METODOLOGI PENELITIAN - LANGKAH METOLIT ( BAG.1)

Berikut sedikit banyak gambaran tugas akhir saya ( Imana Nur Anggreani)

1. JUDUL

“ANALISIS SISTEM PENGUKURAN DEBIT AIR TERDISTRIBUSI BERBASIS JARINGAN SENSOR NIRKABEL”

2. LATAR BELAKANG

Air merupakan  materi penting dan kebutuhan utama dalam kehidupan manusia, tidak ada manusia yang tidak membutuhkan air . Dengan demikian, semakin bertambahnya penduduk maka semakin meningkat pula kebutuhan air yang harus dipenuhi.

Meteran air sangat umum dijumpai pada setiap rumah pelanggannya, baik di lingkungan perumahan, perkantoran maupun industri yang bertindak sebagai penghitung besar pemakaian air yang dipakai pelanggan setiap bulannya. Pada umumnya, meteran air dan dipasang di tiap rumah yang berlangganan kepada PDAM sebagai penyedia air yang memenuhi kebutuhan air penduduk .

Dalam penyaluran air oleh pihak PDAM, dibutuhkan proses pengecekan atau monitoring jumlah penggunaan air yang disalurkan ke masing-masing pelanggan setiap bulan. Selama ini, pelaksanaan monitoring pemakaian air masih manual, dengan cara mengirimkaan petugas secara periodik untuk mendatangi setiap lokasi alat ukur secara langsung. Sistem monitoring tersebut sering kali menimbulkan terjadinya banyak kendala dan kesalahan, sebab sistem tersebut ini kurang efektif dan efisien serta membutuhkan banyak tenaga dan menghabiskan banyak waktu. Selain itu dengan alat yang masih bersifat analog sering terjadi kecurangan yang dilakukan oleh pelanggan yang tak bertanggung jawab dalam jumlah pemakaian volume air yang digunakan. Hal ini membuat kalangan mahasiswa tergugah untuk membuat suatu sistem sensor water flow untuk pengukuran debit air secara digital sebagai pengganti cara manual yang dilakukan oleh perusahaan air. Sebelumnya telah ada tugas akhir yang membuat sistem sensor water flow secara digital dengan judul, “Aplikasi Sensor Water Flow untuk Mengukur Penggunaan Air Pelanggan secara Digital serta Pengiriman Data secara Otomatis pada PDAM Kota Semarang”. Adapun cara kerja dari sistem ini, sensor flow water berperan sebagai sensor pengukur debit air. Mikrokontroller akan mengolah data debit air berupa sinyal digital untuk kemudian ditampilkan pada LCD. LCD menampilkan data debit dari penggunaan air serta tanggal dan waktu pengukuran debit air. Mikrokontroller mengirim data penggunaan air, nomor pelanggan serta waktu pengukuran debit air ke server hosting PDAM kota Semarang menggunakan modem GSM.

Modem GSM akan menghubungkan alat ke server hosting melalui akses internet.  Data akan dikirim dari alat dan diketahui oleh PDAM serta pelanggan dengan interface web. (Afwah dan Listya, 2013) Sistem tersebut masih terpaku pada satu mikrokontroller. Fungsi dari mikrokontroller ini sebagai pusat data (membaca data sensor) dan sistem kendali (mengendalikan sistem Modem GSM). Namun dengan adanya sistem yang telah dibuat ini, dirasa masih mengalami kelemahan, dimana sistem ini hanya mampu mendeteksi satu pelanggan dengan satu modem GSM .Kesulitan akan dialami ketika sistem ini digunakan untuk memantau banyak tempat atau di daerah perumahan, dimana ada beberapa lokasi yang tidak bisa terjangkau oleh sensor akibat jarak yang relatif jauh. Apabila pada gedung atau perumahan dipaksakan menggunakan sistem ini, maka beberapa tindakan yang perlu dilakukan yaitu: 

