METODE PENENTUAN ARAH KIBLAT DENGAN TEODOLIT (Pendekatan Sistem Koordinat Geografik dan Ellipsoid) Oleh : Akhmad Syaikhu A. PERSIAPAN Untuk melakukan pengukuran arah kiblat suatu tempat atau kota dengan alat teodolit dan data astronomis Ephemeris Hisab Rukyat, maka yang dilakukan terlebih dahulu adalah: a. Menentukan kota yang akan diukur arah kiblatnya b. Menyiapkan data Lintang Tempat ( ) dan Bujur Tempat ( ). b. Melakukan perhitungan arah kiblat untuk tempat yang bersangkutan Data arah kiblat hendaklah diukur dari titik Utara ke Barat (U-B). c. Menyiapkan data astronomis Ephemeris Hisab Rukyat pada hari atau tanggal pengukuran. d. Membawa jam penunjuk waktu yang akurat e. Menyiapkan teodolit B. PELAKSANAAN Setelah segala sesuatu yang diperlukan seperti di atas sudah tersedia maka pengukuran arah kiblat dengan teodolit dilakukan dengan langkahlangkah sebagai berikut : a. Pasang teodolit pada penyangganya b. Periksa waterpass yang ada padanya agar teodolit benar-benar datar c. Berilah tanda atau titik pada tempat berdirinya teodolit (misalnya T) d. Bidiklah matahari dengan teodolit PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit Page 1
e. Kuncilah teodolit (dengan skrup horizontal clamp dikencangkan) agar tidak bergerak. f. Tekan tombol 0-Set pada teodolit, agar angka pada layar (HA=Horisontal Angle) menunjukkan 0 (nol). g. Mencatat waktu ketika membidik matahari tersebut jam berapa (W). Akan lebih baik dan memudahkan perhitungan selanjutnya apabila pembidikan matahari dilakukan tepat jam. (misalnya 09.00 WIB tepat). h. Mengkonversi waktu yang dipakai dengan GMT (misalnya WIB dikurangi 7 jam, WITA dikurangi 8 Jam dan WIT dikurangi 9). i. Melacak nilai Deklinasi Matahari ( ) pada waktu hasil konversi tersebut (GMT) dan nilai equation of time (e) saat Matahari berkulminasi (misalnya pada jam 5 GMT) dari Ephemeris. j. Menghitung waktu Meridian Pass (MP) pada hari itu dengan rumus: MP = ((105 - e k. Menghitung sudut waktu (t 0 ) dengan rumus: t 0 = (MP - W x l. Menghitung Azimuth Matahari (A 0 ) dengan rumus: Cotg A 0 = [((cos tan sin t 0 (sin tan t 0 )] m. Arah Kiblat (AK) dengan teodolit adalah: 1) Jika deklinasi matahari ( ) positif (+) dan pembidikan dilakukan sebelum Matahari berkulminasi maka AK = 360 A 0 Q. 2) Jika deklinasi matahari ( ) positif (+) dan pembidikan dilakukan sesudah Matahari berkulminasi maka AK = A 0 Q. 3) Jika deklinasi matahari ( ) negatif (-) dan pembidikan dilakukan sebelum Matahari berkulminasi maka AK = 360 (180-A 0 ) Q. 4) Jika deklinasi matahari ( ) negatif (-) dan pembidikan dilakukan sesudah Matahari berkulminasi maka AK = 180 A 0 Q. n. Bukalah kunci horizontal tadi (kendurkan skrup horizontal clamp) PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit Page 2
