Jurnal Telematika, vol.
19 no.
Institut Teknologi Harapan Bangsa.
Bandung e-ISSN: 2579-3772 Implementasi Wireless Sensor Network pada Sistem Manajemen Kesehatan Struktur Jembatan Aris Budiyarto#1.
Abyanuddin Salam#2.
Hafyyan Tashbir#3 Program Studi Teknologi Rekayasa Otomasi.
Politeknik Manufaktur Bandung Jl.
Kanayakan no.
Bandung.
Jawa Barat.
Indonesia 1aris@ae.
polman-bandung.
2aby@ae.
polman-bandung.
3hafyyantashbir@gmail.
AbstractAi The bridge is a building construction that functions as a means of transport.
Therefore, mobility will be disrupted when the bridge is damaged due to natural disasters or aging.
The problem can be solved by creating a health management system of the bridge structure consisting of DHT11 sensors for temperature and humidity monitoring, load cell sensors for weight monitoring.
GY-521 sensors for vibration and tilt monitoring, time of flight sensors, and ultrasonic for shift monitoring.
This system implements a wireless sensor network and uses a star topology in data capture and Sensor data from the nodes will be sent wirelessly to the base station and then displayed on the Node-Red dashboard.
The test results show that all sensor nodes can take readings of bridge conditions and send them to the base station with an average data transmission delay of 525ms, an average packet loss value of 0%, an average throughput value of 2180.
74 bps, and an average jitter value 82 ms.
The system built managed to get a score of 3 from the Quality of Service test with the AoSatisfactoryAo category.
KeywordsAi Node-Red.
QoS, star topologi.
WSN, bridge health AbstrakAi Jembatan merupakan sebuah konstruksi bangunan yang berfungsi sebagai sarana transportasi.
Oleh sebab itu, ketika jembatan mengalami kerusakan akibat dari bencana alam atau penuaan umur jembatan, maka mobilitas akan menjadi Permasalahan tersebut dapat diatasi dengan cara membuat suatu sistem manajemen kesehatan struktur jembatan yang terdiri dari sensor DHT11 untuk pemantauan suhu dan kelembapan, sensor loadcell untuk pemantauan berat, sensor GY521 untuk pemantauan getaran dan kemiringan, sensor time of flight, dan ultrasonik untuk pemantauan pergeseran.
Sistem ini menerapkan wireless sensor network dan menggunakan topologi star dalam pengambilan dan pengiriman data.
Data sensor dari node akan dikirimkan secara nirkabel menuju base station lalu ditampilkan pada dashboard Node-Red.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa semua node sensor dapat melakukan pembacaan kondisi jembatan dan mengirimkannya kepada base station dengan rataAerata delay pengiriman data sebesar 525ms, nilai rataAerata packet loss sebesar 0 %, nilai rataAerata throughput sebesar 2180,74 bps, dan nilai rataAerata jitter sebesar 16,82 ms.
Sistem yang dibangun berhasil mendapatkan nilai 3 dari pengujian Quality of Service dengan kategori AuMemuaskanAy.
Kata KunciAi Node-Red.
QoS, topologi star.
WSN, kesehatan PENDAHULUAN Indonesia memiliki keadaan geografis yang terdapat banyak pegunungan, lembah, dan aliran air .
Penghubung, seperti memaksimalkan hubungan dua tempat yang dipisahkan oleh kondisi alam .
Jembatan memiliki peran penting bagi masyarakat sebagai sarana transportasi untuk melakukan kegiatan ekonomi dari satu tempat ke tempat lain .
Meningkatnya kegiatan ekonomi akan menyebabkan beban lalu lintas yang diterima oleh jembatan juga akan meningkat.
Akibatnya, jembatan lebih cepat mengalami kerusakan dan berkurangnya usia layan .
Faktor lain, seperti penuaan, pengoperasian yang kurang memadai, dan gempa juga dapat menyebabkan kesehatan dari suatu jembatan menjadi menurun sehingga mengancam keamanan dari fungsi jembatan.
Sistem pengawasan kondisi jembatan menjadi diperlukan agar dapat digunakan sebagai bahan analisis .
Sistem Manajemen Kesehatan Struktur (SMKS) merupakan sistem yang dapat mengumpulkan data secara real-time dalam sebuah interval waktu.
Data yang dikumpulkan adalah data respons struktur dan perubahan struktur.
Sistem ini dapat digunakan untuk mendeteksi adanya deformasi atau kerusakan pada struktur .
Deformasi atau kerusakan tersebut diartikan sebagai perubahan bentuk dari sifat material.
Deteksi kerusakan, lokasi, jenis, dan taraf adalah empat tingkat deteksi yang umum Tujuan SMKS ini adalah untuk memberikan informasi tentang pemantauan kondisi kesehatan struktur, terutama jembatan yang mengalami beban hidup yang tinggi sehingga dapat membuat perencanaan pemeliharaan yang ekonomis dan mengetahui penyebab kerusakan pada struktur .
