LAPORAN SISTEM BANGUNAN PINTAR
TUGAS 3 SISTEM SENSOR PADA BANGUNAN PINTAR
Disusun Oleh: SHINE RISTY EKA INDRIANNISA 130160044
Dosen Pembimbing
Muhammad Iqbal, ST, M.Sc
PROGRAM STUDI TEKNIK ARSITEKTUR FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE 2016
1
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah swt, yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia-Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini yang berjudul “Sistem Sensor pada Bangunan Pintar ”. Shalawat beriring salam tidak lupa penulis sanjungkan ke pangkuan Nabi Besar Muhammad SAW. Dalam penyusunan laporan ini penulis menyadari banyak kendala dan hambatan yang penyusun jumpai. Hal ini dikarenakan keterbatasan ilmu yang dimiliki penulis. Namun demikian, berkat rahmat dan hidayah Allah swt, dan berkat bantuan semua pihak, akhirnya laporan ini dapat diselesaikan. Penulis telah berusaha semaksimal mungkin dalam menyelesaikan laporan ini. Namun penulis menyadari laporan ini masih jauh dari kesempurnaan dan masih banyak kekurangan. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan ini. Harapan penyusun mudah-mudahan laporan ini dapat berguna khususnya bagi mahasiswa Arsitektur Universitas Malikussaleh.
Lhokseumawe, Mei 2016
Shineristy Eka Indriannisa Penyusun
2
BAB I PENDAHULUAN Sensor jaringan akan memainkan peran mendasar di masa depan bangunan cerdas. Ada dua bidang dasar yang kita membayangkan teknologi ini memiliki dampak penting; ini adalah konservasi energi dan keamanan. Sebagian besar konsumsi daya di sebagian besar negara dilakukan di dalam gedung. Selain itu, konsumen terbesar energi yang terkaya, sebagian besar negara maju, dan proporsi energi yang digunakan di dalam gedung jauh lebih besar pada mereka negara daripada yang lain. Mengenai keamanan, jelas bahwa memiliki banyak sensor di gedung yang dapat memantau gerakan manusia lebih meningkatkan tingkat keamanan di dalam gedung. Memiliki beberapa titik sensor dapat memberikan kemampuan yang lebih besar, seperti yang biasa dimanfaatkan oleh susunan sensor seperti dalam sistem radar atau penglihatan binokular. Ada keuntungan yang signifikan untuk teknologi ini berdampak pada bangunan cerdas. Pertama, jaringan sensor menggunakan perangkat kecil dan non-intrusif. Mereka memiliki konsumsi daya yang relatif rendah pada tingkat sistem, yang berarti seumur hidup panjang per penyebaran. Kedua, ada kemungkinan untuk melakukan retrofit bangunan tua untuk melakukan sensor dan pemantauan dengan sedikit perubahan, dan bahkan mengintegrasikan mereka dengan sistem HVAC untuk berbutir halus didistribusikan kontrol di semua bangunan baru dan lama -jika mereka memiliki satu, asalkan sistem ini memberikan API terbuka. Akhirnya, banyak parameter dapat diukur untuk menangkap pembagian dengan ruang dan waktu pada perincian yang yang jauh yang lebih baik daripada teknologi lain yang tersedia. Sebagai contoh, sistem jaringan sensor yang terdiri ribuan sensor di sebuah bangunan bisa menangkap suhu, kelembaban, cahaya dan mobilitas manusia pada granularity spasial dan temporal tidak tersedia saat ini.
