Post on 04-Nov-2021
RANCANG BANGUN PLATFORM DEVICE
UNTUK IOT MONITORING BERBASIS WIRELESS
SENSOR NETWORK (WSN) MENGGUNAKAN
LORA SX1278
LAPORAN SKRIPSI
KUKUH RAHMADI 4616030027
PROGRAM STUDI TEKNIK MULTIMEDIA DAN JARINGAN
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA DAN KOMPUTER
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2020
RANCANG BANGUN PLATFORM DEVICE
UNTUK IOT MONITORING BERBASIS WIRELESS
SENSOR NETWORK (WSN) MENGGUNAKAN
LORA SX1278
LAPORAN SKRIPSI
Dibuat untuk Melengkapi Syarat-Syarat yang Diperlukan untuk
Memperoleh Diploma Empat Politeknik
KUKUH RAHMADI
4616030027
PROGRAM STUDI TEKNIK MULTIMEDIA DAN JARINGAN
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA DAN KOMPUTER
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2020
ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi/Tesis/Disertasi ini adalah hasil karya saya sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk
telah saya nyatakan dengan benar
iii
LEMBAR PENGESAHAN
Skripsi diajukan oleh :
Nama : Kukuh Rahmadi
NIM : 4616030027
Program Studi : Teknik Multimedia dan Jaringan
Judul Skripsi : Rancang Bangun Platform Device untuk IoT Monitoring Berbasis
Wireless Sensor Network (WSN) menggunakan LoRa Sx1278
Telah diuji oleh tim penguji dalam Sidang Skripsi pada hari Rabu, Tanggal 15,
Bulan Juli, Tahun 2020 dan dinyatakan LULUS.
iv
KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
dan rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berisi tentang “Rancang
Bangun Platform Device untuk IoT Monitoring berbasis Wireless Sensor Network
(WSN) menggunakan LoRa SX1278”. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam
rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Diploma Empat
Politeknik. Penulis menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai
pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi, sangatlah sulit bagi
penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
a. Mauldy Laya, S.Kom., M.Kom., selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika dan
Komputer Politeknik Negeri Jakarta;
b. Defiana Arnaldy, S.Tp., M.Si., selaku Kepala Program Studi Teknik
Multimedia dan Jaringan Jurusan Teknik Informatika dan Komputer Politeknik
Negeri Jakarta;
c. Maria Agustin, S.Kom., M.Kom, selaku dosen pembimbing yang telah
menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan penulis dalam
penyusunan laporan skripsi ini;
d. Pihak Synapsis.id yang telah memberikan izin tempat kepada penulis untuk
melaksanakan skripsi;
e. Rekan Synapsis.id yang telah memberikan semangat dan ilmu pengetahuan
dalam menyelesaikan skripsi ini;
f. Mas Qolis, Dimas, Iril, dan Zaka yang telah membantu proses pengujian alat;
g. Orang tua dan keluarga penulis yang telah memberikan bantuan dukungan
moral dan material;
h. Teman-teman TMJ 2016 yang telah yang telah memberikan dukungan
semangat dalam menyelesaikan skripsi ini;
Depok, 29 Juli 2020
Penulis
v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
Sebagai sivitas akademik Politeknik Negeri Jakarta, saya yang bertanda tangan di
bawah ini:
Nama : Kukuh Rahmadi
NIM : 4616030027
Program Studi : Teknik Multimedia dan Jaringan
Jurusan : Teknik Komputer dan Informatika
Jenis karya : Skripsi/Tesis/Disertasi/ Karya Ilmiah Lainnya*: ...................
demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Politeknik Negeri Jakarta Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive
Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :
Rancang Bangun Platform Device untuk IoT monitoring berbasis Wireless Sensor
Network (WSN) menggunakan LoRa Sx1278
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti
Noneksklusif ini Politeknik Negeri Jakarta berhak menyimpan,
mengalihmedia/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database),
merawat, dan memublikasikan skripsi saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
*Karya Ilmiah: karya akhir, makalah non seminar, laporan kerja praktek, laporan
magang, karya profesi dan karya spesialis
vi Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
RANCANG BANGUN PLATFORM DEVICE UNTUK IOT MONITORING
BERBASIS WIRELESS SENSOR NETWORK (WSN) MENGGUNAKAN
LORA SX1278
Abstrak
Perangkat Internet of Things (IoT) saat ini mulai banyak digunakan. Salah satunya
yaitu IoT Monitoring. Komunikasi untuk perangkat IoT monitoring banyak
menggunakan komunikasi jarak jauh dengan GSM. Tetapi untuk komunikasi jarak
jauh menggunakan GSM membutuhkan area yang sudah ter-cover oleh sinyal
GSM, kuota internet, dan juga daya yang cukup besar. Pada penelitian ini dibuat
Platform Device yang digunakan sebagai platform pengiriman data sensor pada IoT
monitoring berbasis Wireless Sensor Network (WSN) menggunakan teknologi
LoRa. Platform Device terdiri atas 2 device yaitu device gateway dan device node.
Platform Device dapat digunakan pada skema jaringan topologi star dan tree.
Pengujian yang dilakukan pada Platform Device yaitu pengujian fungsional dan
pengujian kinerja. Dilakukan pengujian fungsionalitas agar sistem dapat berjalan
sesuai dengan kebutuhan. Pengujian kinerja dilakukan untuk mengetahui pengaruh
jarak terhadap kinerja sistem. Hasil pengujian fungsional menunjukkan bahwa
Platform Device dapat melakukan transmisi data menggunakan topologi star
maupun tree. Sedangkan kinerja Platform Device dapat mencapai jarak 1000 m atau
1 km antar device-nya dengan waktu ±100 ms, RSSI -109,1 dB, dan tingkat loss
data sebesar 10%.
Kata kunci : Internet of Things (IoT), LoRa, Monitoring, Platform, Wireless
Sensor Network (WSN)
vii Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR ISI
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ...........................................ii
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................iii
KATA PENGANTAR ......................................................................................iv
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI......................v
Abstrak ...............................................................................................................vi
DAFTAR ISI .....................................................................................................vii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................xi
DAFTAR TABEL .............................................................................................xviii
DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................xix
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................1
1.1. Latar Belakang ............................................................................................1
1.2. Perumusan Masalah ....................................................................................2
1.3. Batasan Masalah ..........................................................................................2
1.4. Tujuan dan Manfaat ....................................................................................3
1.5. Metode Pelaksanaan Skripsi .......................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .....................................................................5
2.1 Penelitian Sejenis .........................................................................................5
2.2 Platform ........................................................................................................9
2.3 Internet of Things .........................................................................................9
2.4 Wireless Sensor Network (WSN) .................................................................9
2.5 Topologi Jaringan .........................................................................................10
2.6 Topologi Star ...............................................................................................10
2.7 Topologi Tree ...............................................................................................11
2.8 Low Power Wide Area (LPWA) ..................................................................11
2.9 Long Range ..................................................................................................12
2.10 Arduino ......................................................................................................13
2.11 Arduino Mega 2560 Pro .............................................................................13
2.12 ESP32 .........................................................................................................14
2.13 LoRa Sx1278 .............................................................................................15
2.14 GSM/GPRS Module (SIM800L v2) ..........................................................15
viii Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
2.15 Sensor DHT11 ...........................................................................................16
2.16 Sensor MQ-2 ..............................................................................................16
2.17 Modul RTC DS3231 ..................................................................................17
2.18 Arduino IDE ...............................................................................................17
2.19 Cloud Database .........................................................................................18
2.20 JSON .........................................................................................................18
2.21 Flowchart ...................................................................................................18
2.22 Received Signal Strength Indicator (RSSI) ...............................................19
BAB III PERENCANAAN DAN REALISASI ...............................................20
3.1 Perancangan Alat .........................................................................................20
3.1.1 Deskripsi Alat ...........................................................................................20
3.1.2 Cara Kerja Alat .........................................................................................21
3.1.3 Blok Diagram Alat ....................................................................................26
3.1.4 Rancangan Jaringan Wireless Sensor Network (WSN) ............................27
3.1.5 Skema Penomoran UID ............................................................................28
3.1.6 Rancangan Format Data ...........................................................................29
3.2 Realisasi Alat ...............................................................................................30
3.2.1 Rangkaian Alat .........................................................................................30
3.2.2 Pemrograman Alat ....................................................................................34
3.2.2.1 Pemrograman Device Gateway ..............................................................34
3.2.2.1.1 Instalasi Library ..................................................................................34
3.2.2.1.2 Inisiasi Library ....................................................................................36
3.2.2.1.3 Inisiasi Pin dan Variabel .....................................................................36
3.2.2.1.4 Konfigurasi Internet ............................................................................37
3.2.2.1.5 Konfigurasi API Server .......................................................................38
3.2.2.1.6 Konfigurasi Setup ................................................................................38
3.2.2.1.7 Pemrograman Pengiriman LoRa Packet ..............................................40
3.2.2.1.8 Pemrograman Penerimaan LoRa Packet ............................................40
3.2.2.1.9 Pemrograman Filter Packet .................................................................41
3.2.2.1.10 Pemrograman Indikator LED ...........................................................41
3.2.2.1.11 Pemrograman Push Button Reset ......................................................42
3.2.2.2 Pemrograman Device Node ....................................................................43
ix Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
3.2.2.2.1 Instalasi Library ..................................................................................43
3.2.2.2.2 Inisiasi Library ....................................................................................44
3.2.2.2.3 Inisiasi Pin dan Variabel .....................................................................45
3.2.2.2.4 Konfigurasi Setup ................................................................................46
3.2.2.2.5 Pemrograman Pembacaan Data Sensor ..............................................47
3.2.2.2.6 Pemrograman Pengiriman LoRa Packet .............................................49
3.2.2.2.7 Pemrograman Penerimaan LoRa Packet ............................................49
3.2.2.2.8 Pemrograman Filter Packet .................................................................49
3.2.2.2.9 Pemrograman Indikator LED ..............................................................50
3.2.2.2.10 Pemrograman Push Button Reset .....................................................52
3.2.3 Perakitan Alat ...........................................................................................52
BAB IV PEMBAHASAN .................................................................................57
4.1 Pengujian ......................................................................................................57
4.2 Deskripsi Pengujian .....................................................................................57
4.2.1 Deskripsi Pengujian Fungsional ...............................................................57
4.2.2 Deskripsi Pengujian Kinerja .....................................................................58
4.3 Prosedur Pengujian ......................................................................................58
4.3.1 Prosedur Pengujian Fungsional ................................................................58
4.3.2 Prosedur Pengujian Kinerja ......................................................................63
4.4 Data Hasil Pengujian ....................................................................................63
4.4.1 Data Hasil Pengujian Fungsional ..............................................................63
4.4.1.1 Data Hasil Pengujian Request UID ........................................................63
4.4.1.2 Data Hasil Pengujian Pengiriman Data pada Skema Topologi Star ......75
4.4.1.3 Data Hasil Pengujian Pengiriman Data pada Skema Topologi Tree .....77
4.4.1.4 Data Hasil Pengujian Reset UID pada Device Node ..............................79
4.4.1.5 Data Hasil Pengujian Reset UID pada Device Gateway ........................88
4.4.2 Data Hasil Pengujian Kinerja ...................................................................94
4.4.2.1 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 10 M ..............................................94
4.4.2.2 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 25 M ..............................................95
4.4.2.3 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 50 M ..............................................96
4.4.2.4 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 100 M ............................................97
4.4.2.5 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 250 M ............................................98
x Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
4.4.2.6 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 500 M ............................................99
4.4.2.7 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 1000 M ..........................................100
4.5 Analisis Data / Evaluasi ...............................................................................101
4.5.1 Analisis Data Pengujian Fungsional .........................................................101
4.5.1.1 Analisis Data Pengujian Request UID ...................................................102
4.5.1.2 Analisis Data Pengujian Pengiriman Data pada Skema Topologi Star ..103
4.5.1.3 Analisis Data Pengujian Pengiriman Data pada Skema Topologi Tree 103
4.5.1.4 Analisis Data Pengujian Reset UID pada Device Node .........................104
4.5.1.5 Analisis Data Pengujian Reset UID pada Device Gateway ...................105
4.5.2 Analisis Data Pengujian Kinerja ...............................................................106
BAB V PENUTUP ............................................................................................109
5.1 Kesimpulan ..................................................................................................109
5.2 Saran .............................................................................................................110
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................111
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS .......................................................114
xi Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Metode Prototype ...........................................................................3
Gambar 2.1 Arsitektur Internet of Things ..........................................................9
Gambar 2.2 Skenario Wireless Sensor Network (WSN) ....................................10
Gambar 2.3 Topologi Star .................................................................................10
Gambar 2.4 Topologi Tree .................................................................................11
Gambar 2.5 Arsitektur LoRa ..............................................................................12
Gambar 2.6 Arduino ...........................................................................................13
Gambar 2.7 Arduino Mega 2560 Pro .................................................................14
Gambar 2.8 ESP32 .............................................................................................14
Gambar 2.9 LoRa Sx1278 ..................................................................................15
Gambar 2.10 SIM800L v2 .................................................................................16
Gambar 2.11 Sensor DHT11 ..............................................................................16
Gambar 2.12 Sensor MQ-2 ................................................................................17
Gambar 2.13 Modul RTC DS3231 ....................................................................17
Gambar 2.14 Simbol Flowchart ..........................................................................19
Gambar 3.1 Flowchart Sistem Platform Device ................................................21
Gambar 3.2 Flowchart Platform Device bagian Device Node ...........................22
Gambar 3.3 Flowchart Platform Device bagian Device Gateway .....................24
Gambar 3.4 Blok Diagram Device Gateway ......................................................26
Gambar 3.5 Blok Diagram Device Node ............................................................26
Gambar 3.6 Skema Topologi Star pada Jaringan Platform Device ..................27
Gambar 3.7 Skema Topologi Tree pada Jaringan Platform Device ...................28
Gambar 3.8 Skema Penomoran UID pada Platform Device ..............................29
Gambar 3.9 Format Data ....................................................................................30
Gambar 3.10 Rangkaian Elektronik Device Gateway ........................................31
Gambar 3.11 Rangkaian Elektronik Device Node .............................................32
Gambar 3.12 Instalasi Library LoRa pada Device Gateway ..............................35
Gambar 3.13 Instalasi Library RTCLib pada Device Gateway .........................35
Gambar 3.14 Instalasi Library ArduinoJson pada Device Gateway ..................35
Gambar 3.15 Instalasi Library Wifi pada Device Gateway ...............................35
xii Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.16 Instalasi Library HTTPClient pada Device Gateway ...................36
Gambar 3.17 Inisiasi Library pada Device Gateway .........................................36
Gambar 3.18 Inisiasi Pin pada Device Gateway ................................................37
Gambar 3.19 Inisiasi Variabel pada Device Gateway ........................................37
Gambar 3.20 Konfigurasi Internet menggunakan WiFi .....................................37
Gambar 3.21 Konfigurasi Internet menggunakan GSM ....................................37
Gambar 3.22 Konfigurasi API Server ................................................................38
Gambar 3.23 Konfigurasi Setup pada Device Gateway .....................................38
Gambar 3.24 Inisialisasi Internet pada Device Gateway ...................................39
Gambar 3.25 Inisialisasi Internet menggunakan Wifi ........................................39
Gambar 3.26 Inisialisasi Internet menggunakan GSM ......................................40
Gambar 3.27 Fungsi Pengiriman LoRa Packet pada Device Gateway ..............40
Gambar 3.28 Pemrograman Penerimaan LoRa Packet pada Device Gateway ..40
Gambar 3.39 Pemrograman Filter LoRa Packet pada Device Gateway ............41
Gambar 3.30 Pemrograman Indikator LED Putih pada Device Gateway ..........41
Gambar 3.31 Pemrograman Indikator LED Biru pada Device Gateway ...........41
Gambar 3.32 Pemrograman Indikator LED Hijau pada Device Gateway .........42
Gambar 3.33 Pemrograman Push Button Reset pada Device Gateway .............42
Gambar 3.34 Instalasi Library LoRa pada Device Node ...................................43
Gambar 3.35 Instalasi Library DHT pada Device Node ....................................44
Gambar 3.36 Instalasi Library DS3231 pada Device Node ...............................44
Gambar 3.37 Instalasi Library ArduinoJson pada Device Node ........................44
Gambar 3.38 Inisiasi Library pada Device Node ...............................................45
Gambar 3.39 Inisiasi Pin pada Device Node ......................................................45
Gambar 3.40 Inisiasi Pin pada Library pada Device Node ................................45
Gambar 3.41 Inisiasi Variabel pada Device Node .............................................46
Gambar 3.42 Konfigurasi Setup pada Device Node ...........................................46
Gambar 3.43 Pengecekan UID pada EEPROM Mikrokontroler .......................47
Gambar 3.44 Pemrograman Pembacaan Data Sensor ........................................48
Gambar 3.45 Fungsi Pembacaan Data Sensor ...................................................48
Gambar 3.46 Fungsi Pengiriman LoRa Packet pada Device Node ....................49
Gambar 3.47 Pemrograman Penerimaan LoRa Packet pada Device Node ........49
xiii Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.48 Pemrograman Filter LoRa Packet 1 pada Device Node ...............49
Gambar 3.49 Pemrograman Filter LoRa Packet 2 pada Device Node ...............50
Gambar 3.50 Pemrograman Indikator LED Putih pada Device Node ...............50
Gambar 3.51 Pemrograman Indikator LED Biru pada Device Node .................51
Gambar 3.52 Pemrograman Indikator LED Hijau pada Device Node ...............51
Gambar 3.53 Pemrograman Push Button Reset pada Device Node ...................52
Gambar 3.54 PCB Device Gateway ...................................................................52
Gambar 3.55 PCB Device Node .........................................................................53
Gambar 3.56 Proses Penyiapan Casing Platform Device ..................................53
Gambar 3.57 Soldering Komponen Platform Device pada PCB .......................54
Gambar 3.58 Hasil Soldering Komponen PCB Device Gateway ......................54
Gambar 3.59 Hasil Soldering Komponen PCB Device Gateway ......................54
Gambar 3.60 Penempatan PCB Device Node pada Casing ...............................55
Gambar 3.61 Penempatan PCB Device Gateway pada Casing ..........................55
Gambar 3.62 Testing Device Gateway ...............................................................55
Gambar 3.63 Testing Device Node ....................................................................56
Gambar 3.64 Hasil Perakitan Device Node ........................................................56
Gambar 3.65 Hasil Perakitan Device Gateway ..................................................56
Gambar 4.1 Lokasi Pengujian Kinerja ...............................................................63
Gambar 4.2 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian .................................64
Gambar 4.3 Device Node Melakukan Request UID ...........................................64
Gambar 4.4 Device Gateway A00 Menerima Request UID ..............................65
Gambar 4.5 Device Node Menerima Paket Data UID Generate .......................65
Gambar 4.6 Device Node Memilih UID ............................................................65
Gambar 4.7 Device Gateway A00 Mendaftarkan UID A40 pada Cloud
Database ............................................................................................................66
Gambar 4.8 Hasil Pendaftaran UID A40 pada Interface Web ...........................66
Gambar 4.9 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian .................................67
Gambar 4.10 Device Node Melakukan Request UID .........................................67
Gambar 4.11 Device Node A10 Repeater Paket Data UID Request ..................67
Gambar 4.12 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Request dari
Device Node .......................................................................................................68
xiv Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.13 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Request dari
Device Node A10 ...............................................................................................68
Gambar 4.14 Device Node A10 Repeater Paket Data UID Generate ................68
Gambar 4.15 Device Node Menerima Paket Data UID Generate .....................69
