i

PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN

DANA LOKAL ITS TAHUN 2020

JUDUL PENELITIAN

DIGITALISASI LABORATORIUM FISIKA DASAR ITS

BERBASIS IoT : HUKUM KIRCHOFF

Tim Peneliti:

Prof.Dr. Ir Mohammad.Nuh, DEA (Teknik Biomedik / FTEIC)

Eko Agus Suprayitno, S.Si, M.T (Teknik Biomedik / FTEIC)

Waluyohadi, M.Ds (Creabiz / Desain Produk Industri)

LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2020

2

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ........................................................................................................................ 2

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... 3

DAFTAR TABEL ................................................................................................................ 4

BAB 1. RINGKASAN ......................................................................................................... 5

BAB 2 LATAR BELAKANG ............................................................................................. 6

2.1 Manfaat Praktikum online .................................................................................................. 7

2.2 Rasionalitas ........................................................................................................................ 7

2.3 Tujuan ................................................................................................................................. 7

BAB 3 KAJIAN PUSTAKA ............................................................................................... 8

3.1 Internet of Things ............................................................................................................... 8

3.2 Protokol MQTT ................................................................................................................... 9

3.3 Modul Paktikum ............................................................................................................... 10

3.3.1. Praktikum : Hukum Kirchhoff ................................................................................... 10

BAB 4 METODE PENELITIAN ..................................................................................... 14

4.1. Digitalisasi perangkat praktikum ........................................................................................... 14

4.2 User Flow .......................................................................................................................... 17

4.3 Mockup web base aplikasi Telelab ................................................................................... 18

4.4 Desain enclosure untuk modul IoT ................................................................................... 20

BAB 5 JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA ................................... 22

5. 1. Jadwal .................................................................................................................................. 22

5.2 Anggaran Biaya ....................................................................................................................... 22

BAB 6 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 24

BAB 7 LAMPIRAN ........................................................................................................... 25

3

DAFTAR GAMBAR

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

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

praktikum ....................................................................................................... 14

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

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

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

praktikan ......................................................................................................... 17

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

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

Gambar 4. 7 Desain Tutorial Praktikum .............................................................................. 19

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

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

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

Gambar 4. 11 Gambar enclosure tampak bagian dalam ...................................................... 21

4

DAFTAR TABEL

Tabel 5. 1 Jadwal kerja penelitian ....................................................................................... 22

Tabel 5. 2 Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen ............................................... 22

Tabel 5. 3. Pembuatan Web Apps ....................................................................................... 23

5

BAB 1. RINGKASAN

Kegiatan praktikum di Institut Teknologi Sepuluh Nopember menjadi salah satu

aspek penting yang tidak dapat dipisahkan dalam kegiatan perkuliahan bidang sains seperti

pada mata kuliah Fisika Dasar. Ada beberapa hal yang membuat kegiatan praktikum penting

untuk dilakukan. Yang pertama praktikum dinilai mampu menambah antusiasme

siswa/praktikan dalam mempelajari materi. Kemudian praktikum juga dapat mengasah

keterampilan dan pengetahuan siswa/praktikan dalam melaksanakan eksperimen/percobaan.

Lalu praktikum dapat menambah pemahaman siswa /praktikan dalam memahami materi.

Seiring dengan meningkatnya jumlah mahasiswa yang mengambil mata kuliah

Fisika Dasar mengakibatkan fasilitas laboratorium yang ada pada saat ini sulit untuk

menunjang kegiatan praktikum dengan optimal. Diperlukan suatu terobosan pada

pelaksanaan kegiatan praktikum, sehingga dapat mengakomodir kebutuhan mahasiswa

seiring dengan bertambahnya jumlah mahasiswa ITS.

Pada penelitian ini diusulkan digitalisasi kegiatan praktikum dengan memanfaatkan

emerging technology seperti Internet of Things dan Cloud Service guna meningkatkan

kualitas pengelolaan layanan laboratorium Fisika Dasar. Pengembangan praktikum berbasis

teknologi dilakukan dengan merevolusi konsep kegiatan pembelajaran praktikum yang

semula paper-based menjadi online-based/online learning. Kemudian dilakukan

pengembangan perangkat yang memungkinkan pengiriman hasil-hasil pengukuran dalam

kegiatan praktikum yang terintegrasi dengan website yang dapat diakses oleh mahasiswa.

Diharapkan pada penelitian ini dihasilkan sistem pembelajaran praktikum berbasis

teknologi yang interaktif guna mendukung pembelajaran materi kuliah Fisika Dasar.

