Kategori
Non-electronics

Catatan Awam tentang Gempa Bumi

Gempa 6.2 SR melanda Mamuju / Majene, gempa ini menyebabkan banyak bangunan runtuh dan banyak memakan korban jiwa. Semoga proses penyelamatan warga yang tertimpa bangunan runtuh, maupun evakuasi dari warga di pesisir pantai bisa berjalan dengan lancar. Setiap terjadi gempa besar, selalu ada rilis dari BMKG di mana Kepala BMKG memiliki kewenangan untuk menyampaikan peringatan dini Tsunami dan mengakhirinya setelah jangka waktu tertentu. Gempa kali ini tidak memiliki potensi Tsunami tapi tidak menutup kemungkinan adanya gempa susulan di lokasi tidak jauh dari episentrum gempa yang mungkin bisa menyebabkan Tsunami atau longsor.

Deteksi Dini Gempa Bumi, Bisakah?

Wawancara dengan mediapun bermunculan, himbauan kepala BMKG kepada warga untuk menghindari pantai dan lereng gunung, presenter menanyakan berbagai sistem prediksi, teknologi yang ada untuk memberitahukan dini jika terjadi gempa yang mengakibatkan longsor dan akhirnya terjadi tsunami. Dalam kolom komentar, hampir semua mengucapkan doa bagi para korban bencana alam, namun ada pula yang menggarisbawahi ketidakadanya teknologi untuk deteksi gempa bumi sebelum terjadi.

Perkembangan teknologi memang canggih, tapi sampai sekarang belum pernah ada di dunia suatu alat yang mampu memberitahu akan terjadinya gempa, sebelum gempa itu terjadi. Tidak ada satupun ilmuwan yang dapat memprediksi gempa, tidak ada satupun perangkat buatan siapapun yang bisa. Bacaan lebih lanjut: Can you predict earthquakes? (usgs.gov)

Ini Bukti Ramalan Indigo Benar

Setiap ada gempa bumi di awal tahun, ada saja yang mengutip prediksi seorang paranormal atau indigo yang bisa menebak terjadinya kejadian gempa tersebut. Menebak gempa sampai dengan lokasi, magnitudo, dan kedalaman itu jelas tidak mungkin, tapi kalau menyebutkan ada gempa di awal tahun bukanlah hal yang mengejutkan. Kalau kita tarik waktu dari 20 tahun terakhir, banyak sekali gempa bumi di awal tahun (Januari – Maret), melihat rekam jejak seperti ini, sangat mungkin terjadi gempa setiap awal tahun. Tidak perlu takjub, kecuali paranormal tersebut dapat menyebutkan persis lokasi dan kekuatan gempanya.

Gambar 1. Jumlah gempa bumi dengan magnitudo 5 di Indonesia pada awal tahun (Januari – Maret) setiap tahun dari tahun 2000 – 2021 (sampai 15 Januari)

Deteksi Tsunami Bagaimana?

Kepala BMKG juga menyebutkan bahwa mungkin terjadinya gempa bumi dan peringatan dini tsunami terlambat sampai. Timbul pertanyaan tentang metode deteksi Tsunami, pertanyaan tentang alat deteksi longsor laut juga menjadi pertanyaan dari salah satu presenter. Alat ini juga belum ada yang operasional di dunia, masih dalam tahap riset dan pengujian, sedangkan BMKG berfokus dalam operasional saja. Proses pembuatan deteksi tsunami adalah proses kompleks yang umumnya memiliki fokus pada kecepatan penentuan lokasi gempa dan magnitudonya, sehingga dapat dilakukan komputasi tertentu untuk mendapatkan potensi terjadinya Tsunami.

Penutup

Banyak sekali miskonsepsi di publik tentang gempa bumi, walaupun Indonesia adalah negara yang sangat rentan terhadap gempa. Ada baiknya publik mengetahui secara jelas, ekspektasi apa saja yang dapat dimiliki jika terjadi gempa bumi, sistem-sistem apa saja yang sudah ada di Indonesia, dan bagaimana publik dapat menggunakan informasi-informasi untuk menyiapkan ketahanan terhadap gempa. Saya hanyalah awam di bidang gempa bumi, namun saya harap catatan singkat ini bisa berguna dan saya perbaharui kembali.

Kategori
Opinion

Teknologi Dibalik GeNose COVID-19

GeNose adalah sebuah alat pendeteksi Volatile Organic Compounds (VOC) yang dikembangkan oleh tim peneliti dari UGM. Penelitian ini memang menyasarkan untuk deteksi penyakit melalui kandungan molekul VOC dalam hembusan napas. Tim peneliti tersebut telah melakukan modifikasi agar sistem GeNose yang dikembangkan dapat digunakan untuk mendeteksi COVID-19. Saya tidak akan bahas tahap uji klinis ataupun kemampuan GeNose dalam mendeteksi COVID-19, namun lebih ke teknologi dan pengembangan apa saja yang dilakukan oleh tim GeNose. Ada beberapa teknologi yang mendasari pembuatan GeNose ini, pertama dari fabrikasi sensor, akuisisi data (DAQ), dan pemodelan (machine-learning).

