BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Pada penelitian ini penulis melakukan peninjauan pada penelitian sebelumnya, berikut beberapa acuan sebagai pengembangan yang dilakukan penulis pada penelitian ini.
1. Satoto, Budi Dwi (2017) “Monitoring Kesehatan Menggunakan Compiler Arduino & Modul Wifi-ESP8266 Untuk Komunitas Pasien Hipertensi” Tekanan darah kronis merupakan salah satu faktor risiko untuk terjadinya serangan jantung, stroke, aneurisma arterial, dan merupakan penyebab utama gagal jantung kronis. Namun, berbagai kemungkinan terjadinya penyakit tekanan darah tinggi dan tekanan darah rendah dapat dihindari sedini mungkin, yaitu dengan melakukan pemeriksaan tekanan darah secara berkala menggunakan tensimeter. Padahal Saat melakukan pemeriksaan rutin, antrian pelayanan rumah sakit menjadi pertimbangan ketika usia pasien lebih besar dari 50 tahun sehingga perlu dilakukan klasifikasi usia pasien pada awal penelitian. Sehubungan dengan permasalahan tersebut maka penelitian ini mengembangkan health monitoring dimana data tekanan darah dan detak jantung ditransmisikan melalui wireless. Data tekanan darah pasien diperoleh dari tensimeter digital dan Program dibuat menggunakan Compiler Arduino, kemudian data dikirim ESP8266 ke server. Informasi dari beberapa tensimeter ditampilkan bersamaan untuk memantau kondisi pasien. Hasilnya adalah ESP8266 berhasil menjalankan fungsinya. Adapun Faktor yang mempengaruhi akuisisi data adalah posisi tensimeter digital pada lengan, posisi sensor tekanan, kekuatan power supply baterai serta ketersediaan jaringan yang stabil sangat menentukan prioritas layanan. Pada penelitian ini, waktu proses pengambilan data dari proses pemompaan, menghitung systole, diastole, heart beat dan transfer data oleh ESP8266 adalah 28-30 detik dengan
probabilitas data dapat ditransfer sukses dari perangkat tensimeter digital ke komputer server adalah berkisar 88-90%.
2. Azis, Muhammad Nushron (2019) “Rancang Bangun Sistem Parkir Otomatis
Pada Robot Mobil Dengan Sensor Ultrasonik”. Prototype mobil robot ini
dipasangkan beberapa sensor ultrasonik untuk mendeteksi halangan dan dikendalikan dengan menggunakan mikrokontrol arduino mega 2560. Arduino Mega 2560 merupakan komponen yang memproses data masukan sensor ultrasonik. kemudian mikrokontrol mengolah data yang diterima sesuai dengan program yang telah dibuat sebelumnya dan mikrokontrol mengeluarkan output ke motor dc sesuai dengan program yang sudah ditanamkan pada arduino. Dimana untuk mengatur kecepatan motor dc diperlukan juga driver motor l298n yang terhubung langsung dengan motor dc. Pada prototype robot mobil ini, proses deteksi ruang parkir dan robot mobil melakukan manuver dapat bekerja dengan baik apabila panjang ruang yang tersedia lebih besar dari 38 cm dan lebar 25 cm. jika area parkir dibawah itu maka area tersebut tidak aman untuk melakukan manuver. Dari beberapa kali percobaan dapat dilihat jika pergerakan robot mobil sudah berjalan dengan baik.
