BAB II LANDASAN TEORI

(1)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Tinjauan pustaka dalam penelitian merupakan hal penting guna mendukung teori yang berisi tentang penelitian terdahulu. Beberapa penelitian terdahulu yang berkaitan dengan Pendeteksi Hipotermia, Hipoksia dan Lokasi untuk Pencarian Korban dalam Kecelakaan Pendaki Gunung Berbasis Internet of Thing (IoT) dan Wireless Sensor Network (WSN) dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Tinjauan Pustaka Penelitian Terdahulu

No Penulis Judul

Spesifikasi Sistem

Hardware and

Software Tujuan Interface

WSN:

Application Standard

and Topologies

1

Kodali, et al (2015)

An

Implementation of IoT for Healthcare

Hardware Microcontroller:

− Intel Galileo Gen. 2 Board

Sensor :

− LM35 Temperature Sensor

Communication:

− Xbee

− Shield Xbee

− Router / End- Device.

Sistem pengaplikasian IoT di rumah sakit untuk perawatan kesehatan

menggunakan zigbee dengan topologi mesh yang akan mengukur psikologi pasien rumah sakit secara berkala

Website Wireless Personal Area

Network (WPAN) with

Mesh Topology IEEE802.15.4

(2)

Lanjutan Tabel 2.1 Tinjauan Pustaka Penelitian Terdahulu

Hardware and

WSN:

2

Raghavan, et al (2015)

Embedded Wireless Sensor Network for Environment Monitoring

− Atmega 2560

− Raspberry pi Sensor :

− TMP 36

− BMP 085

− DHT 22 Communication:

− Xbee

− Shield Xbee Software

− Arduino IDE

− EEPROM

− MySQL

Sistem Implementasi WSN menggunakan Arduino dan Raspberry pi untuk pemantauan linkungan jarak jauh (kelembaban, suhu, tekanan)

menggunakan Xbee sensor node

MySQL Server

Wireless Personal Area Network (WPAN) IEEE802.15.4

3 Ismail, et al. (2018)

Establishing a Soldier Wireless Sensor Network (WSN) Communication for Military Operation Monitoring

- Arduino UNO Sensor :

− GPS Sensor

− 6DoF Sensor

− Temperature and Humidity Sensor Communication:

− Xbee

− Shield Xbee Software

− Arduino IDE

Sistem implementasi WSN untuk komunikasi Tentara pada Masa depan menggunakan mobile WSN dan Jaringan seluler untuk operasi infantri di hutan dan wilayah operasi terbatas dan menantang

- Wireless

Personal Area Network (WPAN) With Mesh Topology IEEE802.15.4

(3)

Hardware and

WSN:

and Topologies 4 Iqbal, et al.

(2016).

Hybrid Tree- Like Mesh Topology as New Wireless Sensor Network Platform

Hardware Microcontroller

− Arduino Leonardo Front with headers Sensor :

− MQ-7 Gas Sensor

− LDR Sensor Communication:

− Xbee Series 2

− Xbee Shield

− GSM/GPRS Software

− Arduino IDE

− PHP/HTML

− X-CTU

Mengukur indeks kebersihan udara dan mengukur QOS WSN sistem melalui program wireshark, docklight dan melalui akses website

Website dan SMS

Wireless Personal Area

Network (WPAN) with

Tree-like Mesh topology IEEE802.15.4

5 Gogate, et al. (2016)

Smart Healthcare Monitoring Sistem Based on Wireless Sensor Networks

Hardware Microcontroller

− Arduino Microcontroller Board Sensor :

− Pulse Rate Sensor

− Temperature Sensor Communication:

− Xbee Series 2

− Xbee Shield

− Wi-Fi Module Software

− Arduino IDE

− Processing

− XCTU

− XAMPP-1.8.3-5- VC11

Menganalisis kinerja sensor pulse rate sensor dan temperature sensor menggunakan WSN, dan Wi-Fi dengan pembagian bagian tier 1, 2, 3. Berdasarkan tingkatan ruang pada rumah sakit

Pc Interface

Wireless Personal Area Network (WPAN) IEEE802.15.4

(4)

Hardware and

WSN:

6

Rofii, et al.

(2018)

Kinerja Jaringan Komunikasi Nirkabel Berbasis Xbee pada Topologi Bus, Star dan Mesh

Hardware -PC

-catu daya DC Communication : -Xbee

-Shield Xbee -Router / End-Device.

