PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA LOKAL ITS TAHUN 2020

i

PROPOSAL

PENELITIAN UNGGULAN ITS

DANA LOKAL ITS TAHUN 2020

JUDUL PENELITIAN

DIGITALISASI LABORATORIUM FISIKA DASAR ITS

BERBASIS IoT : Praktikum Bandul Fisis

Tim Peneliti:

Dr. Rachmad Setiawan, S.T., M.T. (Teknik Biomedik / FTEIC) Atar Fuady Babgei, S.T., MSc (Teknik Biomedik / FTEIC) Ahmad Zaini, S.T., M.T. (Teknik Komputer / FTEIC)

LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA 2020

2

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ... 2 DAFTAR GAMBAR ... 3 DAFTAR TABEL ... 4 BAB 1. RINGKASAN ... 5

BAB 2 LATAR BELAKANG ... 6

2.1 Manfaat Praktikum online ... 7

2.2 Rasionalitas ... 7

2.3 Tujuan ... 7

BAB 3 KAJIAN PUSTAKA ... 8

3.1 Internet of Things ... 8

3.2 Protokol MQTT ... 9

3.3 Modul Praktikum ... 10

3.3.1 Praktikum : Bandul fisis ... 10

BAB 4 METODE PENELITIAN ... 14

4.1. Digitalisasi perangkat praktikum ... 14

4.2. User Flow ... 17

4.3. Mockup web base aplikasi Telelab ... 18

4.4. Desain enclosure untuk modul IoT ... 20

BAB 5 JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA ... 22

5. 1. Jadwal ... 22

5.2 Anggaran Biaya ... 22

BAB 6 DAFTAR PUSTAKA ... 24

3

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3. 1 Arsitektur WSN dengan broker dan gateway. [1] ... 9

Gambar 3. 4 Torka Putih ... 11

Gambar 4. 1. Konsep (Diagram Blok) untuk pengembangan digitalisasi perangkat praktikum ... 14

Gambar 4. 2. Konsep (Wireframe) laman login praktikan ... 15

Gambar 4. 3 Konsep (Wireframe) antarmuka website praktikum hukum Kirchhoff. ... 16

Gambar 4. 4 Konsep (Wireframe) laman percobaan yang dilakukan secara interaktif oleh praktikan ... 17

Gambar 4. 5 User Flow pelaksanan praktikum ... 18

Gambar 4. 6 Tampilan depan modul telelab... 18

Gambar 4. 7 Desain Tutorial Praktikum ... 19

Gambar 4. 8 Desain monitoring pelaksanaan praktikum ... 19

Gambar 4. 9 Gambar enclosure tampak atas ... 20

Gambar 4. 10 Gambar enclosure tampak bawah ... 20

4

DAFTAR TABEL

Tabel 5. 1 Jadwal kerja penelitian ... 22 Tabel 5. 2 Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen ... 22 Tabel 5. 3. Pembuatan Web Apps ... 23

5

BAB 1. RINGKASAN

Kegiatan praktikum di Institut Teknologi Sepuluh Nopember menjadi salah satu aspek penting yang tidak dapat dipisahkan dalam kegiatan perkuliahan bidang sains seperti pada mata kuliah Fisika Dasar. Ada beberapa hal yang membuat kegiatan praktikum penting untuk dilakukan. Yang pertama praktikum dinilai mampu menambah antusiasme siswa/praktikan dalam mempelajari materi. Kemudian praktikum juga dapat mengasah keterampilan dan pengetahuan siswa/praktikan dalam melaksanakan eksperimen/percobaan. Lalu praktikum dapat menambah pemahaman siswa /praktikan dalam memahami materi.

Seiring dengan meningkatnya jumlah mahasiswa yang mengambil mata kuliah Fisika Dasar mengakibatkan fasilitas laboratorium yang ada pada saat ini sulit untuk menunjang kegiatan praktikum dengan optimal. Diperlukan suatu terobosan pada pelaksanaan kegiatan praktikum, sehingga dapat mengakomodir kebutuhan mahasiswa seiring dengan bertambahnya jumlah mahasiswa ITS.

Pada penelitian ini diusulkan digitalisasi kegiatan praktikum dengan memanfaatkan

emerging technology seperti Internet of Things dan Cloud Service guna meningkatkan kualitas pengelolaan layanan laboratorium Fisika Dasar. Pengembangan praktikum berbasis teknologi dilakukan dengan merevolusi konsep kegiatan pembelajaran praktikum yang semula paper-based menjadi online-based/online learning. Kemudian dilakukan pengembangan perangkat yang memungkinkan pengiriman hasil-hasil pengukuran dalam kegiatan praktikum yang terintegrasi dengan website yang dapat diakses oleh mahasiswa.

