Embed Size (px)
Citation preview
i
PROPOSAL PENELITIAN UNGGULAN
DANA LOKAL ITS TAHUN 2020
JUDUL PENELITIAN
Digitalisasi data pengukuran praktikum fletcher trolley secara real time
berbasis internet of things
Tim Peneliti:
Dr. Tri Arief Sardjono S.T., M.T. (Teknik Biomedik / FTEIC)
Murry Raditya, S.T, M.T (Teknik Instrumentasi / F-Vokasi)
Ari Dwi Krisbianto, S.T, 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 Praktikum .............................................................................................................. 10
3.3.1 Praktikum : Fletcher Trolley ..................................................................................... 10
BAB 4 METODE PENELITIAN ..................................................................................... 15
4.1. Digitalisasi perangkat praktikum ........................................................................................... 15
4.2. User Flow .......................................................................................................................... 18
4.3. Mockup web base aplikasi Telelab ................................................................................... 19
4.4. Desain enclosure untuk modul IoT ................................................................................... 21
BAB 5 JADWAL DAN RANCANGAN ANGGARAN BIAYA ................................... 23
5. 1. Jadwal .................................................................................................................................. 23
5.2 Anggaran Biaya ....................................................................................................................... 23
BAB 6 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 25
BAB 7 LAMPIRAN ........................................................................................................... 26
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
........................................................................................................................ 15
Gambar 4. 2. Konsep (Wireframe) laman login praktikan .................................................. 16
Gambar 4. 3 Konsep (Wireframe) antarmuka website praktikum hukum Kirchhoff. ......... 17
Gambar 4. 4 Konsep (Wireframe) laman percobaan yang dilakukan secara interaktif oleh
praktikan ......................................................................................................... 18
Gambar 4. 5 User Flow pelaksanan praktikum ................................................................... 19
Gambar 4. 6 Tampilan depan modul telelab........................................................................ 19
Gambar 4. 7 Desain Tutorial Praktikum .............................................................................. 20
Gambar 4. 8 Desain monitoring pelaksanaan praktikum .................................................... 20
Gambar 4. 9 Gambar enclosure tampak atas ....................................................................... 21
Gambar 4. 10 Gambar enclosure tampak bawah ................................................................. 21
Gambar 4. 11 Gambar enclosure tampak bagian dalam ...................................................... 22
4
DAFTAR TABEL
Tabel 5. 1 Jadwal kerja penelitian ....................................................................................... 23
Tabel 5. 2 Anggaran Biaya Penelitian untuk komponen ..................................................... 23
Tabel 5. 3. Pembuatan Web Apps ....................................................................................... 24
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 : Fletchers Trolley bertujuan
menghitung gerak dengan percepatan uniform dengan peralatan yang digunakan adalah
Fletchers Trolley, Holding Magnet, Stop Clock, Small Contact Plate, Power Supply
tegangan rendah, Morse key dan kabel penghubung.
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 : Fletcher Trolley
Suatu benda dikatakan mengalami gerak lurus apabila lintasan yang dilalui benda
berbentuk garis lurus (tidak berbelok-belok). Untuk dapat menentukan dengan tepat posisi
dari suatu benda yang bergerak lurus, maka ditetapkan terlebih dahulu suatu titik pada garis
gerak benda tersebut sebagai titik asal gerak. Jarak dari titik asal sampai ke benda tersebut
disebut dengan koordinat benda.
Biasanya koordinat tersebut dianggap berharga positif apabila benda berada di sebelah
kanan titik asal, dan sebaliknya akan dianggap negatif apabila berada di sebelah kiri titik
asal.
11
Kecepatan rata-rata sebuah benda yang bergerak didefinisikan sebagai perbandingan
perpindahannya dengan selang waktu terjadinya perpindahan itu.
Kecepatan rata-rata (vektor) = perpindahan (vektor)
selang waktu (skalar)
Kecepatan rata-rata adalah besaran vektor, oleh karena hasil bagi vektor oleh skalar
tersebut akan berupa vektor pula, dan arahnya sama dengan arah perpindahan.
Kelajuan rata-rata sebuah benda yang bergerak didefinisikan sebagai perbandingan
panjang lintasan dengan selang waktunya.