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

Service, Web Application

6

BAB 2 LATAR BELAKANG

Fisika adalah salah satu cabang ilmu sains yang selama ini lebih sering hanya dipelajari

di dalam kelas dengan proses pembelajaran searah yang dilakukan oleh guru. Fisika

semestinya dipelajari dengan cara melakukan langsung atau lebih sering dikenal dengan

istilah percobaan. Hal ini sesuai dengan pernyataan bahwa fisika adalah ilmu percobaan

(Young and Freedman, 2002), artinya fisika juga bisa dipelajari dengan cara percobaan atau

kegiatan praktikum.

Terdapat beberapa alasan mengapa kegiatan praktikum penting untuk dilakukan dalam

pembelajaran sains, khususnya fisika. Setidaknya terdapat 4 alasan yang dikemukakan para

pakar pendidikan IPA/sains mengenai pentingnya kegiatan praktikum. Pertama, praktikum

mampu membangkitkan motivasi belajar IPA. Kedua, praktikum mengembangkan

keterampilan dasar dalam melaksanakan eksperimen. Ketiga, praktikum menjadi wahana

belajar pendekatan ilmiah (Reductionism, Repeatability, dan Refutation). Keempat,

praktikum menunjang pemahaman materi mata kuliah (Woolnough and Allsop, 1985).

Melalui praktikum, akan timbul rasa ingin tahu yang lebih sehingga motivasi belajar akan

meningkat. Keterampilan dasar eksperimen juga akan terasah seperti : mengamati,

mengukur, menggolongkan , mengajukan pertanyaan, menyusun hipotesis, merencanakan

percobaan, mengidentifikasi variabel, menentukan langkah kerja, melakukan eksperimen,

membuat dan menafsirkan informasi/grafik, menerapkan konsep, menyimpulkan dan

mengkomunikasikan baik secara verbal dan non verbal

Seiring dengan beberapa penjelasan tentang pentingnya kegiatan praktikum tersebut,

mahasiswa ITS diwajibkan mengambil praktikum Fisika Dasar. Praktikum Fisika Dasar

terbagi menjadi Praktikum Fisika Dasar 1 dan 2. Praktikum Fisika Dasar 1 terdiri dari

Kinematika, Dinamika Rotasi, Getaran dan Fluida, yang dibagi menjadi praktikum bandul

matematis dan fisis, gerak peluru, Fletcher Trolley, momen nersia, bola jatuh bebas, dan bola

jatuh tak beraturan sedangkan praktikum Fisika Dasar 2 terdiri dari panas yang ditimbulkan

oleh Arus Listrik, Voltameter, Hukum Ohm, Hukum Kirchoff, Arus Bolak Balik, Plat

Kapasitor, Induksi Elektromagnetik, Termokopel. Praktikum : Hukum Kirchoff bertujuan

menentukan besarnya percepatan gravitasi bumi di suatu tempat dengan peralatan yang

digunakan

7

2.1 Manfaat Praktikum online

Pelaksanaan praktikum online ini diharapkan dapat memberikan manfaat-manfaat

antara lain:

1. Dapat menambah pemahaman dan mempermudah mahasiswa dalam proses

praktikum fisika dasar

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

3. Dapat menambah pendapatan bagi ITS, dimana praktikum juga bisa dilakukan oleh

mahasiswa non ITS sesuai dengan ketentuan yang berlaku

2.2 Rasionalitas

1. Pentingnya Laboratorium Fisika Dasar untuk menunjang kegiatan pembelajaran

fisika sebagai upaya pembuktian teori-teori dasar fisika melalui kegiatan praktikum.

2. Peningkatan jumlah mahasiswa yang mengambil mata kuliah fisika dasar yang

mengakibatkan ketidakseimbangan jumlah rasio mahasiswa dengan fasilitas

laboratorium fisika dasar.

3. Digitalisasi berbasis IoT pada laboratorium fisika dasar sangat diperlukan untuk

mengakomodir kebutuhan praktikum mahasiswa yang terus berkembang seiring

perkembangan jumlah mahasiswa.

4. Digitalisasi berbasis IoT pada laboratorium fisika dasar dapat meningkatkan

pelayanan kepada mahasiswa ITS dan non ITS.

2.3 Tujuan

Di dalam penyusunan proposal digitalisasi Laboratorium Fisika Dasar berbasis IoT ini

mempunyai tujuan untuk meningkatkan pengelolaan layanan laboratorium bagi peserta didik

di ITS guna menunjang kelancaran pembelajaran fisika dasar berdasarkan kurikulum yang

diterapkan agar sesuai dengan tujuan yang hendak dicapai oleh ITS yaitu membentuk sarjana

yang dapat bekerja di bidang apapun yang berkaitan dengan teknologi terkini, dapat

memenuhi kebutuhan masyarakat baik secara nasional maupun internasional, atau layanan

pendidikan, juga dapat mengikuti perkembangan teknologi informasi, serta meningkatkan

