## Sistem Monitoring Cairan Infus Berbasis IoT Menggunakan Protokol MQTT
Nur Afiyat 1 , Raizly Helmi Navilla 2 , Mohamad Hariyadi 3
1,2,3 Program Studi Teknik Elektro Universitas Qomaruddin, Jln. Raya Bungah No. 01 Bungah Gresik Jawa Timur 61152 INDONESIA (telp: 031-99112729; email:
1 nurafiyat@uqgresik.ac.id, 2 helminavil@gmail.com, 3 mohamadhariyadi@uqgresik.ac.id)
[Diterima: 28 November 2022, Revisi: 6 Februari 2023] Corresponding  Author : Nur Afiyat
INTISARI — Salah satu peralatan medis yang sering digunakan di rumah sakit adalah infus. Namun, sampai saat ini sistem monitoring infus  pada  umumnya  masih  bersifat  manual.  Petugas  medis  harus  memperhatikan  kondisi  alat  infus  secara kontinu, sehingga membutuhkan tenaga dan waktu yang lebih. Pada penelitian ini, dikembangkan sebuah sistem monitoring cairan infus Ringer Lactate 500 ml untuk pasien berbasis internet of things (IoT) menggunakan protokol komunikasi message queuing telemetry transport (MQTT) dan sistem cloud server IoT menggunakan MQTT Dash. Cairan infus jenis Ringer Lactate 500 ml dipilih karena infus jenis tersebut paling banyak digunakan. Sensor yang digunakan adalah load cell HX711. Sistem yang dikembangkan dalam penelitian ini terdiri atas beberapa perangkat keras dan perangkat lunak utama. Perangkat keras yang pertama ada mikrokontroler NodeMCU ESP8266. Mikrokontroler ini digunakan karena sudah dilengkapi modul ESP8266  yang  merupakan  modul  WiFi,  sehingga  mendukung  penerapan  sistem  IoT.  Kemudian,  sensor  yang  digunakan adalah load  cell HX711  untuk  mengetahui  berat  cairan  infus.  Untuk  pengiriman  data  ke  pengguna,  digunakan  protokol MQTT  yang  kemudian  terhubung  dengan  aplikasi  MQTT  Dash  sebagai  media monitoring bagi  petugas  medis.  Kinerja sistem diamati berdasarkan kinerja sensor load cell HX711. Ditinjau dari pembacaan berat cairan infus, hasil menunjukkan akurasi yang sangat baik, dibuktikan dengan nilai rata-rata persentase error 0,08% sampai dengan 0,64%. Sensor load cell HX711 bekerja dengan baik karena error pembacaan masih dalam batas toleransi error pembacaan sensor load cell , yaitu 5%.  Pengujian quality  of  service (QoS)  menunjukkan bahwa  rata-rata delay pada  semua  sistem  adalah  0,014  ms  sampai dengan  0,023  ms.  Nilai  tersebut  tergolong  sangat  bagus  berdasarkan  standar  telecommunications  and  internet  protocol harmonization over network (TIPHON). Kemudian, dari hasil pengujian packet loss pada semua sistem diperoleh rata-rata sebesar 0% sampai dengan 0,01%. Nilai tersebut tergolong sangat bagus berdasarkan standar TIPHON.
KATA KUNCI — Monitoring Cairan Infus, IoT, Load Cell HX711, MQTT.