Kelajuan rata-rata (skalar) = panjang lintasan (skalar)
selang waktu (skalar)
Kecepatan sesaat pada suatu titik dapat didefinisikan sebagai kecepatan rata-rata
sepanjang perpindahan yang sangat kecil sekali dan di sepanjang mana pula titik tersebut
berada.
Kecepatan benda yang bergerak berubah secara terus menerus selama gerakan tersebut
berlangsung, kecuali pada keadaan tertentu. Apabila kecepatan tersebut mengalami
perubahan, maka dikatakan bahwa benda tersebut bergerak dengan gerakan yang dipercepat
atau mempunyai percepatan.
Percepatan rata dalam selang waktu ketika benda bergerak didefinisikan sebagai
perbandingan perubahan kecepatan terhadap selang waktunya tersebut.
Percepatan rata-rata (vektor) = perubahan kecepatan(vektor)
selang waktu (skalar)
a = v – v0
t – t0
Percepatan sesaat sebuah benda, yaitu percepatan pada suatu saat tertentu, atau pada
saat salah satu titik di lintasannya, didefinisikan dengan cara yang sama seperti kecepatan
sesaat. Andaikan v menyatakan perubahan kecepatan selama selang waktu t, maka
percepatan rata-rata selama selang waktu ini adalah :
a = v
t
Harga limit dari percepatan rata-rata untuk t yang teramat sangat kecil, ialah
percepatan sesaat a. Harga limit dari v / t ialah dv/dt
a = lim v = dv
v0 t dt
12
Karena v = dx / dt, maka ditulis :
a = d dx = d2x
dt dt dt2
Gerak lurus yang dialami suatu benda ada bermacam-macam yaitu :
Gerak lurus beraturan
Gerak lurus beraturan adalah gerak lurus sebuah benda dengan kecepatan tetap
(konstan), sehingga percepatannya (a) = 0.
v = konstan = ds / dt ds = v dt
ds = v dt S = v . t
maka diperoleh jarak yang ditempuh dalam waktu
t S = v . t
Gerak lurus berubah beraturan
Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak lurus dengan percepatan konstan (tidak
nol). Dan memiliki perubahan kecepatan yang sebanding dengan perubahan kecepatan dan
waktu gerak.
Pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB) berlaku :
v 0 dan a 0
karena a = dv / dt, maka dv = a . dt
Bila diintegrasikan :
dv = a dt
Karena a = konstan, maka
dv = a dt
Misalkan pada keadaan awal (t = 0), kecepatannya adalah v0, sedangkan pada saat t
mempunyai kecepatan sebesar v, maka
v0v dv = a t0
t dt
sehingga
v – v0 = a (t – 0 )
atau :
v = v0 + a t
sedangkan
v = ds / dt
13
maka
ds = v . dt
= (v0 + a t) dt
bila diintegrasikan :
ds = (v0 + a t) dt
misalkan juga bahwa pada saat awal benda ada di S0 dan pada saat t benda ada di S, maka :
s0s ds = t0
t (v0 + a t) dt
sehingga :
S – S0 = v0t + ½ a t2
Di sini, S tidak menyatakan jarak yang ditempuh melainkan menyatakan posisi benda
pada saat t. Jarak yang ditempuh dalam hal ini adalah x – x0 .
Selain rumus-rumus di atas juga terdapat suatu rumus lain untuk gerak lurus dengan
percepatan tetap, yang menghubungkan kecepatan v dengan posisi x. Hubungan tersebut
dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut :
Dari v = v0 + a t akan diperoleh :
t = v - v0
a
Substitusi t dalam persamaan akan menghasilkan :
S = S0 + ½ v2 - v02
a
Jadi v2 = v02 + 2a (S – S0)
Peralatan
Untuk percobaan ini dibutuhkan peralatan:
1. Satu set Fletchers Trolley
2. Stop clock satu buah
3. Holding magnet
4. Small Contact Plate
5. Power supply tegangan rendah
6. Morsey key satu buah
7. Kabel penghubung satu set (8 buah)
Cara kerja
1. Menyusun rangkaian 1, untuk percobaan pertama.
14
2. Mencatat waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak A dan B, atau S, dan
mengulangi sebanyak 5 kali.