3
BAB II STUDI LITERATUR Pada saat ini kita mengenal dan mungkin sering melihat yang namanya Rumah Pintar atau Bangunan Pintar yang memungkinkan sebuah rumah/bangunan modern untuk secara otomatis beradaptasi dengan keadaan lingkungan untuk memberi kenyamanan, kemudahan dan keamanan pada penghuni/penggunanya. Hal ini dimungkinkan oleh adanya sistem yang disebut Building Automation System. Sistem ini tidak hanya mengontrol satu aspek otomatisasi saja, dalam suatu bangunan/rumah akan terdapat lebih dari satu sistem otomatisasi dan biasanya mengikuti fungsi bangunan atau kebutuhan pengguna. Sistem bangunan cerdas dapat meningkatkan kenyamanan bagi penghuni dengan memastikan bahwa kamar dan ruang yang tidak terlalu panas atau over-berventilasi, dan dengan mengoptimalkan tingkat cahaya di daerah tertentu yang diperlukan untuk mendukung tugas-tugas atau kegiatan yang sedang dilakukan. Cerdas, kontrol adaptif seperti ini dapat digunakan
bersama
dengan
pendekatan
cerdas
untuk
membangun
desain
yang
memaksimalkan penggunaan sumber daya alam seperti siang hari dan tekanan atmosfer untuk membantu pencahayaan, ventilasi dan pendingin sistem bangunan. Orientasi bangunan dan jendela yang dapat secara signifikan mempengaruhi jumlah cahaya alami yang tersedia selama jam kerja normal. Selain itu, produk bangunan rekayasa seperti fanlights adjustable atau pipa cahaya matahari dapat digunakan untuk mengelola siang hari dan paling atas akan menyala tingkat cahaya yang di daerah target. Dengan memonitor suhu, kualitas udara dan tingkat cahaya di seluruh bangunan, dan membandingkan data dengan informasi hunian, sistem manajemen smart building dapat membantu mengoptimalkan konsumsi energi dan membantu dengan perencanaan layanan baru di masa depan untuk mempertahankan tingkat kenyamanan sebagai pola penggunaan berubah. Data yang dikumpulkan juga dapat membantu manajer bangunan mengidentifikasi peluang penghematan biaya. Misalnya, jika pencahayaan di satu daerah yang ditemukan beroperasi pada tingkat maksimum tanpa peredupan untuk waktu yang lama, fasilitas manajer dapat memilih untuk memasang lampu tambahan dan meningkatkan peredupan untuk meningkatkan
keandalan.
Layanan
lain
seperti
pencahayaan
gerak-dilacak
dapat
memungkinkan penghematan biaya tambahan dengan memungkinkan lampu-out operasi dalam beberapa jenis bangunan seperti gudang atau pusat data.
4
Sebagai sistem manajemen smart building menjadi lebih banyak digunakan, kreatif desainer sistem dan insinyur perangkat lunak akan mampu untuk memahami kemampuan baru dan lebih imajinatif. Di sisi lain, fitur perangkat lunak dan kinerja akan diatur oleh data yang tersedia untuk sistem. manajemen bangunan pintar bergantung pada jaringan sensor untuk mengumpulkan informasi dari seluruh bangunan. Dengan menggabungkan hunian penginderaan dengan pemantauan suhu, kualitas udara dan aspek lain dari lingkungan, jaringan sensor mewakili mata, hidung dan ujung jari dari sistem. Dengan pengetahuan hunian dan kondisi lingkungan di seluruh bangunan, sistem manajemen cerdas juga dapat membantu meningkatkan keselamatan dan keamanan, dengan mengendalikan peralatan keselamatan seperti peredam api dan memberikan informasi yang akurat tentang keberadaan penghuni 'di keadaan darurat. Sejauh hunian penginderaan yang bersangkutan, sejumlah teknik telah diusulkan. Ini termasuk teknik berbasis video serta Passive Infrared (PIR) atau deteksi ultrasonik. Para peneliti di Stanford University telah menunjukkan bagaimana serangkaian dari kamera video cerdas dapat digunakan untuk mendeteksi baik keberadaan dan lokasi penghuni kamar, memungkinkan peredupan lampu individu untuk disesuaikan untuk mengoptimalkan konsumsi energi sambil memberikan penerangan yang cukup untuk setiap penghuni. Untuk menjaga privasi, informasi video dari kamera dihapus segera setelah analisis telah selesai. Sensor PIR mengandalkan gerak untuk mendeteksi hunian. Dengan demikian, sensor rentan terhadap memicu palsu oleh benda-benda non-manusia bergerak dalam bidang sensor pandang. Di sisi lain, sensor mungkin palsu menunjukkan bahwa ruang adalah kosong jika penghuni telah duduk atau berdiri sangat diam.
