## Perancangan Sistem Autentikasi Pengguna dan Monitoring Kelistrikan CNC Router G-Weike WK1212 Berbasis Internet of Thing (IoT)
Herwin Suprijono 1) , Helmy Rahadian 2) , dan Nur Islahudin 3)
1,2) Teknik Elektro, Universitas Dian Nuswantoro
3) Teknik Industri, Universitas Dian Nuswantoro
1,2,3) Jl. Imam Bonjol No.207, Pendrikan Kidul, Kec. Semarang Tengah, Kota Semarang, Jawa Tengah 50131 e-mail: herwin.suprijono@dsn.dinus.ac.id 1) , helmyrahardian@dsn.dinus.ac.id 2) , nur.islahudin@dsn.dinus.ac.id 3)

## ABSTRACT
Internet of Thing (IoT) technology is able to manage devices to collect and exchange data over the internet network. IoT is one of the keys to implementing Industry 4.0 in various sectors such as manufacturing, transportation and even education. IoT can be utilized for laboratory device management. The Production Systems Laboratory, Faculty of Engineering, Dian Nus- wantoro University has CNC-based machines such as a CNC router machine with the G-Eike brand type WK1212. Through the implementation of IoT, user data, operational time, and electricity such as voltage and current while the CNC machine is operating can be sent and stored on a database server. Furthermore, analysis of the data is carried out for various purposes such as predicting machine maintenance schedules. The results of the research that has been carried out regarding the design of user authentication systems and electrical monitoring of the CNC machine have been tested with good results in extracting the required data via IoT to then be used in predicting machine maintenance. It is known from the test results that the user (student) authentication system can be carried out by inputting a username and password based on student data registered by the laboratory assistant. Electrical data  (voltage, current, power, energy, frequency and power factor) is successfully sent from the control panel periodically every 10 seconds to the broker. The broker managed to save the data received into the MySQL database.
Keywords: Internet of Thing, CNC Router, G-Weike WK1212, Autentikasi, Monitoring.

## ABSTRAK
Teknologi Internet of Thing (IoT) mampu mengelola perangkat untuk mengumpulkan serta bertukar data melalui jaringan internet. IoT menjadi salah satu kunci dalam penerapan industri 4.0 di berbagai sektor seperti manufaktur, transportasi, dan bahkan  pendidikan.  IoT  dapat  dimanfaatkan  untuk  manajemen  perangkat  laboratorium.  Laboratorium  Sistem  Produksi Fakultas Teknik Universitas Dian Nuswantoro memiliki mesin-mesin berbasis CNC seperti mesin CNC router dengan Merk G-Eike tipe WK1212. Melalui penerapan IoT maka data pengguna, waktu operasional, dan kelistrikan seperti tegangan dan arus  selama  mesin  CNC  beroperasi  dapat  dikirim  dan  disimpan  pada  server  basis  data.  Selanjutnya,  analisis  terhadap  data tersebut dilakukan untuk berbagai keperluan seperti memprediksikan jadwal pemeliharaan mesin. Hasil dari penelitian yang telah dilakukan terkait perancangan sistem autentikasi pengguna dan monitoring kelistrikan mesin CNC tersebut telah diuji dengan  hasil  yang  baik  dalam  menarik  data-data yang  dibutuhkan  melalui  IoT  untuk  kemudian  dapat  dimanfaatkan  dalam prediksi  pemeliharaan  mesin.  Diketahui  dari  hasil  uji  tersebut  sistem  autentikasi  pengguna (mahasiswa)  mampu  dilakukan melalui input  username dan password berdasarkan  data  mahasiswa  yang  didaftarkan  oleh  asisten  laboratorium.  Data kelistrikan (tegangan, arus, power , energi, frekuensi dan power factor ) berhasil dikirim dari kontrol panel secara periodik tiap 10 detik ke broker . Broker berhasil menyimpan data yang diterima ke dalam database MySQL.
Kata kunci : Internet of Thing , CNC Router , G-Weike WK1212, Autentikasi, Monitoring