Sistem pemantauan ini mampu mengetahui kerusakan atau penurunan kemampuan lebih awal.
Getaran, frekuensi alami, faktor pembesaran dinamis, pergeseran elemen jembatan, tegangan dan regangan struktur, perubahan suhu lingkungan, dan perubahan kemiringan struktur adalah beberapa parameter yang termasuk dalam SMKS ini .
Wireless Sensor Network (WSN) merupakan jaringan terdesentralisasi yang terdiri dari node sensor yang dapat memantau, menghitung, dan berkomunikasi satu sama lain.
Node tersebut bekerja untuk melakukan pengumpulan informasi dari lingkungan sekitarnya.
WSN telah digunakan pada berbagai bidang, seperti kesehatan, infrastruktur perkotaan cerdas, dan kontrol industri.
Node sensor ditempatkan pada wilayah yang ditentukan untuk melakukan Implementasi Wireless Sensor Network pada Sistem Manajemen Kesehatan Struktur Jembatan pemantauan lalu meneruskannya ke base station atau node lain yang ada pada jaringannya.
Data yang telah diterima oleh base station dapat digunakan untuk analisis untuk keperluan pengambilan keputusan .
Budiyarto A, dkk.
melakukan penelitian dengan judul AuDesign System of Structural Health Monitoring System Using Wireless Sensor NetworkAy.
Penelitian ini menggunakan sistem WSN pada aplikasi pemantauan jembatan dan menggunakan topologi linear dengan routing protocol static .
Wibawa, dkk.
melakukan integrasi sensor loadcell dan sensor SunSpot untuk melakukan pengawasan kesehatan pada beban dan frekuensi getaran jembatan .
Panuntun, dkk.
melakukan penelitian pemantauan estimasi pergeseran jembatan menggunakan sensor tiltmeter .
Pramudya, dkk.
mengemukakan pada penelitiannya tentang tren, biaya, dan tantangan structural health monitoring system bahwa terdapat parameter pemantauan jembatan yang sering digunakan, yaitu suhu, beban, getaran, dan pergeseran.
Sistem pemantauan dengan menggunakan wireless sensor menjadi peringkat kedua yang paling banyak digunakan.
Sistem wireless sensor yang dihubungkan dengan internet memungkinkan untuk melakukan pemantauan kondisi jembatan tanpa harus melakukan inspeksi manual ke lapangan .
Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan menerapkan teknologi WSN pada sistem pemantauan kondisi kesehatan dari sebuah struktur jembatan yang dipasang pada purwarupa Kemampuan sensor yang dapat melakukan pemantauan kondisi jembatan ditempatkan pada titik yang dianggap rawan terjadinya kerusakan.
Data pembacaan sensor kemudian dikirimkan ke base station secara nirkabel.
Node sensor terdiri dari microcontroller ESP32, modul NRF24l01 , dan battery shield sebagai modul yang menyuplai sumber daya.
Data sensor yang dikirim oleh base station diproses dan ditampilkan pada dashboard Node-Red.
Dengan demikian, pihak yang terlibat dapat mempertimbangkan dan menganalisis data ini untuk membantu mereka membuat keputusan.
Diharapkan penelitian ini akan memberikan kontribusi ilmu pengetahuan tentang pemilihan topologi jaringan yang digunakan pada sistem WSN dan sistem pemantauan jembatan.
II.
METODOLOGI
Alur penelitian ini meliputi identifikasi masalah kemudian dilanjutkan dengan studi literatur untuk mencari informasi yang berkaitan dengan penelitian sebagai landasan yang menunjang perumusan dan penyelesaian masalah.
Tahapan selanjutnya, yaitu perumusan masalah dan tujuan penelitian, kemudian melakukan perancangan sistem yang dibangun, serta merencanakan alat dan bahan yang digunakan.
Pembuatan perangkat keras dan program menjadi tahapan selanjutnya pada penelitian ini.
Setelah sistem dapat berjalan, dilakukan evaluasi Jika sistem belum sesuai, maka dilakukan perbaikan hingga sistem sesuai dengan yang diharapkan kemudian dilanjutkan ke tahap selanjutnya, yaitu pengambilan data Tahapan terakhir ditutup dengan penulisan laporan akhir penelitian.
Alur penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.
Penelitian ini berfokus pada penerapan teknologi wireless Gambar 1 Alur penelitian sensor network pada sistem manajemen kesehatan struktur jembatan menggunakan topologi jaringan star.
Pengujian pada penelitian ini meliputi pengujian fungsi sistem secara menyeluruh, serta pengujian sistem WSN yang dibangun dengan parameter delay pengiriman data, parameter packet loss, throughput, dan jitter.
Sistem Manajemen Kesehatan Struktur (SMKS) SMKS adalah penerapan sistem deteksi kerusakan serta karakteristik strategi untuk engineering structures.
Tujuan penggunaan SMKS pada struktur adalah untuk mengumpulkan data yang digunakan sebagai penentuan risiko keamanan struktur berdasarkan komponen struktural yang terlibat dalam proses fabrikasi, manufaktur, dan konstruksi.
