SISTEM MONITORING BERAT MUATAN TRUK BERBASIS IOT (INTERNET OF THINGS)

(1)

i

TUGAS AKHIR

SISTEM MONITORING BERAT MUATAN TRUK BERBASIS IOT (INTERNET OF THINGS)

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Memperoleh gelar sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Disusun oleh :

BERRI MEXICO FRANSISCUS SIHOMBING NIM: 175114084

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

2021

(2)

ii

FINAL PROJECT

TRUCK WEIGHT MONITORING SYSTEM BASED ON IOT (INTERNET OF THINGS)

In a partial fulfillment of the requirements for the degree of Sarjana Teknik Department of Electrical Engineering

Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University

Arranged by:

BERRI MEXICO FRANSISCUS SIHOMBING NIM: 175114084

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2021

(3)

HALAMAN PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR

SISTEM RE柵ro肱TNG BERAT MUATAN TRUK BERBASIS IOT (HV棚NET OF rHZZVGxp

葬魂聾轟蒔時

薫∴s鮭

Telal] disetujui oleh :

鮮 Dosen Pembimbing

A u Primawan, D.Tech. Sc. Tanggal :

移一もーZ叫

(4)

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

SISTEM un胴がORING BERAT MUATAN TRUK BERBASIS IOT (HVTERNET OF 7Z耽VG$

Disusun oleh:

BERRI MEXICO FRANSISCUS SIHOMBING

Ketua : D Sekre屯正s : A.

Anggota : W

礼PhD.

D. Tech. Sc.

Fakultas Saius dan TeknoIogi Universitas Sanata Dharma Dekan

M皿gkasi, S.Si,M.Math.Sc., Ph・D.

南国濁習導蓋

(5)

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta 27 Agustus 202 1

Berri Me フ・・一一

Fransiscus Sihombing

(6)

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

(Amsal 14:23)

“Dalam tiap jerih payah ada keuntungan, tetapi kata- kata belaka mendatangkan kekurangan saja”

Skripsi ini kupersembahkan untuk…

Tuhan Yesus kristus.

Kedua orang tua, saudara/i ku, Dan Orang-orang yang aku cintai.

(7)

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

_ KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ihi, Saya mallaSiswa Universitas Sanata Dhama:

Nama : Berri Mexico Fransiscus Sihombing Nomor mahasiswa : 175 1 14084

Demi pengambangan ilmu pengetahuan, Saya memberikan kepada perpustaka紬

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang beIjudul:

SISTEM un胴がORLNG BERAT MUATAN TRUK BERBASIS IOT

脚TOF卵

Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada perpustckaan Universitas Sanata Dhama hak untuk menymPan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengerlolanya dalam bentuk pangkalan data mendistribusikan SeCara terbatas, dan mempublikasikamya di intemet atau media lain untuk kepentingan

akademis tanpa perlu meminta豆vn dari saya maupun memberikan royalti kepada saya Selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pemyataan ini yang saya buat dengan sebenamya.

Yogyckarta, 27Agustus 202 1

(8)

viii

INTISARI

Dalam kehidupan sehari-hari, truk digunakan untuk mengangkut barang. Tak jarang kelihatan banyak penggunaan truk yang melebihi daya angkutnya. Kecelakaan dijalan raya termaksud dampak yang ditimbulkan truk yang kelebihan muatan atau overloading. Tujuan dari penelitian ini adalah mengurangi resiko kecelakaan karena beban berlebih atau overloading.

Sistem monitoring berat muatan truk bertujuan untuk memudahkan pengguna truk untuk melihat berat muatan truk secara langsung melalui smartphone dengan aplikasi. Selain itu, pengguna juga dapat melihat berat muatan yang berlebih serta terdapat indikator kelebihan berat berupa buzzer. Dengan adanya sistem ini, pengguna dapat mengurangi resiko kecelakaan pada kendaraan mereka. Sistem ini terdiri dari sensor load cell dan modul HX711 sebagai pendeteksi berat, NodeMCU sebagai mikrokontroler dan pengiriman data, firebase sebagai database, dan android studio sebagai wadah untuk membuat aplikasi. Data berat muatan dapat dilakukan monitoring jarak jauh maupun dekat sesuai prinsip Internet of Things (IoT).

Hasil penelitian ini menunjukan bahwa sistem bekerja dengan baik dengan tingkat keakuratan sensor pada prototipe truk 1 dan prototipe truk 2 diatas 95%.

Penulisan data pada firebase, pembacaan firebase melalui aplikasi dan pengujian buzzer memiliki persentase tingkat keberhasilan sebesar 100%. Waktu pengiriman tidak terlihat perbedaan antara serial monitor dan firebase.

Kata kunci: Overloading, NodeMCU ESP8266, Internet of Things, Sensor Load Cell, Sistem Monitoring

(9)

ix

ABSTRACT

In everyday life, trucks are used to transport goods. Not infrequently seen a lot of use of trucks that exceed the carrying capacity. Accidents on the highway include the impact caused by trucks that are overloaded or overloaded. The purpose of this study is to reduce the risk of accidents due to overloading or overloading.

The truck load monitoring system aims to make it easier for truck users to see the truck load weight directly through a smartphone with an application. In addition, users can also see the excess weight of the load and there is an overweight indicator in the form of a buzzer. With this system, users can reduce the risk of accidents on their vehicles. This system consists of a load cell sensor and HX711 module as a weight detector, NodeMCU as a microcontroller and data transmission, firebase as a database, and android studio as a container for creating applications. Payload weight data can be monitored remotely or close according to the principles of the Internet of Things (IoT).

The results of this study indicate that the system works well with the sensor accuracy level on the prototype truck 1 and truck prototype 2 above 95%. Writing data on firebase, reading firebase through the application and testing the buzzer has a 100%

success rate percentage. There is no diference transmission delay between serial monitor and firebase.

Keywords: Overloading, NodeMCU ESP8266, Internet of Things, Sensor Load Cell, Monitoring System

(10)

x

KATA PENGANTAR

Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Sistem Monitoring Berat Muatan Truk bebasis IoT (Internet of Things)” dapat terselesaikan dengan baik.

Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik atas dukungan, bantuan, dan gagasan dari berbagai pihak. Oleh karena itu peneliti ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Tuhan Yang Maha Esa yang memberikan berkat dan rahmat untuk mengerjakan dan menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Ir. Tjendro, M. Kom., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Bapak Augustinus Bayu Primawan D.Tech.Sc, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang selalu membimbing dengan penuh kesabaran, meluangkan waktu, memberikan kritik, saran dan motivasi.

4. Bapak dan mamaku tercinta yang selalu memberikan dukungan, kasih sayang, doa, motivasi dan semangat selama mengerjakan tugas akhir.

5. Saudara-saudaraku tersayang, kakak Indah Meliani Modesta Sihombing, adik Dendi Ignatius Sihombing, dan Sriani Magdalena Sihombing yang selalu memberikan semangat dalam pengerjaan tugas akhir

6. Irene Savia Hasugian yang selalu memberikan semangat dan motivasi dalam pengerjaan tugas akhir ini.

7. Mas Verdy Harmawan yang telah membantu dalam pengerjaan tugas akhir ini.

8. Seluruh teman-teman yang sudah memberikan dukungannya selama penulisan tugas akhir ini, khususnya untuk teman-teman grup Kontlo, kontrakan gaming, dan Pasukan pulang pagi.

9. Keluarga besar Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

(11)

10. Semua pihak yang tidck dapat disebutkan satu per satu yang telah memberikan bantuan, bimbingan, kritik dan saran.

Menyadari dalam penulisan tugas akhir ini masih ja血dari sempuma karena ketefoatasan keinampuan dan pengetahuan. Penulis dengan sangat rendah hati mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk menyempumakan tugas akhir ini di masa mendatang. Akhir kata semoga tugas akhir ini berman南at bagi semua pihak.

Terima kasih.

