Mengapa Sensor Radar Sangat Memungkinkan Penerapan IoT Cerdas?

Media Digital
Jumat, 31 Maret 2023 | 10:00 WIB
Foto: Mengapa Sensor Radar Sangat Memungkinkan Penerapan IoT Cerdas?/Infineon
Foto: Mengapa Sensor Radar Sangat Memungkinkan Penerapan IoT Cerdas?/Infineon
Bagikan

Bisnis.com, Jakarta - Lebih dari dua puluh tahun setelah istilah “Internet of Things” (IoT) diperkenalkan, dunia perlahan-lahan menjadi terhubung oleh jutaan sensor dan perangkat. Perangkat IoT sudah digunakan untuk kehidupan yang lebih baik dan lebih cerdas sehingga menghemat biaya dan meningkatkan kualitas hidup.

Pasar mengharapkan perangkat cerdas dan penerapannya mengalami pertumbuhan yang dinamis seiring makin banyak konsumen mencari kenyamanan yang lebih baik, efisiensi energi, dan manfaat keamanan dari teknologi cerdas. Berdasarkan penelitian pasar Statista, pasar IoT global akan bernilai sekitar 1,6 triliun dolar AS pada tahun 2025.

Salah satu faktor yang mendorong pertumbuhan pasar ini adalah munculnya penerapan “penginderaan intuitif” sehingga manusia dapat berinteraksi dengan perangkat cerdas melalui cara yang lebih alami dan lancar. Penerapan penginderaan intuitif mengandalkan serangkaian sistem penginderaan non-intrusif yang memberikan kemampuan perseptif baru dalam penerapan IoT.

Sistem penginderaan intuitif memungkinkan penerapan IoT untuk “melihat”, “mendengar”, “membau”, “mengenali”, dan memahami lingkungan sekitar. Dengan demikian, sistem ini membuka cakrawala baru bagi teknologi IoT dalam berbagai bidang, seperti rumah cerdas, keamanan, dan industri.

Memperkenalkan Sensor Radar

Mengapa Sensor Radar Sangat Memungkinkan Penerapan IoT Cerdas?
Foto: Infineon

Dalam cakupan sistem dan penerapan IoT, sensor radar adalah perangkat yang mampu merasakan dan kemungkinan melacak satu benda atau lebih. Berbeda dengan Frekuensi Radio (RF) lain yang berbasis sistem sensor nirkabel pasif/aktif, sensor radar bersifat aktif karena dapat mengirimkan sinyal dan menerima gemanya.

Teknologi radar memungkinkan perkiraan kecepatan, arah, dan rentang target (jarak dari pengirim/penerima radar). Selain itu, ada sensor radar yang dapat mendeteksi pergerakan kecil dan bahkan kehadiran manusia, berkat sensitivitas tingginya terhadap gerakan terkecil sekalipun.

Secara keseluruhan, keuntungan utama dari teknologi radar yang sangat sensitif untuk penerapan IoT adalah:

  • Ukuran kecil: Sensor radar memiliki ukuran footprint kecil dalam keseluruhan sistem IoT. Dengan demikian, sensor ini memungkinkan pengembangan sistem IoT dengan ukuran yang relatif kecil. Ukuran kecilnya meningkatkan operasi non-obstruktif sehingga tidak mengganggu atau mengalihkan perhatian pengguna.

  • Kekokohan: Sensor radar bekerja dengan sangat baik dalam kondisi iklim atau lingkungan yang berbeda. Misalnya, operasi sensor ini pada dasarnya tidak terpengaruh oleh berbagai suhu atau kondisi pencahayaan.

  • Fleksibilitas Desain Produk: Salah satu fitur utama dari sensor radar adalah dapat disembunyikan di bawah penutup produk sehingga menambah fleksibilitas penerapan dan desain untuk produk IoT. Khususnya, radar mengeluarkan sinyal RF dengan frekuensi tinggi (misalnya 24 GHz), yang dapat melewati sebagian besar bahan (seperti plastik, kaca, dan kayu). Dengan demikian, sensor ini dapat memberikan pembacaan akurat untuk benda-benda di balik dinding atau halangan.