Pengumpulan data dilakukan, baik secara real-time maupun dalam interval waktu yang teratur.
Sekitar 40 jembatan bentang panjang .
m atau lebi.
di seluruh dunia telah diintegrasikan dengan sistem pemantauan kesehatan struktural untuk menerapkan dan mengoperasikan sistem SMKS pada skala besar.
SMKS
memiliki kemampuan untuk bertindak sebagai sistem peringatan darurat dan melakukan penilaian keamanan untuk membantu menemukan kerusakan struktural.
Wireless Sensor Network (WSN) Wireless Sensor Network (WSN) merupakan suatu sistem yang berfungsi untuk pengolahan data pada SMKS dan diterapkan untuk menggantikan sistem kabel tradisional.
Node sensor pada WSN tersebar pada struktur.
Setiap node memiliki kemampuan untuk komunikasi dengan base station secara nirkabel untuk mengirim data.
WSN memiliki node sensor yang tidak membutuhkan kabel sehingga cocok dipasang di lokasi terpencil yang sulit jika menggunakan sistem kabel Hal ini yang membedakan sistem WSN dengan sistem kabel tradisional.
Penerapan WSN untuk SMKS, akuisisi data dilakukan oleh node sensor yang mengumpulkan Implementasi Wireless Sensor Network pada Sistem Manajemen Kesehatan Struktur Jembatan data dari sensor SMKS.
Terdapat dua jenis jaringan komunikasi pada WSN, yaitu node sensor yang dapat mengirimkan data langsung kepada base station yang disebut single-hop atau dengan cara mengirimkan dahulu kepada node sensor lain hingga data dapat diterima oleh base station yang disebut multihop .
Ilustrasi arsitektur WSN secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.
Arsitektur Sistem Sistem pemantauan kesehatan struktur jembatan yang dibangun pada penelitian ini terdiri atas 5 node sensor dan 1 base station.
Sensor yang digunakan untuk melakukan pemantauan kesehatan jembatan, yaitu sensor DHT11 yang berfungsi untuk melakukan pemantauan suhu dan kelembapan, sensor GY-521 untuk mendeteksi kemiringan dan getaran, sensor loadcell untuk pembacaan berat, serta sensor time of flight dan ultrasonik yang berfungsi untuk mendeteksi pergeseran pada sumbu X.
Y, dan Z.
Pemilihan sensor didasarkan terhadap spesifikasi sensor.
Sensor DHT11 mampu membaca suhu dari 0EE-50EE, sedangkan untuk kelembapan dari 20%-90%.
Sensor GY-521 dipilih karena sensor ini memiliki kemampuan untuk membaca 3 axis accelerometer dan 3 axis gyro sehingga kedua pembacaan tersebut dapat dikombinasikan untuk pembacaan kemiringan dan getaran.
Sensor loadcell digunakan karena sensor ini mampu mendeteksi berat dengan akurasi yang tinggi.
Sensor ultrasonik dan time of flight dipilih karena kedua sensor tersebut mampu membaca jarak dengan resolusi 1 mm.
Semua sensor yang dipilih sudah cukup mampu membaca perubahan yang terjadi pada jembatan dalam skala purwarupa.
Sensor microcontroller ESP32 dan modul battery shield 18650 sebagai suplai daya pada node sensor, serta modul komunikasi nirkabel NRF24l01.
Base station terdiri dari Raspberry Pi dan modul NRF24l01 sebagai perangkat yang digunakan untuk komunikasi dengan node sensor.
WSN yang menggunakan topologi star dalam aplikasi sistem manajemen kesehatan struktur jembatan ini memungkinkan setiap node sensor terhubung secara langsung ke base station dan mengirimkan data pembacaan sensor ke base station.
Data yang diterima base station kemudian disimpan pada database MySQL dan ditampilkan pada dashboard Node-Red.
Arsitektur sistem yang dibangun dapat dilihat pada Gambar 3.
jembatan mencakup pengujian berdasarkan keandalan sistem dan pengukuran kualitas jaringan menggunakan metode Quality of Service (QoS).
Karakteristik dan model layanan juga dapat digambarkan oleh metode QoS.
Pengukuran kualitas jaringan mengacu pada seberapa baik sebuah jaringan dapat menangani lalu lintas data tertentu.
Delay, packet loss, throughput, dan jitter adalah parameter pengujian QoS jaringan.
Tabel I menunjukkan nilai dan indeks dari QoS.
Parameter keakuratan Sensor Parameter ini akan menilai keakuratan sensor dalam melakukan pembacaan.
Pengujian dilakukan dengan pengambilan data sebanyak 10 kali yang dibandingkan dengan pembacaan alat ukur.
Parameter Keandalan Sistem Parameter ini akan menilai kemampuan sistem untuk berfungsi dengan baik.
Pengujian dilakukan dengan cara membuat kondisi parameter pemantauan melebihi dari batas atas atau bawah yang sudah ditentukan.