•  Memperbanyak  sistem  pengukuran debit air untuk  menjangkau  seluruh  area, tetapi konsekuensinya ada banyak Modem GSM yang diperlukan sehingga menimbulkan pemborosan dan biaya yang mahal serta terjadinya pembebanan pada server karena satu pelanggan langsung melaporkan ke server, ketika server tersebut diakses oleh banyak pelanggan maka akan terjadi penumpukan traffic. Akibat yang ditimbukan adalah tidak praktis jika memaksakan langkah in

• Ada banyak sistem pengukuran debit  air, akan terjadi pemborosan banyak kabel yang digunakan untuk menghubungkan antara satu system dengan system yang lain. Ada banyak interface Access point  pula sebagai penghubung antara sistem pengukuran debit air  terhadap server hosting. Secara teknis, hal ini akan sulit dilakukan.

Sistem sensor water flow untuk pengukuran debit air (Afwah dan   Listya, 2013), sebenarnya masih menggunakan teknologi lama, yang terpaku pada media berupa kabel. Namun, sekarang ini  penggunaan   media   kabel   sudah   mulai   ditinggalkan   dengan munculnya teknologi wireless / media nirkabel yang dirasa lebih praktis dan tidak terpaku pada satu tempat. Penggunaan teknologi jaringan nirkabel di Indonesia sudah berkembang dengan pesat, seperti Bluetooth, wireless local area network (WLAN), infra merah, dan lain sebagainya.  Namun, teknologi ini memiliki banyak kekurangan, sebagai contoh, konsumsi daya yang tinggi, jaringan terlalu kompleks, jarak jangkauan yang pendek, ataupun skala jaringan yang relatif kecil. Untuk mengatasi konsumsi daya yang tinggi, transmisi data yang relatif rendah, serta jangkauan yang relatif pendek pada jaringan nirkabel, maka standar teknologi media nirkabel Zigbee sangat diperlukan untuk mengatasi permasalahan ini. (Somani dan Patel, 2012) Sekarang ini teknologi jaringan nirkabel dapat dikombinasikan dengan teknologi sensor, diantaranya yaitu penerapan teknologi jaringan sensor nirkabel untuk pemantauan getaran tanah, “Wireless Sensor Network for Landslide Monitoring in Nusa Tenggara Timur”, (Herry et al, 2011).  Ada pula penerapan teknologi  jaringan  sensor  nirkabel  untuk  pengendalian  suhu,”  Perancangan Sistem Pengendalian Suhu pada Gedung Bertingkat dengan Teknologi Wireless Sensor Network”. (Sugiarto, 2010) 

Melihat kelebihan yang ditawarkan oleh jaringan nirkabel menggunakan protocol Zigbee, serta kekurangan pada sistem pengukuran debit air digital sebelumnya, maka dipilihlah judul tugas akhir, “ Analisis Sistem Pengukuran Debit Air Terdistribusi Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel ”, sebagai penyempurna dari teknologi yang sudah ada. Tujuan  dari judul tersebut sehingga perusahaan penyedia jasa air tidak perlu mengirimkan petugasnya untuk melakukan pengecekan jumlah air dengan mendatangi rumah pelanggan satu per satu serta data yang diberikan lebih secure dari tindak kecurangan pelanggan. Serta dapat mengirimkan data jumlah penggunaan air secara langsung ke kantor pusat perusahaan penyedia jasa air secara lebih akurat dalam periode waktu yang telah ditentukan berbasis web, agar tidak perlu mengirimkan petugas untuk mengecek secara manual serta data lebih akurat. Selain itu dari pihak pelanggan juga dapat mengetahui secara langsung berapa jumlah pemakaiannya melalui tampilan meteran air yang dirancang secara digital dan dapat mengakses secara online melalui website resmi.

3.  RUMUSAN MASALAH

 a.Bagaimana membuat sistem pengukuran debit air digital berbasis jaringan sensor nirkabel. 

 b.Bagaimana pengaruh sinyal Zigbee terhadap jarak tanpa halangan dan jarak ada halangan. 

 c.Bagaimana mengirim data penggunaan air pelanggan dan tarif penggunaan air ke server hosting dengan interface web yang bisa diakses oleh pihak penyedia jasa air seperti PDAM dan pelanggan dengan ijin akses yang berbeda.