## I. PENDAHULUAN
Dunia  kedokteran  mengalami  perkembangan  yang signifikan  dalam  bidang  keilmuan  maupun  teknologi  yang digunakan.  Demikian  juga  dengan  alat-alat  medis  yang semakin  canggih,  yang  mempermudah  tenaga  medis  dalam proses  diagnosis  penyakit,  perawatan  pasien,  ataupun penyembuhan.  Salah  satu  peralatan  medis  yang  sering digunakan  di  rumah  sakit  adalah  infus.  Infus,  sebagai  alat kesehatan, dalam kondisi tertentu digunakan untuk menggantikan  cairan  tubuh  dan  menyeimbangkan  elektrolit serta dapat difungsikan juga sebagai media pengobatan melalui cairan yang disalurkan langsung ke  pembuluh  darah. Saat ini penggunaan  infus  pada  umumnya  masih  bersifat  manual, sehingga  petugas  medis  harus  memperhatikan  kondisi  alat infus  secara  kontinu,  yang  tentu  saja  membutuhkan  lebih banyak tenaga dan waktu [1].
Teknologi  digital  dan  informasi  sangat  memengaruhi beberapa  aspek  aktivitas  manusia,  sehingga  meningkatkan kualitas  hidup.  Sistem  kesehatan  sedang  mengalami  revolusi teknologi  yang  nyata,  yaitu  secara  radikal  mengubah  cara layanan  medis  disediakan  berkat  penggunaan  luas platform internet of  things (IoT)  yang  mendukung  layanan monitoring canggih dan sistem inferensi cerdas [2]. Saat ini, manusia hidup di masa yang kompleks di bidang kesehatan, sosial, politik, dan energi,  seingga  perlu  menyadari  dan  menerapkan  tren  baru dalam sistem kesehatan sosial cerdas yang didukung oleh IoT [3].
Sistem monitoring infus saat ini masih memiliki beberapa kekurangan, salah satunya adalah monitoring cairan infus yang masih bersifat manual. Kondisi ini cukup berbahaya jika terjadi kelalaian  sehingga  cairan  infus  habis  tanpa  sepengetahuan
petugas  medis.  Hal  tersebut  sangat  membahayakan  nyawa pasien karena asupan cairan pengganti cairan elektrolit tubuh dan asupan cairan obat ke pembuluh darah akan terhenti. Oleh karena  itu,  diperlukan  sebuah  teknologi  untuk  melakukan monitoring cairan  infus  secara real-time dan  dapat  dipantau dari jarak jauh [1], [4].
Kemajuan  teknologi  saat  ini  membuat  banyak  kegiatan medis  dan  alat-alat  medis  dapat  dimonitor  secara real-time dengan memanfaatkan internet, sehingga menjadi lebih efektif, efisien, dan akurat. IoT merupakan jaringan konvensional yang dikembangkan  untuk  menghubungkan  berbagai  perangkat yang saling terkoneksi. Konsep IoT semakin diperkuat dengan teknologi  canggih  seperti    jaringan  sensor  nirkabel  dan komunikasi  mesin  ke  mesin  [5].  Penelitian  sebelumnya  telah membuat  sistem  alarm  penggantian  cairan  infus  berbasis mikrokontroler  secara  nirkabel dengan  menggunakan  sensor fotodiode  dan  inframerah  yang  diletakkan  pada  botol  cairan infus [1]. Data diolah oleh mikrokontroler, lalu petugas medis akan mendapat notifikasi kondisi infus melalui alarm di ruang jaga [1]. Pada penelitian yang lain dibuat alat monitoring sistem infus  menggunakan  ZigBee,  yang  merupakan  salah  satu protokol  komunikasi  pada  jaringan  sensor  nirkabel,  dengan sensor  fotodiode  dan  sensor  inframerah  untuk  memonitor volume  beberapa  cairan  infus  [6].  Data  dari  masing-masing node sensor dikirim ke komputer dokter [6]. Penelitian lainnya adalah  prototipe  sistem monitoring infus  berbasis  IoT,  yang memonitof berat cairan infus melalui website ThingSpeak [4]. Beberapa penelitian  tentang sistem monitoring infus yang telah  dilakukan  memiliki  kelebihan  dan  kekurangan  masing- masing.  Sistem  alarm  penggantian  cairan  infus  berbasis mikrokontroler secara nirkabel dengan menggunakan notifikasi
dari buzzer yang  diletakkan  di  ruang  jaga  telah  berhasil melakukan monitoring ada tidaknya tetesan infus dan volume infus  menggunakan  sensor  fotodiode  dan  inframerah  [1]. Namun, sistem ini belum menerapkan teknologi IoT. Sistem ini menggunakan  modul  nRF2401L,  sehingga  jarak monitoring terbatas pada kisaran 4 m hingga 6 m. Di samping itu, notifikasi kondisi  infus  masih  menggunakan buzzer ,  sehingga  petugas ruang  jaga  tidak  dapat  mengamati  volume  infus  yang  tersisa. Kemudian,  pada  penelitian  lain  dikembangkan  sistem monitoring infus medis menggunakan ZigBee dengan jaringan sensor nirkabel [6]. Sistem ini berhasil melakukan monitoring cairan  infus  secara  jarak  jauh  dengan  menggunakan  jaringan sensor  nirkabel,  tetapi  belum  menerapkan  IoT,  sehingga cakupannya  terbatas  pada  jaringan  lokal  rumah  sakit.  Di samping  itu,  penggunaan  sensor  fotodiode  dan  inframerah mudah  terkena  gangguan  gelombang  elektromagnetik, sehingga  menyebabkan  keterlambatan  pengiriman  data  [7]. Penelitian  selanjutnya  tentang  prototipe  sistem monitoring infus  telah  menerapkan  sistem  IoT  dalam  memonitor  berat infus  secara real-time [4].  Namun, monitoring infus  hanya diterapkan  pada  satu  infus  dan  sistem  tidak  dilengkapi liquid crystal display (LCD).
Berdasarkan beberapa kekurangan tersebut, pada penelitian ini  dikembangkan  sebuah  sistem monitoring cairan  infus Ringer  Lactate  untuk  pasien.  Sistem  ini  berbasis  IoT, menggunakan  protokol  komunikasi  MQTT  dan  sistem cloud server IoT dengan MQTT Broker. Ekosistem IoT melibatkan perangkat  pintar  berkemampuan  web  yang  menggunakan sistem  terintegrasi,  seperti  prosesor,  sensor,  dan  perangkat keras  komunikasi  untuk  merakit,  mengirim,  dan  bertindak berdasarkan  data  yang  diperoleh.  Perangkat-perangkat  IoT berbagi data sensor yang dikumpulkan lalu mengirimkannya ke cloud untuk dianalisis atau dianalisis secara lokal. Perangkat ini berkomunikasi  dengan  perangkat  lain  yang  terhubung  dan bertindak sesuai informasi yang diperoleh dari masing-masing perangkat. Perangkat IoT melakukan sebagian besar pekerjaan tanpa  campur  tangan  manusia,  meskipun  pengguna  dapat berinteraksi  dengan  perangkat,  misalnya  untuk  melakukan konfigurasi,  memberikan  instruksi,  atau  mengakses  data  [8]. Aplikasi  IoT  yang  mendukung cloud tumbuh  dan berkomunikasi  di  seluruh  jaringan. Cloud memungkinkan dilakukannya  layanan hosting ,  penyebaran,  dan  pengenalan aplikasi IoT berbasis cloud . Selain itu, komputasi awan ( cloud computing )  adalah platform internet  yang  tepat  untuk menyimpan  dan  memproses  data  perangkat  pintar,  seperti connected cars , jaringan pintar, kota pintar, WiFi, sensor, dan jaringan    aktuator  [9].  Penelitian  ini  menjadi  solusi  dari kekurangan  penelitian  terdahulu  tentang monitoring infus, yaitu dengan menggunakan protokol komunikasi MQTT yang cocok  untuk  sistem  berbasis  IoT  dan  objek  infus  yang dimonitor  lebih  dari  satu.  Volume  infus  terdiri  atas  beberapa macam,  di  antaranya  1.000  ml,  500  ml,  dan  100  ml. Berdasarkan  keterangan  pengguna  di  Puskesmas  Bungah, Gresik Jawa Timur, cairan infus Ringer Lactate 500 ml paling umum digunakan di rumah sakit. Berdasarkan alasan tersebut, pada  penelitian  ini  digunakan  infus  Ringer  Lactate  500  ml. Sensor yang digunakan adalah load cell HX711 karena sifatnya yang  fleksibel  dalam  penggantian  infus,  sehingga  mudah digunakan, yaitu petugas medis hanya cukup mengaitkan botol infus pada sensor load cell . Sistem yang dikembangkan dalam penelitian  ini  terdiri  atas  beberapa  perangkat  keras  dan perangkat  lunak  utama.  Perangkat  yang  pertama  adalah mikrokontroler NodeMCU ESP8266. Mikrokontroler jenis ini digunakan  karena  sudah  dilengkapi  modul  ESP8266  yang
merupakan  modul  WiFi,  sehingga  mendukung  penerapan sistem IoT. Kemudian, sensor yang digunakan adalah load cell HX711 untuk mengukur berat cairan infus. Untuk pengiriman data, digunakan protokol MQTT [10], dengan mikrokontroler NodeMCU  ESP8266  dan load  cell HX711  sebagai publisher yang mengirim data kemudian  meneruskan ke broker MQTT sebagai cloud  server . Cloud  server berfungsi  menerima  data dari publisher dan  selanjutnya  mendistribusikan  data  ke subscriber dengan topik tertentu. Penelitian ini menggunakan HiveMQ untuk broker MQTT, sedangkan pada sisi subscriber digunakan aplikasi MQTT Dash sebagai antarmuka pengguna sistem monitoring .