3. Iswanto, Satrio Adi (2019) “Perancangan Alat Pendeteksi Overload Penumpang Pada Transportasi Bus Berbasis Mikrokontrol Arduino Uno”. Merancang alat yang berfungsi mendeteksi muatan penumpang dalam kendaraan transportasi, alat tersebut berfungsi jika penumpang sudah overload mesin otomatis mati, berguna untuk membatasi penumpang agar tidak melebihi kapasitas pada kendaraan tersebut. Selain itu perlu adanya
display yang memberikan informasi jumlah bangku yang kosong, tujuannya
adalah untuk kenyamanan penumpang jika ada penumpang yang malas berdiri. Maka dibuatlah Protoype Alat Pendeteksi Overload Penumpang Pada Transportasi Bus. Dari hasil pengujian yang telah di lakukan, alat ini dapat beroperasi dengan baik. Alat ini dapat bekerja jika ada benda dengan berat melebihi batas maksimal alat tersebut di letakan pada badan bus yang telah di pasang sensor Load Cell, maka sensor Load Cell akan otomatis mendeteksi
bahwa muatan overload lalu mesin bus akan otomatis mati dan buzzer menyala, selain buzzer ada pula LCD yang menampilkan informasi bahwa penumpang overload. Selain itu pengujian juga di lakukan pada sensor
Ultrasonik yang diletakan pada kursi bus, sensor Ultrasonik berfungsi dengan
baik saat mendeteksi penumpang atau objek yang ada di depannya, lalu LCD akan menampilkan informasi jumlah bangku yang kosong
4. Sembiring, Tobi Mesa (2019) “Rancang Bangun Alat Ukut Badan Otomatis Menggunakan Sensor Ultrasonik HC-SR04 Berbasis Arduino R3”. Membuat alat mengguankan Arduino tipe dengan sebuah sensor ultrasonik yang digunakan untuk pengukuran. Sensor ultrasonik diletakan diatas tiang setinggi 200 cm, dan jarak 200 cm tersebut digunakan sebagai patokan pengukuran. LCD digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran, serta hasil pengukuran dikeluarkan melalui printer digital berupa kertas sehingga mempermudah mengambil hasil pengukuran. Pengukuran tinggi badan otomatis menggunakan sensor ultrasnonik berbasi Arduino dapat mengukur dengan cepat dan presisi. Pengukuran menggunakan manual dan digital dapat berjalan dengan baik, tetapi menggunakan digital tingkat kecepatan pengukuran lebih baik dibandingkan pengukuran menggunakan manual. 5. Baiding, Muhammad Khaerul (2018) “Rancang Bangun Pendeteksi
Kendaraan Pada Yellow Box Junction Berbasis Arduino Mega 2560 Dengan Sensor Ultrasonik”. Membuat sebuah sistem yang dapat mendeteksi adanya kendaraan pada yellow box junction. Lampu lalu lintas akan bekerja normal pada setiap jalur dan sensor akan bekerja mendeteksi kendaraan saat lampu lalu lintas menyala kuning di 2 jalur. Jika sensor mendeteksi adanya kendaraan maka seluruh lampu lalu lintas akan berubah menjadi warna merah hingga kendaraan didalam yellow box junction tidak terdeteksi dan lampu lalu lintas akan melanjutkan sistem yang sebelumnya. Dari pengujian dapat disimpulkan, rancang bangun kendaraan pada yellow box junction sensor ultrasonik akan bekerja pada saat 2 buah lampu lalu lintas berwarna kuning menyala. Pada saat sensor ultrasonik mendeteksi objek yang kurang dari 5 cm maka semua lampu LED pada setiap jalur akan menyala merah sampai objek
tersebut tidak terdeteksi oleh sensor ultrasonik hingga jarak 8 cm. Pada Visual Studio 2010 akan menampilkan data berupa tulisan pada textbox yang berisi perintah kerja yang sedang dilakukan oleh arduino. Data yang dikirimkan arduino ke visual studio 2010 adalah menggunakan komunikasi serial. Berikut akan dijelaskan beberapa pembanding penelitian ini dengan penelitian sebelumnya yang dijelaskan pada tabel dibawah ini.