Software : -XCTU

menganalisis kinerja Xbee dengan parameter RSSI, troughput dan delay dengan

topologi bus, star, mesh dan hybrid pada indoor dan outdoor.

PC Topologi Bus, Star dan Mesh

7

Latupapu, et al.

(2018)

Rancang Bangun Wireless Sensor Network Berbasis Topologi Star Untuk Peringatan Dini Gempa Bumi Dan Tanah Longsor

Hardware Microcontroller : - Arduino Mega 2560 - Arduino Uno R3 Sensor : - SW-420 NC - Raindrop Sensor - Water Level Sensor Communication:

- Xbee Series 2 - Xbee Shield - GSM/GPRS:SMS - Wifi Shield : Website Software

- IDE Arduino

- Smart Vibration Meter - Vistumbler V10.6.5 - Wireshark V2.4.5 - Netigen Kluzowicz - Smart Vibration Meter

Mendeteksi, mengukur dan menganalisa sensitivitas kerja sistem pendeteksi gempa dan tanah longsor yang dimplementasi melalui WSN, pengukuran intensitas curah hujan, QOS (WSN), RSSI, getaran dan unjuk kerja sistem melalui komunikasi SMS dan akses Website.

Website dan SMS

Wireless Personal Area Network (WPAN) with Star (Single- Hop) Topology IEEE802.15.4

(5)

Hardware and

WSN:

8

Kurniawan (2019)

Rancang Monitoring Suhu Badan Dan Detak Jantung Pada Manusia Berbasis Topologi Star Menggunakan Web Thingspeak Dengan Sistem WSN (Wireless Sensor Network)

Hardware Microcontroller &

Communication:

- NodeMcu Sensor : - Pulse Sensor - sensor suhu DS18b20 Software

- IDE Arduino - MySQL -C/C++

-PHP

-Block Code dan HTML

Mengukur dan menganalisa sensitivitas suhu tubuh dan detak jantung yang dimplementasi melalui WSN, QOS (WSN), RSSI dan unjuk kerja sistem dan ditampilkan di aplikasi smartphone dan Website Thingspeak.

Web &

Smart Phone

Wi-Fi IEEE 802.11 a,b,g,n topologi Star

9

Kadarina (2017)

Monitoring heart rate and SpO2 using Thingsboard IoT platform for mother and child preventive healthcare

Hardware Microcontroller - Arduino Uno -.Raspberry Pi Communication:

- Mobile Internet - Bluethooth Sensor : - Max 30100 Software - Arduino IDE - MQTT

Mengukur detak jantung dan saturasi oksigen dalam darah untuk ibu dan anak dengan platform IoT menggunakan Thingsboard dan ditampilkan ke dokter

Web -

(6)

Hardware and Software Tujuan Interface

WSN:

10

Saputro, et al. (2017)

Implementasi Sistem Monitoring Detak Jantung dan Suhu Tubuh Manusia Secara Wireless

- Arduino Nano Sensor :

− Pulse Sensor

− LM35 Temperature Sensor

Communication:

− Modul Wireless nRF24L01 Software

− Arduino IDE

− Embarcadero RAD Studio 2010

sistem monitoring detak jantung dan suhu tubuh manusia secara wireless menggunakan Modul Wireless nRF24L01

PC Interface

-

11

Arthana, et al. (2018)

Sistem Monitoring Detak Jantung Dan Lokasi Pasien

-Arduino Uno Sensor :

-Sensor Detak Jantung KY- 039

Communication:

-GPS Neo-6M Module -Module GSM SIM800L

pendeteksi detak jantung dan pengiriman notifikasi menggunakan SMS sesuai dengan lokasi pasien

SMS -

12

Ahmad, et al. (2018)

Diagnostic Method and Sistem

− E-Health Sensor Shield V2.0 Ki

Sensor :

− SPO2 Sensor

− Skin Conductance Sensor

− EDG Sensor

− Skin Temperature Sensor

− EMG Sensor

sistem monitoring kondisi tubuh manusia dengan 1 set sensor untuk deteksi permasalahan kesehatan

PC, smartphone application

-

(7)

Hardware and

WSN:

Applicatio n Standard

13

Wachid (penulis)

Rancang Bangun Pendeteksi Hipotermia, Hipoksia dan Lokasi untuk Pencarian Korban dalam Kecelakaan Pendaki Gunung Berbasis Wireless Sensor Network (WSN)