  •  Sensitivitas: Sensor radar dapat mendeteksi gerakan yang sangat kecil (seperti gerakan napas) sehingga memungkinkan berbagai kasus penggunaan IoT yang menarik, seperti merasakan kehadiran manusia dan tanda vital seperti detak jantung.

  •  Efisiensi daya: Sensor radar menggunakan daya yang relatif kecil sehingga memungkinkan masa pakai baterai yang lebih lama. Dengan demikian, sensor ini memungkinkan penerapan IoT dengan otonomi dan efisiensi energi yang sangat baik.

Keuntungan Sensor Radar untuk Deteksi Gerak

Berdasarkan sifat-sifat yang dijelaskan di atas, sensor radar dapat digunakan dalam banyak kemungkinan skenario. Namun, penerapan yang paling umum adalah mendeteksi pergerakan dan kehadiran (atau ketidakhadiran) target, seperti manusia, kendaraan, dan binatang.

Deteksi gerakan adalah kemampuan penting untuk banyak penerapan IoT, termasuk pemantauan keamanan, manajemen energi, interaksi manusia-komputer (seperti pengenalan gestur), dan pemantauan medis (seperti melacak detak jantung dan pernapasan). Secara tradisional, teknologi yang digunakan untuk mendeteksi gerakan adalah sensor inframerah pasif (PIR).

Sensor gerakan inframerah pasif telah banyak digunakan untuk mendeteksi orang-orang yang bergerak dalam suatu ruang. Sensor ini telah ada selama bertahun-tahun dan digunakan di mana-mana, seperti perlengkapan lampu, sistem keamanan, dan pintu otomatis.

Namun, ada batasan-batasan besar dalam penerapan dan penggunaan sensor PIR, seperti alarm palsu akibat hewan peliharaan dan sumber radiasi inframerah lainnya dalam lingkungan, gangguan dari sumber lain yang beroperasi dalam rentang frekuensi sama (seperti remot kontrol TV), rentang penginderaan yang terbatas, dan kurangnya informasi arah.

Secara khusus, sensor PIR membutuhkan garis pandang lurus untuk mendeteksi gerakan, dan rentang deteksinya terbatas pada area yang berada tepat di depan sensor. Selain itu, sensor ini biasanya membutuhkan gerakan besar agar terpicu. Misalnya, pengguna biasanya melambaikan tangan mereka di depan sensor PIR untuk memastikan perintah rumah cerdas dipahami oleh sensor.

Teknologi radar mengurangi masalah-masalah di atas dan batasan-batasan untuk deteksi gerakan. Misalnya, sensor radar memungkinkan penerapan IoT untuk mengetahui kehadiran atau ketidakhadiran manusia dalam suatu ruangan secara akurat, terlepas dari seberapa cepat dan seberapa banyak mereka bergerak.

Selain itu, sensor radar sangat presisi hingga dapat mendeteksi napas atau detak jantung manusia. Ini mustahil dilakukan oleh sensor PIR yang hanya dapat mendeteksi perubahan suhu akibat benda yang melewati bidang pandang sensor.

Teknologi Radar 60 GHz

Sensor radar beroperasi dengan frekuensi berbeda. Serangkaian teknologi radar beroperasi dalam 24 GHz dengan bandwidth untuk operasi radar FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) mencakup hingga 250 MHz dalam band ISM (Industri, Saintifik, dan Medis) yang teregulasi. Teknologi ini banyak digunakan dalam kasus penggunaan luar ruangan karena menawarkan rentang deteksi yang luas dan sangat tahan terhadap pengaruh lingkungan (seperti kelembapan).

