Manfaat Penelitian - FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INFORMATIKA

BAB I PENDAHULUAN

1.5 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penyusunan tugas akhir ini yaitu mengetahui karakteristik lokasi yang digunakan untuk lokalisasi node pada jaringan sensor nirkabel.

5 BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Komunikasi Wireless

Menurut (Hasan, 2010), komunikasi wireless yaitu proses transfer data jarak jauh tanpa menggunakan media konduktor listrik. Jarak yang terjangkau bermacam- macam mulai dari jarak pendek semacam di remote tv dan jarak ribuan sampai jutaan kilometer untuk komunikasi radio. Komunikasi wireless biasanya dianggap sebagai cabang telekomunikasi yang mencakup berbagai fitur antara lain radio 2 arah, perangkat mobile, perangkat portabel, telepon selular, Personal Data Assistant (PDA), serta jaringan nirkabel. Contoh lain dari teknologi nirkabel yakni GPS, pembuka pintu garasi, mouse wireless, keyboard wireless, headset wireless, tv satelit dan telepon tanpa kabel.

Komunikasi nirkabel dapat melalui:

1. Frekuensi komunikasi radio dan komunikasi gelombang mikro.

2. Infrared (IR), komunikasi jarak pendek, misalnya dari remote control 3. Aplikasi yang melibatkan komunikasi point-to-point, point-to-multipoint,

penyiaran, jaringan selular dan jaringan nirkabel lainnya.

2.2 LoRa

Menurut (Qrimly, 2017), LoRa( Long Range) merupakan suatu format modulasi yang diproduksi oleh Semtech. modulasi yang dihasilkan memakai modulasi FM. Inti pada pemrosesan menciptakan nilai frekuensi yang normal. Tata cara transmisi pula dapat memakai PSK( Phase Shift Keying), FSK( Frequency Shift Keying) serta yang lain. Nilai frekuensi pada LoRa yang beragam cocok dengan posisi pengunaan.

Fitur-fitur yang tersedia di LoRa adalah :

1. Geolocation, fungsi ini bertujuan agar dapat mendeteksi lokasi keberadaan suatu benda tanpa biaya.

2. Biaya rendah, dapat mengurangi biaya dengan 3 cara yaitu mengurangi biaya infrastruktur, biaya operasional dan sensor-sensor yang mempunyai jaringanya sendiri.

3. Terstandar, bertujuan agar dapat berinteraksi dan berfungsi dengan produk atau sistem lain, sehingga dapat beradaptasi dengan jaringan dan aplikasi IoT (Internet of Things).

4. Daya rendah, dengan konsumsi daya yang dibutuhkan hanya berkisar dari 13Ma hingga 15Ma. Sehingga baterai dapat bertahan dari 10 higga 20 tahun.

5. Jarak jauh, satu unit LoRa dapat memancarkan dari 2 Km - 15 Km.

6. Aman, tertanam end-to-end enkripsi AES128

7. Kapasitas tinggi, mendukung jutaan pesan per base station, ideal untuk operator jaringan publik yang melayani banyak pelanggan

Menurut (Yosef, 2018), ada beberapa parameter dalam modulasi LoRa antara lain :

1. Bandwidth (BW). Bandwidth merupakan lebar frekuensi yang digunakan untuk memodulasi informasi sinyal. Tidak hanya itu, Bandwidth pula merepresentasikan chip rate dari modulasi sinyal LoRa. Pada modul LoRa besaran bandwidth diatur bermacam-macam mulai 125-, 250-, hingga 500-kHz.

2. Spreading Factor (SF). Pengertian parameter SF yaitu banyaknya chip yang ada pada tiap symbol, diformulasikan 2^SF serta banyaknya bit yang dapat di-encode pada simbol. Besaran spreading factor diatur bermacam-macam mulai 7,8,9,10,11, hingga 12.