Sistem akan menampilkan alarm berupa teks pada dashboard Node-Red jika kondisi sudah tercapai.
Parameter Penilaian Kesehatan Jembatan Parameter ini akan menilai kemampuan sistem dalam menilai kondisi kesehatan dari sebuah jembatan.
Penilaian kondisi jembatan dilakukan dengan melihat seberapa banyak parameter ambang batas yang tercapai.
Pada sistem ini, kesehatan jembatan akan berkurang sebesar 5% untuk setiap parameter yang melebihi ambang batas yang sudah ditentukan.
Parameter Pengujian Sistem
Pengujian WSN pada sistem manajemen kesehatan struktur
Gambar 3 Arsitektur Sistem
TABEL I
NILAI QUALITY OF SERVICE
Nilai 3,8 Ae 4 3 Ae 3,79 2 Ae 2,99 1 Ae 1,99 Persentase 95 Ae 100 75 Ae 94,75 50 Ae 74,75 25 Ae 49,75 Indeks Sangat Memuaskan Memuaskan Kurang Memuaskan Tidak Memuaskan Gambar 2 Arsitektur WSN .
Implementasi Wireless Sensor Network pada Sistem Manajemen Kesehatan Struktur Jembatan .
Parameter Delay Pengiriman Data Delay merupakan berapa lama waktu perjalanan data dari pengirim ke penerima.
Kondisi jarak antara pengirim dan penerima, kondisi media fisik, dan pemrosesan data yang lama dapat mempengaruhi delay.
Perhitungan delay dapat dilakukan dengan cara melihat selisih waktu data dikirim dan waktu data diterima kemudian dirataratakan.
Satuan delay adalah ms.
Delay = waktu terima - waktu kirim Parameter Packet Loss Kondisi paket data yang dikirim tidak sampai ke penerima karena alasan tertentu disebut packet loss.
Kondisi ini dapat berupa tabrakan dan penuhnya jaringan.
Persamaan .
merupakan metode untuk menghitung packet loss, yaitu dengan cara jumlah data yang dikirim dikurangi dengan jumlah data yang diterima, dibagi dengan jumlah data yang diterima, dan kemudian dikalikan dengan 100%.
Hasilnya berupa persentase .
Tabel i merupakan parameter packet loss menurut standar TIPHON.
Parameter Throughput Throughput merupakan kecepatan transfer data.
Perhitungan throughput membutuhkan data paket yang diterima dan interval waktu selama pengamatan.
Throughput diukur dalam satuan bps, atau bit per second.
Throughput = Paket data diterima Lama pengamatan .
Persamaan .
merupakan rumus untuk menghitung nilai throughput dengan cara membagi jumlah paket data yang diterima selama periode waktu tertentu dengan lama periode waktu tersebut .
Tabel IV menunjukkan parameter throughput berdasarkan standar TIPHON.
Parameter Jitter Jitter merupakan nilai variasi dari delay antar paket.
Adanya jitter disebabkan oleh antrean pemrosesan data dan penyusunan kembali paket data pada akhir pengiriman akibat kesalahan yang terjadi sebelumnya .
Untuk menghitung nilai jitter, langkah pertamanya harus mengetahui nilai total variasi delay.
Kategori Sangat Baik Baik Sedang Buruk Besar Delay .
< 150 150 s.
300 s.
> 450
Indeks TABEL i KATEGORI PACKET LOSS Persamaan .
merupakan rumus untuk menghitung delay pengiriman data dengan cara mengurangi waktu pada saat data diterima dengan waktu pada saat data dikirimkan .
Tabel II menunjukkan parameter delay menurut standar TIPHON (Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networ.
(Data dikirim - data diterim.
Packet loss = y 100% Data diterima TABEL II
KATEGORI DELAY
Kategori Sangat Baik Baik Sedang Buruk
Packet Loss (%) Indeks TABEL IV
KATEGORI THROUGHPUT
Kategori Sangat Baik Baik Sedang Buruk Throughput .
< 25 Indeks Total variasi delay = \.
elay 2 Oe delay .
\ |.
elay 3 Oe delay 2\ a \.
elay n Oe delay .
)\ .
Persamaan .
adalah untuk mencari nilai total variasi delay dengan menjumlahkan selisih dari nilai delay data ke-2 yang dikurangi dengan nilai delay data ke-1 sampai dengan nilai delay data ke-n dikurangi dengan nilai delay data ke n-1.
Jitter = Total variasi delay Total paket diterima .
Persamaan .
membagi nilai total variasi delay yang didapatkan dengan persamaan .
dengan nilai total paket yang diterima untuk menghitung nilai jitter.
Tabel V menunjukkan parameter jitter berdasarkan standar TIPHON.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bagian ini membahas hasil dari implementasi dan pengujian sistem yang telah dibangun.
Tujuan pengujian adalah untuk memastikan bahwa sistem berfungsi dengan baik dan sesuai dengan rancangan.