## I. P ENDAHULUAN
ndustri  4.0  menggambarkan  tren  saat  ini  yang memiliki karakteristik berupa digitalisasi dan oto- masi  pada  proses  manufaktur.  Implementasinya terwujud dalam proses yang bergantung pada me- sin dengan konfigurasi otomatis, mampu melakukan diagnostik  mandiri  dan  didukung  oleh  interkoneksi antar  mesin  dan  komponen  [1]. Internet  of  Things (IoT) bisa dimaknai sebagai jaringan yang tersedia di- mana-mana bersifat global dan membantu menginte- grasikan perangkat fisik. Berbagai macam perangkat yang  dibekali  sensor,  mengambil  data  dari  ling- kungan,  saling  terhubung  dengan  perangkat  lain  ke jaringan komunikasi publik [2].  IoT masuk ke dalam proses  manufaktur  dan  menjadi  salah  satu  basis teknologi  industri  4.0.  IoT  menjadi  infratruktur  bagi
intrumen,  mesin,  modul  produksi  dan  produk  meru- pakan bagian Cyber Physical System (CPS) untuk sal- ing bertukar informasi, melakukan tindakan dan pen- gendalian satu sama lain secara independen [3].
Tuntutan  sumber  daya  lulusan  yang  berkompeten dan berdaya saing di era revolusi industri 4.0 menjadi- kan  banyak  institusi  pendidikan  menyesuaikan  ku- rikulum  yang  selaras  dengan  konsep  industri  4.0. Adaptasi  konsep  industri  4.0  dan  teknologi  IoT  di dunia pendidikan terlihat pada pengembangan Smart Laboratory di berbagai institusi pendidikan. Pendeka- tan pengembangan Smart Laboratory diantaranya [4]: lab IoT umumnya tidak dibangun terpisah melainkan menyatu dengan lab lain seperti lab instrumentasi, lab komputer  dan  lainnya  guna  meminimalkan  biaya dengan memanfaatkan perangkat yang telah tersedia;
I
menggunakan  material  Open Source;  dan  menyusun eksperimen atau project tambahan yang berbasis IoT sederhana.  Eksperimen  IoT  sederhana  seperti: pemantauan data jarak jauh, pengendalian perangkat jarak jauh serta membangun sebuah web server untuk penerimaan data, pemrosesan dan pengendalian.
Beberapa  penelitian  mengenai Smart  Laboratory diantaranya: pengembangan aplikasi motor induksi 3- fasa  untuk  operasi star-delta dan forward-reverse menggunakan Node-Red ,  protokol  MQTT  dan perangkat  lunak  MQTT  Dash  serta  Adafruit  IO  [5]. Pengguna  dapat  mengendalikan  motor  melalui  tom- bol virtual pada aplikasi sekaligus melakukan moni- toring  status  motor.  Pada  penelitian  lain,  sebuah re- mote  laboratory berbasis  IoT  untuk  pengendali  dan pemantauan berbagai parameter dalam otomasi indus- tri  seperti: proximity  sensor  test ,  pemilahan  obyek metal  dan  non-metal  [6].    Penelitian  menunjukkan hasil  yang  memuaskan  dan  mampu  mendorong pengembangan  sistem  otomasi  yang  lebih  inovatif. Dalam beberapa penelitian, teknologi IoT juga dapat dimanfaatkan  untuk  mengurangi  penggunaan  energi listrik  di  lab.  Hal  ini  dibuktikan  oleh  penelitian  [7], sistem pengendali dan pemantauan peralatan lab yang dibuat  mampu  mencatat  penghematan  sebesar  30% dalam  kurun  waktu  satu  tahun.  Penelitian  lain  yang dilakukan  oleh  [8] menghasilkan  sebuah  sistem  ber- nama  SmartLab  yang  digunakan  untuk  mengurangi biaya energi. Sistem berupa aplikasi monitoring kon- disi lab digunakan untuk mendeteksi komputer yang berada dalam kondisi idle kemudian mematikan kom- puter  tersebut  untuk  mengurangi  pemakaian  daya listrik dan emisi karbon.
Di sisi lain, manajemen atau pengelolaan peralatan lab  juga  menjadi  banyak  tema  yang  diangkat  dalam banyak penelitian. Hasil studi yang ditunjukkan oleh [9]  menunjukkan  permasalahan  yang  ada  dalam pengelolaan  peralatan  lab  yaitu:  lab  masih  banyak menerapkan  pengelolaan  secara  tradisional  dengan tidak  adanya  pencatatan  terhadap  penggunaan peralatan lab. Hal tersebut menyebabkan resiko keru- sakan  atau  hilangnya  alat  meningkat.  Dalam  studi yang  sama,  masalah  tersebut  diselesaikan  dengan membangun sistem autentikasi penggunaan peralatan lab. Autentikasi dan otorisasi dilakukan dengan mem- baca  identitas  mahasiswa  melalui  kartu  mahasiswa berbasis RFID. Selama penggunaan alat, kondisi alat lab dicatat oleh sistem. Sistem juga dapat memantau dan melacak posisi alat di lab dengan membaca sinyal dari  ZigBee  yang  tertanam  di  setiap  alat.  Sistem  se- rupa  dibangun  oleh  [10]  yang  memberikan  ijin penggunaan  alat  berdasarkan  identitas  yang  dibaca dari kartu mahasiswa berbasis RFID. Identitas maha- siswa dicocokkan dengan jadwal praktikum yang ter- catat  pada  basis  data.  Mahasiswa  hanya  dapat
menggunakan alat lab sesuai dengan jadwal yang te- lah ditentukan. Penelitian lain oleh [11] menghasilkan perangkat lunak Digital Laboratory Information Sys- tem (DLIS)  yang  menyajikan  informasi  kepada pengguna mengenai detil informasi kondisi, keterse- diaan dan status seperti: jumlah, kondisi baik, kondisi rusak,  dan  kesiapan  peralatan.  Pengguna  juga  dapat melihat  history  penggunaan  dan  foto  alat  lab.  DLIS berjalan  di  atas  komputer  server  yang  berada  di  lab dan dapat diakses oleh pengguna dimanapun dan ka- panpun dari luar lab.
Laboratorium Sistem Produksi (Lab. Sispro) meru- pakan salah satu laboratorium yang berada di Fakultas Teknik Universitas Dian Nuswantoro Semarang. Lab. Sispro  merupakan  miniatur  dari  proses  manufaktur yang terjadi di industri atau pabrik. Banyak perangkat produksi  yang  dijalankan  di  laboratorium  ini  salah satunya  adalah  mesin  CNC Router .  Mesin  CNC Router  tersebut  ber-merk  G-Weike  dengan  tipe WK1212 seperti pada Gambar 1. Mesin ini memiliki fungsi  utama  sebagai  alat  memotong  ( cutting ),  alat ukir  ( engraving ),  dan  membuat  tanda  ( marking ). Selama ini, tidak ada manajemen penggunaan mesin CNC di Lab. Sispro padahal mesin CNC memerlukan tenaga operasional yang terampil dan mengerti aspek keamanannya.  Selain  itu  selama  beroperasi  mesin CNC  membutuhkan  daya  listrik  yang  besar.  Diper- lukan sebuah sistem guna meng-autentikasi pengguna dan memonitor daya mesin CNC tersebut sehingga di- peroleh kinerja mesin yang efisien. Sehingga hal ter- sebut menjadi latar belakang dari perancangan sistem autentikasi pengguna dan monitoring kelistrikan CNC G-Weike WK1212 dengan memanfaatkan konsep in- dustri  4.0  khususnya  pada  teknologi  pendukungnya yaitu Internet of Things (IoT).