3. Coding Rate (CR). Implementasi modulasi LoRa pula meningkatkan Forward Error Correction (FEC), implementasi ini dicoba dengan melaksanakan enkode 4 bit informasi dengan redundansi jadi 5 bit, 6 bit, 7 bit, maupun 8 bit. Memakai redundansi ini membuat sinyal LoRa lebih tahan terhadap interferensi singkat, nilai Coding Rate (CR) butuh diatur sesuai dengan keadaan kanal yang dipakai, bila ada banyak interferensi hendaknya nilai CR ditingkatkan. Tetapi butuh dicermati kalau peningkatan nilai CR juga akan meningkatkan waktu transmisi. Besaran Coding Rate diatur bermacam-macam mulai 4/5,4/6,4/7, hingga 4/8.

Ada pula beberapa parameter yang dapat dicari dari hasil pengujian menggunakan modulasi LoRa, diantaranya :

1. PDR (Packet Delivery Ratio), merupakan rasio pengiriman paket yang dapat dilihat dari sisi transmitter dan receiver. PDR diformulasikan sebagai berikut :

𝑃𝐷𝑅 =Paket Diterima

Paket Dikirim 𝑥 100%

2. RSSI (Received Signal Strength Indicator), merupakan indikator penanda kekuatan sinyal yang dapat terekap oleh receiver. Baik tidaknya suatu RSSI dinilai dari seberapa jauh RSSI yang terekap dari nilai 0. Apabila semakin mendekati 0 maka RSSI dapat dikatakan baik, apabila semakin menjauh dari 0 maka RSSI dikatakan buruk. Nilai RSSI yang baik berkisar “-1” hingga

“-99”, sedangkan nilai RSSI yang buruk berada dibawah “-100”. Rata-rata RSSI dapat ditentukan melalui :

𝑅𝑎𝑡𝑎 − 𝑅𝑎𝑡𝑎 𝑅𝑆𝑆𝐼 = Jumlah RSSI Paket Diterima

3. SNR (Signal Noise Ratio), merupakan perbandingan antara kekuatan sinyal dengan noise level. Semakin besar nilai SNR, maka semakin baik kualitas jalan tersebut. Maksudnya, Semakin besar pula mungkin jalan itu dipakai untuk lalu lintas komunikasi informasi & sinyal dalam kecepatan tinggi.

Nilai SNR suatu jalan bisa dikatakan senantiasa bernilai tetap, berapapun kecepatan informasi yang lewat jalan tersebut. Efek yang ditimbulkan akibat SNR yang buruk diantaraya koneksi lambat, sering terputus. Menurut (Yudha, 2010), adapun kategori SNR yang ditunjukkan sebagai berikut :

 29,0 dB ~ ke atas = Outstanding (bagus sekali)

 20,0 dB ~ 28,9 dB = Excellent (bagus) • Koneksi stabil.

 11,0 dB ~ 19,9 dB = Good (baik) • Sinkronisasi sinyal ADSL dapat berlangsung lancar.

 07,0 dB ~ 10,9 dB = Fair (cukup) • Rentan terhadap variasi perubahan kondisi pada jaringan.

 00,0 dB ~ 06,9 dB = Bad (buruk) • Sinkronisasi sinyal gagal atau tidak lancar (ter-putus²).

Rata-rata SNR dapat ditentukan melalui :

𝑅𝑎𝑡𝑎 − 𝑅𝑎𝑡𝑎 𝑆𝑁𝑅 = Jumlah SNR Paket Diterima

4. ToA (Time on Air), merupakan waktu tunggu antara transmitter dan receiver pada saat melakukan pengiriman data. ToA diformulasikan sebagai berikut :

ToA = Waktu Terima – Waktu Kirim

LoRa Chirp Spread Spectrum (CSS)

Modulasi LoRa ialah teknologi yang diciptakan Semtech. LoRa menggunakan modulasi Chirp Spread Spectrum( CSS).