Pengujian dilakukan pada semua node sensor yang ada dengan jumlah 5 node sensor.
Pengujian Pembacaan Sensor Pengujian sensor dilakukan untuk mengetahui kesalahan atau error pembacaan sensor.
Pengujian dilakukan sebanyak 10 kali pembacaan data pada sensor lalu dibandingkan dengan pembacaan alat ukur, sebagai pembanding.
Pada Tabel VI dapat dilihat bahwa pengujian sensor DHT11 mendapatkan nilai error sebesar 4%.
pada Tabel VII dapat dilihat pengujian sensor loadcell mendapatkan nilai error sebesar 0,52%.
Implementasi Wireless Sensor Network pada Sistem Manajemen Kesehatan Struktur Jembatan TABEL V
KATEGORI JITTER
Kategori Sangat Baik Baik Sedang Buruk
TABEL Vi
PENGUJIAN SENSOR GY-521
Jitter .
0 s.
75 s.
125 s.
Indeks Uji ke- Busur Derajat .
TABEL VI
PENGUJIAN SENSOR DHT11
Uji ke- Suhu
(EE)
HTC-01
Kelembapan (%) Suhu
(EE)
Error
DHT11
Kelembapan (%) TABEL VII
PENGUJIAN SENSOR LOADCELL
Uji ke1 Timbangan Digital (Gra.
Error Loadcell (Gra.
0,52% Tabel Vi dapat dilihat pengujian sensor GY-521 mendapatkan nilai error sebesar 1,17%.
pada Tabel IX dapat dilihat pengujian sensor time of flight mendapatkan nilai error sebesar 3%.
dan pada Tabel X dapat dilihat pengujian sensor ultrasonik mendapatkan nilai error sebesar 4,13%.
Pengujian Keandalan Sistem Sistem harus diuji untuk mengetahui seberapa baik sistem Pengujian ini dilakukan sepuluh kali.
Tabel XI menampilkan hasil pengujian keandalan sistem.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem dapat diandalkan karena semua alarm bekerja dengan baik pada semua parameter Hal ini menunjukkan bahwa sistem yang dibangun sepenuhnya dapat berfungsi dengan baik.
Gambar 4 menunjukkan tampilan dashboard node DHT11.
Gambar 5 menunjukkan tampilan dashboard node loadcell.
Gambar 6 menunjukkan tampilan dashboard node GY-521.
Gambar 7 menunjukkan tampilan dashboard node time of flight.
dan Gambar 8 menunjukkan tampilan dashboard node
Error
GY-521
Pitch .
Roll .
-9,5 -9,8 -30,2 -30,5 -50,2 -50,6 -70,3 -70,1 1,17% TABEL IX
PENGUJIAN SENSOR TIME OF FLIGHT
Uji ke1 Penggaris .
Error
Sumbu X
Time of Flight
Sumbu Y
Sumbu Z
TABEL X
PENGUJIAN SENSOR ULTRASONIK
Uji ke1 Penggaris .
Error
Sumbu X
Time of Flight
Sumbu Y
Sumbu Z
4,13%
Pengujian Kesehatan Jembatan Pengujian penilaian kesehatan perlu dilakukan agar dapat mengetahui sistem dapat melakukan penilaian kesehatan dengan baik.
Pada sistem ini, kondisi kesehatan jembatan bernilai 100% jika tidak ada ambang batas yang terlampaui.
Nilai kesehatan jembatan akan berkurang sebesar 5% untuk setiap parameter yang melebihi ambang batas yang sudah Pengujian dilakukan sebanyak 10 kali pengambilan data dengan kombinasi parameter yang berbeda.
Purwarupa jembatan dikondisikan dalam keadaan tidak aman atau melebihi ambang batas.
Ambang batas untuk parameter beban
Implementasi Wireless Sensor Network pada Sistem Manajemen Kesehatan Struktur Jembatan TABEL XI
HASIL PENGUJIAN KEANDALAN SISTEM
No.
Parameter Suhu
Kelembapan Berat
Pitch
Roll
Frekuensi
Time of Flight
Sumbu X
Time of Flight
Sumbu Y
Time of Flight
Sumbu Z
Ultrasonik
Ultrasonik
Sumbu Y
Ultrasonik
Sumbu Z
Gambar 4 Tampilan dashboard node DHT11
Gambar 5 Tampilan dashboard node loadcell Gambar 6 Tampilan dashboard node GY-521
Gambar 7 Tampilan dashboard time of flight
Gambar 8 Tampilan dashboard ultrasonik
Percobaan 4 5 6 7
E E E E
E E E E
E E E E
E E E E
E E E E
E E E E
E E E E E E E E E E
E E E E E E E E E E
E E E E E E E E E E
E E E E E E E E E E
E E E E E E E E E E
E E E E E E E E E E
adalah 821 gram.
Parameter kemiringan sebesar 1,14o untuk pitch dan 2,86o untuk roll.
Parameter getaran atau frekuensi sebesar 0,93Hz.
Ambang batas untuk pergeseran sebesar 6,35mm.
