i
PROPOSAL
PENELITIAN UNGGULAN
DANA LOKAL ITS TAHUN 2020
JUDUL PENELITIAN
DIGITALISASI LABORATORIUM FISIKA DASAR ITS
BERBASIS IoT : Praktikum Gerak Jatuh Bebas
Tim Peneliti:
Dr. Ir. Totok Mujiono, MIKom (Teknik Elektro / FTEIC) Nada Fitrieyatul Hikmah, S.T, M.T (Teknik Biomedik / FTEIC) Hendra Cordova (Teknik Fisika / FTI)
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA 2020
2
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ... 2 DAFTAR GAMBAR ... 3 DAFTAR TABEL ... 4 BAB 1. RINGKASAN ... 5BAB 2 LATAR BELAKANG ... 6
2.1 Manfaat Praktikum online ... 7
2.2 Rasionalitas ... 7
2.3 Tujuan ... 7
BAB 3 KAJIAN PUSTAKA ... 8
3.1 Internet of Things ... 8
3.2 Protokol MQTT ... 9
3.3 Modul Praktikum ... 10
3.3.1 Praktikum : Gerak Jatuh Bebas ... 10
BAB 4 METODE PENELITIAN ... 13
4.1. Digitalisasi perangkat praktikum ... 13
4.2. User Flow ... 16
4.3. Mockup web base aplikasi Telelab ... 17
4.4. Desain enclosure untuk modul IoT ... 19
BAB 5 JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA ... 21
5. 1. Jadwal ... 21
5.2 Anggaran Biaya ... 21
BAB 6 DAFTAR PUSTAKA ... 23
3
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3. 1 Arsitektur WSN dengan broker dan gateway. [1] ... 9
Gambar 4. 1. Konsep (Diagram Blok) untuk pengembangan digitalisasi perangkat praktikum ... 13
Gambar 4. 2. Konsep (Wireframe) laman login praktikan ... 14
Gambar 4. 3 Konsep (Wireframe) antarmuka website praktikum hukum Kirchhoff. ... 15
Gambar 4. 4 Konsep (Wireframe) laman percobaan yang dilakukan secara interaktif oleh praktikan ... 16
Gambar 4. 5 User Flow pelaksanan praktikum ... 17
Gambar 4. 6 Tampilan depan modul telelab... 17
Gambar 4. 7 Desain Tutorial Praktikum ... 18
Gambar 4. 8 Desain monitoring pelaksanaan praktikum ... 18
Gambar 4. 9 Gambar enclosure tampak atas ... 19
Gambar 4. 10 Gambar enclosure tampak bawah ... 19
4
DAFTAR TABEL
Tabel 5. 1 Jadwal kerja penelitian ... 21 Tabel 5. 2 Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen ... 21 Tabel 5. 3. Pembuatan Web Apps ... 22
5
BAB 1. RINGKASAN
Kegiatan praktikum di Institut Teknologi Sepuluh Nopember menjadi salah satu aspek penting yang tidak dapat dipisahkan dalam kegiatan perkuliahan bidang sains seperti pada mata kuliah Fisika Dasar. Ada beberapa hal yang membuat kegiatan praktikum penting untuk dilakukan. Yang pertama praktikum dinilai mampu menambah antusiasme siswa/praktikan dalam mempelajari materi. Kemudian praktikum juga dapat mengasah keterampilan dan pengetahuan siswa/praktikan dalam melaksanakan eksperimen/percobaan. Lalu praktikum dapat menambah pemahaman siswa /praktikan dalam memahami materi.
Seiring dengan meningkatnya jumlah mahasiswa yang mengambil mata kuliah Fisika Dasar mengakibatkan fasilitas laboratorium yang ada pada saat ini sulit untuk menunjang kegiatan praktikum dengan optimal. Diperlukan suatu terobosan pada pelaksanaan kegiatan praktikum, sehingga dapat mengakomodir kebutuhan mahasiswa seiring dengan bertambahnya jumlah mahasiswa ITS.
Pada penelitian ini diusulkan digitalisasi kegiatan praktikum dengan memanfaatkan emerging technology seperti Internet of Things dan Cloud Service guna meningkatkan kualitas pengelolaan layanan laboratorium Fisika Dasar. Pengembangan praktikum berbasis teknologi dilakukan dengan merevolusi konsep kegiatan pembelajaran praktikum yang semula paper-based menjadi online-based/online learning. Kemudian dilakukan pengembangan perangkat yang memungkinkan pengiriman hasil-hasil pengukuran dalam kegiatan praktikum yang terintegrasi dengan website yang dapat diakses oleh mahasiswa.
Diharapkan pada penelitian ini dihasilkan sistem pembelajaran praktikum berbasis teknologi yang interaktif guna mendukung pembelajaran materi kuliah Fisika Dasar.