o. Putar teodolit sedemikian rupa hingga layar teodolit menampilkan angka senilai hasil perhitungan AK tersebut. Apabila teodolit diputar ke kanan (searah) jarum jam) maka angkanya semakin membesar (bertambah). Sebaliknya jika teodolit diputar ke kiri (anti jarum jam) maka angkanya semakin mengecil (berkurang). p. Turunkan sasaran teodolit sampai menyentuh tanah pada jarak sekitar 5 meter dari teodolit. Kemudian berilah tanda atau titik pada sasaran itu (misalnya titik Q). q. Hubungkan antara titik sasaran (Q) tersebut dengan tempat berdirinya Teodolit (T) dengan garis lurus atau benang. r. Garis atau benang itulah arah kiblat untuk tempat bersangkutan. C. CONTOH PERHITUNGAN ARAH KIBLAT SEMARANG 1. Pendekatan Sistem Koordinat Geodetik/Geografis a. Menentukan arah kiblat Semarang (Q) 1) Identifikasi data a) Kakbah Lintang : 21 25 25 (LU) Bujur : 39 49 39 (BT) b) Semarang Lintang ( ) : -07 (LS) Bujur ( ) : 110 24 (BT) c) Unsur-unsur (1) Nilai a = 90 (-07 ) = 97 (2) Nilai b = 90-21 25 25 = 68 34 35 (3) Nilai C = 110 24-39 49 39 = 70 34 21 2) Perhitungan Cotan B = sin a cotan b : sin C coa a cotan C = sin 97 x cotan 68 34 35 : sin 70 34 21 Cos 97 x cotan 70 34 21 B = 65 29 23.18 PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit Page 3
3) Kesimpulan Dari perhitungan yang telah dilakukan di atas, diketahui bahwa arah kiblat kota Semarang (Q) adalah 65 29 23.18 dari titik Utara (sejati) ke arah Barat atau 24 30 36.82 dari titik Barat ke arah Utara. b. Pengukuran Arah Kiblat dengan Teodolit 1) Identifikasi Data yang Diketahui a) Lokasi yang diukur : Semarang b) Lintang Tempat ( ) : -07 (LS) c) Bujur Tempat ( ) : 110 24 (BT) d) Arah Kiblat (Q) : 65 29 23.18 (dari titik Utara ke Barat) e) Tanggal Pengukuran : 8 Oktober 2010 f) Waktu Pembidikan (W) jam 14:30 WIB atau 07:30 GMT g) Deklinasi Matahari ( ) jam 14:30 GMT: Jam 14 :00 WIB = Jam 7 : 00 GMT = -5º 52 11 = Jam 8 : 00 GMT = -5º 53 08-00º 0 57 x 0:30:00 = 00º 00 28.5 Deklinasi Matahari = -5º 29 15-00º 00 28.5 Catatan: = -5º 29 43.5 Ingat Rumus Interpolasi = A (A-B)xC/1 = -5º 52 11 (-5º 52 11 - -5º 53 08 ) x 0º 30 00 /1 = -5º 29 43.5 Deklinasi matahari jam 14 30 00 WIB = -5º 29 43.5 h) Equation Of Time (e) jam 05 GMT = 00 j 12 m 21 d PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit Page 4
2) Mencari Meridian Pass (MP) MP = ((105 - ) : 15) + 12 e = ((105-110 24 ) : 15) + 12 00 j 12 m 21 d MP = 11 26 03 3) Mencari Sudut Waktu Sudut Waktu (t 0 ) = (MP-W) x 15 = (11 26 03 14 j 30 m ) x 15 (t 0 ) = -45 59 15 4) Mencari Azimuth (A 0 ) Cotg A 0 = [((cos tan sin t 0 (sin tan t 0 )] = (cos -07 x tan -5º 29 43.5 sin -45 59 15 sin -07 tan -45 59 15 ) A 0 = 89 08 18.61 (harga mutlak) 5) Mencari Arah Kiblat pada Teodolit Arah Kiblat pada teodolit (AK) Karena pada waktu itu Deklinasi Matahari ( ) negatif (-) dan pembidikan dilakukan setelah Matahari berkulminasi maka : AK = 180 A 0 Q = 180-89 08 18.61-65 29 23.18 AK = 25 22 18.21 Kemudian Teodolit diputar sedemikian rupa hingga layar teodolit (HA) menampilkan angka 25 22 18.21 Seterusnya, lihat langkah-langkah di atas. 6) Mencari Titik Utara Sejati Karena membidik pada sore hari (pukul 14.30 WIB) maka utara sejati adalah: 180-25 22 18.21 = 154 37 41.7 PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit Page 5