Yogyakarta, 27 Agustus 202 1 Penulis

〇三二

Berri Sihombing

(12)

xii

DAFTAR ISI

TUGAS AKHIR ... i

FINAL PROJECT... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ...iii

LEMBAR PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii

INTISARI ...viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvii

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan dan Manfaat ... 2

1.3. Batasan Masalah ... 2

1.4. Metodelogi Penelitian ... 3

BAB II ... 5

DASAR TEORI ... 5

2.1. Muatan lebih (Overloading) ... 5

2.2. Sensor Load cell ... 6

2.3. Modul HX711 ... 8

2.4. Nodemcu ESP8266 ... 10

2.5. Android Studio ... 12

(13)

xiii

2.6. Firebase ... 13

BAB III ... 14

RANCANGAN PENELITIAN ... 14

3.1. Proses Kerja Sistem ... 14

3.2. Perancangan Perangkat Keras ... 15

3.2.1. Desain Prototipe Truk ... 15

3.2.2. Perancangan Pengkabelan Sensor Berat ... 17

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ... 18

3.3.1. Diagram Alir Pendeteksi Berat ... 18

3.3.2. Diagram Alir Aplikasi ... 20

3.3.3. Diagram Alir Kelebihan Berat ... 21

3.3.4. Diagram Alir Perintah Mematikan Buzzer ... 22

3.3.5. Desain Tampilan Aplikasi ... 23

BAB IV ... 24

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 24

4.1. Perubahan Perancangan ... 24

4.1.1. Perubahan Pengkabelan Sistem ... 24

4.1.2. Perubahan Tampilan Aplikasi ... 25

4.2. Implementasi Perangkat Keras ... 27

4.2.1. Bentuk Fisik Alat ... 27

4.2.2. Rangkaian Sistem Alat ... 28

4.3. Hasil Pengujian Sistem ... 29

4.3.1. Hasil Data Keseluruhan Sistem ... 29

4.3.2. Pengujian Sensor Load Cell ... 30

4.3.3. Pengujian Penulisan dan Pembacaan Firebase ... 33

4.3.4. Pengujian Buzzer ... 34

4.3.5. Pengujian Penulisan Data NodeMCU ke Firebase ... 35

4.3.6. Pengujian Jangkauan Wi-Fi ... 36

4.3.7. Perbandingan Spesifikasi Sensor Load Cell dan NodeMCU dengan Hasil Pengukuran Alat ... 37

(14)

xiv

4.3.8. Kinerja Pengiriman Data NodeMCU ke Firebase ... 38

4.4. Implementasi Tampilan Aplikasi ... 39

4.5. Pembahasan Perangkat Lunak ... 41

4.5.1. Library yang digunakan... 41

4.5.2. Listing Program Koneksi Access Point ... 41

4.5.3. Listing Program Proses Kirim Data ke Firebase ... 42

4.5.4. Listing Program Pembacaan Sensor Load Cell ... 43

4.5.5. Listing Program Fungsi Buzzer... 45

4.5.6. Listing Program Reset Berat ... 47

4.5.7. Listing Program Penampil Data di Aplikasi ... 48

4.5.8. Listing Program Lama Waktu Pengiriman Data ... 50

BAB V ... 51

KESIMPULAN DAN SARAN ... 51

5.1. Kesimpulan ... 51

5.2. Saran ... 51

DAFTAR PUSTAKA ... 52

LAMPIRAN ... 53

(15)

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bentuk fisik load cell ... 7

Gambar 2.2 Modul Penguat HX711 ... 8

Gambar 2.3 Pin Modul penguat HX711 ... 8

Gambar 2.4. Nodemcu 8266 ... 10

Gambar 2.5 Tampilan halaman awal android studio ... 12

Gambar2.6 Tampilan halaman Firebase ... 13

Gambar 3.1. Blok diagram sistem monitoring berat muatan truk ... 14

Gambar 3.2. Model prototipe truk ... 16

Gambar 3.3 Peletakan komponen pada bak truk ... 16

Gambar 3.4 Ukuran bak truk ... 16

Gambar 3.5 Pengkabelan NodeMCU, modul HX711, dan sensor load cell ... 17

Gambar 3.6 Diagram alir utama NodeMCU ... 19

Gambar 3.7 Diagram alir aplikasi... 20

Gambar 3.8 Diagram alir kelebihan berat. ... .21

Gambar 3.9 Diagram alir perintah mematikan buzzer. ... .22

Gambar 3.8. Rancangan tampilan aplikasi android ... 23

Gambar 4.1 Perubahan pengkabelan sistem ... 25

Gambar 4.2 Perubahan tampilan aplikasi ... 26

Gambar 4.3 Ikon aplikasi di smartphone ... 26

Gambar 4.4 Bentuk fisik prototipe truk ... 27

Gambar 4.5 Rangkaian Sistem Alat ... 28

Gambar 4.6 Grafik galat sensor load cell ... 30

Gambar 4.7 Grafik tingkat keberhasilan sensor ... 31

Gambar 4.8 Lama waktu pengiriman data... 39

Gambar 4.9 Tampilan aplikasi... 40

Gambar 4.10 Library yang digunakan sistem ... 41

Gambar 4.11 Inisialisasi koneksi jaringan ... 42

(16)

xvi

Gambar 4.12 Listing program koneksi access point ... 42

Gambar 4.13 Server firebase ... 42

Gambar 4.14 Autentikasi token firebase ... 42

Gambar 4.15 Insialisasi daata firebase ... 43

Gambar 4.16 Kondisi awal yang dikirim ke firebase ... 43

Gambar 4.17 Data yang diterima firebase ... 43

Gambar 4.18 Pendeklarasian hasil kalibrasi, pin dan HX711 ... 44

Gambar 4.19 Void setup sensor load cell ... 44

Gambar 4.20 Void loop sensor load cell... 44

Gambar 4.21 Void loop kirim data berat ke firebase ... 45

Gambar 4.22 Pendeklarasian pin buzzer... 45

Gambar 4.23 Void setup buzzer ... 45

Gambar 4.24 Void loop buzzer ... 46

Gambar 4.25 Listing program update buzzer di android studio ... 46

Gambar 4.26 Listing program matikan buzzer manual di android studio ... 47

Gambar 4.27 Listing program reset berat ... 47

Gambar 4.28 Listing program update reset di android studio ... 48

Gambar 4.29 Listing program reset manual di android studio ... 48

Gambar 4.30 Pendeklarasian penampil data... 48

Gambar 4.31 Inisialisasi penampil data ... 49

Gambar 4.32 Listing program penampil data ... 49

Gambar 4.33 Listing program lama waktu pengiriman data ... 50

(17)

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Spesifikasi sensor load cell ... 6

Tabel 2.2. Deskripsi pin modul HX711 ... 9

Tabel 2.3 deskripsi pin Nodemcu 8266 ... 11

Tabel 4.1 Keterangan bentuk fisik prototipe truk ... 27

Tabel 4.2 Keterangan Rangkaian Sistem Alat ... 28

Tabel 4.3 Hasil pengujian keseluruhan sistem ... 29

Tabel 4.4 Hasil pengujian ketepatan berat sensor load cell ... 31

Tabel 4.5 Hasil percobaan penulisan data pada firebase ... 33

Tabel 4.6 Pembacaan firebase melalui aplikasi ... 34

Tabel 4.7 Hasil percobaan terhadap buzzer ... 35

Tabel 4.8 Penulisan data Nodemcu dan firebase. ... 36

Tabel 4.9 Hasil Jangkauan Jarak Wi-Fi ... 37

Tabel 4.10 Perbandingan spesifikasi sensor load cell dan NodeMCU dengan alat….. 37

Tabel 4.11 Lama waktu pengiriman data ………. 38

Tabel 4.12 Keterangan tampilan aplikasi ... 40

(18)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Truk merupakan sebuah kendaraan bermotor untuk mengangkut barang [1]. Ada banyak jenis truk semisalnya, truk trailer, truk tronton, truk tangki, dan truk yang memiliki bak terbuka. Daya angkut truk tergantung pada beberapa variabel semisalnya jumlah ban, jumlah sumbu, kekuatan ban, dan daya dukung jalan. Tak jarang kelihatan banyak penggunaan truk yang melebihi daya angkutnya. Bahaya dan efek buruk membawa muatan berlebih bagi kendaraan juga harus diperhatikan.

Menteri Perhubungan Budi Karya Sumadi mengatakan, dari berbagai kejadian kecelakaan di jalan raya selama ini, sebanyak 63 persen di antaranya dipicu oleh kendaraan yang membawa muatan berlebihan, melampaui ketentuan alias overload [2].

Budi Karya mengatakan, akibat dari overload kendaraan berat tersebut menyebabkan kecepatan kendaraan hanya dapat ditempuh 30 km/jam sehingga berpengaruh pada waktu tempuh Jakarta-Bandung yang harus menghabiskan waktu sekitar 5-6 jam (waktu tempuh normal sekitar 3 jam) (Bus-Truck.id).

