BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
3.1 Rancangan Sistem
Rancangan sistem pada penelitian ini adalah seperti gambar 3.1 menjelaskan terkait representasi setiap komponen yang digunakan dalam penelitian.
Gambar 3. 1 Rancangan Sistem
Perangkat pengawasan pembatasan jarak fisik menggunakan sensor nRF24L01 sebagai alat komunikasi antar receiver dan transceiver melalui gelombang radio. Sensor yang bertindak sebagai receiver akan mendeteksi radio gelombang yang dipancarkan oleh sensor transceiver disekitarnya. Penelitian ini akan menggunakan sensor nrF24L01 yang dapat mendeteksi sinyal radio gelombang dengan jarak
radio gelombang yang dipancarkan oleh sensor transceiver dengan jarak kurang dari 2 meter, setelah menerima sinyal buzzer akan berbunyi dan lampu led akan menyala selama pelanggaran dengan rentan jarak kurang dari 2 meter. Alarm pengingat akan mati secara otomatis jika jarak dari pengguna sudah lebih dari 2 meter, alarm yang berbunyi menandakan bahwa ada pengguna yang tidak menerapkan physical distancing dan melanggar batas jarak 2 meter dengan pengguna lain. Sistem ini akan menyimpan informasi terkait pelanggaran physical distancing pada database, data yang disimpan berupa nomor pelanggaran, pelanggar1, nama pelanggar2 serta waktu pelanggaran yang meliputi tahun, bulan, hari serta jam, menit dan detik. Data pelanggaran akan disimpan pada database untuk menjadi acuan agar dapat meminimalisir penyebaran virus corona.
Untuk dapat menyimpan data pelanggaran secara online ke database, diperlukan modul ESP8266 agar dapat terkoneksi dengan internet; Pengembangan alat pada penelitian ini menggunakan versi ESP-01 sebagai penerapan internet of things. Alat tidak mencatatkan data pelanggaran pengguna jika tidak terkoneksi dengan internet, maka dari itu alat diharuskan selalu tetap terjaga konektivitasnya, sehingga dapat mencatatkan data yang akurat dan realtime. Penelitian ini juga menggunakan real time clock (RTC) untuk pendeteksian waktu secara real time saat alat mendeteksi pelanggaran, RTC juga menjadi acuan agar data pelanggaran direset ulang. Perangkat juga dilengkapi dengan LCD (liquid crystal display) yang dapat menampilkan akumulasi jumlah pelanggaran physical distancing yang dilakukan setiap harinya.
3.2 Rancangan Penelitian
Dari permasalahan kepatuhan pembatasan jarak yang masih rendah dan sering dilanggar, maka diusulkan sebuah perangkat yang dapat berperan untuk mengatasi masalah tersebut. Alat yang dibangun adalah Perangkat pengawasan pembatasan jarak fisik berbasis internet of things dan frekuensi radio. Perangkat ini memiliki fungsi utama yaitu dapat berperan sebagai pengingat bagi pengguna untuk menjaga jarak dalam bersosial dan beraktifitas melalui bunyi buzzer yang diaktifkan pada perangkat ketika pengguna melakukan pelanggaran jarak fisik.
3.2.1 Rancangan Perangkat Keras
Rancangan perangkat keras yang dibutuhkan dalam pengembangan Perangkat pengawasan pembatasan jarak fisik berbasis internet of things dan frekuensi radio antara lain:
1. Kebutuhan Perangkat Keras
Pada penelititan ini perangkat keras yang dibutuhkan adalah berjumlah 12 buah komponen. Terdiri dari mikrokontroler Arduino uno, nRF24l01, ESP8266 WiFi, LCD(liquid crystal display), RTC module, push button, buzzer, kabel jumper dan laptop. Berikut penjelasan fungsi dari masing-masing perangkat yang dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3. 1 Kebutuhan Perangkat Keras
No Nama Alat Fungsi
1
Mikrokontroler Arduino
Sebagai alat yang berfungsi untuk menyimpan dan menjalankan program untuk dapat mengontrol perangkat melalui sensor-sensor yang digunakan. 2 nRF24l01 Sebagai sensor utama yang berfungsi untuk
memberi dan menerima sinyal radio melalui komunikasi antara receiver dan transceiver
dengan rentan jarak kurang dari 2 meter. 3
ESP8266
Alat yang berguna untuk menghubungkan perangkat ke internet yang bertujuan untuk mencatatkan data pelanggaran pengguna pada
database
4 LCD Perangkat yang berfungsi untuk menampilkan akumulasi jumlah pelanggaran physical distancing 5
RTC
Perangkat yang berperan sebagai pendeteksian waktu nyata, mencatatkan waktu pelanggaran
akumulasi pelanggaran physical distancing oleh pengguna.
