## IMPLEMENTASI JARINGAN SENSOR NIRKABEL MENGGUNAKAN ZIGBEE PADA MONITORING TABUNG INKUBATOR BAYI

## Fathur Zaini Rachman
Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Balikpapan Corresponding author, e-mail : fozer85@gmail.com
Abstrak —Implementasi  jaringan  sensor  nirkabel  menggunakan  zigbee  bertujuan  untuk  memudahkan komunikasi antara pengguna (perawat) dengan sistem yang sedang beroprasi pada tabung inkubator bayi. Selain itu, perawat dapat selalu memantau kondisi tabung inkubator bayi walaupun berada di ruang perawat. Pada  penelitian  ini  terdiri  dari  tiga  bagian  utama,  pertama  modul  sensor  menggunakan  SHT11  sebagai pendeteksi  suhu  dan  kelembaban  tabung  inkubator  bayi,  kedua  jaringan  nirkabel  menggunakan  ZigBee sebagai media komunikasi antara modul sensor dengan komputer, ketiga HMI ( Human Machine Interface ) pada  komputer  sebagai  pengolah  data  yang  diterima  dari  setiap  modul  sensor  yang  tersebar.    Hasil  dari penelitian ini didapatkan bahwa sistem dapat berkerja dengan semestinya dengan topologi star , sehingga komunikasi ini sangat baik bila diterapkan pada ruang lingkup yang masih dijangkau oleh end device dan coordinator .  Adapun  untuk  ruang  lingkup  yang  lebih  luas  dapat  menggunakan  topologi mesh dengan menambahkan router pada titik jangkauannya.
Kata Kunci : Modul Sensor, Jaringan Nirkabel, Human Machine Interface
Abstract —Implementation of wireless sensor networks using zigbee to facilitate communication between users (nurse) with systems that operate on tube baby incubator. In addition, nurses can always monitor the condition of tube baby incubator at the nursing station. In this study consists of three main parts, the first sensor  module  using  SHT11  as  detection  of  temperature  and  humidity  tube  baby  incubator,  the  second wireless network using ZigBee as a medium of communication between the sensor module with a computer, a third HMI (Human Machine Interface) on the computer as a data processor which received from each sensor  module  scattered.  The  results  of  this  study  found  that  the  system  can  work  properly  with  a  star topology, so communication was very good when applied to the scope of which is still to reach by the end device and the coordinator. As for the broader scope can use a mesh topology to add a router at the point range.
Keywords : Sensor module,wirelessnetwork, Human Machine Interface.
Copyright © 2016 JNTE. All rights reserved