## Gambar 1. CNC Router G-Weike WK1212
Penerapan  infrastruktur  IoT  yang  dibangun  atas jaringan  internet  dan  perangkat embedded  system membuat sistem autentikasi pengguna dan monitoring kelistrikan  CNC  dapat  dioperasikan  dan  dipantau secara  remote  (jarak  jauh).  Data  berupa  identitas pengguna  dan  durasi  penggunaan,  data  kelistrikan meliputi:  tegangan,  arus,  daya,  frekuensi  dan  power
factor  selama  mesin  CNC  digunakan  akan  tercatat pada  sistem.  Interaksi  antar  pihak  yang  berkepent- ingan terhadap mesin CNC, seperti pengguna (maha- siswa), asisten dan kepala laboratorium menjadi lebih efektif dan fleksibel. Selain itu, data kelistrikan dapat dimanfaatkan untuk proteksi mesin CNC. Apabila ter- baca nilai kelistrikan seperti tegangan atau arus yang tidak  normal  maka  sistem  akan  secara  otomatis memutus sumber daya mesin CNC. Data turunan lain yang bisa diperoleh adalah biaya listrik yang dihabis- kan selama mesin beroperasi. Lebih lanjut, data-data tersebut dapat menjadi menjadi pertimbangan dalam pengambilan  keputusan  seperti  penjadwalan pemeli- haraan.

## II. P ERANCANGAN DAN M ETODE
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan membuat se- buah  sistem  autentikasi  pengguna  dan  monitoring kelistrikan mesin CNC yang mampu:
1. Memasukkan dan menyimpan data pengguna me- sin CNC.
2. Melakukan autentikasi pengguna melalui username dan password.
3. Memutus  dan  menyambungkan  sumber  daya listrik PLN ke mesin CNC.
4. Membaca data kelistrikan mesin CNC.
5. Mengirim dan menyimpan data pengguna dan data kelistrikan mesin CNC ke server basis data melalui jaringan Wi-Fi.
6. Menampilkan data, status dan kondisi mesin CNC
melalui antarmuka berbasis web .
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  tahapan  pelaksa- naan berikut:
a. Perangkat Keras Sistem  autentikasi  pengguna  dan  monitoring kelistrikan  CNC  dirancang  mengikuti  diagram  yang ditunjukkan oleh Gambar 2.