Pada tahun 2011, Jaenal Arifin dan Iwan Setiawan melakukan pengukuran berat muatan dengan menggunakan sensor load cell pada penelitian dengan judul Model Timbangan Digital Menggunakan Load Cell Berbasis Mikrokontroler AT89S51 [3].

Pada sistem ini pengaplikasian hasil perhitungan sensor masih menggunakan LCD saja.

Penelitian mengukur berat muatan pada kendaraan juga dilakukan oleh Muhammad Reza Adzani dan Uinsa Pradana dengan judul Prototipe sistem monitoring dan posisi kendaraan bermuatan dengan menggunakan PC [4]. Penelitian ini masih terdapat gangguan jaringan pada provider dapat menyebabkan tertundanya pesan yang dikirim antara modem transmitter ke modem receiver yang terpasang pada PC.

Naufal Azhar Fauzi1, Gita Indah Hapsari, dan Mia Rosmiati juga melakukan penelitian dengan judul Prototipe Sistem Monitoring Berat Muatan Truk [1].

(19)

2

Penelitian ini masih menggunakan Ethernet Shield yang membutuhkan kabel dan pengaplikasiannya hanya bisa digunakan untuk PC saja.

Oleh karena itu diperlukan pengembangan sistem untuk menghitung beban berlebih pada prototipe truk melalui smartphone. Sistem akan mendeteksi berat pada truk menggunakan sensor load cell lalu data yang terdeteksi dikirim ke smartphone melalui nodemcu esp8266. Jika terjadi kelebihan muatan pada truk, maka sistem akan mengirimkan notifikasi dan mengaktifkan alarm pada buzzer. Dengan adanya notifikasi pengguna akan mengetahui bahwa telah terjadi kelebihan muatan dan pengguna harus mengurangi beban pada muatan agar tercipta kenyamanan dalam berkendara. Poses pengiriman informasi berbasis IoT sebagai sistem pendeteksi dan monitoring yang bisa mengirim data terus-menerus secara real time. Hal ini juga searah dengan perkembangan zaman yang sudah serba digital atau melalui jaringan internet.

1.2. Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan prototipe sistem monitoring beban pada truk dan membuat sistem warning pada truk yang memiliki beban berlebih.

Manfaat dari penelitian ini diharapkan dapat:

1. Mengurangi resiko kecelakaan karna beban berlebih (overload).

2. Sebagai acuan untuk penelitian selanjutnya.

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Menggunakan 4 sensor Load Cell yang digunakan pada 2 prototipe truk untuk mendeteksi berat muatan pada truk dan modul HX711 sebagai modul penguat amplifier.

2. Mikrokontroler yang digunakan adalah nodemcu ESP8266 untuk pengendali sistem dan pengiriman data.

(20)

3

3. Jika sensor sudah mendeteksi adanya muatan pada truk, mikrokontroler akan mengirim data tersebut ke aplikasi pada android sebagai data monitoring secara real time.

4. Buzzer digunakan sebagai indikator kelebihan muatan.

1.4. Metodelogi Penelitian

Metodelogi yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Studi Pustaka

Tahap awal dalam penelitian ini dimulai dari mengumpulkan data dengan membaca buku tentang sistem kendali menggunakan Nodemcu 8266, jurnal tetang karakteristik, cara kerja dari sensor load cell, modul HX-711, modul Wi-Fi ESP 8266, aplikasi android, dan artikel untuk memperoleh informasi mengenai pengertian truk dan yang paling utama yaitu kasus akibat kelebihan muatan pada truk, dan referensi latar belakang.

2. Perancangan perangkat lunak dan perangkat keras

Tahap kedua dari penelitian ini adalah perancangan desain alat dan perancangan program. Perancangan perangkat keras ini meliputi perancangan kontruksi sistem, penempatan sensor pada prototipe truk, perancangan buzzer, dan perancangan wiring system.

3. Pengujian sistem dan pengambilan data

Pengujian dilakukan pada sistem secara keseluruhan baik perangkat lunak maupun perangkat keras. Aplikasi perangkat lunak berjalan secara keseluruhan pada setiap bagian dan masing- masing komunikasi antar perangkat. Sistem perangkat keras berjalan dengan perintah perangkat lunak. Pengambilan data dilakukan dengan dua cara, yaitu:

a. Mengukur dan menganalisa kinerja sensor. Tingkatan error pada load cell berpengaruh pada ketepatan data yang diterima. Sensor load cell dan modul HX-711 mendeteksi adanya kelebihan muatan maka, Nodemcu ESP8266 mampu mengirimkan data untuk ditampilkan di aplikasi pada android. Setelah sensor load cell dan modul HX-711

(21)

4

mendeteksi kelebihan muatan, sistem mampu menghidupkan buzzer dan mengirim notifikasi. Selain itu, ketika muatan sudah tidak berlebih, sistem akan otomatis mematikan buzzer dan memperbaharui informasi ke android.

b. Setelah melakukan pengujian tingkat ketelitian sensor load cell dan modul HX-711. Pengujian dilakukan dengan memberikan kelebihan muatan dengan jumlah muatan yang bervariasi. Selanjutnya, dilakukan pengujian tingkat keberhasilan pengiriman data melalui tampilan aplikasi android berupa data dalam satuan kilogram (KG) yang didapat melalui percobaan variasi muatan yang dilakukan.

c. Melakukan perhitungan waktu pengiriman dari nodeMCU ke firebase. Perhitungan waktu dilakukan dengan cara mengukur waktu pada saat sensor mengirim data ke firebase dengan melihat data waktu serial monitor dan firebase.

4. Analisis dan Kesimpulan

Analisis dilakukan berdasarkan hasil pengujian alat dan pengujian tingkat keberhasilan sistem, dengan melihat ketepatan pengiriman data, dan tingkat ketelitian pada sensor load cell dan modul HX-711.

(22)

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Muatan lebih (Overloading)

Muatan lebih (overloading) adalah jumlah muatan mobil barang yang diangkut melebihi daya angkut yang diijinkan tertera dalam kartu uji dan tanda uji. Dalam peraturan daerah DIY No.4 tahun 2010, jumlah berat yang diijinkan disingkat menjadi JBI.

Penggolongan mobil barang ditetapkan sebagai berikut:

a. Mobil Barang dengan JBI 2.000 kg sampai dengan 8.000 kg dikategorikan sebagai golongan I [5].

b. Mobil Barang dengan JBI lebih besar dari 8.000 kg s/d 14.000 kg dikategorikan sebagai golongan II.

c. Mobil Barang dengan JBI lebih besar dari 14.000 kg s/d 21.000 kg dikategorikan sebagai golongan III.

d. Mobil Barang dengan JBI lebih besar dari 21.000 kg dikategorikan sebagai golongan IV.

Kerusakan pada perkerasan jalan disebabkan salah satunya oleh beban lalu lintas berulang yang berlebihan (overloading), dan juga muatan berlebih dapat mengakibatkan kecelakaan pada saat berkendara. Tak jarang kelihatan banyak penggunaan truk yang melebihi daya angkutnya. Bahaya dan efek buruk membawa muatan berlebih bagi kendaraan juga harus diperhatikan. Akibat dari overload kendaraan tersebut menyebabkan kecepatan kendaraan hanya dapat ditempuh 30 km/jam sehingga berpengaruh pada waktu tempuh Jakarta-Bandung yang harus menghabiskan waktu sekitar 5-6 jam (waktu tempuh normal sekitar 3 jam) [2].

(23)

6

2.2. Sensor Load cell

Sensor load cell adalah sebuah alat uji perangkat lsitrik yang dapat mengubah suatu gaya menjadi sinyal listrik. Perubahan dari satu sistem ke sistem lainnya ini tidak langsung terjadi dalam dua tahap saja tetapi harus melalui tahap-tahap pengaturan mekanikal, kekuatan dan energi dapat merasakan perubahan kondisi dari baik menjadi kurang baik [4]. Pada strain gauge (load cell) atau biasa disebut dengan deformasi strain gauge. Strain gauge mengukur perubahan yang berepengaruh pada strain sebagai sinyal listrik, karena perubahan efektif terjadi pada beban hambatan kawat listrik.