Sensor Berbasis Quartz Crystal Microbalance

Sensor yang digunakan oleh GeNose adalah sensor berbasis Quartz Crystal Microbalance (QCM). Sensor tipe ini difabrikasi dengan menggakan proses pelapisan dengan sebuah alat spincoating, untuk membuat lapisan tipis (thin-film) yang dapat mengadsorpsi partikel/molekul yang diinginkan. Sensor QCM ini akan menghasilkan pergeseran frekuensi berdasarkan perbedaan massa akibat adanya molekul yang tertangkap oleh bahan sensitif tersebut. Menggunakan proses spin-coating tadi, berbagai pilihan bahan sensitif dapat dipilih untuk mengatur selektifitas dan sensitifitas terhadap molekul gas tertentu.

Sistem GeNose menggunakan empat jenis polimer sebagai lapisan penginderaannya, yaitu polyacrylonitrile (PAN), poly(vinyl acetate) (PVAc), poly(vinylidene fluoride) (PVDF), dan poly(vinyl pyrrolidone) (PVP). Bahan-bahan ini dilarutkan dalam sebuah pelarut (solvent) dengan konsentrasi tertentu, sesuai Tabel 3 dalam paper, dan dilakukan proses spincoating dengan kecepatan angular tertentu dalam kurun waktu tertentu, kecepatan dan waktu putaran berkorelasi langsung dengan tebal-tipisnya lapisan yang dihasilkan, umumnya dalam nanometer.

Melalui keempat elemen sensor ini, sistem dapat membaca tujuh jenis VOC, yakni methanol, ethanol, propanol, butanol, benzene, toluene, dan xylene.

A quartz crystal microbalance sensor and the interaction between odour... |  Download Scientific Diagram
Gambar 1. Ilustrasi diagram blok sebuah elemen QCM dengan lapisan sensitif

Rangkaian Akusisi Data

Komponen elektronika dari sistem ini adalah osilator dan penghitung frekuensi. Sistem osilator terdiri dari kristal QCM, rangkaian osilator driver (terdiri dari SN74LVC1GX04 dan beberapa resistor dan kapasitor). Rangkaian osilator ini menghasilkan gelombang sinyal kotak yang mengikuti frekuensi resonansi dari QCM, lalu frekuensi ini dibaca oleh sebuah penghitung frekuensi. Penghitung frekuensi dibuat menggunakan Arduino Due, menggunakan 32-bit timer counter yang mampu mengukur frekuensi hingga 21 MHz.

Sistem elektronika ini dibuat dalam satu PCB yang sama, terdiri dari 4 buah sensor QCM, empat rangkaian osilator dan sensor kelembaban dan temperatur yang ditutup dengan sebuah air-tight chamber dengan pipa masuk dan pipa keluar untuk udara masuk dan keluar. Agar udara tidak keluar sama sekali, di antara PCB dan chamber dipasang lapisan karet untuk menjaga hubungan antara keduanya tetap kedap udara.

Figure 1
Gambar 2. (a) Skematik rangkaian osilator (b) blok diagram setup pengukuran gas, (c-e) penampakan sistem GeNose

Machine Learning

Pemrosesan data menggunakan Machine Learning, data yang diambil oleh sistem GeNose ini sejumlah 1120 time series data, 280 untuk masing-masing sensor dalam array tersebut. Data mentah ini selanjutnya dilakukan pemrosesan (pre-processing) menggunakan nilai AUC sebagai berikut

\displaystyle AUC_{i,j} = \int_{t=a}^{t=b}(f_{i,j}(0) - f_{i,j}(t)) dt

Setelah proses ini, matriks dataset menjadi 210 nilai AUC untuk empat sensor, nilai ini dipakai untuk melakukan proses Linear Discriminant Analysis ataupun Principal Component Analysis + Support Vector Machine.

GeNose dari UGM merupakan proses panjang pengembangan, mulai dari pengembangan elemen sensor, pembuatan rangkaian pembacaan dan software nya, serta proses statistika dan machine learning untuk identifikasi. Bagaimanapun hasil dari uji klinis, saya rasa penemuan ini tetap merupakan penemuan menarik, hasil karya yang dapat diberikan apresiasi tinggi, sebuah upaya nyata dari sebuah tim ilmuwan, perekayasa, dan dokter untuk berkontribusi dalam menanggulangi COVID-19. Walaupun data akhirnya menyatakan bahwa sistem kurang cocok untuk COVID-19, tetap adanya potensi penggunaan alat ini untuk aplikasi-aplikasi lainnya.