## Gambar 2. Rancangan Sistem
Seperti  yang  dapat  ditunjukkan  oleh  Gambar  2, perangkat keras sistem terbagi atas:
1. Control  panel,  yang  mengatur  aliran  sumber daya  listrik  dari  PLN  ke  mesin  CNC  router  G- Weike WK1212.
2. Wireless  Access  Point  yang  menghubungkan komunikasi  antara  control  panel,  PC  Admin- istration  dan  perangkat  user  (laptop  atau smartphone ).
3. PC  Administration,  yang  menjalankan  broker MQTT, web server dan database server .

## b. Perangkat Lunak
Perangkat lunak pada sistem autentikasi pengguna dan monitoring kelistrikan mesin CNC terbagi atas:
1. Program Microcontroller Mega2560 dengan modul  Arduino,  controller  utama  berada  di  da- lam control panel.
2. Program  ESP8266,  sebagai  penyedia  komu- nikasi  wireless  yang  berada  di  dalam  control panel.
3. Program broker MQTT, berjalan di PC adminis- trator.
4. Program atau aplikasi web dan database berbasis PHP dan MySQL, keduanya juga berjalan di PC administrator.
Gambar 3. Diagram alir Program Microcontroller Mega 2560
Masing-masing  program  dijelaskan  sebagai  beri- kut:
Perancangan Sistem Autentikasi Pengguna dan Monitoring Kelistrikan CNC Router G-Weike WK1212 Berbasis Internet of Thing (IoT)

## a. Program microcontroller Mega2560
Program pada microcontroller Mega2560 ini dibuat dengan tujuan utama untuk membaca data power me- ter. Program juga mengatur komunikasi dengan chip ESP8266  guna  pertukaran  data  diantara  keduanya. Aliran  proses  yang  terjadi  pada microcontroller Mega2560 ditunjukkan oleh diagram alir pada Gam- bar 3.
Sesuai  dengan  diagram  alir  Gambar  3, Microcon- troller  Mega2560 status  koneksi  dengan  broker MQTT  yang  dikirim  oleh  ESP8266  (A)  setelah melakukan  inisialisasi.  Jika  ESP8266  sudah  terhub- ung dengan broker, maka Microcontroller Mega2560 memulai  timer  dan  menunggu  adanya  kiriman  data dari ESP8266 (C) melalui fungsi serial.event3 . Data ini  sebenarnya  adalah  perintah  pengguna  untuk mengaktifkan  atau  menon-aktifkan  relay.  Setelah time  out , Microcontroller  Mega2560 memulai mengakses  power  meter.  Berdasarkan  kondisi  relai dan kontaktor, maka kemungkinan paket yang dikirim ke ESP8266 (B) berupa:
•  Paket error, jika relai OFF bagaimanapun kondisi kontaktor.
•  Paket  data  =  0,  jika  relai  ON  namun  kontaktor OFF.
•  Paket  data  =  nilai  real-time,  jika  relai  dan  kon- taktor ON.
b. Program ESP8266
Chip ESP8266 berfungsi untuk membangun komu- nikasi dengan broker MQTT melalui jaringan WiFi. Alur  program  pada  ESP8266  ditunjukkan  oleh  dia- gram alir pada Gambar 4. Aliran program dimulai dari inisialisasi  kemudian  dilanjutkan  membangun  kon- eksi  ke  access  point  yang  telah  ditentukan.  Setelah terkoneksi  dengan  selanjutnya  proses  untuk  mem- bangun  koneksi  ke broker MQTT.  Setelah  berhasil terkoneksi ke broker , ESP8266 akan menunggu paket dari  microntroller  (proses  B).  Jika  paket  sudah diterima maka  akan segera di- publish ke broker dan selanjutnya  akan  kembali  menunggu  paket  dari Mi- crocontroller Mega2560 . ESP8266 juga bertugas un- tuk  menerima payload dari broker.  Payload yang diterima akan dikirim ke Microcontroller Mega2560 saat  ESP8266  sedang  tidak  melakukan publish ke broker .  Isi  dari payload ini  adalah  perintah  dari pengguna  yang  dikirim  melalui  topic  yang  di- sub- scribe oleh ESP8266. Perintah ini untuk mengaktifkan atau menon-aktifkan relai.
Gambar 4. Diagram Alir ESP8266
c. Aplikasi Web dan Database
Aplikasi  web  terdiri  dari  dua  bagian:  panel dash- board dan database . Dashboard merupakan halaman web  yang  berfungsi  untuk  mengatur  tampilan  dan fungsi  aplikasi web sesuai  dengan  tipe  pengguna. Dashboard ini  dibangun  menggunakan framework CodeIgniter berbasis  bahasa  pemrograman  PHP. Dashboard menjadi antar muka bagi pengguna untuk mengakses data kelistrikan sekaligus mengoperasikan mesin  CNC.  Pembuatan  dan  pengembangan dash- board memanfaatkan  pustaka  ( library )  PHP  untuk membangun  komunikasi  dengan broker dan server database . Dashboard bertindak sebagai broker client yang  akan  menerima  data  dari  broker,  menampil- kannya ke halaman web dan menyimpan data tersebut ke database.
Akses ke dashboard memerlukan tahapan registrasi dan login. Registrasi atau pendaftaran pengguna dil- akukan oleh asisten praktikum (atau asisten lab) yang mempunyai  peran  sebagai  administrator  dalam  sis- tem. Asisten mengunduh daftar mahasiswa yang pada semester  berjalan  mengambil  mata  kuliah  yang menggunakan CNC sebagai alat praktik. Daftar ini di- peroleh  dari  Siadin  berupa  file  excel.  Melalui  menu khusus pada dashboard file akan diunggah ke dalam sistem.  Nama-nama  dalam  daftar  tersebut  kemudian dibuatkan  akun  dengan  username  berupa  NIM  dan
password  default:  praktik  CNC.  Password  ini  bisa diubah oleh mahasiswa bersangkutan ketika login ke dalam sistem.
Sistem  hanya  memiliki  dua  jenis  pengguna  yakni: mahasiswa dan asisten lab. Mahasiswa memiliki hak akses terbatas hanya dapat mengaktifkan dan menon- aktifkan panel serta melihat data kelistrikan CNC. Se- mentara asisten lab memiliki hak akses lebih banyak seperti  administrator  pada  kebanyakan  sistem  lain. Asisten  lab  selain  dapat  melakukan  apa  yang  dil- akukan  mahasiswa  juga  dapat  menentukan set-point parameter tegangan  dan  arus  yang  memicu  alarm kondisi  bahaya.  Asisten  lab  juga  dapat  melakukan pendaftaran dan menghapus mahasiswa yang berhak menggunakan CNC serta menghapus data kelistrikan CNC.