## II. CAIRAN INFUS RINGER LACTATE 500 ML
Ringer  Lactate  adalah  larutan  steril  yang  terdiri  atas  air, natrium  klorida  (garam),  natrium  laktat,  kalium  klorida,  dan kalsium  klorida.  Cairan  infus  ini  sering  digunakan  sebagai pengganti larutan garam (air dan natrium klorida 0,9 %). Cairan infus  Ringer  Lactate  kerap  digunakan  untuk  menggantikan cairan  yang  hilang  dan  untuk  membantu  prosedur  intravena tertentu.  Ringer  Lactate  dinilai  lebih  bermanfaat  daripada larutan  garam.  Ringer  Lactate  tidak  bertahan  lama  di  dalam tubuh,  sehingga  kecil  kemungkinannya menyebabkan kelebihan  cairan.  Penambahan  laktat  mengurangi  keasaman karena  laktat  diubah  oleh  tubuh  menjadi  bikarbonat  yang merupakan  elemen  dasar  yang  membantu  mengatur keseimbangan  pH  tubuh.  Cairan  infus  Ringer  Lactate sebaiknya  tidak  diberikan  kepada  orang  yang  memiliki  pH tubuh lebih dari 7,5, memiliki penyakit hati yang menyebabkan pasien tidak dapat melakukan metabolisme laktat, dan kondisi asidosis laktat [11].

## III. PENGUKURAN NILAI PERSENTASE ERROR
Nilai persentase error didapatkan dari perbandingan berat cairan infus hasil pembacaan sistem yang dibuat dengan berat cairan infus hasil pengukuran manual menggunakan timbangan digital. Nilai persentase error tidak boleh lebih dari 5% [12]. Persentase error dihitung menggunakan (1) [13].
Nilai error (%) = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑠𝑙𝑖−𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚
𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑎𝑠𝑙𝑖 × 100% (1)
dengan berat asli adalah berat cairan infus saat diukur dengan timbangan  digital,  sedangkan berat  dari  sistem adalah  berat cairan infus saat diukur dengan sistem yang telah dibuat.
IV. PENGUKURAN QUALIY OF SERVICE (QOS) Quality  of  service (QoS)  merupakan  metode  pengukuran kinerja  jaringan  dan  merupakan  usaha  untuk  mendefinisikan karakteristik  dan  sifat  suatu  layanan.  QoS  digunakan  untuk mengukur  sekumpulan  atribut  kinerja  yang  sudah  ditentukan dan biasanya dihubungkan dengan suatu layanan. QoS didesain untuk membantu end user ( client ) menjadi lebih praktis dengan memastikan bahwa pengguna mendapatkan kinerja yang baik dari  aplikasi-aplikasi  berbasis  jaringan.  Dalam  penelitian  ini, dilakukan pengujian dua parameter dengan standar acuan yang ditetapkan TIPHON [14], [15].

## A. DELAY
Delay merupakan waktu yang dibutuhkan oleh data untuk menempuh jarak dari sumber ke tujuan. Tabel I menunjukkan kategori dan indeks delay berdasarkan standar TIPHON.
B. PACKET LOSS
Packet  loss merupakan  jumlah  paket  data  yang  hilang dalam pengiriman. Tabel II menunjukkan kategori dan indeks packet loss berdasarkan standar TIPHON.
Persamaan  (2)  sampai  (4)  digunakan  untuk  menghitung parameter delay dan packet loss [16], [17].
𝐷𝑒𝑙𝑎𝑦(%) = 𝑑𝑒𝑙𝑎𝑦 2 − 𝑑𝑒𝑙𝑎𝑦 1 (2) 𝑅𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑙𝑎𝑦 = ∑ 𝑑𝑒𝑙𝑎𝑦 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 (3) 𝑃𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠  = 𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑖𝑟𝑖𝑚−𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑑𝑖𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎
𝑝𝑎𝑘𝑒𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑖𝑟𝑖𝑚
× 100% (4) dengan
delay 1 = delay pengiriman pertama delay 2 = delay pengiriman kedua
∑ delay = jumlah selisih delay
paket terkirim = jumlah paket yang terikirim paket diterima = jumlah paket yang berhasil diterima.

## V. RANCANGAN SISTEM
Rancangan sistem monitoring cairan infus pasien berbasis IoT menggunakan protokol MQTT  terdiri atas tiga subsistem publisher yang  masing-masing  mengirim  data monitoring ke broker MQTT. Selanjutnya, data didistribusikan ke subscriber atau client sebagai pengguna. Bagian-bagian dari sistem yang dirancang dijelaskan sebagai berikut.