− NodeMCU 1.0

− Arduino UNO Sensor :

− DS18B20

− MAX30100

− GPS U-blox Neo-6M Communication:

− Wi-Fi Software

− Arduino IDE

− Thingspeak

− MIT App Inventor

Sistem pemantauan pelacakan pendaki gunung yang mengalami keadaan hipotermia dan hipoksia menggunakan teknologi WSN topologi tree untuk menangulangi kondisi tidak ada koneksi sinyal dari BTS di gunung

Website, smartphone application, LCD

Wi-Fi with Tree Topology IEEE 802.11b

2.2 WSN (Wireless Sensor Network)

Jaringan sensor nirkabel atau Wireless Sensor Network (WSN) terdiri dari node-node sensor yang memiliki prosesor sederhana, konsumsi daya rendah, antena dan beberepa detektor. Node sensor mempunyai kemampuan untuk mengambil, memproses dan mengirimkan data melalui node yang berdekatan menuju ke server (Rofii, 2018). Wireless Sensor Network (WSN) adalah sebuah jaringan yang menghubungkan perangkat-perangkat seperti sensor node, router dan sink node.

Menurut Data Centric Technology “Wireless Sensor Network adalah sebuah jaringan yang menghubungkan perangkat yang berupa sensor node, router dan sink node. Perangkat ini terhubung secara adhoc dan mendukung komunikasi yang bersifat multi hop” (Data Centric Technology, 2016). Sedangkan “Adhoc merupakan kemampuan perangkat-perangkat untuk berkomunikasi secara langsung tanpa memerlukan router atau akses point. Multi hop merupakan komunikasi beberapa perangkat yang melibatkan router untuk meneruskan sebuah paket dari satu node ke node yang lain dalam sebuah jaringan.” (Data Centric Technology,

(8)

2016). Untuk Merancang suatu sistem WSN (Wireless Sensor Network) diperlukan suatu topologi yang merupakan “suatu cara / konsep yang digunakan untuk menghubungkan dua komputer atau lebih, berdasarkan hubungan geometris antara unsur-unsur dasar penyusun jaringan, yaitu node, link, dan station”(Efendi, 2014).

Penggunaan media komunikasi merupakan hal penting dalam perancangan sistem WSN (Wireless Sensor Network) karena penggunaan media komunikasi disesuaikan dengan kebutuhan dari sistem seperti jarak jangkauan, bandwidth, data rate. Perbandingan media komunikasi WSN ditampilkan pada Tabel 2.2(Hassan, 2017).

Tabel 2.2 Perbandingan Media Komunikasi WSN (Wireless Sensor Network)

Parameter Zigbee Wi-Fi Bluetooth WiMax

Standard IEEE 802.15.4 IEEE 802.11

a,b,g,n IEEE

802.15.1 IEEE 802.16 a,e Band

(Mhz)

868/915

dan 2400 2400 2400 2000 – 66000

Data Rate (Mbps)

0.02 – 0.25 2 – 54 1 – 24 up to 1000 (stasionari),

50-100 (bergerak) Transmission

Range (Meter)

10 – 120 20 – 200 8-10 < 40000

Energy Consumption

Rendah tinggi Menengah Menengah

Cost Rendah tinggi Rendah Tinggi

2.2.1 Topologi a. Topologi bus

Topologi bus yang diperlihatkan dengan menggunakan modul Xbee dan PC yang mana Modul Xbee 1 sebagai node coordinator, modul Xbee 2 dan 3 sebagai router, dan modul Xbee 4 sebagai end device. Penggunaan PC 1 sebagai server dan PC 2 sebagai client. Kelebihan dari topologi bus adalah tidak memerlukan sumber daya kabel yang banyak, biayanya juga lebih murah dibanding dengan topologi lainnya, tidak terlalu rumit jika kita ingin menambah jangkauan jaringan dan sangat sederhana (Efendi, 2014). Pada Gambar 2.1 menunjukan rancangan topologi bus.

