SISTEM MONITORING TINGKAT LAYAN JEMBATAN SATU DUIT BOGOR MENGGUNAKAN LABVIEW DAN WEB DENGAN KOMUNIKASI LORA COVER Sub Judul: Pengembangan Desain Web IoT Pada Sistem Monitoring Tingkat Layan Jembatan Satu Duit Bogor SKRIPSI Noval Andriansyah 1803431004 PROGRAM STUDI INSTRUMENTASI DAN KONTROL INDUSTRI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2022
SISTEM MONITORING TINGKAT LAYAN JEMBATAN SATU DUIT BOGOR MENGGUNAKAN LABVIEW DAN WEB DENGAN KOMUNIKASI LORA JUDUL Sub Judul: Pengembangan Desain Web IoT Pada Sistem Monitoring Tingkat Layan Jembatan Satu Duit Bogor SKRIPSI Noval Andriansyah 1803431004 PROGRAM STUDI INSTRUMENTASI DAN KONTROL INDUSTRI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2022 i Politeknik Negeri Jakarta
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar. Nama : Noval Andriansyah NIM : 1803431004 Tanda Tangan : Tanggal : ii Politeknik Negeri Jakarta
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI Tugas Akhir diajukan oleh: Nama : Noval Andriansyah NIM : 1803431004 Program Studi : Instrumentasi dan Kontrol Industri Judul Tugas Akhir : Pengembangan Desain Web IoT Pada Sistem Monitoring Tingkat Layan Jembatan Satu Duit Bogor Telah diuji oleh tim penguji dalam Sidang Tugas Akhir pada ... 2022 dan dinyatakan LULUS. Pembimbing : Riandini, S.T, M.Sc., ( ) NIP. 197710182002122002 Depok,... .. Disahkan oleh Ketua Jurusan Teknik Elektro Ir. Sri Danaryanti, M.T. NIP.196305031991032001N iii Politeknik Negeri Jakarta
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena atas berkat dan rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini. Penulisan laporan ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mendapat gelar Sarjana Terapan Politeknik, Politeknik Negeri Jakarta, Jurusan Teknik Elektro, Program Studi Instrumentasi dan Kontrol Industri. Skripsi ini berjudul "Pengembangan Desain Web IoT Pada Sistem Monitoring Tingkat Layan Jembatan Satu Duit Bogor". Dalam proses penyusunan Skripsi ini, penulis banyak mendapatkan ilmu pengetahuan, bantuan, dan dukungan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ir. Sri Danaryani, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro; 2. Hariyanto, S.Pd., M.T., selaku Kepala Program Studi Instrumentasi dan Kontrol Industri; 3. Riandini, S.T, M.Sc., selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang telah meluangkan waktu, pikiran, dan tenaganya untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini sampai selesai; 4. Rika Novita Wardhani, S.T., M.T., yang telah memberi ruang dan kesempatan kepada penulis untuk ikut serta dalam mengembangkan sistem monitoring tingkat layan jembatan untuk skripsi ini. 5. Endang Wijaya, S.T., M.T. Satria Aditya, S.T., M.Tr.T dan Toha Zen, S.T., selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan pembelajaran mengenai LabVIEW dan internet of thing yang diimplementasikan pada skripsi ini. 6. Ir. Dina Hakiki., M.T., selaku President Director PT. Nutech Integrasi yang telah memfasilitasi dalam pengembangan alat pada skripsi ini. 7. Rekan penelittian Indah Luthfiyyah Purwanti Via Arsita Sari, dan teman- teman IKI-18 yang telah mendukung, membantu, dan memotivasi dalam menyelesaikan Skripsi ini; 8. Orang tua dan keluarga penulis yang telah memberikan bantuan dukungan material dan moral; iv Politeknik Negeri Jakarta
Akhir kata, penulis berharap Tuhan Yang Maha Esa berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga Skripsi ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu. Depok, .................2022 Penulis v Politeknik Negeri Jakarta
ABSTRAK Jembatan merupakan infrastruktur yang menghubungkan dua bagian jalan atau wilayah. Jembatan yang secara intensif mendapatkan pembebanan berulang karena aktivitas manusia dapat membuat struktur jembatan mengalami kerusakan dan membahayakan pengguna jalan yang melaluinya. Diperlukan sistem monitoring yang dapat memantau dan mengukur varible frekuensi sebagai salah satu parameter utama dalam menentukan tingkat layan atau kesehatan struktur bangunan suatu jembatan. Dengan alasan tersebut, telah direalisasikan sistem monitoring tingkat layan jembatan menggunakan protokol LoRaWAN sebagai infrastruktur transmisi data dari mulai dari end-node transmitter berupa data akselerasi hasil pembacaan sensor AKF394B hingga menuju ke web berupa data peak frekuensi. Alasan pemilihan web sebagai salah satu basis antarmuka sistem adalah karena web mudah diakses dimana saja. Web akan mengambil data dari database untuk langsung tampil di halaman web tanpa refresh. Aplikasi web ini berhasil dirancang dengan Bootstrap untuk framework user interface dan PHP native. Data hasil pengujian pada Jembatan Satu Duit Bogor untuk didapatkan mean peak frekuensi sumbu X 3.84 Hz, sumbu Y 0.28 Hz dan sumbu Z 2.08 Hz. Dari hasil pengujian web dengan functionality suitability dengan metode black box didapatkan skor 100% dan untuk pengujian reliability mendapatkan skor 99.2%. Kata Kunci: Monitoring berbasis web, kesehatan struktur jembatan, LoRaWAN, Bootstrap vi Politeknik Negeri Jakarta