Sel/slot beban dari satu strain gauge atau dua pengukur regangan. Output sinyal listrik biasanya disediakan serta di urutankan beberapa milivolt dan membutuhkan amplifikasi oleh penguat instrumentasi sebelum dapat digunakan. Perubahan dari satu sistem ke sistem lainnya ini tidak langsung terjadi dalam dua tahap saja tetapi harus melalui tahap-tahap pengaturan mekanikal, kekuatan dan energi dapat merasakan perubahan kondisi dari baik menjadi kurang baik. Untuk contoh fisik terlihat seperti pada gambar 2.1.

Berikut spesifikasi sensor load cell:

Tabel 2.1. Spesifikasi sensor load cell [6]

Mechanical

Housing Material Allumunium Alloy

Tipe Loadcell Strain Gauge

Kapasitas 5KG

Dimensi 55.25x12.7x12.7mm

Mounting Holes M5(Screw Size)

Panjang kabel 550mm

Ukuran Kabel 30 AWG (0.2mm)

Cable no. Of leads 4

Electrical

(24)

7

Precision 0.05%

Rate Output 1.0±0.15mv/V

Non-Linearity 0.05% FS

Hysteresis 0.05% FS

Non-Repeatebility 0.05% FS

Creep (Per 30 Minutes) 0.1% FS

Temperature Effect On Zero (per 10 Celcius)

0.05% FS

Temperature Effect On Span (per 10 Celcius)

0.05% FS

Zero Balance ±1.5% FS

Input Impedance 1130±10 Ohm

Ouput Impedance 1000±10 Ohm

Insulation Resistance (Under 50 VDC) ≥5000 Mohm

Exitation Voltage 5 VDC

Compensated Temperature Range -10 to ~+ C Operating Temperature Range -10 to ~+ C

Safe Overload 120% Capacity

Ultimate Overload 150% Capacity

Gambar 2.1 Bentuk fisik load cell [4]

(25)

8

2.3. Modul HX711

HX711 merupakan sebuah modul amplifier atau penguat sinyal untuk sebuah sensor loadcell/beban berat. Dengan adanya modul ini maka mikrokontroller dapat membaca sebuah sinyal dari sensor beban tersebut. Karena load cell sensor hanya mambu memberikan sebuah sinyal tegangan yang sangat kecil sehingga membutuhkan sebuah amplifier untuk menguatkan sinyalnya menjadi batas mininum sebuah mikrokontroller 0V-5V.

HX711 adalah sebuah presisi analog 24-bit ke digital konverter (ADC) [7]. Tidak pemrograman yang dibutuhkan untuk register internal. Semua kontrol pada modul HX711 dilakukan melalui pin.

Modul melakukan komunikasi dengan komputer/mikrokontroller melalui TTL232 [8]. Struktur yang sederhana, mudah dalam penggunaan, hasil yang stabil dan reliable, memiliki sensitivitas tinggi, dan mampu mengukur perubahan dengan cepat.

HX711 biasanya digunakan pada bidang aerospace, mekanik, elektrik, kimia, konstruksi, farmasi dan lainnya, digunakan untuk mengukur gaya, gaya tekanan, perpindahan, gaya tarikan, torsi, dan percepatan.

Gambar 2.2 Modul Penguat HX711[8]

Berikut penjelasan pin pada modul HX711:

Gambar 2.3 Pin Modul penguat HX711 [7]

(26)

9

Tabel 2.2. Deskripsi pin modul HX711 [7]

Pin# Nama Fungsi Deskripsi

1 VSUP Power Regulator Supply 2.7 ~5.5v

2 BASE Analog Output Regulator Control Output (NC when not used)

3 AVDD Power Analog Supply 2.6 ~5.5v

4 VFB Analog Input Regulator Control Input (Connect to AGND when not used)

5 AGND Ground Analog Ground

6 VBG Analog output Refference by pass output

7 INA- Analog Input Channel A negative input

8 INA+ Analog Input Channel A negative ouput

9 INB- Analog Input Channel B negative input

10 INB+ Analog Input Channel B negative Output

11 PD_SCK Digital Input Power Down Control (High Active) and Serial Clock Input

12 DOUT Digital Output Serial Data Ouput

13 X0 Digital I/O Crystal I/O (NC when Not Used)

14 XI Digital Input Crystal I/O or External Clock input, 0 : Use on chip Oscillator

15 RATE Digital Input Output data rate control, 0 : 10Hz, 1 : 80 Hz

16 DVDD Power Digital Supply 2.6 ~5.5v

(27)

10

2.4. Nodemcu ESP8266

NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat open source [10]. Terdiri dari perangkat keras berupa System On Chip ESP8266 dari ESP8266 buatan esperessif system. NodeMCU bisa dianalogikaan sebagai board arduino yang terkoneksi dengan ESP8622. NodeMCU telah menggabungkan ESP8266 ke dalam sebuah board yang sudah terintergrasi dengan berbagai feature selayaknya mikrokontroler dan kapasitas akses terhadap wifi dan juga chip komunikasi yang berupa USB to serial. Sehingga dalam pemograman hanya dibutuhkan kabel data USB.

NodeMCU menggunakan chip ESP8266 sebagai prosesor, yang secara spesifikasi menyerupai seri ESP-12. Fitur yang dimiliki NodeMCU antara lain adalah:

1. 10 Port GPIO dari D0-D9 2. Fungsionalitas PWM 3. Interface I2C dan SPI 4. Interface 1 wire 5. ADC

Posisi tiap pin dari komponen NodeMCU dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 2.4. Nodemcu 8266 [10]

(28)

11

Tabel 2.3 deskripsi pin Nodemcu 8266 [9]

No Nama Deskripsi

1 ADC Analog Digital Konverter. Rentang tegangan 0-1v dengan skup nilai digital 0-1024

2 RST Berfungsi mereset modul

3 EN Chip Enable, Active High

4 IO16 GPIO16, dapat digunakan untuk membangunkan chipset dari mode deep sleep

5 IO14 GPIO14; HSPI_CLK

6 IO12 GPIO12: HSPI_MISO

7 IO13 GPIO13; HSPI_MOSI; UART0_CTS

8 VCC Catu daya 3.3V (VDD)

9 CS0 Chip selection

10 MISO Slave output, Main input

11 IO9 GPIO9

12 IO10 GPIO10

13 MOSI Main output slave input

14 SCLK Clock

15 GND Ground

16 IO15 GPIO15; MTD; HSPICS; UART0_RTS

17 IO2 GPIO2; UART1_TXD

18 IO0 GPIO0

19 IO4 GPIO4

20 IO5 GPIO5

21 RXD UART0_RXD; GPIO3

22 TXD UART0_TXD; GPUO1

(29)

12

2.5. Android Studio

Android studio adalah Integrated Development Environment (IDE) untuk pengembangan aplikasi android [11]. Selain merupakan editor dan alat pengembang yang berdaya guna, android studio mengembangkan fitur lebih banyak saat membuat aplikasi android, misalnya :

a) Sistem versi berbasis Gradle yang fleksibel b) Emulator yang cepat dan kaya fitur

c) Lingkungan yang menyatu untuk pengembangan bagi semua perangkat android d) Instant Run untuk mendorong perubahan ke aplikasi yang berjalan tanpa membuat

aplikasi baru

e) Template code atau integrasi GitHub untuk membuat fitur aplikasi yang sama dan mengimpor kode contoh

f) Alat pengujian dan kerangka kerja yang ekstensif

g) Alat Lint untuk meningkatkan kinerja, kegunaan, kompatibilitas versi, dan masalah-masalah lain.

h) Dukungan C++ dan NDK

i) Dukungan bawaan untuk Google Cloud Platform, mempermudah pengintegrasian Google Cloud Messaging dan App Engine.

Tampilan halaman awal android studio ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 2.5 Tampilan halaman awal android studio

(30)

13

2.6. Firebase

Firebase adalah Backend as a Service (BaaS) yang saat ini dimiliki oleh Google.

Firebase merupakaan solusi yang ditawarkan oleh Google untuk mempermudah pengembangan aplikasi mobile [12]. Dua fitur menarik dari Firebase adalah Firebase Remote Config dan Firebase Real Time Database. Selain itu juga terdapat fitur pendukung untuk aplikasi yang memerlukan push notification yaitu Firebase Notification Console. Firebase Database merupakan penyimpanan basis data nonSQL yang memungkinan untuk menyimpan beberapa tipe data. Tipe data itu antara lain String, Long, dan Boolean. Data pada Firebase Database disimpan sebagai objek JSON tree. Tidak seperti basis data SQL, tidak ada tabel dan baris pada basis data non- SQL. Ketika ada penambahan data, data tersebut akan menjadi node pada struktur JSON. Node merupakaan simpul yang berisi data dan bisa memiliki cabang-cabang berupa node lainnya yang berisi data pula. Proses pengisian suatu data ke Firebase database dikenal dengan istilah. Selain Firebase Database, Firebase menyediakan beberapa layanan lainnya yang juga dimanfaatkan dalam pengembangan aplikasi ini.