Beberapa istilah dasar pada CSS :

 Bit : satuan dasar data digital serta bersifat biner (1/0, high/low). Bit rate (Rb) merupakan laju pergantian bit tiap satuan waktu.

 Symbol : 1 Symbol bisa menampung sebagian bit data yang berbentuk waveform maupun code. Symbol rate (Rs) merupakan laju pergantian symbol tiap satuan waktu.

 Chip : satuan elemen dalam konteks Chirp Spread Spectrum yang berupa pulsa (pulse). Ini dibutuhkan agar tidak tertukar dengan sebutan bit. Chip rate (Rc) yaitu laju pergantian chip persatuan waktu.

 Chirp : “Compressed High Intensity Radar Pulse” yaitu meningkatnya sinyal frekuensi (up-chirp) maupun turun (down-chirp) terhadap waktu.

Sebutan chirp rate secara universal sama dengan symbol rate.

Adapun beberapa symbol dalam Lora diantaranya :

1. Ts (Symbol Time), dimana Ts merupakan durasi symbol.

Dirumuskan Ts= (2^SF)/BW

2. Rs (Symbol Rate), dimana Rs merupakan kebalikan dari Ts.

Dirumuskan Rs = 1/Ts = BW/2^SF (symbol/sec)

3. Rb (Bit Rate), merupakan kecepatan pengiriman suatu bit per satuan detik.

Dirumuskan Rb = SF * Rs * CR (kbps)

Menurut (World, n.d.) terdapat 2 macam header paket pada LoRa. Berikut merupakan gambaran header paket pada LoRa.

Preamble Payload Length CR CR present Payload Payload CRC

Gambar 2.1 Explicit Header pada LoRa

Preamble Payload Payload CRC

Gambar 2.2 Implicit Header pada LoRa

2.3 Mikrokontroler

Menurut (Potokatu, n.d.), mikrokontroler merupakan suatu chip terintegrasi yang umumnya jadi bagian dari suatu sistem tertanam. Mikrokontroler terdiri dari CPU, Memory, I/O port serta timer semacam suatu PC (Persoonal Computer) standar, namun karena didesain hanya bertujuan melaksanakan 1 kegunaan yang khusus dalam mengendalikan suatu system, mikrokontroler mempunyai wujud sangat kecil serta simpel dan mencakup seluruh kegunaan yang dibutuhkan pada suatu chip tunggal.

Mikrokontroler berbeda dengan mikroprosesor, yang ialah suatu chip yang bersifat universal guna membuat suatu PC multifungsi ataupun fitur yang memerlukan sebagian chip guna menanggulangi bermacam tugas.

Mikrokontroler ditujukan guna jadi mandiri serta independen, serta berperan bagaikan PC spesial yang kecil.

Ada beberapa fungsi dari mikrokontroler diantaranya yaitu : 1. Sebagai Counter

2. Sebagai Decoder dan Encoder 3. Sebagai Flip– Flop

4. Sebagai Pembangkit Osilasi 5. Sebagai Timer/Pewaktu

6. Sebagai ADC (Analog Digital Converter)

2.4 ARDUINO Nano Pengertian

Menurut (Djukarna, 2015), ARDUINO Nano ialah salah satu varian dari produk board mikrokontroler keluaran ARDUINO. ARDUINO Nano merupakan board ARDUINO terkecil yang memakai mikrokontroller Atmega 328 untuk ARDUINO Nano 3.x, serta Atmega168 untuk ARDUINO Nano 2.x. Varian ini memiliki rangkaian yang sama dengan tipe ARDUINO Duemilanove, namun dengan dimensi serta desain PCB yang berbeda. ARDUINO Nano tidak dilengkapi dengan soket catudaya, namun ada pin guna catu energi luar ataupun bisa memakai catu energi dari mini USB port. ARDUINO Nano didesain serta dibuat oleh Gravitech.

