LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING

Transkripsi

1 FISIKA- INSTRUMENTASI LAPORAN PENELITIAN HIBAH BERSAING RANCANG BANGUN SISTEM INSTRUMENTASI UNTUK MONITORING LEVEL VIBRASI DAN PEMBEBANAN BANGUNAN STRUKTUR DI BANYAK TITIK SECARA ONLINE (tahun kedua) Dr.Eng. Didik R. Santoso, M.Si. Adi Susilo, M.Si., Ph.D. Wayan Firdaus Mahmudy, S.Si., MT. Dibiayai oleh Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional, Melalui DIPA Universitas Brawijaya Nomor: / /XV/2009, tanggal 31 Desember 2008 dan berdasarkan SK Rektor Nomor: 147/SK/2009 UNIVERSITAS BRAWIJAYA NOPEMBER

2 2

3 RINGKASAN Untuk menjaga keberadaan bangunan infrastruktur dalam kondisi yang tetap aman, perlu dilakukan pemantauan atau monitoring bangunan infrastruktur tersebut secara periodik. Tujuan dari proses monitoring ini adalah untuk mendapatkan data yang mutakhir tentang kondisi strukturnya, dan selanjutnya data tersebut dapat digunakan sebagai salah parameter untuk menentukan apakah bangunan tersebut masih dalam kondisi yang aman atau tidak. Sistem instrumen yang digunakan untuk monitoring kondisi bangunan umumnya sangat kompleks, sehingga menjadikannya berharga mahal. Penelitian ini bertujuan merancangbangun suatu sistem instrumen yang sederhana dan murah untuk keperluan structural health monitoring (SHM). Parameter fisis yang dimonitor adalah besarnya vibrasi suatu banguan. Sistem instrumentasi yang dibangun dibagi menjadi dua unit utama yaitu RTU (Remote Terminal Unit) sebagai unit sensing dan akuisisi data serta MTU (Master Terminal Unit) sebagai unit kontrol dan logger data. Dalam pelaksanaannya, kegiatan penelitian ini dikerjakan dalam dua tahap. Tahap pertama difokuskan pada pembuatan sistem akuisisi dan logger data, sedangkan pada tahap kedua difokuskan pada pengembangan dan standarisasi sensor vibrasi serta pengembangan sistem komunikasi data RTU-MTU secara nirkabel (wireless) dengan menggunakan sistem telemetri radio digital. Pada penelitian tahap pertama telah berhasil dibuat empat unit RTU dan sebuah unit MTU. Unit RTU dikembangkan dengan menggunakan komponen utama berupa mikrokontroler PIC 16F877, sedangkan unit MTU dibangun berbasis sebuah PC. Komunikasi data antara unit-unit RTU dan unit MTU dilaksanakan menggunakan jaringan fieldbus multidrop dengan arsitektur single master multi slave. Dengan sistem ini, maka vibrasi dan parameter-parameter fisis yang lainnya dapat dimonitor sampai dengan 127 titik pengamatan secara online. Sensor vibrasi yang digunakan pada penelitian tahap pertama ini adalah transduser piezoelektrik jenis film PVDF. Dari hasil ujicoba yang telah dilakukan terhadap keseluruhan sistem instrumentasi, menunjukkan bahwa sistem telah dapat berjalan dengan baik sesuai yang diharapkan. Agar memenuhi standar dalam pengukuran level vibrasi dan pembebanan pada bangunan struktur, maka harus digunakan sensor yang telah terkalibrasi dan terstandarisasi. Untuk itu pada penelitian tahap kedua ini dilakukan pengembangan sensor vibrasi dengan 3

4 menggunakan sensor komersial jenis MEMS accelerometer. Sesuai dengan namanya, sensor ini merupakan sensor percepatan, sehingga parameter vibrasi mekanik yang terukur oleh sensor adalah percepatan vibrasinya. Dengan bantuan software pemroses sinyal, parameter percepatan ini dapat diubah menjadi kecepatan maupun simpangan. Dalam rangka meningkatkan performance dari sistem instrumen yang dibuat, khususnya masalah komunikasi data, maka pada kegiatan penelitian ini juga dikembangkan sistem komunikasi data nirkabel (wireless) dengan menggunakan sistem telemetri radio digital. Ujicoba telah dilakukan terhadap sistem peralatan yang dibangun, baik per bagian ataupun secara keseluruhan sebagai suatu sistem, dan memberikan hasil yang cukup baik. 4

5 DAFTAR PUSTAKA [1] P. Omenzetter, J.M.W. Brownjohn, and P. Moyo, Identification of unusual events in multi-channel bridge monitoring data, Mechanical system and signal processing, 2004; 18: [2] P. Sandip, A. Rakshit, Development of network capable smart transducer interface for traditional sensors and actuators, Sensor and Actuator A, 2004; 112: [3] H.V. Auweraer, B.Peeters, Sensor and systems for structural health monitoring, J. Structural Control, 2003; 10: [4] C. C. Peter, F. Alison, S.C. Liu, Review Paper: Health Monitoring of Civil Infrastructure, Structural Health Monitoring, 2003; 2(3): [5] Alan S Morris, Measurement & Instrumentation Principles, Butterworth-Hinemann, Esevier, Great Britain, [6] Freescale, MMA7260Q XYZ Three-Axis Low g Acceleration Sensor, alamat internet: MMA7260QFS.pdf., Tanggal akses 13 Juni 2009 [7] A.H.G. Al-Dhaher, Integrating hardware and software for the development of microcontroller-based systems, Microprocessors and Microsystems 2001; 25: [8] B. Miodrag, D. Vujo, S. Branko, Distributed measurement and control system based on microcontrollers with automatic program generation, Sensor and Actuator A, 2001; 90: [9] Anonymous, PIC16F87x, datasheet 28/40-pins 8-bits CMOS Flash Microcontroller, Microchip Technology Inc., [10] Tanutama, Modulasi Data Digital. Tanggal akses: 26 Juni [11] Stallings, W., Computer and Data Comunication. Alih Bahasa: Andi Susilo, Jakarta, [12] Tanggal Akses: 16 Maret