pengetahuan dan keterampilan lulusan melalui pembelajaran sepanjang hayat

8

BAB 3 KAJIAN PUSTAKA

3.1 Internet of Things

Bicara mengenai Internet of Thing yang biasa disebut dengan IoT tidak ada habisnya

karena Internet of Things tidak mempunyai definisi tetap selalu ada saja bahasan entah itu

berasal dari suatu keseharian kita hingga benda-benda yang dapt dijadikan perangkat untuk

mempermudah aktivitas kita. Namun kita dapat menentukan apakah suatu perangkat

merupakan bagian dari IoT atau tidak dengan pertanyaan berikut ini: Apakah produk suatu

vendor dapat bekerja dengan produk dari vendor yang lain? Dapatkah suatu kunci pintu dari

vendor A berkomunikasi dengan saklar lampu dari vendor B, dan bagaimana jika seorang

pengguna ingin memasukkan termostatnya menjadi bagian dari komunikasi tersebut.

Jadi Internet of Thing (IoT) adalah sebuah konsep dimana suatu objek yang memiliki

kemampuan untuk mentransfer data melalui jaringan tanpa memerlukan interaksi manusia

ke manusia atau manusia ke komputer. IoT telah berkembang dari konvergensi teknologi

nirkabel, micro-electromechanical systems (MEMS), dan Internet. ‘A Things’ pada Internet

of Things dapat didefinisikan sebagai subjek misalkan orang dengan monitor implant

jantung, hewan peternakan dengan transponder biochip, sebuah mobil yang telah dilengkapi

built-in sensor untuk memperingatkan pengemudi ketika tekanan ban rendah. Sejauh ini, IoT

paling erat hubungannya dengan komunikasi machine-to-machine (M2M) di bidang

manufaktur dan listrik, perminyakan, dan gas. Produk dibangun dengan kemampuan

komunikasi M2M yang sering disebut dengan sistem cerdas atau “smart”. Sebagai contoh

yaitu smart kabel, smart meter, smart grid sensor.

Penelitian pada IoT masih dalam tahap perkembangan. Oleh karena itu, tidak ada

definisi dari Internet of Things. Berikut adalah beberapa definisi alternatif dikemukakan

untuk memahami Internet of Things (IoT), antara lain : menurut Ashton pada tahun 2009

definisi awal IoT adalah Internet of Things memiliki potensi untuk mengubah dunia seperti

pernah dilakukan oleh Internet, bahkan mungkin lebih baik. Pernyataan tersebut diambil dari

artikel sebagai berikut: “Hari ini komputer dan manusia, hampir sepenuhnya tergantung pada

Internet untuk segala informasi yang semua terdiri dari sekitar 50 petabyte (satu petabyte

adalah 1.024 terabyte) data yang tersedia pada Internet dan pertama kali digagas dan

diciptakan oleh manusia. Dari mulai magnetik, menekan tombol rekam, mengambil gambar

digital atau memindai kode bar.

9

Diagram konvensional dari Internet meninggalkan router menjadi bagian terpenting

dari semuanya. Masalahnya adalah orang memiliki waktu, perhatian dan akurasi terbatas.

Mereka semua berarti tidak sangat baik dalam menangkap berbagai data tentang hal di dunia

nyata. Dari segi fisik dan begitu juga lingkungan kita. Gagasan dan informai begitu penting,

tetapi banyak lagi hal yang pernting. Namun teknologi informasi saat ini sangat tergantung

pada data yang berasal dari orang-orang sehingga komputer kita tahu lebih banyak tentang

semua ide dari hal-hal tersebut”

Menurut Casagras (Coordinator and support action for global RFID-related activities

and standardisation) mendefinisikan IoT sebagai sebuah infrastruktur jaringan global, yang

menghubungkan benda-benda fisik dan virtual melalui eksploitasi data capture dan

kemampuan komunikasi. Infrastruktur terdiri dari jaringan yang telah ada dan internet

berikut pengembangan jaringannya. Semua ini akan menawarkan identifikasi obyek, sensor

dan kemampuan koneksi sebagai dasar untuk pengembangan layanan dan aplikasi ko-

operatif yang independen. Ia juga ditandai dengan tingkat otonom data capture yang tinggi,

event transfer, konektivitas jaringan dan interoperabilitas

3.2 Protokol MQTT

Message Queuing Telemetry Transport atau dikenal dengan MQTT [1] adalah

protokol konektivitas machine-to-machine (M2M) /IoT yang berbasis open source dengan

standar terbuka (OASIS) yang dirancang untuk perangkat terbatas dan bandwidth rendah,

dengan latency tinggi atau berjalan pada jaringan yang diandalkan. MQTT sering digunakan

untuk perangkat yang terhubung aplikasi mobile di era M2M/IoT yang mana bandwidth dan

daya baterai menjadi pertimbangan utama sehingga dirasa sangat ideal untuk perangkat.