Datasheet

Gambar 2.3 Datasheet ARDUINO Nano (Sumber : Djukarna, 2015)

Spesifikasi

Tabel 2.2 Spesifikasi ARDUINO Nano

Mikrokontroler Atmega328

Architecture AVR

Operating Voltage SV

Flash Memory 32 KB

SRAM 2KB

Clock Speed 8

Analog Pin 1 KB

EPROM 40 mA

DC Curent per I/O Pin 7-12V

Input Voltage 22

Digital I/O Pin 6

PWM Output 19 mA

2.5 Transmisi Pada Lingkungan Indoor

Menurut (Siswandari, Puspitorini, & Jati, 2011), transmisi informasi ataupun propagasi gelombang radio ialah fenomena besar dalam proses perancangan suatu sistem komunikasi nirkabel (wireless commnunication), sebab pada dasarnya propagasi ialah parameter yang sangat berarti terhadap keberhasilan suatu komunikasi. Dikala ini pemakaian teknologi komunikasi nirkabel tumbuh sangat pesat, salah satu contoh merupakan pemakaian teknologi Wireless Sensor Network (WSN). Guna penempatan sensor pada teknologi WSN, butuh dikenal ciri propagasi di area tersebut. Media transmisi yang digunakan pada riset ini merupakan LoRa, dimana LoRa mengirimkan sinyal gelombang radio pada frekuensi tertentu. Sinyal gelombang tersebut sangat dipengaruhi oleh area transmisinya.

Menurut (Ayat, Agus, & Nas, 2008) terdapat beberapa faktor yang berpengaruh terhadap media transmisi dan sinyal sebagai penentu data rate dan jarak pada lingkungan indoor diantaranya:

1. Bandwidth (lebar pita)

Semakin besar bandwidth sinyal, maka semakin besar pula daya yang dapat ditangani.

2. Interference (interferensi)

Interferensi atau gangguan dari sinyal dalam pita yang saling overlapping dapat menyebabkan distorsi atau dapat merusak sebuah sinyal.

3. Jumlah penerima (receiver)

Sebuah media terpandu dapat digunakan untuk membangun sebuah hubungan point-to-point atau sebuah hubungan yang dapat digunakan secara bersama-sama.

4. Daya pancar pada Tx (Transmitter) dan Rx (Receiver)

Setelah mengenali faktor- faktor yang berhubungan dengan media transmisi pada area indoor, nyatanya aspek tersebut mempengaruhi keadaan transmisi pada area indoor ataupun ciri area indoor. Aspek tersebut mempengaruhi penempatan node di area indoor. Menurut (Rappaport, 2002) karakteristik lingkungan diukur dari PLEnya. Contoh PLE di berbagai kondisi ditunjukkan pada tabel 2.3.

Tabel 2.3 Nilai Parameter “n” Pada Tipe Lingkungan Yang Berbeda

Free Space 2

Urban Area 2.7-3.5

Shadowed Urban Area 3-5

In-building LOS 1.6-1.8

Obstructed in-building 4-6

(Sumber : Rappaport, 2002)

Sedangkan menurut (A., Kristalina, & Sudarsono, 2016), PLE dapat diukur dari daya penerima (RSSI) dengan rumus :

𝑛 = 10 …… (1)

Keterangan :

P0 : Daya yang terkuat dari jarak referensi.

RSSIij : Daya yang dikirim dari hasil pengukuran.

dij : Jarak pengukuran.

15 BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Model Perancangan

Gambar 3.1 Topologi Pengiriman Data

Pada Gambar 3.1 dapat dilihat ada beberapa bagian dari topologi diatas dimana setiap node pada modul LoRa yang terhubung oleh ARDUINO Nano memiliki tugasnya masing-masing, berikut penjelasan setiap bagian yang ada pada topologi yang telah dibuat:

1. Transmitter

Node yang bertugas sebagai transimitter (Tx) akan mengirimkan data menuju node receiver (Rx). Data yang dikirimkan berupa paket data dan milis dari Tx sehingga dapat dibandingkan dengan data dan milis yang diterima oleh Rx.