(9)

Gambar 2.1 Rancangan Topologi Bus (Sumber: Rofii, 2018)

b. Topologi star

Topologi star adalah dimana PC 1 dikonfigurasikan sebagai server yang dihubungkan langsung dengan modul Xbee 4 yang dikonfigurasikan sebagai node coordinator, modul Xbee yang dihubungkan dengan server ini dihubungkan ke 4 modul Xbee (Modul Xbee 2, 3, 4, 5) sebagai end device sedang PC 2 dikonfigurasikan sebagai client. Kelebihan dari topologi star adalah cukup mudah untuk mengubah dan menambah komputer ke dalam jaringan yang menggunakan topologi star tanpa mengganggu aktvitas jaringan yang sedang berlangsung, apabila satu komputer yang mengalami kerusakan dalam jaringan maka komputer tersebut tidak akan membuat mati seluruh jaringan star, kita dapat menggunakan beberapa tipe kabel di dalam jaringan yang sama dengan hub yang dapat mengakomodasi tipe kabel yang berbeda (Efendi, 2014). Pada Gambar 2.2 menunjukan rancangan topologi star.

Gambar 2.2 Rancangan Topologi Star (Sumber: Rofii, 2018)

c. Topologi mesh

Topologi mesh adalah dimana antara tiap node terhubung dengan yang lain dan PC1 dan PC2 dapat sebagai client atau server. Kelebihan dari topologi mesh adalah Keuntungan utama dari penggunaan topologi mesh adalah fault tolerance, terjaminnya kapasitas channel komunikasi, karena memiliki hubungan yang berlebih, relatif lebih mudah untuk dilakukan troubleshoot (Efendi, 2014). Pada Gambar 2.3 menunjukan rancangan topologi mesh.

(10)

Gambar 2.3 Rancangan Topologi Mesh (Sumber: Rofii, 2018)

2.2.2 Quality of service wireless sensor network

Quality of service (QoS) dari wireless sensor network (WSN) yang dihitung adalah throughput, packet loss, delay. Menganalisis jaringan WSN ini dilakukan untuk mengetahui kualitas kinerja sistem dilingkungan nyata. Untuk memperlihatkan performansi WSN, parameter yang dihitung antara lain throughput, PLR (packet loss raito), delay atau latensi.

a. Throughput

Throughput yaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bit per second (bps). Troughput merupakan jumlah total kedatangan paket yang sukses yang diamati pada destination coordinator selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut. Pengukuran throughput dilakukan dengan pengukur sejumlah data yang diterima dari sumber ke tujuan dibandingkan dengan waktu tempuh dalam satuan waktu tertentu. Hal ini dapat dirumuskan dengan Persamaan 2.1 (Rofii, 2018)

𝑇ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 (𝑘𝑏𝑝𝑠) = 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎

𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑛𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡−𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑖𝑟𝑖𝑚𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 (2.1) Berdasarkan telecommunications and internet protocol harmonization over network (TIPHON) indek dan kategori throughput ditunjukan pada Tabel 2.3(TYPHON,1999).

Tabel 2.3 Kategori Throughput

Kategori degredasi Throughput (bps) Indeks

Sangat Bagus 100 4

Bagus 75 3

Sedang 50 2

Jelek < 25 1

(11)

b. Packet loss

Packet loss (PLR) merupakan suatu nilai yang menyatakan jumlah paket yang gagal disampaikan kepada tujuannya melalui media transmisi tertentu. Hal ini dapat dirumuskan dalam Persamaan 2.2(Rofii, 2018)

Packet loss (%) = jumlah paket dikirim−jumlah paket diterima

jumlah paket dikirim (2.2)

Berdasarkan telecommunications and internet protocol harmonization over network (TIPHON) indeks dan kategori packet loss ditunjukan pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Kategori packet loss

Kategori degredasi Packet Loss (%) Indeks

Sangat Bagus 0 4

Bagus 3 3

Sedang 15 2

Jelek 25 1

c. Delay

Delay adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari asal ke tujuan. Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, media fisik, kongesti atau juga waktu proses yang lama. Pengukuran delay dinyatakan sebagai selang antara waktu penerimaan paket (packet arrival) dan waktu pengiriman paket (packets- start). Hal ini dapat dirumuskan dengan Persamaan 2.3(Rofii, 2018)

Delay (seconds) = ∑(waktu penerimaan paket−waktu pengiriman paket)

waktu penerimaan paket (2.3)

Berdasarkan telecommunications and internet protocol harmonization over network (TIPHON) indeks dan kategori delay ditunjukan pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5 Kategori delay

Kategori degredasi delay(ms) Indeks

Sangat Bagus < 150 4

Bagus 150 s/d 300 3

Sedang 300 s/d 450 2

Jelek > 450 1

(12)

d. Received signal strength indicator (RSSI)