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

10

Prinsip protokol MQTT yaitu publish subcribe. Komponen seperti sensor yang

menghasilkan informasi tertentu akan menerbitkan informasi disebut dengan publisher.

Klien yang menginginkan informasi tertentu akan mendaftarkan diri dari informasi tersebut,

proses ini disebut subscribe dan klien tersebut adalah subscriber. Selain itu juga terdapat

istilah broker yang bertugas menjamin subscriber mendapatkan informasi yang diinginkan

dari publisher. Interaksi antara publisher, subscriber dan broker digambarkan seperti pada

Gambar 3.1. Pada arsitektur WSN digambarkan dengan broker sebagai middleware seperti

pada Gambar 3.1. Broker terletak pada jaringan tradisional seperti Internet/LAN/WAN.

Dibutuhkan gateway untuk menyediakan akses dengan broker. Sedangkan keamanan pada

MQTT bisa menggunakan proxy pada MQTT tersebut atau menggunakan HTTP proxy.

Perbedaan yang terjadi yaitu pada MQTT proxy terdapat pendekatan latensi yang lebih

rendah dan lebih jelas jika ukuran data meningkat.

Terdapat tiga definisi level Quality of Service (QoS) pada MQTT untuk menjamin pesan

terkirim ke klien, meliputi :

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

1 : broker/klien akan mengirimkan pesan minimal sekali, diperlukan konfirmasi,

2 : broker/klien akan mengirimkan pesan tepat sekali dengan menggunakan four step

handshake.

Pesan dikirim melalui semua level QoS dan klien dapat subscribe level QoS manapun juga.

Klien dapat memilih maksimum QoS yang akan diterima. Sebagai publisher dan subscriber

yang berdasarkan protokol, mengijinkan banyak perangkat untuk berkomunikasi melalui

jaringan wireless.

3.3 Modul Praktikum

3.3.1. Praktikum : Hukum Kirchhoff

Hukum Kirchhoff merupakan salah satu hukum dasar dalam ilmu teknik elektro yang

berfungsi untuk menganalisia arus dan tegangan / beda potensial dalam suatu rangkaian.

Hukum Kirchhoff pertama kali diperkenalkan oleh Gustav Robert Kirchhoff pada tahun

1845. Hukum Kirchhoff terbagi menjadi dua, yaitu Hukum Kirchhoff I atau KCL

(Kirchhoff’s Current Law) dan Hukum Kirchoff II atau KVL(Kirchhoff’s Voltage Law).

Hukum Kirchoff I:

Hukum Kirchhoff I menyatakan :

11

“Jumlah aljabar kuat arus yang bertemu pada suatu titik cabang (node) adalah nol”

∑𝐼𝑘 = 0

𝑛

𝑘=1

(𝑝𝑒𝑟𝑠. 1)

dimana 𝑛 adalah jumlah percabangan yang mempunyai arus menuju ataupun

meninggalkan suatu titik cabang (node)

Sebagai ilustrasi, pada Gambar 3.2 arus 𝑖2 dan 𝑖3 menuju titik cabang (node),

sedangkan arus 𝑖1 dan 𝑖4 meninggalkan titik cabang (node)

Gambar 3. 2 Ilustrasi arus masuk dan keluar pada suatu titik cabang

Sehingga dengan mengacu pada persamaan hukum Kirchoff 1, didapatkan persamaan

pada Gambar 3.2 yakni

𝑖2 + 𝑖3 − 𝑖1 − 𝑖4 = 0

Hukum Kirchoff II:

Hukum Kirchhoff II digunakan untuk menghitung besaran-besaran yang terdapat pada

rangkaian listrik. Besaran itu diantaranya kuat arus pada suatu cabang, ataupun beda

tegangan antara dua titik. Hukum II Kirchoff menyatakan bahwa:

" Jumlah dari perbedaan potensial (voltase) pada suatu loop tertutup adalah nol"

dimana jika dinyatakan dalam bentuk persamaan:

∑𝑉𝑘 = 0

𝑛

𝑘=1

(𝑝𝑒𝑟𝑠. 2)

Sebagai ilustrasi pada Gambar 2.10, dengan mengacu pada persamaan hukum

Kirchhoff II, maka didapatkan:

𝑣1 + 𝑣2 + 𝑣3 + 𝑣4 = 0

12

Gambar 3.3 Tegangan pada suatu loop tertutup

Tujuan Praktikum

Maksud dan tujuan dari percobaan : Hukum Kirchhoff antara lain:

a. Praktikan memahami konsep dasar hukum Kirchhoff dan aplikasinya pada suatu

rangkaian listrik.