Meskipun band 24 GHz terbatas pada band ISM, ada bandwidth 7 GHz tidak teregulasi yang tersedia di sekitar 60 GHz. Dengan demikian, teknologi radar 60 GHz telah dikembangkan untuk membantu menciptakan penerapan dan produk yang lebih baik, khususnya penerapan yang membutuhkan operasi bandwidth besar dan penerapan penginderaan jarak dekat. Secara khusus, teknologi radar 60 GHz dapat mendeteksi gerakan dan gestur kompleks dengan tingkat perincian dan akurasi yang lebih baik daripada teknologi 24 GHz.

Ini menjadikan teknologi 60 GHz pilihan yang ideal untuk digunakan dalam penerapan seperti penginderaan hunian, pelacakan manusia, segmentasi, klasifikasi bahan, dan pemantauan tanda vital manusia dari jarak jauh. Selain itu, kemampuan deteksi gerakan mikro dari teknologi radar 60 GHz membuatnya cocok untuk penerapan Realitas Tertambah (AR) dan Realitas Maya (VR) yang baru muncul dan akan mendukung Metaverse. Inilah alasan mengapa chipset radar 60 GHz sudah siap diintegrasikan dalam HMD (Head Mounted Display) oleh berbagai produsen.

Teknologi Radar dalam Penerapan Rumah Cerdas

Rumah cerdas mewakili salah satu segmen dengan pertumbuhan paling cepat di pasar IoT. Ini juga merupakan segmen di mana teknologi radar berperan sebagai katalis untuk meningkatkan fungsi, akurasi, konsumsi energi, dan biaya penerapan. Secara khusus, ketersediaan sensor radar dengan biaya dan daya rendah memungkinkan generasi penerapan rumah cerdas baru, mulai dari peningkatan keamanan hingga peningkatan kenyamanan. Beberapa contoh paling penting dari fungsi berbasis radar dalam rumah cerdas adalah:

  • Kontrol Pintu Otomatis: Sensor radar untuk penginderaan intuitif tidak hanya memberikan informasi tentang gerakan, tetapi juga gerakan yang mendekat dan menjauh. Ini memungkinkan penerapan kontrol pintu otomatis, di mana pintu hanya terbuka jika target terus-menerus mendekat, dan tidak terbuka jika yang terdeteksi adalah jenis gerakan lain.

  • Deteksi Kehadiran/Ketidakhadiran: Saat menggunakan sensor radar, perangkat cerdas dapat merasakan kehadiran atau gerakan manusia sehingga memungkinkan berbagai penerapan optimasi. Misalnya, saat tidak ada orang, perangkat cerdas berbasis radar dapat secara otomatis beralih ke mode tidur dan menghemat energi.

  • Segmentasi dan Pelacakan: Sensor radar dapat menambahkan banyak fitur cerdas pada perangkat seperti sistem suara. Misalnya, sistem suara dapat melacak posisi pendengar dan senantiasa mengoptimalkan parameter suara dan volume dengan baik.

  • Sistem Perawatan Lansia: Teknologi radar memungkinkan pengembangan penerapan perawatan lansia yang inovatif. Misalnya, teknologi ini mendukung sistem deteksi turun dari kasur, yang dapat digunakan untuk mengetahui jika seseorang turun dari kasur dan tidak kembali dalam beberapa menit. Demikian pula, sensor radar memungkinkan sistem deteksi turun dari kursi, yang mengetahui apakah seseorang telah meninggalkan kursi mereka dan tidak kembali dalam rentang waktu tertentu.

  • Sistem Kontrol Pemanasan: Radar memungkinkan sistem pemanasan bawah lantai yang mendeteksi apakah seseorang ada dalam ruangan sehingga akan menyalakan atau mematikan pemanasan sesuai keadaan. Selain itu, radar ini dapat melacak jarak dan posisi seseorang dalam ruangan sehingga akan menyesuaikan kecepatan kipas dan arah bilah unit pendingin ruangan. Kasus penggunaan seperti itu dapat meningkatkan kenyamanan penghuni selagi meningkatkan performa dan keberlanjutan lingkungan.

