR UNTUK MENDETEKSI SALURAN KABEL LISTRIK DI BAWAH TANAH

Transkripsi

1 Peodelan Siste Rada untuk Mendeteksi....Ai D, dkk PEMODELAN SISTEM RADAR UNTUK MENDETEKSI SALURAN KABEL LISTRIK DI BAWAH TANAH Ai D 1, Indawati 2, Akhya 3 1,3 Dosen Juusan Teknik Elekto Politeknik Negei Lhokseuawe 2 Dosen Juusan Teknik Infoatika Kopute Politeknik Negei Lhokseuawe e-ail:ai_pnl@yahoo.co 1, akhya_1966@yahoo.co 3 ABSTRAK Peodelan siste ada untuk endeteksi kabel listik dibawah peukaan tanah adalah sebuah deskipsi yang enjelaskan siulasi bagaiana sebuah gelobang ada bepenetasi kedala tanah, hingga tejadinya pantulan akibat gelobang eneui suatu objek kabel listik. Waktu tepuh dan panjang lintasan yang dilalui pada saat gelobang eabat di dala tanah selanjutnya ditejeahkan kedala besaan jaak, untuk engetahui kebeadaan kabel pada jaak beapa dai peukaan tanah. Dala peodelan ini akan diabil 4 jenis tanah, yaitu; pasi keing, pasi basah, lepung keing dan lepung basah. ateatis. Peodelan siste ada ini eupakan sebuah bentuk pendekatan untuk elihat peilaku peabatan gelobang ke dala tanah dan ekanise peantulannya, sehingga tingkahlaku gelobang didala tanah dsapat telihat secaa visualisasi elalui siulasi. Siulasi tesebut enggunakan bebeapa odel ateatik yang digunakan untuk ebangun aplikasi. Aplikasi dibangun dai penapilan bentuk gafis dan pehitungan yang eliputi waktu tepuh gelobang, kecepatan gelobang eabat dala ediu tanah dan estiasi jaak kabel listik dai peukaan tanah, Bedasakan hasil pengujian odel siulasi siste ada pada ke-4 jenis tanah secaa uu eiliki akuasi iniu sebesa 99,68 dan aksiu sebesa 100 % untuk setting Tx-Rz 1 ete, seentaa untuk jaak Tx dan Rx 2 ete odel siste ada eiliki akuasi iniu sebesa dan aksiu sebesa 100 %. Akuasi ata-ata pada jaak ete sebesa 99,71% dan 99,72% pada jaak Tx-Rx 2 ete. Deteksi jaak kabel listik dibawah peukaan tanah dala siulasi eiliki deviasi pengukuan yang sangat kecil yaitu sebesa 0,29 % pada ke-4 jenis tanah yang diobsevasi untuk jaak Tx-Rx sebesa 1 ete dan 0,28% pada jaak Tx dan Rx sebesa 2 ete. Secaa uu, penelitian ini dihaapkan dapat ebeikan kontibusi, khususnya bagi pengusul dan pebaca, teutaa dala hal bagaiana eahai peilaku dielektik ediu tanah tehadap jaak penetasi gelobang kedala tanah tehadap fekuensi opeasi Rada. Mafaatnya adalah hasil penelitian ini dapat dijadikan sebagai odul atau bahan paktiku khususnya pada ata kuliah Rada dan Navigasi. Key wod: gelobang, peodelan, siulasi, ada I. PENDAHULUAN Peasalahan yang dihadapi dala eahai dan enganalisa bagaiana evisualisasi sebuah gelobang pada ada enjala kedala tanah dan selanjutnya eantul jika eneui kebeadaan kabel listik seta bagaiana engkonvesi waktu yang dibutuhkan gelobang saat eabat pada lintasan yang dilalui gelobang tesebut kedala besaan jaak, sehingga kebeadaan kabel listik di bawah peukaan tanah dapat diketahui. Penelitianpenelitian yang ebahas tentang visualisasi siste ada bawah tanah asih kuang. Peahaan tentang peilaku gelobang bawah tanah dan bagaiana keapuan penetasinya pada bebeapa sifat dielektik tanah akan diuaikan dala penelitian ini., Pada penelitian ini