Diharapkan pada penelitian ini dihasilkan sistem pembelajaran praktikum berbasis teknologi yang interaktif guna mendukung pembelajaran materi kuliah Fisika Dasar.

Kata Kunci: Praktikum Fisika, Praktikum berbasis Teknologi, Internet of Things, Cloud Service, Web Application

6

BAB 2 LATAR BELAKANG

Fisika adalah salah satu cabang ilmu sains yang selama ini lebih sering hanya dipelajari di dalam kelas dengan proses pembelajaran searah yang dilakukan oleh guru. Fisika semestinya dipelajari dengan cara melakukan langsung atau lebih sering dikenal dengan istilah percobaan. Hal ini sesuai dengan pernyataan bahwa fisika adalah ilmu percobaan (Young and Freedman, 2002), artinya fisika juga bisa dipelajari dengan cara percobaan atau kegiatan praktikum.

Terdapat beberapa alasan mengapa kegiatan praktikum penting untuk dilakukan dalam pembelajaran sains, khususnya fisika. Setidaknya terdapat 4 alasan yang dikemukakan para pakar pendidikan IPA/sains mengenai pentingnya kegiatan praktikum. Pertama, praktikum mampu membangkitkan motivasi belajar IPA. Kedua, praktikum mengembangkan keterampilan dasar dalam melaksanakan eksperimen. Ketiga, praktikum menjadi wahana belajar pendekatan ilmiah (Reductionism, Repeatability, dan Refutation). Keempat, praktikum menunjang pemahaman materi mata kuliah (Woolnough and Allsop, 1985). Melalui praktikum, akan timbul rasa ingin tahu yang lebih sehingga motivasi belajar akan meningkat. Keterampilan dasar eksperimen juga akan terasah seperti : mengamati, mengukur, menggolongkan , mengajukan pertanyaan, menyusun hipotesis, merencanakan percobaan, mengidentifikasi variabel, menentukan langkah kerja, melakukan eksperimen, membuat dan menafsirkan informasi/grafik, menerapkan konsep, menyimpulkan dan mengkomunikasikan baik secara verbal dan non verbal

Seiring dengan beberapa penjelasan tentang pentingnya kegiatan praktikum tersebut, mahasiswa ITS diwajibkan mengambil praktikum Fisika Dasar. Praktikum Fisika Dasar terbagi menjadi Praktikum Fisika Dasar 1 dan 2. Praktikum Fisika Dasar 1 terdiri dari Kinematika, Dinamika Rotasi, Getaran dan Fluida, yang dibagi menjadi praktikum bandul matematis dan fisis, gerak peluru, Fletcher Trolley, momen nersia, bola jatuh bebas, dan bola jatuh tak beraturan sedangkan praktikum Fisika Dasar 2 terdiri dari panas yang ditimbulkan oleh Arus Listrik, Voltameter, Hukum Ohm, Hukum Kirchoff, Arus Bolak Balik, Plat Kapasitor, Induksi Elektromagnetik, Termokopel. Praktikum : Bandul Fisis bertujuan untuk menentukan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul fisis, peralatan yang digunakan adalah bandul fisis dan perlengkapannya, beban setangkup, Rollmeter dan Stopwatch

7 2.1 Manfaat Praktikum online

Pelaksanaan praktikum online ini diharapkan dapat memberikan manfaat-manfaat antara lain:

1. Dapat menambah pemahaman dan mempermudah mahasiswa dalam proses praktikum fisika dasar

2. Praktikum dapat dilakukan setiap saat sesuai dengan ketentuan yang berlaku

3. Dapat menambah pendapatan bagi ITS, dimana praktikum juga bisa dilakukan oleh mahasiswa non ITS sesuai dengan ketentuan yang berlaku

2.2 Rasionalitas

1. Pentingnya Laboratorium Fisika Dasar untuk menunjang kegiatan pembelajaran fisika sebagai upaya pembuktian teori-teori dasar fisika melalui kegiatan praktikum. 2. Peningkatan jumlah mahasiswa yang mengambil mata kuliah fisika dasar yang

mengakibatkan ketidakseimbangan jumlah rasio mahasiswa dengan fasilitas laboratorium fisika dasar.

3. Digitalisasi berbasis IoT pada laboratorium fisika dasar sangat diperlukan untuk mengakomodir kebutuhan praktikum mahasiswa yang terus berkembang seiring perkembangan jumlah mahasiswa.

4. Digitalisasi berbasis IoT pada laboratorium fisika dasar dapat meningkatkan pelayanan kepada mahasiswa ITS dan non ITS.