5
Gambar 1: Sebuah integrasi tingkat tinggi meminimalisasi sirkuit eksternal dan menyederhanakan desain.
Jaringan nirkabel mungkin menjadi solusi pilihan di pasar smart-bangunan. Dibandingkan dengan alternatif kabel, nirkabel memungkinkan instalasi lebih mudah dengan gangguan minimal. sensor nirkabel dapat diinstal tanpa mengganggu struktur yang ada, yang dapat sangat membantu dalam bangunan tua di mana modifikasi mungkin tidak diinginkan atau dalam beberapa kasus tidak diizinkan. Analis pasar ON World memperkirakan bahwa jaringan sensor nirkabel akan bertanggung jawab untuk sebagian besar pertumbuhan dalam membangun sistem cerdas untuk 2023.
6
BAB III ANALISIS DAN PEMBAHASAN 3.1. Building Automation System (Bas)
Building Automation dideskripsikan sebagai sebuah fungsi canggih dari sebuah sistem bangunan. BAS merupakan contoh dari Sistem Kontrol Terdistribusi. Sistem Kontrol itu sendiri adalah komputerisasi, jaringan pintar (intelligent network) dari alat elektronik yang didesain untuk memonitor dan mengkontrol sistem mekanikal, elektrikal, dan penerangan dari bangunan. BAS direferensikan sebagai sebuah transistor berdasarkan sistem elektrikal yag digunakan untuk mengkontrol pemanasan, pendinginan, dan sistem ventilasi bangunan (HVAC). BAS juga mengkontrol penerangan indoor dan outdoor, sekuritas, alarm kebakaran, dan semua yang bersifat elektrik pada bangunan tersebut. DDC atau Direct Digital Control, adalah jantung dari BAS. DDC mengukur kondisi lingkungan dan membandingkannya dengan pengaturan yang diinginkan (setpoints). DDC mengkalkulasi respon yang pantas ketika keduanya tidak sama, dan memberikan sinyal untuk mengkontrol dan mengoreksi perbedaan tersebut. 3.2.Fumgsi Fungsi inti BAS adalah untuk menjaga iklim bangunan dalam jangkauan yang sudah dispesiikasi, menyediakan penerangan berdasarkan jadwal pemakaian, memonitor performa sistem dan kerusakan alat, dan menyediakan alarm apabila terjadi
malfungsi
(via
email
dan/atau
pemberitahuan)
kepada
building
engineering/maintenance staff. BAS mengurangi energi bangunan dan biaya perbaikan ketika dibandingan dengan bangunan non-BAS. Bangunan yang dikontrol oleh BAS cenderung disebut Intelligent Building atau Smart Home. 3.2.1. Topologi Beberapa otomatisasi bangunan baru dan solusi kontrol pencahayaan menggunakan standar terbuka wireless mesh (seperti ZigBee). Sistem ini dapat menyediakan interoperabilitas, yang memungkinkan pengguna untuk mencampurdan-menyesuaikan perangkat dari produsen yang berbeda, dan untuk menyediakan integrasi dengan sistem kontrol bangunan lain yang kompatibel. Input dan output dapat berupa analog atau digital (beberapa perusahaan mengatakan biner). Input analog digunakan untuk membaca pengukuran variabel. Contohnya adalah suhu, kelembaban dan sensor tekanan yang dapat menjadi 7
termistor, 4-20 mA, 0-10 volt atau thermometer resistensi platinum (detektor resistansi suhu), atau sensor wireless.