## 1)  CATU DAYA
Catu  daya  digunakan  untuk  memberikan  daya  pada NodeMCU, sensor berat load cell HX711, dan LCD 16 × 2.
2)  SENSOR BERAT LOAD CELL HX711
Sensor  ini  digunakan  untuk  mengukur  berat  infus  pasien. Sensor load  cell HX711  dihubungkan  dengan  NodeMCU sebagai pengolah data hasil pembacaan sensor.

## 3)  NODEMCU
Bagian  ini  digunakan  sebagai  mikrokontroler  yang  sudah memiliki  modul  WiFi  sehingga  dapat  terhubung  ke  jaringan internet.  NodeMCU  menerima  data  dari  sensor  berat, memproses data, dan mengeksekusi perintah untuk menampilkan  teks  pada  LCD  16  ×  2.  Selain  itu,  NodeMCU juga mengirimkan data ke aplikasi MQTT Dash.

## 4)  LCD
LCD digunakan sebagai penampil data yang berupa tulisan maupun gambar. Pada penelitian ini, LCD akan menampilkan teks “Berat Infus ... Gram”.

## 5)  MODEM USB
Perangkat  ini  digunakan  sebagai access  point yang berfungsi  menghubungkan  antara  NodeMCU  dengan  internet agar data dapat terkirim ke broker , sehingga dapat diakses oleh MQTT Dash yang ada di smartphone .

## 6)  INTERNET
Internet  menghubungkan smartphone dengan  NodeMCU untuk mengakses  sistem monitoring infus,  baik  pada  aplikasi MQTT Dash di smartphone maupun broker .

## 7)  APLIKASI MQTT DASH
Aplikasi ini digunakan untuk menerima dan mengirimkan data sistem melalui jaringan internet.

## 8) SMARTPHONE
Smartphone digunakan  sebagai  media monitoring berat infus. Data ditampilkan pada aplikasi MQTT Dash yang telah terinstal pada smartphone Android.

## A. RANCANG BANGUN SISTEM MEKANIK
Pada  bagian  ini  dirancang  tiang  penyangga  infus. Perancangan dilakukan dengan memodifikasi tiang penyangga infus  konvensional  di  bagian  pengait  botol  infus.  Tiang penyangga  infus  yang  digunakan  memiliki  ketinggian  antara 1,3  m  sampai  3  m.  Tiang  penyangga  infus  juga  dimodifikasi dengan  menambahkan  panel  boks untuk  tempat  perangkat keras sistem. Layar LCD 16 × 2 diletakkan pada bagian depan panel boks dan sensor load cell HX711 diletakkan pada ujung atas tiang penyangga infus.

## B. RANCANG BANGUN SISTEM ELEKTRIK
Sistem  elektrik  yang  dikembangkan  ini  menggunakan NodeMCU  ESP8266  sebagai  mikrokontroler  yang  sudah dilengkapi fitur komunikasi WiFi di 2,4 GHz untuk transmisi data  ke  sistem  IoT.  Kemudian,  untuk  perangkat  masukan digunakan  sensor load  cell HX711 dan pada  bagian keluaran terdapat  LCD  16  ×  2  untuk  menampilkan  hasil monitoring secara  langsung  pada  perangkat.  Pada  Gambar  1  ditunjukkan pengkabelan sistem elektrik yang digunakan pada sistem.
Secara  detail,  pengkabelan  dan  sambungan  pin-pin  yang digunakan  antara board mikrokontroler  dengan  perangkat masukan  dan  keluaran  pada  sistem  elektrik  adalah  sebagai berikut.  Pin  D1 shield NodeMCU  dihubungkan  ke  pin  SCL modul I2C LCD 16 × 2; pin D2 shield NodeMCU dihubungkan ke pin SDA modul I2C LCD 16 × 2; pin D5 shield NodeMCU dihubungkan ke pin SCK sensor load cell HX711; dan pin D6 shield NodeMCU  dihubungkan  ke  pin  DAT  sensor load  cell HX711.  Sementara  itu,  j ack  DC  Power 3,3  Volt  DC shield NodeMCU  dihubungkan  ke  pin  VIN  pada  NodeMCU,  Vcc sensor load cell HX711, dan Vcc Modul I2C; jack DC Power 3,3 Volt DC shield NodeMCU dihubungkan ke Vcc Modul I2C; dan  j ack  DC Gnd  dihubungkan  ke  pin  G  NodeMCU,  Gnd sensor load  cell HX711,  serta  Gnd  Modul  I2C.  Pengkabelan sistem elektrik ditunjukkan pada Gambar 1.

## C. TOPOLOGI YANG DIGUNAKAN
Topologi  jaringan  yang  digunakan  pada  sistem  yang dibangun  ini  adalah topologi  infrastuktur.  Topologi  ini merupakan  jaringan  nirkabel.  Komunikasi  yang  terjadi  dapat melibatkan  dua  atau  lebih  sistem  komputer  menggunakan perantara berupa access point [18]. Modem USB WiFi sebagai access  point bertindak  seperti  hub  atau switch pada  jaringan kabel ( wired networking ) dan menjadi pusat jaringan nirkabel. Pada  topologi  infrastruktur,  perangkat  nirkabel ( wireless adapter ) pada mikrokontroler NodeMCU ESP8266 berkomunikasi  melalui  modem  USB  WiFi  dan  selanjutnya berkomunikasi dengan broker dari MQTT dan aplikasi MQTT Dash [19], [20].