## 1. PENDAHULUAN
Inkubator  bayi  adalah  salah  satu  alat  medis yang digunakan untuk menjaga kestabilan suhu dalam tabung inkubator secara berkala. Terutama  Bayi  prematur  umumnya  perlu diletakkan pada tabung inkubator yang mempunyai  sistem  pengontrol  suhu  dan kelembaban,  sehingga  kestabilan  suhu  bayi dapat  dijaga.  Faktor  –  faktor  yang  perlu diperhatikan  pada  inkubator  adalah  suhu inkubator,  suhu  bayi,  dan  kelembaban  dalam tabung inkubator.
Pada saat ini banyak terjadi kecelakaan pada bayi  di  tabung  inkubator,  yang  menyebabkan bayi  mengalami  kepanasan  hingga  bayi meninggal  dunia.  Faktor  kejadian  ini  terjadi
karena  beberapa  hal,  salah  satunya  sistem kendali  suhu  dan  kelembaban    pada  tabung inkubator  bayi  sudah  tidak  beroprasi  dengan baik. Selain itu belum adanya peringatan berupa informasi jika tabung inkubator bayi bermasalah,  sehingga  penanganannya  oleh perawat menjadi lambat.
Pada penelitian ini, bertujuan untuk mencegah  kejadian  yang  serupa  dengan  suatu perangkat  yang  dapat  mengukur  suhu  dan kelembaban  sebagai back  up informasi  tabung inkubator bayi, dan untuk pemasangan perangkat  agar  supaya  lebih  mudah  dan  hemat energi  maka  dibutuhkan  suatu  komunikasi  data dari  titik  pemasangan  sebagai  pengiriman  data ke  titik  penerimaan  sebagai  pengolahan  data oleh  komputer.  Selain  itu  untuk  penangan  oleh
perawat  agar  lebih  maksimal  dari  segi penanggulangan
kecelakaan
digunakan komputer  sebagai  HMI  ( Human  Machine Interface )  untuk  memantau  kondisi  tabung inkubator  bayi  secara  berkala.  Agar  dapat menjaga kestabilan suhu tubuh bayi dalam batas normal antara 36°C - 37°C.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Inkubator Bayi
Inkubator  Bayi  merupakan  salah  satu  alat medis  yang  berfungsi  untuk  menjaga  suhu sebuah  tabung  supaya  suhu  tetap  stabil.  Pada modifikasi  inkubator  bayi,  terdapat  sebuah kendali  yang  dibagi  menjadi  2  bagian  (bagian atas dan bagian bawah). Bagian atas digunakan untuk  meletakkan  sensor,  tampilan  informasi sensor  ,  kendali  dan  rangkaian  elektronik. Sedangkan pada bagian bawah dibagi menjadi 3 bagian  yang  dibatasi  dengan  sekat  yang digunakan  untuk  meletakkan  pemanas,  wadah air dan kipas. Contoh tabung inkubator di rumah sakit dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Tabung Inkubator Bayi
Contoh  Gambar  1  merupakan  contoh peletakkan  tabung  inkubator  diruangan  pada rumah sakit pada umumnya.

## 2.2. Modul Sensor
Modul sensor SHT11 seperti pada Gambar 2 memiliki fungsi yaitu sebagai pendeteksi suhu dan  kelembaban,  selain  itu  sebagai  titik pengiriman  data  ke  komputer.  Pada  bagian pendeteksi suhu dan kelembaban menggunakan sensor SHT11, hubungan antara mikrokontroler dengan SHT11, dimana mikrokontroler berfungsi  sebagai master dan  SHT11  sebagai slave . Sensor SHT11 memiliki alamat  00000101
biner atau 05 hexadesimal dan  untuk mengakses kelembaban  dan  00000011  biner  atau  03 hexadesimal untuk mengakses temperatur. Data yang  diterima  mikrokontroler  dari  SHT11 berupa data serial, karena SHT11 memiliki ADC ( Analog  to  Digital  Converter )  sehingga  data yang  dikirim  sudah  berupa  data  digital.  Hasil pengolahan data oleh mikrokontroler ditampilkan  juga  pada  LCD  ( Liquid  Cristal Display ) yang  berfungsi  untuk  tampilan pengaturan  suhu  dan  kelembaban  di  tabung inkubator.
Gambar 2. Sensor SHT11

## 2.3. ZigBee dan Topologi Jaringan
ZigBee  adalah  standar  yang  menetapkan seperangkat  protokol  komunikasi  untuk data rate rendah pada jaringan nirkabel jarak pendek. Perangkat  nirkabel  berbasis  ZigBee  beroperasi pada band frekuensi 868 MHz, 915 MHz dan 2,4
GHz. Data maksimum adalah 250 Kbps. Bentuk fisik Zigbee seperti pada Gambar 3 [1].
Gambar 3. Zigbee
Dalam media komunikasi nirkabel menggunakan  ZigBee,  jaringan  ini  memiliki  2 topologi yaitu topologi star dan topologi mesh . Dalam topologi star seperti pada Gambar 4 atau biasa  disebut  juga  dengan  nama point  to  point terdiri  dari end  device dan coordinator ,  dalam topologi  ini  semua  perangkat  berkomunikasi langsung  ke coordinator ,  sehingga  komunikasi ini  sangat  baik  bila  diterapkan  pada  ruang lingkup  yang  masih  dijangkau  oleh end  device dan coordinator [2].
Gambar 4. Topologi Star
Sedangkan  pada  topologi  mesh  biasa disebut juga peer to peer yang terdiri dari end device , router dan coordinator . Dalam topologi mesh  seperti  pada  Gambar  5,  digunakan  dalam penerapan jangkauan yang lebih luas ketimbang pada  topologi  star.  Dimana,  area  yang  tidak terjangkau dapat ditangani dengan menggunakan router dalam  pengiriman  dan penerimaan  data  antara end  device dengan coordinator .  Selain  itu,  pada  topologi  mesh dapat mendukung komunikasi multi-hop sehingga  sinyal  yang  lemah  dapat  ditangani dengan  menggunakan  perangkat  router  sebagai jembatan penghubung [3,4].