Disclaimer:
Saya adalah lulusan teknik Elektro dengan pengalaman di laboratorium nanoelektronika dan rangkaian elektronika. Ilmu yang saya miliki untuk menginterpretasikan penelitian berdasarkan jurnal Intelligent Mobile Electronic Nose System Comprising a Hybrid Polymer-Functionalized Quartz Crystal Microbalance Sensor Array | ACS Omega hanya dalam sisi fabrikasi sensor dan rangkaian elektronika penunjangnya. Penelitian dan pengembangan GeNose melibatkan berbagai ilmuwan dari berbagai disiplin ilmu.

Sumber rujukan:

  1. Intelligent Mobile Electronic Nose System Comprising a Hybrid Polymer-Functionalized Quartz Crystal Microbalance Sensor Array (acs.org)
  2. (35) GeNose: Teknologi Pengendus Covid-19 | Serah Terima Konsorsium Riset dan Inovasi COVID-19 – YouTube
  3. Genosvid Diagnostic Test for Early Detection of COVID-19 – Full Text View – ClinicalTrials.gov
Kategori
Uncategorized

Lagu Natal: Sekuler dan Relijius

‘Tis the season to be jolly, memasuki bulan Desember, di mana semua orang Kristen menyiapkan diri menyambut hari Natal. Di banyak tempat, Natal tidak hanya dirayakan oleh orang Kristen, namun oleh banyak masyarakat secara umum karena waktu-waktu Natal adalah saat berkumpul dengan sanak saudara, bersenda gurau, menikmati kebersamaan, dan saling memberi. Semaraknya suasana Natal dapat kita temui sehari-hari, pemutaran film-film bertema Natal di televisi, lagu-lagu Natal dimainkan di mall, hotel, restoran, dan berbagai tempat umum, tak lupa dengan hiasan dan dekorasi Natal yang secara megah dipasang di tempat-tempat tersebut.

Natal sering kali jadi polemik di Indonesia, banyak tekanan dari organisasi Islam yang menolak adanya atribut-atribut Natal yang diwajibkan dipakai oleh pegawainya (topi sinterklaas). Penolakan ucapan selamat Natal juga belakangan ini sering muncul. Di tengah maraknya gerakan-gerakan dari akar rumput organisasi-organisasi Islam, toleransi antar umat beragama selayaknya dijaga agar tidak memperlebar masalah. Wajarnya ada pemahaman tentang Natal, yang dirayakan oleh orang Kristen, dan momen kebersamaan Natal yang bersifat sekuler.

Sinterklaas atau Santa Claus adalah contoh fenomena sekuler dari Natal, di mana pemberian hadiah menjadi titik beratnya, melalui Sinterklaas, orang-orang membeli barang-barang berharga untuk orang terkasih. Bentuk perayaan ini adalah pesta, open-house, kumpul bersama, sebenarnya tidak jauh beda dengan konsep berkumpul bersama keluarga setelah Idul Fitri, anak-anak menerima hadiah dari orang tua dan paman/bibi, semua berkumpul berbahagia. Pembagian Natal sekular dan ibadah Natal ini ada di segala sisi, contoh dalam dekorasi, pohon Natal adalah dekorasi netral sedangkan palungan dan patung bayi Yesus adalah dekorasi relijius.

Begitu pula dengan lagu Natal, ada berupa himne, lagu pujian, dan ada juga lagu selebrasi Natal. Selebrasi atau perayaan Natal adalah lagu-lagu ceria yang membahas dan merayakan kebersamaan dalam waktu Natal, sedangkan lagu-lagu pujian dan himne ini membahas kelahiran Yesus Kristus. Untuk ruang publik, lagu-lagu sebaiknya adalah lagu perayaan ini, sifatnya adalah refleksi tahun ini, merayakan penghujung tahun, atau hal sederhana seperti musim salju dan tradisi yang terkait dengan musim dingin tersebut.

Agar tidak mengganggu agama lain, sebaiknya hal-hal seperti ini menjadi perhatian khusus oleh berbagai pengelola ruang publik. Mulai dari dekorasi Natal dan aksesoris yang dalam kewajaran dan bersifat netral dan nonrelijius. Lagu Natal yang dimainkan juga dapat dipilih agar tidak mengandung unsur-unsur pujian atau himnal. Sebagai penghujung dari artikel singkat ini, saya mencontohkan lagu-lagu instrumental Natal yang nonrelijius untuk ikut merasakan Natal, tanpa ikut merayakannya secara rohani.

Kategori
Uncategorized

Running APRSC on Docker

APRSC is created by the creator of APRS.fi, it’s an APRS-IS server implementation written in C. I have been using APRSC for a while to run on a Raspberry Pi running a Debian Stretch/Buster. APRSC is quite simple to install and run on a Debian based mini-PC’s, I had created a Raspberry Pi Image that come with APRSC pre-installed, but not configured and started.

I wrote a simple Dockerfile to run the shell scripts I had written to build APRSC on a Debian Buster environment. I noticed there were already an APRSC Docker implementation done previously by https://github.com/brannondorsey/aprsc-docker. However, I did not manage to make brannondorsey’s docker setup work, since I am still a beginner in Docker. I figured I messed up somewhere during setting up the permissions for the Docker volumes.