3.2.2. Infrastruktur •
Controller Merupakan sebuah computer yang dibuat dengan tujuan tertentu, wujudnya
kecil, mempunyai kemampuan input dan output. Input mempersilakan controller untuk mengirimkan perintah dan sinyal control ke alat-alat bawahannya, dan kepada bagian dari sistem. Input dan output dapat berupa digital atau analog. Pada kontroler terdapat 3 katogori: 1.
Programmable Logic Controllers (PLCs)
2.
System/Network Controllers
3.
Terminal Unit Controllers; Walaupun dibagi menjadi 3, sebuah alat tambahan juga dapat dihadirkan
dalam rangka mengintegrasikan 3rd party system (cth. Sistem AC yang berdiri sendiri) menjadi BAS sentral. BEMG-4110 adalah Energy Data Concentrator, memfiturkan AMD Geode LX800 500MHz dan interfase mewah (seperti serial, USB, dan LAN). Diinstal dengan Advantech WinCE WebAccess, BEMG-4110 merupakan browser berbasis Energy Data Contentrator, yang mana fungsi web server lebih fleksibel dan nyaman, membuat mudah untuk mengkonfigurasi dan mempertahankan sistem via internet. •
Occupancy(Pemakaian)
Merupakan satu dari dua atau lebih modul operasi untuk BAS. Mode umumnya adalah Takterpakai (unoccupied), pemanasan pagi (morning warmup) dan pengaturan malam hari (night-time setback). Occupancy biasanya berbasis waktu dari jadwal harian. Dalam mode Occupancy, BAS berusaha menyediakan iklim yang nyaman dan penerangan yang pas, biasanya dalam control berbas is zona sehingga pengguna dalam suatu bagian banguanan dapat thermostat berbeda. •
Lighting(Penerangan)
Penerangan dapat dinyalakan, dimatikan, atau dimmed dengan BA atau lighting control system yang berbasis waktu di suatu hari. Atau sensor Occupancy, photosensors, dan timers. Contoh tipikalnya adalah untuk menyalakan lampu disebuah ruang selama setengah jam setelah pergerakan terakhir dirasakan. Sebuah photocell
8
diletakan diluar bangunan sehingga dapat merasakan gelap, dan waktu dalam sehari, dan memodulasi penerangan di luar kantor dan di tepat parkir. •
Air handlers
Kebanyakan pengontrol udara mencampur kembali ke udara luar sehingga hanya sedikit temperatur dan kelembaban dibutuhkan. Didapatkan penghematan uang dengan menggunakan air yang kurang dingin atau kurang panas (tidak semua AHU menggunakan sirkuit air dingin/panas). Udara luar tetap dibutuhkan untuk menjaga kesegaran/kesehatan udara dalam bangunan. o
Constant volume air-handling units(CAV)
Tata udara yang kurang efisien. Kipas pada CAV tidak mempunyai control kecepatan yang bervariasi. Sebaliknya, CAV menggunakan suplai air untuk menjaga temperature dalam ruang bangunan. o
Variable volume air-handling units(VAV)
Tata udara yang lebih efisien. VAV menyuplai udara bertekanan ke kotak VAV, biasanya 1 box per area/ per ruang. Tata udara VAV dapat mengubah tekanan ke kotak VAV dengan cara mengubah kecepatan kipas. Setiap kotak VAV mensuplai air ke ruangan kecil seperti kantor. Memiliki katup yang dapat membuka dan menutup, mengeluarkan udara yang dibutuhkan sesuai permintaan. •
VAV hybrid systems
Sistem hybrid dari CAV dan VAV •
Central plant
Dibutuhkan untuk mensuplai air bagi sistem tata udara. Dapat mensuplai sistem air dingin, sistem air panas, dan sistem air condenser, juga tranformasi dan aucilliary power unit bagi emergency power. o
Chilled water system
Biasa digunakan untuk menginginkan udara bangunan dan peralatan bangunan. o
Condenser water system
Menggunakan menara pendingin dan pompa digunakan untuk menyuplai condenser dingin dengan air ke pendingin. o
Hot water system
Menyuplai panas ke unit tata udara atau kotak VAV, bersama dengan pemanas air domestic (calorifier). •
Alarms and security
9
Banyak BAS yang mempunyai alarm. Jika sebuah alarm dideteksi, alarm tersebut dapat di program untuk memberitahu seseorang. Pemberitahuan dapat melalui computer, pager, telepon selular, dan alarm yang berbunyi. •
Alarm temperature yang umum antara lain: ruang, suplai udara, suplai air
panas dan dingin. •
Switch pembedaan tekanan dapat diletakan di filter untuk menentukan
kebersihan. •
Umumnya alarm status. Ketika sebuah alat mekanik seperti pompa diminta
untuk mulai, dan status inpur mengindikasikan OFF. Hal ini dapat mengindikasikan kegagalan mekanikal. •
Mengindikasikan terbuka atau tertutupnya katup.
