Optimasi Sensor Pada Sistem Deteksi Kebakaran Untuk Kebutuhan Jaringan Sensor Nirkabel

Rachman, Fathur Zaini (2023) Optimasi Sensor Pada Sistem Deteksi Kebakaran Untuk Kebutuhan Jaringan Sensor Nirkabel. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 07111960010004-Dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2025. Download (10MB) | Request a copy

Abstract

Sensor UV adalah detektor ultraviolet yang memiliki sensitivitas tinggi dengan lebar deteksi hingga 180o, sensor mendeteksi langsung ke benda dan mendapatkan informasi dari lebar sudut deteksi. Sensor digunakan untuk deteksi nyala api sehingga menghasilkan peringatan berupa alarm. karena rendah dalam energi, komputasi dan memori sehingga sensor tersebut dapat diterapkan pada berbagai implementasi seperti pada jaringan sensor nirkabel (JSN), dimana masih memiliki keterbatasan dalam mendeteksi kebakaran yang fokus pada titik api.
Sistem deteksi yang menggunakan sensor UV telah dikembangkan adalah mendeteksi foton dalam kisaran panjang gelombang (180 – 280 nm), dimana dalam proses sinyal analog yang secara continuous untuk menghindari efek percikan api dan false alarm . pada penelitian lain, sistem pengindraan dengan penggunaan bandpass filter yang dikembangkan untuk dapat mendeteksi nyala api yang berpotensi bahaya untuk perangkat industri . Disertasi ini mengembangkan lebih untuk dengan fokus pada optimasi deteksi dengan teknik scanning radial untuk menurunkan false alarm dan missed detection. Teknik tersebut mempemrosesan sinyal digital untuk meningkatkan probabilitas kebenaran pada sistem deteksi.
Tahap awal penelitian ini adalah merancang sistem deteksi berbasis scanning sektor radial untuk optimasi deteksi. Dimana, sensor bergerak azimut dari 0o hingga 360o searah jarum jam (counterwise (CW)) untuk mendapatkan optimasi sudut deteksi keseluruhan. Scanning sektor berdasarkan lebar barrier sensor, semakin kecil lebar barrier maka semakin banyak jumlah sektror yang dapat dideteksi. Pada teknik scanning sektor, data deteksi disimpan pada array 1 dimensi (1-D). Mikrokontroler melakukan komputasi dan representasi data yang kemudian dikirim ke komputer. Selanjutnya, perbaikan metode scanning CW dengan menggunakan metode scanning CW/CCW untuk korelasi data antar array, sehingga menurunkan false alarm dan missed detection.
Tahap berikutnya, sistem deteksi berbasis scanning pixel digunakan untuk meningkatkan sensitivitas dan akurasi deteksi pada area deteksi. Sistem tersebut bergerak pada sudut azimut (0o hingga 360o) dan elevasi (down-up dari 0o hingga 180o) dengan menggunakan 2 motor. Pada penelitian ini, resolusi gambar berdasarkan lebar barrier sudut azimut dan elevasi. Hasil scanning pixel disimpan pada array 2 dimensi (2-D) dan dikomputasi oleh sistem tertanam. Hasil tersebut dikirim ke komputer untuk dapat ditampilkan hasil resolusi citra api 2-D.
Hasil pengujian, sistem deteksi berbasis scanning sektor CW terjadi peningkatan sensitivitas deteksi 53 % menggunakan lebar azimut sensor = 5.625o dan 29 % menggunakan lebar barrier sensor = 11,25o dibandingan dengan teknik konvensional yang memiliki lebar sudut hingga 180o. Pada korelasi data sensor UV dengan metode scanning CW/CCW terjadi peningkatan sensitivitas deteksi 37,14 % menggunakan lebar barrier sensor = 11,25o dan 48,66 % menggunakan barrier 5,623o. Pada sistem deteksi berbasis pixel memiliki akurasi deteksi terbaik adalah 97.79 % untuk resolusi 64 x 36 dengan representasi citra api 2-D pada komputer.

================================================================================================================================
The UV sensor is an ultraviolet detector that has a high sensitivity with a
detection width of up to 180o, the sensor detects objects directly and gets
information from a wide detection angle. The sensor is used for flame detection to
produce an alarm warning. Because it is low in energy, computation and memory,
the sensor can be applied in various implementations such as wireless sensor
networks (WSN), which still have limitations in detecting fires that focus on
hotspots.
The detection system that uses UV sensors has been developed to detect
photons in the wavelength range (180 – 280 nm), which process analog signals
continuously to avoid the effects of sparks and false alarms. In another study, a
sensing system using a bandpass filter was developed to be able to detect flames
that are potentially dangerous for industrial devices. This dissertation develops
more to focus on optimizing detection with radial scanning techniques to reduce
false alarms and missed detection. The technique processes digital signals to
increase the probability of correct in the detection system.
The initial stage of this research is to design a detection system based on
radial sector scanning to optimize detection. Where, the sensor moves azimuth
from 0o to 360o clockwise (CW) to get the overall detection angle optimization.
Sector scanning based on the width of the sensor barrier, the smaller the barrier
width, the more sectors that can be detected. In the sector scanning technique,
detection data is stored in a 1-dimensional (1-D) array. The microcontroller
performs computation and data representation which is then sent to the computer.
Furthermore, the CW scanning method is improved by using the CW/CCW
scanning method for data correlation between arrays, thereby reducing false
vi
alarms and missed detection.
In the next stage, a pixel scanning-based detection system is used to
increase the sensitivity and accuracy of detection in the detection area. The system
moves at azimuth (0o
to 360o
) and elevation (down-up from 0o
to 180o
) using 2
motors. In this study, image resolution is based on the azimuth angle and
elevation of the barrier width. Pixel scanning results are stored in a 2-dimensional
(2-D) array and computed by the embedded system. These results are sent to a
computer to be able to display the results of 2-D fire image resolution.
The test results show that the CW sector scanning-based detection system
has an increase in detection sensitivity of 53 % using an azimuth sensor width =
5.625o
and 29 % using a barrier sensor width = 11.25o
compared to conventional
techniques which have an angle width of up to 180o
. In the correlation of UV
sensor data with the CW/CCW scanning method, there was an increase in
detection sensitivity of 37.14 % using a sensor barrier width = 11.25o
and 48.66 %
using 5.623o
. The pixel-based detection system has the best detection accuracy of
97.79 % for 64 x 36 resolution with 2-D fire image representation on a computer.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Sensor UV, scanning sektor, scanning pixel, korelasi data, citra api 2 dimensi.
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK5103.2 Wireless communication systems. Two way wireless communication T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK7878 Electronic instruments
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Electrical Engineering > 20001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Fathur Zaini Rachman
Date Deposited:	28 Feb 2023 06:57
Last Modified:	28 Feb 2023 06:57
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/97711

Actions (login required)

View Item