## Gambar 5. Topologi Mesh
2.4. WSN ( Wireless Sensor Network ) WSN  atau  jaringan  sensor  nirkabel  adalah kumpulan  sejumlah node yang  diatur  dalam sebuah kerjasama jaringan [5]. Arsitektur umum pada perangkat sensor nirkabel pada Gambar 6.
Setiap node setidaknya  memiliki  fungsi perhitungan, komunikasi nirkabel, dan pengindraan  atau  fungsi  kendali  [6].  Banyak aplikasi  yang  dapat  dilakukan  menggunakan WSN , misalnya dalam pengumpulan data pada kondisi suatu lingkungan, pengamatan
keamanan  dan  sistem  pelacak  keberadaan node [7].  WSN  ini  telah  diterapkan  pada  aplikasi sistem  keamanan  di  rumah  sakit  [8].  Sejumlah rumah  sakit  dan  pusat  kesehatan  menggunakan aplikasi teknologi WSN untuk berbagai aplikasi medis,  dengan  melakukan  pengumpulan  data- data  penting  pasien  yang  terintegrasi  secara otomatis  terekam  ke  dalam  catatan  perawatan pasien, korelasi dengan catatan rumah sakit, dan pengamatan jangka panjang, sehingga data-data tersebut  menjadi  database  klinis.  Hal  ini memungkinkan  dokter  untuk  mempelajari  efek dari program intervensi medis.
2.5. HMI ( Human Machine Interface ) Untuk mempermudah perawat atau penjaga dalam  melakukan monitoring maka  diperlukan program  aplikasi  dalam  bentuk  HMI  dengan bantuan software Visual  Basic  seperti  pada Gambar 7. HMI merupakan tampilan dari analisa dan  pengolahan  data  oleh coordinator ,  dimana coordinator yang  letaknya  pada  komputer menangkap  paket  data  yang  ada  pada  modul sensor.    Tampilan  HMI  ini  akan  memberikan informasi  keadaan  tabung  inkubator  kepada perawat    dalam  mengetahui  keadaan  suhu  dan kelembaban  tabung,  sehingga  perawat  tidak perlu  lagi  harus  memantau  secara  berkala ketempat  pamasangan,  dan  apabila  terjadi sesuatu  pada  tabung  inkubator  maka  dapat segera  diketahui  dan  ditangan  dengan  cepat, karena  pengiriman  paket  data  yang  ada  pada modul sensor dikirim secara terus menerus dari titik modul sensor ke komputer sebagai pengolah data.
Gambar 7. Visual Basic Net

## 3. METODOLOGI DAN TEORI
Metodologi  dimulai  dengan  perancangan, pembuatan  perangkat  hingga  pengujian  setiap bagian.  Setelah  pengujian  dilakukan  maka
dilakukan  pemasangan  antar  bagian  untuk menguji kinerja alat yang dibuat.