Gambar 4.16 Device Node Memilih UID ..........................................................70
Gambar 4.17 Device Gateway A00 Mendaftarkan UID AY0 pada Cloud
Database .............................................................................................................70
Gambar 4.18 Hasil Pendaftaran UID AY0 pada Interface Web ........................70
Gambar 4.19 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian ...............................71
Gambar 4.20 Device Node A Melakukan Request UID .....................................71
Gambar 4.21 Device Node B Melakukan Request UID .....................................72
Gambar 4.22 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Request dari
Device Node A dan Device Node B ...................................................................72
Gambar 4.23 Device Node A Menerima Paket Data UID Generate ..................73
Gambar 4.24 Device Node B Menerima Paket Data UID Generate ..................73
Gambar 4.25 Device Node A Memilih UID .......................................................73
Gambar 4.26 Device Node B Memilih UID ........................................................73
Gambar 4.27 Device Gateway A00 Mendaftarkan UID AS0 dan AD0 pada
Cloud Database ..................................................................................................74
Gambar 4.28 Hasil Pendaftaran UID AS0 dan AD0 pada Interface Web .........74
Gambar 4.29 Pengiriman Data Sensor pada Device Node A10 .........................75
Gambar 4.30 Pengiriman Data Sensor pada Device Node A20 .........................75
Gambar 4.31 Device Gateway A00 Menerima Data Sensor dari Device
Node A10 ...........................................................................................................75
Gambar 4.32 Device Gateway A00 Menerima Data Sensor dari Device
Node A20 ...........................................................................................................75
Gambar 4.33 Hasil Pengiriman Data Sensor Device Node A10 dan A20
pada Interface Web .............................................................................................76
Gambar 4.34 Hasil Reply Device Gateway A00 terhadap Pengiriman Data
Sensor Device Node A10 ...................................................................................76
Gambar 4.35 Hasil Reply Device Gateway A00 terhadap Pengiriman Data
Sensor Device Node A20 ...................................................................................76
xv Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.36 Pengiriman Data Sensor pada Device Node A11 .........................77
Gambar 4.37 Device Node A10 Repeater Pengiriman Data Sensor ke
Device Gateway A00 ..........................................................................................77
Gambar 4.38 Device Gateway A00 Menerima Data Sensor dari Device
Node A10 ...........................................................................................................77
Gambar 4.39 Hasil Pengiriman Data Sensor Device Node A11 pada Interface
Web ....................................................................................................................78
Gambar 4.40 Device Node A10 Repeater Hasil Reply Pengiriman Data
Sensor ke Device Node A10 ...............................................................................78
Gambar 4.41 Hasil Reply Device Gateway A00 terhadap Pengiriman Data
Sensor Device Node A10 ...................................................................................79
Gambar 4.42 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID
Device Node Kondisi 1 .......................................................................................79
Gambar 4.43 Device Node A10 Melakukan Reset UID .....................................80
Gambar 4.44 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Reset dari
Device Node A10 ...............................................................................................80
Gambar 4.45 Hasil Update Reset UID A10 pada Interface Web ......................80
Gambar 4.46 Device Node A10 Melakukan Request UID .................................81
Gambar 4.47 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID
Device Node Kondisi 2 .......................................................................................81
Gambar 4.48 Device Node A10 Melakukan Reset UID .....................................81
Gambar 4.49 Device Node A11 Menerima Paket Data UID Reset dari
Device Node A10 ...............................................................................................82
Gambar 4.50 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Reset dari
Device Node A10 ...............................................................................................82
Gambar 4.51 Hasil Update Reset UID A10 dan A11 pada Interface Web ........83
Gambar 4.52 Device Node A10 Melakukan Request UID .................................83
Gambar 4.53 Device Node A11 Melakukan Request UID .................................83
Gambar 4.54 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID
Device Node Kondisi 3 .......................................................................................83
Gambar 4.55 Device Node A11 Melakukan Reset UID .....................................84
Gambar 4.56 Device Node A10 Repeater Paket Data UID Reset dari Device
xvi Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Node A11 ...........................................................................................................84
Gambar 4.57 Device Gateway A00 Menerima Repeater Paket Data UID Reset
dari Device Node A10 ........................................................................................85
Gambar 4.58 Hasil Update Reset UID A11 pada Interface Web ......................85
Gambar 4.59 Device Node A11 Melakukan Request UID .................................85
Gambar 4.60 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID Device
Node Kondisi 4 ...................................................................................................86
Gambar 4.61 Device Node A10 Melakukan Reset UID .....................................86
Gambar 4.62 Device Node A20 Melakukan Reset UID .....................................86
Gambar 4.63 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Reset dari
Device Node A10 ...............................................................................................87
Gambar 4.64 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Reset dari
Device Node A20 ...............................................................................................87
Gambar 4.65 Hasil Update Reset UID A10 dan A20 pada Interface Web ........87
Gambar 4.66 Device Node A10 Melakukan Request UID .................................88
Gambar 4.67 Device Node A20 Melakukan Request UID .................................88
Gambar 4.68 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID
Device Gateway Kondisi 1 .................................................................................88
Gambar 4.69 Device Gateway A00 Melakukan Reset UID ...............................89
Gambar 4.70 Hasil Update Reset UID Device Gateway pada Interface Web . ..89
Gambar 4.71 Device Node A10 Menerima Paket Data UID Reset dari
Device Gateway A00 ..........................................................................................90
Gambar 4.72 Device Node A20 Menerima Paket Data UID Reset dari
Device Gateway A00 ..........................................................................................90
Gambar 4.73 Device Node A10 Melakukan Request UID .................................91
Gambar 4.74 Device Node A20 Melakukan Request UID .................................91
Gambar 4.75 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID
Device Gateway Kondisi 2 .................................................................................91
Gambar 4.76 Device Gateway A00 Melakukan Reset UID ...............................92
Gambar 4.77 Hasil Update Reset UID Device Gateway pada Interface Web ....92
Gambar 4.78 Device Node A10 Repeater Paket Data UID Reset dari
Device Gateway A00 ..........................................................................................93
xvii Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.79 Device Node A10 Menerima Paket Data UID Reset dari
Device Gateway A00 ..........................................................................................93
Gambar 4.80 Device Node A11 Menerima Paket Data UID Reset dari
Device Gateway A00 ..........................................................................................93
Gambar 4.81 Device Node A10 Melakukan Request UID .................................94
Gambar 4.82 Device Node A11 Melakukan Request UID .................................94
Gambar 4.83 Lokasi Pengujian Kinerja 10 Meter .............................................94
Gambar 4.84 Lokasi Pengujian Kinerja 25 Meter .............................................95
Gambar 4.85 Lokasi Pengujian Kinerja 50 Meter .............................................96
Gambar 4.86 Lokasi Pengujian Kinerja 100 Meter ...........................................97
Gambar 4.87 Lokasi Pengujian Kinerja 250 Meter ...........................................98
Gambar 4.88 Lokasi Pengujian Kinerja 500 Meter ...........................................99
Gambar 4.89 Lokasi Pengujian Kinerja 1000 Meter .........................................100
Gambar 4.90 Grafik Jarak terhadap Waktu pada Pengujian Kinerja Platform
Device .................................................................................................................106
Gambar 4.91 Grafik Jarak terhadap Sinyal pada Pengujian Kinerja Platform
Device .................................................................................................................107
Gambar 4.92 Grafik Jarak terhadap Loss Data pada Pengujian Kinerja
Platform Device .................................................................................................108
xviii Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Penelitian Sejenis ...............................................................................5
Tabel 3.1 Format Message .................................................................................29
Tabel 4.1 Pengujian Request UID dengan Kondisi 1 .........................................59
Tabel 4.2 Pengujian Request UID dengan Kondisi 2 .........................................59
Tabel 4.3 Pengujian Request UID dengan Kondisi 3 .........................................59
Tabel 4.4 Pengujian Pengiriman Data pada Skema Topologi Star ....................60
Tabel 4.5 Pengujian Pengiriman Data Sensor pada Skema Topologi Tree .......60
Tabel 4.6 Pengujian Reset UID pada Device Node dengan Kondisi 1 ...............61
Tabel 4.7 Pengujian Reset UID pada Device Node dengan Kondisi 2 ...............61
Tabel 4.8 Pengujian Reset UID pada Device Node dengan Kondisi 3 ...............61
Tabel 4.9 Pengujian Reset UID pada Device Node dengan Kondisi 4 ...............62
Tabel 4.10 Pengujian Reset UID pada Device Gateway dengan Kondisi 1 .......62
Tabel 4.11 Pengujian Reset UID pada Device Gateway dengan Kondisi 2 .......62
Tabel 4.12 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 10 Meter ..................................95
Tabel 4.13 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 25 Meter ..................................96
Tabel 4.14 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 50 Meter ..................................97
Tabel 4.15 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 100 Meter ................................98
Tabel 4.16 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 250 Meter ................................99
Tabel 4.17 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 500 Meter ................................100
Tabel 4.18 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 1000 Meter ..............................101
Tabel 4.19 Hasil Pengujian Fungsional Platform Device ..................................101
Tabel 4.20 Hasil Pengujian Fungsional Request UID Platform Device ............102
Tabel 4.21 Hasil Pengujian Fungsional Reset UID pada Device Node
Platform Device .................................................................................................104
Tabel 4.22 Hasil Pengujian Fungsional Reset UID pada Device Gateway
Platform Device .................................................................................................105
Tabel 4.23 Hasil Pengujian Kinerja Platform Device ........................................106
xix Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR LAMPIRAN
L-1 Dokumentasi Pengerjaan Alat .....................................................................115
L-2 Source Code Device Gateway .....................................................................116
L-3 Source Code Device Node ...........................................................................123
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Internet of Things (IoT) merupakan sebuah paradigma di mana internet dapat
digunakan hingga ke dunia nyata untuk mencapai obyek yang digunakan sehari-
hari. Setiap benda/obyek yang tersambung ke dunia maya dan dapat dikendalikan
dari jarak jauh menggunakan koneksi internet dapat disebut perangkat IoT
(Luqman, Septama, Clara, WLW, & Hamidan, 2018).
Pada tahun 2020, diprediksi akan terdapat 20-30 Miliar perangkat IoT yang
terpasang dan terhubung ke Internet (Aji, 2017). Perangkat IoT dapat berupa Smart
Home, Smart Office, Smart Monitoring, dll. Semua perangkat tersebut
menggunakan sensor dalam melakukan pengendalian atau pemantauan. Perangkat
IoT membutuhkan teknologi komunikasi yang dapat mendukung operasionalnya
untuk terhubung ke internet. Teknologi komunikasi yang biasa digunakan
perangkat IoT terbagi menjadi 2 bagian berdasarkan jarak/benda alat yang
berkomunikasi, yaitu teknologi jarak pendek dan jarak jauh. Contoh teknologi
komunikasi jarak pendek, yaitu WiFi dan Bluetooth. Teknologi ini bisa
diimplementasikan pada barang-barang yang memiliki jarak yang rendah sekitar 10
hingga 100 meter (Luqman, Septama, Clara, WLW, & Hamidan, 2018). Sedangkan
contoh untuk teknologi jarak jauh yaitu GSM. Tetapi untuk menggunakan teknologi
GSM, membutuhkan area yang sudah ter-cover oleh sinyal GSM, kuota internet,
dan juga daya yang cukup besar. Sehingga untuk digunakan pada perangkat IoT
khususnya untuk monitoring, yang mengharuskan banyak perangkat tersebar di
area luas menjadi kurang efektif (Barry & Meijers, 2018).
Oleh karena itu, perangkat IoT monitoring membutuhkan Platform Device yang
dapat digunakan pada area yang luas. Platform Device menggunakan teknologi
yang bernama Long Range atau LoRa dalam melakukan komunikasi antar
perangkatnya. LoRa merupakan salah satu teknologi nirkabel yang menerapkan
LPWA (Low Power Wide Area). LoRa menggunakan frekuensi radio dalam
melakukan transmisi datanya. LoRa memiliki karakteristik dapat melakukan
2
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
transmit bi-directional untuk jarak jauh yang dapat menjangkau banyak area,
seperti urban, suburban, maupun rural. Selain itu, LoRa juga memiliki konsumsi
daya yang rendah dan keamanan pada data yang dikirim yaitu menggunakan
AES128 (Barry & Meijers, 2018).
Berdasarkan uraian permasalahan di atas maka perlu dibuat sebuah RANCANG
BANGUN PLATFORM DEVICE UNTUK IOT MONITORING BERBASIS
WIRELESS SENSOR NETWORK (WSN) MENGGUNAKAN LORA SX1278
yang dapat menyediakan protokol komunikasi pengiriman data terhadap sensor-
sensor yang ada pada perangkat IoT Monitoring agar dapat terhubung dengan cloud
database atau internet pada area-area yang belum terjangkau oleh sinyal. Data-data
hasil monitoring sensor tersebut dapat di monitor melalui interface web.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka perumusan masalah
yang menjadi dasar pemikiran dalam perancangan Platform Device untuk IoT
Monitoring Berbasis Wireless Sensor Network (WSN) Menggunakan Lora Sx1278,
antara lain:
1. Bagaimana cara membuat alat Platform Device?
1.3 Batasan Masalah
Agar pokok pembahasan dapat terarah dan terfokus, terdapat beberapa pembatasan
masalah, di antaranya:
1. Platform Device terdiri dari 1 gateway dan 2 nodes.
2. Jaringan Wireless Sensor Network (WSN) terdiri atas 3 layer.
3. Jenis topologi yang digunakan pada jaringan WSN yaitu star dan tree.
4. Device gateway menggunakan mikrokontroler ESP32.
5. Device nodes menggunakan mikrokontroler Arduino Mega 2560 Pro.
6. Tipe modul LoRa yang digunakan yaitu Sx1278.
7. Komponen sensor yang digunakan sebagai sample data yaitu Sensor DHT11
dan Sensor MQ-2.
8. Interface yang digunakan untuk monitoring data-data sensor yaitu web.
3
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
1.4 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melakukan rancang bangun Platform Device
untuk IoT Monitoring berbasis Wireless Sensor Network (WSN) menggunakan
Lora Sx1278.
Manfaat dari penelitian ini, yaitu:
1. Memudahkan dalam melakukan monitoring pada area/daerah yang luas dan
belum terjangkau sinyal GSM.
2. Dapat mengetahui data sensor seperti, suhu dan kelembapan udara di suatu
daerah.
3. Mengetahui coverage area LoRa sebagai data sender.
4. Mengurangi biaya operasional dalam melakukan monitoring.
1.5 Metode Pelaksanaan Skripsi
Metode pelaksanaan skripsi yang digunakan pada penelitian ini adalah metode
prototype. Metode protoype menggunakan sebuah siklus dalam menghasilkan suatu
produk. Produk yang dihasilkan dari metode prototype akan diuji, jika terdapat
kekurangan maka akan dilakukan siklus prototype kembali untuk memperbaiki
produk sebelumnya (Somya, 2018).
Gambar 1.1 Metode Prototype
Adapun fase-fase dalam prototyping adalah sebagai berikut.
1. Communication
Pada tahap ini dilakukan analisa kebutuhan komponen hardware yang
dibutuhkan untuk melakukan rancang bangun alat Platform Device. Analisis
4
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
ini dapat diperoleh dari pengumpulan data, baik bersumber dari literatur jurnal
penelitian maupun artikel.
2. Quick Plan and Modelling Quick Design
Pada tahap ini dilakukan planning dan design terhadap rancangan alat Platform
Device secara garis besar. Perancangan / design alat ini meliputi bagaimana
program akan berjalan, meliputi rancangan elektronika dari komponen
hardware yang akan digunakan pada Platform Device, dan blok diagram dari
alat Platform Device.
3. Construction of Prototype
Pada tahap ini dilakukan konstruksi atau pembuatan dari Platform Device.
Platform Device dibuat berdasarkan planning dan design yang sudah dilakukan
di tahap sebelumnya. Adapun yang konstruksi atau pembuatan dari Platform
Device yang dilakukan yaitu merakit komponen hardware dan melakukan
programming.
4. Deployment Delivery & Feedback
Pada tahap ini dilakukan analisa dan pengambilan kesimpulan. Analisis
diperoleh dari data-data hasil pengujian kemudian dinilai untuk diambil
kesimpulan, apakah algoritma dan metode yang digunakan pada Platform
Device sudah berjalan dengan baik atau sebaliknya, dan faktor-faktor apa saja
yang mempengaruhi performa dari Platform Device. (Somya, 2018).
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian Sejenis
Terdapat beberapa penelitian sejenis mengenai teknologi LoRa yang telah
dilakukan sebelumnya. Berikut merupakan beberapa penelitian sejenis,
diantaranya:
Tabel 2.1 Penelitian Sejenis
No Nama
Peneliti
Judul
Penelitian Hasil Penelitian Perbedaan
1 2 3 4 5
1 Alfian Rizky
Susanto,
Adhitya
Bhawiyuga,
dan Kasyful
Amron (2019)
Implementasi
Sistem
Gateway
Discovery pada
Wireless
Sensor
Network
(WSN)
Berbasis Modul
Komunikasi
LoRa.
Menerapkan sistem
gateway discovery
pada Wireless Sensor
Network pada modul
komunikasi LoRa
HopeRF-RFM9x.
Pengujian dilakukan
dengan pengiriman
data sensor DHT11
sebagai sample data
dari node ke gateway
dengan jarak 100 –
1000 m untuk
mengukur
association time,
broadcast loss, dan
unicast loss pada
pengiriman data
sensor. (Susanto,
Bhawiyuga, &
Amron, 2019).
Penelitian ini
merancang
platform
berbasis WSN
untuk perangkat
IoT Monitoring
dalam
melakukan
pengiriman data.
6
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
1 2 3 4 5
2 Mao Li, Cong
Lin, Jia Ren,
dan Feng
Jiang (2019)
A Wireless
Ecological
Aquaculture
Water Quality
Monitoring
System Based
on LoRa
Technology
Sebuah rancangan
sistem monitoring
kualitas air secara
wireless dengan
menggunakan sensor
PH. Sistem terdiri
dari node dan
gateway. Sistem
tersebut dihubungkan
menggunakan
LoRaWAN dengan
tipe modul Sx1278
(Li, Lin, Ren, & Jiang
, 2019).
Penelitian ini
tidak berfokus
pada salah satu
study cases
monitoring.
3 S. Pradeep
dan J.
Thiyagarajan
(2019)
Real Time Bus
Arrival
Monitoring
System for
Central Bus
Station using
Lora
Rancang bangun
sistem monitoring
waktu kedatangan
bus pada terminal bus
pusat menggunakan
LoRa Sx1276 dengan
tujuan memberi
kepastian waktu
kedatangan bus di
pedesaan yang masih
tidak pasti. Sistem
dibuat menggunakan
RN2903A yang di
dalamnya terdiri atas
SX1276 RF Module
dan PIC18lf46k22
Mikrokontroller
Sistem yang
dibuat pada
penelitian ini
menggunakan
metode repeater
di dalam
jaringannya.
7
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
1 2 3 4 5
serta tambahan
modul GPS pada
device yang
terpasang di setiap
bus. Sedangkan pada
device penerima
informasi GPS dari
setiap bus
dihubungkan ke
monitoring
computer. Pada
sistem ini belum
terdapat metode
repeater pada setiap
node-nya (Pradeep &
Thiyagarajan, 2019).
4 Ekkarat
Boonchieng,
Anukit
Saokaew, dan
Oran
Chieochan
(2019)
The Prototype
of the
Integration
between Low
Cost Single
Private LoRa
Gateway and
Public AIS NB-
IOT
Melakukan integrasi
antara low cost single
private LoRa
gateway dengan
public AIS NB-IOT.
Pada sisi node terdiri
atas modul LoRa
Sx1276,
mikrokontroler
WeMos D1 Mini, dan
Modul GPS NEO-
6M. Modul GPS
sebagai informasi
yang akan dikirimkan
ke gateway.
Penelitian ini
menggunakan
koneksi dari
modul GSM
atau WiFi untuk
menghubungkan
data dari
jaringan private
LoRa ke public
atau internet.
8
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
1 2 3 4 5
Sedangkan pada
gateway terdiri atas
mikrokontroler
Arduino Uno, Modul
LoRa Sx1276, dan
modul AIS NB-IOT
(Quectel BC95).
Modul AIS NB-IOT
akan digunakan
sebagai media
penghubung dengan
server agar data bisa
diakses oleh public
(Boonchieng, Anukit
, & Chieochan,
2019).
5 Devi Nur
Tsyani, Asih
Kurniasari,
dan Chairul
Hudaya
(2018)
Battery
Monitoring
System with
LoRa
Technology
Mengembangkan
prototype sistem
monitoring
penggunaan baterai
menggunakan LoRa
Sx1278 dengan
mikrokontroler
Arduino Pro Mini
Atmega328p untuk
menguji reliability
dari LoRa sebagai
data sender (Tsyani,
Kurniasari , &
Hudaya, 2018).
Penelitian ini
menggunakan
Arduino Mega
2560 Pro
sebagai
mikrokontroler
pada device
node dan ESP32
sebagai
mikrokontroler
pada device
gateway.
9
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
2.2 Platform
Platform merupakan pondasi dasar yang dibangun untuk melakukan
pengembangan dan dukungan terhadap perangkat keras (hardware) atau perangkat
lunak (software). Secara singkat, Platform juga dapat dikatakan segala sesuatu yang
dibuat di atas fondasi dan beroperasi bersama dalam kerangka yang sama. Setiap
platform akan memiliki seperangkat aturan, standar, dan batasan yang menentukan
perangkat keras (hardware) / perangkat lunak (software) apa yang dapat dibangun
dan bagaimana masing-masing platform harus bekerja (Goodner, 2019).
2.3 Internet of Things
Internet of Things (IoT) memiliki konsep sebagai sebuah kemampuan untuk
menghubungkan objek-objek cerdas dan memungkinkannya untuk berinteraksi
dengan objek lain, lingkungan maupun dengan peralatan komputasi cerdas lainnya
melalui jaringan internet. IoT dalam berbagai bentuknya telah mulai diaplikasikan
pada banyak aspek kehidupan manusia (Rahman, Aribawa, & Jatmika, 2019).
Gambar 2.1 Arsitektur Internet of Things
(Sumber : https://mobnasesemka.com/, 2016)
2.4 Wireless Sensor Network (WSN)
Wireless Sensor Network merupakan sebuah jaringan nirkabel atau wireless yang
terdiri atas sekumpulan sensor node yang tersebar ataupun diletakkan pada sebuah
area target. Tujuan dari WSN yaitu mengumpulkan informasi mengenai area yang
sulit dijangkau oleh manusia (Elfirman & Alkaff, 2018). Jika wireless sensor
network ini dihubungkan ke gateway yang dapat mengakses internet maka wireless
sensor network ini dapat diakses dan berkolaborasi dengan sistem lain, seperti yang
terlihat pada Gambar 2.2 (Imanningtyas, Akbar, & Syauqy, 2017).
10
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 2.2 Skenario Wireless Sensor Network (WSN)
(Sumber : Imanningtyas, Akbar, & Syauqy, 2017)
2.5 Topologi Jaringan
Topologi jaringan adalah layout dari sebuah jaringan yang menggambarkan
bagaimana node yang berbeda dalam sebuah jaringan itu terhubung satu sama lain
dan bagaimana node tersebut bekomunikasi. Topologi dapat mendefinisikan aspek
fisik (tata letak fisik perangkat di jaringan) atau logis (cara sinyal bekerja di media
jaringan, atau cara data melewati jaringan dari satu perangkat ke perangkat lain)
(Beal, 2019). Berikut adalah macam-macam topologi jaringan:
1. Topologi Bus
2. Topologi Star
3. Topologi Ring
4. Topologi Tree
5. Topologi Mesh
2.6 Topologi Star
Topologi Star adalah salah satu bentuk topologi jaringan yang memiliki layout di
mana semua node yang berada di dalam jaringan terhubung ke satu node pusat.
Semua komunikasi node dari dalam atau dari luar jaringan akan melalui node pusat
(Beal, 2019).
Gambar 2.3 Topologi Star
(Sumber : Beal, webopedia.com, 2019)
11
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
2.7 Topologi Tree
Topologi Tree merupakan topologi yang paling umum digunakan saat ini. Topologi
ini meniru topologi Star yang diperluas dan mewarisi sifat topologi bus. Topologi
tree memiliki 3 lapisan di dalamnya. Lapisan paling bawah merupakan lapisan end-
user. Lapisan tengah merupakan lapisan yang menghubungkan lapisan paling
bawah dan lapisan paling atas, biasanya disebut sebagai repeater atau lapisan
distribusi. Lapisan paling atas dikenal sebagai lapisan inti dan merupakan titik pusat
jaringan (Beal, 2019).
