Penelitian - Dosen dan mahasiswa Program Studi Teknik Elektro Institut Teknologi (ITK), Adi Mahmud Jaya Marindra, S.T., M.Eng., Ph.D. dan Mohammad Iqbal Ditrinov, mengembangkan sensor radar untuk uji non-destruktif dan monitoring infrastruktur. Penelitian berjudul “Implementasi Sistem Sensor Radar Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) Menggunakan Software Defined Radio (SDR) Untuk Structural Health Monitoring” ini didanai oleh Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat (LPPM) ITK dan masuk pada kategori Penelitian Dasar Stimulus Unggulan (PDSU). Pada 26 Oktober 2022, penelitian ini dipresentasikan dan menerima penghargaan Best Paper Award pada seminar internasional the 4th BICAME 2022 di Hotel Grand Jatra Balikpapan. Penelitian terkait sensor dan monitoring cerdas ini dapat dilanjutkan untuk masuk pada topik-topik penelitian pusat riset smart city atau kemaritiman di ITK.
Rencana ibu kota negara (IKN) baru di wilayah Kalimantan Timur memerlukan teknologi pendukung pembangunan dan keamanan infrastruktur yang berkelanjutan. Implementasi smart city pada IKN baru memerlukan digitalisasi di segala bidang, termasuk infrastruktur. Tanpa melibatkan teknologi modern, pembangunan infrastruktur akan beresiko. Misalnya infrastruktur bawah tanah memerlukan teknologi uji non-destruktif seperti ground penetrating radar (GPR) untuk memastikan posisi struktur logam di bawah lapisan tanah seperti jalur pipa dan kabel bawah tanah. Selain itu, infrastruktur publik berukuran besar seperti gedung, jembatan, pembangkit listrik, bendungan, dan lain-lain, memiliki resiko berubah kemiringan atau posisinya bahkan hingga mengalami runtuh. Infrastruktur rusak karena tidak dimonitor dapat menyebabkan kerugian ekonomi bahkan kerugian jiwa.
Penelitian ini mengembangkan teknologi sensor radar sebagai GPR dan monitoring kemiringan struktur. Sensor radar dipilih karena bersifat wireless dengan memanfaatkan gelombang radio yang mampu mendeteksi benda logam bawah tanah atau perubahan kondisi struktur yang ada di sekitarnya. Agar biaya pengembangan cukup rendah, digunakan software defined radio (SDR) yang merupakan platform perangkat keras yang programmable sehingga dapat digunakan untuk membuat prototipe radar melalui software. Sistem terdiri dari sebuah, SDR Blade-RF Micro XA4, sepasang antena pengirim dan penerima gelombang radio dengan tipe Vivaldi, dan komputer untuk pengolahan data. Sistem sensor radar dapat dibuat agar multifungsi sehingga dapat digunakan sebagai alat uji-nondestruktif dan monitoring kemiringan struktur. Sistem diprogram melalui GNU Radio agar memancarkan gelombang radio pada frekuensi 2.5 GHz. Sinyal yang diterima berupa data yang dapat dianalisis dan menunjukan deteksi benda di bawah tanah atau perubahan kemiringan infrastruktur.
Beberapa eksperimen telah dilakukan di laboratorium ITK. Percobaan pertama yaitu pada studi kasus penggunaan sensor radar sebagai GPR. Sensor radar ditempatkan di atas tanah yang di dalamnya terdapat sampel logam. Dari hasil eksperimen, radar mampu mempenetrasi tanah sehingga sampel logam yang berbeda ukuran dapat dideteksi melalui sinyal power spectral density (PSD). Rata-rata PSD berbanding lurus dengan ukuran logam yang ditempatkan di bawah tanah. Dibandingkan dengan GPR konvensional, sensor radar yang dikembangkan memiliki kemempuan deteksi ukuran dan kedalaman yang kuantitatif. Percobaan kedua yang dilakukan adalah menguji sensor radar untuk memonitor kemiringan struktur. Sebagai (proof-of-concept), digunakan rak bertingkat untuk mensimulasikan sebuah struktur. Hasil percobaan menunjukkan bahwa sensor radar juga mampu mendeteksi perubahan kemiringan rak yang divalidasi dengan pengukuran menggunakan instrumen lain. Selanjutnya, penelitian akan dikembangkan lebih lanjut untuk pendeteksian dan pengolahan sinyal secara real-time. Selain itu, sistem juga akan dibuat berukuran lebih kecil dan terhubung ke internet untuk mewujudkan structural health monitoring (SHM) berbasis Internet of Things (IoT).
LPPM - Institut Teknologi Kalimantan