Tabel 2. 1 Tabel Perbandingan Penelitian
No Penelitian Tahun Komunikasi Device Kendali
1 Satoto, Budi Dwi 2017 Wifi ESP 8266 Menampilkan display data tensimeter 2 Azis, Muhammad Nushron 2019 Kabel Arduino Mega 2560, Sensor HC-SR04, Motor DC, Driver Motor DC On – OFF, Mengatur kecepatan motor DC
3 Iswanto, Satrio Adi 2019 Kabel
Arduino Uno, LCD, Buzzer, Sensor Load Cell, Sensor HC-SR04 On – Off mesin, menampilkan display LCD
4 Sembiring, Tobi Mesa 2019 Kabel Arduino Uno R3, Sensor HC – SR04, Printer Display LCD, Melakukan print data 5 Baiding, Muhammad Khaerul 2018 Kabel Arduino Mega 2560, Sensor HC-SR04, LED Mengirim notifikasi
Dari tabel perbandingan diatas dapat dilakukan pemetaan dengan menggunakan diagram venn dibawah ini dan penelitian ini ditunjukan pada area yang diarsir.
2.2 Sistem Kontrol
Secara umum sistem pengendalian atau sistem pengontrolan adalah komponen fisik yang dirakit sedemikian rupa dan bekerja secara berkesinambungan sehingga mampu mengatur sistemnya sendiri ataupun sistem diluarnya. Sistem kontrol merupakan proses pengaturan atau pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu harga range tertentu. Tujuan utama dari sistem kendali adalah untuk mendapatkan optimasi di mana dalam hal ini diperoleh berdasarkan fungsi sistem kendali itu sendiri, yaitu pengukuran (measurement), perbandingan (comparison), pencatatan (recording), perhitungan (computation), dan perbaikan (correction). (Pakpahan, 1987:5).
Salah satu sistem kontrol yang dikembangkan dewasa ini, yaitu sistem kontrol menggunakan mikrokontrol Wemos D1. Mikrokontrol ini merupakan salah satu bagian dari jenis Arduino yang dimana kelebihan dari Wemos ini yaitu mempunyai fitur wifi yang sudah build in pada board Wemos itu sendiri.
2.3 Internet of Things (IoT)
IoT merupakan infrastruktur global yang berfungsi sebagai informasi masyarakat dengan memungkinkan layanan yang menghubungkan benda fisik dan virtual berdasarkan teknologi informasi yang ada dan perkembangannya. Selain itu
Sistem Kontrol Jarak Jauh Secara Online
Penelitian ini
1, 2, 3 4,5
definisi IoT merupakan teknologi yang memungkinkan benda-benda (things) berupa perangkat fisik (embedded system) dapat bertukar informasi satu sama lain.
Embedded sistem di dalam infrastruktur IoT merupakan hardware yang tertanam
dengan elektronik, perangkat lunak, sensor dan juga konektivitas. Perangkat
embedded sistem mengolah data dari input sensor dan beroperasi dalam
infrastruktur internet. IoT juga sering dikaitkan dengan komunikasi machine-to
machine (M2M) di bidang industri. Produk M2M biasa disebut sistem cerdas,
seperti contoh yang sedang terkenal adalah smart city dan rumah pintar. (Mahali, 2016:171).
Penerapan IoT adalah rumah pintar dimana teknologi ini memungkinkan barang-barang dengan embedded system dapat dikontrol melalui jaringan internet. Rumah pintar merupakan sistem yang dapat bekerja untuk mengintegrasikan dan mengendalikan perangkat atau peralatan rumah secara otomatis dan efisien. Teknologi ini juga merupakan sebuah realisasi dari otomasi rumah ideal menggunakan sekumpulan spesifik dari teknologi. Otomasi dilakukan pada alat-alat elektronik seperti kulkas, lampu penerangan, kipas dan lain-lain. Otomasi dilakukan bertujuan untuk memudahkan pemilik rumah dalam memantau kondisi eralatan elektronik yang terhubung ke sistem IoT yang dibangun dari telepon pintar. 2.4 Mikrokontroler
Mikrokontroler disebut juga MCU (Micro Chip Unit) atau µC adalah salah satu komponen elektronik atau IC yang memiliki beberapa sifat dan komponen seperti komputer, yaitu: CPU (Central Processing Unit) atau unit pemrosesan terpusat, memori kode, memori data, dan I/O (port untuk input dan output). Mikrokontroler merupakan single chip computers yang dapat digunakan untuk mengontrol sistem, disamping itu bentuknya yang kecil dan harganya yang murah sehingga dapat dicangkokkan (embedded) di dalam berbagai peralatan rumah tangga, kantor, industri atau robot. (Ibrahim, 2006).
