Perpustakaan Digital ITB

Keberadaan pohon di lingkungan Kampus Ganesha Institut Teknologi Bandung memberikan manfaat ekologis sekaligus menghadirkan risiko keselamatan akibat kegagalan dahan. Kegagalan tersebut dapat terjadi secara tiba-tiba, merusak kendaraan dan fasilitas, serta membahayakan manusia. Pemeriksaan yang diterapkan saat ini masih mengandalkan inspeksi visual berkala yang bersifat subjektif dan tidak dapat menangkap degradasi internal maupun kejadian transien secara kontinu. Tugas akhir ini bertujuan untuk mengembangkan sistem pemantauan kesehatan struktural dahan berbasis IoT yang dapat merekam perilaku dahan, mengekstraksi parameter biomekanis, menyimpan hasil pemantauan, dan menyampaikan peringatan kepada pengguna sebagai data pendukung tindakan mitigasi. Bagian yang dikerjakan dalam tugas akhir ini meliputi subsistem node, server, dan power supply beserta integrasinya dengan sensor emisi akustik. Node menggunakan mikrokontroler ESP32-S3 dan sensor LSM6DS3 untuk membaca akselerasi linear dan kecepatan sudut tiga sumbu pada frekuensi 52 Hz. Data inersial diolah secara lokal menggunakan adaptive complementary filter untuk memperkirakan kemiringan dahan. TKEO digunakan untuk mengidentifikasi gangguan, sedangkan fase peluruhan bebas dianalisis untuk memperoleh frekuensi natural dan rasio redaman. Frekuensi natural dihitung menggunakan FFT dengan Hann window, zero-padding, dan segmentasi tumpang-tindih untuk menyesuaikan panjang rekaman. Data mentah, telemetri, dan peringatan disimpan pada MicroSD melalui mekanisme queue agar pencatatan tetap berjalan ketika jaringan mengalami gangguan. Pesan yang belum terkirim kemudian diteruskan menggunakan MQTT melalui Wi-Fi. Subsistem server menerima telemetri dari beberapa node melalui broker MQTT, menyimpan data, dan menyediakan mekanisme analisis lanjutan. Antarmuka web menampilkan kondisi node, riwayat parameter, grafik pemantauan, dan pengaturan konfigurasi. Perubahan kemiringan yang terjadi secara bertahap maupun tiba-tiba dapat menghasilkan label peringatan pada antarmuka. Bot Telegram digunakan sebagai antarmuka tambahan untuk menyampaikan peringatan secara langsung kepada pengguna. Subsistem power supply menggunakan baterai tiga sel dengan jalur distribusi 12 V untuk mengurangi rugi daya pada kabel, sedangkan tegangan pada tiap perangkat diturunkan menggunakan buck converter. Setiap jalur keluaran dilindungi oleh sekring. Seluruh perangkat dipasang secara non-intrusif menggunakan tali pengikat dan ditempatkan di dalam kotak pelindung. Pengujian dilakukan menggunakan testbench dahan kantilever dengan tiga spesimen berdiameter 26–36 mm. Kerusakan struktural disimulasikan melalui pemotongan melintang sebesar 0%, 25%, dan 50% diameter. Node berhasil mendeteksi interval gangguan dan ii peluruhan bebas serta menghitung parameter biomekanis dari setiap uji tarik-dan-lepas. Pada spesimen utuh, frekuensi natural tetap berada di sekitar 13,1 Hz untuk perpindahan 30–100 mm, yang menunjukkan bahwa hasil pengukuran tidak bergantung kuat pada besar masukan dalam rentang pengujian. Peningkatan kedalaman potongan menghasilkan kecenderungan penurunan frekuensi natural pada ketiga spesimen, sehingga parameter tersebut menjadi indikator degradasi yang paling konsisten. Sebaliknya, rasio redaman belum menunjukkan hubungan yang konsisten terhadap tingkat kerusakan. Stress test menunjukkan bahwa sistem terintegrasi mampu menerima data sensor, mengolah data pada node, mengirim telemetri dan peringatan ke server, menampilkan hasil melalui web, serta meneruskan notifikasi melalui Telegram. Sistem menggunakan sampling rate 52 Hz, dengan kapasitas penyimpanan lokal lebih dari satu hari, akses oleh sedikitnya tiga pengguna, jangkauan jaringan pada lokasi pengujian di Kampus Ganesha, dan biaya pembuatan sekitar satu juta rupiah. Namun, resolusi efektif kemiringan hanya mencapai 0,1°, kapasitas daya diperkirakan 4,3 hari dari target 14 hari, dimensi node sedikit melebihi target, perlindungan enklosur baru mencapai IP43, dan antarmuka web belum memiliki autentikasi. Pengujian juga masih terbatas pada spesimen dahan terlepas dalam kondisi terkendali dan belum melibatkan pengguna akhir. Dengan demikian, sistem berhasil membuktikan konsep pemantauan dahan secara terintegrasi dan menunjukkan frekuensi natural sebagai parameter potensial untuk memantau perubahan kondisi struktural, tetapi masih memerlukan penyempurnaan sebelum diterapkan untuk pemantauan jangka panjang pada pohon hidup.