2.3 Tujuan

Di dalam penyusunan proposal digitalisasi Laboratorium Fisika Dasar berbasis IoT ini mempunyai tujuan untuk meningkatkan pengelolaan layanan laboratorium bagi peserta didik di ITS guna menunjang kelancaran pembelajaran fisika dasar berdasarkan kurikulum yang diterapkan agar sesuai dengan tujuan yang hendak dicapai oleh ITS yaitu membentuk sarjana yang dapat bekerja di bidang apapun yang berkaitan dengan teknologi terkini, dapat memenuhi kebutuhan masyarakat baik secara nasional maupun internasional, atau layanan pendidikan, juga dapat mengikuti perkembangan teknologi informasi, serta meningkatkan pengetahuan dan keterampilan lulusan melalui pembelajaran sepanjang hayat

8

BAB 3 KAJIAN PUSTAKA

3.1 Internet of Things

Bicara mengenai Internet of Thing yang biasa disebut dengan IoT tidak ada habisnya karena Internet of Things tidak mempunyai definisi tetap selalu ada saja bahasan entah itu berasal dari suatu keseharian kita hingga benda-benda yang dapt dijadikan perangkat untuk mempermudah aktivitas kita. Namun kita dapat menentukan apakah suatu perangkat merupakan bagian dari IoT atau tidak dengan pertanyaan berikut ini: Apakah produk suatu vendor dapat bekerja dengan produk dari vendor yang lain? Dapatkah suatu kunci pintu dari vendor A berkomunikasi dengan saklar lampu dari vendor B, dan bagaimana jika seorang pengguna ingin memasukkan termostatnya menjadi bagian dari komunikasi tersebut.

Jadi Internet of Thing (IoT) adalah sebuah konsep dimana suatu objek yang memiliki kemampuan untuk mentransfer data melalui jaringan tanpa memerlukan interaksi manusia ke manusia atau manusia ke komputer. IoT telah berkembang dari konvergensi teknologi nirkabel, micro-electromechanical systems (MEMS), dan Internet. ‘A Things’ pada Internet of Things dapat didefinisikan sebagai subjek misalkan orang dengan monitor implant jantung, hewan peternakan dengan transponder biochip, sebuah mobil yang telah dilengkapi built-in sensor untuk memperingatkan pengemudi ketika tekanan ban rendah. Sejauh ini, IoT paling erat hubungannya dengan komunikasi machine-to-machine (M2M) di bidang manufaktur dan listrik, perminyakan, dan gas. Produk dibangun dengan kemampuan komunikasi M2M yang sering disebut dengan sistem cerdas atau “smart”. Sebagai contoh yaitu smart kabel, smart meter, smart grid sensor.

Penelitian pada IoT masih dalam tahap perkembangan. Oleh karena itu, tidak ada definisi dari Internet of Things. Berikut adalah beberapa definisi alternatif dikemukakan untuk memahami Internet of Things (IoT), antara lain : menurut Ashton pada tahun 2009 definisi awal IoT adalah Internet of Things memiliki potensi untuk mengubah dunia seperti pernah dilakukan oleh Internet, bahkan mungkin lebih baik. Pernyataan tersebut diambil dari artikel sebagai berikut: “Hari ini komputer dan manusia, hampir sepenuhnya tergantung pada Internet untuk segala informasi yang semua terdiri dari sekitar 50 petabyte (satu petabyte adalah 1.024 terabyte) data yang tersedia pada Internet dan pertama kali digagas dan diciptakan oleh manusia. Dari mulai magnetik, menekan tombol rekam, mengambil gambar digital atau memindai kode bar.

9

Diagram konvensional dari Internet meninggalkan router menjadi bagian terpenting dari semuanya. Masalahnya adalah orang memiliki waktu, perhatian dan akurasi terbatas. Mereka semua berarti tidak sangat baik dalam menangkap berbagai data tentang hal di dunia nyata. Dari segi fisik dan begitu juga lingkungan kita. Gagasan dan informai begitu penting, tetapi banyak lagi hal yang pernting. Namun teknologi informasi saat ini sangat tergantung pada data yang berasal dari orang-orang sehingga komputer kita tahu lebih banyak tentang semua ide dari hal-hal tersebut”

Menurut Casagras (Coordinator and support action for global RFID-related activities and standardisation) mendefinisikan IoT sebagai sebuah infrastruktur jaringan global, yang menghubungkan benda-benda fisik dan virtual melalui eksploitasi data capture dan kemampuan komunikasi. Infrastruktur terdiri dari jaringan yang telah ada dan internet berikut pengembangan jaringannya. Semua ini akan menawarkan identifikasi obyek, sensor dan kemampuan koneksi sebagai dasar untuk pengembangan layanan dan aplikasi ko-operatif yang independen. Ia juga ditandai dengan tingkat otonom data capture yang tinggi, event transfer, konektivitas jaringan dan interoperabilitas

