Tag: sistem sonar,
sistem sonar pada hewan, sistem sonar pada kapal, sistem sonar untuk
kedokteran.
Kelelawar
mampu terbang di malam hari yang gelap-gulita tanpa mengalami gangguan yang
berarti. Padahal diketahui bahwa mata
kelelawar mengalami disfungsi (pelemahan fungsi). Apa kiranya yang menyebabkan
kelelawar bisa terbang dengan maneuver yang sangat luar biasa di malam hari?
Jika organ penglihatan berupa mata tidak bisa berfungsi saat cahaya terbatas,
lalu organ apa pada seekor kelelawar yang bertanggungjawab dalam mendeteksi
keadaan lingkungan di sekitarnya? Ternyata
Kelelawar justru menggunakan telinga (indra
pendengaran) untuk mengenali keadaan di sekitarnya. Dengan kata lain, kelelawar
menggunakan teknologi Sonar (Sound Navigation and Ranging) dalam
mengenali lingkungan. Selain kelelawar, Lumba-lumba juga diketahui menggunakan
sistem sonar dalam mencari mangsa.
Sebenarnya,
bagaimana cara kerja sistem sonar? Konsep IPA apa saja yang “bekerja” pada
sistem sonar tersebut?, dan Bagaimana
penerapan sistem sonar dalam kehidupan manusia? Untuk menjawab
pertanyaan-pertanyaan tersebut, marilah kita ikuti kegiatan pembelajaran dengan
tema “Sistem Sonar” ini.
Sistem
Sonar
Marilah
kita awali kajian tentang sistem sonar dengan memahami terlebih dahulu apa itu
sistem sonar, bagaimana cara kerjanya dan bagaimana sistem sonar ini digunakan
oleh manusia?
Gambar
7.1 Kelelawar Menghampiri Sumber Makanan
Sebagian
besar kelelawar mencari sumber makanan di saat malam hari yang gelap-gulita.
Padahal agar suatu objek dapat terlihat dengan jelas dibutuhkan keberadaan cahaya dan mata. Bagaimana kelelawar mampu
mendeteksi keadaan.227
UNIT 7:
Sistem Sonar
lingkungannya
pada keadaan gelap-gulita? Padahal mata kelelawar merupakan organ yang telah mengalami
disfungsi, sehingga fungsi penglihatannya tidak bisa optimal. Selama bertahun-tahun, ahli saraf Universitas
Brown James Simmons membuat dokumentasi perburuan mangsa oleh kelelawar dengan
terbang berkelompok atau secara individu. Satu pertanyaan yang ingin Ia jawab,
kenapa kelelawar tak pernah menabrak benda yang dilaluinya atau menabrak kawannya?
"Bagaimana mereka bisa melakukannya?" Setelah serangkaian percobaan
inovatif yang dirancang menyerupai hutan lebat, Simmons dan rekan-rekan di Brown
dan di Jepang menemukan cara kelelawar mahir menghindari objek nyata atau objek
yang dirasakan. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam Proceedings of the
National Academy of Sciences edisi awal, para ilmuwan melaporkan kelelawar memancarkan
frekuensi suara yang mendeteksi gerakan dan hambatan sekitar. Mereka menemukan kelelawar
membuat template mental dari setiap siaran dan gema untuk membedakan pantulan
echo benda satu dengan lain (KabarIndonesia.com, Selasa, 30 Maret 2010).
Dengan
kata lain, kelelawar menggunakan teknologi
Sonar (Sound Navigation and Ranging) dalam mengenali lingkungan. Kelelawar
mengeluarkan bunyi dengan frekuensi yang tinggi (bunyi ultrasonik) sebanyak
mungkin. Kemudian, ia mendengarkan bunyi pantul tersebut dengan indra
pendengarannya. Dengan cara itu, kelelawar dapat mengetahui letak suatu benda dengan
tepat, sehingga kelelawar mampu terbang dalam keadaan gelap tanpa menabrak
benda-benda di sekitarnya. Mekanisme untuk memahami keadaan lingkungan dengan
bantuan bunyi gema (echo) sebagaimana yang dimiliki oleh kelelawar sering
disebut sebagai Echolocation (Ekolokasi). Gambar 7.2 menunjukan tentang
bagaimana cara kelelawar mengenali lingkungannya dengan menggunakan sistem
sonar.