juga akan dijelaskan seta dideskipsikan elaluin siulasi bagaiana gelobang eabat dan eantul jika endapatkan objek kabel didala tanah sehingga tanah tidak besifat hooge. Dala peodelan ini akan diabil 4 jenis tanah yang bebeda, yaitu; pasi keing, pasi basah, lepung keing dan lepung basah. Peodelan siste ada ini eupakan sebuah bentuk pendekatan visualisasi untuk elihat peilaku peabatan gelobang ke dala tanah dan ekanise peantulannya, sehingga tingkah laku gelobang didala tanah sepeti waktu yang dibutuhkan gelobang eabat didala tanah seta sebeapa cepat gelobang tesebut bepenetasi pada keepat kaakteistik tanah akan divisualisasikan pada penelitian ini. (Ai D et al. 2015, Alianda et al. 2017, Pasetyo 2009). Pada penelitian ini, peodelan akan endeskipsikan 4 jenis tanah yang bebeda, yaitu; pasi keing, pasi basah, lepung keing dan lepung 25

2 Junal Litek: Junal Listik Telekounikasi Elektonika (pissn: ; eissn: ) Vol. 14 No.1, Maet 2017: hal basah. Peodelan siste ada ini eupakan sebuah bentuk pendekatan untuk elihat peilaku peabatan gelobang ke dala tanah dan ekanise peantulan, penyeapan gelobang dala tanah seta caa entejeahkan jaak. Penelitian ini dilakukan di Laboatoiu Jaingan Kopute dan Multiedia Poga Studi Teknik Telekounikasi Politeknik Negei Lhokseuawe. II. TINJAUAN PUSTAKA Peodelan Rada Peodelan adalah encana, epesentasi, atau deskipsi yang enjelaskan suatu objek, siste, atau konsep, yang seingkali beupa penyedehanaan atau idealisasi. Bentuknya dapat beupa odel fisik bisa beupa aket, bentuk pototipe, odel cita sepeti gaba, koputeisasi, gafis, atau uusan ateatis. Siste adalah suatu kesatuan yang tedii koponen atau eleen yang dihubungkan besaa untuk eudahkan alian infoasi, atei atau tanah, sepeti pada gaba 1. Dai gaba tesebut dapat diodelkan sebuah gais yang eupakan lintasan sinyal ipuls atau S (ete) dai antena peanca Tx di koodinat (xt, yt), betubu pada sisi kabel di titik P koodinat (xp, yp) dan eantul ke antena peneia R di titik (x, y). 2. Setiap Model dapat dinyatakan dala tingkatan yang bebeda 3. Model yang tebaik adalah yang behubungan dengan ealitas. 4. Tidak penah ada odel tunggal yang cukup baik, setiap syste yang baik eilik seangkaian odel kecil yang independen. Dala kasus peodelan siste ada untuk endeteksi kabel listik bawah tanah, aka objek yang akan enjadi taget penalaan dengan ada adalah kabel listik. Caa penalaannya haus elintang dai aah kabelnya, dan hanya dengan caa begini penalaan dilakukan. Apabila dibuat penapang elintang dai posisi kabel di bawah tanah, sepeti pada gaba 1. Dai gaba tesebut dapat diodelkan sebuah gais yang eupakan lintasan sinyal ipuls atau S (ete) dai antena peanca Tx di koodinat (xt, yt), betubu pada sisi kabel di titik P koodinat (xp, yp) dan eantul ke antena peneia R di titik (x, y). Α adalah sudut bidang pantul, dan R di tengahtengah kabel adalah jai-jai kabel.b adalah kedalaan kabel dai peukaan tanah. 