3.2 Protokol MQTT

Message Queuing Telemetry Transport atau dikenal dengan MQTT [1] adalah protokol konektivitas machine-to-machine (M2M) /IoT yang berbasis open source dengan standar terbuka (OASIS) yang dirancang untuk perangkat terbatas dan bandwidth rendah, dengan latency tinggi atau berjalan pada jaringan yang diandalkan. MQTT sering digunakan untuk perangkat yang terhubung aplikasi mobile di era M2M/IoT yang mana bandwidth dan daya baterai menjadi pertimbangan utama sehingga dirasa sangat ideal untuk perangkat.

10 Prinsip protokol MQTT yaitu publish subcribe. Komponen seperti sensor yang menghasilkan informasi tertentu akan menerbitkan informasi disebut dengan publisher. Klien yang menginginkan informasi tertentu akan mendaftarkan diri dari informasi tersebut, proses ini disebut subscribe dan klien tersebut adalah subscriber. Selain itu juga terdapat istilah broker yang bertugas menjamin subscriber mendapatkan informasi yang diinginkan dari publisher. Interaksi antara publisher, subscriber dan broker digambarkan seperti pada Gambar 3.1. Pada arsitektur WSN digambarkan dengan broker sebagai middleware seperti pada Gambar 3.1. Broker terletak pada jaringan tradisional seperti Internet/LAN/WAN. Dibutuhkan gateway untuk menyediakan akses dengan broker. Sedangkan keamanan pada MQTT bisa menggunakan proxy pada MQTT tersebut atau menggunakan HTTP proxy. Perbedaan yang terjadi yaitu pada MQTT proxy terdapat pendekatan latensi yang lebih rendah dan lebih jelas jika ukuran data meningkat.

Terdapat tiga definisi level Quality of Service (QoS) pada MQTT untuk menjamin pesan terkirim ke klien, meliputi :

 0 : broker/klien akan mengirim pesan sekali tanpa konfirmasi.

 1 : broker/klien akan mengirimkan pesan minimal sekali, diperlukan konfirmasi,  2 : broker/klien akan mengirimkan pesan tepat sekali dengan menggunakan four step

handshake.

Pesan dikirim melalui semua level QoS dan klien dapat subscribe level QoS manapun juga. Klien dapat memilih maksimum QoS yang akan diterima. Sebagai publisher dan subscriber yang berdasarkan protokol, mengijinkan banyak perangkat untuk berkomunikasi melalui jaringan wireless.

3.3 Modul Praktikum

3.3.1 Praktikum : Bandul fisis

Bandul fisis adalah bandul yang berosilasi secara bebas pada suatu sumbu tertentu dari suatu benda rigid (kaku) sembarang. Pada bandul fisis, bentuk , ukuran dan massa benda tidak bisa diabaikan. Jika sebuah benda digantungkan pada poros O, kemudian diberi simpangan Ө dan dilepaskan, maka benda itu akan berosilasi karena adanya torka pulih

11 Gambar 3. 2 Torka Putih

sebesar −𝑚𝑔ℎ𝑠𝑖𝑛𝜃 dengan mg adalah gaya berat, hsinθ adalah lengan, dan h itu sendiri merupakan jarak antara poros ke pusat massa PM,

jika redaman diabaikan maka persamaan gerak dalam sistem bandul fisis ini adalah:

  sin 2 2 mgh dt d I 

dengan I adalah suatu momen inersia benda rigid dihitung terhadap titik poros. Jika benda itu diberi simpangan kecil θ maka sin θ ≈ θ sehingga persamaan gerak berubah menjadi:

𝑑2𝜃 𝑑𝑡2 +

𝑚𝑔ℎ 𝐼 𝜃 = 0

Solusi dari persamaan ini adalah

𝑇 = 2𝜋√ 𝐼 𝑚𝑔ℎ

Dengan melakukan eksperimen bandul fisis ada tiga hal yang diperoleh yaitu: 1. Dapat menentukan momen inersia benda

2. Dapat mempelajari dalil sumbu sejajar untuk momen inersia 3. Dapat menentukan momen inersia di pusat massa

Menurut dalil sumbu sejajar:

𝐼 = 𝐼_𝑃𝑀+ 𝑚ℎ2 _{= 𝑚𝑘}2

dengan IPM adalah momen inersia terhadap pusat massa, IPM = 1/12 ml2 untuk batang

homogen dan k adalah jari jari girasi terhadap titik pusat massa. Eksperimen dibagi menjadi 2, cara menentukan momen inersia pusat massa yaitu bandul fisis tanpa beban dan dengan menggunakan beban.

