Sensor Bawah Air Bebas Baterai yang Inovatif Memanfaatkan Suara untuk Pengumpulan Data Laut Jangka Panjang
Institut Teknologi Massachusetts, Cambridge
Untuk menyelidiki lautan, para peneliti bertujuan untuk membangun jaringan sensor yang saling berhubungan di bawah air yang mengirimkan data ke permukaan. Memasok daya yang konstan ke sejumlah sensor yang dirancang untuk bertahan lama di bawah air telah menjadi masalah besar.
Sensor piezoelektrik bawah air tanpa baterai mentransmisikan data dengan menyerap atau memantulkan gelombang suara kembali ke penerima, di mana gelombang pantulan menerjemahkan kode 1 bit dan gelombang serapan menerjemahkan kode bit 0 dan secara bersamaan menyimpan energi. (Gambar milik para peneliti)
Sistem komunikasi bawah air tanpa baterai dikembangkan yang menggunakan daya mendekati nol untuk mengirimkan data sensor. Sistem ini dapat digunakan untuk memantau suhu laut guna mempelajari perubahan iklim dan melacak kehidupan laut dalam jangka waktu lama — dan bahkan mengambil sampel air di planet yang jauh.
Sistem ini memanfaatkan dua fenomena utama:efek piezoelektrik yang terjadi ketika getaran pada material tertentu menghasilkan muatan listrik; dan hamburan balik, suatu teknik komunikasi yang biasa digunakan untuk tag RFID yang mengirimkan data dengan memantulkan sinyal nirkabel termodulasi dari tag dan kembali ke pembaca.
Pemancar mengirimkan gelombang akustik melalui air menuju sensor piezoelektrik yang menyimpan data. Ketika gelombang mengenai sensor, material bergetar dan menyimpan muatan listrik yang dihasilkan. Kemudian sensor menggunakan energi yang tersimpan untuk memantulkan gelombang kembali ke penerima – atau tidak memantulkannya sama sekali. Bergantian antara refleksi dengan cara itu sesuai dengan bit dalam data yang dikirimkan. Untuk gelombang yang dipantulkan, penerima menerjemahkan 1; jika tidak ada gelombang yang dipantulkan, penerima menerjemahkan angka 0. Menetapkan cara untuk mengirimkan 1 dan 0 memungkinkan informasi apa pun dikirim.
Inti dari sistem ini adalah node terendam, papan sirkuit yang menampung resonator piezoelektrik, unit pemanen energi, dan mikrokontroler. Semua jenis sensor dapat diintegrasikan ke dalam node dengan memprogram mikrokontroler. Proyektor akustik (pemancar) dan alat pendengar bawah air, yang disebut hidrofon (penerima), ditempatkan agak jauh.
Pemancar dan penerima harus memiliki daya tetapi dapat ditanam di kapal atau pelampung yang baterainya lebih mudah diganti, atau dihubungkan ke stopkontak di darat. Satu pemancar dan satu penerima dapat mengumpulkan informasi dari banyak sensor yang mencakup satu area atau banyak area.
Penerapannya mencakup biologi kelautan, oseanografi, meteorologi, atau bidang lain yang memerlukan penginderaan bawah air dalam jangka panjang dan tidak memerlukan banyak usaha manusia. Sistem ini juga dapat digunakan untuk mengumpulkan data tentang lautan bawah permukaan yang baru ditemukan di bulan terbesar Saturnus, Titan. Pada bulan Juni, NASA mengumumkan misi Dragonfly untuk mengirim penjelajah pada tahun 2026 untuk menjelajahi Bulan, mengambil sampel reservoir air, dan situs lainnya.
Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Abby Abazorius di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya.; 617-253-2709.