Gambar 7.2
mekanisme sistem kerja sonar
Kelelawar
mengeluarkan bunyi pada frekuensi tinggi (emission), kemudian bunyi tersebut
“menumbuk” pohon, sebagian bunyi akan memantul
kembali (echo), kemudian ditangkap oleh telinga kelelawar. Tiap
benda akan memantulkan bunyi echo dengan karakteristik yang berbeda. Perbedaan
karakteristik bunyi echo tersebut yang digunakan oleh kelelawar untuk
mengetahui keberadaan dua pohon yang berbeda.
Selain
kelelawar, sistem sonar juga digunakan oleh lumba-lumba dalam mencari makanan.
Lumba-lumba hidup di perairan dalam dengan pencahayaan yang kurang. Oleh karena
itu lumba-lumba tidak mengandalkan mata untuk mencari makanannya. Sebagaimana
kelelawar, lumba-lumba juga menggunakan sistem Sonar untuk mengenali lingkungannya.
Gambar 7.3
Mekanisme pemindaian pada lumba-lumba
Lumba-lumba
bernapas melalui lubang yang ada di atas kepalanya. Tepat di bawah lubang ini,
terdapat kantung-kantung kecil berisi udara. Dengan mengalirkan udara melalui
kantung-kantung ini, mereka menghasilkan suara bernada tinggi. Kantung udara
ini berperan sebagai cermin akustik yang memfokuskan suara yang dihasilkan gumpalan
kecil jaringan lemak yang berada tepat di bawah lubang pernapasan. Kemudian,
suara ekolokasi ini dipancarkan ke arah sekitarnya secara terputus-putus. Suara
lumba-lumba segera memantul kembali bila membentur benda apa pun. Lumba-lumba mendengarkan
seksama pantulan suara ini. Gelombang suara ini ditangkap di bagian rahang
bawahnya yang disebut "jendela akustik". Dari sini, informasi suara
diteruskan ke telinga bagian tengah, dan akhirnya ke otak untuk diterjemahkan.
Pantulan suara dari sekelilingnya memberi informasi rinci tentang jarak benda-benda
dari mereka, berikut ukuran dan pergerakannya. Berkat perangkat ini, lumba-lumba
dapat memindai wilayah yang luas; bahkan memetakan samudra. Inilah sistem sonar
sempurna yang dengannya lumba-lumba memindai
dasar laut layaknya alat pemindai elektro-nik.
Lumba-lumba
mengeluarkan bunyi dengan frekuensi tinggi, ketika bunyi tersebut menumbuh ikan
(mangsa), maka bunyi tersebut akan dipantulkan dan kembali ditangkap oleh
sistem pendengaran lumba-lumba, sehingga lumba-lumba memperoleh informasi
keberadaan mangsa.
Berdasarkan
penjelasan-penjlasan tersebut, maka kita dapat mendefinisikan sistem sonar
sebagai berikut: Sonar (Singkatan
dari bahasa Inggris: sound navigation and ranging), merupakan istilah
yang berarti penjarakan dan navigasi suara, adalah sebuah teknik yang menggunakan
penjalaran suara dalam untuk navigasi atau mendeteksi keberadaan suatu
objek.
229
UNIT 7:
Sistem Sonar
Teknologi
alami yang terdapat pada kelelawar dan lumba-lumba, kini ditiru oleh manusia.
Manusia memanfaatkan Sistem Sonar untuk
berbagai keperluan, diantaranya adalah untuk mendeteksi kapal selam (musuh),
dan mendeteksi kedalaman laut.
Gambar
7.4 Sistem Sonar untuk Mendeteksi Kapal Selam
Cara
kerja pemindaian kapal selam musuh sangat mirip dengan cara Lumba- lumba mengetahui keberadaan mangsa. 1) Kapal melepaskan
bunyi dengan frekuensi tinggi, 2) bunyi
merambat di perairan, 3) Jika pada perairan terdapat kapal selam, maka bunyi akan menumbuk kapal selam tersebut kemudian terpantul
dan kembali ke kapal, 4) Selang waktu yang
dibutuhkan oleh bunyi selama proses ini dapat digunakan untuk memperhitungkan jarak dan posisi kapal selam (musuh).