6
Button
Alat yang berfungsi sebagai tombol untuk menampilkan akumulasi jumlah pelanggaran pada
LCD
7 Buzzer
Alat yang berfungsi untuk memberi alarm peringatan pada pengguna jika nRF24101 mendapati adanya pelanggaran batas jarak kuran
dari 2 meter 8 Holder dan
baterai 9 V
Baterai 9 V adalah alat pemberi daya pada Arduino. Holder adalah perangkat yang memudahkan keterhubungan ntara baterai 9 volt
dan Arduino uno.
9 Lampu LED Memberi peringatan berupa nyala lampu yang berkedip kedip bersamaan dengan bunyi buzzer
saat pengguna melakukan pelanggaran 10 Kabel Jumper Alat yang yang berperan sebagai pnghubung antar
dua komponen agar dapat terhubung dengan arduini uno.
11 Laptop Alat yang berperan untuk memprogram perangkat pembatas jarak fisik.
12 LED Komponen yang berguna untuk memberi tanda pelanggaran kepada pengguna melalui nyala LED
yang terus-menerus jika terdeteksi pelanggaran physical distancing.
Pada Tabel 3.1 menjelaskan komponen-komponen yang digunakan dalam menjalankan dan mengembangkan tujuan dari penelitian. Penelitian ini juga menggunakan alat pendukung seperti aluminium foil yang berguna untuk blocking gelombang radio yang dipancarkan oleh transceiver agar dapat mengurangi jarak gelombang pancar.
2. Arsitektur Sistem (Flowchart)
Gambar 3. 2 Flowchart Sistem
Arsitektur sistem menjelaskan terkait gambaran sistem yang akan dibangun oleh peneliti, serta menjelaskan fungsionalitasa alat menggunakan flowchart. Pada gambar 3.2 adalah flowchart sistem yang menjelaskan terkait alat yang akan
yang dipancarkan oleh nRF24L01 (transceiver) yang berjarak kurang dari 2 meter di sekitarnya, jarak deteksi radio dari nRF24L01 dapat dikurangi dengan menurunkan power (low power) dari transceiver [17]. Jika receiver mendapati ada radio gelombang yang dipancarkan oleh transceiver, maka sistem akan mendeteksi ID dari pemancar tersebut, jika ID dari pemancar tersebut sesuai dengan ID yang sudah diprogram pada sistem, maka alat akan menyalakan alarm pengingat pada user sebagai tanda bahwa user telah melakukan pelanggaran physical distancing. Sistem yang mendapat adanya pelanggaran physical distancing disekitar akan langsung mencatatkan data pelanggaran pada database. Pada gambar 3.2 juga menjelaskan terkait LCD (liquid crystal display), pada penelitian ini LCD berguna untuk menampilkan jumlah pelanggaran yang telah dilakukan pengguna setiap harinya.
3.2.2 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak (Software) yang dibutuhkan dalam mengembangkan Perangkat pengawasan pembatas jarak fisik menggunakan Internet of Things (IoT) dan radio frekuensi.
1. Kebutuhan Perangkat Lunak
Terdapat 3 kebutuhan perangkat lunak dalam mengembangkan penelitian ini, dapat dilihat pada tabel 3.2.
Tabel 3. 2 Kebutuhan Perangkat Lunak
No Nama Keterangan
1. Arduino IDE Software yang berfungsi untuk memprogram Arduino Uno dengan menggunakan bahasa pemerograman C
2. XAMPP Software yang berfungsi sebagai server yang berdiri sendiri (local host) yang digunakan untuk penyimpanan data pelanggaran pada database
No Nama Keterangan
3. Visual Code Software yang berperan sebagai code program untuk mengintegrasikan perangkat dengan database
Sistem yang dikembangkan adalah alat yang dapat mengingatkan pengguna untuk menjaga jarak sosial dalam beraktifitas dan berinteraksi, untuk mengembangkan alat tersebut dibutuhkan perangkat lunak seperti Arduino IDE yang berguna untuk memprogram alat yang akan dikembangkan. Sistem juga mendukung pencatatan data pelanggaran physical distancing secara online, yaitu mencatat setiap pelanggaran yang telah dilakukan pengguna pada database, untuk membangun sistem ini dibutuhkan perangkat lunak seperti visual code dan juga XAMPP.