Kata Kunci: Praktikum Fisika, Praktikum berbasis Teknologi, Internet of Things, Cloud Service, Web Application
6
BAB 2 LATAR BELAKANG
Fisika adalah salah satu cabang ilmu sains yang selama ini lebih sering hanya dipelajari di dalam kelas dengan proses pembelajaran searah yang dilakukan oleh guru. Fisika semestinya dipelajari dengan cara melakukan langsung atau lebih sering dikenal dengan istilah percobaan. Hal ini sesuai dengan pernyataan bahwa fisika adalah ilmu percobaan (Young and Freedman, 2002), artinya fisika juga bisa dipelajari dengan cara percobaan atau kegiatan praktikum.
Terdapat beberapa alasan mengapa kegiatan praktikum penting untuk dilakukan dalam pembelajaran sains, khususnya fisika. Setidaknya terdapat 4 alasan yang dikemukakan para pakar pendidikan IPA/sains mengenai pentingnya kegiatan praktikum. Pertama, praktikum mampu membangkitkan motivasi belajar IPA. Kedua, praktikum mengembangkan keterampilan dasar dalam melaksanakan eksperimen. Ketiga, praktikum menjadi wahana belajar pendekatan ilmiah (Reductionism, Repeatability, dan Refutation). Keempat, praktikum menunjang pemahaman materi mata kuliah (Woolnough and Allsop, 1985). Melalui praktikum, akan timbul rasa ingin tahu yang lebih sehingga motivasi belajar akan meningkat. Keterampilan dasar eksperimen juga akan terasah seperti : mengamati, mengukur, menggolongkan , mengajukan pertanyaan, menyusun hipotesis, merencanakan percobaan, mengidentifikasi variabel, menentukan langkah kerja, melakukan eksperimen, membuat dan menafsirkan informasi/grafik, menerapkan konsep, menyimpulkan dan mengkomunikasikan baik secara verbal dan non verbal
Seiring dengan beberapa penjelasan tentang pentingnya kegiatan praktikum tersebut, mahasiswa ITS diwajibkan mengambil praktikum Fisika Dasar. Praktikum Fisika Dasar terbagi menjadi Praktikum Fisika Dasar 1 dan 2. Praktikum Fisika Dasar 1 terdiri dari Kinematika, Dinamika Rotasi, Getaran dan Fluida, yang dibagi menjadi praktikum bandul matematis dan fisis, gerak peluru, Fletcher Trolley, momen nersia, bola jatuh bebas, dan bola jatuh tak beraturan sedangkan praktikum Fisika Dasar 2 terdiri dari panas yang ditimbulkan oleh Arus Listrik, Voltameter, Hukum Ohm, Hukum Kirchoff, Arus Bolak Balik, Plat Kapasitor, Induksi Elektromagnetik, Termokopel. Praktikum : Bola Jatuh Bebas bertujuan menentukan besarnya percepatan gravitasi bumi di suatu tempat dengan peralatan yang digunakan adalah Large Contact plate termasuk steel ball, Holding magnet dengan multiclamp, Holding magnet adapter dengan release mechanism, Counter S, Stand basses MF, Stand rods, Leybold multiclamps, Scale dengan pointer.
7 2.1 Manfaat Praktikum online
Pelaksanaan praktikum online ini diharapkan dapat memberikan manfaat-manfaat antara lain:
1. Dapat menambah pemahaman dan mempermudah mahasiswa dalam proses praktikum fisika dasar
2. Praktikum dapat dilakukan setiap saat sesuai dengan ketentuan yang berlaku
3. Dapat menambah pendapatan bagi ITS, dimana praktikum juga bisa dilakukan oleh mahasiswa non ITS sesuai dengan ketentuan yang berlaku
2.2 Rasionalitas
1. Pentingnya Laboratorium Fisika Dasar untuk menunjang kegiatan pembelajaran fisika sebagai upaya pembuktian teori-teori dasar fisika melalui kegiatan praktikum. 2. Peningkatan jumlah mahasiswa yang mengambil mata kuliah fisika dasar yang
mengakibatkan ketidakseimbangan jumlah rasio mahasiswa dengan fasilitas laboratorium fisika dasar.
3. Digitalisasi berbasis IoT pada laboratorium fisika dasar sangat diperlukan untuk mengakomodir kebutuhan praktikum mahasiswa yang terus berkembang seiring perkembangan jumlah mahasiswa.
4. Digitalisasi berbasis IoT pada laboratorium fisika dasar dapat meningkatkan pelayanan kepada mahasiswa ITS dan non ITS.
2.3 Tujuan
Di dalam penyusunan proposal digitalisasi Laboratorium Fisika Dasar berbasis IoT ini mempunyai tujuan untuk meningkatkan pengelolaan layanan laboratorium bagi peserta didik di ITS guna menunjang kelancaran pembelajaran fisika dasar berdasarkan kurikulum yang diterapkan agar sesuai dengan tujuan yang hendak dicapai oleh ITS yaitu membentuk sarjana yang dapat bekerja di bidang apapun yang berkaitan dengan teknologi terkini, dapat memenuhi kebutuhan masyarakat baik secara nasional maupun internasional, atau layanan pendidikan, juga dapat mengikuti perkembangan teknologi informasi, serta meningkatkan pengetahuan dan keterampilan lulusan melalui pembelajaran sepanjang hayat
8
BAB 3 KAJIAN PUSTAKA
3.1 Internet of Things
Bicara mengenai Internet of Thing yang biasa disebut dengan IoT tidak ada habisnya karena Internet of Things tidak mempunyai definisi tetap selalu ada saja bahasan entah itu berasal dari suatu keseharian kita hingga benda-benda yang dapt dijadikan perangkat untuk mempermudah aktivitas kita. Namun kita dapat menentukan apakah suatu perangkat merupakan bagian dari IoT atau tidak dengan pertanyaan berikut ini: Apakah produk suatu vendor dapat bekerja dengan produk dari vendor yang lain? Dapatkah suatu kunci pintu dari vendor A berkomunikasi dengan saklar lampu dari vendor B, dan bagaimana jika seorang pengguna ingin memasukkan termostatnya menjadi bagian dari komunikasi tersebut.