Langkah – langkah mengadakan penelitian:

a. Memilih masalah

Pada kesempatan kali ini, penelitian yang nantinya dijadikan sebagai tugas akhir memiliki judul, yaitu “Analisis Sistem Pengukuran Debit Air Terdistribusi Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel”. Dan sebelum penentuan judul tersebut, telah dilakukan beberapa pemilihan masalah terlebih dahulu, sebab nantinya dapat dijadikan latar belakang dari pemilihan judul dan pembuatan tugas akhir tersebut.

Air merupakan  materi penting dan kebutuhan utama dalam kehidupan manusia, tidak ada manusia yang tidak membutuhkan air . Dengan demikian, semakin bertambahnya penduduk maka semakin meningkat pula kebutuhan air yang harus dipenuhi.

Meteran air sangat umum dijumpai pada setiap rumah pelanggannya, baik di lingkungan perumahan, perkantoran maupun industri yang bertindak sebagai penghitung besar pemakaian air yang dipakai pelanggan setiap bulannya. Pada umumnya, meteran air dan dipasang di tiap rumah yang berlangganan kepada PDAM sebagai penyedia air yang memenuhi kebutuhan air penduduk .

Dalam penyaluran air oleh pihak PDAM, dibutuhkan proses pengecekan atau monitoring jumlah penggunaan air yang disalurkan ke masing-masing pelanggan setiap bulan. Selama ini, pelaksanaan monitoring pemakaian air masih manual, dengan cara mengirimkaan petugas secara periodik untuk mendatangi setiap lokasi alat ukur secara langsung. Sistem monitoring tersebut sering kali menimbulkan terjadinya banyak kendala dan kesalahan, sebab sistem tersebut ini kurang efektif dan efisien serta membutuhkan banyak tenaga dan menghabiskan banyak waktu. Selain itu dengan alat yang masih bersifat analog sering terjadi kecurangan yang dilakukan oleh pelanggan yang tak bertanggung jawab dalam jumlah pemakaian volume air yang digunakan. Hal ini membuat kalangan mahasiswa tergugah untuk membuat suatu sistem sensor water flow untuk pengukuran debit air secara digital sebagai pengganti cara manual yang dilakukan oleh perusahaan air. Sekarang ini  penggunaan   media   kabel  sudah   mulai   ditinggalkan   dengan munculnya teknologi wireless / media nirkabel yang dirasa lebih praktis dan tidak terpaku pada satu tempat. Penggunaan teknologi jaringan nirkabel di Indonesia sudah berkembang dengan pesat, seperti Bluetooth, wireless local area network (WLAN), infra merah, dan lain sebagainya.  Namun, teknologi ini memiliki banyak kekurangan, sebagai contoh, konsumsi daya yang tinggi, jaringan terlalu kompleks, jarak jangkauan yang pendek, ataupun skala jaringan yang relatif kecil. Untuk mengatasi konsumsi daya yang tinggi, transmisi data yang relatif rendah, serta jangkauan yang relatif pendek pada jaringan nirkabel, maka standar teknologi media nirkabel Zigbee sangat diperlukan untuk mengatasi permasalahan ini. (Somani dan Patel, 2012) Melihat kelebihan yang ditawarkan oleh jaringan nirkabel menggunakan protocol Zigbee, serta kekurangan pada sistem pengukuran debit air digital sebelumnya, maka dipilihlah judul tugas akhir, “Analisis Sistem Pengukuran Debit Air Terdistribusi Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel ”, sebagai penyempurna dari teknologi yang sudah ada. Tujuan  dari judul tersebut sehingga perusahaan penyedia jasa air tidak perlu mengirimkan petugasnya untuk melakukan pengecekan jumlah air dengan mendatangi rumah pelanggan satu per satu serta data yang diberikan lebih secure dari tindak kecurangan pelanggan. Serta dapat mengirimkan data jumlah penggunaan air secara langsung ke kantor pusat perusahaan penyedia jasa air secara lebih akurat dalam periode waktu yang telah ditentukan berbasis web, agar tidak perlu mengirimkan petugas untuk mengecek secara manual serta data lebih akurat. Selain itu dari pihak pelanggan juga dapat mengetahui secara langsung berapa jumlah pemakaiannya melalui tampilan meteran air yang dirancang secara digital dan dapat mengakses secara online melalui website resmi.

b. Studi pendahuluan

Setelah melakukan pemilihan masalah untuk penelitian atau tugas akhir, maka selanjutnya perlu dilakukan juga studi pendahuluan masalah tersebut, yang nantinya dapat dijadikan judul. Studi pendahuluan dilakukan saat memilih masalah, kemudian saat masalah telah dirumuskan beserta batasannya.