ABSTRACT A bridge is an infrastructure that connects two parts of a road or an area. The bridge is subjected to repeated loads due to human activities that can damage the structure of the bridge and pose a danger to pedestrians crossing the bridge. A monitoring system is needed that can monitor and measure varible frequencies as one of the main parameters in determining the level of service or health of the structure of a bridge building. For this reason, a bridged service level monitoring system has been realized using the LoRaWAN protocol as the infrastructure to transmit data from the end node generator as accelerometer data from reading of sensor AKF394B to web as data peak frequency. The reason for choosing the web as one of the basic system interfaces is that the web can be easily accessed anywhere. The web will fetch data from the database to appear directly on web pages without refreshing. This web application has been successfully built with Bootstrap for front end framework and native PHP. The test data on the One Duit Bridge in Bogor to obtain the mean peak frequency of the X axis is 3.84 Hz, the Y axis is 0.28 Hz and the Z axis is 2.08 Hz. From the results of web testing with functionality suitability with the black box method, a score of 100% was obtained and for reliability testing it got a score of 99.2%. Keyword: Web-based monitoring, bridge structure health, LoRaWAN, Bootstrap vii Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR ISI HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ... ii LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ... iii KATA PENGANTAR ... iv ABSTRAK ... vi ABSTRACT ... vii DAFTAR... ..viii DAFTAR GAMBAR ... x DAFTAR TABEL ... xii DAFTAR LAMPIRAN... ...xiii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 ... 4 1.4 Tujuan 1.4.1 Umum ... ... 4 1.4.2 Khusus ... 4 1.5 Luaran ... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... ..5 2.1 Jembatan Satu Duit Bogor ... 5 2.2 Bridge Structure Health Monitoring System (BSHMS) ... 5 2.3 Sensor Akselerometer AKF394B ... 7 2.4 Internet of Things ... 8 ... 8 2.5 LoRa 2.5.1 LoRa Modul SX1276 ... 9 2.6 Mikrokontroler ESP32 Devkit ... 10 2.7 Raspberry Pi 3 B ... 10 2.8 Antares ... 10 2.9 Pengembangan Web IoT ... 11 2.9.1 Hypertext Markup Language (HTML) ... 11 2.9.2 Cascading Style Sheet (CSS) ... 11 2.9.3 JavaScript ... 12 2.9.4 Bootstrap ... 13 2.9.5 Pemrograman PHP ... 13 2.9.6 MySQL ... 14 2.9.7 REST API ... 15 2.10 Functional Suitability Testing ... 16 2.11 Reliability Testing ... 16 BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI 18 3.1 Rancangan Sistem ... 18 3.1.1 Rancangan Hardware ... 19 3.1.2 Rancangan Software ... 19 3.1.3 Deskripsi Sistem ... 20 3.1.4 Cara Kerja Sistem ... 22 3.1.5 Spesifikasi Alat ... 24 3.1.6 Diagram Blok Sistem ... 26 viii Politeknik Negeri Jakarta
3.1.7 Diagram Blok Sub-sistem ... 29 3.2 Realisasi Alat ... 30 3.2.1 Realisasi Hardware Sistem ... 30 3.2.2 Flowchart Pengiriman dan Penerimaan Data Dari End-Node Transmitter Sampai Web... 31 3.2.3 Realisasi Software Sistem ... 37 3.2.3.1 Desain Data Flow Diagram Sub-Sistem ... 37 3.2.3.2 Use Case Diagram ... 38 3.2.3.3 Desain Logical Record Structure (LRS) ... 40 3.2.3.4 Desain Antarmuka Web ... 42 BAB IV PEMBAHASAN... ...50 4.1 Spesifikasi Sistem Web ... 50 4.2 Pengujian Sistem ... 51 4.2.1 Pengujian Functionality Suitability Web ... 51 4.2.1.1 Objek Pengujian Web ... 52 4.2.1.2 Deskripsi Pengujian ... 52 4.2.1.3 Daftar Alat dan Bahan ... 53 4.2.1.4 Prosedur Pengujian ... 53 4.2.1.5 Data Hasil Pengujian... 53 4.2.1.6 Data Pengujian Respon Web ... 59 4.2.1.7 Analisa Hasil Pengujian Functionality Suitability ... 101 4.2.2 Pengujian Reliability ... 101 4.2.2.1 Deskripsi Pengujian ... 