## 3.1. Perancangan Rangkaian
Dalam  perancangan  terbagi  menjadi  3 bagian pokok, seperti pada Gambar 8.
ZigBee Mikrok ontroler Sensor Keypad LCD Tx Modul Sensor ZigBee HMI Komputer End Device Coordinator LED LED
Gambar 8. Diagram Blok Sistem
3  bagian  pokok    tersebut,  yaitu  (1)  modul sensor yang terletak pada tabung inkubator bayi, berfungsi  sebagai  pendeteksi  atau  pengindra suhu dan kelembapan yang diatur sesuai dengan masukkan  pada keypad sehingga  hasil  dari pembacaan  dapat  dilihat  pada  LCD  ( Liquid Crystal Display ) dan data yang ditampilan juga dikirim  melalui  komunikasi end  device ke coordinator pada komputer. (2) ZigBee sebagai media  komunikasi  antar  titik  modul  inkubator dalam mengirim data informasi ke komputer. (3) HMI  ( Human  Machine  Interface )  sebagai pengolah  informasi  data  dari  setiap  titik  modul inkubator yang terpasang.

## 3.2. Modul Sensor dan Cara Kerjanya
Modul  sensor  terletak  pada tabung inkubator, seperti pada Gambar 9.
Gambar 9. Tabung Inkubator
Modul sensor terletak dibagian dalam pada tabung  inkubator,  dimana  terintegrasi  langsung ke  mikrokontroler  selalui  jalur  I 2 C  Bus  seperti pada Gambar 10.
Gambar  10.  Jalur  I2C  Bus  mikrokontroler dengan sensor SHT11 Adapun cara kerja sistem pada mikrokontroler  sebagai  pemroses  data  seperti pada Gambar 11.
Mulai
Inisialisasi
Input keypad : kamar (k), tabung (t) Suhu max (sk_max) dan suhu min (sk_min) dan Kelembaban max (kk_max) dan kelembapan min (kk_min) Simpan k, t, sk_max, sk_min, kk_max dan kk_min Apakah sk_max>sr>sk_min Baca Suhu Real (sr) dan Kelembaban Real (kr) LED Merah “ON” Apakah kk_max>kr>kk_min LED Biru “ON” Kirim data(k, t, s_min, s_max, kk_min, kk_max, sr, kr) informasi ke Komputer Tidak Ya Ya Tidak Selesai Tampilkan data (k, t, s_min, s_max, kk_min, kk_max, sr, kr) pada LCD
Gambar  11.  Diagram  Alir  Kerja  Sistem  Modul Sensor
Pada  Gambar  11  menyatakan  bahwa seorang  perawat  memasukkan  informasi  data berupa :
k         = kamar t         = tabung s_min    = suhu minimum s_max   = suhu maksimum kk_min = kelembapan minimum kk_max= kelembapan maksimum
setelah  perawat  memasukkan  informasi  maka data-data tersebut tersimpan, selanjutnya proses pembacaan suhu dan kelembapan yang dilakukan  oleh  mikrokontroler  ke  SHT11. Dimana :
sr         = suhu real kr         = kelembapan real
kemudian terjadi seleksi suhu dan kelembapan, jika  suhu  (sr)  diatas  suhu  maksimum  (s_max) atau suhu dibawah suhu minimum (s_min)  yang ditentukan, maka LED merah “ON”. Jika tidak, maka proses dilanjutkan ke seleksi kelembapan. Pada  seleksi  kelembapan, jika  kelembapan  (kr) diatas  kelembapan  maksimum  (k_max)  atau kelembapan  dibawah  kelembapan  minimum (k_min)    yang  ditentukan,  maka  LED  biru menyala  “ON”  dan  dilanjutkan  dengan pengiriman  data  informasi  ke  melalui  pin  Tx mikrokontroler.  Jika  tidak,  maka  data  juga dikirim  melalui  pin  Tx  mikrokontoler  dan ditampilkan pada LCD.