b. Praktikan mampu menentukan kuat arus pada setiap cabang dalam suatu

rangkaian listrik baik dengan metode perhitungan maupun pengukuran

c. Praktikan mampu menentukan besarnya beda potensial antara dua titik dalam

suatu rangkaian listrik baik dengan metode perhitungan maupun pengukuran

Cara Melakukan Percobaan

a) Praktikan menyusun rangkaian yang dicontohkan pada Gambar 3.3

b) Praktikan melakukan pengukuran, baik pengukuran kuat arus maupun pengukuran

tegangan pada rangkaian, sesuai dengan instruksi pada modul praktikum

c) Praktikan membandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan

d) Praktikan membuat kesimpulan dari hasil percobaan

Metode Evaluasi

a) Tugas Pendahuluan

b) Laporan Resmi berisi hasil percobaan dan kesimpulan dari hasil percobaan

Kondisi Peralatan Existing saat ini

Peralatan modul praktikum lab fisika dasar ITS untuk percobaan hukum Kirchhoff

terdiri dari:

e) 4 unit Resistor (R1, R2, R3, R4)

f) 2 unit Sumber Tegangan 9V

13

g) 1 unit Multimeter

h) 1 unit Bread board dan kabel

Pada Gambar 3.4 diilustrasikan contoh kegiatan pengukuran dengan menggunakan

multimeter pada suatu rangkaian listrik. Praktikan telah melakukan analisis rangkaian

dengan menggunakan teorema hukum Kirchoff, kemudian membandingkan dengan hasil

yang didapatkan pada pengukuran. Hasil praktikum dilaporkan dalam tabel data dengan

format yang telah ditentukan (Gambar 3.4)

Gambar 3. 4 Kegiatan pengukuran pada rangkaian listrik (existing)

Gambar 3. 5. Contoh Tabel Data untuk Praktikum Hukum Kirchoff

14

BAB 4 METODE PENELITIAN

4.1. Digitalisasi perangkat praktikum

Digitalisasi perangkat praktikum perlu dilakukan untuk mengembangkan kegiatan

pembelajaran praktikum berbasis teknologi yang interaktif dengan tetap memperhatikan

ranah perkembangan psikomotorik dan afektif praktikan.

Upaya yang pertama yakni menggantikan konsep kegiatan pembelajaran yang semula

paper-based menjadi online learning yang interaktif. Website praktikum dibangun dengan

antarmuka yang memberikan pengalaman (experience) belajar kepada praktikan dengan

efektif dan mudah dipahami.

Upaya selanjutnya yakni memodernisasi perangkat pengukuran praktikum ke

perangkat pengukuran digital yang memungkinkan pengiriman hasil pengukuran langsung

ke Cloud Computer. Hasil pengukuran ini nantinya akan terintegrasi dengan website

praktikum, sehingga data pengukuran selama kegiatan praktikum dapat dievaluasi dengan

lebih mudah dan efektif.

Ilustrasi konsep pengembangan digitalisasi perangkat praktikum diperlihatkan pada

Gambar 4.1.

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

praktikum

15

Adapun usulan digitalisasi beberapa komponen/instrument praktikum dalam upaya

pengembangan praktikum online tertera pada Tabel 1 berikut:

Tabel 4.1. Usulan Digitalisasi Perangkat Praktikum Hukum Kirchhoff

Komponen/Instrumen

Praktikum

Peralatan Existing Usulan Digitalisasi Perangkat

Instrumentasi Pengukuran Multimeter Digital Modul Instrumentasi Pengukuran

berbasis IoT

Instruksi Praktikum Cetak (Paper Based) Website Interaktif

Pengisian Lembar Data

Praktikum

Cetak (Paper Based) Website Interaktif

Pre-test dan Post Test Manual / Tatap Muka Online

Pengembangan digitalisasi perangkat praktikum memungkinkan praktikan mendapatkan

pengalaman interakif praktikum hukum kirchhoff secara digital dengan konsep / skenario

sebagai berikut:

1) Praktikan Login ke laman Praktikum Online ITS

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

2) Praktikan mendaftar (enroll) pada laman Praktikum Kirchoff

3) Praktikan melakukan sinkronisasi perangkat IoT untuk pengukuran tegangan

dan arus ke Website

4) Praktikan mendapat materi mengenai dasar konsep dan latar belakang

praktikum. Materi disampaikan dalam bentuk video dan teks.

16

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

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

rangkaian sesuai dengan instruksi)

6) Praktikan melakukan perhitungan secara manual sesuai dengan dasar teori

7) Praktikan melakukan pengukuran dengan memasangkan test probe pada titik-

titik cabang (node) yang diamati.