## III. H ASIL DAN A NALISIS
Hasil  dari  perancangan  dan  pengujian  dari perangkat  keras  maupun  perangkat  lunak  dalam pengembangan sistem autentikasi dan monitoring me- sin  CNC Router G-Weike  WK  1212  adalah  sebagai berikut.

## A. Hasil Perancangan Perangkat Keras
Seperti  telah  dijelaskan  pada  bagian  metode penelitian,  perangkat  keras  pada  sistem  autentikasi pengguna dan monitoring kelistrikan CNC ini terdiri dari tiga bagian, yaitu: control panel, wireless access point dan  PC administration .  Hasil  rancangan perangkat keras dijelaskan sebagai berikut: a. Control Panel
Komponen  yang  menyusun  control  panel  dirangkai dan ditempatkan dalam sebuah boks panel terbuat dari metal berukuran (p x l x t) = 30 x 15 x 40 cm3 seperti ditunjukkan oleh Gambar 5.
Gambar 5. Tata Letak Komponen Control Panel
Terlihat pada Gambar 8, komponen yang membentuk control panel adalah:
1. Board  Arduino Microcontroller  Mega  2560 dengan embedded ESP8266 2. Power meter Peacefair PZEM-004T-100A v3
3. MCB 4. Relai
5. External split current Transformer (bagian power meter untuk membaca arus)
6. Kontaktor
7. Keypad, untuk keperluan debugging dan trouble- shooting
8. LCD dot matrix, untuk keperluan debugging dan troubleshooting