Jadi Internet of Thing (IoT) adalah sebuah konsep dimana suatu objek yang memiliki kemampuan untuk mentransfer data melalui jaringan tanpa memerlukan interaksi manusia ke manusia atau manusia ke komputer. IoT telah berkembang dari konvergensi teknologi nirkabel, micro-electromechanical systems (MEMS), dan Internet. ‘A Things’ pada Internet
of Things dapat didefinisikan sebagai subjek misalkan orang dengan monitor implant
jantung, hewan peternakan dengan transponder biochip, sebuah mobil yang telah dilengkapi built-in sensor untuk memperingatkan pengemudi ketika tekanan ban rendah. Sejauh ini, IoT paling erat hubungannya dengan komunikasi machine-to-machine (M2M) di bidang manufaktur dan listrik, perminyakan, dan gas. Produk dibangun dengan kemampuan komunikasi M2M yang sering disebut dengan sistem cerdas atau “smart”. Sebagai contoh yaitu smart kabel, smart meter, smart grid sensor.
Penelitian pada IoT masih dalam tahap perkembangan. Oleh karena itu, tidak ada definisi dari Internet of Things. Berikut adalah beberapa definisi alternatif dikemukakan untuk memahami Internet of Things (IoT), antara lain : menurut Ashton pada tahun 2009 definisi awal IoT adalah Internet of Things memiliki potensi untuk mengubah dunia seperti pernah dilakukan oleh Internet, bahkan mungkin lebih baik. Pernyataan tersebut diambil dari artikel sebagai berikut: “Hari ini komputer dan manusia, hampir sepenuhnya tergantung pada Internet untuk segala informasi yang semua terdiri dari sekitar 50 petabyte (satu petabyte adalah 1.024 terabyte) data yang tersedia pada Internet dan pertama kali digagas dan diciptakan oleh manusia. Dari mulai magnetik, menekan tombol rekam, mengambil gambar digital atau memindai kode bar.
9
Diagram konvensional dari Internet meninggalkan router menjadi bagian terpenting dari semuanya. Masalahnya adalah orang memiliki waktu, perhatian dan akurasi terbatas. Mereka semua berarti tidak sangat baik dalam menangkap berbagai data tentang hal di dunia nyata. Dari segi fisik dan begitu juga lingkungan kita. Gagasan dan informai begitu penting, tetapi banyak lagi hal yang pernting. Namun teknologi informasi saat ini sangat tergantung pada data yang berasal dari orang-orang sehingga komputer kita tahu lebih banyak tentang semua ide dari hal-hal tersebut”
Menurut Casagras (Coordinator and support action for global RFID-related activities
and standardisation) mendefinisikan IoT sebagai sebuah infrastruktur jaringan global, yang
menghubungkan benda-benda fisik dan virtual melalui eksploitasi data capture dan kemampuan komunikasi. Infrastruktur terdiri dari jaringan yang telah ada dan internet berikut pengembangan jaringannya. Semua ini akan menawarkan identifikasi obyek, sensor dan kemampuan koneksi sebagai dasar untuk pengembangan layanan dan aplikasi ko-operatif yang independen. Ia juga ditandai dengan tingkat otonom data capture yang tinggi, event transfer, konektivitas jaringan dan interoperabilitas
3.2 Protokol MQTT
Message Queuing Telemetry Transport atau dikenal dengan MQTT [1] adalah protokol konektivitas machine-to-machine (M2M) /IoT yang berbasis open source dengan standar terbuka (OASIS) yang dirancang untuk perangkat terbatas dan bandwidth rendah, dengan latency tinggi atau berjalan pada jaringan yang diandalkan. MQTT sering digunakan untuk perangkat yang terhubung aplikasi mobile di era M2M/IoT yang mana bandwidth dan daya baterai menjadi pertimbangan utama sehingga dirasa sangat ideal untuk perangkat.