2.5 Wemos D1
Wemos merupakan salah satu modul board yang dapat berfungsi dengan arduino khususnya untuk project yang mengusung konsep IoT. Wemos dapat
running stand-alone tanpa perlu dihubungkan dengan mikrokontroler, berbeda
dengan modul Wifi lain yang masih membutuhkan mikrokontroler sebagai pengrontrol atau otak dari rangkaian tersebut, Wemos dapat running stand-alone karena di dalammnya sudah terdapat CPU yang dapat memprogram melalui serial
port serta transfer program secara wireless. (Ardiyan, 2019:10).
Wemos D1 ini memiliki datasheet sebagai berikut: • Mikrokontroler: ESP-8266EX
• USB-Serial converter: CH340 • Operating voltage: 3.3V • Number of digital I/O pins: 11
• Number of analog input: 1 (max. 3.2V) • Clock frequency: 80MHz/160MHz • Flash memory: 4MB
• Dimensions: 68.6 mm x 53.4 mm (L x W) • Weight: 25g
Gambar 2. 2 Wemos D1 Sumber: Dokumen Pribadi
2.6 Arduino Development Environment
Arduino Development Environment terdiri dari editor teks untuk menulis kode, sebuah area pesan, sebuah konsul, sebuah toolbar dengan tombol - tombol untuk fungsi yang umum dan beberapa menu. Arduino Development Environment terhubung ke arduino board untuk meng-upload program dan juga untuk berkomunikasi dengan arduino board. Perangkat lunak yang ditulis menggunakan Arduino Development Environment disebut sketch. Sketch ditulis pada editor teks.
Sketch disimpan dengan file berekstensi .ino. area pesan memberikan informasi dan
pesan eror ketika kita menyimpan atau membuka sketch. Konsul menampilkan
output teks dari Arduino Development Environment dan juga menampilkan pesan
eror ketika kita mengcompile sketch. Pada sudut kanan bawah jendela Arduino
Development Environment menunjukan jenis board dan port serial yang sedang
digunakan. Tombol toolbar digunakan untuk mengecek dan meng-upload sketch, membuat, 10 membuka, atau menyimpan sketch, dan menampilkan serial monitor. (Ardiyan, 2019:19).
2.7 Modul Relay
Relay adalah saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen elektromekanikal yang terdiri dari 2 bagian utama yakni lilitan elektromagnet (Coil) dan mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan relay yang menggunakan elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan kontak relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A. (Iswanto, 2019:16).
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu: 1. Lilitan Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar) 4. Spring
2.8 Android
Menurut Kasman “Android merupakan sebuah system operasi telepon seluler dan komputer tablet layar sentuh (touch screen) yang berbasis Linux. Namun seiring perkembangannya, Android berubah menjadi platform yang begitu cepat dalam melakukan inovasi” .
2.9 IoT Platform
IoT platform adalah sebuah perangkat lunak pendukung yang
menghubungkan semuanya dalam sistem IoT. Platform ini memfasilitasi komunikasi, aliran data, manajemen perangkat dan fungsionalitas aplikasi. Dengan segala macam perangkat keras dan berbagai opsi konektivitas yang berbeda, maka perlu ada cara untuk membuat semuanya bekerja sama. Platform IoT memecahkan masalah-masalah tersebut. IoT Platform membantu dalam hal berikut:
• Menghubungkan perangkat keras, seperti sensor dan perangkat.
• Menangani berbagai macam perangkat keras dan protokol komunikasi perangkat lunak.
Gambar 2. 3 Relay 2 Channel Sumber: Dokumen Pribadi
• Menyediakan keamanan dan autentikasi bagi perangkat dan pengguna.