## B. Wireless Access Point
Wireless  access  point menggunakan  perangkat router Huawei  B525.  Tidak  banyak  hal  yang  dil- akukan pada perangkat ini selain mengatur konfigur- asi  pengalamatan  IP  sehingga  PC Administration selalu memperoleh alamat IP yang sama dengan ala- mat IP yang tertulis di program Microcontroller mega dan  ESP8266.  Hal  ini  bisa  diperoleh  dengan melakukan  pengaturan  DHCP  server  pada  beberapa parameter penting seperti ditunjukkan Tabel 1.
Tabel 1. Pengaturan Wireless Access Point No Parameter Pengaturan Keterangan 1 Alamat IP 192.168.8.1 Alamat IP router 2 DHCP Enable DHCP diaktifkan 3 Jangkauan IP 2 hingga 100 Alamat  IP  yang  diberikan ke perangkat mulai 192.168.8.2 hingga 192.168.8.100 4 Subnet mask 255.255.255.0 5 Gateway 192.168.8.1 6 IP and MAC association IP: 192.168.8.2 MAC PC: D4- 3B-04-6C-5E- 76 DHCP memberikan  ala- mat IP tertentu pada kom- puter  dengan  MAC  ad- dress yang dipilih
Pengaturan 6 merupakan pengaturan paling penting karena  menentukan  keberhasilan  komunikasi  antara control panel dan broker MQTT, web server dan da- tabase server . Program pada ESP8266 pada Gambar 4.
1 2 3
4 5 6 7 8
9
// WiFi const char *ssid = "<SSID>"; const char *password = "<password>";
// MQTT Broker const char *mqtt_broker = "192.168.8.2"; const char *mqtt_username = ""; const char *mqtt_password = ""; const int mqtt_port = 1883;
Perancangan Sistem Autentikasi Pengguna dan Monitoring Kelistrikan CNC Router G-Weike WK1212 Berbasis Internet of Thing (IoT)
Menggunakan syntax tersebut  dapat  membuka akses  komunikasi  dengan  broker  MQTT  yang beralamatkan  192.168.8.2.  Jika  PC  administration yang menjalankan MQTT broker tidak diberi alamat IP statis maka suatu saat alamat IP-nya berubah dan program  ESP  gagal  berkomunikasi  dengan  broker MQTT.  Pengaturan IP  and  MAC  Association (pengaturan  6)  akan  selalu  memberikan  alamat  IP 192.168.8.2  kepada  komputer  yang  memiliki  MAC address  D4-3B-04-6C-5E-76  yakni  PC Administra- tion .

## C.  PC Administration
Dari sisi perangkat keras, PC administration berupa PC atau laptop berbasi Windows 10. PC tersambung ke  perangkat wireless  access  point melalui  kabel ethernet atau melalui Wi-Fi tergantung dari tata letak masing-masing  perangkat  di  laboratorium.  PC  ini menjalankan layanan:
1. Broker MQTT dari Mosquitto
2. Web server Apache (XAMPP)
3. Database server MySQL (XAMPP) PC administration dan  layanan  tersebut  harus selalu  dinyalakan  selama  kegiatan  praktikum  masih membutuhkan  mesin  CNC.  Menjalankan  layanan Mosquitto  broker secara  otomatis  ketika  komputer dinyalakan membutuhkan pengaturan  di  bagian Ser- vice Windows . Startup type perlu diatur ke mode Au- tomatic dan Service  status  Running ,  seperti  terlihat pada Gambar 7. Sedangkan menjalankan web dan da- tabase  server  secara  otomatis  saat  komputer  dinya- lakan  bisa  dilakukan  melalui  jendela  pengaturan XAMPP  dengan  mencentang  Service  pada  Apache dan MySQL, seperti ditunjukkan oleh Gambar 8.

## Gambar 7. Pengaturan Mosquitto Broker Berjalan
Otomatis
Gambar 8. Pengaturan Web dan Database Server Ber- jalan Otomatis
Hasil perancangan perangkat lunak meliputi: a. Program  Microcontroller  Mega  2560  dan ESP8266
Program Microcontroller Mega 2560 bertugas un- tuk  mengendalikan  relai  dan  membaca  data kelistrikan  mesin  CNC.  Program Microcontroller Mega 2560 bekerja sama dengan program ESP8266 untuk mentransfer data dari control panel ke mosquito broker dan  menerima  perintah  untuk  mengaktifkan atau menon-aktifkan relai dari web. Relai yang aktif menandakan pengguna hanya perlu menekan tombol di  boks  panel  untuk  mengalirkan  daya  dari  PLN  ke mesin  CNC.  Program Microcontroller  Mega  2560 membaca data kelistrikan setiap 10 detik sekali.