## 3.3. Protokol Komunikasi
Dalam sebuah sistem komunikasi dibutuhkan  sebuah  protokol  agar  dapat  saling berkomunikasi, tujuannya adalah agar paket data yang  diterima  tidak  terjadi  kesalahan  dalam menerima  dan  menentukan  tidakan  yang  harus dilakukan selanjutnya pada bagian penerima dan ditampilkan  dalam  bentuk  HMI  ( Human Machine  Interface ).  Adapun  bentuknya  seperti pada Gambar 12.
@ k t sk_max sk_min kk_max kk_min sr kr #
Gambar 12. Protokol Komunikasi
Gambar 12 menunujukkan urutan pengiriman data dan tabel I menunjukkan keterangan bahwa ukuran protokol yang digunakan adalah 16 byte.
Tabel 1. Simbol Protokol dan Ukurannya
Simbol Ukuran (Byte) Keterangan @ 1 Start (Awal Protokol) k 1 Kamar t 1 Tabung sk_max 2 Suhu maksimum sk_min 2 Suhu minimum Kk_max 2 Kelembapan maksimum Kk_min 2 Kelembapan minimum sr 2 Suhu real (sensor) kr 2 Kelembapan real (sensor) # 1 End (Akhir Protokol) 3.4. Jaringan Nirkabel ZigBee
Pada topologi star semua perangkat berada dalam  komunikasi  langsung  ke coordinator , dimana  semua  informasi  data  diarahkan. Skenario  topologi star seperti  terlihat  pada Gambar 13.
1 2 C 3 Modul Sensor Modul Sensor Modul Sensor

## Gambar 13. Skenario Topologi Jaringan
Dalam  skenario  topologi star seperti  pada Gambar  13,  hal  pertama  dalam  membangun sebuah jaringan adalah dengan membuat alamat sumber  (MY)  dan  identitas  jaringan  (ID)  pada coordinator PAN  ( Personal  Area  Network ), pembuatan alamat sumber (MY) pada coordinator PAN  bertujuan  untuk  memastikan alamat  tujuan  (DL)  dari  semua  perangkat jaringan, sedangkan pembuatan identitas jaringan  unik  pada  coordinator  PAN  bertujuan menjamin  bahwa  identitas  jaringan  PAN  tidak digunakan oleh jaringan terdekat lainnya dalam kawasan  radio,  di  mana  di  kawasan  tersebut perangkat  radio  dapat  berkomunikasi  dengan radio  lainnya.  Langkah  selanjutnya  yaitu pembuatan alamat sumber (MY), alamat tujuan (DL)  dan  identitas  jaringan  (ID)  pada  semua
perangkat.  Adapun  tujuan  pembuatan  alamat tujuan  (DL)  pada  perangkat  adalah  untuk memastikan  bahwa  paket  data  dari  perangkat dapat diterima oleh coordinator yang pada kali ini coordinator berperan  sebagai  pengumpul data dari semua yang perangkat dalam jaringan. Keterangan tentang konfigurasi jaringan seperti pada Tabel 2.
Tabel 2. Simbol Protokol dan Ukurannya
Simbol MY DL ID Keterangan C 1 0 999 Coordinator 1 2 1 999 End-Device 2 3 1 999 End-Device 3 4 1 999 End-Device

## 3.5. Pengujian Jaringan Nirkabel
Pengujian ini dilakukan di gedung ( indoor ), dimana untuk mengetahui jarak pengiriman dari perangkat sensor atau end device ke coordinator .
Proses  pengiriman  data  dilakukan  dengan melakukan  beberapa  variasi  jarak,  sehingga didapatkan besar packet loss yang terjadi hingga 100%  dengan  jarak  yang  berbeda-beda. Pengujian komunikasi dilakukan pada transmisi indoor .  Daya  pancar  yang  digunakan  dalam transmisi adalah 10mW(10dBm), RF Data Rate 1200  bps  –  250  kbps.  Adapun  kemampuan sensitivitas penerima yaitu sebesar -100 dBm (1% packet error rate ) [3].
3.6. Tampilan Human Machine Interface HMI  merupakan  tampilan dari  analisa dan pengolahan  data  dari coordinator ,  dimana coordinator menangkap  paket  informasi  data yang ada pada modul sensor.
Tampilan  HMI  ini  akan  memberikan informasi  keadaan  tabung  inkubator  kepada perawat.  Tampilan  HMI  seperti  pada  Gambar 14.
Gambar 14. Tampilan HMI
Adapun cara kerja sistem pada HMI seperti pada Gambar 15.
Mulai Inisialisasi Port serial open ? Terima data dari port serial Simpan data Data 16 byte ? Data 16 byte ? Byte 1 = @ ? Byte 16 = # ? Tampilkan data pada tampilan (HMI) modul yang sesuai Selesai Tidak Ya Tidak Tidak Ya Ya Tidak Ya

## Gambar 15. Diagram Alir Sistem HMI

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam  pengujian  dilakukan  menjadi  tiga bagian,  yaitu  dari  modul  sensor  pada  ruang inkubator,  kinerja  jaringan  nirkabel  zigbee  dan kinerja coordinator pada komputer.