3. Menyusun rangkaian 2. Menentukan jarak B – C atau S’ tetap dan mengatur
penyangga bandul agar pada waktu kereta menyentuh small contact plate, beban
telah disangga oleh penyangga.
4. Mencatat waktu yang diperlukan (t’) untuk jarak S’ dengan jarak S yang
berubah-ubah menurut langkah 2, dan mengulangi sebanyak lima kali.
15
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
16
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.
17
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
18
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.
19
6. Data terkirim diteruskan ke perangkat telelab untuk diproses. Hasil proses data
dikirimkan ulang oleh server ke front end modul telelab. Mahasiswa dapat secara
langsung melihat hasil percobaan berikut nilai yang diperoleh.
7. Dosen/asisten pengampu dapat juga melihat hasil percobaan setiap peserta melalui
aplikasi web.
Gambar 4. 5 User Flow pelaksanan praktikum
4.3. Mockup web base aplikasi Telelab
Gambar 4. 6 Tampilan depan modul telelab
20
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
21
4.4. Desain enclosure untuk modul IoT
Gambar 4. 9 Gambar enclosure tampak atas
Gambar 4. 10 Gambar enclosure tampak bawah
22
Gambar 4. 11 Gambar enclosure tampak bagian dalam
23
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 Fletcher Trolley
1. Modul terdiri dari: Industrial power supply Main microcontroller IoT Counter Processor IP Camera Set Embedded software
1
Unit
54.250.000
54.250.000
Modifikasi modul Fletcher Trolley 1 Unit 10.250.000 11.600.000 Desain enclosure 1 Unit 8.250.000 8.250.000
2 Desain Hub ethernet Desain Hub IP 1 Unit 5.400.000 5.400.000 Jumlah Sub Total 79.500.000
24
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 20.500.000 20.500.000
Jumlah Sub Total 20.500.000
25
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
26
BAB 7 LAMPIRAN
Biodata Tim Peneliti
1. Ketua
a. Nama Lengkap : Dr. Tri Arief Sardjono ST., MT.
b. NIP /NIDN : 19700212 199512 1001 / 0012027005
c. Fungsional/Pangkat/Gol. : Lektor Kepala / IVa
d. Bidang Keahlian : Biomedical Engineering
e. Departemen/Fakultas : Teknik Biomedik / FTEIC
f. Alamat Rumah dan No. Telp. : Kalijudan Taruna II/21 Surabaya / 031-3822752
g. Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang
diusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai Ketua atau Anggota)
Analisis Spektrum Frekwensi Suara untuk menentukan frekwensi dasar pasien
tuna laring
Analisis spektrum sinyal EMG (electromyogram) pada otot leher untuk
klasifikasi suara pasien tuna laring
Kursi roda Hybrid Paguyuban Cacat Daya Mandiri Surabaya
Feasibility Study Perancangan ECG 12 Channel terkoneksi internet untuk
Screening penyakit jantung koroner di Puskesmas (Penelitian Kerjasama Antar
Perguruan Tinggi – Dana Lokal ITS 2018)
h. Publikasi (2) yang paling relevan (dalam bentuk makalah atau buku)
Voice Spectrum Analysis and Fundamental Frequency Determination of normal,
electrolarynx and Esophageal voice of Laryngectomiced Patients.
A new approach for automatic Curvature Detection from a Frontal X-ray Image
of a Scoliotic Patient.