Layanan tersebut antara lain Firebase Authentication, Storage, dan Cloud Messaging.

Pada pengembangan aplikasi, layanan lainnya yang digunakan pada pengembangan aplikasi adalah Firebase Storage. Layaknya sebuah penyimpanan awan, Firebase Storage memungkin pengembang untuk mengunggah atau mengunduh sebuah berkas.

Berikut tampilan halaman pada Firebase.

Gambar2.6 Tampilan halaman Firebase

(31)

14

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Proses Kerja Sistem

Perancangan alat ini terdiri dari beberapa bagian yaitu perancangan perangkat keras berupa model truk pengangkut barang, pengkabelan NodeMCU, sensor load cell, modul HX711 dan buzzer. Perancangan perangkat lunak meliputi perancangan aplikasi android sebagai tampilan informasi yang sudah diproses dan perancangan pendeteksi berat muatan yang berlebih .

Diagram sistem monitoring berat muatan truk pada penelitian dapat dilihat pada gambar 3.1.

Gambar 3.1. Blok diagram sistem monitoring berat muatan truk.

(32)

15

Berdasarkan gambar 3.1 bagian yang dikerjakan pada penelitian kali ini meliputi perancangan NodeMCU, sensor loadcell, dan modul HX711, pengiriman data ke Firebase sebagai database, perancangan sistem buzzer sebagai indikator kelebihan berat dan perancangan aplikasi android untuk menampilkan data kepada pengguna.

Proses kerja sistem dimulai dengan menghubungkan NodeMCU dan access point agar terhubung ke jaringan internet. Saat sistem sudah siap dijalankan, sistem mulai melakukan deteksi berat muatan pada prototipe truk. Data yang didapat oleh sensor load cell dikirimkan oleh NodeMCU menuju firebase.

Pengguna perlu menghubungkan perangkatnya (smartphone) dengan access point sistem monitoring berat muatan truk. Pemilik truk dapat mengakses aplikasi yang ada diandroid untuk mendapatkan informasi mengenai berat muatan truk pada saat itu.

Aplikasi menampilkan informasi berat muatan truk dan kelebihan berat muatan jika berlebih.

Pada saat terjadi kelebihan muatan buzzer menyala sampai muatan pada truk dikurangi hingga normal dan buzzer juga dapat di matikan dengan menekan tombol OFF pada aplikasi. Pada aplikasi tampak jumlah kelebihan muatan pada truk. Saat muatan truk yang berlebih telah dikurangi hingga normal, maka buzzer berhenti menyala. Cara kerja sensor load cell saat kendaraan telah berisi muatan, sensor mengirim sinyal bahwa sensor telah mendeteksi adanya beban yang mengakibatkan nilai muatan pada aplikasi telah berubah. Data yang didapatkan langsung diproses dan ditampilkan pada aplikasi.

3.2. Perancangan Perangkat Keras 3.2.1. Desain Prototipe Truk

Perancangan untuk prototipe truk yang akan digunakan pada penelitian ini memiliki ukuran Panjang 50 cm dan lebar 20 cm .Ada 2 buah prototipe truk yang digunakan pada penelitian ini. Setiap prototipe truk memiliki 2 buah sensor load cell dan 2 buah modul HX711. Tiap prototipe truk memiliki 2 buah sensor load cell dan 2 buah modul HX711. Sensor load cell berfungsi untuk mendeteksi berat muatan pada truk. Modul HX711 digunakan sebagai amplifier pada load cell karena load cell hanya

(33)

16

mampu memberikan sinyal tegangan yang sangat kecil.

Berikut terdapat Gambar 3.2. Model Prototipe truk, Gambar 3.3 Peletakan komponen pada bak truk, dan Gambar 3.4 Ukuran Bak Truk pada penelitian ini:

Gambar 3.2. Model prototipe truk

Gambar 3.3 Peletakan komponen pada bak truk

Gambar 3.4 Ukuran bak truk

(34)

17

Bentuk keseluruhan prototipe truk ini ada pada Gambar 3.2 dan untuk ukuran bak nya ada pada Gambar 3.4, dengan dimensi model bak berukuran 50 cm x 20 cm x 15 cm. Pada model bak truk di Gambar 3.3 terdapat lapisan berupa triplek (berwarna kuning).

3.2.2. Perancangan Pengkabelan Sensor Berat

Perancangan pengkabelan NodeMCU pada penelitian ini terdapat sensor load cell yang terhubung ke modul HX711. Load cell menggunakan 4 kabel jembatan wheatstone untuk menghubungkannya dengan modul HX711. Warna dari kabel tersebut berwarna merah, hijau, putih, kuning dan hitam. Setiap warna sesuai dengan pengkodean warna konvensial sel beban. Merah untuk eksitasi + atau VCC, Hitam untuk eksitasi- atau ground, putih sebagai amplifier+, sinyal+, atau keluaran+. Hijau untuk amplifier-, sinyal-, dan keluaran-. Kuning sebagai input input opsional yang tidak tersambung.

Pengkabelan antara nodeMCU, modul HX711, dan load cell ditunjukkan pada gambar 3.5

Gambar 3.5 Pengkabelan NodeMCU, modul HX711, dan sensor load cell

(35)

18

3.3. Perancangan Perangkat Lunak 3.3.1. Diagram Alir Pendeteksi Berat

Perancangan perangkat lunak sesuai dengan diagram alir pada gambar 3.6. Saat pertama kali dihidupkan, NodeMCU melakukan inisialisasi pada tiap port yang digunakan. Setelah melakukan inisialisasi, NodeMCU akan mencoba menghubungkan dengan jaringan atau access point yang ada.

Sensor load cell mulai melakukan deteksi objek (muatan) setelah NodeMCU terhubung dengan access point. Data yang didapat dari sensor langsung diproses oleh NodeMCU. Jika data yang sudah diproses menghasilkan status ada muatan, NodeMCU mengirimkan data tersebut ke firebase. Jika status yang dihasilkan adalah tidak ada muatan, maka data tersebut langsung dikirim ke firebase. Setelah semua data sudah dikirim ke firebase, program pada NodeMCU melakukan looping. NodeMCU kembali melakukan deteksi objek pada bak truk. Proses ini terjadi terus menerus selama NodeMCU memiliki koneksi ke internet. Sensor load cell diatur untuk melakukan pengukuran secara terus-menerus dengan ketentuan tertentu. Setelah data dikirimkan ke firebase, firebase mengirim data tersebut ke aplikasi android. Aplikasi menampilkan data berat muatan dan jumlah kelebihan berat muatan. Pada sistem aplikasi, berat muatan truk juga dapat di”nol”kan dengan cara menekan tombol RESET pada aplikasi.

Muatan truk ditampilkan di aplikasi. Apabila terjadi kelebihan muatan yaitu muatan yang lebih dari 3 Kg, maka buzzer menyala. Sistem buzzer juga dapat dimatikan dengan menekan tombol OFF pada aplikasi. Pengguna dapat melakukan monitoring melalui tampilan aplikasi pada android.

(36)

19

Gambar 3.6 Diagram alir utama NodeMCU

(37)

20

3.3.2. Diagram Alir Aplikasi

Perancangan aplikasi sesuai dengan diagram alir aplikasi pada gambar 3.7. Pada saat memulai aplikasi, aplikasi akan terhubung ke internet. Aplikasi pada android akan melakukan pemeriksaan data pada pada firebase. Jika firebase memiliki data, data akan ditampilkan pada bagian berat muatan di aplikasi. Kemudian aplikasi menghitung kelebihan berat pada muatan. Jika aplikasi mendeteksi adanya kelebihan berat maka jumlah kelebihan berat akan ditampilkan di aplikasi. Pengguna aplikasi dapat melihat jumlah kelebihan berat pada muatan melalui smartphone.