## 4.1. Pengujian Modul Sensor SHT11
Pengujian Modul sensor dilakukan dengan alat  ukur  suhu  dan  kelembapan  dengan Hydrometer  Thermometer  KT908  .  Pengujian suhu dilakukan dengan variasi suhu ruangan dan variasi  kelembapan  ruangan,  dimana  hasil pengujian  suhu  dapat  dilihat  pada  Tabel  3  dan pengujian kelembapan dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 3. Hasil Pengujian Suhu Terukur ( o C) Error % Alat Ukur (KT908) Sensor 25 25 0 26 26 0 27 27 0 29 29 0 32 33 3,12 35 35 0 37 36 2,7 40 40 0 45 46 2,22 53 54 1,88

## Tabel 4. Hasil Pengujian Kelembapan
Terukur (RH) Error % Alat Ukur (KT908) Sensor 41 41 0 45 46 2,22 49 50 2,04 53 53 0 55 55 0
60 60 0 63 65 3,17 65 66 1,53 70 71 1,42 78 79 1,28
Dari pengukuran terdapat error pada sensor, dengan  demikian  dapat  dihitung  nilai  rata-rata error dengan persamaan berikut.
Rata-rata error = 1 𝑛 ∑ 𝑥𝑖 𝑛 𝑖=1 (1)
Jadi,  dari  persamaan  1  didapatkan  bahwa error rata-rata sensor  suhu  :  9,92/10  =  0,99  %, rata-rata sensor kelembapan: 11,66/10 = 1,16 %
Hasil  pengujian  sensor  yang  dilakukan terdapat  error,  dimana  dikarenakan  faktor floating yang  mempengaruhi  konversi  pada mikrokontroler.

## 4.2. Pengujian Kinerja Jaringan Nirkabel
Daya  pancar  yang  digunakan  dalam transmisi adalah 10mW(10dBm), RF Data Rate 1200  bps  –  250  kbps.  Adapun  kemampuan sensitivitas penerima yaitu sebesar -100 dBm (1%
packet error rate ). Pengujian dilakukan di dalam gedung  ( indoor )[4].  Hasil  pengujian  jaringan nirkabel zigbee seperti pada Tabel 5. Pengujian dilakukan  dengan  variasi  ketinggian  dan  jarak. Dimana  htx  adalah  tinggi  dari  perangkat pemancar  yang  mengirimkan  paket  data  ke coordinator , yang pada pengujian ini dilakukan pada 5 kondisi yaitu 0 meter (m), 0,4 m, 0,8 m, 1,2 m dan 1,6 m. Sedangkan pengujian jarak (d) adalah jauh antara perangkat dengan coordinator , yang  pada  pengujian  ini  jarak  yang  digunakan antara 0 sampai 60 meter. Dan packet loss adalah jumlah dari paket data yang gagal diterima oleh coordinator pada saat pengiriman dari perangkat.
Tabel  5.  Pengujian  Jaringan  Nirkabel  Nirkabel
ZigBee htx (perangkat) (m) Jarak (d) (m) Packet Loss (%) 0 1 - 21 0 22 13 23 - 25 26 26 – 27 8 28 54 29 - 34 100 0,4 1 - 29 0 30 - 32 5 33 – 34 2 35 - 38 16 39 32 40 - 42 63 43 - 48 100 0,8 1 - 43 0 44 - 47 20 48 - 50 35 51 - 53 47 54 78 55 - 60 100
1,2
1 - 49 0
50 7 51 3 52 - 53 25 54 - 55 27 56 38 57 35 58 40 59 - 64 100 1,6 1 - 45 0 46 4 47 7 48 - 49 14 50 - 53 24 54 - 55 37 56 - 57 43 58 67 59 - 64 100
Adapun  cara  mengetahui packet  loss , digunakan  software  X-CTU  seperti  pada Gambar 16.