h

h sin θ O

12 Bandul fisis tanpa beban

Dalam eksperimen ini batang berlubang diayunkan untuk berbagai posisi poros. Batang pada suatu poros jika diberi simpangan akan berisolasi dengan periode sebesar

𝑇 = 2𝜋√𝑘 2 _{+ ℎ}2

𝑔ℎ

Jika periode bandul fisis ekuivalen dengan periode bandul matematis 𝑇 = 2𝜋√_𝑔𝑙 maka panjang ekuivalen bandul fisis adalah 𝑙 =𝑘2+ℎ2

ℎ persamaan ini dapat diganti dengan

persamaan kuadrat:

ℎ2− ℎ𝑙 + 𝑘2 = 0

Solusi dari persamaan kuadrat ini memiliki dua nilai h yaitu h = h1 dan h = h2 yang

artinya periode osilasi untuk kedua nilai h bernilai sama. Dari persamaan kuadrat ditunjukkan bahwa h1 + h2 = l dan h1h2 = k2 jika titik O’ berjarak h2 = k2/h1 dari pusat massa

maka akan memiliki periode osilasi yang sama untuk titik poros O yang berjarak h1 sehingga

jarak OO’ merupakan panjang ekuivalen bandul matematis (l). momen inersia bandul dipusat massa dapat dicari IPM = mk2 dan percepatan gravitasi juga dapat dicari

𝑔 =4𝜋 2_𝑙 𝑇

Bandul fisis dengan beban

Pada dasarnya eksperimen bandul fisis dengan beban ini sama persis dengan eksperimen tanpa beban dengan periode osilasi

𝑇 = 2𝜋√ 𝐼 (𝑚 + 𝑀)𝑔ℎ

Hanya saja letak pusat massa berubah

𝑋_𝑃𝑀= 𝑚 × 1 2𝑙+ 𝑚𝑎 𝑚 + 𝑀

a adalah jarak ujung batang ke pusat massa beban tambahan dan M massa beban tambahan. Dengan mengukur periode pada kedua titik poros berbeda, dapat dicari percepatan gravitasi g yaitu:

𝑔 =4𝜋 2_(ℎ

12 − ℎ22) 𝑇₁2ℎ₁ − 𝑇₂2ℎ₂

13 Dengan T1 dan T2 adalah periode osilasi pada bandul fisis pada masing masing jarak h1 dan

h2 dari pusat massa

Tujuan Percobaan : Menentukan percepatan gravitasi bumi dengan menggunakan bandul fisis

Peralatan yang digunakan

1. Bandul fisis dan perlengkapannya 2. Beban setangkup

3. Rollmeter 4. Stopwatch

Percobaan ke-1 (Bandul Fisis Tanpa Beban)

Mengatur peralatan bandul fisis agar stabil atau kokoh, letak statif tidak dipindahkan agar tidak terjadi osilasi tambahan. Menimbang massa batang dan panjang jarak lubang dari salah satu ujung batang. Lubang terluar dipasangkan dari batang pada as poros. Poros dihubungkan dengan batang dengan memutar bautnya dan memasukan pen kelubang drat poros. Kemudian batang direntangkan dengan sudut simpangan tertentu dan batang dilepaskan agar berisolasi kemudian mencatat waktu untuk beberapa kali osilasi. Percobaan diulangi dengan lubang yang lainnya.

Percobaan ke-2 (Bandul Fisis Dengan Beban)

Menimbang massa dari batang dan massa tambahan. Beban tambahan dipasang di lubang terjauh, lalu menentukan titik pusat massa sistem. Lubang terluar dipasangkan dari batang pada as poros dan mengukur jarak as poros ke titik pusat massa. Kemudian batang direntangkan dengan sudut simpangan tertentu dan batang dilepaskan agar berisolasi lalu mencatat waktu untuk beberapa kali osilasi. Percobaan diulangi dengan lubang yang lainnya.

14

BAB 4 METODE PENELITIAN

4.1. Digitalisasi perangkat praktikum

Digitalisasi perangkat praktikum perlu dilakukan untuk mengembangkan kegiatan pembelajaran praktikum berbasis teknologi yang interaktif dengan tetap memperhatikan ranah perkembangan psikomotorik dan afektif praktikan.

Upaya yang pertama yakni menggantikan konsep kegiatan pembelajaran yang semula

paper-based menjadi online learning yang interaktif. Website praktikum dibangun dengan antarmuka yang memberikan pengalaman (experience) belajar kepada praktikan dengan efektif dan mudah dipahami.