Received Signal Strength Indicator (RSSI) merupakan indikator tingkat kualitas atau kekuatan sinyal dari suatu perangkat nirkabel pemancar yang diukur dalam satuan (–dBm) yang mampu diterima oleh end device (Ibrahim, 2013). Daya yang diterima oleh antena (Pr) ditempatkan pada jarak (d) dari antena device pemancar dengan jumlah yang diketahui ditansmisikan daya (Pt) dan diberikan oleh persamaan Friis, pada Persamaan 2.4

𝑃_𝑟 = ((𝑃_𝑡)×(𝐺_𝑡)×(𝐺_𝑟)×( ^𝜆

4𝜋𝑑)²) (2.4)

Dimana dimana (Gt) merupakan Gain dari antena pemancar, (Gr) adalah Gain dari antena penerima dan (λ) adalah panjang gelombang. Kekuatan sinyal yang diterima diubah menjadi RSSI yang dapat didefinisikan sebagai rasio daya yang diterima Pr terhadap satuan daya referensi PRef (Piyare, 2013), dengan Persamaan 2.5.

RSSI (dBm) = 10 log P_Rx(mW) (2.5)

Dimana untuk mengubah besaran RSSI yang diterima oleh suatu receiver menjadi persentasi kuat sinyal yang dapat diterima di sebuah jaringan menggunakan persamaan Persamaan 2.5.

Quality (%) = 2 𝑥 (dBm + 100) (2.6)

Nilai RSSI diukur melalui tools (wireshark, vistumbler, dan lain-lain.) dengan mengirimkan sejumlah paket dengan sekian byte, dan untuk melihat kualitas jaringan di beberapa tempat berbeda dengan jarak antara node koordinator dan perangkat akhir (end device) yang bervariasi (Nastiti, 2016).

2.3 Model Open System Interconnection

Open System Interconnection (OSI) terdiri atas tujuh lapisan atau layer yang memiliki tugas berbeda dan saling berhubungan yang terdiri atas physical layer, data link layer, network layer, transport layer, session layer, presentation layer dan application layer.

Physical layer mencakup antarmuka yang berbentuk fisik yang terjadi pergerakan atau perpindahan bits antara peralatan dan pengaturan, data link layer

(13)

bertujuan utuk menjaga physical layer tetap andal serta mengaktifkan, menjaga dan menonaktifkan suatu link, network layer bertujuan untuk transfer informasi antara end system pada jaringan komunikasi, transport layer digunakan untuk mekanisme pertukaran data antar end system, session layer digunakan untuk mengatur dialog antar jaringan, presentation layer digunakan untuk mengubah kode atau data yang diterima menjadi format yang lebih universal, application layer digunakan untuk menyediakan layanan jaringan kepada pengguna. (William, 2004)

Gambar 2.4 OSI Model

(Sumber: Citraweb Solusi Teknologi, 2019)

2.4 Internet of Thing (IoT)

Internet of thing (IoT) adalah sistem yang menghubungkan antara perangkat komputer, mekanik, dan mekanik digital, objek, hewan atau manusia yang dilengkapi dengan kode unique identifiers (UIDs), serta mendukung untuk mengirimkan data menggunakan internet tampa membutuhkan interaksi manusia (Rouse, 2019). Internet of thing berarti sesuatu yang berinteraksi dengan internet dengan mengunakan sensor, mikrokontroler, dan transceivers untuk membangun komunikasi dan membangun protokol yang cocok yang mana membantu itu berinteraksi dengan lainnya dan berkomunikasi dengan pengguna, yang akan menjadi bagian pokok dari internet (Kodali, 2015). Sistem IoT pada Pendeteksi Hipotermia, Hipoksia dan Lokasi untuk Pencarian Korban dalam Kecelakaan Pendaki Gunung Berbasis Internet of Thing (IoT) dan Wireless Sensor Network (WSN) digunakan untuk mengirimkan data yang diterima dari node untuk diteruskan menuju cloud untuk dapat ditamplkan di pusat SAR maupun ditampilan antarmuka aplikasi smartphone.

(14)

2.5 Hipotermia

Hipotermia (Hypothermia) adalah keadaan ketika suhu tubuh menurun drastis hingga dibawah 35^oC. Ketika suhu tubuh berada jauh dari suhu normal (37^oC), fungsi sistem syaraf dan organ tubuh lainya akan mengalami gangguan. Jika tidak segera ditangani, hipotermia dapat menyebabkan gagal jantung, gangguan sistem pernafasan, bahkan kematian (Willy, 2019). Hipotermia dapat terjadi dikarenakan panas yang dihasilkan tubuh lebih sedikit daripada panas yang hilang (Willy, 2019).