Gambar 2.4 Topologi Tree
(Sumber : Beal, webopedia.com, 2019)
2.8 Low Power Wide Area (LPWA)
LPWA merupakan singkatan dari Low-Power Wide-Area. LPWA tidak merujuk
pada satu teknologi tertentu, melainkan berfungsi sebagai istilah umum untuk
jaringan yang dirancang untuk berkomunikasi secara nirkabel dengan daya lebih
rendah daripada jaringan lain seperti seluler, satelit, atau WiFi. Selain itu, LPWAN
berkomunikasi dengan jarak yang lebih besar daripada jaringan berdaya rendah
lainnya yang menggunakan Bluetooth atau NFC. LPWA juga disebut sebagai
LPWAN, di mana N adalah singkatan dari network. LPWA mirip dengan istilah
LAN atau WAN karena tidak memiliki definisi resmi dan spesifik (Paessler, 2018).
LPWA Biasanya, berkomunikasi jarak jauh dengan daya rendah sehingga
memungkinkan hanya sejumlah kecil data yang dapat dikirimkan pada satu
waktu. LPWA memiliki bandwidth yang sangat terbatas sehingga jaringan LPWA
tidak cocok untuk sebagian besar data seperti suara, video, audio, atau bahkan pesan
12
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
teks. Dengan demikian, jaringan LPWA digunakan hampir secara eksklusif oleh
perangkat di Internet of Things (IoT), dan komunikasi M2M (Machine-to-Machine)
(Paessler, 2018). Berikut adalah beberapa teknologi yang menerapkan LPWA:
1. LoRa
2. Sigfox
3. RPMA
4. NB-IoT
2.9 Long Range (LoRa)
LoRa atau Long Range merupakan salah satu teknologi Low Power Wide Area
(LPWA) Networks. LoRa diperkenalkan oleh perusahaan yang bernama Semtech.
LoRa menggunakan teknologi nirkabel yang berupa frekuensi radio dalam
melakukapn transmisi datanya. LoRa memiliki karakteristik dapat melakukan
transmit bi-directional untuk jarak yang jauh, konsumsi daya yang rendah, dan
keamanan pada data yang dikirim yaitu menggunakan AES128. LoRa
membutuhkan konsumsi daya hanya sebesar 0,025 Watt, sehingga dapat membuat
baterai bertahan hingga 5 - 10 tahun. Jangkauan yang dapat dijangkau oleh LoRa
yaitu sekitar 2-5 km di daerah perkotaan dan 10-15 km di daerah pedesaan. LoRa
juga memiliki fungsi geolocation untuk mendeteksi keberadaan lokasi secara gratis.
Frekuensi yang digunakan oleh LoRa berkisar dari 430 hingga 925 MHz tergantung
negara. (Raj, 2019)
p
Gambar 2.5 Arsitektur LoRa
(Sumber : Semtech, 2018)
13
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
2.10 Arduino
Arduino adalah papan elektronika/hardware yang di dalamnya terdapat chip
mikrokontroler AVR tertentu yang bisa diprogram dengan mudah dengan aplikasi
yang di-instal pada PC/komputer (Arduino IDE) dan hasil programnya dikirim/di
download melalui port USB, USB yang dihubungkan dengan komputer bisa
sebagai catu daya sementara saat program di download dari PC tanpa harus pakai
catu daya dari luar. Arduino juga bersifat open source wiring sehingga setiap orang
bisa memproduksi sendiri papan PCB Arduino, serta banyak contoh program atau
library yang disediakan. Hal itulah yang membuat Arduino sangat populer untuk
para profesional bidang elektronika dan mikrokontroler baik di Indonesia ataupun
di dunia (Musbikhin, 2019).
Gambar 2.6 Arduino
(Sumber : Musbikhin, http://musbikhin.com, 2019)
2.11 Arduino Mega 2560 Pro
Papan Mega Pro Embed CH340G / ATmega2560 didasarkan pada mikrokontroler
ATmega2560 dan adaptor USB-UART CH340, serta kompatibel dengan Arduino
Mega 2560. Arduino Mega 2560 Pro memiliki ukuran mini 38X55 mm dan
merupakan solusi yang sangat baik untuk mengembangkan proyek berdasarkan
ATmega2560. Arduino Mega 2560 Pro memiliki 70 pin digital input/output, di
mana 14 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 16 pin sebagai input analog,
dan 4 pin sebagai UART (Port Serial Hardware), 16 MHz kristal osilator, dan
memiliki koneksi micro USB yang memungkinkan untuk menghubungkan
mikrokontroler ke komputer melalui adaptor USB-UART CH340 (Instalasi driver
mungkin diperlukan). Papan dapat dinyalakan langsung melalui konektor micro
USB, atau melalui kontak yang sesuai di papan (Vin). Regulator tegangan yang
14
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
digunakan beroperasi dalam kisaran 6 hingga 9V DC. Arus output maksimum pada
5V adalah sekitar 800mA, sedangkan pada 3.3V adalah sekitar 800mA. Regulator
tegangan memungkinkan untuk menggunakan hingga 18V sebagai nilai input,
namun tidak menyarankan melebihi nilai yang sudah disarankan, karena dapat
menyebabkan panas yang berlebihan dan merusak perangkat (Makerlab, 2019).
Gambar 2.7 Arduino Mega 2560 Pro
(Sumber : www.makerlab-electronics.com, 2019)
2.12 ESP32
ESP32 adalah sebuah board penerus dari module ESP8266 yang cukup populer
untuk Aplikasi IoT. ESP32 memiliki modul WiFi dan Bluetooth di dalamnya.
ESP32 bekerja dengan konsumsi daya sangat rendah melalui fitur hemat daya
termasuk fine resolution clock gating, multiple power modes, and dynamic power
scaling. ESP32 memiliki pin ADCs (Analog-to-Digital Converter), DACs (Digital-
to-Analog Converter), I²C (Inter-Integrated Circuit), UART (Universal
Asynchronous Receiver/Transmitter), CAN 2.0 (Controller Area Network), SPI
(Serial Peripheral Interface), I²S (Integrated Inter-IC Sound), RMII (Reduced
Media-Independent Interface), dan PWM (Pulse Width Modulation) (Prasetyo,
2019).
Gambar 2.8 ESP32
(Sumber: Prasetyo, 2019)
15
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
2.13 LoRa Sx1278
LoRa Sx1278 merupakan salah satu tipe modul LoRa yang memiliki jangkauan
yang luas dan konsumsi power yang rendah. Modul ini bekerja pada tegangan 3.3V
dan menggunakan komunikasi SPI. Konsumsi power yang digunakan modul ini
pada saat mode Rx yaitu 10mA, sedangkan pada saat mode Tx yaitu 120mA. Lora
Sx1278 bekerja pada frekuensi 137 MHz – 525 MHz. LoRa Sx1278 memiliki
spesifikasi 127 dB dynamic range RSSI, Packet Error Rate (PER) 1%, Spreading
Factor (SF) 6 - 12, dan Bandwidth 125 kHz. LoRa Sx1278 dapat diaplikasikan pada
Automated Meter Reading, Home and Building Automation, Wireless Alarm and
Security Systems, Industrial Monitoring and Control, dan Long range Irrigation
Systems (Semtech, Semtech SX1278, 2018).
Gambar 2.9 LoRa Sx1278
(Sumber : Semtech, 2018)
2.14 GSM/GPRS Module (SIM800L v2)
Module GSM SIM800L v2 merupakan modul penerus serta pengembangan dari
module versi sebelumnya yaitu Module SIM800L mini untuk kemudahan catu
dayanya. Untuk SIM800L v2 ini memiliki persamaan dengan module sebelumnya
yaitu pada penggunaan chip SIMCOM, sedangkan yang membedakan yaitu pada
PIN interface dan BreakBoard -nya. Fitur unggulan untuk module GSM versi kedua
ini yaitu penggunaan power supply yang menggunakan 5V DC. Sehingga tidak
memerlukan rangkaian step down seperti halnya pada versi pertama dengan power
supply 3.7 – 4.2V DC dan sering terjadi kesalahan akibat perubahan power supply
tersebut. Module v2 ini cocok dijadikan sebagai modul SMS gateway atau Smart
control dengan SMS dikarenakan beberapa pin IO yang telah dihilangkan seperti
pin MIC, pin SPK, dan pin DTR (Nyebarilmu, 2018).
16
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 2.10 SIM800L v2
(Sumber : www.nyebarilmu.com, 2018)
2.15 Sensor DHT11
Sensor DHT11 adalah module sensor yang berfungsi untuk men-sensing objek suhu
dan kelembaban udara yang memiliki output tegangan digital yang dapat diolah
lebih lanjut menggunakan mikrokontroler. Sensor ini bekerja pada tegangan 3-5 V
dan memiliki arus 2.5 mA ketika melakukan pengukuran. Range temperature yang
dapat diukur oleh DHT11 yaitu 0-50oC. Sedangkan range humidity yang dapat
diukur oleh DHT11 yaitu 20-80%. Sensor ini memiliki 4 kaki pin (Dejan, DHT11
& DHT22 Sensor Temperature and Humidity Tutorial, 2016).
Gambar 2.11 Sensor DHT11
(Sumber : www.howtomechatronics.com, 2016)
2.16 Sensor MQ-2
Sensor MQ-2 merupakan sensor yang biasa digunakan untuk mendeteksi asap dan
kebocoran gas. Sensor MQ-2 dapat mendeteksi beberapa konsentrasi, yaitu LPG,
Propana, Hidrogen, Karbon Monoksida, Metana, dan Alkohol, serta gas mudah
terbakar lainnya. Sensor membaca konsentrasi gas dan asap sebagai tegangan
Analog. Sensor ini juga dapat diatur sensitifitasnya menggunakan trimpot yang ada
pada sensornya. Konsentrasi gas yang dapat diukur oleh sensor ini yaitu mulai dari
300 hingga 10.000 ppm (Amsar, Khairuman, & Marlina, 2020).
17
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 2.12 Sensor MQ-2
(Sumber : mikroavr.com, 2018)
2.17 Modul RTC DS3231
Modul RTC DS3231 adalah modul yang dapat digunakan untuk melakukan
konfigurasi waktu yang terdiri dari informasi jam, menit, dan detik, serta informasi
hari, bulan, dan tahun. Modul ini dilengkapi dengan baterai CR2032 yang memiliki
input 3V dan dapat memberi daya pada modul dan mempertahankan informasi
selama lebih dari setahun. Modul ini dapat bekerja pada 3.3 atau 5V yang membuat
cocok untuk banyak platform pengembangan atau mikrokontroler. Protokol
komunikasi yang digunakan pada modul yaitu I2C (Dejan, 2019).
Gambar 2.13 Modul RTC DS3231
(Sumber : howtomechatronics.com, 2016)
2.18 Arduino IDE
IDE itu merupakan kependekan dari Integrated Developtment Enviroenment, atau
secara bahasa mudahnya merupakan lingkungan terintegrasi yang digunakan untuk
melakukan pengembangan. Disebut sebagai lingkungan karena melalui software
inilah Arduino dilakukan pemrograman untuk melakukan fungsi-fungsi yang
dibenamkan melalui sintak pemrograman. Arduino menggunakan bahasa
pemrograman sendiri yang menyerupai bahasa C. Bahasa pemrograman Arduino
(Sketch) sudah dilakukan perubahan untuk memudahkan pemula dalam melakukan
pemrograman dari bahasa aslinya. Sebelum dijual ke pasaran, IC mikrokontroler
Arduino telah ditanamkan suatu program bernama bootlader yang berfungsi
18
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
sebagai penengah antara compiler Arduino dengan mikrokontroler (Sinauarduino,
2016).
2.19 Cloud Database
Cloud Database merupakan layanan database yang dibangun dan diakses oleh
melalui cloud platform menggunakan internet. Cloud database menyediakan
banyak fungsi yang sama seperti traditional database yang ditambah dengan
fleksibilitas dari cloud computing. Cloud database juga dapat diinstal,
dikonfigurasi, dan dikelola di server cloud oleh pengguna (IBM, 2016).
2.20 JSON
JSON atau JavaScript Object Notation merupakan sebuah format untuk berbagi
data. Tipe data ini tersedia pada banyak bahasa pemrograman seperti, C, python,
PHP, dan Java. JSON menggunakan ekstensi .json saat berdiri sendiri. Namun saat
didefinisikan di dalam format file lain (seperti di dalam .html), dapat tampil
didalam tanda petik sebagai JSON string, atau dapat dimasukkan kedalam sebuah
variabel. Sebuah objek JSON adalah format data key-value yang biasanya di render
di dalam kurung kurawal. Pasangan key-value memiliki tanda titik dua diantara
keduanya "key":"value". Setiap key-value dipisahkan oleh sebuah koma, sehingga
ditengah isi sebuah JSON terlihat seperti: "key":"value", "key":"value",
"key":"value". Key JSON berada di sebelah kiri tanda titik dua dan perlu dibungkus
oleh tanda petik dua seperti: "key", dan dapat berupa string apapun yang valid. Di
dalam setiap objek, key haruslah unik. Value JSON ada di sebelah kanan tanda titik
dua. Ada enam tipe data dasar yang bisa dipakai untuk mengisinya yaitu, Strings,
Numbers, Objects, Arrays, Booleans (true atau false), dan Null. Secara lebih luas,
value juga dapat berisi tipe data yang lebih kompleks misalnya JSON object atau
JSON array (Santoso, 2017)
2.21 Flowchart
Flowchart adalah bagan (chart) yang menunjukkan alir (flow) di dalam program atau
prosedur sistem secara logika. Bagan alir (flowchart) digunakan terutama untuk alat
bantu komunikasi dan untuk dokumentasi, seperti sistem informasi perpustakaan,
19
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
penggajian karyawan, sistem pergudangan, dan lain-lain. Terdapat jenis-jenis
flowchart diantaranya yaitu, System Flowchart, Document Flowchart, Schematic
Flowchart, Program Flowchart, dan Process Flowchart. Berikut adalah simbol-
simbol yang ada pada flowchart (Rizky, 2019).
Gambar 2.14 Simbol Flowchart
(Sumber : Medium.com, 2016)
2.22 Received Signal Strength Indicator (RSSI)
Received Signal Strength Indicator atau RSSI adalah sebuah parameter daya terima
dari seluruh sinyal yang diterima oleh perangkat Radio Frekuensi (RF) pada band
frekuensi. Semakin tinggi nilai RSSI atau semakin dekat nilai RSSI tersebut dengan
nol, maka semakin baik kualitas dan kecepatan komunikasi perangkat radio
tersebut. Nilai RSSI memiliki satuan dBm (Aroeboesman, Ichsan, & Primananda,
2019).
20
BAB III
PERENCANAAN DAN REALISASI
3.1 Perancangan Alat
3.1.1 Deskripsi Alat
Platform Device merupakan alat yang akan digunakan sebagai platform pengiriman
data sensor pada IoT Monitoring berbasis Wireless Sensor Network (WSN)
menggunakan teknologi LoRa, tepatnya LoRa dengan type Sx1278. Platform
Device terdiri dari nodes dan gateway. Device nodes menggunakan mikrokontroler
Arduino Mega 2560 Pro dan LoRa Sx1278 yang berfungsi sebagai transmiter dan
juga bisa sebagai receiver yang juga dapat membuat device nodes tersebut menjadi
repeater bagi device nodes lain yang jauh dari jangkauan gateway. Sedangkan
device gateway menggunakan mikrokontroler ESP32 dan LoRa Sx1278 sebagai
receiver. Device nodes akan mengirim data yang diterima dari sensor-sensor yang
terhubung secara langsung dengan Platform Device. Device gateway akan
mengirim data-data sensor yang berasal dari nodes ke cloud database server
menggunakan modul WiFi yang ada pada ESP32 atau modul GSM.
Platform Device dirancang agar dapat digunakan oleh berbagai perangkat IoT
monitoring untuk mengirim data-data sensor tanpa perlu membangun infrastruktur
terlebih dahulu sehingga tetap dapat melakukan monitoring di banyak area, seperti
urban, suburban, dan rural. Sample data yang digunakan pada Platform Device
yaitu data dari sensor DHT11 dan sensor MQ-2. Sample data tersebut dapat di
monitoring menggunakan interface web yang disediakan.
Platform Device memiliki UID (Unique Identifier) yang fleksibel sebagai identitas
device. UID tersebut dapat di reset dengan menggunakan push button yang tersedia
pada Platform Device. Platform Device juga memiliki indikator berupa LED
berwarna putih, biru dan hijau. LED berwarna putih sebagai indikator bahwa device
sudah memiliki UID. LED berwarna hijau sebagai indikator device sedang
melakukan receive data. Sedangkan LED berwarna biru sebagai indikator device
sedang melakukan transmit data.
21
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
3.1.2 Cara Kerja Alat
Platform Device memiliki cara kerja secara keseluruhan yang akan digambarkan
menggunakan flowchart pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Flowchart Sistem Platform Device
Gambar 3.1 merupakan cara kerja atau flowchart secara keseluruhan Platform
Device yang dimulai dari pengecekan UID pada device node. Device Node yang
belum memiliki UID (Unique Identifier) akan melakukan broadcast untuk
melakukan request UID pada device gateway. Jika device gateway yang menerima
broadcast tersebut maka device gateway akan melakukan generate UID untuk
kemudian diberikan kepada device nodes yang melakukan request UID, sedangkan
jika device nodes lain yang sudah memiliki UID yang mendapatkan broadcast
tersebut maka device nodes tersebut akan meneruskan pesan ke device gateway.
Setelah mendapatkan UID device nodes mulai membaca data pada sensor sebagai
sample data pada. Data tersebut lalu dikirim ke device gateway melalui jaringan
frekuensi radio menggunakan modul LoRa. Device gateway akan menerima data
tersebut lalu data tersebut akan diteruskan ke cloud database server melalui internet
dengan menggunakan modul WiFi atau modul GSM.
22
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Untuk memperjelas cara kerja atau flowchart dari Platform Device, maka dibawah
ini akan diberikan gambar flowchart dari masing-masing device yaitu gateway dan
nodes pada Gambar 3.2 dan 3.3.
Gambar 3.2 Flowchart Platform Device bagian Device Node
Gambar 3.2 menggambarkan mengenai flowchart atau cara kerja dari device node.
Device node akan melakukan pengecekan UID pada EEPROM mikrokontroller.
Jika device node belum memiliki UID, maka akan melakukan broadcast packet
yang berisi request UID ke gateway. Kemudian device nodes akan mengatur modul
LoRa menjadi listen mode. Listen mode ini berfungsi untuk menerima paket data
dari node lain. Namun, ketika device node belum memiliki UID, device node hanya
bisa menerima paket data berupa generate UID. Device node akan menunggu hasil
generate UID dari device gateway selama 30 detik. Jika sudah 30 detik device node
akan memproses UID dengan melakukan pengecekan data UID yang diterima. Jika
tidak ada data UID yang diterima maka device node akan melakukan request
kembali. Jika terdapat 1 data UID yang diterima maka UID tersebut yang langsung
akan dijadikan sebagai UID device node. Jika UID yang diterima berjumlah lebih
23
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
dari 2 maka akan dilakukan pemilihan berdasarkan signal RSSI paling kecil ketika
paket data UID tersebut di terima. Namun, jika sebelum interval 30 detik device
node sudah menerima paket data sebanyak lebih dari atau sama dengan 3, maka
device node juga akan memproses UID-UID tersebut untuk dipilih juga berdasarkan
nilai RSSI yang terendah. Setelah memiliki UID device node akan menyimpan UID
di EEPROM agar tidak reset ketika device node tersebut mati. Selain itu, device
node juga melakukan assign ke device gateway dan cloud database terhadap UID
yang didapat agar terdaftar di database dengan melakukan pengiriman paket data
UID Assign.
Kemudian device node akan membaca mode reset, ketika mode reset terbaca aktif
maka device node akan melakukan reset pada UID yang dimiliki. Jika mode reset
pada device node tidak aktif, device node akan berubah menjadi listen mode. Listen
mode merupakan mode pada device node agar membaca paket data LoRa yang
masuk. Jika tidak terdapat paket data yang masuk maka device node akan
menjalankan fungsi pembacaan data sensornya setiap interval waktu 2 menit untuk
kemudian dikirim ke device gateway. Namun, jika terdapat paket data yang masuk,
maka paket data tersebut akan dicek berdasarkan tipe message yang ada di dalam
paketnya. Jika paket data yang masuk paket data sensor, paket data UID Change,
UID Reset dengan isi penerima paket data tidak sama dengan UID device node,
maka paket data tersebut akan di repeater ke tujuan paket data sebenarnya oleh
device node. Tetapi jika penerima paket data sesuai dengan UID device node maka
paket data tersebut akan diolah sesuai dengan fungsinya masing-masing. Paket data
sensor berisi hasil reply oleh device gateway dari pengiriman data sensor yang telah
dilakukan oleh device node. Paket data UID Change berisi perintah mengganti UID
maka UID pada device node akan diganti karena sama dengan device node yang
lain. Paket data UID Reset berisi perintah untuk melakukan reset UID pada device
node maka UID akan direset dan device node akan melakukan request UID baru.
Selain itu, terdapat juga paket data UID Request dan UID Assign. Jika terdapat
paket data UID Request masuk maka device node akan melakukan repeater pada
paket data tersebut ke device gateway untuk dilakukan generate UID. Jika paket
data UID Assign yang masuk maka device node juga akan melakukan repeater pada
24
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
paket data tersebut ke device gateway untuk dilakukan assign UID pada device
gateway dan cloud database.
Gambar 3.3 Flowchart Platform Device bagian Device Gateway
25
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.3 menggambarkan mengenai flowchart atau cara kerja dari device
gateway. Device gateway pertama akan membaca mode reset. Jika mode reset aktif
maka device gateway akan melakukan reset pada semua UID device node yang
terdaftar di device gateway dan cloud database. Device gateway juga akan
mengirimkan paket data UID reset untuk melakukan reset pada UID yang ada di
device node. Kemudian device gateway akan mengatur modul LoRa menjadi listen
mode. Listen mode ini berfungsi untuk menerima paket data dari node lain. Ketika
modul LoRa tidak mendeteksi adanya paket data masuk maka device gateway akan
Kembali ke program awal. Namun, jika modul LoRa mendeteksi adanya paket data
masuk, device gateway akan melakukan filter terhadap paket data tersebut
berdasarkan tipe message yang ada di dalam paket data tersebut. Jika paket data
tersebut berupa paket data sensor maka device gateway akan meneruskan atau
repeater paket data tersebut ke cloud database menggunakan modul WiFi ataupun
modul GSM. Setelah melakukan pengiriman, device gateway akan mendapatkan
status code dari pengiriman tersebut. Status code tersebut nantinya akan dikirim
oleh device gateway ke pengirim paket data sensor sebagai hasil reply dari
pengiriman data sensor yang telah dilakukan.