Upaya selanjutnya yakni memodernisasi perangkat pengukuran praktikum ke perangkat pengukuran digital yang memungkinkan pengiriman hasil pengukuran langsung ke Cloud Computer. Hasil pengukuran ini nantinya akan terintegrasi dengan website praktikum, sehingga data pengukuran selama kegiatan praktikum dapat dievaluasi dengan lebih mudah dan efektif.

Ilustrasi konsep pengembangan digitalisasi perangkat praktikum diperlihatkan pada Gambar 4.1.

Gambar 4. 1. Konsep (Diagram Blok) untuk pengembangan digitalisasi perangkat praktikum

15 Adapun usulan digitalisasi beberapa komponen/instrument praktikum dalam upaya pengembangan praktikum online tertera pada Tabel 1 berikut:

Tabel 4.1. Usulan Digitalisasi Perangkat Praktikum Hukum Kirchhoff Komponen/Instrumen

Praktikum

Peralatan Existing Usulan Digitalisasi Perangkat

Instrumentasi Pengukuran Multimeter Digital Modul Instrumentasi Pengukuran berbasis IoT

Instruksi Praktikum Cetak (Paper Based) Website Interaktif Pengisian Lembar Data

Praktikum

Cetak (Paper Based) Website Interaktif

Pre-test dan Post Test Manual / Tatap Muka Online

Pengembangan digitalisasi perangkat praktikum memungkinkan praktikan mendapatkan pengalaman interakif praktikum hukum kirchhoff secara digital dengan konsep / skenario sebagai berikut:

1) Praktikan Login ke laman Praktikum Online ITS

Gambar 4. 2. Konsep (Wireframe) laman login praktikan

2) Praktikan mendaftar (enroll) pada laman Praktikum Kirchoff

3) Praktikan melakukan sinkronisasi perangkat IoT untuk pengukuran tegangan dan arus ke Website

4) Praktikan mendapat materi mengenai dasar konsep dan latar belakang praktikum. Materi disampaikan dalam bentuk video dan teks.

16 Gambar 4. 3 Konsep (Wireframe) antarmuka website praktikum hukum Kirchhoff.

5) Praktikan memulai percobaan sesuai dengan instruksi (contoh: menyusun rangkaian sesuai dengan instruksi)

6) Praktikan melakukan perhitungan secara manual sesuai dengan dasar teori 7) Praktikan melakukan pengukuran dengan memasangkan test probe pada

titik-titik cabang (node) yang diamati.

8) Hasil pengukuran akan tampil pada website, praktikan dapat menyimpan hasil pengukuran dengan klik tombol simpan

9) Praktikan melanjutkan ke percobaan berikutnya sesuai dengan instruksi yang berikutnya

10) Praktikum selesai apabila praktikan sudah menyelesaikan seluruh percobaan atau waktu yang disediakan telah habis

17 Gambar 4. 4 Konsep (Wireframe) laman percobaan yang dilakukan secara interaktif

oleh praktikan

4.2. User Flow

User flow adalah prosedure pelaksanaan praktikum secara online pada modul Telelab. Adapun desain user flow yang dibuat adalah sebagai berikut :

1. Mahasiswa yang sudah terdaftar sebagai peserta praktikum harus Log in terlebih dahulu baik melalui aplikasi web ataupun melalui aplikasi mobile.

2. Setelah berhasil log in, mahasiswa praktikan memilih modul praktikum yang akan dilaksanakan. Informasi antrian akan ditampilkan pada tiap modul bila modul yang diakses sedang digunakan oleh peserta lain.

3. Bila sudah bisa mengakses modul praktikum, peserta harus mempelajari terlebih dahulu konsep, object dan prosedure pelaksanaan praktikum pada aplikasi web/mobile.

4. Berikutnya adalah pelaksanaan praktikum dengan modul telelab. Mahasiswa praktikum menjalankan instruksi praktikum dengan melakukan perhitungan juga pembuktian hasil perhitungan pada modul telelab.

5. Hasil perhitungan dan konfigurasi data praktikum disubmit keserver untuk diproses oleh perangkat modul telelab. Selama proses mahasiswa dapat melihat secara streaming proses yang terjadi pada perangkat Telelab melalui kamera terpasang.

18 6. Data terkirim diteruskan ke perangkat telelab untuk diproses. Hasil proses data dikirimkan ulang oleh server ke front end modul telelab. Mahasiswa dapat secara langsung melihat hasil percobaan berikut nilai yang diperoleh.