2. Receiver

Node yang bertugas sebagai receiver (Rx) akan menerima data dan milis dari node transmitter (Tx) serta menampilkannya pada serial monitor ARDUINO dan merekap RSSI (Received Signal Strength Indicator) dan SNR (Signal Noise Ratio).

3.2 Perancangan Perangkat Keras

Gambar 3.2 Rangkaian Skematik LoRa

Gambar 3.3 Rangkaian Skematik LED Merah

Gambar 3.4 Rangkaian Skematik LED Putih

Pada rangkaian tersebut terdapat dua buah LED, LED merah dan LED putih.

Skematik dari LED merah pada ARDUINO dapat dilihat pada Gambar 3.3. LED merah pada rangkaian menandakan data telah siap dikirim. LED merah akan mati ketika data berhenti dikirimkan. LED merah dihubungkan dengan ARDUINO Nano melalui:

1. Pin digital 9 pada ARDUINO Nano dihubungkan dengan pin positif dari LED

2. Ground pada ARDUINO Nano dihubungkan dengan pin negatif dari LED Skematik LED putih dari ARDUINO dapat dilihat pada Gambar 3.4. LED putih pada ranngkaian tersebut menandakan apabila mikrokontroler sudah dialiri oleh tegangan. LED putih dihubungkan dengan ARDUINO Nano melalui:

1. Pin tegangan 3v pada ARDUINO Nano dihubungkan dengan pin positif dari LED

2. Ground pada ARDUINO Nano dihubungkan dengan pin negatif dari LED

3.3 Perancangan Prototype

Rangkaian yang telah dibuat ditempatkan pada sebuah black box yang telah dibuatkan 3 lubang untuk peletakan dua buah LED serta antena LoRa. Desain dari black box yang akan digunakan untuk tiap node dapat dilihat pada Gambar 3.5 dan Gambar 3.6.

Gambar 3.5 Tampak Dalam Desain Black Box

Gambar 3.6 Tampak Luar Desain Black Box

3.4 Perancangan Perangkat Lunak

3.4.1 Algoritma Penerapan Sistem Pada Transmitter

Gambar 3.7 Flowchart Transmitter

Pada algoritma ini program transmitter berjalan melalui deklarasi variabel x=0 serta LED, setelah itu setting parameter BW,SF serta CR setelah itu kirim data update hingga 768 karena data yang dikirimkan mulai 0-255 sebanyak 3 kali perulangan, lalu data akan dikirimkan dengan indikator LED menyala serta

menampilkan data serta milis pada serial monitor. Jika kirim data sudah mencapai batas 768 maka program akan berhenti dan LED akan mati.

3.4.2 Algoritma Penerapan Sistem Pada Transmitter

Gambar 3.8 Flowchart Receiver

Pada algoritma ini program receiver berjalan melalui deklarasi variabel LED selanjutnya setting parameter BW,SF serta CR, lalu LED akan menyala sebagai tanda terima data dari transmitter serta menampilkan data,RSSI,SNR dan milis pada serial monitor. Jika penerimaan data sudah selesai maka program akan berhenti dan LED akan mati.

3.5 Analisa Parameter

3.5.1 Kondisi LOS (Line of Sight)

Kondisi LOS merupakan kondisi dimana antara pemancar (transmitter) dan penerima (receiver) tidak terdapat halangan apapun. Skenario pengambilan data akan dilakukan dengan cara menempatkan 2 node di dalam Arena Prestasi Universitas Dinamika dengan panjang lapangan berkisar 27.5m.

a) Perubahan BW (Bandwidth)

Tabel 3.1 Pengaruh perubahan parameter BW

BW RSSI SNR PDR ToA

125kHz 250kHz 500kHz

b) Perubahan SF (Spreading Factor)

Tabel 3.2 Pengaruh perubahan parameter SF

SF RSSI SNR PDR ToA

c) Perubahan CR (Coding Rate)

Tabel 3.3 Pengaruh perubahan parameter CR

CR RSSI SNR PDR ToA

4/5 4/6 4/7 4/8

3.5.2 Kondisi NLOS (Non Line of Sight)

Kondisi N-LOS merupakan kondisi dimana antara pemancar (transmitter) dan penerima (receiver) terdapat halangan seperti pohon,pilar,rumah,bangunan,dll.