Tabel XII menunjukkan pengujian penilaian kesehatan jembatan dapat menilai kesehatan purwarupa jembatan pada semua percobaan yang dilakukan.
Pengujian Delay Pengiriman Data Untuk mengetahui berapa lama sistem membutuhkan waktu untuk mengirim data dari node sensor ke base station, dilakukan pengujian delay pengiriman data.
Pengujian dilakukan sebanyak sepuluh kali, node sensor mengirim data menuju base station kemudian dihitung rata-ratanya.
Waktu data terkirim dan data diterima dicatat kemudian dilakukan perhitungan dengan cara waktu terima dikurangi dengan waktu kirim sehingga didapatkan delay pengiriman data.
Tabel Xi menunjukkan data pengujian delay yang memperlihatkan bahwa delay pada setiap node tidak jauh Nilai delay terbesar terdapat pada node DHT11, yaitu 528 ms, sedangkan nilai delay terkecil terdapat pada node ultrasonik, yaitu 519 ms.
Pengujian Packet Loss Untuk mengetahui berapa banyak data yang hilang atau yang tidak diterima oleh base station, maka dilakukan pengujian packet loss.
Pengujian ini dilakukan dengan cara data pembacaan sensor dari node sensor dikirimkan ke base station sebanyak 500 kali kemudian dicatat jumlah data yang diterima oleh base station.
Tabel XIV menunjukkan data pengujian packet loss pada setiap node sensor yang menghasilkan bahwa nilai packet loss pada setiap node bernilai 0%.
Hal ini menunjukkan bahwa semua data yang dikirim oleh node sensor dapat diterima oleh base station dengan baik tanpa adanya kehilangan data.
Pengujian Throughput Implementasi Wireless Sensor Network pada Sistem Manajemen Kesehatan Struktur Jembatan Tujuan dilakukannya pengujian throughput untuk mengetahui kecepatan transfer data dalam satuan bps .
it per Pengujian dilakukan selama satu menit dengan cara node sensor mengirimkan data pembacaan sensor menuju base Tabel XV menunjukkan hasil pengujian pada parameter Nilai throughput terbesar terdapat pada node DHT11, yaitu 2389,73 bps, sedangkan nilai throughput terkecil terdapat pada node loadcell, yaitu 1586,66 bps.
Pengujian Jitter Pengujian jitter dilakukan untuk mengetahui nilai variasi delay antar paket data yang diterima oleh base station.
Pengujian dilakukan dengan cara data pembacaan sensor dari node sensor dikirimkan ke base station sebanyak 10 kali pengiriman data kemudian dicatat delay pengiriman data dan dilakukan perhitungan menggunakan persamaan .
Tabel XVI menunjukkan hasil pengujian jitter untuk setiap node sensor.
Pengujian menghasilkan bahwa nilai jitter terbesar terdapat pada node loadcell dengan nilai 19,22 ms, sedangkan nilai jitter terkecil terdapat pada node ultrasonik dengan nilai 13,33 ms.
TABEL XII
PENGUJIAN KESEHATAN JEMBATAN
Uji Parameter Beban, pitch, roll.
Beban, pitch, roll, frekuensi.
ToF X.
US X
Beban, pitch, frekuensi.
ToF X.
ToF Z.
US X,US Z
pitch, frekuensi.
ToF X.
ToF Y.
ToF US X.
US Y.
roll, frekuensi.
ToF ToF Y.
ToF Z.
US X.
US Y.
US Z
Beban, pitch, roll, frekuensi.
ToF X.
ToF Y.
US X.
US Y
Beban, frekuensi.
ToF X.
ToF Y.
US Y
Beban, frekuensi.
ToF X.
ToF Y.
ToF US X.
US Y.
Beban, pitch, frekuensi.
ToF X.
ToF Y.
ToF Z.
US Y.
US Z
Beban, pitch, roll, frekuensi.
ToF X.
ToF Y.
ToF Z.
US Y.
US Z
Pembacaan Sensor Nilai Kesehatan Jembatan 967, 1.
53o, 3.
27o, 861, 1.
79o, 2.
96o, 71Hz, 8, 8 850, 2.
48o, 41Hz, -7, -8, -7, 78o, 2.
39Hz, -9, -8, 7, -9, 8, 7 78o, 3.
48Hz, -7, 9, 7, -7, -9, 7 925 gram, 1.
28o, 16o, 3.
94Hz, 8, 7, 8, 7 893 gram, 69Hz, -9, 8, -9, 8 859 gram, 28Hz, -7, -8, 8, 7, 8, 7 Hasil Pengujian QoS Keseluruhan Hasil pengujian parameter QoS yang telah dilakukan kemudian dibandingkan dengan standar TIPHON untuk dapat menilai kualitas jaringan secara keseluruhan.
Nilai QoS pada semua node mendapatkan nilai 3 dengan kategori AuMemuaskanAy.
Tabel XVII menunjukkan nilai QoS untuk node DHT11.