My Docker container install the dependencies for APRSC and build a debian package and installs it via APT-GET. Docker compose links the config located in the GitHub source folder with the one inside the container.

./config/default:/etc/default:rw
./config/etc:/opt/aprsc/etc:rw

Before building the container, edit the aprsc.conf file under the ./config/etc folder, and fill the proper informations required. By using docker-compose run, the service will start and voila, you have a working APRSC server running on a Docker container.

APRSC server status web page (Source: http://aprs.josefmtd.com:14501)

The server is now available to be accessed by APRS-IS applications such as APRS-Droid and/or APRX gateway, via port 14580 and 10152.

APRS Docker repository is available from https://github.com/josefmtd/aprsc-docker

Kategori
Linux

Instalasi Docker Engine dan Docker Compose di Ubuntu Focal Fossa

Artikel singkat ini menunjukkan cara sederhana melakukan instalasi Docker Engine dan Docker Compose menggunakan APT repository dan Python PIP installer. Script di bawah ini menggunakan referensi dari kedua tutorial dari Docker yaitu: https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu/ dan https://docs.docker.com/compose/install/

#!/bin/bash
apt update
apt upgrade -y
apt install python3-pip apt-transport-https gnupg-agent software-properties-common curl ca-certificates -y
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add –
add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu focal stable"
apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io -y
usermod -aG docker $USER
pip3 install docker-compose
exit 0

Untuk melakukan instalasi di Ubuntu server, unduh script di atas melalui Github Gist menggunakan command di bawah ini

$ wget https://gist.githubusercontent.com/josefmtd/e121e49c463907b2e267d997a23dc508/raw/da4d267cbb3935dbec012c1c3847c4b39aa0c0b7/install_docker_ubuntu_focal.sh
# chmod 755 install_docker_ubuntu_focal.sh
# ./install_docker_ubuntu_focal.sh

Edit: Typo di script add-apt-repository telah diperbaiki

Kategori
Linux Raspberry Pi

Apt-Cacher on Raspberry Pi

When you’re developing an application on Raspberry Pi, you might have to install a few dependencies packages from an APT repository. Sometimes you break some applications and a clean install is probably your last resort, and you find yourself downloading the same packages over-and-over again.

In my case, I was running the pi-gen shell script available from https://github.com/RPi-Distro/pi-gen. This shell script is very handy when you want to create your own custom Raspberry Pi OS image, with the packages you need. This is very handy in production, where you want the process to be as simple as burning an image to an SD card, and you’re good to go.

However, when developing the shell script to produce the proper image I need, I find myself sometimes breaking the script and often had to restart it all over again, downloading the same packages from the APT repository. There’s actually a solution for this problem, create an APT cache in your local network in a Debian box (or a spare Raspberry Pi). I use my Pi.hole Raspberry Pi for this APT Cacher. Installation is simple, it’s only by:

# apt install apt-cacher-ng

Once you’re done, you can use that spare Raspberry Pi as an apt cacher. You can simply add a line to your pi-gen script config:

APT_PROXY='http://pi.hole:3142'

This works like a charm and I can shave 9 minutes from downloading the packages from repository since now I have it cached.

[06:58:17] Begin /home/vagrant/pi-gen
[06:58:17] Begin /home/vagrant/pi-gen/stage0
...
[07:13:32] End /home/vagrant/pi-gen/stage2

(15.25 minutes)

[06:45:27] Begin /home/vagrant/pi-gen
[06:45:27] Begin /home/vagrant/pi-gen/stage0
...
[07:09:48] End /home/vagrant/pi-gen/stage2

(24.35 minutes)

By using this APT cache, you can save a few minutes (depending on your network speed) downloading the same base packages over-and-over when you need to develop a bunch of images at the same time.

Kategori
Electronics

Petunjuk Pembacaan Spesifikasi Teknis Thermometer Inframerah

Semua benda yang memiliki panas akan menghasilkan radiasi inframerah sesuai dengan temperatur dari benda tersebut. Penggunaan temperatur inframerah ini dapat dipakai untuk berbagai aplikasi, dari keperluan industri (untuk membaca mesin listrik / mekanik), ataupun keperluan medis (untuk membaca suhu tubuh manusia). Dua artikel sebelumnya saya membahas penggunaan Industrial Grade Thermometer dan Medical Grade Thermometer dan tingkat akurasinya. Melalui artikel ini saya akan membahas cara membedakan keduanya berdasarkan specification sheet atau spesifikasi teknis yang umumnya tersedia di dalam kotak thermometer tersebut atau tercantum pada website penjualan sebelum Anda membeli thermometer itu.