Skenario pengambilan data akan dilakukan dengan cara menempatkan 2 node di 2 lantai yang berbeda yaitu transmitter di lantai 1 dan receiver di lantai 9.

a) Perubahan BW (Bandwidth)

Tabel 3.4 Pengaruh perubahan parameter BW

BW RSSI SNR PDR ToA

125kHz 250kHz 500kHz

b) Perubahan SF (Spreading Factor)

Tabel 3.5 Pengaruh perubahan parameter SF

SF RSSI SNR PDR ToA

c) Perubahan CR (Coding Rate)

Tabel 3.6 Pengaruh perubahan parameter CR

CR RSSI SNR PDR ToA

4/5 4/6 4/7 4/8

23 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Skenario LOS (Line of Sight) Tujuan

Tujuan dari pengujian ini yaitu menguji pengirim (transmitter) mengirimkan data serta merekap milis yang nantinya akan diterima oleh penerima (receiver) yang juga merekap nilai RSSI,SNR, serta merekap milis. Pengujian ini nantinya akan mencari nilai PDR,RSSI,SNR serta ToA dalam setiap setting parameter. Skenario LOS sendiri tidak terdapat halangan apapun. Pengambilan data dilakukan pada Arena Prestasi Lt.9 Universitas Dinamika.

Peralatan yang Digunakan

1. Black box berisi rangkaian ARDUINO Nano serta modul LoRa 2. Laptop

Cara Pengujian

1. Menyambungkan laptop dengan black box pada transmitter yang telah terisi ARDUINO Nano serta modul LoRa begitu pula pada receiver

2. Mengatur perubahan parameter BW,SF serta CR

3. Mengamati hasil pengiriman data antara transmitter dan receiver

Hasil Pengujian

Skenario pada kondisi LOS menggunakan panjang lapangan di arena prestasi dengan panjang 27.5 meter sesuai pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Denah Arena Prestasi

Gambar 4.2 Posisi Transmitter

Gambar 4.3 Posisi Receiver

Pengujian dilakukan dengan mensejajarkan antara transmitter dan receiver seperti pada Gambar 4.2 dan Gambar 4.3, selanjutnya antara transmitter dan receiver diatur parameter sesuai skenario pengujian. Pengaturan parameter antara transmitter dan receiver harus sama agar data yang terekap akurat.

4.1.4.1 Hasil Perubahan Parameter LoRa terhadap Analisis PDR Tabel 4.1 Pengaruh perubahan PDR (%) dengan parameter Bandwith 125kHz

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

Gambar 4.4 Pengaruh perubahan PDR (%) dengan parameter Bandwith 125kHz

Berdasarkan Tabel 4.1 dan Gambar 4.4, hasil pengukuran PDR terhadap perubahan parameter BW,SF serta CR sangat berpengaruh pada tingkat keberhasilan pengiriman data. Hal ini bisa dilihat pada setting parameter BW=125 dengan CR=4/8, dimana pada setting parameter tersebut didapatkan pada setiap perubahan parameter SF data dapat terkirim 100%. Hal ini dikarenakan kecepatan pengiriman data (bitrate) pada setting BW=125kHz dan CR=4/8 cenderung lambat, sehingga data dapat dikirmkan satu per satu tanpa ada data yang dikirimkan pada saat yang bersamaan.