Tabel XVi menunjukkan nilai QoS pada node Tabel XIX menunjukkan nilai QoS pada node GY521.
Tabel XX menunjukkan nilai QoS pada node time of flight.
dan Tabel XXI menunjukkan nilai QoS pada node ultrasonik.
TABEL Xi
HASIL PENGUJIAN DELAY PENGIRIMAN DATA
No.
Node Sensor Node DHT11 Node Loadcell Node GY-521 Node Time of Flight Node Ultrasonik Rata-rata Rata-rata Delay .
TABEL XIV
HASIL PENGUJIAN PACKET LOSS
No.
Node Sensor Node DHT11 Node Loadcell Node GY-521 Node Time of Flight Node Ultrasonik Jumlah Pengiriman Data .
Jumlah Data
Diterima Rata-rata Packet
Loss
(%)
TABEL XV
HASIL PENGUJIAN THROUGHPUT
No.
Node Sensor
Node DHT11
Node Loadcell Node GY-521
Node Time of Flight
Node Ultrasonik
Rata-rata TABEL XVI
HASIL PENGUJIAN JITTER
923 gram, 1.
48o, 48Hz, 8, 7, 9, 8, -7, 7 872 gram, 1.
21o, 72o, 2.
69Hz, 7, 9, 9, 7, -9, 9 Hasil Pengukuran Throughput .
2389,73 1586,66 2169,46 2293,86 2180,74 No.
Node Sensor Node DHT11 Node Loadcell Node GY-521 Node Time of Flight Node Ultrasonik Rata-rata Hasil Pengukuran Jitter .
18,56 19,22 15,67 17,33 13,33 16,82 TABEL XVII
NILAI QOS NODE DHT11
Parameter Delay
Packet loss
Throughput
Jitter
Hasil Pengujian 528 ms
2389,73 bps
18,56 ms
Rata - rata Indeks Implementasi Wireless Sensor Network pada Sistem Manajemen Kesehatan Struktur Jembatan TABEL XVi
NILAI QOS NODE LOADCELL
Parameter Delay
Packet loss
Throughput
Jitter
Hasil Pengujian 527 ms
1586,66 bps
19,22 ms
Rata - rata Indeks Hasil Pengujian 525 ms
2169,46 bps
15,67 ms
Rata - rata Indeks TABEL XX
NILAI QOS NODE TIME OF FLIGHT
Parameter Delay
Packet loss
Throughput
Jitter
Hasil Pengujian 2464 bps
17,33 ms
Rata - rata Indeks TABEL XXI
NILAI QOS NODE ULTRASONIK
Parameter Delay Packet loss Throughput Jitter Hasil Pengujian 2293,86 bps 13,33 ms Rata - rata Indeks IV.
SIMPULAN
Berdasarkan implementasi dan pengujian yang dilakukan pada kegiatan penelitian ini, maka dapat disimpulkan realisasi WSN pada aplikasi sistem manajemen kesehatan struktur jembatan yang dibangun dapat berjalan dengan baik.
Hasil pengujian error atau kesalahan pembacaan sensor DHT11 sebesar 4%.
sensor loadcell sebesar 0,52%.
sensor GY521 sebesar 1,17%.
sensor time of flight 3%, dan sensor ultrasonik sebesar 4,13%.
Sistem mampu melakukan pembacaan sensor dan mengirimkannya ke base station secara nirkabel kemudian ditampilkan pada dashboard Node-Red.
Fungsi alarm pada sistem dapat bekerja dengan baik dengan menampilkan teks pada dashboard ketika suatu kondisi Sistem juga dapat melakukan penilaian kesehatan jembatan dengan baik, yaitu kesehatan jembatan akan berkurang sebesar 5% setiap parameter yang melebihi ambang batas yang ditentukan Berdasarkan hasil pengujian sistem, nilai rata-rata delay pengiriman data sebesar 525 ms dengan delay terkecil terdapat pada node ultrasonik, yaitu sebesar 519 ms.
nilai rata-rata persentase packet loss sebesar 0%.
nilai rata-rata throughput sebesar 2180,74 bps dengan nilai throughput terbesar terdapat DAFTAR REFERENSI Billahi dan K.
Widiatmoko.
AuDesain rencana pemasangan structural health monitoring system jembatan rangka baja .
tudi kasus:
Jembatan Sendangmuly.
,Ay Briliant: Jurnal Riset dan Konseptual, vol.
537Ae545.
DOI:
https://doi.
org/10.
28926/briliant.
Wibawa.
Achmad Irjik Ubay.
Seno Adi Putra, dan Alvi Syahrina.
AuIntegrasi sistem pengawasan kesehatan jembatan dengan sistem pengawasan lalu lintas,Ay Jurnal Nasional Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, vol.
9, no.
2, hlm.
138Ae147.
Mei 2020.
DOI:
https://doi.
org/10.
22146/jnteti.
Wibawa.
Putra, dan A.