10 Prinsip protokol MQTT yaitu publish subcribe. Komponen seperti sensor yang menghasilkan informasi tertentu akan menerbitkan informasi disebut dengan publisher. Klien yang menginginkan informasi tertentu akan mendaftarkan diri dari informasi tersebut, proses ini disebut subscribe dan klien tersebut adalah subscriber. Selain itu juga terdapat istilah broker yang bertugas menjamin subscriber mendapatkan informasi yang diinginkan dari publisher. Interaksi antara publisher, subscriber dan broker digambarkan seperti pada Gambar 3.1. Pada arsitektur WSN digambarkan dengan broker sebagai middleware seperti pada Gambar 3.1. Broker terletak pada jaringan tradisional seperti Internet/LAN/WAN. Dibutuhkan gateway untuk menyediakan akses dengan broker. Sedangkan keamanan pada MQTT bisa menggunakan proxy pada MQTT tersebut atau menggunakan HTTP proxy. Perbedaan yang terjadi yaitu pada MQTT proxy terdapat pendekatan latensi yang lebih rendah dan lebih jelas jika ukuran data meningkat.
Terdapat tiga definisi level Quality of Service (QoS) pada MQTT untuk menjamin pesan terkirim ke klien, meliputi :
0 : broker/klien akan mengirim pesan sekali tanpa konfirmasi.
1 : broker/klien akan mengirimkan pesan minimal sekali, diperlukan konfirmasi,
2 : broker/klien akan mengirimkan pesan tepat sekali dengan menggunakan four step handshake.
Pesan dikirim melalui semua level QoS dan klien dapat subscribe level QoS manapun juga. Klien dapat memilih maksimum QoS yang akan diterima. Sebagai publisher dan subscriber yang berdasarkan protokol, mengijinkan banyak perangkat untuk berkomunikasi melalui jaringan wireless.
3.3 Modul Praktikum
3.3.1 Praktikum : Gerak Jatuh Bebas
Gerak adalah perubahan posisi suatu benda terhadap titik acuannya.Benda yang bergerak dapat dikatakan tidak bergerak,sebagai contoh meja yang ada dibumi pasti tidak dikatakan bergerak oleh manusia yang ada dibumi.Tetapi bila matahari yang melihat maka meja tersebut bergerak bersama bumi yang mengelilingi matahari.Gerak berdasarkan lintasannya dibagi menjadi 3 (tiga) yaitu gerak lurus yaitu gerak yang lintasannya berbentuk lurus,gerak parabola yaitu gerak yaitu gerak yang lintasannya berbentuk parabola,gerak melingkar yaitu gerak yang lintasannya berbentuk lingkaran,sedangkan berdasarkan percepatannya gerak dibagi menjadi 2 (dua) yaitu gerak beraturan adalah gerak yang percepatannya sama dengan nol (a=0) dan gerak berubah beraturan adalah gerak yang
11 percepatannya konstan (a=konstan) atau gerak yang kecepatannya berubah secara teratur.(welson.1990)
Gerak jatuh bebas dalah gerah jatuh benda arah vertical dari ketinggian h tertentu tanpa kecepatan awal (vo=0),jadi gerak benda hanya dipengaruhi oleh gravitasi bumi (g).
y = h =
1 2gt
2t = 𝑜̈ (2
ℎ 𝑔)
yt = gt = 𝑜̈ (2gh)
g merupakan percepatan gravitasi bumi y = h adalah lintasan yang ditempuh benda pada arah vertical (diukur dari posisi benda mula-mula) dan t adalah waktu yang dibutuhkan benda untuk menempuh lintasannya.(Celleto.1994)
Secara umum gerak jatuh bebas hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi,selama membahas gerak jatuh bebas digunakan rumus atau persamaan GLBB.kita pilih kerangka acuan yang diam terhadap bumi.kita menggantikan x atau s (pada persamaan GLBB) dengan y,karena benda bergerak vertical dan kita juga bisa menggunakan h untuk menggantikan x atau s.kedudukan awal benda kita tetapkan yo = 0 untuk t = 0.percepatan yang dialami benda
ketika jatuh bebas adalah percepatan gravitasi,sehingga kita menggantikan a dengan g,dan persamaan gerak jatuk bebas yang dituliskan pada tabel di bawah ini.
GLBB GJB VX = VXO + at Vy = VyO + gt X = XO + VXO + 1 2 at 2 Y = V yO t+ 1 2 gt 2 Vx2 = VXO2 + 2as VY2 = VYO2 + 2gh (Bueche.1998)
Dari persamaan waktu jatuh, terlihat bahwa waktu jatuh benda bebas hanya dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu h adalah ketinggian dan g adalah gravitasi bumi.jadi berat dari besaran–besaran lain tidak dipengaruhi artinya meskipun berbeda beratnya ,2 benda yang jatuh dari ketinggian yang sama dan pada tempat yang sama akan jatuh dalam waktu yang bersamaan,tetapi apabila benda tidak jatuh bersamaan dikarenakan adanya gesekan udara.gesakan udara sangat mempengaruhi gerak jatu bebas suatu benda walaupun percepatan gravitasi tiap-tiap benda yang dijatuhkan adalah sama. (Mansfield.1998)
Semua benda akan jatuh dengan percepatan sama,apabila tidak ada udara atau hambatan lainnya.semua benda berat atau ringan,udara berperan penting sebagai hambatan
12 untuk benda-benda yang ringan memiliki permukaan luas,tetapi pada kondisi tertentu hambatan udara ini diabaikan.pada suatu ruangan hampa udara benda ringan dan berat memiliki percepatan yang sama.hal ini menunjukan bahwa untuk sebuah benda yang jatuh dari keadaan alam,jarak yang ditempuh akan sebanding dengan kuadrat waktu.(Young.2002)
Peralatan
Dalam percobaan mengenai gerak jatuh bebas alat-alat yang digunakan antara lain 1 set instrument penjatuh benda,2 bola besi atau baja,1 pencatat waktu,1 skala vertical,1 sumber tegangan DC dan kabel penghubung secukupnya serta kertas.