2. Pendekatan Sistem Koordinat Ellipsoid Untuk mendapatkan perhitungan dengan tingkat ketelitian yang lebih tinggi perlu dilakukan koreksi ellipsoid bumi, karena rumus spherical triangel berlaku dipermukaan bola. Koordinat lintang Kota Semarang setelah dilakukan koreksi Ellipsoid adalah 65 38 30 dihitung dari titik utara sejati ke arah barat atau 24 21 30 dari titik Barat ke Utara. 1 Pengukuran Arah Kiblat dengan Teodolit Identifikasi Data yang Diketahui a) Lokasi yang diukur : Semarang b) Lintang Tempat ( ) : -07 (LS) c) Bujur Tempat ( ) : 110 24 (BT) d) Arah Kiblat (Q) : 65 38 30 (dari titik Utara ke Barat) e) Tanggal Pengukuran : 8 Oktober 2010 f) Waktu Pembidikan (W) jam 14:30 WIB atau 07:30 GMT g) Deklinasi Matahari ( ) jam 14:30 GMT: Jam 14 :00 WIB = Jam 7 : 00 GMT = -5º 52 11 = Jam 8 : 00 GMT = -5º 53 08 - = 00º 0 57 x 0:30:00 = 00º 00 28.5 Deklinasi Matahari = -5º 29 15-00º 00 28.5 = -5º 29 43.5 1 Lihat dalam Software Arah Kiblat (AS. Kiblah 1.1) yang dirancang Akhmad Syaikhu. Bandingkan antara arah kiblat yang menggunakan sistem koordinat geografik dan sistem koordinat ellipsoid, menunjukkan perbedaan cukup signifikan. PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit Page 6
h) Equation Of Time (e) jam 05 GMT = 00 j 12 m 21 d Mencari Meridian Pass (MP) MP = ((105 - ) : 15) + 12 e = ((105-110 24 ) : 15) + 12 00 j 12 m 21 d MP = 11 26 03 Mencari Sudut Waktu Sudut Waktu (t 0 ) = (MP-W) x 15 = (11 26 03 14 j 30 m ) x 15 (t 0 ) = -45 59 15 Mencari Azimuth (A 0 ) Cotg A 0 = [((cos tan sin t 0 (sin tan t 0 )] = (cos -07 x tan -5º 29 43.5 sin -45 59 15 sin -07 tan -45 59 15 ) A 0 = 89 08 18.61 (harga mutlak) Mencari Arah Kiblat pada Teodolit Arah Kiblat pada teodolit (AK) Karena pada waktu itu Deklinasi Matahari ( ) negatif (-) dan pembidikan dilakukan setelah Matahari berkulminasi maka : AK = 180 A 0 Q = 180-89 08 18.61-65 38 30 AK = 25 13 11.39 Kemudian Teodolit diputar sedemikian rupa hingga layar teodolit (HA) menampilkan angka 25 13 11.39 Mencari Titik Utara Sejati Karena membidik pada sore hari (pukul 14.30 WIB) maka utara sejati adalah: 180-25 13 11.39 = 154 46 48.6 PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit Page 7
D. Kesimpulan Penentuan arah kiblat dengan teodolit jika dikerjakan dengan baik akan menghasilkan pengukuran yang sangat teliti. Pada jenis teodolit tertentu tingkat ketelitiannya adalah 5 detik busur dan bahkan ada yang 1 detik busur. Apalagi jika didukung perhitungan dengan ketelitian yang lebih baik. Dalam tulisan ini dapat dibandingkan perhitungan sudut arah kiblat kota Semarang, jika menggunakan sistem koordinat geografik dan sistem koordinat ellipsoid, maka sudut arah kiblat yang dihasilkan pada hari, tanggal dan jam bidik di atas terdapat perbedaan, yaitu: azimuth kiblat pada sistem koordinat geografik 154 37 41.7, sedangkan pada sistem koordinat ellipsoid adalah 154 46 48.6. Jika yang diinginkan tingkat akurasi yang lebih baik, penulis merekomendasikan hasil yang kedua. Demikian, semoga bermanfaat. Semarang, Desember 2010 Wassalam, Akhmad Syaikhu PDF. Penentuan Arah Kiblat dengan Teodolit Page 8