## Gambar 16. X-CTU

## 4.3. Pengujian Kinerja Coordinator
Dalam  pengujian  kinerja coordinator dibagi  menjadi  2  bagian,  yaitu  pengujian throughput dan packet loss.
4.3.1. Pengujian Throughput Transmisi Throughput menunjukkan banyaknya data yang  dapat  diterima  oleh coordinator dalam selang  waktu  tertentu,  dimana throughput pada besarnya  trafik  yang  terdapat  pada  jaringan. Throughput dapat  dihitung  dengan  persamaan sebagai berikut [9].
Tg ( 𝑏𝑦𝑡𝑒 s ) = 𝑏𝑦𝑡𝑒 𝑑𝑎𝑡𝑎 ∗ 𝑟𝑥 𝐷𝑃 𝑇(𝑠) (2)
Keterangan:
Tg = Throughput
rx DP     = jumlah paket data yang diterima
T
= waktu dalam detik
Pengujian throughput transmisi  dibuat dalam  bentuk  grafik  yang  menyatakan  bentuk perubahan  disaat coordinator menerimaa  paket data  dari  semua  perangkat  (perangkat  modul sensor dan simulator ) seperti pada Gambar 17.
1 2 C Modul Sensor Modul Simulator
Gambar 17. Pengujian Throughput
Pada pengujian ini dilakukan 12 kali percobaan selama  60  detik,  dimana  modul  sensor melakukan pengiriman data 16 byte dan modul simulasi  melakukan  pengiriman    data  yang bervariasi dari 16, 32, 48, 64, 80, 96, 112, 128, 144,  160,  176,  192  dan  208  byte.  Pengujian dilakukan  selama  1  menit  dengan  rata-rata throughput yang  diterima  pada coordinator seperti pada Gambar 18.
Gambar 18. Hasil Pengujian Throughput
Keterangan:
Test n = 16 byte + (16 byte x n)
Pada  pengujian throughput diketahui semakin  besar  paket  data  yang  dikirimkan  dari modul  sensor  dan simulator ke coordinator maka packet  loss akan  semakin  meningkat throughput data per detik yang diterima.
4.3.2. Perhitungan Packet Loss Packet loss menunjukkan banyaknya data yang  hilang  sehingga  paket  data  tidak  diterima oleh coordinator dengan  banyaknya  data  yang telah  dikirim  oleh  perangkat  pada  satu
pengukuran [10]. Perhitungan packet  loss dalam presentasi dapat didefinisikan dengan persamaan berikut [11].
𝑃𝐿 𝑇 = ( 1 − 𝑛𝑇 𝑟𝑒𝑐𝑣 𝑛𝑇𝑠𝑒𝑛𝑡 ) 𝑥 100%                     (3)
Packet  loss didapatkan  dari  pengujian throughput yang menyatakan bentuk perubahan disaat coordinator menerima  paket  data  dari semua  perangkat  jaringan.  Hasil packet  loss seperti pada Tabel 6.
Tabel  6.  Hasil  Pengujian Packet  Loss
Throughput Byte PL T (%) nT recv nT sent 32 32 0 47 48 2 64 64 0 80 80 0 95 96 1 111 112 0 127 128 0,9 142 144 1,4 158 160 1,25 174 176 1,28 190 192 1 205 206 0,5
Dari  pengukuran throughput terdapat packet  loss dalam  pengujian,  dengan  demikian dapat dihitung nilai rata-rata packet loss dengan persamaan berikut.
Rata-rata PL T = 1 𝑛 ∑ 𝑥𝑖 𝑛 𝑖=1 (4)
Jadi, dari persamaan 4 didapatkan bahwa rata-rata packet loss adalah  9,33/12 =  0,78 %. Hasil  pengujian  ini  dikarenakan  faktor floating yang mempengaruhi konversi pada mikrokontroler dan faktor noise saat pengiriman dan  penerimaan  data  dititik  pemasangan. Adapun kapasitas maksimum ( bandwidth ) pada jaringan  adalah  250  Kbps  sesuai  dengan  data sheet perangkat ZigBee.