7. Dosen/asisten pengampu dapat juga melihat hasil percobaan setiap peserta melalui aplikasi web.

Gambar 4. 5 User Flow pelaksanan praktikum

4.3. Mockup web base aplikasi Telelab

19 Pada Gambar 4.6. Peserta praktikum melakukan login setelah registrasi terlebih dahulu untuk bisa mengakses dan mengikuti serta melaksanakan praktikum

Gambar 4. 7 Desain Tutorial Praktikum

Gambar 4.7. Adalah desain tutorial prosedur dan pelaksanan praktikum yang berikutnya akan terhubung dengan modul telelab.

Gambar 4. 8 Desain monitoring pelaksanaan praktikum

20 4.4. Desain enclosure untuk modul IoT

Gambar 4. 9 Gambar enclosure tampak atas

21 Gambar 4. 11 Gambar enclosure tampak bagian dalam

22

BAB 5 JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA

Pada bab ini akan dijelaskan bagaimana penelitian ini diorganisasi. Bab ini akan membahas tentang jadwal dan rancangan anggaran biaya.

5. 1. Jadwal

Penelitian ini akan dilaksanakan selama 12 bulan dimulai pada bulan April 2020 dan berakhir pada Maret 2021. Jadwal kerja dari penelitian ini dijelaskan pada Tabel 5.1 Tabel 5. 1 Jadwal kerja penelitian

No Kegiatan BULAN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 Desain PCB 10 modul IoT --- ---- ---- ----

2 Modifikasi modul praktikum --- ---- ---- ---- ---- ---- ----

3 Perancangan software embedded modul IoT --- --- --- --- --- --- ---

4 Webserver, Web based

application --- --- --- --- --- --- --- 5 Perancangan mobile based

application --- --- --- --- --- --- --- 6 Pengujian ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- 5.2 Anggaran Biaya

Anggaran biaya dalam penelitian ini adalah Dana Lokal ITS tahun 2020. Adapun anggaran biaya secara detil ditunjukkan pada Tabel 5.2 dan Tabel 5.3.

Tabel 5. 2 Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen

NO Item Name Description QTY Unit Price/Unit

(Rp) Amount (Rp)

2 IoT Interface Module untuk praktikum bandul fisis

Modul terdiri dari:

 Industrial power supply

 Main microcontroller IoT

 Angular Sensor

 Counter Processor

 IP Camera Set

 Embedded software 1 Unit 60.250.000 60.250.000

Modifikasi modul bandul fisis 1 Unit 10.250.000 11.600.000

Desain enclosure 1 Unit 8.250.000 8.250.000

2 Desain Hub ethernet Desain Hub IP 1 Unit 5.400.000 5.400.000

23 Tabel 5. 3. Pembuatan Web Apps

NO Item Name Description QTY Unit Price/U

(Rp) Amount (Rp)

1 Webserver, Web based application dan mobile based application

Pembuatan web server dan

disain web apps yang

menghubungkan Modul IoT tiap praktikum agar bisa difungsikan secara online

1 unit 24.500.000 24.500.000

24

BAB 6 DAFTAR PUSTAKA

[1] Halliday, D. dan Resnick, R. 1985. Fisika Jilid 1 edisi ketiga (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

[2] Giancoli, D.C. 2009. Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics 4th edition, New Jersey : Pearson Education,Inc.

[3] Serway, R. “Physic for scientist & Engineerings With Modern Physic”, James Madison

University Harisson Burg, Viriginia, 1989.

[4] Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid I ” Erlangga (Terjemahan).

[5] Tipler, P. ”FisikaUntuk Sains dan Teknik Jilid I” Erlangga (Terjemahan).

[6] Dosen-dosen fisika FMIPA ITS. 2009. Fisika I Kinematika-Dinamika-Getaran-Panas. Surabaya : YANASIKA

[7] Giancoli, Douglas C. 2001. FISIKA Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Erlangga [8] Resnick, R. and Halliday, D. 1986. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga [9] Sarojo, Ganijaty Aby. 2002. Fisika Dasar Mekanika. Jakarta: Salemba Teknika [10] Sears dan Zemansky. 1982. FISIKA untuk Universitas 1 Mekanika.Panas.Bunyi.

Bandung : Binacipta

[11] http://www.mediabali.net/fisika_hypermedia/gerak_peluru.html

[12] Dosen - dosen Fisika, Fisika I, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 1998.

[13] Sears. Zemansky, Fisika Untuk Universitas 1, Yayasan Dana Buku Indonesia, Jakarta-New York, 1994.

[14] Dosen - dosen Fisika, Petunjuk Praktikum Fisika Dasar, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 1998.