•Mengumpulkan, memvisualisasikan dan menganalisa data yang dikumpulkan oleh sensor dan perangkat.
• Mengintegrasikan semua hal di atas dengan web services lainnya. 2.9.1 Google Firebase
Firebase merupakan salah satu layanan untuk penyimpanan database yang dibuat oleh Google ini dapat mempermudah para pengembang aplikasi untuk mengembangkan aplikasi mereka sehingga aplikasi yang dibuat dapat memiliki kualitas yang tinggi dan mampu menghasilkan lebih banyak keuntungan. Dengan berbagai fitur yang menarik, firebase menjadi salah satu pilihan yang tepat untuk pengguna yang serius untuk mengembangkan aplikasinya. (Ardiyan, 2019:23). 2.10 App Inventor
App Inventor atau Google App Inventor adalah aplikasi berbasis web open
source yang awalnya dikembangkan oleh Google, dan saat ini dikelola oleh Massachusetts Institute of Technology (MIT). App Inventor memungkinkan
pengguna baru untuk memprogram komputer yang dapat menciptakan aplikasi perangkat lunak bagi sistem operasi Android. App Inventor ini menggunakan antarmuka grafis, serupa dengan antarmuka pengguna pada Scratch, yang memungkinkan pengguna untuk drag and-drop objek visual untuk menciptakan aplikasi yang bisa dijalankan pada perangkat Android. Begitupun dengan coding, kita tidak perlu menulis kode program yang amat sangat panjang, cukup dengan
2.10.1 Bahasa Blok Untuk Aplikasi Mobile
MIT App inventor adalah sebuah pemrograman visual yang digunakan untuk mengembangkan aplikasi berbasis android dengan dukungan fitur berupa
drag-drop tool. Anda dapat mendesain user interface dari sebuah aplikasi dengan
menggunakan web GUI (Graphical User Interface) builder, kemudian anda dapat menspesifikasikan behavior aplikasi dengan memasangkan blok yang sesuai seperti saat anda bermain puzzle. Dalam membuat program pada MIT App Inventor sudah di disain dengan sedemikian rupa sehingga dapat mempermudah pengguna dalam membuat aplikasi yang diingikanya. Beikut contoh dari pemrograman pada MIT
App Inventor.
Gambar 2. 4 Preview App Inventor Sumber: Dokumen Pribadi
Gambar 2. 5 Contoh program blok App Inventor
2.11 Sensor Ultrasonik
Sensor Ultrasonik adalah alat elektronika yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk gelombang suara ultrasonik. Sensor ultrasonik terdiri dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima. Struktur unit pemancar yaitu sebuah kristal piezoelectric yang dihubungkan dengan diafragma penggetar. Tegangan bolak-balik dengan frekuensi kerja 40 KHz – 400 KHz diberikan pada plat logam. Struktur atom dari kristal piezoelectric akan berkontraksi (mengikat), mengembang atau menyusut terhadap polaritas tegangan yang diberikan, dan ini disebut dengan efek piezoelectric. Kontraksi yang terjadi diteruskan ke diafragma penggetar sehingga terjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke udara (tempat sekitarnya), dan pantulan gelombang ultrasonik akan terjadi bila ada objek tertentu dan pantulan gelombang ultrasonik akan diterima kembali oleh oleh unit sensor penerima. Sensor ultrasonik digunakan untuk mengetahui jarak suatu objek dengan sensor. Cara kerja sensor ini dalam mendeteksi suatu objek adalah dengan mengirimkan gelombang ultrasonik pendek dan kemudian menunggu pantulan dari gelombang yang dipancarkan kembali ke sensor (Sumardi, 2013:113).
Fungsi Pin-pin HC-SR04
1. VCC = 5V Power Supply. Pin sumber tegangan positif sensor.
2. Trig = Trigger. Pin ini yang digunakan untuk membangkitkan sinyal ultrasonik. 3. Echo = Gema. Pin ini yang digunakan untuk mendeteksi sinyal pantulan ultrasonik.