2 2 S R b 2. R. b.cos + R 2 2R( x.sin b 2 2 b cos ). x (2.1) Subu hoizontal enggabakan nilai x atau x atau sapling dai GPR yang ditunjukkan oleh gaba 2. Subu vetical enggabakan waktu tepuh lintasan S, dai puls yang dipancakan antena Tx dan diteia antena Rx. Gaba 1 Posisi kabel listik dengan penapang elintang Bebeapa kaakteistik dai pada peodelan siste dapat dijelaskan secaa singkat ala uaian beikut: 1. Dibuat dala bentuk gafis dan tabahan keteangan secaa tekstual. 2. Dapat diaati dengan pola top-down dan patitioned. 3. Meenuhi pesyaatan inial edundancy. 4. Dapat epesentasikan tingkah laku siste dengan caa yang tanspaan. Menuut Rubaugh et.al (2004) Pinsip dai peodelan adalah: 1. Meilih odel apa yang di gunakan, bagaiana asalahnya dan bagaiana juga dengan solusinya. Gaba 2 Siulasi uus lintasan S Subu vetikal ini bisa diatikan sebagai kedalaan, dengan enggunakan pesaaan 2.3., sedangkan waktu atau t yang dibutuhkan gelobang yang enjala dala ediau tanah dapat dihitung dengan pesaaan 2.2. S( X, ) t...(2.2) V 26

3 Peodelan Siste Rada untuk Mendeteksi....Ai D, dkk diana V adalah kecepatan abat tanah ata-ata yang nilainya ditentukan enuut standa nilai tetentu. jai-jai kabel yang sudah ditentukan. Kedalaan dibuat enuut jenjang yang linie, seentaa jai-jai kabel disesuaikan dengan sejulah kabel listik yang standa ada di lapangan, dan julahnya hanya sedikit (Yuasono Muhyi, 2008). Kedalaan objek dapat diketahui dengan enguku selang waktu antaa peancaan dan peneiaan pulsa. Dala selang waktu ini, pulsa akan bolak balik dai antena peanca ke objek dan kebali lagi ke antena peneia. Jika selang waktu dinyatakan dala t, dan kecepatan popagasi gelobang elektoagnetik dala tanah v, aka kedalaan objek yang dinyatakan dala h dan dapat dihitung dengan odel pesaaan h t. v ()...(2.3) 2 Untuk engetahui kedalaan objek yang dideteksi, kecepatan peabatan dai gelobang elektoagnetik hauslah diketahui. Kecepatan peabatan v (/dtk) tesebut tegantung kepada kecepatan cahaya di udaa c (/ dtk), konstanta dielektik elative ediu peabatan. Nilai dai konstanta dielektik elative begantung pada ateial tanah (Bees, M and Haeni P 1991). c v...(2.4) Konstanta dielektik elative atau peiativitas dielekti dapat ditentukan elalui pengujian atau dai tabel 1 di bawah ini. Tabel 1 Peeativitas dielektik elative ateial Mateial Konduktivitas (ho pe ete) Relative dielectic peeativitas Udaa 0 1 Ai Muni 10-4 sapai Ai Laut 4 81 Es ai tawa Pasi keing 10-7 sapai sapai 6 Pasi jenuh 10-4 sapai Lupu Jenuh 10-3 sapai Tanah liat (lepung) jenuh 10-1 sapai 1 8 sapai 12 Batu pasi basah Shale basah Kapu keing Kapu basah 2, Basalt basah Ganit keing Ganit basah Pada konfiguasi antena yang tepisah, tentunya akan enibulkan kondisi coss coupling. Kondisi cosscoupling eupakan sinyal yang dikiikan secaa langsung oleh antena pengii kepeneia sepeti dipelihatkan pada gaba 3. Gaba 3 Coss Coupliung [6] Untuk eaksialkan pada taget yang dideteksi aka antaa antena pengii dan peneia haus dipisahkan dengan jaak bedasakan uus beikut ini: 2depth S... ( 2.5) K 1 Diana S adalah jaak antaa antena peanca dan peneia (), K adalah konstantanta popagasi ( ), depth kedalaan penetasi antena atau jaak antena dengan tanah. Deikian tinjauan pustaka yang pengusul hipun untuk dijadikan sebagai efeensi untuk peneletian yang kai usulkan. III. METODE