•
Sensor karbon monoksida dan karbon dioksida dapat digunakan untuk
mengalarm ketika kadarnya terlalu tinggi. •
Sensor refrigerant dapat digunakan untuk mengindikasi adanya kebocoran
refrigerant. •
Sensor arus dapat digunakan untuk mendeteksi keadaan arus rendah
dikarenakan fan belts yang salah, atau pompa yang macet. Sistem sekuritas dapat di lokasikan dalam BAS. Jika sensor occupancy sedang menyala, maka dapat digunakan sebagai alarm pencuri. Sistem alarm api dan asap dapat menggunakan kabel untuk mengambil alih BA. Contoh: jika alarm asap teraktivasi, maka segala saluran udara luar akan ditutup untuk mencegah masuknya udara dari luar ke dalam bangunan dan sistem yang lelah dapat di isolasi. Room Automation Adalah sebuah subset BA dengan tujuan yang hamper sama. Merupakan sebuah konsolidasi dari satu atau lebih sistem dibawah control sentralisasi, walaupun dalam kasus ini adalah sebuah ruangan. Contoh umum dari room automation adalah boardroom perusahaan, ruang presentasi, hall seminar, dimana operasi sebagian besar alat-alat ditaruh dalam satu ruangan tersendiri. 3.1
Significance Of Sensor Network
3.2
Challenges
3.3
Fungtion Of Sensor
3.4
Building Sensor System 10
BAB IV PENUTUP 4.1
Kesimpulan Dalam dunia sensitif energi saat ini, sistem manajemen smart building menawarkan
proposisi nilai yang jelas kepada pemilik bangunan komersial dan penyewa mereka. Meskipun tagihan listrik lebih rendah adalah daya tarik utama, manfaat tambahan seperti meningkatkan kenyamanan dan keamanan lebih meningkatkan nilai sistem ini dapat memberikan. Dengan software pintar, sistem bangunan-manajemen besok bisa memberikan efisiensi yang lebih besar, kemudahan dan kenyamanan, tetapi hanya jika mereka dapat bergantung pada mata, telinga dan jari: sensor yang dapat mengidentifikasi di mana orangorang dan kondisi lingkungan yang mereka alami setiap waktu siang atau malam.
11
DAFTAR PUSTAKA https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=8&cad=rja&uact=8 &ved=0ahUKEwi63JKYm4XNAhUJFJQKHaV2AfwQFghCMAc&url=http%3A%2F%2Fw ww.itcon.org%2Fdata%2Fworks%2Fatt%2F2012_3.content.00598.pdf&usg=AFQjCNFwNL vU19buX0lw4UgyKzv5mxM_Kw&sig2=J3ENj4Xa0SVeQbeM4vZmw&bvm=bv.123325700,d.dGo repository.um.edu.my/73913/1/MRCJ.pdf
http://www.andes.ucmerced.edu/papers/Cerpa06a.pdf
12