101 4.2.2.2 Prosedur Pengujian ... 102 4.2.2.3 Data Hasil Pengujian... 102 4.2.2.4 Analisa Data Hasil Pengujian Reliability ... 102 BAB V PENUTUP... 104 5.1 Simpulan ... 104 5.2 Saran ... 104 DAFTAR PUSTAKA... ...106 LAMPIRAN... ..108 ix Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Jembatan Satu Duit, Bogor... 5 Gambar 2. 2 Sensor AKF394B ... 8 Gambar 2. 3 Ilustrasi implementasi LoRaWAN ... 9 Gambar 2. 4 Modul LoRa SX1276 ... 10 Gambar 2. 5 Bagian syntax CSS & HTML pada web monitoring... 12 Gambar 2. 6 Syntax JavaScript untuk pilih device ... 13 Gambar 2. 7 Syntax koneksi ke database MySQL dengan PHP ... 14 Gambar 2. 8 Syntax MySQL Query untuk cek password ... 15 Gambar 3. 1 Metodologi Penelitian ... 18 Gambar 3. 2 Flowchart transmisi data dengan LoRa ... 22 Gambar 3. 3 Flowchart pengolahan data ... 23 Gambar 3. 4 Diagram blok sistem ... 27 Gambar 3. 5 Diagram blok sub-sistem ... 29 Gambar 3. 6 Bagian-bagian box end-node transmitter ... 30 Gambar 3. 7 Bagian-bagian box gateway ... 31 Gambar 3. 8 Flowchart end-node transmitter ... 32 Gambar 3. 9 Flowchart end-node receiver ... 33 Gambar 3. 10 Flowchart gateway ... 34 Gambar 3. 11 Flowchart ESP32 Web Client ... 35 Gambar 3. 12 Access key akun Antares ... 36 Gambar 3. 13 Bagian program ESPa32 web client ... 37 Gambar 3. 14 Desain data flow diagram sub-sistem ... 37 Gambar 3. 15 Use case diagram administrator ... 38 Gambar 3. 16 Use case diagram ordinary user ... 39 Gambar 3. 17 Desain logical record structure ... 41 Gambar 3. 18 Screenshot script API pada web ... 42 Gambar 3. 19 Tampilan halaman login web ... 43 Gambar 3. 20 Tampilan login failed pada web ... 44 Gambar 3. 21 Dashboard admin... 45 Gambar 3. 22 Dashboard ordinary user ... 45 Gambar 3. 23 halaman data user ... 46 Gambar 3. 24 Halaman monitoring web ... 47 Gambar 3. 25 Script program function get_histori ... 48 Gambar 3. 26 Halaman histori data pengujian web ... 48 Gambar 4. 1 Hasil pemindaian teknologi web dengan Wapplyzer ... 50 Gambar 4. 2 Tampilan grafik chart pada dashboard monitoring ... 54 Gambar 4. 3 Tampilan warning sistem pada dashboard monitoring web ... 54 Gambar 4. 4 Form halaman login web... 63 Gambar 4. 5 Halaman home page admin setelah uji login berhasil ... 63 Gambar 4. 6 Hasil uji login tidak berhasil ... 64 Gambar 4. 7 Proses update profil atau data login admin ... 65 Gambar 4. 8 Avatar profil admin terupdate ... 65 Gambar 4. 9 Data user2 sebelum diedit ... 66 Gambar 4. 10 Data user2 setelah diedit ... 66 x Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 4. 11 Data user2 terhapus dari tabel ... 67 Gambar 4. 12 Daftar data bridge sebelum penambahan data ... 68 Gambar 4. 13 Daftar data jembatan setelah penambahan data... 68 Gambar 4. 14 Hasil pergantian nama Jembatan Musi 2 ... 69 Gambar 4. 15 Data terkini tabel data bridge ... 69 Gambar 4. 16 Tabel history data pengukuran frekuensi hasil pengujian ... 70 Gambar 4. 17 Contoh hasil print data pengukuran ... 71 Gambar 4. 18 Proses logout pada web untuk admin ... 72 Gambar 4. 19 Halaman home page admin setelah uji login berhasil (2) ... 73 Gambar 4. 20 Proses update profil atau data login admin (2) ... 74 Gambar 4. 21 Avatar profill admin terupdate (2) ... 75 Gambar 4. 22 Data user16 sebelum diedit ... 75 Gambar 4. 23 Data user16 setelah diedit ... 76 Gambar 4. 24 Data user16 terhapus dari tabel ... 76 Gambar 4. 25 Daftar data bridge sebelum penambahan data (2) ... 77 Gambar 4. 26 Daftar data jembatan setelah penambahan data (2)... 77 Gambar 4. 27 Hasil pergantian nama Jembatan Musi 2 (2) ... 78 Gambar 4. 28 Data terkini tabel data bridge ... 79 Gambar 4. 29 Tabel history data pengukuran frekuensi hasil pengujian ... 79 Gambar 4. 30 Proses logout pada web untuk admin (2) ... 81 Gambar 4. 31 Halaman home page admin setelah uji login berhasil (3) ... 82 Gambar 4. 32 Proses update profil atau data login admin (3) ... 83 Gambar 4. 33 Avatar profl admin terupdate (3) ... 83 Gambar 4. 34 Data user30 sebelum diedit ... 84 Gambar 4. 35 Data user30 setelah diedit ... 84 Gambar 4. 36 Data user30 terhapus dari tabel ... 85 Gambar 4. 37 Daftar data bridge sebelum penambahan data (3) ... 86 Gambar 4. 38 Daftar data jembatan setelah penambahan data (3)... 86 Gambar 4. 39 Hasil pergantian nama Jembatan Musi 2 (3) ... 87 Gambar 4. 40 Data terkini tabel data bridge ... 87 Gambar 4. 41 Tabel history data pengukuran frekuensi hasil pengujian ... 