## b. Mosquitto MQTT Broker
Broker  MQTT dari Mosquitto merupakan  salah satu  aplikasi broker  opensource yang  mudah digunakan. Broker ini utamanya berfungsi untuk me- nyediakan dua layanan kepada control panel: Broker menampung data yang di- publish oleh control panel.  Data  yang  di- publish adalah  data  hasil  pem- bacaan power meter. Sebelum ESP8266 mem-publish data  tersebut  terlebih  dahulu  ditentukan  parameter: alamat  IP  broker,  kredensial  yang  dibutuhkan  dan topik  yang  akan  di- publish .  Gambar  9  merupakan syntax penentuan  parameter  tersebut  diproses  pada potongan program ESP8266.
Control panel akan mengirimkan delapan data yang telah ditentukan melalui program baris 14 hingga 21 ke broker secara periodik 10 detik, yaitu:
• Baris 14: status power meter
• Baris 15: status relai
• Baris 16: tegangan AC PLN
• Baris 17: arus AC PLN
• Baris 18: daya real time
• Baris 19: daya reaktif
• Baris 20: frekuensi tegangan AC
• Baris 21: power factor
Broker mengirim data kepada klien yang men-sub- scribe topik yang memuat data tersebut. Pada baris 11, ESP8266  men-subscribe  topik  “authmon/relay”. Topik  ini  sendiri  adalah  data  atau  lebih  tepatnya perintah aktivasi atau non-aktivasi relai yang dikirim oleh pengguna melalui web. Jika ESP8266 menerima data  “1”  maka  relai  akan  diaktifkan  ( close )  dan  se- baliknya jika menerima data “0” maka relai akan di- non-aktifkan.

## C.  Web dan database
Aplikasi web dibuat  dengan framework berbasis PHP  dan database MySQL.  Fungsi  utama  aplikasi web sebagai  antarmuka  pengguna:  mahasiswa  yang mengambil  praktikum  mesin  CNC  dan  asisten  lab yang bertanggung jawab atas operasional mesin CNC. Gambar 10 merupakan tampilan antar muka dari ap- likasi yang dikembangkan
Berikut  tahapan  akses  mesin  CNC  dengan  asumsi dimulai dari pendaftaran mahasiswa ke dalam sistem oleh asisten hingga mahasiswa bisa mengakses mesin CNC melalui akun-nya sendiri:
1. Asisten  memasukkan  username  dan  password pada halaman login yang bisa diakses melalui PC administration.
2. Asisten membuka menu “Manajemen User” untuk menambahkan peserta melalui unggahan file excel berisi data mahasiswa.
3. Kemudian,  asisten  mengatur  parameter  apa  saja yang  akan  ditampikan  di  halaman  utama  serta menetapkan batas atas dan batas bawah parameter tegangan dan arus. Hal ini untuk mencegah keru- sakan pada mesin CNC akibat tegangan dan arus yang tidak sesuai spesifikasi.
4. Mahasiswa  (sebagai  praktikan)  yang  telah didaftarkan bisa masuk ke sistem melalui halaman login dengan username “NIM” dan password de- fault “praktikCNC”. Password default bisa diganti melalui menu “Manajemen User”.
5. Pada halaman utama Gambar 14, mahasiswa bisa melihat  nilai  empat  parameter,  status  relai  pada control panel, status koneksi ke broker dan alarm notifikasi pada tegangan dan arus. Mahasiswa bisa mengaktifkan  atau  menon-aktifkan  relai  pada
panel  melalui  tombol  ON  atau  OFF  di  bagian Panel Switch (terletak di kanan atas).

## Gambar 10. Halaman Utama
Selain antarmuka berbasis web, sistem autentikasi dan monitoring kelistrikan mesin CNC telah menye- diakan  database  MySQL  untuk  keperluan  utama yakni menyimpan data kelistrikan mesin CNC. Data- base  yang  dibuat  dinamakan  “cncDB”  dengan  be- berapa tabel utama sebagai berikut:
1. Tabel  mahasiswa  menyimpan  data  mahasiswa: NIM, nama, password (terenkripsi).
2. Tabel  data  CNC:  waktu,  tegangan,  arus,  power, energi, frekuensi dan power factor.
3. Tabel status CNC: waktu, status power meter, sta- tus relai.

## IV. K ESIMPULAN
Hasil  dari  penelitian  yang  telah  dilakukan  terkait perancangan  sistem  autentikasi  pengguna dan  moni- toring  kelistrikan  mesin  CNC  tersebut  telah  diuji dengan hasil yang baik dalam menarik data-data yang dibutuhkan  melalui  IoT  untuk  kemudian  dapat  di- manfaatkan  dalam  prediksi  pemeliharaan  mesin. Diketahui  dari  hasil  uji  tersebut  sistem  autentikasi pengguna (mahasiswa) mampu dilakukan melalui in- put username  dan  password berdasarkan  data  maha- siswa  yang  didaftarkan  oleh  asisten  laboratorium. Data kelistrikan (tegangan, arus, power, energi, frek- uensi dan power factor) berhasil dikirim dari control panel secara periodik tiap 10 detik ke broker. Broker berhasil menyimpan data yang diterima ke dalam da- tabase MySQL.
Saran untuk penelitian selanjutnya adalah pengem- bangan fungsi sistem khususnya monitoring kelistrikan  CNC  yang  bisa  dilakukan  secara  remote melalui  koneksi  internet  dengan  menempatkan  web dan database server di public hosting. Kemudian, data kelistrikan yang dikumpulkan bisa digunakan sebagai bahan analisis untuk menemukan anomali atau untuk keperluan  lain  seperti  prediksi  pemeliharaan  mesin CNC Router G-Weike Wk1212.
Perancangan Sistem Autentikasi Pengguna dan Monitoring Kelistrikan CNC Router G-Weike WK1212 Berbasis Internet of Thing (IoT)

