📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen

AKUISISI TIME-OF-FLIGHT AKUSTIK UNTUK TOMOGRAFI SONIK PADA POHON: SISTEM DAQ FIRMWARE DAN SOFTWARE

Tomografi gelombang tegangan akustik (acoustic stress-wave tomography) menilai kondisi internal pohon berdiri dengan menginversi waktu tempuh (Time-of-Flight/ToF) gelombang impak yang melintasi cincin sensor menjadi peta kecepatan akustik. Tugas akhir ini mengembangkan sistem akuisisi data (DAQ) digital beserta alur perangkat lunaknya yang dirancang untuk menghasilkan pembacaan ToF yang valid dan konsisten. Subsistem firmware diimplementasikan pada mikrokontroler Teensy 4.1 dan mencuplik delapan kanal sensor piezoelektrik pada 125 kilosampel per detik (kSPS) melalui dua pengubah analog-ke-digital (Analog-to-Digital Converter, ADC) tersinkron dengan skema time-division multiplexing empat pasang. Subsistem perangkat lunak, berupa aplikasi desktop Python/PySide6 berbasis Model-View-Controller, menentukan titik kedatangan (onset) tiap kanal, membentuk matriks ToF dan kecepatan 8×8, serta menyimpannya pada basis data SQLite lokal. Empat algoritma deteksi onset, yaitu Akaike Information Criterion (AIC), Hinkley, Fisher, dan statistical threshold, dievaluasi pada kondisi identik, dan AIC berjendela dipilih sebagai baseline karena menandai first break sebenarnya secara konsisten. Sebuah tahap penanganan outlier yang memadukan penapisan Median Absolute Deviation (MAD) dengan pemilihan ulang memulihkan kanal yang terpengaruh artefak onset dini. Hasil implementasi menunjukkan firmware mempertahankan laju cuplik 125 kSPS secara kontinu dengan headroom waktu sekitar 24% dan tanpa kehilangan data (0%). Deteksi onset AIC mencapai koefisien variasi (CV) di bawah 10% (4,1-6,1%). Sistem divalidasi pada kayu Gmelina yang sehat (galat resiprositas 6,32%, kecepatan 905-1.498 m/s) dan kayu Trembesi yang berongga (galat resiprositas 4,91%, kecepatan 1.144-1.927 m/s); pada kedua spesimen data ToF konsisten dan valid, dan tomogram rekonstruksinya benar, yaitu tanpa rongga pada Gmelina dan menampilkan rongga seluas sekitar 9,1% dari luas penampang pada Trembesi. Evaluasi System Usability Scale (SUS) terhadap antarmuka aplikasi memperoleh skor rata-rata 78,61 dari sembilan responden (kategori good), yang menegaskan bahwa keseluruhan alur kerja dari akuisisi hingga analisis dapat digunakan di lapangan.