Gambar 2. 6 Sensor Ultrasonik HC-SR04
4. GND = Ground/0V Power Supply. Pin sumber tegangan negatif sensor. Karakteristik HC-SR04
• Tegangan sumber operasi tunggal 5.0 V. • Konsumsi arus 15 mA
• Frekuensi operasi 40 KHz.
• Minimum pendeteksi jarak 0.02 m (2 cm). • Maksimum pendeteksian jarak 4 m.
• Sudut pantul gelombang pengukuran 15 derajat.
• Minimum waktu penyulutan 10 mikrodetik dengan pulsa berlevel TTL. • Dimensi 45 x 20 x 15 mm.
2.12 Statistika Deskriptif
Statistika deskriptif merupakan bidang ilmu statistika yang mempelajari cara-cara pengumpulan, penyusunan, dan penyajian data suatu penelitian. Statistik deskriptif adalah bagian dari ilmu statistik yang meringkas, menyajikan dan mendeskripsikan data dalam bentuk yang mudah dibaca sehingga memberikan informasi tersebut lebih lengkap. Statistik deskriptif hanya berhubungan dengan hal menguraikan atau memberikan keterangan-keterangan mengenai suatu data atau keadaan atau fenomena, dengan kata lain hanya melihat gambaran secara umum dari data yang didapatkan. Statistika deskriptif adalah metode-metode yang berkaitan dengan pengumpulan dan penyajian suatu data sehingga memberikan informasi yang berguna (Walpole, 1995). Statistik deskriptif berfungsi untuk mendeskripsikan atau memberi gambaran terhadap objek yang diteliti melalui data sampel atau populasi (Sugiyono, 2007). Data yang disajikan dalam statistik deskriptif biasanya dalam bentuk ukuran pemusatan data (Kuswanto, 2012). Salah satu ukuran pemusatan data yang biasa digunakan adalah mean (Fauzy, 2009). Selain dalam bentuk ukuran pemusatan data juga dapat disajikan dalam bentuk
salah satunya adalah diagram pareto dan tabel. Berikut ini penjelasan mengenai mean, diagram pareto, dan tabel.
1. Mean
Mean biasa diterjemahkan rata-rata atau rerata. Mean dilambangkan dengan tanda x yang diberi garis di atasnya ( ) atau biasa disebut . Pada mean suatu populasi dilambangkan dengan , sedangkan untuk sampel dilambangkan (Kuswanto, 2012). Apabila mempunyai variabel X yaitu X1, X2, X3, …, Xn sebagai 17 hasil pengamatan atau observasi sebanyak N kali, maka mean populasi (Santosa, 2004).
𝜇 = 𝑁 𝑖=1 𝑋𝑖
𝑁 (3.1)
keterangan:
- 𝜇 : rata-rata dari suatu himpunan - Xi : nilai variabel ke i
- i dan N menyatakan banyaknya variabel. 2. Diagram Pareto
Diagram Pareto adalah serangkaian diagram batang yang menggambarkan frekuensi atau pengaruh dari proses atau keadaan atau masalah. Diagram diatur mulai dari yang paling tinggi sampai paling rendah dari kiri ke kanan (Shahindra, 2008).
3. Tabel
Tabel adalah daftar berisi ikhtisar dari sejumlah fakta dan informasi. Bentuknya berupa kolom-kolom dan baris-baris. Tabel merupakan alat bantu visual yang berfungsi menjelaskan suatu fakta atau informasi secara singkat, jelas, dan lebih menarik daripada kata-kata. Sajian informasi yang menggunakan tabel lebih mudah dibaca dan disimpulkan. Bentuk tabel yang sering digunakan adalah tabel distribusi frekuensi, tabel distribusi frekuensi relatif dan tabel kontingensi untuk data kualitatif dengan banyak kategori dalam baris maupun kolom.(Hassan, 2001).