## D AFTAR P USTAKA
[1] P. Marcon et al., “Communication technology for in- dustry 4.0,” Prog. Electromagn. Res. Symp., pp. 1694– 1697, 2017, doi: 10.1109/PIERS.2017.8262021.
[2] J.  Branger  and  Z.  Pang,  “From  automated  home  to sustainable,  healthy  and  manufacturing  home:  a  new story  enabled  by  the  Internet-of-Things  and  Industry 4.0,” J. Manag. Anal., vol. 2, no. 4, pp. 314–332, 2015, doi: 10.1080/23270012.2015.1115379.
[3] S.  Weyer,  M.  Schmitt,  M.  Ohmer,  and  D.  Gorecky, “Towards industry 4.0 - Standardization as the crucial challenge for highly modular, multi-vendor production systems,”  IFAC-PapersOnLine,  vol.  28,  no.  3,  pp. 579–584, 2015, doi: 10.1016/j.ifacol.2015.06.143.
[4] K. K. Rout, S. Mishra, and A. Routray, “Development of an Internet of Things (IoT) Based Introductory La- boratory  for  Under  Graduate  Engineering  Students,” Proc.  -  2017  Int.  Conf.  Inf.  Technol.  ICIT  2017,  pp. 113–118, 2018, doi: 10.1109/ICIT.2017.22.
[5] M.  A.  Akbar,  M.  M.  Rashid,  and  A.  H.  Embong, “Technology  Based  Learning  System  in  Internet  of Things  (IoT)  Education,”  Proc.  2018  7th  Int.  Conf. Comput.  Commun.  Eng.  ICCCE  2018,  pp.  192–197, 2018, doi: 10.1109/ICCCE.2018.8539334.
[6] M. V. Ramya, G. K. Purushothama, and K. R. Prakash, “Design and implementation of IoT based remote la- boratory for sensor experiments,” Int. J. Interact. Mob.
Technol.,  vol.  14,  no.  9,  pp.  227–238,  2020,  doi: 10.3991/ijim.v14i09.13991.
[7] M. Poongothai, P. M. Subramanian, and A. Rajeswari, “Design and implementation of IoT based smart labor- atory,”  2018  5th  Int.  Conf.  Ind.  Eng.  Appl.  ICIEA 2018, pp. 169–173, 2018, doi:
10.1109/IEA.2018.8387090.
[8] D. Oliveira, M. Neto, E. Coutinho, G. Paillard, E. Tra- jano, and L. Moreira, “An Autonomic System for En- ergy Cost Reduction in Computer Labs,” in 5th Inter- national Workshop on ADVANCEs in ICT INfrastruc- tures and Services (ADVANCE 2015), 2017, no. Jan- uary.
[9] Z. Liu, B. Yang, and T. Lu, “Laboratory Instruments Management  System  Based  on  IOT,”  no.  Icectt,  pp. 220–225, 2015, doi: 10.2991/icectt-15.2015.43.
[10] Y. Ma, F. Wang, and Z. Wang, “Intelligent laboratory management  system  based  on  Internet  of  Things,” 2017  12th  Int.  Conf.  Internet  Technol.  Secur.  Trans. ICITST 2017, pp. 464–467, 2018, doi: 10.23919/ICITST.2017.8356449.
[11] I. Fushshilat,  A.  Rahmat,  Y.  Somantri,  and  E.  Harit- man, “Laboratory management: Digital laboratory in- formation  system  (DLIS)  concept,”  IOP  Conf.  Ser. Mater.  Sci.  Eng.,  vol.  434,  no.  1,  2018,  doi: 10.1088/1757-899X/434/1/012286.
[12] cnccom,  “What  is  a  CNC  Router  and  How  Does  it Work?,”  2015.  https://www.cnc.com/what-is-a-cnc- router-and-how-does-it-work/  (accessed  Dec.  11, 2020).