4.1.4.2 Hasil Perubahan Parameter LoRa terhadap Analisis RSSI

Tabel 4.2 Pengaruh perubahan RSSI (dBm) dengan parameter Bandwith 125kHz

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

Gambar 4.5 Pengaruh perubahan RSSI (dBm) dengan parameter Bandwith 125kHz

Berdasarkan Tabel 4.2 dan Gambar 4.5, hasil pengukuran RSSI terhadap perubahan parameter BW,SF serta CR sangat berpengaruh pada peningkatan nilai RSSI yang cukup baik. Dimana pada setting BW=125kHz dengan CR=4/5 nilai RSSI berkisar “-69.95”dBm hingga “-80.84”dBm, sedangkan pada setting parameter BW=125kHz dengan CR=4/7 nilai RSSI berkisar “-63.38”dBm hingga

“-72.39”dBm, begitu pula dengan setting parameter lainnya. Ditemukan bahwa setting SF 8 merupakan yang terbaik dalam skenario sesuai pada Gambar 4.5.

-90

NILAI RSSI (dBm) LOS BW125

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

dBm

4.1.4.3 Hasil Perubahan Parameter LoRa terhadap Analisis SNR Tabel 4.3 Pengaruh perubahan SNR (dB) dengan parameter Bandwith 125kHz

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

Gambar 4.6 Pengaruh perubahan SNR (dB) dengan parameter Bandwith 125kHz

Berdasarkan Tabel 4.3 dan Gambar 4.6, hasil pengukuran SNR terhadap perubahan parameter BW,SF serta CR pada pengujian skenario LOS bernilai cukup baik sesuai kategori SNR dimana pada pengujian dengan setting BW=125kHz ditemukan SNR berkisar 8 hingga 12.

NILAI SNR (dB) LOS BW125

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

4.1.4.4 Hasil Perubahan Parameter LoRa terhadap Analisis ToA Tabel 4.4 Pengaruh perubahan ToA (ms) dengan parameter Bandwith 125kHz

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

Gambar 4.7 Pengaruh perubahan ToA (ms) dengan parameter Bandwith 125kHz

Tabel 4.5 Pengaruh perubahan ToA (ms) dengan parameter Bandwith 500kHz

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

NILAI ToA (ms) LOS BW125

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

Gambar 4.8 Pengaruh perubahan ToA (ms) dengan parameter Bandwith 500kHz

Berdasarkan Tabel 4.4 dan Gambar 4.7, hasil pengukuran ToA terhadap perubahan parameter BW,SF serta CR sangat berpengaruh pada jeda waktu pengiriman data. Semakin besar setting parameter SF dan CR maka akan meningkatkan nilai ToAnya, peningkatan parameter BW juga berpengaruh dalam mengurangi jeda waktu pengiriman data, semakin besar bandwith yang digunakan akan mempercepat waktu pengiriman data sesuai Tabel 4.5 dan Gambar 4.8, namun tidak menjamin keseluruhan data dapat terkirim secara baik.

Analisis Data

Perubahan tiap parameter pada skenario LOS berpengaruh pada pengiriman data yang dilakukan. Pada parameter bandwith (BW), semakin besar setting BW yang digunakan maka akan mempercepat pengiriman data. Pada parameter spreading factor (SF), semakin besar setting SF yang digunakan maka tingkat keberhasilan seluruh data terkirim (PDR) semakin baik namun dapat memperlambat waktu pengiriman data. Sedangkan pada parameter coding rate (CR), semakin besar CR maka PDR serta RSSI akan membaik juga, sedangkan untuk ToA akan meningkat. Pada pengujian skenario LOS setting parameter terbaik

NILAI ToA (ms) LOS BW500

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

yaitu dengan BW125kHz, SF8, CR4/7 dengan memperoleh PDR sebesar 100%

serta RSSI sebesar -63,38 dBm.