Gambar 3.7 Diagram alir aplikasi

(38)

21

3.3.3. Diagram Alir Kelebihan Berat

Perancangan untuk menghitung kelebihan berat sesuai dengan diagram alir pada gambar 3.8. Sistem sudah menyala dan dapat dimulai, kemudian sensor mendeteksi beban. Beban yang sudah diukur akan dikirim ke firebase, selanjutnya akan diteruskan ke aplikasi. Pada sistem aplikasi, beban yang memiliki berat muatan melebihi 3Kg akan diproses untuk menghitung kelebihan berat muatan. Selanjutnya, kelebihan berat muatan akan ditampilkan pada aplikasi.

Gambar 3.8 Diagram alir kelebihan berat

(39)

22

3.3.4. Diagram Alir Perintah Mematikan Buzzer

Perancangan aplikasi sesuai dengan diagram alir aplikasi pada gambar 3.7. Pada saat memulai aplikasi, aplikasi akan terhubung ke internet. Aplikasi pada android akan melakukan pemeriksaan data pada pada firebase. Jika firebase memiliki data, data akan ditampilkan di aplikasi. Beban yang terdeteksi melebihi 3Kg akan meyalakan buzzer secara otomatis. Buzzer dapat dimatikan dengan menekan tombol OFF di aplikasi. Notifikasi akan muncul pada aplikasi yang menunjukkan bahwa buzzer telah dimatikan.

Gambar 3.9 Diagram alir perintah mematikan buzzer

(40)

23

3.3.5. Desain Tampilan Aplikasi

Pengguna perlu mengakses aplikasi yang ada pada android untuk melihat informasi mengenai muatan truk pada saat itu dan kelebihan muatan truk pada sistem monitoring berat muatan truk. Aplikasi menunjukkan jumlah muatan truk pada saat itu dalam kilogram (Kg) dan kelebihan berat muatan yang dialami truk apabila overload dalam kilogram (Kg). Berikut rancangan aplikasi yang akan ditampilkan pada pengguna:

Gambar 3.10. Rancangan tampilan aplikasi android

(41)

24

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi hasil dari pengujian dan pembahasan sistem monitoring berat muatan truk yang terdiri dari hasil perancangan hardware, pengujian sensor load cell pada setiap prototipe truk, dan hasil dari kinerja sensor pada aplikasi. Pengujian dilakukan dengan memberi variasi muatan pada setiap prototipe truk. Hasil dari pengujian berupa data-data yang menunjukkan kemampuan perangkat keras dan perangkat lunak yang dirancang dapat berkerja dengan baik atau tidak. Analisis kinerja perangkat secara keseluruhan dilakukan berdasarkan data-data tersebut.

4.1. Perubahan Perancangan

Bagian ini menjelaskan tentang perubahan perancangan pada saat alat diimplementasikan. Perubahan tersebut terjadi karena adanya hal-hal yang tidak diperhitungkan pada saat awal perancangan sehingga perlu dilakukan penyesuaian ulang supaya alat yang telah dibuat tetap dapat bekerja sesuai tujuan.

4.1.1. Perubahan Pengkabelan Sistem

Perubahan pada pengkabelan sistem yang semula ditunjukkan pada Gambar 3.5 diubah menjadi Gambar 4.1. Perubahan dilakukan untuk memperjelas pengkabelan antara 2 sensor load cell, modul HX711, dan buzzer. Pada Gambar 3.5 masih terdapat 1 sensor load cell, modul HX711 dan belum terdapat buzzer. Setiap load cell menggunakan 4 kabel jembatan wheatstone untuk menghubungkannya dengan modul HX711. Warna dari kabel tersebut berwarna merah, hijau, putih, dan hitam. Setiap warna sesuai dengan pengkodean warna konvensial sel beban. Merah untuk eksitasi + atau VCC, Hitam untuk eksitasi- atau ground, putih sebagai amplifier+, sinyal+, atau keluaran+. Hijau untuk amplifier-, sinyal-, dan keluaran-. Kabel yang memiliki warna sama pada setiap load cell akan terhubung, selanjutnya kabel merah akan terhubung ke E+, kabel hitam terhubung ke E-, kabel putih terhubung ke A+, dan kabel hijau terhubung ke A- yang terdapat pada modul HX711. Modul HX711 akan terhubung ke

(42)

25

NodeMCU ESP8266, dimana pin GND akan terhubung ke pin ground pada NodeMCU ESP8266, pin DT terhubung ke pin D1, pin SCK terhubung ke D2, dan VCC terhubung ke Vin yang terdapat pada NodeMCU ESP8266.

Gambar 4.1 Perubahan pengkabelan sistem

4.1.2. Perubahan Tampilan Aplikasi

Pada proses pembuatan tampilan aplikasi mengalami perubahan seperti penambahan jumlah truk yang ditampilkan, perubahan tombol ON menjadi tombol OFF untuk mematikan buzzer, dan penambahan tombol RESET.

Tampilan aplikasi mengalami penambahan fitur yaitu tombol RESET di kedua prototipe yang berguna untuk membalikkan berat muatan menjadi 0, tampilan jumlah truk yang bertambah menjadi 2, serta perubahan tombol ON menjadi tombol OFF untuk mematikan buzzer secara otomatis jika terjadi kelebihan berat. Perubahan ini dilakukan agar tampilan aplikasi tidak membingungkan pengguna serta dapat menampilkan lebih banyak informasi terkait prototipe yang di monitoring. Hasil dari tampilan aplikasi dapat dilihat pada Gambar 4.2 dan juga terdapat ikon aplikasi untuk mempermudah pengguna dalam menemukan aplikasi di smartphone pengguna pada Gambar 4.3.

(43)

26

Gambar 4.2 Perubahan tampilan aplikasi

Gambar 4.3 Ikon aplikasi di smartphone

(44)

27

4.2. Implementasi Perangkat Keras

Prototipe sistem monitoring berat muatan truk pada penelitian ini dibuat dengan miniatur truk dan bak truk yang terbuat dari triplek. Bentuk fisik prototipe sistem monitoring berat muatan truk pada penelitian ini ditunjukkan pada gambar 4.4 dan setiap bagian dari alat ditunjukkan pada tabel 4.1.

4.2.1. Bentuk Fisik Alat

(a) (b)

Gambar 4.4 Bentuk fisik prototipe truk (a) Tampak samping (b) Tampak atas

Tabel 4.1 Keterangan bentuk fisik prototipe truk

No Keterangan

1 Tempat rangkaian sistem alat

2 Miniatur truk

3 Wadah pengukuran berat

(45)

28

4.2.2. Rangkaian Sistem Alat

Rangkaian sistem monitoring berat muatan truk dapat dilihat pada Gambar 4.5 dan setiap komponen dari alat ditunjukkan pada Tabel 4.2.

Gambar 4.5 Rangkaian Sistem Alat

Tabel 4.2 Keterangan Rangkaian Sistem Alat

No Keterangan

1 Sensor load cell

2 Power bank 5V

3 NodeMcu ESP 8266

4 Modul HX711

5 Buzzer

6 Kabel micro USB

(46)

29

4.3. Hasil Pengujian Sistem

Pengujian sistem dilakukan untuk mengukur tingkat keberhasilan sistem monitoring berat muatan truk. Pengujian sistem dilakukan untuk beberapa bagian yaitu pengujian kemampuan sensor load cell mendeteksi berat muatan yang berada di bak truk, pengujian terhadap buzzer menyala jika berat lebih dari 3 KG serta buzzer akan mati jika berat muatan dikurangi, dan pengujian pengiriman data ke aplikasi.