3.2.3 Rancangan Basis Data
Perancangan database berupa pencatatan data pelanggaran physical distancing yang dilakukan pengguna. Format perancangan dapat dilihat pada gambar
Perancangan database yang dikembangkan adalah mencatatkan data pelanggaran pengguna berupa, nomor pelanggaran, waktu real time saat pengguna melakukan pelanggaran jarak fisik, pelanggar pertama dan pelanggar kedua.
3.3 Rancangan Pengujian
Rancangan pengujian yang dilakukan pada pengembangan sistem ini adalah menggunakan metode black box, yaitu metode pengujian yang digunakan untuk menguji sistem tanpa harus mengetahui struktur kode program secara rinci.
3.3.1 Rancangan Pengujian Perangkat Keras
Rancangan pengujian perangkat keras bertujuan untuk memperhitungkan dan menguji terkait fungsionalitas dari alat-alat yang digunakan dalam mengembangkan “Perangkat pengawasan pembatasan jarak fisik berbasis Internet of Things (IoT) dan frekuensi radio” serta menguji keakuratan sensor nRF24L01 dalam mendeteksi sinyal yang dipancarkan oleh objek.
No Kelas Uji Butir Uji Indikator Keberhasilan
1 Sensor nRF24l01
Mendeteksi batas jarak fisik melalui gelombang radio
transceiver pengujian pada
ruang terbuka
Alarm akan berbunyi jika Receiver menerima radio gelombang yang dipancarkan
transceiver kurang dari 2 meter.
Mendeteksi batas jarak fisik melalui gelombang radio
transceiver pengujian di dalam
ruangan
Alarm akan berbunyi jika Receiver menerima radio gelombang yang dipancarkan
transceiver kurang dari 2 meter.
Mendeteksi batas jarak fisik melalui gelombang radio transceiver jika 2
pengguna menghadap
belakang
Alat tidak akan mendeteksi pelanggaran dan alarm tidak
berbunyi selama batas jarak fisik tidak lebih dari 0,5 cm
Mendeteksi batas jarak fisik melalui gelombang radio dengan pengujian
dinding sebagai penghalang
Alat tidak mendeteksi radio gelombang yang dipancarkan
transceiver dan alarm tidak berbunyi
Pengujian respon dan kepekaan
dengan menggunakan 3
3 perangkat dapat merespon dan memberikan peringatan berupa bunyi buzzer jika perangkat-perangkat tersebut
No Kelas Uji Butir Uji Indikator Keberhasilan perangkat pada
ruang tertutup
sama dan melakuukan pelanggaran jarak fisik pada
ruang tertutup Pengujian respon dan kepekaan dengan menggunakan 3 perangkat pada ruang terbuka
3 perangkat dapat merespon dan memberikan peringatan berupa bunyi buzzer jika perangkat-perangkat tersebut
berada pada linkungan yang sama dan melakuukan pelanggaran jarak fisik pada
ruang terbuka 2 Alarm pengingat Alarm pengingat
pelanggaran physical distancing
Buzzer berbunyi dan led akan berkedip-kedip untuk memperingatkan user untuk tidak melanggar jarak sosial 3 Informasi Jumlah Pelanggaran Menampilkan Informasi akumulasi pelanggaran physical distancing
Data informasi akumulasi jumlah pelanggaran tampil
pada LCD dan akan reset setiap harinya
3.3.2 Perancangan Pengujian Database
Pengujian database bertujuan untuk memperhitungkan fungsionalitas terkait keakuratan dan kecepatan penyimpanan data.
Tabel 3. 4 Pengujian database
No Kelas Uji Butir uji Indikator Keberhasilan
1 Fungsionalitas database
Meyimpan data informasi user pada
database
Menyimpan informasi data user secara otomatis ke dalam database jika sistem