88 Gambar 4. 42 Proses logout pada web untuk admin (3) ... 89 Gambar 4. 43 Halaman utama ordinary user ... 90 Gambar 4. 44 Halaman ordinary user (user1) setelah dilakukan edit profile ... 91 Gambar 4. 45 Tampilan halaman monitoring pada laman ordinary user ... 92 Gambar 4. 46 Tabel history data pada laman ordinary user ... 93 Gambar 4. 47 Proses logout pada web untuk ordinary user ... 94 Gambar 4. 48 Halaman utama ordinary user (2) ... 95 Gambar 4. 49 Halaman ordinary user (user2) setelah dilakukan edit profile ... 95 Gambar 4. 50 Proses logout pada web untuk ordinary user2 ... 97 Gambar 4. 51 Halaman utama ordinary user (3) ... 98 Gambar 4. 52 Halaman ordinary user (user3) setelah dilakukan edit profile ... 99 Gambar 4. 53 Proses logout pada web untuk ordinary user3 ... 101 Gambar 4. 54 Hasil pengujian stress testing ... 102 xi Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Perbandingan Chip Modul LoRa ... 9 Tabel 2. 2 Kategori penilaian functional suitability ... 16 Tabel 3. 1 Setpoint threshold ESP32 web client ... 36 Tabel 3. 2 Parameter tabel data ... 41 Tabel 3. 3 Spesifikasi cloud hosting ... 49 Tabel 3. 4 Data akses web ... 49 Tabel 4. 1 Daftar alat dan bahan pengujian functionality suitability pada web .... 53 Tabel 4. 2 Rangkuman sampel data frekuensi ... 55 Tabel 4. 3 Total failure pengujian reability dengan WAPT ... 102 Tabel 4. 4 Total data parameter perhitungan nilai reability ... 102 xii Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran - 1 Riwayat Hidup Penulis ... 108 Lampiran - 2 Program ESP32 Web Client ... 109 Lampiran - 3 Hasil Validasi Pengujian Functionality Suitability ... 113 Lampiran - 4 Contoh datalog hasil pengujian dengan software Postman ... 122 Lampiran - 5 Respon Pengujian API Web Pada Dashboard Postman ... 123 Lampiran - 6 Dokumentasi Pengujian... 126 Lampiran - 7 Surat Izin Penelitian Di Jembatan Satu Duit Bogor ... 127 xiii Politeknik Negeri Jakarta
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Infrastruktur sipil di Indonesia berkembang sangat pesat terutama pada beberapa tahun terakhir. Bentang alam Indonesia yang secara geografis mempunyai kontur dataran yang beragam membuat pembangunan suatu infrastruktur mempunyai tantangan tersendiri. Salah satu infrastruktur yang sangat diperlukan di setiap daerah adalah jembatan yang berfungsi sebagai penghubung dua bagian jalan atau wilayah yang dipisahkan oleh lembah, sungai, jalur kereta api, jalan raya ataupun rintangan lain dengan elevasi tidak sebidang. Jembatan Satu Duit merupakan salah satu jembatan yang terletak di Bogor, Jawa Barat yang menghubungkan jalan Warung Jambu dan Ahmad Yani. Jembatan tersebut diperkirakan dibangun pada abad ke-19, dengan panjang 30 meter yang dibawahnya mengalir Sungai Ciliwung dengan menggunakan struktur rangka baja bawah. Sebagai salah satu akses keluar masuk Kota Bogor, Jembatan Satu Duit telah menerima pembebanan jangka panjang ditambah faktor alam seperti naiknya debit air Sungai Ciliwung saat musim hujan sehingga air meluap ke atas jembatan membuat struktur jembatan terkikis yang dapat membahayakan pengguna jalan di atasnya. Pengembangan Bridge Structural Health Monitoring System (BSHMS) sangat diperlukan untuk menjamin keamanan struktur suatu jembatan. Sistem monitoring yang digunakan untuk menjamin keamanan suatu jembatan sangat sulit dilakukan apabila hanya didasarkan pada inspeksi dan pemeliharaan saja. Oleh karena itu, perkembangan teknik BSHMS terus mengikuti perkembangan teknologi, BSHMS adalah suatu sistem monitoring struktur yang terdiri dari berbagai sensor untuk mengumpulkan data-data pada komponen pada bangunan dan jembatan. BSHMS bertujuan untuk memantau kinerja dan tingkat layan struktur di bawah berbagai beban dengan mengukur frekuensi, lendutan, dan tekanan beban. Akumulasi parameter-parameter ini dapat menyebabkan deformasi pada jembatan. BSHMS dapat memperpanjang umur suatu bangunan dengan mendeteksi penurunan kinerja dan kerusakan secara dini (early warning) sehingga dapat mengurangi biaya rehabilitasi bangunan. 1 Politeknik Negeri Jakarta