## D. PENGEMBANGAN PERANGKAT LUNAK
Perangkat lunak untuk sistem monitoring berbasis IoT ini dikembangkan menggunakan protokol komunikasi MQTT dan
T ABEL I
D ELAY M ENURUT S TANDAR TIPHON
Katagori Delay Delay (ms) Indeks Sangat Bagus < 150 4 Bagus 150 – 300 3 Sedang 300 – 450 2 Buruk > 450 1
T ABEL II P ACKET L OSS M ENURUT S TANDAR TIPHON
Katagori Packet Loss Packet Loss (%) Indeks Sangat Bagus 0 4 Bagus 3 3 Sedang 15 2 Buruk 25 1
sistem cloud server IoT dengan platform aplikasi MQTT Dash. Beberapa  aplikasi  yang  digunakan  untuk  pengembangan perangkat lunak pada sistem monitoring ini dijelaskan sebagai berikut.  Untuk  memprogram  perangkat  keras  NodeMCU, digunakan  Arduino  IDE,  sedangkan  pengukuran  parameter delay dan packet  loss pada  pengiriman  data  dilakukan menggunakan  Wireshark.  Kemudian,  aplikasi  MQTT  Dash pada smartphone berbasis  Android  digunakan  untuk melakukan  konfigurasi  basis  data  awan  ( cloud ) dan  sebagai antarmuka  untuk  pengguna.  Tampilan  antarmuka  teks  yang jelas  akan  memudahkan  pengguna  mengetahui  berat  cairan infus dengan desain yang minimalis dan mudah untuk dibaca. Tahapan  kerja  sistem  sebagai  dasar  untuk  pengembangan perangkat lunak adalah sebagai berikut.
1) PEMBACAAN DATA OLEH SENSOR LOAD CELL HX711
Tahap  ini  dimulai  dengan  pembacaan  berat  cairan  infus oleh  sensor load  cell HX711,  kemudian  data  diambil  dan dikirimkan ke NodeMCU.
2)  NODEMCU  MEMPROSES  DATA  DARI  SENSOR LOAD CELL HX711
Pada  tahap  ini,  NodeMCU  memproses  data  yang  dibaca dari sensor load cell HX711.

## 3)  BERAT INFUS TERBACA
Berat infus terbaca setelah NodeMCU mengolah data dari sensor load cell HX711.

## 4)  PROSES MENGHUBUNGKAN NODEMCU DAN BROKER
Di tahap ini, NodeMCU dan broker HiveMQ dihubungkan ke  jaringan  internet.  Jika  terhubung,  maka  berlanjut  ke  tahap selanjutnya,  yaitu  mengirimkan  data  ke broker HiveMQ  dan menampilkan  berat  infus  pada  LCD.  Jika  tidak  terhubung, maka  konektivitas  NodeMCU  dan broker HiveMQ  akan diulang kembali.

## 5)  LCD 16 X 2 MENAMPILKAN BERAT INFUS
Setelah  terhubung  ke  internet,  LCD  akan  menampilkan berat infus.

## 6)  PENGIRIMAN DATA DARI PUBLISHER KE BROKER
Pada  tahap  ini,  NodeMCU  sebagai publisher akan mengirimkan data ke broker dengan topik tertentu.
7)  PENAMPUNGAN  DATA  OLEH BROKER SESUAI  TOPIK DARI PUBLISHER
Broker sebagai  penghubung  antara publisher dan subscriber akan  menampung  data  sesuai  topik  yang dimasukkan.

## 8)  MQTT DASH SEBAGAI SUBSCRIBER
Pada  tahap  ini,  MQTT  Dash  sebagai subscriber menampilkan berat infus pada smartphone dengan memasukkan topik yang sesuai dengan topik publisher .

## VI. HASIL DAN ANALISIS
Hasil  perancangan  sistem  meliputi  hasil  perancangan sistem mekanik, sistem elektrik, dan pengembangan perangkat lunak. Rancangan sistem secara keseluruhan ditunjukkan pada Gambar 2.

## A. HASIL PERANCANGAN SISTEM MEKANIK
Hasil perancangan sistem mekanik berupa tiang penyangga infus yang memiliki tinggi hingga 3 m. Sensor load cell HX711 ditempatkan  di  bagian  atas  tiang  penyangga  sebagai  tempat botol cairan infus digantungkan. Panel boks rangkaian sistem elektrik ditempatkan di bagian tengah tiang peyangga, dengan dilengkapi  kabel  yang  terhubung  ke  catu  daya  dan  ke  sensor load  cell HX711.  Dalam  uji  coba,  tiang  penyangga  infus diletakkan dengan jarak 2 m antar tiang penyangga dan semua tiang penyangga infus dietakkan dengan jarak kurang lebih 5 m terhadap access point .

## B. HASIL PERANCANGAN SISTEM ELEKTRIK
Hasil  perancangan  sistem  elektrik  terdiri  atas  beberapa komponen  yang  diintegrasikan  menjadi  sebuah  rangkaian elektrik.  Rangkaian  ini  berfungsi  untuk  menjalankan  sistem monitoring cairan infus. Komponen-komponen yang digunakan adalah sensor load cell untuk mengukur berat cairan infus Ringer Lactate; modul HX711 sebagai serial peripheral interface (SPI) dari sensor load cell HX711; LCD 16 × 2 I2C untuk  menampilkan  berat  cairan  infus  pada  panel  boks;  dan mikrokontroler  NodeMCU  ESP8266  sebagai  pengolah  data yang  diperoleh  dari  sensor  serta  sebagai publisher dalam protokol MQTT. Pada penelitian ini, dihasilkan tiga rancangan sistem elektrik.