8) Hasil pengukuran akan tampil pada website, praktikan dapat menyimpan hasil

pengukuran dengan klik tombol simpan

9) Praktikan melanjutkan ke percobaan berikutnya sesuai dengan instruksi yang

berikutnya

10) Praktikum selesai apabila praktikan sudah menyelesaikan seluruh percobaan

atau waktu yang disediakan telah habis

17

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

oleh praktikan

4.2 User Flow

User flow adalah prosedure pelaksanaan praktikum secara online pada modul Telelab.

Adapun desain user flow yang dibuat adalah sebagai berikut :

1. Mahasiswa yang sudah terdaftar sebagai peserta praktikum harus Log in terlebih

dahulu baik melalui aplikasi web ataupun melalui aplikasi mobile.

2. Setelah berhasil log in, mahasiswa praktikan memilih modul praktikum yang akan

dilaksanakan. Informasi antrian akan ditampilkan pada tiap modul bila modul yang

diakses sedang digunakan oleh peserta lain.

3. Bila sudah bisa mengakses modul praktikum, peserta harus mempelajari terlebih

dahulu konsep, object dan prosedure pelaksanaan praktikum pada aplikasi

web/mobile.

4. Berikutnya adalah pelaksanaan praktikum dengan modul telelab. Mahasiswa

praktikum menjalankan instruksi praktikum dengan melakukan perhitungan juga

pembuktian hasil perhitungan pada modul telelab.

5. Hasil perhitungan dan konfigurasi data praktikum disubmit keserver untuk diproses

oleh perangkat modul telelab. Selama proses mahasiswa dapat melihat secara

streaming proses yang terjadi pada perangkat Telelab melalui kamera terpasang.

18

6. Data terkirim diteruskan ke perangkat telelab untuk diproses. Hasil proses data

dikirimkan ulang oleh server ke front end modul telelab. Mahasiswa dapat secara

langsung melihat hasil percobaan berikut nilai yang diperoleh.

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

aplikasi web.

Gambar 4. 5 User Flow pelaksanaan praktikum

4.3 Mockup web base aplikasi Telelab

Gambar 4. 6 Tampilan depan modul telelab

19

Pada Gambar 4.6. Peserta praktikum melakukan login setelah registrasi terlebih dahulu

untuk bisa mengakses dan mengikuti serta melaksanakan praktikum

Gambar 4. 7 Desain Tutorial Praktikum

Gambar 4.7. Adalah desain tutorial prosedur dan pelaksanaan praktikum yang berikutnya

akan terhubung dengan modul telelab.

Gambar 4. 8 Desain monitoring pelaksanaan praktikum

Gambar 4.8 Dosen, asisten dan peserta dapat memonitor aktifitas pelaksanaan praktikum

20

4.4 Desain enclosure untuk modul IoT

Gambar 4. 9 Gambar enclosure tampak atas

Gambar 4. 10 Gambar enclosure tampak bawah

21

Gambar 4. 11 Gambar enclosure tampak bagian dalam

22

BAB 5 JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA

Pada bab ini akan dijelaskan bagaimana penelitian ini diorganisasi. Bab ini akan

membahas tentang jadwal dan rancangan anggaran biaya.

5. 1. Jadwal

Penelitian ini akan dilaksanakan selama 12 bulan dimulai pada bulan April 2020 dan

berakhir pada Maret 2021. Jadwal kerja dari penelitian ini dijelaskan pada Tabel 5.1

Tabel 5. 1 Jadwal kerja penelitian

No Kegiatan BULAN

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

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

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

3 Perancangan software embedded

modul IoT ----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

4 Webserver, Web based

application ----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

5 Perancangan mobile based

application ----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

----

6 Pengujian ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----

5.2 Anggaran Biaya

Anggaran biaya dalam penelitian ini adalah Dana Lokal ITS tahun 2020. Adapun

anggaran biaya secara detil ditunjukkan pada Tabel 5.2 dan Tabel 5.3.

Tabel 5. 2 Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen

NO Item Name Description QTY Unit Price/Unit (Rp)

Amount (Rp)

1 IoT Interface Module untuk praktikum hukum Kirchoff

1. Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Current and Voltage Sensor IP Camera Set Embedded software

1

Unit

53.000.000

53.000.000

Modifikasi modul hukum Kirchoff 1 Unit 10.250.000 10.250.000 Desain enclosure 1 Unit 8.250.000 8.250.000

2 Desain Hub ethernet Desain Hub IP 1 Unit 5.400.000 5.400.000 Jumlah Sub Total 85.500.000

23

Tabel 5. 3. Pembuatan Web Apps

NO Item Name Description QTY Unit Price/U (Rp)

Amount (Rp)

1 Webserver, Web based application dan mobile based application

Pembuatan web server dan disain web apps yang menghubungkan Modul IoT tiap praktikum agar bisa difungsikan secara online

1 unit 24.500.000 24.500.000

Jumlah Sub Total 24.500.000

24

BAB 6 DAFTAR PUSTAKA

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

Penerbit Erlangga

[2] Giancoli, D.C. 2009. Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics 4th

edition, New Jersey : Pearson Education,Inc.