Jembatan Surabaya-Madura telah menerapkan sistem BSHMS dalam proses pengawasan jembatan dengan menggunakan berbagai jenis sensor secara Real-time yang terhubung melalui media kabel [1]. Penelitian lainnya menghasilkan sistem monitoring kondisi jembatan menggunakan respons dinamik dengan Wireless Sensor Network melalui media komunikasi internet atau WI-FI [2]. Selain itu, terealisasi juga sistem pemantau jembatan berbasis Android menggunakan media komunikasi internet atau WI-FI [3]. Penelitian-penelitian tersebut memiliki kekurangan pada media komunikasi kabel atau WI-FI karena memerlukan biaya yang tinggi. Selain itu media komunikasi WI-FI memiliki beberapa keterbatasan seperti jarak jangkauan yang mencapai kurang dari 100 meter, dan berdaya tinggi. Masalah penerapan teknologi jaringan sensor nirkabel yang merupakan bagian dari Internet of Things (IoT), adalah kebutuhan komunikasi dua arah jarak jauh dari mesin-mesin yang menjadi target IoT. Saat ini terdapat teknologi IoT terbaru yang memberikan solusi dari permasalahan diatas yaitu protokol Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) yang dirilis pada tahun 2015 [4]. Sesuai dengan namanya, LoRaWAN dan merupakan jenis jaringan untuk area komunikasi nirkabel yang dirancang untuk komunikasi jarak jauh dengan bitrate rendah. Implementasi LoRaWAN juga dapat diperlukan sebagai alternatif dalam pengiriman data parameter uji tingkat layan jembatan sehingga data dipantau dapat di monitor secara online melalui laman web. Sehingga apabila saat dilakukan pengujian tingkat layan jembatan data dapat dimonitoring oleh para stakeholder yang tidak berada di lokasi saat dilakukan pengujian. Berdasarkan kebutuhan dan peluang penelitian terkait LoRaWAN, maka diperlukan penelitian lebih lanjut, sehingga penulis akan melakukan penelitian dengan mengembangkan sebuah web yang terintegrasi dengan gateway pada protokol LoRaWAN yang dapat memvisualisasikan data sekaligus sebagai datalogger. Penelitian menggunakan parameter-parameter uji yang telah ditentukan untuk menganalisis kinerja web yang diimplementasikan di jembatan Satu Duit Bogor. Judul penelitian yang dipilih adalah "Pengembangan Desain Web IoT Pada Sistem Monitoring Tingkat Layan Jembatan Satu Duit Bogor". Dengan menggunakan pembacaan data getaran jembatan dari sensor akselerometer AKF394B yang terintegrasi dengan modul LoRa SX1276 dan ESP32 Politeknik Negeri Jakarta 2
Devkit sebagai end node transmitter. Selanjutnya, transmisi data dilakukan secara point-to-point ke end node receiver sekaligus sebagai LoRa Gateway yang terdiri dari modul LoRa SX1276, ESP32 Devkit dan Raspberry Pi 3B. Data getaran pada Raspberry PI 3B masuk ke proses FFT (Fast Fourier Transform) untuk menentukan amplitude puncaknya beserta frekuensi dari getaran jembatan (peak picking) menggunakan bahasa python. Frekuensi yang dominan dan nilai puncak amplitudenya menjadi data masukan untuk menilai kesehatan jembatan. Data tersebut kemudian dikirim ke platform Antares sebagai cloud server sementara. Data yang tersimpan akan dikirim ke web menggunakan protokol HTTP dan disimpan pada database MYSQL sehingga selain sebagai media visualisasi data, web yang terealisasi juga dapat sebagai datalogger yang datanya dapat dilihat kapanpun. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah yang akan diterapkan yaitu: 1. Bagaimana membuat sistem informasi berbasis web yang dapat mempermudah monitoring kesehatan tingkat layan Jembatan Satu Duit Bogor ? 2. Bagaimana cara mengimplementasikan Bootstrap sebagai kerangka kerja (framework) untuk mendesain web pada sistem monitoring tingkat layan Jembatan Satu Duit Bogor ? 3. Bagaimana proses pengiriman data dari cloud Antares ke web menggunakan protokol HTTP ? 1.3 Batasan Masalah Dalam penyusunanan tugas akhir ini, terdapat batasan masalah agar pembahasan lebih fokus dan terarah. Batasan tersebut yaitu: 1. Sistem monitoring diperuntukkan untuk memantau kesehatan struktur Jembatan Satu Duit Bogor. 2. Proses transmisi data dilakukan dari cloud server Antares ke web. 3. Menggunakan database MySQL untuk konstruksi web. 4. Sistem web digunakan untuk menampilkan data peak frekuensi hasil FFT dari cloud server Antares. Politeknik Negeri Jakarta 3