Berdasarkan efek pada kesehatan, hipotermia dibedakan menjadi 4 keadaan, ditampilkan dalam Tabel 2.6 (pall, 2016)

Tabel 2.6 Staging of Accidental Hypothermia

Tahapan Efek Kesehatan Suhu Tubuh

Hypothermia I (mild) Sadar, menggigil 35 – 32^oC Hypothermia II

(moderate)

Kesadaran terganggu, dapat menggigil dan

tidak

<32 - 28^oC

Hypothermia III (severe)

Tidak sadar, tanda- tanda vital masih

terlihat

<28^oC

Hypothermia IV (severe)

Mati suri, tanda vital tidak terlihat

Variable

2.6 Hipoksia

Hipoksia (Hypoxia) adalah kondisi kurangnya pasokan oksigen di sel dan jaringan tubuh untuk menjalankan fungsi normalnya. Hipoksia merupakan kondisi berbahaya karena dapat mengganggu fungsi otak, hati, dan organ lainnya dengan cepat. Hipoksia dapat terjadi bila terdapat gangguan dalam sistem transportasi oksigen dari mulai bernapas sampai oksigen tersebut digunakan oleh sel tubuh (Marianti, 2017). Penyebab terjadinya hipoksia adalah hipoksia hipoksik (kadar oksigen dalam pembuluh arteri turun), hipoksia stagnan atau hipoperfusi (adanya gangguan aliran darah), hipoksia anemic (kemampuan darah yang membawa oksigen berkurang kapasitasnya), hipoksia histotoksik (terjadi gangguan pada sel

(15)

dalam menggunakan oksigen) dan cytopathic hypoxia (akibat peradangan dan septis) (Marianti, 2017). Berdasarkan efek dalam kesehatan, hipoksia terbagi menjadi 4, ditampilkan dalam Tabel 2.7 (Woerlee, 2005)

Tabel 2.7 Level of Hypoxia Symptoms

Level Pembacaan SpO2 (%) Efek

Mild Hypoxia 100-80 Fungsi otak normal

Moderate Hypoxia 80-60 Fungsi otak yang tidak berfungsi persentase

bertambah

Severe Hypoxia 60-40 Semua otot kelelahan

sampai pandangan semu dan tidak sadar Extreme Hypoxia < 40 Tidak sadar sampai

meninggal

2.7 GPS Tracker

GPS adalah teknologi yang berfungsi menentukan posisi di permukaan bumi dengan menggunakan sinyal satelit. Teknologi ini didukung 24 satelit yang mengirimkan sinyal gelombang mikro ke Bumi. Sinyal ini berfungsi untuk menentukan posisi, kecepatan, arah dan waktu. GPS Tracker merupakan teknologi yang berfungsi untuk mengetahui posisi kendaraan secara real time (Tao, 2012).

GPS tracker menggunakan teknologi GSM dan GPS. Pada Pendeteksi Hipotermia, Hipoksia dan Lokasi untuk Pencarian Korban dalam Kecelakaan Pendaki Gunung Berbasis Internet of Thing (IoT) dan Wireless Sensor Network (WSN), teknologi GPS digunakan untuk memperoleh koordinat pendaki dan waktu aktual.

2.8 Arduino UNO

Arduino board mikrokontroler bersifat open source dan diturunkan dari platform wiring serta dirancang untuk memudahkan dalam membangun berbagai aplikasi elektronik dalam berbagai bidang. Proyek yang bersifat open source ini, mulai dikembangkan pada tahun 2005 di daerah Ivrea, sebuah Kota di Italia.

(16)

Pendirinya adalah Massimo Banzi dan David Cuartielles. Arduino selanjutnya dikembangkan oleh Tom Igoe, Gianluca Martino, dan David Mellis. Perangkat keras Arduino memiliki prosesor Amel AVR dan memiliki bahasa pemrograman sendiri yaitu Arduino C/C+. Model Arduino yang diproduksi dan banyak digunakan antara lain Arduino Diecimilia, Arduino Due, Arduino Duemilanove, Arduino Fio, Arduino Leonardo, Arduino Lily Pad, Arduino Mega 1280, Arduino Mega 2560 (ATmega2560), Arduino Nano dan Arduino Uno (Atmega328).