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

University Harisson Burg, Viriginia, 1989.

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

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

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

Panas. Surabaya : YANASIKA

[7] Giancoli, Douglas C. 2001. FISIKA Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Erlangga

[8] Resnick, R. and Halliday, D. 1986. Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga

[9] Sarojo, Ganijaty Aby. 2002. Fisika Dasar Mekanika. Jakarta: Salemba Teknika

[10] Sears dan Zemansky. 1982. FISIKA untuk Universitas 1 Mekanika.Panas.Bunyi.

Bandung : Binacipta

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

[12] Dosen - dosen Fisika, Fisika I, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 1998.

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

New York, 1994.

[14] Dosen - dosen Fisika, Petunjuk Praktikum Fisika Dasar, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 1998.

[15] Bueche.F.1998.Principles of Physics.Singapore.mc.Graw hill

[16] Celleto Vancent.P.1994.College Physics.USA.Van hertman press

[17] Mansfield.1998.Understanding Physics.New York.Proxis pubhlishing

[18] W.Welson.1990.Enginerig Physics.USA.Mc.Graw hill company.inc

[19] Young D Hugh.2002.Fisika Universitas.Jakarta.Erlangga

25

BAB 7 LAMPIRAN

Biodata Tim Peneliti

1. Ketua

a. Nama Lengkap : Prof. Dr. Ir. Mohammad Nuh, DEA

b. NIP /NIDN : 195906171984031002

c. Fungsional/Pangkat/Gol. : Guru Besar / IVe

d. Bidang Keahlian : Biocybernetics

e. Departemen/Fakultas : Teknik Biomedik / FTEIC

f. Alamat Rumah dan No. Telp. : Jl. Rungkut Asri Utara No 3-5 Surabaya /

+62811346504

g. Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang

diusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai Ketua atau Anggota)

Sosialisasi Electric Wheelchair – 2019 (Abdimas – Anggota)

Diseminasi Hasil Riset Departemen Teknik Biomedik FTE-ITS kepada Fakultas

Kedokteran Universitas Airlangga – 2018 (Abdimas – Anggota)

h. Publikasi (2) yang paling relevan (dalam bentuk makalah atau buku)

Design and Test of a Wearable Functional Electrical Stimulation (FES) System for

Knee Joint Movement using Cycle-to-Cycle Control Method - 2017 (Jurnal)

Design of complex data acquisition system for kinetics, kinematics, and

kinesiological gait analysis – 2017 (Conference)

i. Paten (2) terakhir :

j. Tugas Akhir (2 terakhir yang paling relevan), Tesis (2 terakhir yang paling relevan),

dan Disertasi (2 terakhir yang paling relevan) yang sudah selesai dibimbing. :

Pemanfaatan Faktor Resiko, Data Electrocardiograph, Dan Photopletysmograph

Untuk Prediksi Hipertensi

26

2. Anggota 1

a. Nama Lengkap : Eko Agus Suprayitno, S.Si, MT

b. Jenis Kelamin : Laki-laki

c. NIP/NPP : 1987202011026

d. Fungsional/Pangkat/Gol. : III B

e. Jabatan Struktural :

f. Bidang Keahlian : Instrumentasi Medis, Pemrosesan Sinyal

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

Informatika Cerdas

h. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember

i. Alamat Rumah dan No. Telp. : Jl. Melati RT/RW:03/02, Desa Tanggul, Wonoayu

-Krian / 081334357320

j. Riwayat penelitian (2 terakhir yang didanai ITS atau Nasional sebutkan sebagai

Ketua atau Anggota)

Judul Penelitian Ketua/Anggota

Rancang Bangun Phonocardiography beserta Analisa

Sinyalnya Secara Realtime untuk Mendeteksi Kelainan Jantung

Manusia Lebih Dini (Pendanaan Dosen pemula Ristekdikti 2015)

Ketua

Pengembangan Instrumentasi Phonocardiography

Secara Wireless dalam Mendeteksi Lebih Dini Kelainan

Jantung Manusia (Pendanaan DOsen Pemula Ristekdikti 2068)

Ketua

k. Riwayat pegabdian (2 terakhir yang didanai ITS atau Nasional sebutkan

sebagai Ketua atau Anggota)