## C. HASIL PENGEMBANGAN PERANGKAT LUNAK
Perangkat  lunak  yang  dikembangkan  menggunakan Arduino  IDE  yang  diinstal  pada  mikrokontroler  NodeMCU. Lalu, dilakukan integrasi dan konfigurasi protokol MQTT pada aplikasi MQTT Dash, sehingga sistem monitoring cairan infus bisa bekerja sesuai perancangan. Pada Gambar 3 ditunjukkan antarmuka aplikasi MQTT Dash yang menampilkan data berat cairan infus dalam format teks.
Gambar 2. Hasil perancangan sistem secara keseluruhan.
Gambar 1. Pengkabelan sistem elektrik.
Broker yang  digunakan  adalah  HiveMQ  dan port dari broker tersebut  adalah  1883. Port 1883  adalah port untuk protokol transmission  control  protocol (TCP).  Dengan mengaktifkan  fitur  “ keep  screen  on  when  connected  to  this broker ”,  layar  tetap  menyala  saat  terhubung  dengan broker HiveMQ.  Fitur  “ allow  metric  management ”  juga  perlu diaktifkan  agar  pengguna  dapat  mengubah  konfigurasi antarmuka  pada    sistem monitoring sesuai  keinginan. Kegagalan  catu  daya  pada  peralatan  IoT  atau  kegagalan koneksi  internet  yang  terjadi  dapat  dideteksi  pada  tampilan antarmuka  aplikasi  MQTT  Dash  yang  tidak  berubah  dalam waktu  lebih  dari  1  s.  Hal  ini  terjadi  karena  sistem  didesain untuk  dapat  mengetahui  perubahan  berat  cairan  infus  setiap detik atau real-time dan antarmuka aplikasi MQTT Dash akan menampilkan  data  pada  detik  terakhir  sebelum  terjadinya kegagalan catu daya pada peralatan IoT atau kegagalan koneksi internet.

## D. HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pengujian dilakukan dengan beberapa parameter uji, yaitu berat cairan infus pada sistem, berat cairan infus yang diukur secara  manual, delay , packet  loss ,  dan  persentase error pembacaan  berat  cairan  infus. Smartphone yang  digunakan dalam  uji  coba  mempunyai central  processing  unit (CPU) Octa-core (4×2,3  GHz  Cortex-A73  dan  4×1,7  GHz  Cortex- A53); random  access  memory (RAM)  sebesar  4  GB;  dan memori  interna  sebesar  64  GB.  Pengambilan  sampel  data dilakukan  sebanyak  sepuluh  kali  untuk  setiap  parameter  uji. Pengujian  dilakukan  di  dalam  gedung  pada  saat  jam  sibuk dengan menggunakan jaringan internet melalui modem WiFi. Modem  ini  menggunakan  kartu  Simpati  dari  operator  seluler Telkomsel. Pengujian dengan perlakuan yang sama dilakukan pada  tiga  sistem monitoring yang  dihasilkan.  Masing-masing hasil pengujian pada ketiga sistem monitoring infus disajikan pada Tabel III, Tabel IV, dan Tabel V.
Dari hasil pengujian sistem monitoring infus pada Tabel III, Tabel IV, dan Tabel V, diketahui bahwa sistem telah berhasil memonitor berat cairan infus dengan baik serta  diperoleh data- data  parameter  uji  yang  telah  ditentukan  sebelumnya.  Nilai persentase error pada sistem merupakan nilai error pembacaan berat  cairan  infus  dari  sistem  dibandingkan  dengan  hasil pengukuran  secara  manual  menggunakan  timbangan  digital. Pada beberapa sampel uji ada lonjakan nilai error , tetapi masih dalam batas toleransi error , yakni 5%.  Nilai persentase error pada sistem monitoring cairan infus 1 adalah 0% sampai 0,95% untuk sepuluh kali percobaan, dengan rata-rata persentase error adalah  0,54%.  Kemudian,  nilai  persentase error pada  sistem monitoring cairan infus 2 adalah 0% sampai 2% untuk sepuluh kali percobaan, dengan rata-rata persentase error adalah 0,64%. Terakhir, nilai persentase error pada sistem monitoring cairan
infus 3 adalah 0% sampai 0,33% untuk sepuluh kali percobaan, dengan  rata-rata  persentase error adalah  0,08%.  Maka,  dapat dikatakan bahwa sensor load cell bekerja dengan baik karena error yang dihasilkan masih dalam batas toleransi pengukuran, yaitu 5%. Error yang terjadi pada pembacaan berat cairan infus berkaitan dengan akurasi sensor load cell. Hasil pengukuran QoS untuk parameter delay pada sistem monitoring cairan  infus  1  adalah  1,45  ms  sampai  53,41  ms, dengan rata-rata delay sebesar 15,15 ms. Kemudian, delay pada sistem monitoring cairan infus 2 adalah sebesar 3,21 ms sampai 43,68 ms, dengan rata-rata delay sebesar 20,71 ms. Pada sistem monitoring cairan  infus  3,  diperoleh delay sebesar  6,25  ms sampai  58,18  ms,  dengan  rata-rata  sebesar  23,31  ms.  Semua nilai delay yang  didapatkan  termasuk  kategori  sangat  bagus dalam standar TIPHON karena kurang dari 150 ms.
Gambar 3. Tampilan sistem pada aplikasi MQTT Dash.
T ABEL III P ENGUJIAN S ISTEM M ONITORING I NFUS 1 Uji Coba ke- Pembacaan Berat Cairan Infus Delay (ms) Packet Loss (%) Sistem (g) Pengukuran Manual (g) Error (%) 1 524 524 0,00 21,28 0 2 480 482 0,41 53,41 0 3 442 444 0,45 1,63 0 4 403 401 0,49 19,35 0 5 377 379 0,52 26,90 0 6 346 349 0,85 2,78 0 7 327 330 0,90 1,45 0 8 311 313 0,90 6,20 0 9 264 267 0,74 10,15 0 10 235 238 0,12 8,40 0
T ABEL IV P ENGUJIAN S ISTEM M ONITORING I NFUS 2
Uji
Coba ke- Pembacaan Berat Cairan Infus Delay (ms) Packet Loss (%) Sistem (g) Pengukuran Manual (g) Error (%) 1 525 525 0,00 10,71 0,0 2 486 485 0,20 5,22 0,0 3 413 412 0,24 21,61 0,1 4 346 345 0,28 33,07 0,0 5 305 301 0,13 3,21 0,0 6 259 259 0,00 21,68 0,0 7 212 213 0,46 18,49 0,0 8 204 200 2,00 21,68 0,0 9 182 180 1,11 27,78 0,0 10 153 150 2,00 43,68 0,0 T ABEL V P ENGUJIAN S ISTEM M ONITORING I NFUS 3
Uji
Coba ke- Pembacaan Berat Cairan Infus Delay (ms) Packet Loss (%) Sistem (g) Pengukuran Manual (g) Error (%) 1 525 525 0,00 10,55 0 2 470 470 0,00 37,92 0 3 411 411 0,00 6,25 0 4 365 366 0,27 51,68 0 5 337 336 0,29 8,36 0 6 302 301 0,33 36,91 0 7 242 242 0,00 58,18 0 8 223 223 0,00 9,75 0 9 194 194 0,00 6,38 0 10 147 147 0,00 7,18 0
Selanjutnya,  untuk  parameter packet  loss ,  pada  sistem monitoring cairan  infus  1  dan  3  diperoleh  nilai  0%  pada sepuluh  kali  percobaan,  sehingga  rata-rata  persentase packet loss adalah  0%.  Sementara  itu, packet  loss pada  sistem monitoring cairan infus 2 adalah 0% sampai 0,1% pada sepuluh kali percobaan, dengan rata-rata persentase packet loss 0,01%. Nilai  tersebut  dikategorikan  sangat  bagus  dalam  standar TIPHON.