Spesifikasi Penting dari Thermometer Inframerah

Ada empat jenis spesifikasi penting yang perlu dilihat dan diperhatikan secara seksama sebelum membeli thermometer untuk keperluan screening di gedung perkantoran atau ruang publik lainnya:

  1. Rentang temperatur yang ingin di baca
  2. Jenis permukaan objek yang ingin di ukur
  3. Akurasi dari pembacaan temperatur
  4. Luasan target pembacaan temperatur dan jarak maksimum dari target yang diperlukan

Dua spesifikasi teknis di atas adalah spesifikasi teknis dari Thermometer Inframerah untuk Industri (kiri) dan Thermometer Inframerah untuk Medis (kanan). Contoh merk umum dari thermometer industri adalah Fluke, sedangkan contoh merk umum dari thermometer medis adalah Omron.

Rentang Temperatur dan Akurasi

Perbedaan kedua thermometer industri dan medis jelas terlihat pada rentang temperatur dan akurasinya. Umumnya thermometer industri ini memiliki rentang yang sangat ekstrem, dari -36 derajat Celsius hingga 600 derajat Celsius. Sedangkan thermometer medis memiliki rentang temperatur di sekitar suhu tubuh manusia, 32 derajat sampai dengan 42 derajat Celsius. Dalam memilih thermometer, hal terpenting yang perlu di cari dari spesifikasi teknis rentang temperatur adalah pastikan rentang frekuensi sesempit mungkin dan mencakup suhu yang diinginkan.range-industrial

Setelah itu ada akurasi pembacaan, semakin besar rentang pembacaan suhu, semakin besar juga tingkat kesalahan, atau kurangnya akurasi pembacaan suhu. Thermometer industri memiliki spesifikasi teknis yang umumnya +/- 1 derajat Celsius untuk rentang temperatur sekitar suhu tubuh manusia. Thermometer medis memiliki spesifikasi teknis yang umumnya lebih kecil, hingga +/- 0.3 derajat Celsius.range-medical

Jenis Permukaan yang Diukur

Pembacaan temperatur dengan thermometer inframerah berbasis emisivitas cahaya inframerah yang dihasilkan, sehingga jenis benda yang dibaca sangat berpengaruh terhadap pembacaan temperatur. Thermometer industri umumnya memiliki konfigurasi untuk mengatur emisivitas, yang disesuaikan dengan benda yang diukur sesuai dengan jenis permukaan tersebut, yang memantulkan cahaya (emisivitas = 0) atau benda hitam atau blackbody (emisivitas = 1).

Thermometer medis umumnya sudah diatur untuk menggunakan konfigurasi emisivitas yang sesuai dengan warna kulit tubuh manusia. Nilai emisivitas yang sesuai dengan warna kulit manusia memastikan pembacaan yang lebih presisi.

Field of View dari Sensor Inframerah

Pembacaan cahaya inframerah menggunakan suatu sistem optik yang memfokuskan pancaran inframerah dari benda ke detektor inframerah dalam thermometer. Spesifikasi ini disebut Distance to Spot (D:S) ratio. Thermometer kelas Industri umumnya memiliki D:S yang tinggi, dengan D:S sebesar 30:1 dapat dilakukan pembacaan area dengan diameter 5 cm dengan jarak hingga 150cm.fov-industrial

Thermometer kelas medis umumnya memiliki spesifikasi teknis berupa panduan jarak maksimum berdasarkan rata-rata luasan kening manusia. Sebagai contoh, jarak 5 cm sampai 15 cm adalah jarak optimum untuk penggunaan thermometer kelas medis ini.

fov-medical

Thermometer Inframerah untuk Screening

Thermometer inframerah ini tetap memiliki akurasi yang buruk dibandingkan thermometer jenis lainnya sehingga hanya digunakan untuk keperluan screening dan bukan untuk diagnostik apapun. Departemen Kesehatan Hong Kong mengeluarkan pamflet tentang penggunaan thermometer inframerah dengan SOP sebagai berikut:

  1. Pastikan kening (forehead) tidak tertutup oleh benda apapun
  2. Jika di atas 36 derajat Celsius diasumsikan demam
  3. Pembacaan temperatur menggunakan inframerah hanya untuk screening

Kesimpulan dan Saran

Sebagai panduan untuk mengetahui jenis thermometer yang dipakai dalam screening di pintu masuk gedung / ruang publik lainnya, pastikan melihat spesifikasi teknis untuk melihat kemampuan pembacaan rentang temperatur, akurasi, emisivitas, dan distance to spot ratio nya. Hal ini dapat dilakukan untuk mencegah penggunaan Industrial Grade Thermometer untuk keperluan screening gejala demam di pintu perkantoran atau ruang publik lainnya.

Akurasi pembacaan temperatur menggunakan thermometer inframerah perlu diperhatikan sehingga batas bawah demam perlu disesuaikan dengan tingkat akurasi dari alat pembacaan ini. SOP dari pembacaan suhu di gedung seharusnya disesuaikan dengan tingkat akurasi dari alat yang digunakan.