Paket data lain yang dapat dideteksi oleh LoRa yaitu paket data UID Request. Paket
data UID Request merupakan paket data yang berisi request untuk UID pada device
node. Ketika device gateway menerima paket data tersebut maka device gateway
akan melakukan generate UID baru untuk device node tersebut. Kemudian hasil
generate UID tersebut akan dikirim ke device node yang melakukan request.
Kemudian, terdapat juga paket data UID Assign. Paket data UID Assign akan berisi
UID device node yang akan didaftarkan pada device gateway dan cloud database.
Sebelum didaftarkan UID tersebut diperiksa apakah terdapat UID yang sama
dengan UID device node lain. Jika terdapat kesamaan UID maka UID tersebut akan
diganti dengan UID baru yang akan di generate oleh device gateway. Kemudian
UID baru tersebut akan dikirim ke device node yang melakukan assign. Paket data
selanjutnya yaitu paket data UID Reset. Paket data UID reset berisi perintah reset
UID yang dilakukan oleh device node. Ketika device gateway mendapatkan paket
26
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
data tersebut maka device gateway akan melakukan reset terhadap UID device node
tersebut yang terdaftar pada device gateway dan cloud database.
3.1.3 Blok Diagram Alat
Berikut adalah blok diagram alat Platform Device yang terdiri dari 2 macam
device yaitu:
a. Device Gateway
Gambar 3.4 Blok Diagram Device Gateway
Gambar 3.4 merupakan blok diagram yang dimiliki oleh device gateway.
Komponen-komponen yang terdapat pada blok diagram tersebut yaitu ESP32 yang
berfungsi sebagai mikrokontroller yang dilengkapi dengan modul WiFi yang dapat
menghubungkan device gateway ke Internet, SIM800L v2 yang berfungsi sebagai
penghubung device gateway ke internet, dan LoRa Sx1278 yang berfungsi untuk
melakukan komunikasi dengan device node, seperti pengiriman data sensor.
b. Device Node
Gambar 3.5 Blok Diagram Device Node
27
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.5 merupakan blok diagram yang dimiliki oleh device node. Komponen-
komponen yang terdapat pada blok diagram device node yaitu Arduino Mega 2560
Pro yang berfungsi sebagai mikrokontroller, DHT11 dan MQ-2 yang berfungsi
sebagai sample data sensor pada Platform Device, dan LoRa Sx1278 yang
berfungsi untuk melakukan komunikasi dengan device gateway dan device node
lain, seperti pengiriman data sensor.
3.1.4 Rancangan Jaringan Wireless Sensor Network (WSN)
Jaringan Wireless Sensor Network (WSN) pada Platform Device akan terdiri dari 3
lapisan/layer. Layer pertama akan berisi device yang akan menjadi gateway. Layer
kedua dan ketiga akan berisi device yang akan berfungsi sebagai node atau repeater.
3 lapisan/layer pada jaringan ini akan menerapkan 2 skema topologi, yaitu:
a. Topologi Star
Skema topologi star pada Platform Device terdiri atas 3 device dan 2 layer. 1 device
berperan sebagai gateway berada di layer 1 dan 2 device berperan sebagai node
berada di layer 2. 2 Device node ini akan terhubung langsung dengan device
gateway. Skema tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Skema Topologi Star pada Jaringan Platform Device
Pada skema topologi star, device node akan mengambil data sensor. Kemudian data
sensor tersebut dikirim ke device gateway untuk diteruskan ke Cloud Database.
Sehingga data-data sensor tersebut dapat dilihat menggunakan interface web.
28
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
b. Topologi Tree
Skema topologi tree pada Platform Device terdiri dari 3 device dan 3 layer. 1 device
berperan sebagai gateway berada di layer 1. 2 device berperan sebagai node berada
di layer 2 dan 3. Namun pada skema topologi tree hanya 1 device node yang akan
terhubung langsung dengan device gateway yang berada pada layer 2. Device node
ini akan berperan sebagai repeater bagi device node lain yang berada di layer
bawah. Sedangkan 1 device node lainnya akan berada di layer terbawah atau layer
3. Pada skema ini, untuk sampai ke cloud database atau internet data sensor harus
melewati 1 hop lebih banyak sehingga dapat membutuhkan lebih banyak waktu.
Skema tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Skema Topologi Tree pada Jaringan Platform Device
Pada skema topologi tree, device node yang berada pada layer 3 akan mengambil
data sensor. Kemudian data sensor tersebut dikirim ke device gateway melalui
device node yang berada di layer 2 terlebih dahulu untuk diteruskan ke device
gateway dan dikirim ke Cloud Database. Sehingga data-data sensor tersebut dapat
dilihat menggunakan interface web.
3.1.5 Skema Penomoran UID
Setiap alat Platform Device akan memiliki Unique Identifier (UID) sebagai tanda
pengenal pada masing-masing device. Adapun format penomoran UID pada setiap
device yaitu:
29
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.8 Skema Penomoran UID pada Platform Device
UID akan berisi 3 digit karena jaringan Wireless Sensor Network hanya terdapat 3
lapisan/layer. Digit pertama pada UID sebagai identifikasi layer pertama, digit ini
dapat berisi angka (0-9) dan huruf (A-Z). Digit kedua pada UID sebagai identifikasi
layer pertama, digit ini dapat berisi angka (0-9) dan huruf (A-Z). Digit ketiga pada
UID sebagai identifikasi layer ketiga, digit ini dapat berisi angka (0-9) dan huruf
(A-Z).
3.1.6 Rancangan Format Data
Format data yang digunakan pada data yang akan ditransmisikan melalui jaringan
Wireless Sensor Network (WSN) adalah tipe data JSON (JavaScript Object
Notation). JSON digunakan sebagai format data karena mudah dibaca, ringan, dan
banyak digunakan di berbagai platform. Adapun format data yang digunakan pada
penelitian ini yaitu:
a. msg : berisi type message atau packet yang dikirimkan. Terdapat 6 type packet
yaitu TF, REQ, GEN, ASG, CHG dan RST.
Tabel 3.1 Format Message
Type Packet Keterangan
1 2
TF Packet yang berisi pengiriman data sensor
REQ Packet yang berisi request UID yang dilakukan oleh device
nodes.
GEN Packet yang berisi hasil generate UID yang dilakukan oleh
device gateway.
30
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
1 2
ASG Packet yang berisi pendaftaran UID pada device gateway
dan database.
CHG Packet yang berisi perintah untuk mengganti UID.
RST Packet yang berisi perintah untuk reset UID.
b. rec : berisi UID penerima data atau receiver.
c. sen : berisi UID pengirim data atau sender.
d. data : berisi data sensor yang akan dikirim ke cloud database server melalui
protokol komunikasi LoRa.
e. key : berisi identitas dari data sensor yang dikirim.
Berikut adalah contoh format pengiriman data pada Platform Device:
Gambar 3.9 Format Data
3.2 Realisasi Alat
Pada tahap ini dilakukan implementasi terhadap rancangan device atau alat yang
sudah dibuat pada tahap sebelumnya. Adapun tahapan ini berupa rangkaian alat,
pemrograman alat, dan perakitan alat.
3.2.1 Rangkaian Alat
Berikut adalah komponen-komponen yang digunakan dalam rangkaian alat
Platform Device:
1. Device Gateway
a. Mikrokontroler ESP32
b. Modul LoRa Sx1278
c. Modul RTC DS3231
d. Modul GSM SIM800L v2
e. LED Hijau
f. LED Biru
g. LED Putih
31
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
h. Push Button
i. Step Down LM2596
Gambar 3.10 Rangkaian Elektronik Device Gateway
Dari Gambar 3.10 dapat diketahui bahwa Platform Device menggunakan
supply 12V. Tegangan 12V tersebut akan di step down menggunakan LM2596
menjadi 5V agar dapat menyuplai tegangan pada ESP32.
LoRa Sx1278 menggunakan SPI dan tegangan 3.3V. Pin out 3.3V dan GND
pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan 3.3V dan GND pada ESP32. Pin out
NSS pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan pin D18 pada ESP32. Pin out
MOSI pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan pin D27 pada ESP32. Pin out
MISO pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan pin D19 pada ESP32. Pin out
SCK pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan pin D5 pada ESP32. Pin out
RST pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan pin D23 pada ESP32. Pin out
DIO0 pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan pin D26 pada ESP32.
Modul RTC DS3231 menggunakan I2C dan tegangan 3.3V. Pin out VCC dan
GND pada RTC DS3231 dihubungkan ke 3.3V dan GND pada NodeMCU V3,
pin out I2C (SDA dan SCL) pada RTC DS321 dihubungkan ke pin I2C (SDA
dan SCL) ESP32 yang terletak pada pin D21 untuk SDA dan pin D22 untuk
SCL.
32
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
SIM800L V2 menggunakan serial dan tegangan 5V. Pin out 5V pada SIM800L
V2 dihubungkan dengan 5V output dari step down LM2596. Pin out GND pada
SIM800L V2 dihubungkan dengan GND pada ESP32. Pin out Rx pada
SIM800L V2 dihubungkan dengan pin Tx2 pada ESP32. Pin out Tx pada
SIM800L V2 dihubungkan dengan pin Rx2 pada ESP32.
Pin (+) pada LED Hijau, Biru, dan Putih dihubungkan dengan pin D33, D32,
dan D25 ESP32. Sedangkan pin (-) pada LED dihubungkan dengan GND
ESP32.
2. Device Node
a. Mikrokontroler Arduino Mega 2560 Pro
b. Modul LoRa Sx1278
c. Modul RTC DS3231
d. Sensor MQ-2
e. Sensor DHT11
f. LED Putih
g. LED Hijau
h. LED Biru
i. Push Button
j. Step Down LM2596
Gambar 3.11 Rangkaian Elektronik Device Node
33
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Dari Gambar 3.11 dapat diketahui bahwa Platform Device menggunakan
supply 12V. Tegangan 12V tersebut akan di step down menggunakan LM2596
menjadi 5V agar dapat menyuplai tegangan pada Arduino Mega 2560 Pro.
LoRa Sx1278 menggunakan menggunakan logic level converter untuk
konversi tegangan 5V SPI Arduino Mega 2560 Pro Mini menjadi 3.3V karena
LoRa Sx1278 memiliki output SPI dan menggunakan tegangan 3.3V. Karena
pin out SPI yang dimiliki Arduino Mega 2560 Pro memiliki tegangan 5V, oleh
karena itu menggunakan logic level converter untuk melakukan konversi
tegangan 5V menjadi 3.3V. Pin out 3.3V pada LoRa Sx1278 dihubungkan
dengan 3.3V pada Arduino Mega 2560 Pro dan LV pada logic level converter.
Pin out GND pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan GND pada Arduino
Mega 2560 Pro dan GND pada logic level converter. Pin out HV pada logic
level converter dihubungkan dengan 5V pada Arduino Mega 2560 Pro. Pin out
NSS pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan LV1 pada logic level converter.
Pin out MOSI pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan LV2 pada logic level
converter. Pin out MISO pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan LV3 pada
logic level converter. Pin out SCK pada LoRa Sx1278 dihubungkan dengan
LV4 pada logic level converter. Pin out RST pada LoRa Sx1278 dihubungkan
dengan pin D9 pada Arduino Mega 2560 Pro. Pin out DIO0 pada LoRa Sx1278
dihubungkan dengan pin D2 pada Arduino Mega 2560 Pro. Pin out HV1 pada
logic level converter dihubungkan dengan pin D53 pada Arduino Mega 2560
Pro. Pin out HV2 pada logic level converter dihubungkan dengan pin D51 pada
Arduino Mega 2560 Pro. Pin out HV3 pada logic level converter dihubungkan
dengan pin D50 pada Arduino Mega 2560 Pro. Pin out HV4 pada logic level
converter dihubungkan dengan pin D52 pada Arduino Mega 2560 Pro.
Modul RTC DS3231 menggunakan I2C dan tegangan 5V. Pin out VCC dan
GND pada RTC DS3231 dihubungkan ke 5V dan GND Arduino Mega 2560
Pro, pin out I2C (SDA dan SCL) pada RTC DS321 dihubungkan ke pin I2C
(SDA dan SCL) Arduino Mega 2560 Pro Mini yang terletak pada pin D20
untuk SDA dan pin D21 untuk SCL.
34
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
DHT11 dihubungkan ke 5V dan GND Arduino Mega 2560 Pro, pin out “out”
pada DHT11 dihubungkan ke pin D36 Arduino Mega 2560 Pro. Sensor MQ-2
menggunakan analog dan tegangan 5V. Pin out VCC dan GND pada MQ-2
dihubungkan ke 5V dan GND Arduino Mega 2560 Pro, pin out Analog pada
MQ-2 dihubungkan ke pin A15 (Analog 15) Arduino Mega 2560 Pro.
Pin (+) pada LED Hijau, LED Biru, LED Putih, dan Push Button dihubungkan
dengan pin D33, D32, D34, dan D31 Arduino Mega 2560 Pro. Sedangkan pin
(-) pada LED dan Push Button dihubungkan dengan GND Arduino Mega 2560
Pro.
3.2.2 Pemrograman Alat
Pemrograman pada Platform Device dibagi menjadi 2 bagian, yaitu pemrograman
pada device gateway dan device node.
3.2.2.1 Pemrograman Device Gateway
Pemrograman pada device gateway dilakukan pada Arduino IDE. Terdapat
beberapa konfigurasi permrograman untuk device gateway, yaitu melakukan
instalasi library, inisiasi library, inisiasi pin dan variabel, konfigurasi internet,
konfigurasi setup, pemrograman penerimaan LoRa packet, pemrograman filter
packet, pemrograman indikator LED, dan pemrograman push button reset.
3.2.2.1.1 Instalasi Library
Libray yang digunakan pada pemrograman device gateway Platform Device yaitu
SPI, LoRa, RTCLib, ArduinoJson, Wifi, dan HTTPClient. Library LoRa, RTCLib,
ArduinoJson, Wifi, dan HTTPClient didapatkan dari menu Sketch > Include
Library > Manage Library atau dengan CTRL+Shift+I. Kemudian pilih Install
untuk download library tersebut. Sedangkan untuk library SPI sudah terinstal
ketika instalasi Arduino IDE. Library tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.12,
Gambar 3.13, Gambar 3.14, Gambar 3.15, dan Gambar 3.16.
35
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.12 Instalasi Library LoRa pada Device Gateway
Gambar 3.13 Instalasi Library RTCLib pada Device Gateway
Gambar 3.14 Instalasi Library ArduinoJson pada Device Gateway
Gambar 3.15 Instalasi Library Wifi pada Device Gateway
36
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.16 Instalasi Library HTTPClient pada Device Gateway
3.2.2.1.2 Inisiasi Library
Library yang sudah di download di tahap sebelumnya, seperti SPI, LoRa, RTCLib,
ArduinoJson, WiFi, dan HTTPClient dilakukan inisiasi atau pendefinisian agar
dapat digunakan pada program. Library WiFi didefinisikan sebagai “client”.
Library HTTPClient didefinisikan sebagai “http”. Library RTC_DS3231
didefinisikan sebagai “rtc”. Inisiasi library pada program dapat dilihat pada Gambar
3.17.
Gambar 3.17 Inisiasi Library pada Device Gateway
3.2.2.1.3 Inisiasi Pin dan Variabel
Inisiasi pin dan variabel pada program device gateway dapat dilihat pada Gambar
3.18 dan Gambar 3.19.
Gambar 3.18 Inisiasi Pin pada Device Gateway
37
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.18 merupakan pendefinisian pin yang digunakan pada program device
gateway. Pin pada modul LoRa Sx1278 menggunakan SPI. Pin-pin tersebut
didefinisikan dengan nama “SCK” dengan nilai 5, “MISO” dengan nilai 19,
“MOSI” dengan nilai 27, “SS” dengan nilai 18, “RST” dengan nilai 14, dan “DIO0”
dengan nilai 26. Pin pada push button didefinisikan dengan nama “pinReset”
dengan nilai 35. Pin pada LED warna putih didefinisikan dengan nama
“pinLedPutih” dengan nilai 32 Pin pada LED warna hijau didefinisikan dengan
nama “pinLedHijau” dengan nilai 33. Pin pada LED warna biru didefinisikan
dengan nama “pinLedBiru” dengan nilai 25.
Gambar 3.19 Inisiasi Variabel pada Device Gateway
Gambar 3.19 merupakan daftar variabel yang digunakan pada program device
gateway dan telah didefinisikan sesuai dengan tipe datanya masing-masing.
3.2.2.1.4 Konfigurasi Internet
Terdapat 2 konfigurasi internet yang digunakan pada pemrograman device gateway
yang dapat dilihat pada Gambar 3.20 dan Gambar 3.21.
Gambar 3.20 Konfigurasi Internet menggunakan WiFi
Gambar 3.20 merupakan konfigurasi yang digunakan untuk terkoneksi dengan
internet menggunakan jaringan WiFi. Konfigurasi tersebut berupa SSID dan
password pada jaringan WiFi tersebut.
Gambar 3.21 Konfigurasi Internet menggunakan GSM
Gambar 3.21 merupakan konfigurasi jika device gateway ingin terkoneksi dengan
internet menggunakan jaringan GSM. Konfigurasi tersebut berupa APN yang
digunakan pada jaringan GSM tersebut.
38
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
3.2.2.1.5 Konfigurasi API Server
Konfigurasi API server merupakan konfigurasi yang dilakukan pada device untuk
menghubungkan device dengan server yang digunakan melalui API. Konfigurasi
tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.22.
Gambar 3.22 Konfigurasi API Server
Pada Gambar 3.22 terdapat 3 jenis API yang dibuat untuk menerima data dari device
gateway. API “post” digunakan untuk menerima data sensor yang akan dikirim ke
database. API “update” digunakan untuk menerima update data UID device. API
“get” digunakan untuk menyediakan list data UID device yang terdaftar di database.
3.2.2.1.6 Konfigurasi Setup
Konfigurasi setup dilakukan untuk inisiasi awal program ketika di upload ke
mikrokontroller. Konfigurasi ini akan berjalan Ketika device gateway dinyalakan.
Konfigurasi dapat dilihat pada Gambar 3.23, Gambar 3.24, Gambar 3.25, dan
Gambar 3.26.
Gambar 3.23 Konfigurasi Setup pada Device Gateway
Gambar 3.23 merupakan hasil pemrograman pada konfigurasi setup device
gateway. Serial.begin berguna untuk mendeklarasikan kecepatan pengiriman dan
penerimaan data pada komunikasi serial yang digunakan di mikrokontroller.
SPI.begin, LoRa.setPins, dan LoRa.begin berguna untuk deklarasi pin dan
frekuensi yang digunakan pada SPI dan LoRa. pinMode berguna untuk
mendeklarasikan pin pada LED sebagai output dan push button sebagai input.
39
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
digitalWrite berguna untuk memberikan input digital dengan nilai “HIGH” pada
LED. Rtc.begin berguna untuk inisiasi awal modul RTC DS3231 agar bisa
digunakan.
Gambar 3.24 Inisialisasi Internet pada Device Gateway
Gambar 3.24 merupakan konfigurasi setup untuk menjalankan inisialisasi jaringan
yang digunakan sesuai dengan konfigurasi internet yang digunakan. Konfigurasi
internet pada device gateway secara default menggunakan Jaringan WiFi. Device
akan melakukan inisialisasi jaringan yang akan digunakan dengan mengecek
konfigurasi internet. Jika konfigurasi internet bernilai 0 maka jaringan yang
digunakan yaitu WiFi. Kemudian device akan menjalankan fungsi wifiBegin().
Sedangkan jika konfigurasi internet bernilai 1 maka jaringan yang digunakan yaitu
GSM. Kemudian device akan menjalankan fungsi simBegin().
Gambar 3.25 Inisialisasi Internet menggunakan Wifi
Gambar 3.25 menunjukkan bahwa fungsi wifiBegin() berisi instruksi untuk
melakukan menghubungkan device pada jaringan WiFi.
40
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.26 Inisialisasi Internet menggunakan GSM
Gambar 3.26 menunjukkan bahwa fungsi simBegin() berisi instruksi untuk
melakukan pengecekan konektivitas jaringan pada modul GSM menggunakan AT
Command.
3.2.2.1.7 Pemrograman Pengiriman LoRa Packet
Pengiriman LoRa packet pada device gateway dilakukan ketika device gateway
menerima packet masuk dari device node untuk memberikan balasan.
Pemrograman tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.27.
Gambar 3.27 Fungsi Pengiriman LoRa Packet pada Device Gateway
Gambar 3.27 merupakan pemrograman untuk pengiriman LoRa packet. Pengiriman
paket data diawali dengan fungsi LoRa.beginPacket dan diakhiri dengan
LoRa.endPacket.
3.2.2.1.8 Pemrograman Penerimaan LoRa Packet
Pemrograman penerimaan LoRa packet merupakan pemrograman untuk membaca
paket LoRa yang masuk ke device. Pemrograman tersebut dapat dilihat pada
Gambar 3.28.
Gambar 3.28 Pemrograman Penerimaan LoRa Packet pada Device Gateway
41
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
LoRa akan mendeteksi menggunakan fungsi LoRa.parsePacket, LoRa.available,
dan LoRa.readString yang merupakan fungsi yang ada pada library LoRa. Packet
yang diterima kemudian akan disimpan pada variabel untuk kemudian dilakukan
filter terhadap packet yang masuk tersebut.
3.2.2.1.9 Pemrograman Filter Packet
Gambar 3.29 Pemrograman Filter LoRa Packet pada Device Gateway
Gambar 3.29 merupakan pemrograman untuk melakukan filter terhadap packet
LoRa yang masuk. Karena paket LoRa yang diterima memiliki format JSON maka
device akan membuka format tersebut untuk mengetahui type message atau packet.
Setelah mengetahui type message atau packet tersebut maka packet dapat
dilanjutkan untuk diolah berdasarkan type message atau packet tersebut
menggunakan fungsi “if else”.
3.2.2.1.10 Pemrograman Indikator LED
Gambar 3.30 Pemrograman Indikator LED Putih pada Device Gateway
Gambar 3.30 merupakan pemrograman untuk LED putih yang berfungsi untuk
sebagai indikator UID pada device. Ketika device memiliki UID maka device akan
memberikan input digital “LOW” pada LED putih tersebut sehingga LED putih
tersebut menyala.