Prinsip Percobaan
Bola baja dengan massa m diletakkan pada sebuah magnet dinamis (electromagnet),ketika arus dihentikan karena adanya pengaruh gaya gravitasi bumi atau gaya berat sebesar F = W = m.g maka bola akan jatuh bebas dengan percepatan konstan g,waktu tempuh t yang tampak pada pencacah adalah waktu yang digunakan untuk menempuh jarak sepanjang s.selanjutnya besarnya percepatan gravitasi bumi g dapat
ditentukan dengan menggunakan
s(t) =
12
gt
2
atau g=
2𝑠𝑡2
Percobaan
Untuk melakukan percobaan,langkah-langkah yang ditempuh pada percobaan kali ini, rangkaian alat sudah disusun sehingga percobaan dimulai dengan dihidupkan sumber tegangan dan diukur jarak atau ditentukan jarak jatuhnya bola,kemudian diletakan bola pada bagian bawah magnet penahan dan diberi selembar kertas diantara bola besi dengan magnet,ditutup plat kontak kemudian ditekan kunci morse dengan cepat.selanjutnya dicatat waktunya (t) yang terbaca pada pencacah waktu.dan di ulangi pengukuran sebanyak 7 kali, kemudian digunakan jarak yang berbeda sebanyak 5 kali dengan bola besi yang sama dan setelah itu diulangi perlakuan pada bola besi tersebut dengan menggunakan boal yang berbeda sampai 3 kali pergantian bola.
13
BAB 4 METODE PENELITIAN
4.1. Digitalisasi perangkat praktikum
Digitalisasi perangkat praktikum perlu dilakukan untuk mengembangkan kegiatan pembelajaran praktikum berbasis teknologi yang interaktif dengan tetap memperhatikan ranah perkembangan psikomotorik dan afektif praktikan.
Upaya yang pertama yakni menggantikan konsep kegiatan pembelajaran yang semula paper-based menjadi online learning yang interaktif. Website praktikum dibangun dengan antarmuka yang memberikan pengalaman (experience) belajar kepada praktikan dengan efektif dan mudah dipahami.
Upaya selanjutnya yakni memodernisasi perangkat pengukuran praktikum ke perangkat pengukuran digital yang memungkinkan pengiriman hasil pengukuran langsung ke Cloud Computer. Hasil pengukuran ini nantinya akan terintegrasi dengan website praktikum, sehingga data pengukuran selama kegiatan praktikum dapat dievaluasi dengan lebih mudah dan efektif.
Ilustrasi konsep pengembangan digitalisasi perangkat praktikum diperlihatkan pada Gambar 4.1.
Gambar 4. 1. Konsep (Diagram Blok) untuk pengembangan digitalisasi perangkat praktikum
14 Adapun usulan digitalisasi beberapa komponen/instrument praktikum dalam upaya pengembangan praktikum online tertera pada Tabel 1 berikut:
Tabel 4.1. Usulan Digitalisasi Perangkat Praktikum Hukum Kirchhoff Komponen/Instrumen
Praktikum
Peralatan Existing Usulan Digitalisasi Perangkat
Instrumentasi Pengukuran Multimeter Digital Modul Instrumentasi Pengukuran berbasis IoT
Instruksi Praktikum Cetak (Paper Based) Website Interaktif Pengisian Lembar Data
Praktikum
Cetak (Paper Based) Website Interaktif
Pre-test dan Post Test Manual / Tatap Muka Online
Pengembangan digitalisasi perangkat praktikum memungkinkan praktikan mendapatkan pengalaman interakif praktikum hukum kirchhoff secara digital dengan konsep / skenario sebagai berikut:
1) Praktikan Login ke laman Praktikum Online ITS
Gambar 4. 2. Konsep (Wireframe) laman login praktikan
2) Praktikan mendaftar (enroll) pada laman Praktikum Kirchoff
3) Praktikan melakukan sinkronisasi perangkat IoT untuk pengukuran tegangan dan arus ke Website
4) Praktikan mendapat materi mengenai dasar konsep dan latar belakang praktikum. Materi disampaikan dalam bentuk video dan teks.
15 Gambar 4. 3 Konsep (Wireframe) antarmuka website praktikum hukum Kirchhoff.
5) Praktikan memulai percobaan sesuai dengan instruksi (contoh: menyusun rangkaian sesuai dengan instruksi)
6) Praktikan melakukan perhitungan secara manual sesuai dengan dasar teori 7) Praktikan melakukan pengukuran dengan memasangkan test probe pada
titik-titik cabang (node) yang diamati.