 

Kategori
Electronics

Akurasi Thermo Gun Kelas Industri di Gedung dan Ruang Publik

Thermometer menjadi salah satu barang yang menjadi langka akibat wabah COVID-19. Transportasi umum, gedung sekolah, perkantoran, dan ruang publik umum memiliki pemantauan temperatur pengunjung di setiap pintu masuk. Kebutuhan akan thermometer ini menyebabkan suplai yang terbatas dari Thermo Gun menjadi sulit dicari dan harga menjadi tinggi. Di tengah kenaikan harga dan keterbatasan Thermo Gun untuk mengukur suhu tubuh manusia, Thermo Gun untuk keperluan Industri (Industrial-Grade) juga ikut masuk bursa pencarian Thermo Gun. Saya ingin membahas beberapa dasar-dasar pengukuran suhu untuk memperjelas posisi Thermo Gun dalam pembacaan suhu tubuh.

Cara Kerja Thermometer Digital

Thermometer Digital dapat menunjukkan hasil pembacaan suhu secara digital, lebih mudah dibaca dibanding thermometer analog berbasis raksa yang berbahaya. Ada dua jenis thermometer digital yang lazim ditemukan di pasaran, thermometer berbasis thermistor dan inframerah. Thermistor adalah suatu komponen yang nilai resistansinya tergantung oleh suhu sekitarnya. Thermometer digital berbasis thermistor ini cukup akurat karena menggunakan thermistor yang sudah dikalibrasi untuk bekerja di rentang suhu tubuh manusia.  Umumnya thermometer seperti ini digunakan dengan dipasang pada mulut (oral), dubur (rektal), atau ketiak (axillary). Akurasi thermometer ini cukup baik, namun kekurangannya adalah waktu pembacaan yang relatif lama.

thermometers on white surface
Photo by Polina Tankilevitch on Pexels.com

Benda panas menghasilkan pancaran inframerah, konsep ini dipakai untuk membaca temperatur dengan inframerah. Thermometer inframerah ini membaca pancaran sinar inframerah yang dihasilkan panas tubuh manusia untuk mengetahui suhu tubuh. Thermometer untuk tubuh manusia sudah dikalibrasi dan dioptimasi untuk membaca pancaran inframerah yang dihasilkan oleh rentang suhu tubuh manusia. Kelebihan terbesar dari penggunaan thermometer jenis ini adalah pembacaan tidak perlu kontak langsung dan kecepatan pembacaan jauh lebih cepat dibanding menggunakan thermometer berbasis thermistor.

Thermometer inframerah untuk tubuh manusia umumnya sudah terkalibrasi untuk membaca dari kulit manusia, hal ini disebabkan emisivitas cahaya juga tergantung dari warna benda yang memancarkan. Beberapa konsep emisivitas ini menjadi krusial dalam mekanisme pembacaan suhu menggunakan inframerah. Berbagai variabel ini menyebabkan akurasi dari thermometer berbasis inframerah ini lebih buruk dibandingkan thermometer berbasis thermistor.

Image result for body temperature infrared thermometer
Thermo Gun untuk suhu tubuh

Industrial Grade Thermometer dan Medical Grade

Thermometer berbasis infrared ini aplikasinya sangat luas, karena pembacaan suhu tanpa kontak langsung, thermometer ini sering digunakan untuk mesin industri yang dapat memiliki suhu rendah maupun suhu sangat tinggi. Thermometer kelas industri ini memiliki rentang pembacaan temperatur yang sangat luas, sehingga memiliki akurasi yang sangat buruk bahkan jika dibandingkan dengan thermometer kelas medis. Jika akurasi dari thermometer kelas medis ini adalah +/- 1 derajat, thermometer kelas industri ini dapat meleset hingga 4-5 derajat.

Melalui artikel ini saya ingin mengangkat kesadaran akan jenis-jenis thermometer yang tersedia di pasaran, sehingga dalam penanggulangan dan pencegahan penyebaran wabah COVID-19 ini, ada pengetahuan yang memadai bagi pemegang kebijakan dan pengelola ruang publik. Saya ingin menyadarkan para pengelola gedung dan ruang publik untuk mengetahui kekurangan dari thermometer berbasis inframerah, terlebih yang merupakan thermometer untuk aplikasi industri.

Jika thermometer yang digunakan tidak cocok untuk membaca suhu tubuh manusia dengan akurat, bahkan meleset jauh sampai 5 derajat, saya khawatir banyaknya orang yang mengalami gejala demam tidak sadar dan ikut masuk ke dalam kerumunan orang banyak dan meningkatkan penyebaran wabah COVID-19.

Saya mohon jika ada ahli yang lebih berpengalaman dari saya untuk menyampaikan hal ini agar dapat berbicara dan meningkatkan kesadaran akan hal ini agar pengelola ruang publik dapat mengetahui hal ini dan memastikan alat yang dipakai sudah sesuai untuk mendeteksi gejala COVID-19 dengan baik.