## VII. KESIMPULAN
Sistem monitoring cairan infus Ringer Lactate 500 ml untuk pasien  berbasis  IoT  menggunakan  protokol  MQTT  ini mengintegrasikan beberapa perangkat keras, yaitu NodeMCU, sensor load cell HX711, dan LCD 16 × 2. Perangkat lunak yang digunakan  untuk memonitor berat cairan infus adalah MQTT Dash.  Tiga  sistem  yang  telah  dikembangkan  dapat  berjalan dengan  baik.  Hasil  pengujian  sistem  menunjukkan  bahwa tingkat akurasi sensor load cell HX711 dalam pembacaan berat cairan infus sangat baik. Hal ini dibuktikan dengan nilai rata- rata  persentase error pembacaan  berat  cairan  infus  yaitu sebesar  0,08%  sampai  0,64%.  Kinerja  sensor load  cell termasuk  dalam  kategori  baik  karena  masih  dalam  batas toleransi error pembacaan  sensor load  cell ,  yaitu  5%.  Hasil pengujian QoS menunjukkan bahwa delay rata-rata pada semua sistem  sebesar  15,15  ms  sampai  23,31  ms.  Nilai  tersebut tergolong  sangat  bagus  berdasarkan  standar  TIPHON. Kemudian, rata-rata packet loss pada semua sistem adalah 0% sampai  0,01%.  Nilai  tersebut  tergolong  sangat  bagus berdasarkan standar TIPHON.

## KONFLIK KEPENTINGAN
Penulis  menyatakan  bahwa  artikel  yang  berjudul  “Sistem Monitoring Cairan Infus Berbasis IoT Menggunakan Protokol MQTT” belum pernah dipublikasikan dan tidak sedang dalam proses  untuk  publikasi  di  jurnal  lain.  Dalam  melakukan penelitian,  penulis  bertindak  independen,  baik  menyangkut aspek  keilmuan  maupun  etika.  Hasil  penelitian  tersebut berdasarkan  analisis  secara  objektif  dengan  mengembangkan kemampuan  yang  tertinggi.  Selain  itu,  dalam  mengkaji protokol penelitian, penulis selalu menggunakan standar etika tertinggi.  Penulis  menyatakan  tidak  akan  menyalahgunakan untuk tujuan lain atau kepentingan pihak ketiga.

## KONTRIBUSI PENULIS
Konseptualisasi,  Nur  Afiyat;  metodologi,  Nur  Afiyat; perangkat lunak, Raizly Helmi Navilla; validasi, Raizly Helmi Navilla, Nur Afiyat, dan Mohamad Hariyadi; analisis formal, Nur Afiyat; investigasi, Nur Afiyat; sumber daya, Raizly Helmi Navilla;  kurasi  data,  Raizly  Helmi  Navilla;  penulisan— penyusunan  draf  asli,  Raizly  Helmi  Navilla;  penulisan— peninjauan  dan  penyuntingan,  Nur  Afiyat;  visualisasi,  Raizly Helmi Navilla; pengawasan, Nur Afiyat; administrasi proyek, Raizly Helmi Navilla.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  disampaikan  kepada  Laboratorium  Dasar Elektronika  Program  Studi  Teknik  Elektro  Universitas Qomaruddin atas dukungan tempat dan fasilitas pada penelitian ini.

