Gunakan sensor node buatan Fraunhofer sebagai alat komunikasi yang lebih ekonomis. Kenapa? Teknologi ini tidak menggunakan kabel atau nirkabel yang juga dikenal dengan wireless.
Penulis/editor: Rayendra L. Toruan
mmINDUSTRI.co.id – Salah satu keunggulan teknologi digital adalah makin banyak perangkat yang saling terhubung secara nirkabel atau tanpa kabel—lazim disebut wireless—namun terkoneksi atau satu sama lain dengan bantuan sensor cerdas.
Sensor cerdas itu disebut dengan sensor node dikenal sebagai mote—terutama di belahan Amerika Utara—merupakan node dalam jaringan sensor yang mampu melakukan beberapa pemrosesan, mengumpulkan informasi secara sensorik.
Selanjutnya perangkat itu berkomunikasi dengan node lain yang terhubung dalam jaringan.
Aplikasi Internet of Things terus berkembang, dan menghabiskan lebih banyak daya.
Untuk mengatasi masalah ini, proyek ZEPOWEL milik Fraunhofer, mendorong pengembangan perangkat keras yang tidak hanya membuat sensor hemat energi, tetapi memungkinkannya untuk menghemat energi.
Sebagai langkah awal, proyek ini berfokus pada dua sensor node yakni, satu berfungsi untuk mengontrol mesin, dan yang kedua berguna untuk mengukur kualitas udara misalnya di kota.
Apakah sensor node dapat melindungi rumah dari penyusup, atau mengawasi mesin di pabrik? Penggunaan sensor untuk tujuan pemantauan dan pengendalian terus meningkat belakangan ini.
Ada alat sensor yang melaporkan saat jendela dibuka secara tiba-tiba. Lain lagi sensor yang mendaftar saat mesin tidak bekerja dan membuang-buang energi dengan menyebutkan beberapa contoh.
Dengan bantuan mikrokontroler, perangkat kecil ini menganalisis situasi sehingga alat sensor kemudian mengeluarkan sinyal melalui unit nirkabel dan menerima instruksi.
Mengingat semakin banyak perangkat semacam itu yang dikenal sebagai sensor node, para ahli menggunakan istilah Internet of Things (IoT) selama bertahun-tahun hingga sekarang.
Sebuah jaringan yang akan melihat masa depan di mana jutaan perangkat terhubung melalui Internet digunakan di rumah mau pun sebagai aplikasi industri kita sendiri.
Sejumlah besar sensor node yang telah digunakan sejauh ini telah menghabiskan banyak energi.
Contohnya sejak tahun 2013, konsumsi energi semua perangkat jaringan secara global sama dengan total kebutuhan energi listrik di Jerman secara keseluruhan, ini menurut sebuah studi yang dilakukan oleh International Energy Agency di Paris, Prancis.
Dengan latar belakang penelitian itu, delapan Institut Fraunhofer bergabung dan membentuk proyek milik Fraunhofer yang disebut ZEPOWEL. Proyek itu bertujuan untuk mengembangkan sensor node yang sangat hemat energi.
Tahun 2021, akan diperkenalkan dua solusi yang mendekati tantangan yang disajikan oleh konsumsi energi dari dua perspektif yang berbeda.
Salah satunya melibatkan sensor node swasembada yang memasok sendiri dengan energi dan mengumpulkan data lingkungan tentang kualitas udara, misalnya.
Yang lainnya melibatkan sensor node yang mencatat status operasi mesin, motor, atau pompa untuk mengurangi konsumsi energinya secara drastis.
“Perangkat keras sensor node yang kami kembangkan dalam proyek ini membedakan dirinya karena dapat dibangun secara modular dari berbagai blok bangunan, dan memungkinkannya untuk disesuaikan dengan berbagai aplikasi,” jelas Erik Jung, anggota tim proyek di Institut Fraunhofer.
Lembaga Institut Fraunhofer untuk reliabilitas dan Integrasi Mikro IZM yang menggabungkan perkembangan individu dari lembaga yang berpartisipasi guna menciptakan keseluruhan fungsi.
“Sejumlah mitra menyumbangkan wawasan mereka tentang cara membuat chip dan kontrol elektronik yang efisien. Sementara yang lain menawarkan keahlian dalam membuat baterai dan konverter energi yang kecil dan efisien, serta tentang protokol nirkabel yang aman,” tutur Erik Jung.
Apakah sensor dapat swasembada di kota cerdas? Fitur penting dari sensor node secara mandiri, yang dikenal sebagai node kota pintar merupakan node masuk ke mode “tidur nyenyak” sehingga energi lebih hemat saat tidak diperlukan.
Dalam keadaan ini, hanya mengkonsumsi beberapa nanowatt. Alat itu hanya menyala ketika diaktifkan secara nirkabel – sehingga dapat mengukur materi partikular dan mengirimkan pengukuran menggunakan teknologi nirkabel, misalnya.
Sensor node di kota cerdas diatur untuk dipasang di mobil dan bus selama beberapa bulan. Memanfaatkan konverter energi, maka alat memperoleh kekuatannya dari getaran yang dialaminya selama perjalanan.
“Node ini kecil dan terjangkau, tidak memerlukan perawatan, dan dapat digunakan di banyak tempat dan memungkinkan untuk membangun jaringan pengukuran yang sangat terintegrasi,” kata Erik Jung anggota tim proyek milik Institut Fraunhofer itu.
Di masa depan, sensor seperti ini juga dapat digunakan dalam aplikasi pertanian untuk mengukur kelembapan tanah dan kandungan nutrisi di lokasi tertentu dengan tingkat presisi tinggi.
Hal itu memungkinkan petani untuk mengairi dan menyuburkan tanah dengan cara yang lebih bertarget. Pertanian presisi berbasis sensor ini mendapatkan momentum, tambah Erik Jung melalui rilisnya.
Jenis sensor node kedua akan digunakan pada mesin dengan motor yang awalnya diterapkan di peralatan mesin—suplai mitra pelaku industri. Banyak mesin yang harus dihidupkan dan dihentikan secara manual yang masih digunakan.
Setelah pesanan selesai, mesin terus mati dan tidak bekerja sampai seseorang menekan tombol on atau off.
Selain teknologi pengukuran, sensor node baru sekarang berisi elektronika daya inovatif untuk pemicuan 15 kilowatt pada tegangan switching hingga 850 volt.
Node tersebut terhubung ke mesin dan kemudian dapat menyalakan dan mematikannya atau mengoperasikannya pada kecepatan yang diperlukan.
“Di dunia industri, masih banyak mesin yang kecepatannya tidak dikontrol,” ujar Erik Jung. “Menggantinya dengan mesin baru sangat mahal, masuk akal untuk melengkapinya dengan sensor node cerdas,” tambah Erik Jung.
“Perkiraan kasar, emisi karbon dioksida di seluruh Jerman akan berkurang sekitar 20 persen jika industri menggunakan sensor cerdas secara ekstensif dengan kontrol yang terintegrasi,” kata Erik Jung meyakinkan.
Proyek besar ZEPOWEL menunjukkan hasil yang dapat dikerjakan.
Mendeteksi Pernapasan untuk Mengetahui Kanker, Hiruplah Udara Berkualitas 