PENELITIAN Penelitian ini dilakukan dala bebe-apa tahapan kegiatan, yang diulai dai pesiapan, penelitian pendahuluan, peodel-an, pebuatan poga (aplikasi atau ebuat siulasi), pengujian softwae, engolah data dan kesipulan. Lebih inci dapat dilihat pada gaba 4 di bawah ini. Penelitian Pendahulu an Kesipulan dan Saan Mengu pulkan Data Peodelan efesentasi Deskipsi Mengolah data Peilaku, pediksi jaak dan gafik Gaba 4 Diaga ali penelitian Siulasi Cita (Gafis) Menguji Pengujian Poga Pada tahap ini, kegiatan penelitian dilakukan untuk eancang odel siulasi yang eepesentasikan keadaan nyata dala penetasi gelobang ada yang enjala pada ediu dala 27

4 Junal Litek: Junal Listik Telekounikasi Elektonika (pissn: ; eissn: ) Vol. 14 No.1, Maet 2017: hal tanah dan dapat enghitung dan dapat enghitung sifat-sifat gelobang sepeti waktu yang dibutuhkan gelobang eabat dala ediu tanah, kecepatan gelobang eabat, panjang lintasan gelobang eabat dala tanah dan enapilkan hasil pehitungan dala bentuk gafik waktu fungsi jaak pediksi kabel listik dala tanah. Untuk kepeluan peodelan tesebut, aka dipelukan data-data hasil penelusuan liteatu dan odel pesaaan ateatik sebagai acuan untuk ebangun odel si-ulasi tesebut. Dihaapkan hasil penelitian ini, akan ebeikan penguatan teoitis te-hadap penelitian sebelunya. IV. HASIL DAN ANALISA Peodelan Peodelan siste ada untuk en-deteksi kabel listik di bawah tanah dian-cang dengan engacu pada gaba 1 dan hasilnya dipelihatkan pada gaba 5. Peodelan siste ada tesebut eupakan deskipsi dai epesentasi pesaaan 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 dan pesaaan 2.5. Gaba 5 Model aplikasi siste ada untuk endeteksi kabel listik bawah tanah Ada 4 koponen utaa yang enjadi paaete untuk dihitung pada peodelan ini untuk epeoleh data pada siulasi syste peodelan ada untuk deteksi kabel listik bawah tanah, antaa lain jaak kabel listik dai peukaan tanah ( h ) dala c, kecepatan gelobang bepenetasi didala tanah yang dipengauhi oleh kaakteistik tanah ( v ), jaak lintasan gelobang enjala ke dala tanah ( ), waktu yang dibutuhkan gelobang enjala dai peanca Tx enuju kabel listik selanjutnya dai kabel listik enuju kepeneia Rx (detik) dan jaak peanca dan peneia yang diatu untuk enghindai tejadinya coss coupling. Diaete Objek Kabel Listik Sebagai Objek Penalaan Objek yang enjadi taget penalaan ada adalah kabel listik bawah tanah yang ditapilkan dala bentuk cita gafis. Pada gaba tesebut dipelihatkan sebuah odel dala bentuk sebuah gais yang eupakan lintasan sinyal ipuls dai antenna Tx ( Xt, Yt) betubu pada sisi kabel dititik P kodinat (Xp, Yp) dan eantul ke antenna peneia R dititik (X, Y) dengan sudut pantul dengan jaijai tengah kabel R dan b adalah kedalaan kabel. Jaak Antaa Antenna Tx dan Rx (s) Jaak antaa Tx dan Rx di atu dengan tujuan untuk enghindai tejadi coss coupling antaa Tx dan Rx. Coss copling dipengauhi oleh jaak kedalaan kabel dai peukaan tanah b dan besanya konstanta popagasi yang enjala didala tanah. Adapun jaak tesebut di atu pada jaak 1 ete dan 2 ete. Jaak Lintasan Gelobang Kedalaan kabel di atu pada 5 vaiasi, yaitu 100 c, 200, c, 