Karena belum ada ahli yang berbicara, izinkan saya mengutip dari video oleh ahli penginderaan suhu berbasis inframerah dari Amerika Serikat, Jim Seffrin:

Kategori
Electronics

Industrial Grade atau Medical Grade: Pembacaan Thermo Gun di Gedung Publik

Thermometer berbasis infrared menjadi marak digunakan di berbagai pintu masuk ruang publik ataupun perkantoran. Hal ini dilakukan demi memastikan semua orang yang masuk ke dalam ruangan publik ini tidak memiliki gejala-gejala COVID-19. Penggunaan termometer ini sangat efektif untuk mendapatkan pembacaan yang cepat, sesuai dengan kebutuhan screening di pintu masuk yang mempunyai lalu lintas yang tinggi.

Dilihat dari sisi Biomedical Engineering, ada dua cara pembacaan temperatur secara digital yang dapat dilakukan, menggunakan thermocoupling dan thermistor: bentuk termometer yang biasa masuk rektum atau mulut, atau menggunakan infrared, bentuk thermogun yang untuk membaca temperatur di dahi atau di kuping. Umumnya yang dipakai di gedung adalah yang berbasis thermogun karena kecepatan pembacaannya. Namun dia memiliki kekurangan yaitu pembacaan yang bisa kacau akibat suhu lingkungan atau akibat cahaya inframerah dari pantulan cahaya matahari.

Beberapa hari ini, saya lihat berbagai keluhan dari teman-teman yang mendapatkan angka pembacaan di bawah 35 derajat, secara medis ini jelas tidak mungkin. Dengan background Elektronika dan sempat belajar Instrumentasi Biomedik, saya kurang lebih tahu sedikit tentang mekanisme alat berbasis Infrared ini.

Analisanya sederhana, ada dua tipe thermo-gun yang tersedia di pasaran. Thermo gun yang dikhususkan untuk keperluan industri, untuk mengukur temperatur mesin yang sangat panas, jauh di atas 100 derajat Celsius, dan ada yang dikhususkan untuk keperluan medis, untuk mengukur suhu tubuh manusia. Hal yang perlu diperhatikan apakah bagian Biro Umum yang umumnya menguruskan hal ini dalam pengadaan thermo gun mengetahui spesifikasi ini?

Thermo Gun untuk keperluan industri ini memang kapabel untuk melakukan pengukuran, namun dapat meleset jauh untuk pembacaan di rentang suhu tubuh manusia.

Melalui tulisan ini, saya ingin memberi kritik dan masukan kepada pemegang kebijakan untuk merevisi kembali SOP dan tata laksana pembacaan suhu berbasis Thermo Gun, agar tepat sasaran, tepat guna, dan efektif dalam memberikan informasi yang sesuai untuk mencegah penyebaran virus Corona.

Saya rasa Expert di bidang ini di Indonesia masih terbatas, saya harap ada expert yang lebih memiliki kapabilitas menjelaskan ini untuk dapat merevisi penggunaan Thermo Gun yang kurang tepat. Berikut saya juga cantumkan salah satu demonstrasi yang dilakukan oleh praktisi dan ahli Thermal Imaging dari Amerika Serikat:

They said that drastic times calls for desperate measures, but one should not be too desperate to choose something that is ineffective or inaccurate – Jim Seffrin

“Mereka bilang waktu genting membutuhkan tindakan darurat, namun kita tidak boleh tergesa-gesa sehingga memilih sesuatu yang tidak efektif dan tidak akurat” – Jim Seffrin

 

Kategori
Non-electronics

COVID-19 101: Apa itu Pertumbuhan Eksponensial?

Saya percaya bahwa Indonesia ada dalam darurat matematika, di mana kebanyakan masyarakat mengabaikan matematika. Walaupun adanya wajib belajar 12 tahun yang penuh dengan pelajaran matematika, dari dasar hingga level kalkulus, matematika sepertinya tidak diindahkan pada saat ada relevansinya di dunia nyata. Hal ini saya rasa kembali terbukti di tengah banyaknya informasi COVID-19.

KASUSCOVID
Gambar 1. Laju pertumbuhan kasus harian di Indonesia dari 2 Maret 2020 sampai dengan 13 Maret 2020

Artikel ini saya tulis dengan harapan memberikan pengertian terhadap konsep matematika yang ada dan sering disebutkan dalam pemberitaan Coronavirus. Video yang dibuat oleh 3Blue1Brown mengenai Pertumbuhan Eksponensial dalam konteks Epidemi (source) menjadi acuan utama artikel ini. Menurut saya, video ini perlu dicerna untuk mendapatkan informasi-informasi relevan berdasarkan fakta matematik yang tersedia melalui data-data yang dibuka ke publik oleh Pemerintah berbagai negara.