Gambar 3.31 Pemrograman Indikator LED Biru pada Device Gateway
42
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.31 merupakan pemrograman untuk LED biru yang berfungsi untuk
sebagai indikator pengiriman paket data LoRa pada device. Ketika device
melakukan pengiriman paket data LoRa maka device akan memberikan input
digital “LOW” pada LED biru sehingga LED biru tersebut menyala. Kemudian
ketika device sudah selesai melakukan pengiriman paket data LoRa, device akan
memberikan input digital “HIGH” pada LED biru sehingga LED biru tersebut akan
mati.
Gambar 3.32 Pemrograman Indikator LED Hijau pada Device Gateway
Gambar 3.32 merupakan pemrograman untuk LED hijau yang berfungsi untuk
sebagai indikator penerimaan paket data LoRa pada device. Ketika device
menerima paket data LoRa maka device akan memberikan input digital “LOW”
pada LED hijau sehingga LED hijau tersebut menyala. Kemudian ketika device
sudah selesai memproses paket data LoRa yang diterima, device akan memberikan
input digital “HIGH” pada LED hijau sehingga LED hijau tersebut akan mati.
3.2.2.1.11 Pemrograman Push Button Reset
Gambar 3.33 Pemrograman Push Button Reset pada Device Gateway
43
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.33 merupakan pemrograman untuk push button yang berfungsi sebagai
input terhadap device untuk melakukan reset UID device node. Ketika push button
pada device ditekan maka device akan melakukan reset.
3.2.2.2 Pemrograman Device Node
Pemrograman pada device node dilakukan pada software Arduino IDE. Terdapat
beberapa konfigurasi pemrograman untuk device node, yaitu melakukan instalasi
library, inisiasi library, inisiasi pin dan variabel, konfigurasi setup, pemrograman
pembacaan sensor, pemrograman pengiriman LoRa packet, pemrograman
penerimaan LoRa packet, pemrograman filter LoRa packet, pemrograman indikator
LED, dan pemrograman push button reset.
3.2.2.2.1 Instalasi Library
Libray yang digunakan pada pemrograman device node Platform Device yaitu
EEPROM, SPI, LoRa, DHT11, DS3231, dan ArduinoJson: Library LoRa, DHT11,
DS3231, dan ArduinoJson didapatkan dari menu Sketch > Include Library >
Manage Library atau dengan CTRL+Shift+I. Kemudian pilih Install untuk
download library tersebut. Sedangkan untuk library EEPROM dan SPI sudah
terinstal ketika instalasi Arduino IDE. Library tersebut dapat dilihat pada Gambar
3.34, Gambar 3.35, Gambar 3.36, dan Gambar 3.37.
Gambar 3.34 Instalasi Library LoRa pada Device Node
44
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.35 Instalasi Library DHT pada Device Node
Gambar 3.36 Instalasi Library DS3231 pada Device Node
Gambar 3.37 Instalasi Library ArduinoJson pada Device Node
3.2.2.2.2 Inisiasi Library
Library yang sudah di download di tahap sebelumnya, seperti EEPROM, SPI,
LoRa, DS3231, DHT, dan ArduinoJson didefinisikan agar fungsi-fungsi yang
45
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
terdapat pada library dapat digunakan pada program. Inisiasi library pada program
dapat dilihat pada Gambar 3.38.
Gambar 3.38 Inisiasi Library pada Device Node
3.2.2.2.3 Inisiasi Pin dan Variabel
Inisiasi pin dan variabel pada program device node dapat dilihat pada Gambar 3.39,
Gambar 3.40 dan Gambar 3.41.
Gambar 3.39 Inisiasi Pin pada Device Node
Gambar 3.39 merupakan pendefinisian pin yang digunakan pada program device
node. Pin pada push button didefinisikan dengan nama “pinReset” dengan nilai 31.
Pin pada LED warna putih didefinisikan dengan nama “pinLedPutih” dengan nilai
33. Pin pada LED warna hijau didefinisikan dengan nama “pinLedHijau” dengan
nilai 32. Pin pada LED warna biru didefinisikan dengan nama “pinLedBiru” dengan
nilai 34. Pin pada DHT11 warna putih didefinisikan dengan nama “pinDHT”
dengan nilai 36. Pin pada MQ-2 warna putih didefinisikan dengan nama “pinMQ”
dengan nilai 15.
Gambar 3.40 Inisiasi Pin pada Library pada Device Node
Gambar 3.40 merupakan pendefinisian pin yang digunakan pada library DH11 dan
DS3231. Library sensor DHT11 didefinisikan sebagai “dht” dengan parameter
“pinDHT” dan “DHT11” karena sensor yang digunakan yaitu DHT11 dan pin out
“out” pada DHT11 dihubungkan dengan pin D36 pada Arduino Mega 2560 Pro
Mini yang sudah didefinisikan sebelumnya dengan nama “pinDHT”. Library RTC
DS3231 didefinisikan sebagai “rtc” dengan SDA dan SCL karena modul RTC
46
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
DS3231 menggunakan I2C untuk komunikasinya. Selain itu, struktur “Time”
didefinisikan sebagai “t”.
Gambar 3.41 Inisiasi Variabel pada Device Node
Gambar 3.41 merupakan daftar variabel yang digunakan pada program device node
dan telah didefinisikan sesuai dengan tipe datanya masing-masing.
3.2.2.2.4 Konfigurasi Setup
Konfigurasi setup dilakukan untuk inisiasi awal program ketika di upload ke
mikrokontroller. Konfigurasi ini akan berjalan ketika device node dinyalakan.
Konfigurasi dapat dilihat pada Gambar 3.42 dan Gambar 3.43.
Gambar 3.42 Konfigurasi Setup pada Device Node
Gambar 3.42 merupakan hasil pemrograman pada konfigurasi setup device node.
Serial.begin, Serial1.begin, Serial2.begin, Serial3.begin berguna untuk
mendeklarasikan kecepatan pengiriman dan penerimaan data pada komunikasi
serial yang digunakan di mikrokontroller. LoRa.setPins, dan LoRa.begin berguna
untuk deklarasi pin dan frekuensi yang digunakan pada LoRa. Rtc.begin dan
47
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
dht.begin berguna untuk inisiasi awal modul RTC DS3231 dan DHT11 agar bisa
digunakan. pinMode berguna untuk mendeklarasikan pin pada LED sebagai output
dan push button sebagai input. digitalWrite berguna untuk memberikan input digital
dengan nilai “HIGH” pada LED.
Gambar 3.43 Pengecekan UID pada EEPROM Mikrokontroler
Gambar 3.43 merupakan proses pengecekan UID yang tersimpan pada EEPROM
mikrokontroler device node. Hasil dari pengecekan UID tersebut disimpan pada
variabel UID yang sudah disediakan dan akan dilakukan pengecekan pada UID
yang sudah tersimpan di variabel. Jika hasil pengecekan, device terdeteksi belum
memiliki UID maka device langsung akan melakukan request UID saat konfigurasi
setup dijalankan.
3.2.2.2.5 Pemrograman Pembacaan Data Sensor
Fungsi utama pada device node yaitu melakukan pembacaan data sensor.
Pemrograman pembacaan data sensor tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.44 dan
3.45.
48
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.44 Pemrograman Pembacaan Data Sensor
Pada Gambar 3.44 device node akan melakukan pembacaan pada variabel “sensor”.
Ketika variabel “sensor” bernilai 1 maka pembacaan data sensor pada device node
akan dilakukan sesuai dengan interval waktu yang sudah ditetapkan. Pembacaan
data sensor dilakukan dengan fungsi readDatas().
Gambar 3.45 Fungsi Pembacaan Data Sensor
Gambar 3.45 merupakan isi dari fungsi readDatas(). Fungsi tersebut berisi
pembacaan data sensor yang dilakukan oleh DHT dan MQ-2. Hasil pembacaan data
sensor tersebut disimpan dalam sebuah variabel dengan format JSON.
49
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
3.2.2.2.6 Pemrograman Pengiriman LoRa Packet
Pengiriman LoRa packet pada device node dilakukan ketika selesai pembacaan data
sensor dan ketika terdapat paket data LoRa masuk yang harus di repeater. Gambar
3.46 merupakan pemrograman untuk pengiriman LoRa packet. Pengiriman paket
data diawali dengan fungsi LoRa.beginPacket dan diakhiri dengan
LoRa.endPacket.
Gambar 3.46 Fungsi Pengiriman LoRa Packet pada Device Node
3.2.2.2.7 Pemrograman Penerimaan LoRa Packet
Gambar 3.47 Pemrograman Penerimaan LoRa Packet pada Device Node
Gambar 3.47 merupakan pemrograman untuk LoRa menerima packet masuk. LoRa
akan mendeteksi menggunakan fungsi LoRa.parsePacket, LoRa.available, dan
LoRa.readString yang merupakan fungsi yang terdapat pada library LoRa. Packet
yang diterima kemudian akan disimpan pada variabel untuk kemudian dilakukan
filter terhadap packet tersebut.
3.2.2.2.8 Pemrograman Filter LoRa Packet
Filter pertama yang dilakukan pada paket data LoRa yang masuk yaitu berdasarkan
UID. Terdapat dua filter LoRa paket pada device node yaitu filter Ketika device
node belum memiliki UID dan filter Ketika device node sudah memiliki UID.
Pemrograman untuk filter tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.48 dan Gambar
3.49.
Gambar 3.48 Pemrograman Filter LoRa Packet 1 pada Device Node
50
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.48 merupakan pemrograman untuk filter LoRa Packet pada device yang
belum memiliki UID. Karena paket data LoRa yang diterima memiliki format
JSON maka device akan membuka format tersebut untuk mengetahui type message
atau packet. Setelah mengetahui type message atau packet tersebut maka packet
dapat dilanjutkan untuk di filter berdasarkan type message atau packet tersebut
menggunakan fungsi “if else”.
Gambar 3.49 Pemrograman Filter LoRa Packet 2 pada Device Node
Gambar 3.49 merupakan pemrograman filter LoRa packet pada device yang sudah
memiliki UID. Karena paket data LoRa yang diterima memiliki format JSON maka
device akan membuka format tersebut untuk mengetahui type message atau packet.
Setelah mengetahui type message atau packet tersebut maka packet dapat
dilanjutkan untuk di filter berdasarkan type message atau packet tersebut
menggunakan fungsi “if else”.
3.2.2.2.9 Pemrograman Indikator LED
Gambar 3.50 Pemrograman Indikator LED Putih pada Device Node
Gambar 3.50 merupakan pemrograman untuk LED putih yang berfungsi untuk
sebagai indikator UID pada device. Ketika device memiliki UID maka device akan
51
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
memberikan input digital “LOW” pada LED putih tersebut sehingga LED putih
tersebut menyala. Sedangkan jika device belum memiliki UID maka device akan
memberikan input digital “HIGH” pada LED putih sehingga LED putih tersebut
mati.
Gambar 3.51 Pemrograman Indikator LED Biru pada Device Node
Gambar 3.51 merupakan pemrograman untuk LED biru yang berfungsi untuk
sebagai indikator pengiriman paket data LoRa pada device. Ketika device
melakukan pengiriman paket data LoRa maka device akan memberikan input
digital “LOW” pada LED biru sehingga LED biru tersebut menyala. Kemudian
ketika device sudah selesai melakukan pengiriman paket data LoRa, device akan
memberikan input digital “HIGH” pada LED biru sehingga LED biru tersebut akan
mati.
Gambar 3.52 Pemrograman Indikator LED Hijau pada Device Node
52
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
3.2.2.2.10 Pemrograman Push Button Reset
Gambar 3.53 Pemrograman Push Button Reset pada Device Node
Gambar 3.53 merupakan pemrograman untuk push button pada device node yang
berfungsi sebagai input terhadap device untuk melakukan reset UID pada device.
Ketika push button pada device ditekan maka device akan melakukan reset. Device
akan menghapus UID device yang tersimpan pada variabel dan juga EEPROM.
3.2.3 Perakitan Alat
Tahap selanjutnya yaitu melakukan perakitan alat. Platform Device menggunakan
PCB (Printed Circuit Board) sebagai board-nya. PCB akan berfungsi sebagai papan
penghubung anatar komponen-komponen yang ada pada Platform Device, baik itu
device gateway maupun device node. Untuk menggunakan PCB, terlebih dahulu
melakukan desain schematic dan board-nya pada software Eagle. Hasil dari PCB
yang sudah di cetak dapat dilihat pada Gambar 3.54 dan Gambar 3.55.
Gambar 3.54 PCB Device Gateway
53
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.54 merupakan PCB dari device gateway yang sudah dicetak. PCB
tersebut berisi komponen-komponen yang digunakan pada device gateway, seperti
ESP32, LoRa Sx1278, LM2596, RTC DS3231, SIM800Lv2, LED, push button,
dan komponen kecil lainnya.
Gambar 3.55 PCB Device Node
Gambar 3.55 merupakan PCB dari device node yang sudah dicetak. PCB tersebut
berisi komponen-komponen yang digunakan pada device node, seperti ESP32,
LoRa Sx1278, LM2596, RTC DS3231, DHT11, MQ-2, LED, push button, dan
komponen kecil lainnya.
Platform Device menggunakan casing duradus dengan ukuran 150x150x60 mm.
Casing tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.56.
Gambar 3.56 Proses Penyiapan Casing Platform Device
Pada Gambar 3.56, casing Platform Device dilubangi sesuai dengan ukuran
komponen-komponen yang akan menempel langsung pada casing. Proses
selanjutnya yaitu melakukan soldering komponen-komponen device pada PCB.
Proses tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.57.
54
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.57 Soldering Komponen Platform Device pada PCB
Soldering komponen pada PCB berguna untuk menghubungkan komponen-
komponen sesuai dengan jalur schematic yang sudah dibuat. Hasil dari soldering
komponen-komponen pada PCB dapat dilihat pada Gambar 3.58 dan Gambar 3.59.
Gambar 3.58 Hasil Soldering Komponen PCB Device Gateway
Gambar 3.59 Hasil Soldering Komponen PCB Device Node
Setelah selesai melakukan soldering, Langkah selanjutnya yaitu menempatkan
komponen-komponen yang akan menempel pada casing, seperti LED, push button,
55
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
sensor untuk device node, switch button, dan antena. Proses tersebut dapat dilihat
pada Gambar 3.60 dan 3.61.
Gambar 3.60 Penempatan PCB Device Node pada Casing
Gambar 3.61 Penempatan PCB Device Gateway pada Casing
Hasil pada proses perakitan Platform Device, dilakukan testing menggunakan
supply 12 Volt untuk mengecek apakah fungsi elektronik pada Platform Device
berjalan. Proses tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.62 dan Gambar 3.63.
Gambar 3.62 Testing Device Gateway
56
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3.63 Testing Device Node
Hasil perakitan pada Platform Device baik device gateway maupun device node
dapat dilihat pada Gambar 3.64 dan Gambar 3.65.
Gambar 3.64 Hasil Perakitan Device Node
Gambar 3.65 Hasil Perakitan Device Gateway
57
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Pengujian
Tahap selanjutnya setelah selesai melakukan perancangan alat yaitu melakukan
pengujian terhadap alat dan menganalisa hasil dari pengujian tersebut. Pengujian
merupakan proses yang bertujuan untuk memastikan semua fungsi yang sudah
dirancang pada alat bekerja dengan baik sesuai dengan tujuan.
4.2 Deskripsi Pengujian
Pengujian pada alat Platform Device dilakukan dengan 2 metode yaitu terdiri dari
pengujian fungsional dan pengujian kinerja. Pengujian fungsional dilakukan untuk
melihat kesesuaian fungsi hasil perancangan dan implementasi sistem pada alat
Platform Device. Sedangkan pengujian kinerja yaitu melakukan pengujian terhadap
alat Platform Device yang telah dirancang untuk mengetahui kinerja alat tersebut.
4.2.1 Deskripsi Pengujian Fungsional
Pengujian fungsional dilakukan sesuai dengan fungsional yang ada pada alat
Platform Device. Terdapat beberapa pengujian fungsional yang dilakukan yaitu:
1. Request UID
Request UID merupakan fungsi yang terdapat pada Platform Device untuk
melakukan request UID Ketika device node terdeteksi belum memiliki UID.
2. Pengiriman data pada skema topologi star
Pengujian pengiriman data pada skema topologi star merupakan pengujian untuk
melakukan pengiriman data sensor.
3. Pengiriman data pada skema topologi tree
Pengujian pengiriman data pada skema topologi tree merupakan pengujian untuk
melakukan pengiriman data sensor.
4. Reset UID
Reset UID merupakan fungsi yang terdapat pada Platform Device untuk melakukan
reset UID ketika push button pada device node ataupun device gateway ditekan.
Fungsi reset UID dapat dilakukan di 2 device yaitu device node dan device gateway.
58
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Pengujian reset UID pada device node merupakan pengujian reset yang dilakukan
pada device node. Reset dilakukan pada device node akan membuat UID pada
device node tersebut akan di-reset. Jika device node tersebut berada di layer 2 maka
device node yang berada di bawahnya akan dilakukan reset. Sedangkan jika reset
dilakukan pada device node yang berada di layer 3 maka hanya UID pada device
node tersebut yang dilakukan reset. Pengujian reset UID pada device gateway
merupakan pengujian reset yang dilakukan pada device gateway. Reset dilakukan
pada device gateway akan membuat semua UID pada device node yang terdaftar
pada device gateway akan dilakukan reset.
4.2.2 Deskripsi Pengujian Kinerja
Pengujian kinerja dilakukan untuk mendapatkan beberapa parameter. Adapun
parameter yang diambil dalam pengujian kinerja yaitu coverage area, association
time, signal dan loss data pada saat pengiriman data antara 2 device. Pengujian
coverage area yaitu melakukan pengujian terhadap jarak antar node yang dapat di
cover atau di jangkau. Pengujian association time merupakan pengujian terhadap
waktu yang dicapai oleh data untuk sampai dari satu node ke node yang lain.
Pengujian signal merupakan pengujian terhadap Received Signal Strength Indicator
(RSSI) yang didapat saat pengiriman data dilakukan. Sedangkan pengujian
terhadap loss data yaitu untuk menghitung berapa jumlah data yang loss atau hilang
selama pengiriman data dilakukan.
4.3 Prosedur Pengujian
4.3.1 Prosedur Pengujian Fungsional
Pengujian fungsional request UID dilakukan dengan beberapa kondisi. Hal ini
bertujuan untuk memastikan fungsi request UID pada Platform Device tetap
berjalan dengan baik apapun kondisinya.
1. Kondisi 1
Pengujian dengan kondisi pertama yaitu pengujian dengan 2 device di mana 1
device node yang belum memiliki UID melakukan request UID dan 1 device
gateway dengan UID A00 akan memberikan respon terhadap request UID tersebut.
59
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Berikut adalah daftar device pada pengujian request UID dengan kondisi 1 pada
Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Pengujian Request UID dengan Kondisi 1
UID Role
A00 Gateway (Respon)
- Node (Request)
2. Kondisi 2
Pengujian dengan kondisi kedua yaitu pengujian dengan 3 device di mana 1 device
node yang belum memiliki UID akan melakukan request UID dan terdapat 2 device
yang dapat memberikan respon terhadap request UID tersebut. 2 device tersebut
yaitu 1 device gateway dengan UID A00 dan 1 device node dengan UID A10.
Berikut adalah daftar device pada pengujian request UID dengan kondisi 2 pada
Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Pengujian Request UID dengan Kondisi 2
UID Role
A00 Gateway (Respon)
A10 Node (Respon)
- Node (Request)
3. Kondisi 3
Pengujian dengan kondisi ketiga yaitu pengujian dengan 3 device di mana terdapat
2 device node yang belum memiliki UID akan melakukan request dengan waktu
yang berdekatan dan terdapat 1 device gateway dengan UID A00 akan memberikan
respon terhadap request UID tersebut. Berikut adalah daftar device pada pengujian
request UID dengan kondisi 3 pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Pengujian Request UID dengan Kondisi 3
UID Role Keterangan
A00 Gateway (Respon) -
- Node (Request) Node A
- Node (Request) Node B
Pengujian fungsional pengiriman data sensor pada skema topologi star dilakukan
dengan mengirimkan 3 data sensor yaitu temperature, humidity, dan gas yang
60
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
didapatkan melalui sensor DHT11 dan MQ-2. Pengiriman data dilakukan dari 2
device nodes yang terhubung langsung dengan device gateway dengan UID A10
dan A20. Data tersebut akan dikirim ke cloud database atau internet melalui device
gateway. Berikut adalah daftar device pada pengujian dengan skema topologi star
pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4 Pengujian Pengiriman Data pada Skema Topologi Star
UID Role
A00 Gateway
A10 Sensor Node
A20 Sensor Node
Pengujian fungsional pengiriman data sensor pada skema topologi tree dilakukan
dengan mengirimkan 3 data sensor yaitu temperature, humidity, dan gas yang
didapatkan melalui sensor DHT11 dan MQ-2. Pengiriman data dilakukan dari
device node dengan UID A11. Data tersebut akan dikirim ke cloud database atau
internet melalui device repeater terlebih dahulu kemudian device gateway. Berikut
adalah daftar device pada pengujian dengan skema topologi tree pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Pengujian Pengiriman Data Sensor pada Skema Topologi Tree
UID Role
A00 Gateway
A10 Repeater
A11 Sensor Node
Pengujian fungsional reset UID pada device node dilakukan dengan beberapa
kondisi. Hal ini bertujuan untuk memastikan fungsi reset UID pada device node
Platform Device tetap berjalan dengan baik apapun kondisinya.
1. Kondisi 1
Pengujian dengan kondisi pertama yaitu pengujian dengan 2 device di mana
terdapat 1 device node yang melakukan reset UID dan terdapat 1 device gateway
dengan UID A00 akan memberikan respon terhadap reset UID tersebut. Berikut
adalah daftar device pada pengujian reset UID device node dengan kondisi 1 pada
Tabel 4.6.