[15] Bueche.F.1998.Principles of Physics.Singapore.mc.Graw hill [16] Celleto Vancent.P.1994.College Physics.USA.Van hertman press [17] Mansfield.1998.Understanding Physics.New York.Proxis pubhlishing [18] W.Welson.1990.Enginerig Physics.USA.Mc.Graw hill company.inc [19] Young D Hugh.2002.Fisika Universitas.Jakarta.Erlangga

25

BAB 7 LAMPIRAN

Biodata Tim Peneliti

1. Ketua

a. Nama Lengkap : Dr. Rachmad Setiawan, ST, MT b. Jenis Kelamin : Laki-laki

c. NIP : 19690529 1995 121 1001

d. Fungsional/Pangkat/Gol : Lektor / IIId

e. Jabatan Struktural : Dosen Teknik Biomedik

f. Bidang Keahlian : Embedded System, Microcontroller, IoT g. Fakultas/Departemen : Fakultas Teknologi Elektro dan Informatika

Cerdas/Teknik Biomedik

h. Alamat Rumah : Bumi Marina Emas Utara IV blok F70, Keputih, Sukolilo, Surabaya

i. Riwayat penelitian/pengabdian:

 Pengembangan Closed-loop FES System, dengan wearable sensor

 Diseminasi Hasil Riset Departemen Teknik Biomedik FTE-ITS kepada Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga

 Pengembangan Sistem Pengukuran Gerakan Manusia Berbasis Jaringan Sensor Untuk Tujuan Rehabilitasi

j. Publikasi:

 Programmable Amplitude of Portable Electrical Stimulator for Multichannel Functional Electrical Stimulator (FES) System, Journal of Theoretical and Applied Information Technology (JATIT), Vol.95. No 9, pp 1974-1982, 15th May 2017  Desain Sistem Pengukuran Lower Limb Joint Angles pada Kondisi

Dinamik untuk Sistem FES, JNTETI, Vol. 7, No. 1, pp 112-121, Februari 2018

26 2. Anggota 1

a. Nama Lengkap : Atar Fuady Babgei, S.T., M.Sc. b. Jenis Kelamin : Laki-laki

c. NIP : 19891111 201812 1001

d. Fungsional/Pangkat/Gol. : Asisten Ahli / Penata Muda Tk. 1 / III B

e. Jabatan Struktural : Dosen TKK Departemen Teknik Biomedik - ITS f. Bidang Keahlian : Autonomous Systems, Embedded Systems

g. Departemen/Fakultas : Teknik Biomedik / Fakultas Teknologi Elektro dan Informatika Cerdas

h. Alamat Rumah dan No Telp : Jl. Juwingan no. 15, Kertajaya, Gubeng, Surabaya / 087855883350

i. Riwayat Penelitian :

 (Penelitian Dana Departemen 2019) wearaBLE: Open Source Hardware Platform untuk Pengembangan Wearable Wireless Body Area Network berbasis Bluetooth Low Energy

 (Master Thesis) Development of Next Generation MAVIS Sensorcraft: A Lightweight, Low-cost, and Disposable Unmanned Aircraft System for Atmospheric Measurements.

j. Publikasi :

 Babgei, A.F. . "Rancang bangun Maximum Power Point Tracker (MPPT) pada panel surya dengan menggunakan metode Fuzzy." Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya (2012).

3. Anggota 2

a. Nama Lengkap : Ahmad Zaini, S.T, M.T b. Jenis Kelamin : Laki-Laki

c. NIP : 197504192002121003

d. Fungsional/Pangkat/Gol : Lektor/IIIC e. Jabatan Struktural :

f. Bidang Keahlian : Digital Design

g. Fakultas/Departemen : Departemen Teknik Komputer

27 i. Riwayat penelitian/pengabdian:

 Vehicle Tracking and Security System Using GPS, GSM, Microcontroller and PC Via SMS, 2005

 Early warning for home security base on GSM technology, 2005  Superhanuman Robot Project for Kontes Robot Indonesia (KRI),2004  Bharabudhara Robot Project for Kontes Robot Indonesia (KRI), 2005  Superclamp Robot Project for Kontes Robot Indonesia (KRI),2006

 P 1 Y U firefighter Robot Project for Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI), 2006  Al Fajry firefighter Robot Project for Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI), 2008  Ahmad Zaini, Wirawan, Totok Mujiono, an FPGA Implementation of Perfect

Reconstruction Filter Bank for Multirate Structure with Direct Form FIR Filter, SNATI UII Yogyakarta,2009

 Ahmad Zaini, Wirawan, Totok Mujiono, an FPGA Implementation of Perfect Reconstruction Filter Bank for Multirate Structure with DALUT FIR Filter, SITIA Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2009.