4.3.1. Hasil Data Keseluruhan Sistem

Pengujian sistem secara keseluruhan dilakukan dengan melakukan percobaan pada masing-masing prototipe truk dan pengujian pengiriman data ke aplikasi. Hasil pengujian keseluruhan sistem ditunjukkan pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Hasil pengujian keseluruhan sistem

No Jumlah Muatan

Truk 1 Truk 2

Keterangan Kirim

Data Firebase

Kirim Data Aplikasi

Status Buzzer

Kirim Data Firebase

Kirim Data Aplikasi

Status Buzzer

1 250 g Ya Ya Mati Ya Ya Mati Berhasil

4 1 Kg Ya Ya Mati Ya Ya Mati Berhasil

5 1,5 Kg Ya Ya Mati Ya Ya Mati Berhasil

6 2 Kg Ya Ya Mati Ya Ya Mati Berhasil

7 2,50 Kg Ya Ya Mati Ya Ya Mati Berhasil

8 3 Kg Ya Ya Hidup Ya Ya Hidup Berhasil

9 3,50 Kg Ya Ya Hidup Ya Ya Hidup Berhasil

10 4 Kg Ya Ya Hidup Ya Ya Hidup Berhasil

Pengujian dilakukan pada setiap prototipe truk dengan mencoba keadaan muatan yang bervariasi, mulai dari 250 gram sampai dengan 4 Kg. Pada setiap jumlah muatan, data dapat dikirim ke firebase dan juga ke aplikasi. Pada saat muatan sudah melebihi batas maksimal muatan yaitu 3 Kg, buzzer menyala. Pada data 3 Kg buzzer menyala dikarenakan sensor load cell tidak dapat mendeteksi berat muatan tepat di 3 Kg. Data yang didapat pada saat pengukuran melewati 3 Kg di kedua prototipe sehingga buzzer menyala. Data dari masing-masing prototipe truk dikirimkan secara realtime ke aplikasi. Dari masing-masing percobaan pada tabel 4.3, sistem tidak

(47)

30

mengalami kendala dalam setiap prosesnya. Sehingga dapat disimpulkan bahwa sistem berhasil diimplementasikan dengan tingkat keberhasilan 100%.

4.3.2. Pengujian Sensor Load Cell

Pengujian dilakukan dengan membandingkan hasil pengukuran sensor yang didapat dari serial monitor NodeMCU dengan timbangan komersial. Serial monitor dilihat melalui aplikasi arduino IDE pada laptop yang terhubung dengan NodeMCU menggunakan kabel micro USB. Dalam pengujian ini terdapat 10 variasi pengukuran beban mulai dari 250 gram sampai dengan 4 kilogram. Pengujian tiap variasi dilakukan sebanyak 5 kali. Dari 5 data yang didapat, data dirata-rata untuk mendapatkan nilai rata-rata galat pengukurannya.

Dari data hasil pengujian dapat diperoleh tingkat keakuratan sensor load cell mendeteksi berat muatan pada setiap prototipe dan besar galat sensor load cell pada setiap prototipe. Hasil perbandingan nilai pengukuran sensor load cell dengan timbangan komersial dapat dilihat pada gambar 4.6, gambar 4.7 dan tabel 4.4.

Gambar 4.6 Grafik galat sensor load cell

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

250 gr 500 gr 750 gr 1000 gr 1500 gr 2000 gr 2500 gr 3000 gr 3500 gr 4000 gr

Rata-rata Galat Sensor

Rata-rata Galat Truk 1 Rata-rata Galat Truk 2

(48)

31

Gambar 4.7 Grafik tingkat keberhasilan sensor

Tabel 4.4 Hasil pengujian ketepatan berat sensor load cell Pembacaan

Berat Beban Timbangan

Komersial (Gram)

Jumlah Percobaan

Prototipe Truk 1 Prototipe Truk 2 Rata-rata

Galat (%)

Rata-rata Tingkat Keberhasilan

(%)

Rata-rata Galat (%)

Rata-rata Tingkat Keberhasilan

(%)

250 5 0.8 99.2 1.6 98.4

500 5 0.36 99.64 0.36 99.64

750 5 1.173333 98.82667 0.24 99.76

1000 5 1.72 98.28 0.44 99.56

1500 5 1.68 98.32 0.653333 99.34667

2000 5 2.46 97.54 0.71 99.29

2500 5 2.536 97.464 0.792 99.208

3000 5 2.726667 97.27333 1.133333 98.86667

3500 5 2.291429 97.70857 1.114286 98.88571

4000 5 2.21 97.79 1.1 98.9

Tingkat keakuratan keseluruhan (%)

98.20426 99.18571

96 96.5 97 97.5 98 98.5 99 99.5 100

250 gr 500 gr 750 gr 1000 gr 1500 gr 2000 gr 2500 gr 3000 gr 3500 gr 4000 gr

Rata-rata Tingkat Keberhasilan Sensor

Rata-rata Tingkat Keberhasilan Truk 1 Rata-rata Tingkat Keberhasilan Truk 2

(49)

32

Rumus yang digunakan untuk menghitung rata-rata galat sensor load cell dan rata-rata tingkat keberhasilan sensor load cell adalah sebagai berikut:

Rata-rata galat sensor load cell =

(4.1)

Rata-rata galat sensor load cell (4.1) menyatakan besar galat berat beban yang diukur oleh sensor load cell. Rata-rata galat sensor load cell yang didapat pada beban 250 gram sebesar 0,8% untuk truk 1 dan 1,6% untuk truk 2. Nilai 0,8% dan 1,6%

menyatakan kemungkinan error yang muncul. Pada beban 250 gram dilakukan 5 kali percobaan dengan rata-rata beban yang terukur oleh sensor yaitu 248 gram untuk truk 1 dan 246 gram untuk truk 2.

Berdasarkan data yang didapatkan pada tabel 4.4, rata-rata galat sensor load cell terbesar terdapat pada beban 3000 gram dengan nilai 2,726667% untuk truk 1 dan beban 250 gram dengan nilai 1,6% untuk truk 2. Rata-rata galat sensor load cell terkecil terdapat pada beban 500 gram dengan nilai 0,36% untuk truk 1 dan beban 500 gram dengan nilai 0,36% untuk truk 2. Sistem sudah berhasil mengidentifikasi berat muatan prototipe dengan cukup baik. Rata-rata tingkat keakuratan sistem mendeteksi berat muatan sebesar 98.20426% pada truk 1 dan 99.18571% pada truk 2. Tingkat keakuratan tertinggi terdapat pada beban 500 gram dengan nilai 99,64% untuk truk 1 dan beban 750 gram dengan nilai 99,76% untuk truk 2. Sedangkan untuk tingkat keakuratan terendah terdapat pada beban 3000 gram dengan nilai 97,27333% untuk truk 1 dan beban 250 gram dengan nilai 98,4% untuk truk 2.

Pada gambar 4.6 dan gambar 4.7 terdapat grafik yang menunjukkan tingkat galat sensor dan tingkat keakuratan sensor pada setiap prototipe. Gambar 4.6 menunjukkan galat pada sensor untuk setiap prototipe. Galat pada sensor cenderung meningkat dengan berat yang juga semakin meningkat. Begitu juga dengan tingkat keakuratan sensor pada setiap prototipe yang cenderung menurun, berbanding terbalik dengan galat sensor.

Tiap truk memiliki tingkat keakuratan yang berbeda-beda, namun persentasi keakuratan tiap truk berada diatas 90%. Persentasi keakuratan sensor sudah cukup

(50)

33

stabil. Pada percobaan ini galat dapat terjadi karna perbedaan gelombang yang dideteksi oleh masing-masing sensor. Selain itu, perbedaan galat pada tiap truk berbeda karena luas permukaan penopang yang berbeda pada setiap truk. Luas penopang pada setiap truk mempengaruhi kinerja sensor load cell karena sensor load cell mendeteksi tekanan yang terjadi pada prototipe truk.

4.3.3. Pengujian Penulisan dan Pembacaan Firebase

Pengujian penulisan data pada firebase dilakukan dengan mengirimkan data untuk memasukkan/menulis data pada firebase. Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali pada setiap indikator muatan. Jika data masuk ke dalam firebase, percobaan dinyatakan berhasil. Jika data yang dikirim tidak masuk ke dalam firebase, percobaan dinyatakan gagal. Hasil percobaan penulisan pada firebase dapat dilihat pada tabel.

Tabel 4.5 Hasil percobaan penulisan data pada firebase Muatan (Gram) Percobaan Pengiriman

Berhasil (Truk 1)

Percobaan Pengiriman Berhasil (Truk 2)

250 5 5

500 5 5

750 5 5

1000 5 5

1500 5 5

2000 5 5

2500 5 5

3000 5 5

3500 5 5

4000 5 5

Persentase Tingkat

Keberhasilan 100% 100%

Berdasarkan data yang didapat pada tabel 4.5 menyatakan bahwa dalam 5 kali percobaan penulisan pada firebase semua percobaan berhasil. Penulisan data pada tiap prototipe truk berhasil dilakukan dengan baik. Persentase tingkat keberhasilan penulisan data pada tiap prototipe truk adalah 100%. Tingkat keberhasilan penulisan data pada sistem adalah sebesar 100%.