8) Hasil pengukuran akan tampil pada website, praktikan dapat menyimpan hasil pengukuran dengan klik tombol simpan
9) Praktikan melanjutkan ke percobaan berikutnya sesuai dengan instruksi yang berikutnya
10) Praktikum selesai apabila praktikan sudah menyelesaikan seluruh percobaan atau waktu yang disediakan telah habis
16 Gambar 4. 4 Konsep (Wireframe) laman percobaan yang dilakukan secara interaktif
oleh praktikan
4.2. User Flow
User flow adalah prosedure pelaksanaan praktikum secara online pada modul Telelab. Adapun desain user flow yang dibuat adalah sebagai berikut :
1. Mahasiswa yang sudah terdaftar sebagai peserta praktikum harus Log in terlebih dahulu baik melalui aplikasi web ataupun melalui aplikasi mobile.
2. Setelah berhasil log in, mahasiswa praktikan memilih modul praktikum yang akan dilaksanakan. Informasi antrian akan ditampilkan pada tiap modul bila modul yang diakses sedang digunakan oleh peserta lain.
3. Bila sudah bisa mengakses modul praktikum, peserta harus mempelajari terlebih dahulu konsep, object dan prosedure pelaksanaan praktikum pada aplikasi web/mobile.
4. Berikutnya adalah pelaksanaan praktikum dengan modul telelab. Mahasiswa praktikum menjalankan instruksi praktikum dengan melakukan perhitungan juga pembuktian hasil perhitungan pada modul telelab.
5. Hasil perhitungan dan konfigurasi data praktikum disubmit keserver untuk diproses oleh perangkat modul telelab. Selama proses mahasiswa dapat melihat secara streaming proses yang terjadi pada perangkat Telelab melalui kamera terpasang.
17 6. Data terkirim diteruskan ke perangkat telelab untuk diproses. Hasil proses data dikirimkan ulang oleh server ke front end modul telelab. Mahasiswa dapat secara langsung melihat hasil percobaan berikut nilai yang diperoleh.
7. Dosen/asisten pengampu dapat juga melihat hasil percobaan setiap peserta melalui aplikasi web.
Gambar 4. 5 User Flow pelaksanaan praktikum
4.3. Mockup web base aplikasi Telelab
18 Pada Gambar 4.6. Peserta praktikum melakukan login setelah registrasi terlebih dahulu untuk bisa mengakses dan mengikuti serta melaksanakan praktikum
Gambar 4. 7 Desain Tutorial Praktikum
Gambar 4.7. Adalah desain tutorial prosedur dan pelaksanaan praktikum yang berikutnya akan terhubung dengan modul telelab.
Gambar 4. 8 Desain monitoring pelaksanaan praktikum
19 4.4. Desain enclosure untuk modul IoT
Gambar 4. 9 Gambar enclosure tampak atas
20 Gambar 4. 11 Gambar enclosure tampak bagian dalam
21
BAB 5 JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA
Pada bab ini akan dijelaskan bagaimana penelitian ini diorganisasi. Bab ini akan membahas tentang jadwal dan rancangan anggaran biaya.
5. 1. Jadwal
Penelitian ini akan dilaksanakan selama 12 bulan dimulai pada bulan April 2020 dan berakhir pada Maret 2021. Jadwal kerja dari penelitian ini dijelaskan pada Tabel 5.1 Tabel 5. 1 Jadwal kerja penelitian
No Kegiatan BULAN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Desain PCB 10 modul IoT --- ---- ---- ----
2 Modifikasi modul praktikum --- ---- ---- ---- ---- ---- ---- 3 Perancangan software embedded
modul IoT --- --- --- --- --- --- --- 4 Webserver, Web based
application --- --- --- --- --- --- --- 5 Perancangan mobile based
application --- --- --- --- --- --- --- 6 Pengujian ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- 5.2 Anggaran Biaya
Anggaran biaya dalam penelitian ini adalah Dana Lokal ITS tahun 2020. Adapun anggaran biaya secara detil ditunjukkan pada Tabel 5.2 dan Tabel 5.3.
Tabel 5. 2 Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen
NO Item Name Description QTY Unit Price/Unit
(Rp) Amount (Rp)
1 IoT Interface Module untuk praktikum benda jatuh bebas
Modul terdiri dari:
Industrial power supply
Main microcontroller IoT
Counter Processor
IP Camera Set
Embedded software 1 Unit 60.250.000 60.250.000 Modifikasi modul benda jatuh bebas 1 Unit 10.250.000 11.600.000
Desain enclosure 7 1 Unit 8.250.000 8.250.000
2 Desain Hub ethernet Desain Hub IP 1 Unit 5.400.000 5.400.000
22 Tabel 5. 3. Pembuatan Web Apps
NO Item Name Description QTY Unit Price/U
(Rp) Amount (Rp)
1 Webserver, Web based application dan mobile based application
Pembuatan web server dan disain web apps yang menghubungkan Modul IoT tiap praktikum agar bisa difungsikan secara online
1 unit 24.500.000 24.500.000
23
BAB 6 DAFTAR PUSTAKA
[1] Halliday, D. dan Resnick, R. 1985. Fisika Jilid 1 edisi ketiga (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
[2] Giancoli, D.C. 2009. Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics 4th edition, New Jersey : Pearson Education,Inc.