## REFERENSI
[1]  L.  Nurfitria,  S.  Sambasri,  dan  S.U.  Prini,  “Sistem  Alarm  Penggantian Cairan Infus Berbasis Mikrokontroler Menggunakan Wireless,” J. Teknol.
Inf.,  Ilmu  Komput. ,  Vol.  7,  No.  3,  hal.  461–470,  Jun.  2020,  doi: 10.25126/jtiik.2020731837.
[2]  R. De Fazio, M. De Vittorio, dan P. Visconti, “Innovative IoT Solutions and  Wearable  Sensing  Systems  for  Monitoring  Human  Biophysical Parameters: A Review,” Electronics , Vol. 10, No. 14, hal. 1-28, Jul 2021, doi: 10.3390/electronics10141660.
[3]  Á.V. Espinosa, J.L. Ruiz, F.M. Mata, dan M.E. Estevez, “Application of IoT  in  Healthcare:  Keys  to  Implementation  of  the  Sustainable Development Goals,” Sensors , Vol. 21, No. 7, hal. 1-37, Mar 2021, doi: 10.3390/s21072330.
[4]  T. Akbar dan I. Gunawan, “Prototype Sistem Monitoring Infus Berbasis IoT (Internet of Things),” Edumatic: J. Pendidik. Inform. , Vol. 4, No. 2, hal. 155–163, Des. 2020, doi: 10.29408/edumatic.v4i2.2686.
[5]  M.  Talebkhah  dkk.,  “IoT  and  Big  Data  Applications  in  Smart  Cities: Recent Advances, Challenges, and Critical Issues,” IEEE Access , Vol. 9, hal. 55465–55484, Apr. 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3070905.
[6]  H.  Hamuda,  “Monitoring  Sistem  Infus  Medis  Berdasarkan  ZigBee Wireless Sensor Network (WSN),” InComTech: J. Telekomun., Komput. , Vol. 9, No. 2, hal. 77–86, Agu. 2019, doi: 10.22441/incomtech.v9i2.6470.
[7]  A.  Nadia,  R.  Rasyid,  dan  H.  Harmadi,  “Sistem  Monitoring  Ketinggian Cairan Infus Berbasis Sensor Serat Optik Evanescent,” J. Fis. Unand , Vol. 8, No. 4, hal. 321–328, Okt. 2019, doi: 10.25077/jfu.8.4.321-328.2019.
[8]  A.A.  Laghari  dkk.,  “A  Review  and  State  of  Art  of  Internet  of  Things (IoT),” Arch. Comput. Methods Eng. , Vol. 29, hal. 1395–1413, Mei 2022, doi: 10.1007/s11831-021-09622-6.
[9]  T. Alam, “Cloud-Based IoT Applications and Their Roles in Smart Cities,” Smart  Cities ,  Vol.  4,  No.  3,  hal.  1196–1219,  Sep  2021,  doi: 10.3390/smartcities4030064.
[10]  O.  Pribadi,  “Sistem  Kendali  Jarak  Jauh  Air  Conditioner  (AC)  Berbasis IoT,” J. Times , Vol. 9, No. 1, hal. 1–8, Jun. 2020.
[11]  N.M.D.  Febriansiswanti,  “Efektivitas  Infus  Ringer  Laktat  dan  Infus Ringer  Laktat  dengan  Zink  Berdasarkan  Lama  Rawat  Inap  pada Pengelolaan Diare Anak Usia 1–5 Tahun,” Calyptra: J. Ilm. Mhs. Univ. Surabaya , Vol. 4, No. 2, hal. 1–13, Mar. 2016.
[12]  M. Safitri, W.D. Iswara, dan T. Harjono, “Blood Bag Shaker Dilengkapi Pemilihan  Kecepatan  Motor,” Medika  Teknika:  J.  Tek.  Elektromedik. Indones. , Vol. 1, No. 2, hal. 44-51, Apr. 2020, doi: 10.18196/mt.010208.
[13]  R.A. Ivory, N. Kholis, Nurhayati, dan F. Baskoro, “Review Penggunaan Sensor Suhu Terhadap Respon Pembacaan Skala pada Inkubator Bayi,” J.  Tek.  Elekt. ,  Vol.  10,  No.  1,  hal.  185–194,  Jan.  2021,  doi: 10.26740/jte.v10n1.p185-194.
[14]  A. Fauzi, “Analisis Kualitas Transmisi Data pada E-Learning Streaming Multimedia  dengan  Quality  of  Service  (QoS)  di  PT  Graha ServiceIndonesia,” Sem. Nas. Inov. Teknol. – SNITek 2019 , 2019, hal. 93- 106.
[15]  M.  Iqbal  dan  D.  Prasetyo,  “Perbandingan  Quality  of  Service  (QoS) Jaringan 4G LTE Beberapa Provider Menggunakan Sistem Operasi Linux Ubuntu Server 18.10,” JSR: Jar. Sist. Inf. Robot. , Vol. 3, No. 2, hal. 239– 249, 2019, doi: 10.58486/jsr.v3i2.54.
[16]  M. Purwahid dan J. Triloka, “Analisis Quality of Service (QoS) Jaringan Internet  untuk  Mendukung  Rencana  Strategis  Infrastruktur  Jaringan Komputer di SMK N I Sukadana,” J. Teknol. Komput., Sist. Inf. , Vol. 2, No. 3, hal. 100-109, Sep. 2019, doi: 10.56327/jtksi.v2i3.778.
[17]  I.P.  Sari,  “Evaluasi  Kualitas  Jaringan  Internet  Pemerintah  Daerah  Kota Padang Panjang Menggunakan Metode Quality of Service,” J. Sistim Inf., Teknol. , Vol. 4, No. 1, hal. 25–29, Mar. 2022, doi: 10.37034/jsisfotek.v4i1.116.
[18]  M.Y.  Simargolang  dan  A.  Widarma,  “Quality  of  Service  (QoS)  for Network Performance Analysis Wireless Area Network (WLAN),” CESS (J. Comput. Eng. Syst., Sci.) , Vol. 7, No. 1, hal. 162-171, Jan 2022, doi: 10.24114/cess.v7i1.29758.
[19]  T.M. Diansyah, I. Faisal, dan D. Siregar, “Penerapan Jaringan Wireless pada Desa Saentis Kabupaten Deli Serdang,” Prioritas: J. Pengabdi. Kpd. Masy. , Vol. 2, No. 2, hal. 36–40, Sep. 2020, doi: 10.35447/prioritas.v2i02.223.
[20]  M.R.  Junaedi  dan  R.W.  Arifin,  “Media  Pembelajaran  Interaktif Pengenalan  Topologi  Jaringan  Komputer  pada  Kelas  X  SMK  Taman Harapan 1 Bekasi,” J. Mhs. Bina Insani , Vol. 4, No. 1, hal. 95–104, Agu. 2019.