Judul Abdimas Ketua/Anggota

Pusat Pelatihan Ketrampilan Sumber Daya Manusia (SDM)

dan Produksi Mesin Modern Tepat Guna (Skim PPUPIK) (Pendanaan Ristekdikti 2018)

Ketua

PPDM Desa Panderejo Legok Mandiri Teknopreneur Digital (Skim PPDM) (Pendanaan Ristekdikti 2018)

Anggota

27

3. Anggota 2

a. Nama Lengkap : Waluyohadi, M.Ds

b. Jenis Kelamin : Laki-laki

c. NIP : 3400201405001

d. Fungsional/Pangkat/Gol :

e. Jabatan Struktural :

f. Bidang Keahlian : Desain Produk

g. Fakultas/Departemen : Creabiz / Desain Produk Industri

Alamat Rumah : Jl Cattleya 29, Waru, Sidoarjo

h. Riwayat penelitian/pengabdian:

(2004) “Garbage Separation System in Japan : Sign System on Garbage

Bins”Tokyo Institute of Technology (TIT), Japan.

(2008) “Pemanfaatan Limbah Kantong Plastik untuk Produk Kerajinan”SPP dan

SPI ITS 2007 / 2008

(2009) “Fried Plastic Sacks” National Industrial Engineering Conference

(NIEC 5th) Universitas Surabaya, Surabaya

(2009) “Fried Plastic Sacks as Eco Friendly Material” National Seminar on

Applied Technology,Science and Art (1st APTECH), ITS, Surabaya

(2009) “PLAZORE : Fried Plastic Sacks for Craft Product” Hibah Strategis

Nasional 2009.

(2011) “Semantic in Garbage Bin Design : Tokyo Case”, 1st International

Conference on Creative Industry (ICCI)”, Bali

(2011) “Re‐designing Modular Family Bike” Hibah Strategis Nasional 2011,

ITS, Surabaya.

(2013) “Shafinder : Aplikasi pencari Shaf Kosong Dalam Masjid saat Sholat

Jumat, IDEA Journal, ITS, Surabaya

(2013) "Pengembangan Desain Kompartemen Tas Haji yang Praktis melalui

Efisiensi Sistem Produksi pada Tingkat Makloon Pengrajin Tas di Bandung dan

Sekitarnya", Program Pengabdian Masyarakat ITB, 2013, Bandung

(2016) "Perancangan Strategi Visual Branding & Desain Produk Non Pakaian

Dalam Rangka Pengembangan Batik Tulis Tanjung Bumi, Bangkalan,

Madura",Program CSR Bank Indonesia, 2016, Surabaya

DATA USULAN DAN PENGESAHAN

PROPOSAL DANA LOKAL ITS 2020

1. Judul Penelitian

DIGITALISASI LABORATORIUM FISIKA DASAR ITS BERBASIS IoT : HUKUM KIRCHOFF

Skema : PENELITIAN UNGGULAN ITS (TERAPAN MULTIDISIPLIN)

Bidang Penelitian : Mekatronika dan Otomasi Industri

Topik Penelitian : Topik Pendukung Unggulan ITS IoT Module

2. Identitas Pengusul

Ketua Tim

Nama : Prof.Dr.Ir. Mohammad Nuh DEA

NIP : 195906171984031002

No Telp/HP : 0811346504

Laboratorium : Laboratorium Biocybernetics

Departemen/Unit : Departemen Teknik Biomedik

Fakultas : Fakultas Teknologi Elektro dan Informatika Cerdas

  Anggota Tim

No Nama Lengkap Asal Laboratorium Departemen/UnitPerguruan

Tinggi/Instansi

1Prof.Dr.Ir.

Mohammad Nuh DEA

Laboratorium Biocybernetics

Departemen Teknik Biomedik

ITS

2Eko Agus

Suprayitno S.Si., M.T

Laboratorium Biocybernetics

Departemen Teknik Biomedik

ITS

3Waluyohadi, S.Ds, M.Ds

Departemen Desain Produk

ITS

3. Jumlah Mahasiswa terlibat : 0

4. Sumber dan jumlah dana penelitian yang diusulkan

  a. Dana Lokal ITS 2020 : 110.000.000,-

  b. Sumber Lain : 0,-

 

  Jumlah : 110.000.000,-

Tanggal Persetujuan

Nama Pimpinan Pemberi

Persetujuan

Jabatan Pemberi Persetujuan

Nama Unit Pemberi

PersetujuanQR-Code

13 Maret 2020

Hendro Nurhadi Dipl., Ing.,

Ph.D.

Kepala Pusat Penelitian/Kajian/Unggulan

Iptek

Mekatronika dan Otomasi

Industri

13 Maret 2020

Agus Muhamad Hatta , ST, MSi,

Ph.DDirektur

Direktorat Riset dan Pengabdian

Kepada Masyarakat