1.4 Tujuan 1.4.1 Umum 1. Pembuatan tugas akhir persyaratan untuk kelulusan dari Program Studi Sarjana Terapan Instrumentasi dan Kontrol Industri Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta. 2. Dapat mengaplikasikan dan merealisasikan ilmu yang diperoleh selama pembelajaran. 1.4.2 Khusus 1. Mampu membuat purwarupa sistem informasi berbasis web yang dapat digunakan untuk memonitoring tingkat layan Jembatan Satu Duit Bogor. 2. Mampu menerapkan framework Bootstrap yang merupakan salah satu kerangka kerja dalam pembuatan desain web. 3. Mampu mengirim data sensor ke MySQL sebagai platform database pada web dari cloud Antares menggunakan protokol HTTP. 1.5 Luaran Telah dirancang dan terealisasikannya purwarupa sistem monitoring tingkat layan Jembatan Satu Duit Bogor berbasis web berdasarkan nilai peak frekuensi alami getaran pada jembatan. Diharapkan dengan purwarupa sistem ini dapat membantu mempermudah proses pemeliharaan preventif jembatan sehingga mengurangi biaya perbaikan. Selain itu, juga dapat meningkatkan rasa aman pengguna jalan serta mengurangi resiko terjadinya kecelakaan yang diakibatkan oleh tingkat layan jembatan yang buruk. Politeknik Negeri Jakarta 4
BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan Berdasarkan kegiatan perancangan, realisasi dan pengujian sistem monitoring tingkat layan Jembatan Satu Duit, Bogor berbasis web yang terintegrasi dengan protokol LoRaWAN, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1) Sistem monitoring tingkat layan Jembatan Satu Duit Bogor berbasis web yang terintegrasi dengan protokol LoRaWAN telah berhasil dirancang dan direalisasikan dengan mengimplementasikan UI framework Bootstrap dengan PHP native untuk pemrograman pada server side. 2) Dari pengujian didapatkan nilai mean peak frekuensi untuk masing-masing sumbu yaitu sumbu X sebesar 3.84 Hz, sumbu Y sebesar 0.28 dan sumbu Z sebesar 2.08. Jika didasarkan pada nilai threshold asumsi sebesar 5Hz maka dapat dikatakan Jembatan Satu Duit Bogor dalam keadaan baik tanpa ada kerusakan struktural. 3) Dari hasil pengujian transmisi data peak frekuensi getaran pada Jembatan Satu Duit Bogor, diketahui data berhasil tersimpan pada database web dan ditampilkan pada dashboard monitoring web dengan menerapkan antarmuka API menggunakan protokol HTTP. 4) Pengujian functionality suitability pada web dengan menggunakan metode black box mendapat persentase keberhasilan sebesar 100% artinya semua fungsi pada website dapat berjalan dengan baik. Sedangkan untuk pengujian reliability mendapatkan skor 99,2 %. 5) Terdapat kendala saat pengujian, yaitu tidak adanya sumber listrik AC yang memadai untuk power supply laptop yang digunakan untuk monitoring. 5.2 Saran Berdasarkan hasil penelitian dan pengujian yang telah dilakukan, berikut beberapa saran untuk pengembangan sistem monitoring tingkat layan jembatan sebagai berikut : 1) Diperlukan validasi data baik dari nilai frekuensi natural Jembatan Satu Duit Bogor dan kalkulasi data frekuensi pada sistem pengukuran. 104 Politeknik Negeri Jakarta
105 2) Penggunaan PLTS off grid sebagai sumber listrik untuk memudahkan dalam instalasi alat secara permanen di jembatan . Diperlukan pengembangan dan optimalisasi pada sisi frontend dan backend web agar hasil pengujian reliability selanjutnya mendapatkan skor maksimal . Politeknik Negeri Jakarta
DAFTAR PUSTAKA [1] J. T. Geomatika, "Analisis Defleksi Vertikal Jembatan Suramadu Menggunakan Gps Cors ( Continuosly Operating Reference Station ) Analysis Of Vertical Deflection Suramadu Bridge Using Gps Cors ( Continuosly Operating Reference Station)," 2016. [2] S. A. Putra et al., "Sistem Penilaian Kondisi Jembatan Menggunakan Respons Dinamik dengan Wireless Sensor Network," vol. 7, no. 3, pp. 338-343, 2018. [3] K. Smartphone and S. Gauge, "Sistem Pengendali Traffic , Beban , Dan Peringatan Dini Pada Jembatan Dengan Pemantau Berbasis Android," no. Ciastech, pp. 259-268, 2019. [4] F. Muhammad, A. Bhawiyuga, and D. P. Kartikasari, "Analisis Kinerja Protokol LoRaWAN untuk Transmisi Data pada Skenario Urban Area," vol. 3, no. 9, pp. 9054-9060, 2019. [5] S. I. Abdullahi, N. A. C. Mustapha, M. H. Habaebi, and R. Islam, "Accelerometer based structural health monitoring system on the go: Developing monitoring systems with NI LabVIEW," Int. J. online Biomed. Eng., vol. 15, no. 7, 2019, doi: 10.3991/ijoe.v15i07.10427. [6] S. Komarizadehasl, B. Mobaraki, H. Ma, J. A. Lozano-Galant, and J. Turmo, "Development of a low-cost system for the accurate measurement of structural vibrations," Sensors, vol. 21, no. 18, 2021, doi: 10.3390/s21186191. [7] M. S. Wibawa, S. A. Putra, A. Syahrina, and M. Sc, "Pengembangan Purwarupa Sistem Pengawasan Kondisi Kesehatan Jembatan Single Degree Of Freedom Menggunakan Respon Dinamik Prototype Development Of A Single Degree Of Freedom Bridge Health Condition