  • Deteksi Jatuh: Sistem berbasis radar dapat digunakan untuk mendeteksi jatuh. Dalam kasus ini, radar biasanya dipasang di dinding atau langit-langit dan terus-menerus mengeluarkan sinyal yang termodulasi. Saat seseorang jatuh, tubuh mereka berputar sehingga menyebabkan pergerakan dalam gelombang yang terpantul. Sistem radar dapat mendeteksi pergerakan ini dan mencatatnya sebagai peristiwa jatuh.

  • Pemantauan Tanda Vital: Konfigurasi radar serupa juga dapat digunakan untuk memantau pola napas dan detak jantung. Seiring berjalannya waktu, informasi ini dapat digunakan untuk mendeteksi penyimpangan dalam pola detak jantung yang dapat mengindikasikan gangguan irama jantung atau masalah lain. Deteksi pola detak jantung memungkinkan serangkaian penerapan penyelamat nyawa yang inovatif dalam bidang perawatan anak (seperti identifikasi detak jantung yang tidak teratur) dan perawatan lansia.

Sebagian besar fungsi ini dapat ditangkap berdasarkan gerakan tubuh dari jarak jauh, bahkan dalam kondisi pencahayaan yang buruk. Selain itu, semuanya dikirimkan dengan cara yang non-intrusif kepada penghuni rumah. Jadi, penghuni dapat bergerak dengan bebas di rumah tanpa memicu alarm palsu dari detektor gerak optis yang terpasang di dinding atau langit-langit.

Era Penginderaan Intuitif

Kemajuan terbaru dalam teknologi radar membuka peluang baru untuk penerapan IoT yang luas dan ramah pengguna. Peluang-peluang ini membawa kita ke era penginderaan intuitif, yang dicirikan oleh interaksi sederhana, mudah, dan alami dengan semua jenis perangkat cerdas. Penginderaan intuitif sangat memungkinkan penerapan non-obstrusif yang membuat kehidupan kita lebih mudah, lebih aman, lebih hijau, dan lebih efisien.

Infineon merupakan salah satu pemimpin industri dalam solusi penginderaan intuitif yang mendukung solusi radar otonom, berukuran kecil, dan ramah pengguna, termasuk solusi 24 GHz dan 60 GHz. Keluarga sensor XENSIV™ dari Infineon mencakup serangkaian sensor radar yang sangat presisi sehingga sangat cocok untuk berbagai penerapan pelanggan dalam pasar otomotif, industri, dan konsumen. Dalam semua pasar ini, penerapan XENSIV™ memberikan time-to-market yang cepat dan efisiensi energi yang besar. Karena itu, sensor ini merupakan pilihan yang solid untuk meningkatkan keunggulan penerapan selagi membantu mencapai target keberlanjutan yang ambisius.

Secara keseluruhan, kemajuan terbaru dalam teknologi radar sangat memungkinkan generasi penerapan IoT selanjutnya yang akurat, ramah pengguna, dan intuitif, serta memberikan kinerja hebat dan menangani dampak lingkungan secara cerdas. Dalam konteks ini, penerapan dan integrator solusi IoT tidak dapat mengabaikan teknologi radar ketika mendesain dan mengembangkan penerapan mereka.

Untuk detail produk lebih lanjut, silakan klik di sini.

Cek Berita dan Artikel yang lain di Google News dan WA Channel

Simak berita lainnya seputar topik artikel ini di sini:

Penulis : Media Digital
Editor : Media Digital
Bagikan

Artikel Terkait

Berita Lainnya

Berita Terkini

Terpopuler

Topik-Topik Pilihan

Rekomendasi Kami

Scan QR Code Bisnis Indonesia e-paper