## 5. KESIMPULAN
Hasil  pengujian  sensor  SHT11  yang dilakukan terdapat error 0,99% untuk suhu dan
1,16% untuk kelembapan, ini dikarenakan faktor floating yang  mempengaruhi  konversi  pada mikrokontroler.
Pada  pengujian  kinerja  jaringan    didaptkan ketinggian  (htx)  terbaik  pada  pemancar  yang berada  pada  Perangkat  ( end  device )  terhadap coordinator (hrx)  adalah  1,2  meter  dari ketinggian  permukaan  lantai  dengan  jarak maksimum 49 meter.
Sedangkan  pada  pengujian  pengiriman  ke coordinator dengan  variasi byte pengiriman data,  dapat  disimpulkan  bahwa  semakin  besar paket  data  yang  dikirimkan  dari  perangkat  ke coordinator maka throughput akan  semakin besar sampai kapasitas maksimal  250 Kbps.
Secara  keseluruhan,  sistem  dapat  berkerja dengan  semestinya  dengan  topologi star , sehingga  komunikasi  ini  sangat  baik  bila diterapkan  pada  ruang  lingkup  yang  masih dijangkau  oleh end  device dan coordinator . Adapun  untuk  ruang  lingkup  yang  lebih  luas dapat  menggunakan  topologi mesh dengan menambahkan router pada titit jangkauan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Farahani,  S., ZigBee Wireless  Networks and Transceivers , Newnes (2008).
[2] Rachman, F.Z., Prototype development of monitoring system in patient infusion with wireless  sensor  network ,  ISITIA,  Paper ID 453 (2015)
[3] Firdaus, Wireless  Sensor  Network;  Teori dan Aplikasi , Graha Ilmu (2014).
[4] Labrador,  M.A.,  Wightman,  P.M.  , Topology  Control  in  Wireless  Sensor Networks , Springer Science (2009)
[5] Hill, R. Szewczyk, A, Woo, S. Hollar, D. Culler, and K. Pister, System Architecture Directions for Networked Sensor, ASPLOS 2000 [6] Karl,H.,  Willig,  A., Protocols  and Architecture for Wireless Sensor Networks , Wiley (2005) [7] Jason Lester Hill, System Architecture for Wireless Sensor Network , a dissertation in Computer  Science  in  the  Graduate Division  of    the  University,  Berkley (2003)
[8] Ville  Kaseva,  Timo  D.  H’’am’’al”ainen, and  Marko  H”annik”ainen, A  Wireless Sensor  Network  for  Hospital  Security: From  User  Requirements  to  Pilot
Deployment, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking,  Volume  2011,  Article  ID 920141, doi:10.1155/2011/920141
[9] B.  Preveze,  A.  Safak, Throughput Improvement of mobile multi-hop wireless network , Internasional Journal of Wireless &  Mobile  Networks  (IJWMN),  vol.2, no.3, August 2010
[10] M.  Shamsi,  A.G  Rahbar, Packet  Loss Analysis  of  Multi-Fiber  Asymmetric Share-per-link  optical  packet  switches , Internasional  Journal  of  Advances  in Optical  Communication  and  Network, Vol. 1, No.1, Des 2010
[11] M.S  Koul,  Analysis  of  The  Effects  of
Packet Loss and Delay Jitter on MPEG-4
Video Quality, Dept. of Electric Engineering, Arlington , Texas

## Biodata Penulis
Fathur  Zaini  Rachman ,  Menerima  gelar  S1 Elektro  dari  ITN  Malang  tahun  2009  dan  gelar S2 Elektro ITS Surabaya 2011.  Saat ini penulis sebagai dosen di Politeknik Negeri Balikpapan .