Monitoring System Using Dynamic Responses," vol. 7, no. 1, pp. 2155-2169, 2020. [8] M. Tan, Saktioto, T. Emrinaldi, "Analisa Frekuensi Alami Dan Regangan Oleh Kendaraan Bermotor Menggunakan Fiber Bragg Grating, " 2016. [9] A. Augustin, J. Yi, T. Clausen, and W. M. Townsley, "A Study of LoRa : Long Range & Low Power Networks for the Internet of Things," pp. 1-18, 2016, doi: 10.3390/s16091466. [10] M. D. Ivansyah, E. Edwar, N. M. Adriansyah, H. H. Ryanu, and D. P. Setiawan, "Development of a CubeSat Single Channel LoRa Receiver Module for Space- based IoT Application," J. Meas. Electron. Commun. Syst., vol. 8, no. 1, p. 8, 2021, doi: 10.25124/jmecs.v8i1.3950. [11] M. L. Huzaifah (2021, Nov. 17) Mikrokontroler ESP32 [Online]. Available: [12] Raspberry Pi 3 Model B [Online]. Available: [13] TelkomIoT (2021 April 11) Antares : Kupas tuntas IoT platform Telkom Indonesia [Online]. Available : [14] LMS Spada Indonesia (2021 June 14) Fungsi HTML (HyperText Markup : Language) [Onlne]. Available [15] S. Atin (2017). CSS (Cascading Style Sheet) [Online]. Available : [16] I. Winarno. Modul Ajar Javascript [Online]. Available : 106 Politeknik Negeri Jakarta
107 [17] R. Sanjaya and S. Hesinto, "Rancang Bangun Website Profil Hotel Agung Prabumulih Menggunakan Framework Bootstrap," J. Teknol. dan Inf., vol. 7, no. 2, pp. 57-64, 2018, doi: 10.34010/jati.v7i2.758. [18] A. B. Santoso (2020 Jan.04). Belajar Pengenalan Cara Pemrograman Web PHP Dasar Dan Instalasi Pendukungnya [Online]. Available : [19] A. Firman, H. F. Wowor, X. Najoan, J. Teknik, E. Fakultas, and T. Unsrat, "Sistem Informasi Perpustakaan Online Berbasis Web," vol. 5, no. 2, 2016. [20] S. Sofia, A. Larasati, D. S. Rusdianto, and T. A. Kurniawan, "Pembangunan Sistem Ujian Harian Siswa Berbasis Web Dengan Mengacu Pada Standar Kualitas ISO 25010," vol. 2, no. 11, pp. 4357-4364, 2018. [21] H. Setiawan and H. Jati, "Analisis Kualitas Sistem Informasi Pantauan Pembentukan Karakter Siswa Di Smk N 2 Depok Sleman," 2012. [22] R. Fauzan, "Monitoring Rencana Kerja Anggaran dan Serapan Penggunaan Dana Institusi Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Mulawarman," vol. 3, no. 2, pp. 59-65, 2018. Politeknik Negeri Jakarta
108 LAMPIRAN Lampiran - 1 Riwayat Hidup Penulis RIWAYAT HIDUP PENULIS Penulis bernama Noval Andriansyah, anak pertama dari dua bersaudara dan lahir di Ngawi, 30 Oktober 1999. Memulai Pendidikan dasar di SD Negeri Jambangan 1 hingga lulus pada tahun 2012. Setelah itu melanjutkan ke SMP Negeri 1 Ngawi Hingga lulus pada tahun 2015. Selanjutnya melanjutkan ke SMK Negeri 1 Ngawi hingga lulus pada tahun 2018. Kemudian penulis melanjutkan ke jenjang perkuliahan untuk mengambil gelar Sarjana Terapan (S.Tr) di Politeknik Negeri Jakarta, jurusan Teknik Elektro, Program Studi Instrumentasi dan Kontrol Industri (2018). Email : No Telp. : 085771367515 Politeknik Negeri Jakarta
109 Lampiran - 2 Program ESP32 Web Client #include <AntaresESP32HTTP.h> #include <ArduinoHttpClient.h> #include <WiFi.h> #include <EEPROM.h> #define ACCESSKEY #define WIFISSID "MYBOO" #define PASSWORD "55555555" #define applicationName "Bridge_Monitoring_System" #define deviceName "SatuDuit_Bogor" AntaresESP32HTTP antares(ACCESSKEY); #define BUILTIN_LED 2 #define FAN 5 #define ledBuiltIn_on digitalWrite(BUILTIN_LED, HIGH) #define ledBuiltIn_off digitalWrite(BUILTIN_LED,LOW) String koneksi_wifi; long last_millisWiFi; int koneksi_ulang; float freqXPeak = 0, freqYPeak = 0, freqZPeak = 0 ; int freqXPeak_state = -1; int freqYPeak_state = -1; int freqZPeak_state = -1; String s_freqXPeak_state; String s_freqYPeak_state; String s_freqZPeak_state; const char* server = "ikipnjbridgemonitoring.web.id"; #define port 80 int id_device = 27; WiFiClient wifi; HttpClient client = HttpClient(wifi, server, port); // Variable Decision Making Frequensi Sumbu X #define RENDAH1 0 #define SEDANG1 1 #define TINGGI1 2 // Variable Decision Making Frequensi Sumbu Y #define RENDAH2 0 #define SEDANG2 1 #define TINGGI2 2 // variable Decision Making Frequensi Sumbu Z #define RENDAH3 0 #define SEDANG3 1 #define TINGGI3 2 unsigned long last_dataAntares = 0; unsigned long last_sendDBMySQL = 0; //setpoint Frequensi float bb_freqX = 2.0; float ba_freqX = 5.0; Politeknik Negeri Jakarta