61
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Tabel 4.6 Pengujian Reset UID pada Device Node dengan Kondisi 1
UID Role
A00 Gateway (Respon)
A10 Node (Reset)
2. Kondisi 2
Pengujian dengan kondisi kedua yaitu pengujian 3 device dengan skema topologi
tree di mana terdapat 2 device node dan 1 device gateway. Device node yang berada
pada layer 2 melakukan reset. Sedangkan device node pada layer 3 dan juga device
gateway akan melakukan respon terhadap reset UID tersebut. Berikut adalah daftar
device pada pengujian reset UID device node dengan kondisi 2 pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Pengujian Reset UID pada Device Node dengan Kondisi 2
UID Role
A00 Gateway (Respon)
A10 Node (Reset)
A11 Node (Respon)
3. Kondisi 3
Pengujian dengan kondisi ketiga yaitu pengujian 3 device dengan skema topologi
tree dimana terdapat 2 device node dan 1 device gateway. Device node yang berada
pada layer 3 melakukan reset. Sedangkan device node pada layer 2 dan juga device
gateway akan melakukan respon terhadap reset UID tersebut. Berikut adalah daftar
device pada pengujian reset UID device node dengan kondisi 1 pada Tabel 4.8.
Tabel 4.8 Pengujian Reset UID pada Device Node dengan Kondisi 3
UID Role
A00 Gateway (Respon)
A10 Node (Respon)
A11 Node (Reset)
4. Kondisi 4
Pengujian dengan kondisi keempat yaitu pengujian 3 device dengan skema topologi
star di mana terdapat 2 device node dan 1 device gateway. Kedua device node
tersebut melakukan reset UID dalam waktu yang berdekatan. Sedangkan device
gateway akan melakukan respon terhadap reset UID tersebut. Berikut adalah daftar
device pada pengujian reset UID device node dengan kondisi 4 pada Tabel 4.9.
62
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Tabel 4.9 Pengujian Reset UID pada Device Node dengan Kondisi 4
UID Role
A00 Gateway (Respon)
A10 Node (Reset)
A20 Node (Reset)
Pengujian fungsional reset UID pada device gateway dilakukan dengan beberapa
kondisi. Hal ini bertujuan untuk memastikan fungsi reset UID pada device gateway
Platform Device tetap berjalan dengan baik apapun kondisinya.
1. Kondisi 1
Pengujian dengan kondisi pertama yaitu pengujian 3 device dengan skema topologi
star di mana terdapat 2 device node dan 1 device gateway. Device gateway akan
melakukan reset. Berikut adalah daftar device pada pengujian reset UID device
gateway dengan kondisi 1 pada Tabel 4.10.
Tabel 4.10 Pengujian Reset UID pada Device Gateway dengan Kondisi 1
UID Role
A00 Gateway (Reset)
A10 Node (Respon)
A20 Node (Respon)
2. Kondisi 2
Pengujian dengan kondisi kedua yaitu pengujian 3 device dengan skema topologi
tree di mana terdapat 2 device node dan 1 device gateway. Device gateway akan
melakukan reset. Berikut adalah daftar device pada pengujian reset UID device
gateway dengan kondisi 2 pada Tabel 4.11.
Tabel 4.11 Pengujian Reset UID pada Device Gateway dengan Kondisi 2
UID Role
A00 Gateway (Reset)
A10 Node (Respon)
A11 Node (Respon)
63
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
4.3.2 Prosedur Pengujian Kinerja
Pengujian kinerja dilakukan pada daerah pinggiran Banjir Kanal Timur (BKT),
Jakarta Timur karena daerah tersebut merupakan ruang terbuka dan cukup panjang.
Pengujian ini dilakukan dengan mengirimkan data setiap 1 menit dengan berbagai
variasi jarak yaitu 10 m, 25 m, 50 m, 100 m, 250 m, 500 m, dan 1000 m. Terdapat
2 lokasi pada pengujian kinerja ini, pada jarak 10 – 500 m menggunakan lokasi
jogging track Banjir Kanal Timur. Sedangkan pada jarak 1000 m menggunakan
lokasi antar jembatan yang ada di Banjir Kanal Timur.
Gambar 4.1 Lokasi Pengujian Kinerja
4.4 Data Hasil Pengujian
4.4.1 Data Hasil Pengujian Fungsional
Data hasil pengujian fungsional dibagi menjadi beberapa bagian sesuai dengan
fungsionalnya yaitu, data hasil pengujian request UID, data hasil pengujian
pengiriman data pada skema topologi star, data hasil pengujian pengiriman data
pada skema topologi tree, data hasil pengujian reset UID pada device node, dan
data hasil pengujian reset UID pada device gateway.
4.4.1.1 Data Hasil Pengujian Request UID
Berikut adalah data-data hasil pengujian request UID dengan beberapa kondisi.
1. Kondisi 1
Berikut adalah data-data hasil pengujian request UID dengan kondisi pertama yang
akan dijelaskan pada Gambar 4.2 sampai Gambar 4.8.
64
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.2 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian
Gambar 4.2 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID pada
masing-masing device.
Gambar 4.3 Device Node Melakukan Request UID
Gambar 4.3 merupakan tampilan serial monitor pada device node ketika baru
dinyalakan dan belum memiliki UID. Karena belum memiliki UID device node
melakukan request UID.
65
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.4 Device Gateway A00 Menerima Request UID
Gambar 4.4 merupakan tampilan serial monitor pada device gateway A00 ketika
melakukan menerima paket data UID Request dari device node. Kemudian device
gateway A00 melakukan generate UID untuk device node. Hasil generate UID
tersebut dikirim ke device node menggunakan LoRa.
Gambar 4.5 Device Node Menerima Paket Data UID Generate
Gambar 4.5 merupakan tampilan serial monitor pada device node ketika menerima
paket data UID Generate dari device gateway A00.
Gambar 4.6 Device Node Memilih UID
Gambar 4.6 merupakan tampilan serial monitor pada device node ketika melakukan
pemilihan UID terhadap UID yang diterima. Karena hanya 1 UID yang diterima
maka device node memilih “A40” sebagai UID. Setelah device node memiliki UID,
device node melakukan pendaftaran terhadap UID yang baru didapatkan dengan
melakukan pengiriman paket data UID Assign menggunakan LoRa.
66
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.7 Device Gateway A00 Mendaftarkan UID A40 pada Cloud Database
Gambar 4.7 merupakan tampilan serial monitor pada device gateway A00 ketika
menerima paket data UID Assign dari device node A40. Setelah menerima paket
data tersebut, device gateway A00 melakukan pengecekan dan pendaftaran
terhadap UID “A40”. UID tersebut kemudian didaftarkan pada cloud database
menggunakan koneksi internet pada WiFi.
Gambar 4.8 Hasil Pendaftaran UID A40 pada Interface Web
Gambar 4.8 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID “A40”
berhasil didaftarkan pada cloud database.
2. Kondisi 2
Berikut adalah data-data hasil pengujian request UID dengan kondisi kedua yang
akan dijelaskan pada Gambar 4.9 sampai Gambar 4.18.
67
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.9 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian
Gambar 4.9 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID pada
masing-masing device.
Gambar 4.10 Device Node Melakukan Request UID
Gambar 4.10 merupakan tampilan serial monitor pada device node ketika baru
dinyalakan dan belum memiliki UID. Karena belum memiliki UID device node
melakukan request UID.
Gambar 4.11 Device Node A10 Repeater Paket Data UID Request
Gambar 4.11 merupakan tampilan serial monitor pada device node A10 ketika
menerima paket data UID request dari device node lain yang melakukan request.
68
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Setelah menerima paket tersebut device node A10 melakukan repeater terhadap
paket tersebut agar dapat diterima oleh device gateway A00.
Gambar 4.12 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Request dari Device Node
Gambar 4.12 merupakan tampilan serial monitor pada device gateway A00 ketika
melakukan menerima paket data UID Request dari device node. Kemudian device
gateway A00 melakukan generate UID untuk device node. Hasil generate UID
tersebut yaitu “AY0” akan dikirim ke device node menggunakan LoRa.
Gambar 4.13 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Request dari Device Node A10
Gambar 4.13 merupakan tampilan serial monitor pada device gateway A00 ketika
melakukan menerima paket data UID Request dari device node A10. Kemudian
device gateway A00 melakukan generate UID untuk device node. Hasil generate
UID tersebut yaitu “A1Z” akan dikirim ke device node A10 menggunakan LoRa.
Gambar 4.14 Device Node A10 Repeater Paket Data UID Generate
69
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.14 merupakan tampilan serial monitor pada device node A10 ketika
menerima paket data UID Generate dari device gateway A00. Setelah menerima
paket tersebut device node A10 melakukan repeater terhadap paket tersebut agar
dapat diterima oleh device node yang melakukan request UID.
Gambar 4.15 Device Node Menerima Paket Data UID Generate
Gambar 4.15 merupakan tampilan serial monitor pada device node ketika menerima
paket data UID Generate dari device gateway A00 dan device node A10. UID yang
diterima yaitu “AY0” dan “A1Z”. Device node mendapat 2 respon UID terhadap
request yang sudah dilakukan karena terdapat 2 device yang dapat melakukan
respon terhadap paket data UID request tersebut.
Gambar 4.16 Device Node Memilih UID
Gambar 4.16 merupakan tampilan serial monitor pada device node ketika
melakukan pemilihan UID terhadap UID yang diterima. Terdapat 2 UID yang
diterima oleh device node yaitu “AY0” dan “A1Z”. Pemilihan dilakukan
berdasarkan signal RSSI yang didapat ketika menerima UID. Jika UID yang dipilih
“AY0” maka device node akan terdaftar sebagai layer 2, jika UID yang dipilih
“A1Z” maka device node akan terdaftar sebagai layer 3. Karena UID “AY0”
70
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
memiliki signal RSSI lebih kecil maka device node memilih “AY0” sebagai UID.
Setelah device node memiliki UID, device node melakukan pendaftaran terhadap
UID yang baru didapatkan dengan melakukan pengiriman paket data UID Assign
melalui LoRa.
Gambar 4.17 Device Gateway A00 Mendaftarkan UID AY0 pada Cloud Database
Gambar 4.17 merupakan tampilan serial monitor pada device gateway A00 ketika
menerima paket data UID Assign dari device node AY0. Setelah menerima paket
data tersebut, device gateway A00 melakukan pengecekan dan pendaftaran
terhadap UID “AY0”. UID tersebut kemudian didaftarkan pada cloud database
menggunakan koneksi internet pada WiFi.
Gambar 4.18 Hasil Pendaftaran UID AY0 pada Interface Web
Gambar 4.18 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID “AY0”
berhasil didaftarkan pada cloud database.
3. Kondisi 3
71
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Berikut adalah data-data hasil pengujian request UID dengan kondisi ketiga. yang
akan dijelaskan pada Gambar 4.19 sampai Gambar 4.28.
Gambar 4.19 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian
Gambar 4.19 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID pada
masing-masing device.
Gambar 4.20 Device Node A Melakukan Request UID
Gambar 4.20 merupakan tampilan serial monitor pada device node A ketika baru
dinyalakan dan belum memiliki UID. Karena belum memiliki UID device node A
melakukan request UID.
72
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.21 Device Node B Melakukan Request UID
Gambar 4.21 merupakan tampilan serial monitor pada device node B ketika baru
dinyalakan dan belum memiliki UID. Karena belum memiliki UID device node B
melakukan request UID.
Gambar 4.22 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Request dari Device Node A dan
Device Node B
Gambar 4.22 merupakan tampilan serial monitor pada device gateway A00 ketika
melakukan menerima paket data UID Request dari device node A dan device node
B. Kemudian device gateway A00 melakukan generate UID untuk device node A
dan device node B. Hasil generate UID tersebut yaitu “AS0” dikirim ke device node
A dan “AD0” dikirim ke device node B menggunakan LoRa.
73
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.23 Device Node A Menerima Paket Data UID Generate
Gambar 4.24 Device Node B Menerima Paket Data UID Generate
Gambar 4.23 dan Gambar 4.24 merupakan tampilan serial monitor pada device
node A dan device node B menerima paket data UID Generate dari device gateway
A00.
Gambar 4.25 Device Node A Memilih UID
Gambar 4.25 merupakan tampilan serial monitor pada device node A ketika
melakukan pemilihan UID terhadap UID yang diterima. Karena hanya 1 UID yang
diterima maka device node A memilih “AS0” sebagai UID. Setelah device node A
memiliki UID, device node A melakukan pendaftaran terhadap UID yang baru
didapatkan dengan melakukan pengiriman paket data UID Assign menggunakan
LoRa.
Gambar 4.26 Device Node B Memilih UID
74
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.26 merupakan tampilan serial monitor pada device node B ketika
melakukan pemilihan UID terhadap UID yang diterima. Karena hanya 1 UID yang
diterima maka device node B memilih “A40” sebagai UID. Setelah device node B
memiliki UID, device node B melakukan pendaftaran terhadap UID yang baru
didapatkan dengan melakukan pengiriman paket data UID Assign menggunakan
LoRa.
Gambar 4.27 Device Gateway A00 Mendaftarkan UID AS0 dan AD0 pada Cloud Database
Gambar 4.27 merupakan tampilan serial monitor pada device gateway A00 ketika
menerima paket data UID Assign dari device node AS0 dan device node AD0.
Setelah menerima paket data tersebut, device gateway A00 melakukan pengecekan
dan pendaftaran terhadap UID “AS0” dan UID “AD0”. UID tersebut kemudian
didaftarkan pada cloud database menggunakan koneksi internet pada WiFi.
Gambar 4.28 Hasil Pendaftaran UID AS0 dan AD0 pada Interface Web
75
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.28 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID AS0 dan
AD0 berhasil didaftarkan pada cloud database.
4.4.1.2 Data Hasil Pengujian Pengiriman Data pada Skema Topologi Star
Berikut adalah data-data hasil pengujian pengiriman data pada skema topologi star
yang akan dijelaskan pada Gambar 4.29 sampai Gambar 4.35.
Gambar 4.29 Pengiriman Data Sensor pada Device Node A10
Gambar 4.30 Pengiriman Data Sensor pada Device Node A20
Gambar 4.29 dan Gambar 4.30 merupakan tampilan pada serial monitor ketika
device A10 dan A20 melakukan pengiriman data sensor. Adapun nilai sensor yang
dikirim pada device A10 yaitu temperature bernilai 25 dengan key f1, humidity
bernilai 46 dengan key f2, dan gas bernilai 431 dengan key f3. Sedangkan nilai
sensor pada device A20 yaitu temperature bernilai 26 dengan key f1, humidity
bernilai 46 dengan key f2, dan gas bernilai 461 dengan key f3
Gambar 4.31 Device Gateway A00 Menerima Data Sensor dari Device Node A10
Gambar 4.32 Device Gateway A00 Menerima Data Sensor dari Device Node A20
76
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.31 dan Gambar 4.32 merupakan tampilan serial monitor pada device
gateway yang menunjukkan data sensor dari device node A10 dan A20 berhasil
diterima dan langsung diteruskan ke database menggunakan koneksi internet pada
modul WiFi. Kemudian device gateway A00 melakukan reply ke device node A10
dan A20 terhadap pengiriman data sensor yang telah dilakukan.
Gambar 4.33 Hasil Pengiriman Data Sensor Device Node A10 dan A20 pada Interface Web
Gambar 4.33 Merupakan tampilan pada interface web yang menunjukkan data-data
sensor hasil pengiriman yang dilakukan oleh device node A10 dan A20 berhasil
masuk di cloud database.
Gambar 4.34 Hasil Reply Device Gateway A00 terhadap Pengiriman Data Sensor Device Node
A10
Gambar 4.35 Hasil Reply Device Gateway A00 terhadap Pengiriman Data Sensor Device Node
A20
77
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.34 Dan Gambar 4.35 merupakan tampilan serial monitor pada device
node A10 dan A20 yang menunjukkan hasil reply dari device gateway A00 terhadap
pengiriman data sensor yang telah dilakukan.
4.4.1.3 Data Hasil Pengujian Pengiriman Data pada Skema Topologi Tree
Berikut adalah data-data hasil pengujian pengiriman data pada skema topologi tree
yang akan dijelaskan pada Gambar 4.36 sampai Gambar 4.41.
Gambar 4.36 Pengiriman Data Sensor pada Device Node A11
Gambar 4.36 merupakan tampilan pada serial monitor ketika device node A11
melakukan pengiriman data sensor. Adapun nilai sensor yang dikirim yaitu
temperature bernilai 26 dengan key f1, humidity bernilai 47 dengan key f2, dan gas
bernilai 420 dengan key f3.
Gambar 4.37 Device Node A10 Repeater Pengiriman Data Sensor ke Device Gateway A00
Gambar 4.37 merupakan tampilan serial monitor ketika device node A10 yang
menjadi repeater bagi device node A11 menerima data sensor kemudian diteruskan
ke device gateway A00 yang menjadi gateway.
Gambar 4.38 Device Gateway A00 Menerima Data Sensor dari Device Node A10
78
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.38 merupakan tampilan serial monitor Ketika device gateway A00
menerima data sensor dari device node A10 yang menjadi repeater. Data sensor
tersebut kemudian diteruskan oleh device gateway A00 ke cloud database
menggunakan koneksi internet pada modul WiFi. Setelah melakukan pengiriman
data pada cloud database device gateway A00 akan menerima status code hasil
pengiriman ke cloud database. Status code tersebut akan dikirim ke device node
A11 sebagai hasil reply dari pengiriman data sensor yang telah dilakukan.
Gambar 4.39 Hasil Pengiriman Data Sensor Device Node A11 pada Interface Web
Gambar 4.39 Merupakan tampilan pada interface web yang menunjukkan data
sensor hasil pengiriman yang dilakukan oleh device node A11 berhasil masuk di
cloud database.
Gambar 4.40 Device Node A10 Repeater Hasil Reply Pengiriman Data Sensor ke Device Node
A10
Gambar 4.40 merupakan tampilan serial monitor ketika device node A10 menjadi
repeater bagi device node A11 untuk menerima reply pengiriman data sensor yang
diberikan oleh device gateway A00.
79
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.41 Hasil Reply Device Gateway A00 terhadap Pengiriman Data Sensor Device Node
A10
Gambar 4.41 merupakan tampilan serial monitor pada device node A11 yang
menunjukkan hasil reply dari device gateway A00 terhadap pengiriman data sensor
yang telah dilakukan.
4.4.1.4 Data Hasil Pengujian Reset UID pada Device Node
Berikut adalah data-data hasil pengujian reset UID pada device node dengan
beberapa kondisi.
1. Kondisi 1
Berikut adalah data-data hasil pengujian reset UID pada device node dengan
kondisi pertama yang akan dijelaskan pada Gambar 4.42 sampai Gambar 4.46.
Gambar 4.42 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID Device Node Kondisi 1
Gambar 4.42 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID pada
masing-masing device.
80
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.43 Device Node A10 Melakukan Reset UID
Gambar 4.43 merupakan tampilan serial monitor pada device node A10 ketika push
button ditekan dan reset dilakukan. Device node A10 terlihat melakukan reset UID
dan mengirim paket data UID Reset ke device gateway A00.
Gambar 4.44 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Reset dari Device Node A10
Gambar 4.44 Merupakan tampilan serial monitor pada device gateway A00 ketika
menerima paket data UID Reset dari device node A10. Device gateway melakukan
reset UID “A10” yang terdaftar pada device gateway dan melakukan pengecekan
UID yang berada di layer bawahnya. Kemudian device gateway mengirim update
pada cloud database menggunakan koneksi internet pada WiFi.
Gambar 4.45 Hasil Update Reset UID A10 pada Interface Web
81
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.45 Merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID “A10”
berhasil di reset.
Gambar 4.46 Device Node A10 Melakukan Request UID
Gambar 4.46 merupakan tampilan serial monitor pada device node A10 ketika
melakukan request UID. Hal itu menunjukkan bahwa UID pada device node A10
sudah ter-reset karena device node tersebut melakukan request UID.
2. Kondisi 2
Berikut adalah data-data hasil pengujian reset UID pada device node dengan
kondisi kedua yang akan dijelaskan pada Gambar 4.47 sampai Gambar 4.53.
Gambar 4.47 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID Device Node Kondisi 2
Gambar 4.47 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID pada
masing-masing device.
Gambar 4.48 Device Node A10 Melakukan Reset UID
82
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.48 merupakan tampilan serial monitor pada device node A10 ketika push
button ditekan dan reset dilakukan. Device node A10 terlihat melakukan reset UID
dan mengirim paket data UID Reset ke device gateway. A00 Selain itu, karena
device node A10 berada pada layer 2 dan terdapat device yang berada di bawahnya
yaitu device node A11 maka device node A10 mengirim paket data UID Reset ke
device tersebut.
Gambar 4.49 Device Node A11 Menerima Paket Data UID Reset dari Device Node A10
Gambar 4.49 merupakan tampilan serial monitor pada device node A11 ketika
menerima paket data UID Reset dari device node A10. Kemudian device node A11
melakukan reset pada UID yang dimiliki.
Gambar 4.50 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Reset dari Device Node A10
Gambar 4.50 merupakan tampilan serial monitor pada device gateway A00 ketika
menerima paket data UID Reset dari device node A10. Device gateway melakukan
reset UID “A10” yang terdaftar pada device gateway dan melakukan pengecekan
UID yang berada di layer bawahnya. Karena terdapat device node yang berada di
bawah device node A10 yaitu device node A11. Maka device gateway juga
melakukan reset pada device node A11. Kemudian device gateway mengirim
update kedua UID tersebut pada cloud database menggunakan koneksi internet
pada WiFi.
83
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.51 Hasil Update Reset UID A10 dan A11 pada Interface Web
Gambar 4.52 Device Node A10 Melakukan Request UID
Gambar 4.53 Device Node A11 Melakukan Request UID
Gambar 4.52 dan Gambar 4.53 merupakan tampilan serial monitor pada device
node A10 dan device node A11 ketika melakukan request UID. Hal itu
menunjukkan bahwa UID pada device node A10 dan device node A11 sudah ter-
reset karena device node tersebut melakukan request UID.
3. Kondisi 3
Berikut adalah data-data hasil pengujian reset UID pada device node dengan
kondisi ketiga yang akan dijelaskan pada Gambar 4.54 sampai Gambar 4.59.
Gambar 4.54 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID Device Node Kondisi 3
84
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.54 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID pada
masing-masing device.
Gambar 4.55 Device Node A11 Melakukan Reset UID
Gambar 4.55 merupakan tampilan serial monitor pada device node A11 ketika push
button ditekan dan reset dilakukan. Device node A11 terlihat melakukan reset UID
dan mengirim paket data UID Reset ke device gateway A00.