[3] Serway, R. “Physic for scientist & Engineerings With Modern Physic”, James Madison University Harisson Burg, Viriginia, 1989.
[4] Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid I ” Erlangga (Terjemahan).
[5] Tipler, P. ”Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid I” Erlangga (Terjemahan).
[6] Dosen-dosen fisika FMIPA ITS. 2009. Fisika I Kinematika-Dinamika-Getaran-Panas. Surabaya : YANASIKA
[7] Giancoli, Douglas C. 2001. FISIKA Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Erlangga [8] Resnick, R. and Halliday, D. 1986. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga [9] Sarojo, Ganijaty Aby. 2002. Fisika Dasar Mekanika. Jakarta: Salemba Teknika [10] Sears dan Zemansky. 1982. FISIKA untuk Universitas 1 Mekanika.Panas.Bunyi.
Bandung : Binacipta
[11] http://www.mediabali.net/fisika_hypermedia/gerak_peluru.html
[12] Dosen - dosen Fisika, Fisika I, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 1998.
[13] Sears. Zemansky, Fisika Untuk Universitas 1, Yayasan Dana Buku Indonesia, Jakarta-New York, 1994.
[14] Dosen - dosen Fisika, Petunjuk Praktikum Fisika Dasar, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 1998.
[15] Bueche.F.1998.Principles of Physics.Singapore.mc.Graw hill [16] Celleto Vancent.P.1994.College Physics.USA.Van hertman press [17] Mansfield.1998.Understanding Physics.New York.Proxis pubhlishing [18] W.Welson.1990.Enginerig Physics.USA.Mc.Graw hill company.inc [19] Young D Hugh.2002.Fisika Universitas.Jakarta.Erlangga
24
BAB 7 LAMPIRAN
Biodata Tim Peneliti
1. Ketuaa. Nama Lengkap : Dr. Ir. Totok Mujiono, MIKom
b. NIP : 196504221989031001
c. Fungsional/Pangkat/Gol. : Penata / III D d. Bidang Keahlian : IC device
e. Departemen/Fakultas : Teknik Komputer / FTEIC
f. Alamat Rumah dan No. Telp. : Jl. Hidrodinamika II/T23 kompleks ITS Sukolilo 081330300570
g. Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang diusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai Ketua atau Anggota)
h. Publikasi (2) yang paling relevan (dalam bentuk makalah atau buku)
2. Anggota 1
a. Nama Lengkap : Nada Fitrieyatul Hikmah, S.T., M.T. b. Jenis Kelamin : Perempuan
c. NIP/NPP : 199001072018032001 d. Fungsional/Pangkat/Gol. : Penata Muda Tingkat I/IIIb e. Jabatan Struktural : -
f. Bidang Keahlian : Cardiac Engineering
g. Departemen/Fakultas : Teknik Biomedik / Fakultas Teknologi Elektro dan
Informatika Cerdas
h. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember
i. Alamat Rumah dan No. Telp. : Jl. Medokan Sawah Timur IID no.4 Surabaya –
25 j. Riwayat penelitian :
1. Diagnosis Kelelahan Selama Latihan Dengan Sinyal ECG Sebagai Kontrol Kecepatan Treadmill Dan Pasca Latihan Dengan Sinyal PCG (Dana Lokal ITS 2019 – Ketua)
2. Pengembangan Framework Pengolahan Sinyal Jantung Untuk Analisis Multimodal Parameter Cardiodynamic (Dana Lokal ITS 2018 – Ketua) k. Riwayat pegabdian :
3. Diseminasi Hasil Riset Departemen Teknik Biomedik FTE-ITS kepada Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga (Dana Lokal ITS 2018 – Anggota)
l. Publikasi Ilmiah :
1. Hikmah, N.F., Arifin, A., Sardjono, T.A., Suprayitno, E.A. (2016), “A Sequential Hypothesis Testing of Multimodal Cardiac Analysis”, Proceedings Asea Uninet Scientific and Plenary Meeting 2016, hal. 63-77.
2. Hikmah, N.F., Arifin, A., Sardjono, T.A., Suprayitno, E.A. (2015), “A Signal Processing Framework for Multimodal Cardiac Analysis”, Intelligent Technology and Its Applications (ISITIA), IEEE Conference Publications, hal. 125-130.