Pertumbuhan Eksponensial

Perkembangan penambahan jumlah kasus COVID-19 di luar Mainland China disebut sedang mengalami penumbuhan eksponensial. Apa itu pertumbuhan eksponensial, penumbuhan eksponensial ini adalah kenaikan jumlah kasus perharinya memilki faktor pengali yang bersifat konstan (atau mendekati konstan) sepanjang interval waktu tertentu. Pertumbuhan eksponensial ini, menunjukkan bahwa seiring dengan waktu, jumlah kasus akan membludak tinggi tanpa diekspektasi masyarakat. Pada umumya, memang virus adalah contoh buku teks terhadap pertumbuhan eksponensial. Hal ini disebabkan fakta bahwa 1 orang terinfeksi virus dapat menginfeksi lebih dari 1 orang, dan begitu juga selanjutnya.

Image result for exponential growth coronavirus outside china
Gambar 2. Iluistrasi pertumbuhan eksponensial dari kasus Coronavirus dan tingkat kematian di luar China

Pertumbuhan viral ini yang menyebabkan adanya peningkatan jumlah kasus secara eksponensial. Interaksi dari pembawa virus SARS-CoV-2 ini yang menyebabkan adanya pertumbuhan tersebut. Bagaimana cara memaknai pertumbuhan eksponensial ini?

Cara Mencerna Pertumbuhan Eksponensial

Saat Anda ingin mengetahui informasi penting dari sebuah pertumbuhan eksponensial, jumlah kasus menjadi tidak terlalu penting. Hal yang sangat perlu diperhatikan adalah laju pertumbuhan eksponensial ini. Laju eksponensial atau faktor pertumbuhan ini sangat penting untuk mengetahui status pertumbuhan kasus COVID-19 di area tersebut. Jika faktanya menunjukkan bahwa faktor ini masih lebih besar dari 1 tanpa adanya tanda pengurangan faktor tersebut, masyarakat harus makin waspada, karena keadaan hanya akan lebih baik ketika pertumbuhan ini mulai kembali mendekati angka 1.

Laju pertumbuhan ini dapat dirumuskan dengan sederhana sebagai berikut:

v_{growth} = \frac{\delta N_{cases}}{\delta t}

Pertumbuhan adalah jumlah penambahan kasus terhadap suatu interval waktu. Kurva epidemi menjadi salah satu standar penyajian data ini. CDC mempunyai rule of thumb untuk menentukan interval waktu, yaitu 0.25 x periode inkubasi. Beberapa data menunjukkan bahwa waktu inkubasi SARS-CoV-2 serupa dengan SARS-CoV yaitu 5 hari, sehingga dapat digunakan interval waktu 1 hari. Nilai pertumbuhan ini menjadi sinonim dengan nilai pertambahan kasus perharinya.

Variabel Penjelas Pertumbuhan Eksponensial

Salah satu variabel yang umum digunakan oleh Jurnalis, atau seperti yang dilakukan oleh pendiri OurWorldInData, adalah jumlah interval hari di mana terjadi pertumbuhan kasus sebesar 2 kali lipat. Angka ini menunjukkan besaran yang relevan dengan pertumbuhan eksponensial, namun dengan konteks yang lebih mudah dimengerti awam.

Di Fisika, kita juga terekspos dengan penggunaan konsep desibel untuk membandingkan dua nilai. Desibel ini juga sangat intuitif untuk memperjelas pertumbuhan eksponensial dari COVID-19.

\displaystyle Growth (dB) = 10 \log{\frac{N(t)}{N(t-1)}}

Menggunakan konsep Desibel ini, kita dapat melihat dengan jelas seberapa cepat bertumbuhnya jumlah kasus, dengan nilai ini, kita dapat melihat berapa waktu yang dibutuhkan untuk menyebabkan jumlah kasus berlipat ganda, atau 10 kali lipat, atau 100 kali lipat. Namun hal yang perlu diperhatikan adalah ada saatnya nilai eksponensial ini akan ditekan saat adanya mekanisme kontrol dan saat jumlah infeksi sudah melewati titik tertentu.

Contohnya jika memiliki pertumbuhan sebesar 1 dB, maka dalam 3 hari jumlah kasus akan bertambah sebanyak 2 kali lipat (3 dB). Nilai ini hampir mendekati nilai laju pertumbuhan kasus COVID-19 di Indonesia yang bertambah 2 kali lipat dalam 3 hari.

Kesimpulan

Informasi mengenai pertumbuhan eksponensial harus lebih jelas agar diketahui bahaya dari wabah Coronavirus. Status pertumbuhan kasus menjadi bagian terpenting yang perlu diwaspadai oleh segala masyarakat khususnya yang mengenyam pendidikan wajib 12 tahun. Konsep matematika ini dapat digunakan sebagai dasar untuk mengambil kesimpulan untuk mengingkatkan kewaspadaan terhadap wabah Virus SARS-CoV2. Semoga dengan adanya pengetahuan matematis yang baik, urgensi tingkat kewaspadaan juga semakin meningkat antara masyarakat Indonesia dalam menghadapi wabah COVID-19.

Akhir kata, jika ada kesalahan dalam artikel ini, mohon berikan komentar agar saya dapat memperbaikinya. Terima kasih.