i. Paten (2) terakhir :
Braille-ITS
27
2. Anggota 1
a. Nama Lengkap : Murry Raditya, S.T, M.T
b. NIP :
c. Fungsional/Pangkat/Gol. :
d. Bidang Keahlian : Elektronika & Embedded System
e. Departemen/Fakultas : Teknik Instrumentasi / F-Vokasi
f. Alamat Rumah dan No. Telp. : Keputih Tegal Bakti Gg.1/45 RT/RW 01/08
Surabaya, Jawa Timur
g. Riwayat penelitian/pengabdian (2) yang paling relevan dengan penelitian yang
diusulkan/dilaporkan (sebutkan sebagai Ketua atau Anggota) :
Tahun Laboratory Research Jabatan
2013 –
2015
Device and IC-
Processing PUS
- ME ITB
Wireless Sensor-Actuator Network
(WSAN) dan sistem kontrol HVAC
pada ruang tumbuh (Growing
chamber ) pembenihan kentang
secara aeroponic.(kerjasama Pusat
Mikroelektronika ITB, BALITSA,
BPBK, Bappeda, BP3IPTEK prov,
Jawa Barat)
Anggota peneliti
2014 - Perancangan Earthquake shaking-
table untuk pengujian model
struktur tahan gempa (kerja sama
teknik sipil – ITS, Prof. Tavio)
Anggota peneliti
2012 -
2013
Embedded
System - ITB
Perancangan GUI control untuk
Dynamic Voltage Restorer (
kerjasama BPPT)
Anggota peneliti
2012 Embedded
System – ITB,
VLSI-REG –
ITB.
Perancangan GUI control untuk
sensor dan touchpanel
menggunakan RTOS-UC/OS II
pada processor berbasis ARM
Cortex M03 STM32F103VC
Anggota peneliti
2010 -
2011
- Desain Sistem dan Visualisasi
Kemiringan (Ballast) Kapal
(Pengujian manuever kapal tunda
Joyoboyo PT. Pelindo III, kerja
sama unit Inkubator-LPPM
teknologi ITS)
Anggota peneliti
2010 –
2011
- Rancang bangun temperatur dan
humidity transmitter berbasis
ModBus Over-Ethernet
Anggota peneliti
2009 -
2010
- Desain Web dan database untuk
technopreneur society LPPM – ITS
dan kementrian UKM
Anggota peneliti
28
3. Anggota 2
a. Nama Lengkap : Ari Dwi Krisbianto, S.T, M.Ds
b. Jenis Kelamin : Laki-laki
c. NIP : 1983201711040
d. Fungsional/Pangkat/Gol : IIIb
e. Jabatan Struktural : Asisten Ahli
f. Bidang Keahlian : Desain Produk
g. Fakultas/Departemen : Creabiz / Desain Produk Industri
h. Alamat Rumah : Jalan Tambak Medokan Ayu XV Kav. 36C RT/RW
012/002 Medokan Ayu, Rungkut, Surabaya
i. Riwayat penelitian/pengabdian:
No. Tahun Judul Penelitian
1 2019 Desain Perhiasan Multiform Lintas Tipe
2 2019 Desain Sespan Tandem Samping Kiri Lepas-pasang untuk Sepeda dengan Mengayuh.
3 2018 Main Frame Structure Exploration of Sliding Tandem Bike as the Effort to Enhance Product Feature
4 2017 Composition Two Dimensional of Patra As Taste the Sensitivity on Basic Design
No. Tahun Judul Pengabdian Masyarakat
1 2019 PENDAMPINGAN DESAIN SEBAGAI UPAYA PENINGKATAN KUALITAS DESAIN PRODUK PADA IKM PERHIASAN DAN ASESORIS JAWA TIMUR UNTUK BERSAING DI PASAR GLOBAL
2 2018 Transfer of Digital Technology Training – Fiber Reinforced Panel (FRP) Component Light Rail Transit (LRT) Jabodebek antara ITS, INKA, IMS BPPT dan Ristekdikti
3 2018 Pembekalan Kemampuan Pemasaran di Online Marketplace untuk Karang Taruna Mandiri
4 2015 Pelaksanaan kegiatan Swakelola Oleh Instansi Pemerintah Lain Kegiatan Fasilitasi Desain Produk Tahun 2015, Kerjasama dengan Disperindag Jatim
j. Publikasi:
No. Jenis Publikasi
Judul Publikasi Tahun Keterangan
1. Tugas Akhir Desain Sepeda Air dengan Sarana Memancing dan Makan di Tempat Studi Kasus Wisata Telaga Sarangan Magetan
2007 Desain Produk ITS Surabaya
2. Thesis Pengaruh Kadar Emas Terhadap Perhiasan Gelang Wanita Produksi Dalam Negeri
2015 Magister Desain ITB