4.2 Pengujian Skenario NLOS (Non Line of Sight) Tujuan

Tujuan dari pengujian ini yaitu menguji pengirim (transmitter) mengirimkan data serta merekap milis yang nantinya akan diterima oleh penerima (receiver) yang juga merekap nilai RSSI,SNR, serta merekap milis. Pengujian ini nantinya akan mencari nilai PDR,RSSI,SNR serta ToA dalam setiap setting parameter. Skenario NLOS sendiri terdapat halangan berupa perbedaan lantai. Pengambilan data dilakukan pada lantai 1 untuk sisi transmitter sedangkan sisi receiver berada pada lantai 9 Universitas Dinamika.

Peralatan yang Digunakan

1. Black box berisi rangkaian ARDUINO Nano serta modul LoRa 2. Laptop

Cara Pengujian

1. Menyambungkan laptop dengan black box pada transmitter yang telah terisi ARDUINO Nano serta modul LoRa begitu pula pada receiver

2. Mengatur perubahan parameter BW,SF serta CR

3. Mengamati hasil pengiriman data antara transmitter dan receiver

Hasil Pengujian

Skenario pada kondisi NLOS menggunakan perbedaan lantai. Posisi trasnsmitter berada pada lantai 1, sedangkan receiver berada pada lantai 9 gedung biru Universitas Dinamika sesuai dengan Gambar 4.8 dan Gambar 4.10.

Gambar 4.9 Denah Posisi Transmitter Pada Lantai 1

Gambar 4.10 Posisi Transmitter di Lantai 1

Gambar 4.11 Denah Posisi Receiver Pada Lantai 9

Gambar 4.12 Posisi Receiver di Lantai 9

Pengujian dilakukan dengan posisi transmitter berada di lantai 1 gedung biru Universitas Dinamika dan receiver berada di lantai 9 gedung biru Universitas Dinamika seperti pada Gambar 4.9 dan Gambar 4.11, selanjutnya antara transmitter dan receiver diatur parameter sesuai skenario pengujian. Pengaturan parameter antara transmitter dan receiver harus sama agar data yang terekap akurat.

4.2.4.1 Hasil Perubahan Parameter LoRa terhadap Analisis PDR Tabel 4.6 Pengaruh perubahan PDR (%) dengan parameter Bandwith 125kHz

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

SF 7 87.24 98.05 98.57 99.22

SF 8 97.26 99.87 99.35 100

SF 9 82.29 100 100 100

SF 10 95.57 100 100 100

SF 11 99.48 100 100 100

SF 12 99.87 100 100 100

Gambar 4.13 Pengaruh perubahan PDR (%) dengan parameter Bandwith 125kHz

Berdasarkan Tabel 4.5 dan Gambar 4.12, hasil pengukuran PDR terhadap perubahan parameter BW,SF serta CR sangat berpengaruh pada tingkat keberhasilan pengiriman data. Hal ini bisa dilihat pada BW=125kHz dengan CR=4/8, dimana pada setting parameter tersebut didapatkan pada setiap perubahan parameter SF hanya SF=7 saja yang tidak bisa mencapai 100%. Ditemukan juga nilai PDR yang kurang stabil pada setting CR=4/5. Hal ini dikarenakan kecepatan pengiriman data (bitrate) pada setting BW=125kHz dan CR=4/8 cenderung lambat, sehingga data dapat dikirmkan satu per satu tanpa ada data yang dikirimkan pada saat yang bersamaan. Kurang stabilnya pengiriman data pada setting CR=4/5 disebabkan karena masih adanya interferensi terhadap pengiriman data.

NILAI PDR (%) NLOS BW125

CR 4/5 CR 4/6 CR 4/7 CR 4/8

4.2.4.2 Hasil Perubahan Parameter LoRa terhadap Analisis RSSI

Tabel 4.7 Pengaruh perubahan RSSI (dBm) dengan parameter Bandwith 125kHz

Dalam dokumen FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INFORMATIKA (Halaman 23-0)