(51)

34

Tabel 4.6 Pembacaan firebase melalui aplikasi Muatan (Gram) Percobaan Pembacaan

Data (Truk 1)

Percobaan Pembacaan Data (Truk 2)

250 5 5

500 5 5

750 5 5

1000 5 5

1500 5 5

2000 5 5

2500 5 5

3000 5 5

3500 5 5

4000 5 5

Persentase Tingkat

Kesesuaian data 100% 100%

Pada tabel 4.6 ditunjukkan data hasil percobaan pembacaan firebase melalui aplikasi. Dilakukan percobaan pembacaan sebanyak 5 kali pada tiap muatan. Tujuan percobaan ini adalah untuk memastikan kesesuaian data yang ditampilkan pada aplikasi dengan firebase. Persentase tingkat kesesuaian data yang didapat pada tiap prototipe truk bernilai 100%. Tiap percobaan pembacaan firebase berhasil dilakukan dengan baik. Tingkat kesesuian data untuk sistem adalah sebesar 100%.

4.3.4. Pengujian Buzzer

Pengujian dilakukan dengan melihat keadaan buzzer menyala atau mati yang didapat dari serial monitor. Serial monitor dilihat melalui aplikasi arduino IDE pada laptop yang terhubung dengan NodeMCU menggunkan kabel micro USB. Dalam pengujian ini terdapat 10 variasi pengukuran beban mulai dari 250 gram sampai dengan 4 kilogram. Keadaan buzzer terlihat pada serial monitor beserta hasil timbangan muatan yang diberikan pada truk. Sistem mendeteksi muatan yang berlebih dengan batas muatan 3KG.

(52)

35

Tabel 4.7 Hasil percobaan terhadap buzzer Pembacaan

Komersial (Gram)

Prototipe Truk 1 Prototipe Truk 2 Pembacaan

Sensor (Gram)

Keadaan Buzzer

Pembacaan Sensor (Gram)

Keadaan Buzzer

250 252 Mati 247 Mati

500 502 Mati 499 Mati

750 760 Mati 749 Mati

1000 1016 Mati 1002 Mati

1500 1524 Mati 1508 Mati

2000 2046 Mati 2014 Mati

2500 2560 Mati 2519 Mati

3000 3076 Menyala 3034 Menyala

Keterangan Berhasil Berhasil

Pada tabel 4.7 ditunjukkan data hasil percobaan terhadap buzzer. Dilakukan percobaan terhadap buzzer dengan memberi 10 variasi muatan. Pada kedua prototipe truk, buzzer sudah berfungsi dengan baik dan menyala jika mengalami kelebihan muatan yaitu muatan yang melebihi 3 Kg. Pada muatan 3 Kg buzzer menyala karena sensor mendeteksi berat muatan melebihi 3 Kg yaitu 3076 gram pada prototipe 1 dan 3034 gram pada prototipe 2.

4.3.5. Pengujian Penulisan Data NodeMCU ke Firebase

Pengujian dilakukan dengan melihat dengan melihat data penulisan diserial monitor dan firebase. Dalam pengujian terdapat 5 variasi pengukuran beban mulai dari 250 gram sampai dengan 4 Kg. Kecocokan penulisan data pada serial monitor dan firebase dapat dilihat pada tabel.

(53)

36

Tabel 4.8 Penulisan data NodeMCU dan firebase Penulisan

Komersial (Gram)

Prototipe Truk 1 Prototipe Truk 2

Penulisan Serial Monitor

(Gram)

Penulisan Firebase (Gram)

Kecocokan Data

(%)

Penulisan Serial Monitor

(Gram)

Penulisan Firebase (Gram)

Kecocokan Data

(%)

500 501 500,74 99,95 500 500,48 99,90

1000 1015 1014,75 99,97 1004 1004,26 99,97

2000 2031 2031,03 99,99 2013 2012,79 99,99

3000 3053 3052,52 99,98 3032 3032 100

4000 4012 4011,53 99,99 4047 4046,57 99,99

Tingkat Keakuratan 99,976 Tingkat Keakuratan 99,97

Pada tabel 4.8 ditunjukkan data hasil penulisan data dari nodeMCU ke firebase.

Adanya perbedaan penulisan data dikarenakan pemrograman untuk penulisan pada serial monitor memiliki 3 angka dibelakang koma atau langsung , sedangkan pada firebase diprogram memiliki 5 angka dibelakang koma. Jadi, perbedaan terjadi karena penulisan program yang berbeda. Untuk tingkat keakuratan penulisan data diatas 99,90

% pada kedua prototipe.

4.3.6. Pengujian Jangkauan Wi-Fi

Pengujian jangkauan Wi-Fi digunakan untuk mengetahui jarak dari NodeMCU ESP 8266 ke access point. Jangkauan jarak pancar Wi-Fi sangat dipengaruhi oleh lokasi tempat pengambilan data. Pada lokasi pengambilan data dilakukan pengambilan data pada ruang terbuka tanpa ada hambatan dinding atau yang lain. Jangkauan Wi-Fi dilakukan hingga jarak 60 meter. Hasil pengujian jangkauan Wi-Fi ditunjukkan oleh tabel 4.8.

(54)

37

Tabel 4.9 Hasil Jangkauan Jarak Wi-Fi

No Jarak

(Meter) Data Kirim Sinyal

1 5 Data diterima 4

2 10 Data diterima 4

12 60 Data tidak diterima 0

4.3.7. Perbandingan Spesifikasi Sensor Load Cell dan NodeMCU dengan Hasil Pengukuran Alat

Perbandingan spesifikasi sensor load cell dan nodeMCU dilakukan dengan cara membandingkan karakteristik load cell dan nodeMCU dengan data yang dihasilkan.

Data perbandingan sensor load cell dan nodeMCU dapat dilihat ditabel.

Tabel 4.10 Perbandingan Spesifikasi Sensor Load Cell dan NodeMCU dengan Alat Komponen Karakteristik

Data Alat

Truk 1 Truk 2

Load cell 5Kg Output error

±1,50% 1,8% 0,8%

NodeMCU

Maksimal jangakaun 125

Meter

55 meter 55 meter

Pada tabel 4.10 terdapat hasil perbandingan spesifikasi sensor load cell dan nodeMCU dengan data alat yang didapat. Pada sensor load cell, output error yang dapat dihasilkan ±1,5% sedangkan pada truk 1 sebesar 1,8% dan truk 2 sebesar 0,8%.

(55)

38

Menurut data sheet dari sensor load cell, perbedaan output error terjadi karena perbedaan kondisi lingkungan dan variabel luas penampang. Dimana pada truk 1, luas penampang untuk menahan beban jauh lebih kecil dibandingkan dengan truk 2.

Pada spesifikasi nodeMCU jangkauan jarak maksimal sebesar 125 meter.

Sedangkan pada kedua prototipe jangkauan jarak hanya mencapai 55 meter. Menurut data sheet dari nodeMCU perbedaan jangkauan jarak nodeMCU yang didapat disebabkan oleh karakteristik dasar gelombang yang menipis lebih cepat pada frekuensi yang lebih tinggi serta adanya dinding, pepohonan serta faktor lainnya yang menghambat jaringan.

4.3.8. Kinerja Pengiriman Data NodeMCU ke Firebase

Pengiriman data dilakukan oleh NodeMCU ke firebase. Data yang diterima oleh NodeMCU dari sensor load cell berupa berat, dan keadaan buzzer. Pengujian pengiriman data oleh NodeMCU dilakukan dengan melihat jeda waktu tiap pengiriman yang dilakukan NodeMCU.

Data pengiriman oleh NodeMCU diambil sebanyak 5 sample pengiriman untuk mengetahui lama waktu yang diperlukan untuk mengirim data. Data juga berfungsi untuk melihat berapa lama waktu yang dibutuhkan sistem untuk menampilkan data sesuai dengan kondisi sistem sebenarnya. Pengujian dilakukan pada setiap variasi berat muatan untuk kedua prototipe. Lama waktu yang diperlukan setiap prototipe truk dapat dilihat pada tabel 4.9 dan kinerja pengiriman data tiap variasi muatan untuk setiap prototipe truk dapat dilihat pada gambar 4.8.

Tabel 4.11 Lama waktu pengiriman data

Muatan (Gram)

Lama Waktu Pengiriman (Milisecond) Truk 1

Lama Waktu Pengiriman (Milisecond) Truk 2

Serial Monitor Firebase Serial Monitor Firebase

500 1878 1878 1815 1815

1000 1805 1805 1867 1867

2000 1890 1890 1897 1897

3000 1336 1336 1313 1313

4000 1425 1425 1310 1310

Persentase Kesuaian

Data