3. Anggota 2
a. Nama : Hendra Cordova, S.T, M.T
b. Jenis Kelamin : Laki-laki
c. NIP/NPP : 19690530 199412 1 001 d. Fungsional/Pangkat/Gol. : Lektor Kepala/ IVb e. Jabatan Struktural : -
f. Bidang Keahlian : Instrumentasi, Kontrol dan Safety g. Departemen/Fakultas : Teknik Fisika FTI-ITS
h. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember
i. Alamat Rumah dan No. Telp. : Jl. Teknik Sipil N-13 Sukolilo Surabaya 08123 297 897 j. Riwayat penelitian
No Judul Proyek/Penelitian Sumber Dana
26 1 Studi Tentang Penerapan Algoritma Belajar
Levenberg Marquardt pada Strategi Sistem Kontrol Prediktif Non-Linier Berbasis Jaringan Syaraf Tiruan untuk Proses Multi Input Multi Ouput Program Insentif Riset Dasar/ KNRT 2006-2007 Januari 2006 Anggota
2 Pengembangan dan Implementasi Prototipe Strategi Sistem Kontrol Prediktif Nonlinier Berbasis Jaringan Syaraf Tiruan Pada Proses Multi Input Multi Output (MIMO)
DIKTI (Hibah Bersaing 2007)
Februari 2007 Anggota
3 Analisa kinerja sistem pengendalian temperatur dan safety instrumented system (sis) pada thermal oxidizer conocophillips indonesia dengan metode markov analysis
Final Project 2008 Anggota
4 Simulasi integrasi sistem interlock (sis) dan kontrol dinamik (bpcs) untuk memenuhi safety integrity level pada gas turbin pt. indonesia power ubp semarang menggunakan diagram alir keadaan
Final Project 2009 Anggota
5 Penentuan SIL (safety integrity level) pada unit steam drum
Final Project 2010 Anggota
6 Preliminary HAZID study feed submarine pipeline
facility of crude RU VI Balongan
PT. Pertamina Balongan
2012 Anggota
7 Pembuatan Front End Engineering Design (FEE) dan ITB Pembangunan Submarinr Pipeline untuk Fasilitas Bongkar Muat Tanker Crude di RU VI Balongan Engineering Center Refining DIrectorat
PT. Pertamina
2013 Anggota
No Judul Proyek/Penelitian Sumber Dana
Tahun Status
8 Pembuatan P&ID Drawing di SUPPLY & DISTRIBUSI REGION IV-DIT.
PEMASARAN & NIAGA WAYAME Ambon PT. Pertamina Ambon
2014 Anggota
9 Pengembangan Sarfas Pertamina Dex Bali PT. Pertamina Bali
2014 Anggota
10 RANCANG BANGUN KONTROL EC (Elecric Conductivity) BERBASIS
SOFTSENSOR EC-pH DENGAN METODE JARINGAN SYARAF TIRUAN UNTUK OPTIMASI SUPLAI ENERGI NUTRISI
HIDROPONIK NFT SELADA (Lettuce Sativa)
Penelitian Laboratorium Lokal ITS
2019 Ketua
27 1. T.R. Biyanto, F. Kusuma, H. Cordova, Y. Sutatio, R. Bayuaji, Handling Low and High Demand Mode on Safety Instrumented Function, International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE) Vol.5 pp. 742-749, August 2015
2. T.R. Biyanto, E.K. Gonawan, G. Nugroho, R. Hantoro, H. Cordova, K. Indrawati, Heat exchanger network retrofit throughout overall heat transfer coefficient by using genetic algorithm, International Journal of Applied Thermal Engineering Vol. 94 pp. 274-281, February 2016
DATA USULAN DAN PENGESAHAN PROPOSAL DANA LOKAL ITS 2020
1. Judul Penelitian
DIGITALISASI LABORATORIUM FISIKA DASAR ITS BERBASIS IoT : Praktikum Gerak Jatuh Bebas
Skema : PENELITIAN UNGGULAN ITS (TERAPAN MULTIDISIPLIN)
Bidang Penelitian : Mekatronika dan Otomasi Industri
Topik Penelitian : Topik Pendukung Unggulan ITS IoT Module 2. Identitas Pengusul
Ketua Tim
Nama : Ir. Totok Mujiono M.IKom
NIP : 196504221989031001
No Telp/HP : 081331095775
Laboratorium : Laboratorium Mikroelektronika dan Sistem Tertanam
Departemen/Unit : Departemen Teknik Elektro
Fakultas : Fakultas Teknologi Elektro dan Informatika Cerdas
Anggota Tim
No Nama
Lengkap Asal Laboratorium Departemen/Unit
Perguruan Tinggi/Instansi 1 Hendra Cordova ST.,MT. Laboratorium Rekayasa Instrumentasi Departemen Teknik Fisika ITS 2 Ir. Totok Mujiono M.IKom Laboratorium Mikroelektronika dan Sistem Tertanam Departemen Teknik Elektro ITS 3 Nada Fitrieyatul H. ST, MT Laboratorium Instrumentasi dan Pengolahan Sinyal Biomedik Departemen Teknik Biomedik ITS
3. Jumlah Mahasiswa terlibat : 0
4. Sumber dan jumlah dana penelitian yang diusulkan
a. Dana Lokal ITS 2020 :
b. Sumber Lain :
110.000.000,-Tanggal Persetujuan Nama Pimpinan Pemberi Persetujuan Jabatan Pemberi Persetujuan Nama Unit Pemberi Persetujuan QR-Code 13 Maret 2020 Hendro Nurhadi Dipl., Ing., Ph.D. Kepala Pusat Penelitian/Kajian/Unggulan Iptek Mekatronika dan Otomasi Industri 13 Maret 2020 Agus Muhamad Hatta , ST, MSi, Ph.D Direktur Direktorat Riset dan Pengabdian Kepada Masyarakat