110 float bb_freqY = 2.0; float ba_freqY = 5.0; float bb_freqZ = 2.0; float ba_freqZ = 5.0; void setup() { Serial.begin(115200); pinMode(FAN, OUTPUT); pinMode(BUILTIN_LED, OUTPUT); digitalWrite(BUILTIN_LED, LOW); antares.setDebug(true); connectWiFi(); } void loop() { reconnecting_wifi(); // Mengambil data terakhir ke penampungan data if ( (unsigned long)millis() - last_dataAntares >= 1000) { last_dataAntares = (unsigned long)millis(); getDataAntares(); } //Decision Making Data Frequensi Sumbu X if (freqXPeak < bb_freqX) { freqXPeak_state = RENDAH1; s_freqXPeak_state="RENDAH1"; } else if (freqXPeak > ba_freqX) { freqXPeak_state = TINGGI1; s_freqXPeak_state="TINGGI1"; } else { freqXPeak_state = SEDANG1; s_freqXPeak_state="SEDANG1"; } //Decision Making Data Frequensi Sumbu Y if (freqYPeak < bb_freqY) { freqYPeak_state = RENDAH2; s_freqYPeak_state="RENDAH2"; } else if (freqYPeak > ba_freqY) { freqYPeak_state = TINGGI2; s_freqYPeak_state="TINGGI2"; } else { freqYPeak_state = SEDANG2; s_freqYPeak_state="SEDANG2"; } //Decision Making Data Frequensi Sumbu Z if (freqZPeak < bb_freqZ) { freqZPeak_state = RENDAH3; s_freqZPeak_state="RENDAH3"; } else if (freqZPeak > ba_freqZ) { freqZPeak_state = TINGGI3; s_freqZPeak_state="TINGGI3"; } else { Politeknik Negeri Jakarta
111 freqZPeak_state = SEDANG3; s_freqZPeak_state="SEDANG3"; } // Kirim semua parameter data ke database MySQL if ( (unsigned long)millis() - last_sendDBMySQL >= 1500) { last_sendDBMySQL = (unsigned long)millis(); Serial.println("Kirim data"); send_data(id_device); } } void On(int pin) { digitalWrite(pin, LOW); } void Off(int pin) { digitalWrite(pin, HIGH); } void connectWiFi(){ WiFi.mode(WIFI_STA); WiFi.begin(WIFISSID, PASSWORD); while(WiFi.status() != WL_CONNECTED) { ledBuiltIn_off; Off(FAN); } ledBuiltIn_on; On(FAN); } void reconnecting_wifi(){ if (WiFi.status() == WL_CONNECTED){ koneksi_wifi="CONNECT"; }else{ koneksi_wifi="DISCONN"; } if ((millis()-last_millisWiFi)>2000){ if (koneksi_wifi=="DISCONN"){ koneksi_ulang++; } last_millisWiFi=millis(); } if (koneksi_ulang>10){ WiFi.mode(WIFI_STA); WiFi.begin(WIFISSID, PASSWORD); long last_mil=millis(); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { if ((millis()-last_mil)>10000){ break; } delay(250); Politeknik Negeri Jakarta
112 ledBuiltIn_on; delay(250); ledBuiltIn_off; delay(250); koneksi_ulang=0; } } } void getDataAntares(){ antares.get(applicationName, deviceName); freqXPeak = antares.getFloat("fx_peak"); freqYPeak = antares.getFloat("fy_peak"); freqZPeak = antares.getFloat("fz_peak"); } void send_data(int id_device) { String url = "/page/api.php?method=send&"; url += "id=" + String(id_device) + "&"; url += "freqXPeak=" + String(freqXPeak, 2) + "&"; url += "freqYPeak=" + String(freqYPeak, 2) + "&"; url += "freqZPeak=" + String(freqZPeak, 2) + "&"; if (freqXPeak_state == RENDAH1) url += "status_FreqX=0"; else if (freqXPeak_state == SEDANG1) url += "status_FreqX=1"; else if (freqXPeak_state == TINGGI1) url += "status_FreqX=2"; url += "&"; if (freqYPeak_state == RENDAH2) url += "status_FreqY=0"; else if (freqYPeak_state == SEDANG2) url += "status_FreqY=1"; else if (freqYPeak_state == TINGGI2) url += "status_FreqY=2"; url += "&"; if (freqZPeak_state == RENDAH3) url += "status_FreqZ=0"; else if (freqZPeak_state == SEDANG3) url += "status_FreqZ=1"; else if (freqZPeak_state == TINGGI3) url += "status_FreqZ=2"; Serial.println("making GET request"); Serial.print("URL : "); Serial.println(url); client.get(url); int statusCode = client.responseStatusCode(); String response = client.responseBody(); Serial.print("Status code: "); Serial.println(statusCode); Serial.print("Response: "); Serial.println(response); Politeknik Negeri Jakarta
Lampiran - 3 Hasil Validasi Pengujian Functionality Suitability
Politeknik Negeri Jakarta
Politeknik Negeri Jakarta
Politeknik Negeri Jakarta
Politeknik Negeri Jakarta
Politeknik Negeri Jakarta
Politeknik Negeri Jakarta
Politeknik Negeri Jakarta
Politeknik Negeri Jakarta
Lampiran - 4 Contoh datalog hasil pengujian dengan software Postman
Lampiran - 5 Respon Pengujian API Web Pada Dashboard Postman Gambar 1 Pengujian 1 API dengan Postman Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 2 Pengujian 2 API dengan Postman Politeknik Negeri Jakarta
Gambar 3 Pengujian 3 API dengan Postman Politeknik Negeri Jakarta
Lampiran - 6 Dokumentasi Pengujian Gambar 1 Penempatan End-node Transmitter Gambar 2 Pemantauan data dengan web
Lampiran - 7 Surat Izin Penelitian Di Jembatan Satu Duit Bogor
Politeknik Negeri Jakarta