Prosedur dari studi pendahuluan penelitian atau tugas akhir dengan judul “Analisis Sistem Pengukuran Debit Air Terdistribusi Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel” ini adalah dilakukannya observasi langsung dengan bertanya ke beberapa sumber yang terkait dan studi pustaka mengenai beberapa informasi terkait melalui internet.

c. Merumuskan masalah

Perumusan masalah dari penelitian atau tugas akhir dengan judul “Analisis Sistem Pengukuran Debit Air Terdistribusi Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel” ini adalah pengukuran atau metering penggunaan air dan listrik yang bekerja sendiri-sendiri dan masih menggunakan cara manual yaitu dengan cara petugas PDAM  mendatangi tiap-tiap rumah pelanggan untuk memberikan informasi pada PDAM mengenai jumlah pemakaian air yang digunakan oleh pelanggan tiap bulannya serta alat ukur atau meteran air  yang digunakan masih bersifat analog. Serta dapat mengirimkan data jumlah penggunaan air secara langsung ke kantor pusat perusahaan penyedia jasa air secara lebih akurat dalam periode waktu yang telah ditentukan berbasis web, agar tidak perlu mengirimkan petugas untuk mengecek secara manual serta data lebih akurat. Selain itu dari pihak pelanggan juga dapat mengetahui secara langsung berapa jumlah pemakaiannya melalui tampilan meteran air yang dirancang secara digital dan dapat mengakses secara online melalui website resmi.

d. Merumuskan kerangka dasar

Untuk kerangka dasar dari penelitian atau tugas akhir dengan judul “Analisis Sistem Pengukuran Debit Air Terdistribusi Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel” ini, antara lain:

- Studi literatur

Studi literatur ataupun studi pustaka yang dilakukan agar memperoleh informasi dan teori dasar tentang jaringan sensor, mikrokontroler, komunikasi data, jaringan sensor nirkabel dan lainnya. Dan informasi yang diperoleh dari buku, internet, serta jurnal, sebagai studi pustaka untuk mendukung pembuatan penelitian atau tugas akhir.

- Studi Lapangan (Observasi)

Studi lapangan dilakukan agar memperoleh informasi dan data-data langsung dari hasil pengamatan di lapangan.

- Perancangan dan Pembuatan Sistem

Metode perancangan dan pembuatan sistem yang dilakukan untuk merencanakan, membuat sistem, hingga merealisasikan alatnya.

- Pengujian

Metode pengujian dilakukan untuk menguji sistem pengukuran debit air berbasis jaringan sensor nirkabel yang telah dibuat, dan menguji parameter yang mempengaruhi sistem kerja dari alat tersebut. Data hasil pengujian yang diperoleh akan dianalisis sehingga dapat ditarik suatu kesimpulan.

- Metode Analisis

Analisis dilakukan untuk menganalisis jaringan sensor nirkabel dengan topologi star meliputi jarak , halangan dan kinerja masing-masing node dan coordinator. 

e. Merumuskan hipotesis

Dalam KBBI, pengertian hipotesis adalah sesuatu yg dianggap benar untuk alasan atau pengutaraan pendapat, meskipun kebenarannya belum dibuktikan; patokan duga; anggapan dasar; dan postulat.

Maka hipotesis dari judul penelitian “Analisis Sistem Pengukuran Debit Air Terdistribusi Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel” ini adalah sistem pengukuran debit air dapat dibuat dengan basis jaringan sensor   dan  data digital yang nantinya dapat diakses dengan web sehingga memudahkan pelanggan.