Gambar 4.56 Device Node A10 Repeater Paket Data UID Reset dari Device Node A11
Gambar 4.56 merupakan tampilan serial monitor pada device node A10 ketika
menerima paket data UID Reset dari device node A11. Karena device node A10
merupakan layer atas dari device node A11 maka device node A10 melakukan
repeater terhadap paket data A11 agar dapat diterima oleh device gateway A00.
85
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.57 Device Gateway A00 Menerima Repeater Paket Data UID Reset dari Device Node
A10
Gambar 4.57 merupakan tampilan serial monitor pada device gateway A00 ketika
menerima hasil repeater paket data UID Reset dari device node A10. Device
gateway melakukan reset UID “A11” yang terdaftar pada device gateway dan
melakukan pengecekan UID yang berada di layer bawahnya. Kemudian device
gateway mengirim update UID pada cloud database menggunakan koneksi internet
pada WiFi.
Gambar 4.58 Hasil Update Reset UID A11 pada Interface Web
Gambar 4.58 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID “A11”
berhasil di reset.
Gambar 4.59 Device Node A11 Melakukan Request UID
Gambar 4.59 merupakan tampilan serial monitor pada device node A11 ketika
melakukan request UID. Hal itu menunjukkan bahwa UID pada device node A11
sudah ter-reset karena device node tersebut melakukan request UID.
4. Kondisi 4
86
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Berikut adalah data-data hasil pengujian reset UID pada device node dengan
kondisi keempat yang akan dijelaskan pada Gambar 4.60 sampai Gambar 4.67.
Gambar 4.60 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID Device Node Kondisi 4
Gambar 4.60 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID pada
masing-masing device.
Gambar 4.61 Device Node A10 Melakukan Reset UID
Gambar 4.62 Device Node A20 Melakukan Reset UID
Gambar 4.61 dan Gambar 4.62 merupakan tampilan serial monitor pada device
node A10 dan device node A20 ketika push button ditekan dan reset dilakukan.
87
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Device node A10 dan device node A20 terlihat melakukan reset UID dan mengirim
paket data UID Reset ke device gateway A00.
Gambar 4.63 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Reset dari Device Node A10
Gambar 4.64 Device Gateway A00 Menerima Paket Data UID Reset dari Device Node A20
Gambar 4.63 dan Gambar 4.64 merupakan tampilan serial monitor pada device
gateway A00 ketika menerima paket data UID Reset dari device node A10 dan
device node A20. Device gateway A00 melakukan reset UID “A10” dan “A20”
yang terdaftar pada device gateway A00 dan melakukan pengecekan UID yang
berada di layer bawahnya. Kemudian device gateway mengirim update kedua UID
tersebut pada cloud database menggunakan koneksi internet pada WiFi.
Gambar 4.65 Hasil Update Reset UID A10 dan A20 pada Interface Web
Gambar 4.65 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID “A10”
dan “A20” berhasil di reset.
88
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.66 Device Node A10 Melakukan Request UID
Gambar 4.67 Device Node A20 Melakukan Request UID
Gambar 4.66 dan Gambar 4.67 merupakan tampilan serial monitor pada device
node A10 dan device node A20 ketika melakukan request UID. Hal itu
menunjukkan bahwa UID pada device node A10 dan device node A20 sudah ter-
reset karena device node tersebut melakukan request UID.
4.4.1.4 Data Hasil Pengujian Reset UID pada Device Gateway
Berikut adalah data-data hasil pengujian reset UID pada device gateway dengan
beberapa kondisi.
1. Kondisi 1
Berikut adalah data-data hasil pengujian reset UID pada device gateway dengan
kondisi pertama yang akan dijelaskan pada Gambar 4.68 sampai Gambar 4.74.
Gambar 4.68 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID Device Gateway Kondisi 1
Gambar 4.68 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID pada
masing-masing device.
89
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.69 Device Gateway A00 Melakukan Reset UID
Gambar 4.69 merupakan tampilan serial monitor device gateway A00 ketika push
button ditekan dan reset dilakukan. Device gateway A00 terlihat melakukan reset
semua UID device node yang terdaftar yaitu “A10” dan “A20”. Device gateway
A00 mengirim update kedua UID yang di reset tersebut pada cloud database
menggunakan koneksi internet pada WiFi. Selain itu, device gateway mengirim
paket data UID Reset ke device node A10 dan device node A20 menggunakan LoRa
agar UID pada device tersebut di reset.
Gambar 4.70 Hasil Update Reset UID Device Gateway pada Interface Web
Gambar 4.70 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID “A10”
dan “A20” berhasil di reset.
90
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.71 Device Node A10 Menerima Paket Data UID Reset dari Device Gateway A00
Gambar 4.72 Device Node A20 Menerima Paket Data UID Reset dari Device Gateway A00
Gambar 4.71 dan Gambar 4.72 merupakan tampilan serial monitor device node A10
dan device node A20 ketika menerima paket data UID Reset dari device gateway
A00. Karena paket data tersebut berisi instruksi untuk melakukan reset UID pada
91
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
device maka kedua device tersebut melakukan reset UID yang tersimpan pada
variabel dan EEPROM.
Gambar 4.73 Device Node A10 Melakukan Request UID
Gambar 4.74 Device Node A20 Melakukan Request UID
Gambar 4.73 dan Gambar 4.74 merupakan tampilan serial monitor pada device
node A10 dan device node A20 ketika melakukan request UID. Hal itu
menunjukkan bahwa UID pada device node A10 dan device node A20 sudah ter-
reset karena device node tersebut melakukan request UID.
2. Kondisi 2
Berikut adalah data-data hasil pengujian reset UID pada device gateway dengan
kondisi kedua yang akan dijelaskan pada Gambar 4.75 sampai Gambar 4.82.
Gambar 4.75 Tampilan Interface Web Sebelum Pengujian Reset UID Device Gateway Kondisi 2
Gambar 4.75 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID pada
masing-masing device.
92
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.76 Device Gateway A00 Melakukan Reset UID
Gambar 4.76 merupakan tampilan serial monitor device gateway A00 ketika push
button ditekan dan reset dilakukan. Device gateway A00 terlihat melakukan reset
semua UID device node yang terdaftar yaitu “A10” dan “A11”. Device gateway
A00 mengirim update kedua UID yang di reset tersebut pada cloud database
menggunakan koneksi internet pada WiFi. Selain itu, device gateway mengirim
paket data UID Reset ke device node A10 dan device node A11 menggunakan LoRa
agar UID pada device tersebut di reset.
Gambar 4.77 Hasil Update Reset UID Device Gateway pada Interface Web
Gambar 4.77 merupakan tampilan interface web yang menunjukkan UID “A10”
dan “A11” berhasil di reset.
93
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.78 Device Node A10 Repeater Paket Data UID Reset dari Device Gateway A00
Gambar 4.78 merupakan tampilan serial monitor device node A10 ketika menerima
paket data UID Reset untuk device node A11. Karena berdasarkan skema device
node A10 berada di atas device node A11 maka device node A10 repeater paket
data tersebut agar dapat diterima oleh device node A11.
.
Gambar 4.79 Device Node A10 Menerima Paket Data UID Reset dari Device Gateway A00
Gambar 4.80 Device Node A11 Menerima Paket Data UID Reset dari Device Gateway A00
94
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4.81 Device Node A10 Melakukan Request UID
Gambar 4.82 Device Node A11 Melakukan Request UID
Gambar 4.81 dan Gambar 4.82 merupakan tampilan serial monitor pada device
node A10 dan device node A11 ketika melakukan request UID. Hal itu
menunjukkan bahwa UID pada device node A10 dan device node A11 sudah ter-
reset karena device node tersebut melakukan request UID.
4.4.2 Data Hasil Pengujian Kinerja
Data hasil pengujian kinerja dibagi menjadi beberapa bagian sesuai dengan
jaraknya yaitu, data hasil pengujian kinerja jarak 10 m, data hasil pengujian kinerja
jarak 25 m, data hasil pengujian kinerja jarak 50 m, data hasil pengujian kinerja
jarak 100 m, data hasil pengujian kinerja jarak 250 m, data hasil pengujian kinerja
jarak 500 m, dan data hasil pengujian kinerja jarak 1000 m.
4.4.2.1 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 10 M
Pengujian kinerja dimulai dengan jarak 10. Berikut adalah tabel data hasil
pengujian kinerja device dengan jarak 10 m beserta dengan dokumentasinya.
Gambar 4.83 Lokasi Pengujian Kinerja 10 Meter
95
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Tabel 4.12 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 10 Meter
Data Send Time Receive Time Time (ms) RSSI (dB) Loss
1 16:00:18.140 16:00:18.943 803 -70 -
2 16:01:18.141 16:01:18.965 824 -65 -
3 16:02:18.133 16:02:18.945 812 -64 -
4 16:03:18.153 16:03:18.962 809 -66 -
5 16:04:18.147 16:04:18.949 802 -65 -
6 16:05:18.138 16:05:18.944 806 -68 -
7 16:06:18.128 16:06:18.980 852 -70 -
8 16:07:18.139 16:07:18.960 821 -70 -
9 16:08:18.142 16:08:18.963 821 -71 -
10 16:09:18.131 16:09:18.953 822 -70 -
Average 817,2 -67,9 0%
Berdasarkan tabel 4.12, kinerja device dengan jarak 10 m membutuhkan waktu rata-
rata 817,2 ms atau kurang dari 1 detik untuk melakukan pengiriman data dengan
rata-rata RSSI -67,9 dan tingkat loss data 0%.
4.4.2.2 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 25 M
Pengujian kedua yaitu dengan jarak 25 m. Berikut adalah tabel data hasil pengujian
kinerja device dengan jarak 25 m beserta dengan dokumentasinya.
Gambar 4.84 Lokasi Pengujian Kinerja 25 Meter
96
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Tabel 4.13 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 25 Meter
Data Send Time Receive Time Time (ms) RSSI (dB) Loss
1 16:12:18.147 16:12:18.941 794 -83 -
2 16:13:18.129 16:13:18.952 823 -82 -
3 16:14:18.123 16:14:18.949 826 -86 -
4 16:15:18.145 16:15:18.942 797 -85 -
5 16:16:18.122 16:16:18.951 829 -88 -
6 16:17:18.145 16:17:18.968 823 -77 -
7 16:18:18.113 16:18:18.968 855 -91 -
8 16:19:18.115 16:19:18.968 853 -82 -
9 16:20:18.140 16:20:18.959 819 -81 -
10 16:21:18.124 16:21:18.955 831 -87 -
Average 825 -84,2 0%
Berdasarkan tabel 4.13, kinerja device dengan jarak 25 m membutuhkan waktu rata-
rata 825 ms atau kurang dari 1 detik untuk melakukan pengiriman data dengan rata-
rata RSSI -84,2 dan tingkat loss data 0%.
4.4.2.3 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 50 M
Pengujian ketiga yaitu dengan jarak 50 m. Berikut adalah tabel data hasil pengujian
kinerja device dengan jarak 50 m beserta dengan dokumentasinya
Gambar 4.85 Lokasi Pengujian Kinerja 50 Meter
97
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Tabel 4.14 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 50 Meter
Data Send Time Receive Time Time (ms) RSSI (dB) Loss
1 16:23:18.129 16:23:18.968 839 -89 -
2 16:24:18.105 16:24:18.970 865 -92 -
3 16:25:18.124 16:25:18.950 826 -91 -
4 16:26:18.122 16:26:18.957 835 -93 -
5 16:27:18.115 16:27:18.949 834 -92 -
6 16:28:18.111 16:28:18.941 830 -89 -
7 16:29:18.102 16:30:18.946 844 -90 -
8 16:30:18.123 16:31:18.949 826 -94 -
9 16:31:18.113 16:32:18.939 817 -90 -
10 16:32:18.122 16:33:18.972 850 -90 -
Average 836,6 -91 0%
Berdasarkan tabel 4.14, kinerja device dengan jarak 50 m membutuhkan waktu rata-
rata 836,6 ms atau kurang dari 1 detik untuk melakukan pengiriman data dengan
rata-rata RSSI -91 dan tingkat loss data 0%.
4.4.2.4 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 100 M
Pengujian keempat yaitu dengan jarak 100 m. Berikut adalah tabel data hasil
pengujian kinerja device dengan jarak 100 m beserta dengan dokumentasinya.
Gambar 4.86 Lokasi Pengujian Kinerja 100 Meter
98
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Tabel 4.15 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 100 Meter
Data Send Time Receive Time Time (ms) RSSI (dB) Loss
1 16:35:18.121 16:35:18.971 850 -95 -
2 16:36:18.122 16:36:18.945 823 -104 -
3 16:37:18.116 16:37:18.957 841 -105 -
4 16:38:18.120 16:38:18.969 849 -104 -
5 16:39:18.116 16:39:18.953 837 -107 -
6 16:40:18.112 16:40:18.949 837 -110 -
7 16:41:18.120 16:41:18.961 841 -98 -
8 16:42:18.104 16:42:18.948 844 -106 -
9 16:43:18.098 16:43:18.962 864 -105 -
10 16:44:18.101 16:44:18.947 846 -100 -
Average 843,2 -103,4 0%
Berdasarkan tabel 4.15, kinerja device dengan jarak 100 m membutuhkan waktu
rata-rata 843,2 ms atau kurang dari 1 detik untuk melakukan pengiriman data
dengan rata-rata RSSI -103,4 dan tingkat loss data 0%.
4.4.2.5 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 250 M
Pengujian kelima yaitu dengan jarak 250 m. Berikut adalah tabel data hasil
pengujian kinerja device dengan jarak 250 m beserta dengan dokumentasinya.
Gambar 4.87 Lokasi Pengujian Kinerja 250 Meter
99
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Tabel 4.16 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 250 Meter
Data Send Time Receive Time Time (ms) RSSI (dB) Loss
1 13:02:17.005 13:02:18.632 1627 -101 -
2 13:03:16.994 13:03:18.636 1642 -105 -
3 13:04:17.007 13:04:18.670 1663 -105 -
4 13:05:16.975 13:05:18.641 1666 -104 -
5 13:06:16.987 13:06:18.640 1653 -105 -
6 13:07:16.998 13:07:18.647 1649 -110 -
7 13:08:16.975 13:08:18.637 1662 -106 -
8 13:09:16.977 13:09:18.667 1690 -107 -
9 13:10:17.008 13:10:18.653 1645 -107 -
10 13:11:16.986 13:11:18.643 1657 -105 -
Average 1655,4 -105,5 0%
Berdasarkan tabel 4.16, kinerja device dengan jarak 250 m membutuhkan waktu
rata-rata 1655,4 ms atau 1,6 detik untuk melakukan pengiriman data dengan rata-
rata RSSI -105,5 dan tingkat loss data 0%.
4.4.2.6 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 500 M
Pengujian keenam yaitu dengan jarak 500 m. Berikut adalah tabel data hasil
pengujian kinerja device dengan jarak 500 m beserta dengan dokumentasinya.
Gambar 4.88 Lokasi Pengujian Kinerja 500 Meter
100
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Tabel 4.17 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 500 Meter
Data Send Time Receive Time Time (ms) RSSI (dB) Loss
1 12:20:17.025 12:20:18.498 1473 -114 -
2 12:21:17.014 12:21:18.510 1496 -113 -
3 12:22:17.020 12:22:18.495 1475 -113 -
4 12:23:17.018 12:23:18.504 1486 -114 -
5 12:24:17.030 12:24:18.520 1490 -111 -
6 12:25:17.016 - - -
7 12:26:17.040 12:26:18.525 1485 -116 -
8 12:27:17.020 12:27:18.528 1508 -114 -
9 12:28:17.018 12:28:18.500 1482 -113 -
10 12:29:17.010 12:29:18.531 1521 -113 -
Average 1490,7 -113,1 10%
Berdasarkan tabel 4.17, kinerja device dengan jarak 500 m membutuhkan waktu
rata-rata 1490,7 ms atau 1,4 detik untuk melakukan pengiriman data dengan rata-
rata RSSI -113,1 dan tingkat loss data 10%.
4.4.2.7 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 1000 M
Pengujian ketujuh yaitu dengan jarak 1000 m. Berikut adalah tabel data hasil
pengujian kinerja device dengan jarak 1000 m beserta dengan dokumentasinya.
Gambar 4.89 Lokasi Pengujian Kinerja 1000 Meter
101
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Tabel 4.18 Data Hasil Pengujian Kinerja Jarak 1000 Meter
Data Send Time Receive Time Time (ms) RSSI (dB) Loss
1 15:20:19.110 15:20:19.211 101 -109 -
2 15:21:19.094 15:21:19.185 94 -109 -
3 15:22:19.091 15:22:19.210 119 -109 -
4 15:23:19.082 15:23:19.206 124 -109 -
5 15:24:19.085 15:24:19.195 110 -110 -
6 15:25:19.084 15:25:19.200 116 -110
7 15:26:19.104 15:26:19.196 92 -107 -
8 15:27:19.086 15:27:19.190 104 -109 -
9 15:28:19.088 15:28:19.186 98 -109 -
10 15:29:19.096 15:29:19.185 89 -110 -
Average 104,7 -109,1 10%
Berdasarkan tabel 4.18, kinerja device dengan jarak 1000 m membutuhkan waktu
rata-rata 104,7 ms atau 1 milidetik untuk melakukan pengiriman data dengan rata-
rata RSSI -109,1 dan tingkat loss data 10%.
4.5 Analisis Data / Evaluasi
4.5.1 Analisis Data Pengujian Fungsional
Berdasarkan data hasil pengujian fungsional yang telah dilakukan, dapat
disimpulkan bahwa keseluruhan fungsional pada alat Platform Device dapat bekerja
sesuai dengan fungsinya masing-masing dalam kondisi ataupun skema apapun.
Sehingga Platform Device dapat dijadikan sebagai platform komunikasi sensor data
pada IoT monitoring. Berikut adalah status hasil pengujian fungsional pada Tabel
4.19.
Tabel 4.19 Hasil Pengujian Fungsional Platform Device
No Fungsional Keterangan
1 2 3
1 Request UID Kondisi 1 Berhasil
2 Request UID Kondisi 2 Berhasil
3 Request UID Kondisi 3 Berhasil
4 Pengiriman Data dengan Skema Topologi Star Berhasil
102
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
1 2 3
5 Pengiriman Data dengan Skema Topologi Tree Berhasil
6 Reset UID pada Device Node Kondisi 1 Berhasil
7 Reset UID pada Device Node Kondisi 2 Berhasil
8 Reset UID pada Device Node Kondisi 3 Berhasil
9 Reset UID pada Device Node Kondisi 4 Berhasil
10 Reset UID pada Device Gateway Kondisi 1 Berhasil
11 Reset UID pada Device Gateway Kondisi 2 Berhasil
Dari semua fungsi yang telah diujikan pada tahap pengujian fungsional pada Tabel
4.19, fungsi-fungsi tersebut akan dijelaskan secara rinci pada sub bab 4.5.1.1
sampai sub bab 4.5.1.5.
4.5.1.1 Analisis Data Pengujian Request UID
Berdasarkan data hasil pengujian request UID, fungsional request UID pada
Platform Device dengan 3 kondisi berhasil dilakukan. Semua pengujian tersebut
dihitung waktu pemrosesannya. Waktu yang dihitung dimulai dari device node
ketika terdeteksi belum memiliki UID hingga mendapatkan UID dan
mendaftarkannya ke cloud database. Berikut adalah waktu pemrosesan fungsi
request UID pada 3 kondisi yang disajikan pada Tabel 4.20.
Tabel 4.20 Hasil Pengujian Fungsional Request UID Platform Device
No Kondisi Waktu (ms)
1 Kondisi 1 29049
2 Kondisi 2 29880
3 Kondisi 3 30573
Pada kondisi 1, waktu pemrosesan dimulai dari 00:05:32.521 yaitu ketika device
node terdeteksi belum memiliki UID. Proses tersebut selesai pada 00:06:03.472.
Sehingga waktu yang dibutuhkan untuk melakukan fungsi request UID pada
kondisi 1 yaitu sekitar 29049 ms atau 29 detik. Pada kondisi 2, request UID dimulai
dari 00:57:45:094 dan selesai pada 00:58:15.214 sehingga waktu yang dibutuhkan
untuk melakukan fungsi request UID pada kondisi 2 yaitu 29880 ms atau 29,8 detik.
103
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Pada kondisi 3, request UID pada device node A10 dimulai pada 00:28:06.704 dan
selesai pada 00:28:37.326 sedangkan pada device node A20 dimulai pada
00:28:09.763 dan selesai pada 00:28:40.197. Sehingga waktu rata-rata yang
dibutuhkan untuk melakukan request UID pada kondisi 3 yaitu 30573 ms atau 30,5
detik dengan rincian 30622 ms untuk device node A dan 30524 ms untuk device
node B. Kondisi 3 memiliki waktu pemrosesan yang sedikit lebih lama
dibandingkan dengan kondisi lainnya karena terdapat 2 device node yang harus
diberikan respon terhadap request UID yang telah dilakukan.
4.5.1.2 Analisis Data Pengujian Pengiriman Data pada Skema Topologi Star
Berdasarkan data hasil pengujian, pengiriman data pada skema topologi star
berhasil dilakukan dengan waktu 1407 ms untuk device node A10 dan 1171 ms
untuk device node A20. Waktu tersebut merupakan waktu yang dibutuhkan oleh
device node untuk mengirim data sensor ke cloud database hingga mendapatkan
reply dari pengiriman data yang telah dilakukan. Rata-rata waktu yang dibutuhkan
untuk melakukan pengiriman data oleh device node dengan skema topologi star
yaitu 1289 ms atau 1,2 detik. Berdasarkan data tersebut, penggunaan Platform
Device tidak memberikan delay waktu pengiriman data sensor yang cukup
signifikan dan juga masih dapat di toleransi, sehingga data sensor tetap dapat di
monitoring secara real time.
4.5.1.3 Analisis Data Pengujian Pengiriman Data pada Skema Topologi Tree
Berdasarkan data hasil pengujian, pengiriman data pada skema topologi tree
berhasil dilakukan dengan waktu 3080 ms untuk device node A11. Waktu tersebut
merupakan waktu yang dibutuhkan oleh device node pada layer 3 untuk mengirim
data sensor hingga mendapatkan reply dari pengiriman data yang telah dilakukan.
Sehingga waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pengiriman data oleh device
node pada layer 3 dengan skema topologi tree yaitu 3080 ms atau 3 detik.