Arduino UNO adalah satu dari beberapa jenis Arduino microcontroller board.

Arduino Uno adalah papan mikrokonroler yang memiliki IC dasar ATmega 328P, di papan Arduino memiliki 14 pin digital inpu output (6 pin dapat digunakan sebagai PWM), 6 input analog, 16 MHz quartz crystal, USB connection, power jack, ICSP header dan tombol reset, yang semuanya digunakan untuk mempermudah mikrokontroler untuk dapat terhubung dengan computer menggunakan USB atau atau dengan sumber daya luaran DC. Pada Gambar 2.5 menunjukan gambar pinout dari mikrokontroler Arduino.

Gambar 2.5 Arduino UNO Pinout (Sumber: Zait, 2018)

2.9 NodeMCU

NodeMCU adalah firmware open source berbasis Lua dari Espressif yang digunakan untuk ESP8266 WiFi SOC dan menggunakan on module flash berbasis sistem file SPIFFS. NodeMCU diimplementasikan dalam Bahasa C dan berlapis pada Espressif NON-OS SDK. Pada awalnya firmware dikembangkan sebagai proyek pendamping untuk modul pengembangan NodeMCU berbasis ESP8266 yang populer, tetapi proyek tersebut sekarang didukung masyarakat, sehingga

(17)

sekarang firmware ini dapat dijalankan pada modul ESP apa pun (Nodemcu.readthedocs.io, 2019). Pada Gambar 2.6 menujukan pinout dari NodeMCU.

Gambar 2.6 NodeMCU Pinout (Sumber: LastMinuteEngineers.com, 2019) 2.10 MAX30100

Sensor MAX30100 adalah sensor yang mengintergrasikan pulse oximetry dan heart-rate monitoring sensor. Penggambungan dari 2 jenis LED, photodeterctor, optimized optics dan low-noise analog signal processing merupakan hal yang menyebabkan senso MAX30100 dapat digunakan untuk pengukuran pulse oximetry dan heart-rate monitoring sensor (Maxim Intergrated, 2014). Pada Gambar 2.7 menunjukan tampilann atas dari MAX30100.

Gambar 2.7 MAX30100 (Sumber: Maxim Intergrated, 2014)

Pengambilan data denyut jantung dan kadar saturasi oksigen dalam darah (SpO2) dilakukan dengan metode pulse oximetry menggunakan MAX30102 yang memiliki blok diagram sistem dan diagram fungsional seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.8 (Maxim Intergrated, 2014).

(18)

Gambar 2.8 Diagram Blok Sistem MAX30100 (Sumber: Maxim Intergrated, 2014)

Secara garis besar sensor MAX30100 terdiri atas 2 lampu LED yang memancarkan speaktrum merah (650mn) dan inframerah/IR (950nm). Pengukuran dilakukan dengan menukur jumlah IR dan cahaya merah yang terpantul yang nantinya akan dimasukan ke dalam Persamaan 2.6

𝑆𝑝𝑂₂=100×log((𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑐𝑎ℎ𝑎𝑦𝑎 𝑚𝑒𝑟𝑎ℎ²)/sample yang tersimpan)

log ((𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐼𝑅²)/𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑝𝑎𝑛) (2.6)

Untuk membaca kadar oksigen dalam darah bemoglobin yang lebih kaya akan oksigen menyerap lebih banyak cahaya inframerah, sedangkan yang tidak memiliki oksigen akan menyerap cahaya merah. Rasio antara cahaya merah dan IR akan berbeda. Dari rasio ini dapat ditentukan kadar oksigen di dalam hemoglobin (Kadarina, 2017). Grafik ratio IR dan cahaya merah dapat dilihat pada Gambar 2.9

Gambar 2.9 Diagram Sinyal Keluaran IR dan RED MAX30100 (Sumber: Maxim Intergrated, 2014)

Sensor MAX30100 menggunakan teganggan sumber antara 1,8 dan 3,3 Volt, serta dengan ukuran 5.6mm x 2.8mm x 1.2mm karena /itu dibutuhkan papan tambahan untuk memudahkan dalam pamasangan sensor. Sekarang banyak sekali module sensor MAX30100, salah satunya RCJWL MAX30100. Pada Gambar 2.10 menunjukan gambar komponen RCJWL MAX30100

Gambar 2.10 RCJWL MAX3010

(19)

