Perpustakaan Digital ITB

Dalam proses pemeliharaan dan perawatan pohon di lingkungan Ruang Terbuka Hijau (RTH), beberapa instansi, seperti pemerintahan dan lembaga pendidikan, membutuhkan pihak ketiga untuk membantu melakukan pengamatan serta pengecekan kondisi kesehatan pohon yang ditanam. Dalam kegiatan tersebut, diperlukan konsultan pemeliharaan dan perawatan pohon, seperti peneliti pohon, arborist, dan dosen kehutanan, yang dapat menganalisis kondisi pohon dengan baik. Namun, hingga saat ini, peneliti pohon masih menggunakan metode penilaian visual (visual assessment) dan Forest Health Monitoring (FHM) dalam melakukan pengecekan kesehatan pohon. Metode tersebut memiliki keterbatasan karena peneliti tidak dapat mengamati kondisi internal batang pohon secara langsung. Padahal, struktur batang merupakan bagian utama yang menentukan kekuatan pohon agar tidak tumbang. Oleh karena itu, penulis dan tim mahasiswa tugas akhir merancang alat bernama Terawang, yang dapat menganalisis kondisi internal batang pohon berdasarkan citra tomografi dua dimensi yang dihasilkan oleh alat tersebut. Citra tomografi pada alat Terawang dihasilkan dari pengolahan data kecepatan rambat gelombang akustik di dalam batang pohon, yang dideteksi oleh sensor. Kecepatan rambat gelombang akustik diperoleh dari hasil pembagian antara jarak antar sensor dengan waktu perambatan gelombang akustik di antara dua sensor. Penghitungan kecepatan rambat gelombang akustik dilakukan oleh aplikasi Terawang yang dipasang pada smartphone dengan mempertimbangkan data geometri pohon. Data geometri pohon diperoleh dari pengukuran manual menggunakan meteran pohon, kemudian data tersebut dimasukkan ke dalam aplikasi Terawang. Sementara itu, penghitungan waktu perambatan gelombang akustik (Time of Flight/ToF) diperoleh dari timer mikrokontroler berdasarkan pendeteksian sinyal digital dari delapan sensor yang dipasang mengelilingi pohon dengan jarak antar sensor yang telah ditentukan. ToF diperoleh dari perbedaan durasi waktu puncak sinyal akustik yang diterima oleh sensor penerima dibandingkan dengan sensor sumber sinyal akustik. Perbedaan waktu tersebut dihitung menggunakan timer pada mikrokontroler, yang memiliki ketelitian sebesar 1 mikrodetik. Hasil ToF yang diperoleh dari kedelapan sensor dikirimkan ke aplikasi melalui komunikasi nirkabel untuk diproses menjadi data kecepatan ii rambat, yang kemudian ditampilkan pada aplikasi Terawang. Data kecepatan rambat di setiap sensor selanjutnya digunakan oleh aplikasi Terawang untuk membuat citra tomografi dua dimensi, yang merepresentasikan kondisi internal pohon. Dari keseluruhan sistem alat Terawang, penulis melakukan desain dan implementasi pada bagian pemrosesan data Time of Flight (ToF). Terdapat tiga subsistem dalam bagian tersebut, yaitu subsistem data akuisisi dengan komponen utama sensor KY-037, subsistem kontrol dan pemrosesan data dengan komponen utama mikrokontroler Teensy 4.1, serta subsistem komunikasi nirkabel dengan komponen utama modul Bluetooth HC-05. Berdasarkan implementasi dan pengujian yang telah dilakukan, pemrosesan data ToF dapat berjalan dengan baik, sehingga data ToF dapat diolah dan ditampilkan oleh aplikasi Terawang menjadi data kecepatan. Dari pengujian yang dilakukan pada media uji berupa potongan penampang batang kayu trembesi dengan diameter 50 cm, diperoleh nilai standar deviasi kurang dari 10 mikrodetik pada pengujian sensor acuan 1, 2, 3, 4, 6, 7, dan 8. Sementara itu, pada pengujian sensor acuan 5, diperoleh nilai standar deviasi sebesar 15–20 mikrodetik. Tingkat akurasi dan presisi hasil pengujian dipengaruhi oleh tingkat sensitivitas masing-masing sensor.