Syahrina AuPengembangan purwarupa sistem pengawasan kondisi kesehatan jembatan single degree of freedom menggunakan respon dinamik,Ay dalam eProceeding of Engineering, vol.
7, no.
April 2020, hlm.
Maizuar.
AuStudi eksperimen perilaku dinamik jembatan PCI Girder dengan menggunakan akselerometer,Ay Teras Jurnal : Jurnal Teknik Sipil.
DOI:
https://doi.
org/10.
29103/tj.
Fatah.
Ungkawa, dan M.
Barmawi.
AuImplementasi algoritma fast fourier transform pada monitor getaran untuk analisis kesehatan jembatan,Ay Infotronik : Jurnal Teknologi Informasi dan Elektronika, vol.
Des.
DOI:
https://doi.
org/10.
32897/infotronik.
Anam.
Setyorini, dan S.
Putra.
AuPemanfaatan WSN .
ireless sensor networ.
untuk menganalisis perilaku jembatan menggunakan metode Arima,Ay dalam eProceeding of Engineering, vol.
8, no.
2, p.
[Darin.
Tersedia:
https://openlibrarypublications.
id/index.
php/engine ering/article/viewFile/14721/14498 .
Retno Setiati dan M.
Savero Ghafiruzzambi.
AuSHMS sebagai solusi teknologi monitoring online untuk mengevaluasi kondisi jembatan,Ay dalam Konverensi Regional Teknik Jalan.
Himpunan Pengembangan Jalan Indonesia, 1Ae13.
DOI:
https://doi.
org/10.
58674/phpji.
Surenther.
Sridhar, dan M.
Kingston Roberts.
AuMaximizing energy efficiency in wireless sensor networks for data transmission: a deep learning-based grouping model approach,Ay Alexandria Engineering Journal, vol.
Juli, hlm.
53Ae65, 2023.
DOI:
https://doi.
org/10.
1016/j.
Budiyarto.
Salam, dan B.
Naufal.
AuDesign system of structural health monitoring system using wireless sensor network,Ay dalam Proceedings of the 5th International Conference on Applied Science and Technology on Engineering Science.
Scitepress - Science and Technology Publications, 561Ae566.
DOI:
https://doi.
org/10.
5220/0011821400003575.
Panuntun.
Aminullah.
Suhendro, dan P.
Wardana.
AuBridge displacement estimation using tiltmeter data,Ay Journal of the Civil Engineering Forum, vol.
5, no.
2, hlm.
Mei 2019.
DOI:
https://doi.
org/10.
22146/jcef.
Pramudya.
Wibowo, dan A.
Soekiman.
AuTren, biaya, dan tantangan structural health monitoring jembatan,Ay Jurnal Transportasi, 117Ae130.
DOI:
https://doi.
org/10.
26593/jtrans.
Abdulkarem.
Samsudin.
Rokhani, dan M.
A Rasid.
AuWireless sensor network for structural health monitoring: A contemporary review of technologies, challenges, and future direction,Ay Struct Health Monit, vol.
19, no.
3, hlm.
693Ae735.
Mei 2020.
DOI:
https://doi.
org/10.
1177/1475921719854528
Fakhrudin.
Hakim, dan A.
Budi.
AuImplementasi protokol TCP dan UDP pada sistem monitoring dan otomasi rumah jamur berorientasi WSN,Ay Telka, vol.
9, no.
2, hlm.
130Ae144, 2023.
DOI:
https://doi.
org/10.
15575/telka.
TABEL XIX
NILAI QOS NODE GY-521
Parameter Delay Packet loss Throughput Jitter pada node DHT11, yaitu sebesar 2389,73 bps.
dan nilai ratarata jitter sebesar 16,82 ms dengan nilai jitter terkecil terdapat pada node ultrasonik, yaitu 13,33 ms.
Nilai QoS pada keseluruhan sistem yang dibangun mendapatkan nilai 3 dengan kategori AuMemuaskanAy.
Implementasi Wireless Sensor Network pada Sistem Manajemen Kesehatan Struktur Jembatan Aris Budiyarto, dosen jurusan Automation Engineering.
Politeknik Manufaktur Bandung.
Ketua Program Studi Sistem Siber-Fisik.
Menyelesaikan gelar sarjana di Institut Teknologi Bandung pada Program Studi Teknik Elektro, melanjutkan program magister pada program studi yang sama, dan mendapatkan gelar doktor di Universitas Pendidikan Indonesia pada Program Studi Manajemen.
Abyanuddin Salam, kelahiran Bandung tahun 1989 dan memperoleh gelar sarjana terapan pada Jurusan Automation Engineering di Politeknik Manufaktur Bandung lalu melanjutkan program magister di Hochschule Coburg Jerman pada Program Studi Analytical Instruments.
Measurement and Sensor Technology.
Saat ini sedang melanjutkan pendidikan doktoral di Swinburne University of Technology.
Hafyyan Tashbir, kelahiran kota Bandung.
Saat ini sedang menyelesaikan program D4 Program Studi Rekayasa Otomasi di Politeknik Manufaktur Bandung.