2.11 Sensor DS18B20

Sensor DS18B20 merupakan termometer digital yang bekerja pada pengukuran 9-bits sampai 12-bits. Komunikasi yang DS18B20 gunakan adalah kominikasi dengan menggunakan 1 Wire yang berarti hanya membutuhkan 1 kabel data (dan ground) untuk dikomunikasikan ke mikrokontroler. Penggunaan komunikasi wire pada sensor disebabkan karena setiap sensor memiliki kode unik sebesar 64-bits yang akan memungkinkan unutk menggunakan 1 kabel untuk pengiriman, penggunaan komunikasi wire juga dapat memungkinkan 1 mikrokontroler untuk mengkontro lebih dari 1 sensor. Rentang derajad yang dapat dilakukan antara -55^oC sampai 125^oC (Maxim Intergrated, 2019). Pada Gambar 2.11 menunjukan gambar komponen dan pinout dari DS18B20.

Gambar 2.11 Sensor DS18B20 (Sumber: Zahidali, 2019)

2.12 GPS U-blox Neo-6M

GPS U-blox Neo-6M adalah varian modul pelacakan yang dibuat oleh ublox varian Neo-6M mengunakan crystal oscillator dan memiliki ukuran 12,2 x 16 x 2.4 mm. pada varian GPS U-blox Neo-6M beroperasi dalam daya 2,7 sampai 3,6volt dengan rentang area pelacakan secara global (U-blox, 2018). Pada Gambar 2.12 menunjukan gambar komponen dari U-blox Neo-6M.

Gambar 2.12 U-blox Neo-6M (Sumber: U-blox, 2018)

(20)

2.13 Arduino IDE

IDE itu merupakan kependekan dari Integrated Developtment Enviroenment, atau secara bahasa mudahnya merupakan lingkungan terintegrasi yang digunakan untuk melakukan pengembangan. Disebut sebagai lingkungan karena melalui perangkat lunak inilah Arduino dilakukan pemrograman untuk melakukan fungsi- fungsi yang dibenamkan melalui sintaks pemrograman. Arduino menggunakan bahasa pemrograman sendiri yang menyerupai bahasa C. Bahasa pemrograman Arduino (Sketch) sudah dilakukan perubahan untuk memudahkan pemula dalam melakukan pemrograman dari bahasa aslinya. Sebelum dijual ke pasaran, IC mikrokontroler Arduino telah ditanamkan suatu program bernama Bootloader yang berfungsi sebagai penengah antara compiler Arduino dengan mikrokontroler.

Arduino IDE dibuat dari bahasa pemrograman JAVA. Arduino IDE juga dilengkapi dengan library C/C++ yang biasa disebut Wiring yang membuat operasi input dan output menjadi lebih mudah. Arduino IDE ini dikembangkan dari software Processing yang dirombak menjadi Arduino IDE khusus untuk pemrograman dengan Arduino (sinauarduino, 2016). Gambar tampilan awal pada perangkat lunak Arduino IDE dapat dilihat pada Gambar 2.13.

Gambar 2.13 Tampilan Aplikasi Arduino IDE

2.14 Thingspeak

Thingspeak adalah layanan platform analitik IoT yang memungkinkan anda untuk dapat mengumpulkan/ menyimpan, menvisualisasikan dan menganalisis aliran data langsung pada penyimpanan cloud. Didalam Thingspeak juga menggunakan analisis MATLAB yang memungkinkan untuk memproses,

(21)

menvisualisasikan, dan menganalisa dengan menggunakan kode MATLAB.

Thingspeak memungkinkan pengguna untuk membangun sistem Internet of Thing tanpa mengatur server atau mengembangkan perangkat lunak berbasis web (MathWorks.Inc, 2019). Pada Gambar 2.14 menujukan logo dari Thingspeak.

Gambar 2.14 Logo Thingspeak (Sumber: MathWorks.Inc, 2019) 2.15 MIT App Inventor

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 untuk menciptakan aplikasi perangkat lunak bagi sistem operasi Android. App Inventor ini menggunakan antarmuka grafis, serupa dengan antarmuka pengguna pada Scratch, yang memungkinkan pengguna men-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 men-drag-and-drop seperti halnya menyusun puzzle (Zh, 2014). Pada Gambar 2.15 Menunjukan Tampilan dari MIT App Inventor.

Gambar 2.15 Tampilan MIT App Inventor