Berdasarkan data tersebut, penggunaan Platform Device pada topologi tree tidak
memberikan delay waktu pengiriman data sensor yang cukup berarti dan juga masih
dapat di toleransi walaupun menghabiskan waktu sedikit lebih lama dari topologi
star.
104
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
4.5.1.4 Analisis Data Pengujian Reset UID pada Device Node
Berdasarkan data hasil pengujian reset UID pada device node, fungsional reset UID
pada device node Platform Device dengan 4 kondisi berhasil dilakukan. Pengujian
ini juga melakukan penghitungan waktu pemrosesan yang dibutuhkan dalam
melakukan fungsional reset UID pada device node. Waktu tersebut dihitung dari
device node mendeteksi perintah reset dari push button hingga device node
melakukan request UID baru.
Tabel 4.21 Hasil Pengujian Fungsional Reset UID pada Device Node Platform Device
No Kondisi Waktu (ms)
1 Kondisi 1 29039
2 Kondisi 2 29590
3 Kondisi 3 29443
4 Kondisi 4 29335
Pada kondisi 1, waktu yang dibutuhkan untuk melakukan fungsi reset UID pada
device node yaitu sekitar 29039 ms atau 29 detik. Pada kondisi 2, reset UID
membutuhkan waktu 29052 ms atau 29 detik untuk device node A10 dan 29590 ms
atau 29,5 detik untuk device node A11. Reset UID pada kondisi 3 membutuhkan
waktu 29443 ms atau 29,4 detik. Sedangkan reset UID pada kondisi 4
membutuhkan waktu rata-rata 29335 ms atau 29,3 detik dengan rincian 29032 ms
untuk device node A10 dan 29769 ms untuk device node A20. Kondisi 2 memiliki
waktu yang lebih lama dibandingkan dengan kondisi lainnya karena pada kondisi 2
reset yang dilakukan pada device node yang berada di layer 2 sehingga
menyebabkan UID pada device node yang berada di bawahnya ikut ter-reset.
Berdasarkan pada data-data hasil pengujian reset UID device node pada 4 kondisi,
semakin tinggi layer device node yang dilakukan reset UID maka semakin banyak
UID device node yang ter-reset dan waktu yang dibutuhkan untuk memproses
seluruh perintah reset UID tersebut semakin lama.
105
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
4.5.1.5 Analisis Data Pengujian Reset UID pada Device Gateway
Berdasarkan data hasil pengujian reset UID pada device gateway, fungsional reset
UID pada device gateway Platform Device dengan 2 kondisi berhasil dilakukan.
Pengujian ini juga melakukan penghitungan waktu pemrosesan yang dibutuhkan
dalam melakukan fungsional reset UID pada device gateway. Waktu yang
didapatkan pada pengujian ini dihitung dari device gateway mendeteksi perintah
reset dari push button hingga UID pada device node ter-reset dan melakukan
request UID baru.
Tabel 4.22 Hasil Pengujian Fungsional Reset UID pada Device Gateway Platform Device
No. Kondisi Waktu (ms)
1 Kondisi 1 32482
2 Kondisi 2 33180
Pada kondisi 1, waktu yang dibutuhkan untuk melakukan reset UID pada device
gateway yaitu 30945 ms atau 30,9 detik untuk device node A10 dan 32482 ms atau
32,4 detik untuk device node A20. Device node A20 memiliki waktu yang lebih
lama dari device node A10 karena perintah reset dari device gateway A00 sesuai
urutan penyimpanan yang ada pada device gateway A00. Pada kondisi 2, reset UID
membutuhkan waktu 33180 ms atau 33,1 detik pada device node A10 dan 31704
ms atau 31,7 detik pada device node A11. Device node A10 memiliki waktu yang
lebih lama dari device node A11 karena perintah reset dari device gateway A00
didahulukan untuk device yang berada pada layer 3 terlebih dahulu. Kondisi 2
memiliki waktu yang lebih lama dibandingkan dengan kondisi lainnya karena pada
kondisi 2 reset yang dilakukan pada device gateway terjadi pada skema topologi
tree sehingga menyebabkan perintah reset UID dari device gateway untuk semua
device node yang terdaftar harus melalui satu hop lebih banyak dibandingkan
dengan kondisi 1 yang menggunakan skema topologi star. Berdasarkan pada data-
data hasil pengujian reset UID device gateway pada 2 kondisi, semakin banyak
device node yang terdaftar maka semakin lama proses reset UID yang dilakukan
oleh device gateway.
106
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
4.5.2 Analisis Data Pengujian Kinerja
Berdasarkan hasil pengujian kinerja yang telah dilakukan di lokasi Banjir Kanal
Timur, Jakarta Timur dengan jarak 10, 25, 50, 100, 250, 500, dan 1000 meter, maka
diperolehlah 3 jenis data hasil rangkuman pengujian pada masing-masing jarak
yang disajikan pada Tabel 4.23 dibawah ini.
Tabel 4.23 Hasil Pengujian Kinerja Platform Device
No Jarak (m) Time (ms) RSSI (dB) Loss
1 10 817,2 -67,9 0%
2 25 825 -84,2 0%
3 50 836,6 -91 0%
4 100 843,2 -103,4 0%
5 250 1655,4 -105,5 0%
6 500 1490,7 -113,1 10%
7 1000 104,7 -109,1 10%
Berdasarkan data pada tabel 4.23, dapat disimpulkan bahwa kinerja Platform
Device dapat mencapai jarak 1000 m atau 1 km antar device-nya dengan waktu
±100 ms, RSSI -109,1 dB, dan tingkat loss data sebesar 10%. Untuk lebih detailnya,
akan dijelaskan mengenai perbandingan antara jarak terhadap waktu, jarak terhadap
signal, dan jarak terhadap loss data yang dapat dilihat pada Gambar 4.90, Gambar
4.91, dan Gambar 4.92.
Gambar 4.90 Grafik Jarak terhadap Waktu pada Pengujian Kinerja Platform Device
817,2 825 836,6 843,2
1655,41490,7
104,7
0
500
1000
1500
2000
10 25 50 100 250 500 1000
Tim
e (m
s)
Jarak (m)
Pengujian Kinerja
107
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Pada Gambar 4.90, dapat dilihat bahwa jarak tidak menentukan waktu pengiriman
yang dibutuhkan antar 2 device dalam melakukan transmisi data. Hal tersebut dapat
dilihat pada hasil pengujian kinerja. Pada jarak 10 Meter membutuhkan waktu yaitu
817 ms, pada jarak 25 Meter membutuhkan waktu 825 ms, pada jarak 50 Meter
membutuhkan waktu 836 ms, pada jarak 100 Meter membutuhkan waktu 843 ms,
pada jarak 250 Meter membutuhkan waktu 1655 ms, pada jarak 500 Meter
membutuhkan waktu 1490 ms, dan pada jarak 1000 Meter membutuhkan waktu
104,7. Terlihat penurunan yang cukup signifikan pada jarak 1000 Meter, hal itu
dikarenakan lokasi pengujian pada jarak 1000 meter dilakukan pada antar jembatan
yang ada di Banjir Kanal Timur di mana lokasi tersebut memiliki ruang yang lebih
terbuka dibandingkan pada lokasi pengujian kinerja jarak 10 - 500 Meter yang
dilakukan di jogging track Banjir Kanal Timur di mana lokasi tersebut di
sampingnya masih terdapat pohon-pohon yang dapat menyebabkan interferensi.
Gambar 4.91 Grafik Jarak terhadap Sinyal pada Pengujian Kinerja Platform Device
Pada Gambar 4.91, dapat dilihat bahwa jarak dapat mempengaruhi sinyal yang
diterima atau Received Signal Strength Indicator (RSSI) pada saat transmisi data.
Hal itu dapat dilihat pada grafik pengujian kinerja dengan jarak 500 Meter
memperoleh nilai RSSI tertinggi. Nilai RSSI pada pengujian kinerja dengan jarak
1000 Meter mengalami penurunan, hal itu dikarenakan lokasi pengujian pada jarak
1000 meter dilakukan pada antar jembatan yang ada di Banjir Kanal Timur di mana
lokasi tersebut memiliki ruang yang lebih terbuka dibandingkan pada lokasi
pengujian kinerja jarak 10 - 500 Meter yang dilakukan di jogging track Banjir Kanal
-67,9
-84,2-91
-103,4 -105,5-113,1 -109,1-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
10 25 50 100 250 500 1000
RSS
I (d
B)
Jarak (m)
Pengujian Kinerja
108
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Timur di mana lokasi tersebut di sampingnya masih terdapat pohon-pohon yang
dapat menyebabkan interferensi.
Gambar 4.92 Grafik Jarak terhadap Loss Data pada Pengujian Kinerja Platform Device
Pada Gambar 4.92, dapat dilihat bahwa jarak dapat mempengaruhi tingkat
persentase loss data yang diperoleh pada saat transmisi data. Hal itu dapat dilihat
pada grafik pengujian kinerja dengan jarak 500 Meter dan 1000 Meter memiliki
persentase tingkat loss data yang tertinggi dari jarak di bawahnya yaitu 10%.
0% 0% 0% 0% 0%
10% 10%
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
10 25 50 100 250 500 1000
Loss
Jarak (m)
Pengujian Kinerja
109
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Platform Device merupakan alat yang dirancang sebagai platform pengiriman data
sensor pada IoT monitoring berbasis Wireless Sensor Network (WSN)
menggunakan teknologi LoRa, yaitu LoRa Sx1278. Platform Device terdiri dari 2
macam device yaitu device node dan device gateway. Device node berfungsi
sebagai pengambil data sensor dan mengirimkannya ke device gateway. Device
gateway berfungsi sebagai penerima data sensor dan meneruskannya ke cloud
database. Kedua device tersebut berkomunikasi menggunakan LoRa Sx1278.
Sensor yang digunakan sebagai sample data pada Platform Device yaitu DHT11
dan MQ-2. Pengujian pada Platform Device dilakukan dengan 2 metode yaitu
pengujian fungsional dan pengujian kinerja. Hal tersebut untuk memastikan
Platform Device dapat berjalan secara maksimal. Berdasarkan pada proses
perancangan, implementasi, dan pengujian yang telah dilakukan dapat disimpulkan
bahwa Platform Device dapat berfungsi sebagai platform pengiriman data sensor
pada IoT monitoring dengan rincian sebagai berikut:
1. Protokol komunikasi pada Platform Device dapat berjalan dengan baik pada
skema topologi star maupun topologi tree.
2. Skema topologi tree pada Platform Device memiliki waktu yang lebih lama
dalam melakukan komunikasi dari layer terbawah hingga layer teratas daripada
skema topologi star karena pada skema topologi tree harus melewati satu layer
atau satu hop lebih banyak untuk mencapai layer teratas.
3. Fungsional yang ada pada Platform Device seperti, pengiriman data sensor,
request UID dan reset UID juga dapat berjalan dengan baik dalam kondisi
apapun.
4. Pengiriman data sensor pada skema topologi star membutuhkan waktu selama
1,2 detik agar data tersebut sampai hingga cloud database atau internet.
5. Pengiriman data sensor pada skema topologi tree membutuhkan waktu 3 detik
agar data tersebut sampai hingga cloud database atau internet.
6. Platform Device dapat melakukan request UID ketika device node terdeteksi
belum memiliki UID. Adapun waktu yang dibutuhkan oleh device node dalam
110
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
7. melakukan request UID yaitu 29 detik pada kondisi 1, 29,8 detik pada kondisi
2, dan 30,5 detik pada kondisi 3.
8. Fungsional reset UID dapat berjalan pada Platform Device. Adapun waktu
yang dibutuhkan oleh device node dalam melakukan reset UID yaitu 29 detik
pada kondisi 1, 29,5 detik pada kondisi 2, 29,4 detik pada kondisi 3, dan 29,3
detik pada kondisi 4. Sedangkan waktu yang dibutuhkan oleh device gateway
dalam melakukan reset UID yaitu 33,1 detik pada kondisi 1 dan 32,4 detik pada
kondisi 2.
9. Kinerja Platform Device dapat mencapai jarak 1000 m atau 1 km antar device-
nya dengan waktu ±100 ms, RSSI -109,1 dB, dan tingkat loss data sebesar 10%.
10. Jarak tidak menentukan waktu pengiriman yang dibutuhkan antar 2 device
dalam melakukan transmisi data.
11. Jarak dapat mempengaruhi sinyal yang diterima atau Received Signal Strength
Indicator (RSSI) pada saat transmisi data.
12. Jarak dapat mempengaruhi tingkat persentase loss data yang diperoleh pada
saat transmisi data.
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan, terdapat beberapa hal yang dapat
dijadikan sebagai masukan atau saran untuk penelitian selanjutnya, di antaranya:
1. Platform dapat flexible terhadap jumlah layer yang ada pada jaringan Wireless
Sensor Network (WSN) yang digunakan. Sehingga penambahan layer tanpa
perlu mengubah struktur program platform yang sudah ada.
2. Penambahan fungsional sinkronisasi pada UID yang tersimpan di masing-
masing device node dengan database server ketika device gateway baru
dinyalakan. Sehingga dapat menghindari adanya perbedaan diantara data UID
yang ada pada database dengan yang real pada device node.
3. Penambahan fungsi pembacaan data sensor pada device node terhadap alat IoT
monitoring yang sudah ada melalui serial.
111
DAFTAR PUSTAKA
Aji, A. I. (2017, November 25). Mengulas LoRa Si Teknologi Smart City. Retrieved
December 9, 2019, from Medium.com: https://medium.com/codelabs-
unikom/mengulas-lora-si-teknologi-smart-city-ca1c8278daf9
Amsar, Khairuman, & Marlina. (2020). PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI
CO2 MENGGUNAKAN SENSOR MQ-2 BERBASIS INTERNET OF
THIN. Jurnal Manajemen Informatika & Komputerisasi Akuntansi, 73-79.
Aqeel, A. (2018, October 18). Introduction to NodeMCU V3. Retrieved April 10,
2020, from The Engineering Projects:
https://www.theengineeringprojects.com/2018/10/introduction-to-
nodemcu-v3.html
Aroeboesman, F. N., Ichsan, M. H., & Primananda, R. (2019, April). Analisis
Kinerja LoRa SX1278 Menggunakan Topologi Star Berdasarkan Jarak dan
Besar Data pada WSN. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan
Ilmu Komputer, 3860-3865.
Barry, R., & Meijers, J. (2018, January 10). IoT connectivity comparison (GSM vs
LoRa vs Sigfox vs NB-Iot). Retrieved December 10, 2019, from Polymorph:
https://www.polymorph.co.za/iot-connectivity-comparison-gsm-vs-lora-
vs-sigfox-vs-nb-iot/
Beal, V. (2019, May 13). What Are Network Topologies? Retrieved April 10, 2020,
from Webopedia: https://www.webopedia.com/quick_ref/topologies.asp
Boonchieng, E., Anukit , S., & Chieochan, O. (2019). The Prototype of the
Integration between Low Cost Single Private LoRa Gateway and Public AIS
NB-IOT . Journal of Internet Technology, 1313-1322.
Choudhury, S. (2017, March 17). Types of Network Topology. Retrieved April 10,
2020, from GeeksforGeeks: https://www.geeksforgeeks.org/types-of-
network-topology/
Dejan. (2016, January 13). DHT11 & DHT22 Sensor Temperature and Humidity
Tutorial. Retrieved January 20, 2020, from How To Mechatronics:
https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/dht11-dht22-sensors-
temperature-and-humidity-tutorial-using-arduino/
Dejan. (2019). Arduino DS3231 Real-Time Clock Tutorial. Retrieved January 20,
2020, from How To Mechatronics:
https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/arduino-ds3231-real-
time-clock-tutorial/.
Elfirman , M. Z., & Alkaff, M. (2018). PEMANFAATAN WIRELESS SENSOR
NETWORK BERBASIS INTERNET OF THINGS UNTUK
112
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
MONITORING LAHAN GAMBUT JARAK JAUH. Jurnal Ilmiah Komputer, 56-
59.
Goodner, S. (2019, July 24). What is a Platform? Retrieved April 10, 2020, from
Lifewire: https://www.lifewire.com/what-is-a-platform-4155653
IBM. (2016, February 16). What is a cloud database? Retrieved March 15, 2020,
from IBM: https://www.ibm.com/cloud/learn/what-is-cloud-database
Imanningtyas, E., Akbar, S. R., & Syauqy, D. (2017). Implementasi Wireless
Sensor Network pada Pemantauan Kondisi Struktur Bangunan
Menggunakan Sensor Accelerometer MMA7361. Jurnal Pengembangan
Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer, 545-554.
Li, M., Lin, C., Ren, J., & Jiang , F. (2019). A Wireless Ecological Aquaculture
Water Quality Monitoring System Based on LoRa Technology. 2019
International Conference on Wireless Communication, Network and
Multimedia Engineering (WCNME 2019) (pp. 5-7). Atlantis Press.
Luqman, M., Septama, M., Clara, V., WLW, T., & Hamidan, R. (2018). ANALISIS
PERBANDINGAN MEKANISME ENKRIPSI DATA PADA
TEKNOLOGI LOW POWER WIDE AREA (LPWA) NETWORK : LORA
DAN SIGFOX. Jurnal Ilmiah Ilmu Komputer, 22-29.
Makerlab. (2019, April 13). Mega 2560 PRO MINI ATmega2560-16AU CH340G.
Retrieved November 17, 2019, from Makerlab: https://www.makerlab-
electronics.com/product/arduino-mega-2560-pro-mini-atmega2560-16au-
ch340g/
Musbikhin. (2019, April 23). Arduino adalah?, Macam-macam Arduino, Simulasi
pada proteus dan praktiknya. Retrieved March 15, 2020, from Musbikhin:
https://www.musbikhin.com/arduino-adalah-macam-macam-arduino-dan-
praktik-nya/
Nyebarilmu. (2018, July 24). Tutorial lanjutan mengakses Module GSM SIM800L
v.2. Retrieved November 17, 2019, from Nyebarilmu.com:
https://www.nyebarilmu.com/tutorial-lanjutan-mengakses-module-gsm-
sim800l-v-2/
Paessler. (2018, August 25). IT Explained: LPWA. Retrieved December 10, 2019,
from Paessler: https://www.paessler.com/it-explained/lpwa
Pradeep, S., & Thiyagarajan, T. (2019). Real Time Bus Arrival Monitoring System
for Central Bus Station using Lora. International Journal of Engineering
Science and Computing, 22135-22139.
Prasetyo, E. A. (2019, July 24). Arsitektur dan Fitur ESP32 (Module ESP32) IoT.
Retrieved December 12, 2019, from Edukasi Elektronika:
https://www.edukasielektronika.com/2019/07/arsitektur-dan-fitur-esp32-
module-esp32.html
113
Jurusan Teknik Informatika dan Komputer – Politeknik Negeri Jakarta
Rahman, A. C., Aribawa, I. A., & Jatmika, A. H. (2019). IMPLEMENTASI
INTERNET OF THINGS PADA SISTEM INFORMASI PELACAKAN
KENDARAAN BERMOTOR MENGGUNAKAN GPS BERBASIS WEB
(. Jurnal Teknik Informatika, 121-130.
Raj, A. (2019, February 20). Interfacing SX1278 (Ra-02) LoRa Module with
Arduino. Retrieved December 04, 2019, from circuitdigest:
https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/arduino-lora-sx1278-
interfacing-tutorial
Rizky, D. (2019, April 30). Jenis Flowchart dan Simbol-Simbolnya. Retrieved July
07, 2020, from Medium.com: https://medium.com/dot-intern/jenis-
flowchart-dan-simbol-simbolnya-ef6553c53d73
Santoso, B. A. (2017, October 19). Mengenal Format JSON. Retrieved April 29,
2020, from Codepolitan: https://www.codepolitan.com/mengenal-format-
json-59e8152dd0e51
Semtech. (2018, January 6). Semtech SX1278. Retrieved December 11, 2019, from
Semtech: https://www.semtech.com/products/wireless-rf/lora-
transceivers/sx1278
Semtech. (2018, August 9). What IS LoRa? Retrieved December 9, 2019, from
semtech: https://www.semtech.com/lora/what-is-lora
Sinauarduino. (2016, March 23). Mengenal Arduino Software (IDE). Retrieved
March 15, 2020, from Sinauarduino:
https://www.sinauarduino.com/artikel/mengenal-arduino-software-ide/
Sitepu, J. (2018, January 18). Sensor Asap Mq2 dengan Arduino, Karateristik dan
Prinsip Kerja Sebagai Deteksi Asap. Retrieved April 29, 2020, from
MIKROAVR: https://mikroavr.com/sensor-asap-mq2-arduino/
Somya, R. (2018). Sistem Monitoring Kendaraan Secara Real Time Berbasis
Android menggunakan Teknologi CouchDB di PT. Pura Barutama .
JURNAL NASIONAL TEKNOLOGI DAN SISTEM INFORMASI , 053-060.
Susanto, A. R., Bhawiyuga, A., & Amron, K. (2019). Implementasi Sistem
Gateway Discovery pada Wireless Sensor Network (WSN) Berbasis Modul
Komunikasi LoRa. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu
Komputer, 2138-2145.
Tsyani, D. N., Kurniasari , A., & Hudaya, C. (2018). Battery Monitoring System
with LoRa Technology. International Conference on Information
Technology, Information Systems and Electrical Engineering (ICITISEE),
(pp. 125-129). Yogyakarta: University of Indonesia.
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS
Penulis bernama Kukuh Rahmadi. Lahir di Bekasi,
20 Juni 1998. Merupakan anak kedua dari dua
bersaudara. Penulis bertempat tinggal di Jalan
Bawal No.11 Kavling Bulak Macan, Harapan Jaya,
Bekasi Utara, Bekasi. Penulis menyelesaikan
pendidikan dasar di SDN Harapan Jaya XVII pada
tahun 2010, pendidikan menengah pertama di
SMPN 5 Bekasi pada tahun 2013, dan sekolah
menengah atas di SMKN 1 Bekasi pada tahun 2016. Dan sampai dengan penulisan
Skripsi ini, penulis masih terdaftar sebagai mahasiswa Diploma Empat Politeknik
Negeri Jakarta (PNJ). Adapun karya yang pernah penulis buat selama kuliah, yaitu
Persistance of Vision (POV) Globe, Door Lock with RFID, Robot Tangan, dan
Greehouse Automation System (GAS).
L1 – Dokumentasi Pengerjaan Alat
L2 – Source Code Device Gateway
L3 – Source Code Device Node