300 c, 400 c dan 500 c. Panjang lintasan gelobang e-abat pada ke-4 edia tanah begangtung pada kedalaan kabel listik dan jaak antaa Tx dan Rx. Dengan engacu pada gaba 2.1 dan gaba 2.3 seta dengan enggunakan pesaaan 2.1, aka hasil pehitungan panjang lintasan gelobang bedasakan peodelan siulasi dipelihat-kan pada tabel 2.. Tabel 2. Panjang lintasan gelobang eabat fungsi jaak kabel dai peukaan tanah Kedalaan Kabel h (c) Panjang Lintasan Gelobang (c) Panjang lintasan gelobang eabat untuk seua jenis tanah saa pada keda-laan kabel h dai peukaan tanah adalah saa. 100 c adalah 233,6c c, 200 c adalah 412,31 c, 300 c adalah 608,28 c, 400 c adalah 806,23 c dan 500 c adalah 1004,99 c. Peilaku Gelobang Dala Media Tanah Obsevasi peilaku gelobang enjala dala edia tanah diaati pada 4 jenis tanah yang bebeda, yaitu; pasi keing, pasi basah, lepung keing dan lepung basah. Peilaku tesebut eliputi waktu yang dibutuhkan gelobang eabat di dala tanah (t), kecepatan abat gelobang (v), kedalaan kabel listik dala tanah (h). Waktu yang dibutuhkan gelobang eabat di dala tanah (t) 28

5 Peodelan Siste Rada untuk Mendeteksi....Ai D, dkk Waktu eabat gelobang dala edia tanah begangtung pada jenis tanah. Waktu abat gelobang bepenet-asi kedala tanah dipengauhi oleh jaak lintasan gelobang saat eabat pada ediu tanah dan kecepatan abat gelobang tesbut bepenetasi sepanjang lintasannya. Akuasi Pada tabel 2 dan tabel 3 seta gaba 6 dipelihatkan pebandingan akuasi pada ke-4 jenis tanah yang diset pada 5 vaiasi jaak. Secaa uu dapat dijelaskan bahwa peodelan siste ada eiliki akuasi iniu sebesa 99,68 dan akuasi aksiu sebesa 99,99 % untuk setting Tx-Rz 1 ete, seentaa untuk jaak Tx dan Rx 2 ete odel siste ada eiliki akuasi iniu sebesa dan aksiu sebesa 99,99 %. Tabel 3 Vaiasi akuasi hasil pengukuan pada 4 jenis tanah pada jaak Pasi Keing Tx-Rx 1 Pasi Basah Lepung Keing Lepung Basah REFERENSI (1) Alinda, R., Wijanto, H. and Usan, K., Deteksi Bentuk Objek Bawah Tanah Menggunakan Pengolahan Cita B-Scan pada Gound Penetating Rada (GPR). TELKA- Telekounikasi, Elektonika, Koputasi dan Kontol, 3(1), pp (2) Ail D, dkk. Rancang Bangun Rada untuk Mendeteksi Saluan Kabel Listik di Bawah Tanah. Seina Nasional dan Expo Teknik Elekto pp (3) Bees, M. and Haeni, F.P., Application of gound penetating ada Methods in Hydogeologie Studies.Goundwate, 29(3), pp (4) Pasetyo, A.D., Deteksi dan Estiasi Diensi dan Lokasi Objek Bawah Tanah pada Aplikasi Gound Penetating Rada (GPR) Bebasis Pengolahan Sinyal C-Scan (5) Rubaugh, J., Jacobson, I. and Booch, G., Unified odeling language efeence anual, the. Peason Highe Education (6) Muhyi Yuasono Deteksi Kabel Listi Bawah Tanah dengan Otoata diakses 12 Nopebe 2017 A k u a s i ( % ) Jaak kabel () Pasi Keing Pasi Basah Gaba 6 Kuva hasil pehitungan akuasi pengukuan jaak kabel pada V. KESIMPULAN Dai uaian yang telah dijelaskan sebelunya, dapat disipulkan bahwa peodelan siste ada eiliki akuasi iniu sebesa 99,68 dan akuasi aksiu sebesa 99,99 % untuk setting Tx-Rz 1 ete, seentaa untuk jaak Tx dan Rx 2 ete odel siste ada eiliki akuasi iniu sebesa dan aksiu sebesa 99,99 %. 29