Gambar
7.5 Sistem Sonar untuk Mengetahui Kedalaman Laut
230
UNIT 7:
Sistem Sonar
Manusia
tidak harus menggunakan “meteran” untuk mengukur kedalaman laut. Bisa
dibayangkan bagaimana tingkat kesulitannya jika untuk mengukur kedalaman laut menggunakan
alat ukur panjang. Lalu bagaimana cara mengetahui kedalaman laut. Kedalaman
laut bisa diketahui oleh manusia dengan menggunakan sistem sonar. Cara kerjanya
adalah sebagai berikut :
1. Sebuah
kapal dilengkapi dengan piranti berupa Echo Sounder dan Hidrofon.
2. Echo
Sounder mengeluarkan bunyi dengan frekuensi tinggi mengarah pada dasar laut,
3. Gelombang
bunyi akan merambat hingga akhirnya sampai di dasar laut, setelah itu akan dipantulkan
kembali ke kapal sebagai bunyi gema (echo),
4. Bunyi
gema (echo) ditangkap kembali oleh kapal melalui piranti Hidrofon.
5. Pengamat
mengukur waktu yang dibutuhkan oleh bunyi sejak pertama kali dikeluarkan dari
Echo Sounder hingga bunyi echo tertangkap oleh hidrofon.
Setelah
proses tersebut, bagaimana cara mengetahui kedalaman laut? Dari kapal bunyi dipancarkan
dan bergerak dengan kecepatan v.
Suatu saat akan sampai di dasar laut (h).
Sampai di dasar laut bunyi akan dipantulkan kembali ke kapal. Karena kecepatan selama proses ini dianggap sama, maka waktu yang
dibutuhkan bunyi untuk bergerak dari kapal ke
dasar laut akan sama dengan waktu yang dibutuhkan oleh bunyi pantul dari dasar laut ke kapal. Sehingga jika selang waktu
yang dibutuhkan selama proses ini adalah t,
dan jarak tempuh bunyi selama proses bolak-balik adalah 2h, maka dapat dirumuskan :
h=v.t/2
Besarnya
kecepatan perambatan bunyi di dalam air adalah sekitar 1500 m/s.
Pada
dunia kedokteran, sistem sonar diterapkan dalam teknologi Ultrasonografi (USG). USG adalah suatu teknik diagnostik pencitraan
yang menggunakan ultrasonik yaitu gelombang suara dengan frekuensi yang lebih
tinggi dari kemampuan pendengaran manusia. Teknik ini digunakan untuk mencitrakan
organ internal dan otot, ukuran serta strukturnya. Secara umum kegunaan USG
adalah membantu menegakkan diagnosis dalam berbagai kelainan organ tubuh. Pemeriksaan USG ini mengunakan frekuensi10MHz
( 1- 10 juta Hz). Gelombang suara frekuensi tinggi tersebut dihasilkan dari
kristal-kristal yang terdapat dalam suatu alat yang disebut transducer.
231 UNIT 7: Sistem Sonar
Transducer
bekerja sebagai pemancar dan sekaligus penerima gelombang suara. Pulsa listrik
yang dihasilkan oleh generator diubah menjadi energi akustik oleh transducer,
yang dipancarkan dengan arah tertentu pada bagian tubuh yang akan dipelajari.
Sebagian akan dipantulkan dan sebagian lagi akan merambat terus menembus
jaringan yang akan menimbulkan bermacam-macam echo sesuai dengan jaringan yang
dulaluinya. Pantulan echo yang berasal dari jaringan-jaringan tersebut akan
membentur transducer, dan kemudian diubah menjadi pulsa listrik lalu diperkuat dan
selanjutnya diperlihatkan dalam bentuk cahaya pada layar oscilloscope.
2 comments:
wah jadi begitu ya fungsi sonar, makasih
iya sama-sama gan...makasih sudah berkunjung...
Post a Comment
Silahkan Tinggalkan Saran dan Kritik Anda