Topik Tugas Akhir Internet of Things & Cyber-physical System Telkom School of Computing

Transkripsi

1 Topik Tugas Akhir Internet of Things & Cyber-physical System Telkom School of Computing Dosen: ADR,ERF,NGS,SPO Adapun untuk Topik 1 sampai dengan 4 menggunakan purwarupa greenhouse dapat dilihat pada gambar berikut. Figure 1: Purwarupa smart greenhouse 1 Monitoring Distribusi Suhu & Kelembaban di Rumah Kaca Secara Real Time (1 orang) Pada tugas akhir ini, akan dibuat aplikasi untuk memantau distribusi suhu dan kelambaban di dalam rumah kaca yang digunakan untuk urban farming. Di dalam rumah kaca akan disebar node WSN berupa microcontroller node, sensor suhu & kelambaban (multisensor array). Data sensor akan dikirim oleh sensor node dalam stream data ke Wifi hub untuk diagregasi secara real time di server (centralized). Sever bertugas untuk menjalankan aplikasi heatmap yang akan 1

2 menbangkitkan peta distribusi suhu pada rumah kaca secara real time. Contoh dari heatmap dapat dilihat pada gambar. Figure 2: Contoh Heatmap yang dibangkitkan dengan metode cubic spline. Metode yang digunakan: Interpolasi data suhu secara real time (cubic spline). Cakupan pengerjaan TA: WSN, protokol MQTT untuk streaming data, interpolation theory (Cubic), Python programming untuk membuat heatmap secara realtime. 2 Pengatur Suhu & Kelambaban Rumah Kaca Dengan Sistem Mist (1 orang) Pada tugas akhir ini, akan dibuat sistem pengendali suhu dan kelembaban ruangan rumah kaca berdasarkan pengendali berbasis fuzzy. Pengendali fuzzy akan ditanam secara terdistribusi pada beberapa titik untuk mengendalikan mist (uap air) yang disemprotkan ke dalam rumah kaca agar suhu dan kelembaban di dalam rumah kaca terjaga (konstan) sesuai dengan lingkungan pertumbuhan tanaman. Data dari heatmap akan digunakan sebagai feedback bagi pengendali fuzzy. Adapun blok diagram dari sistem pengaturan suhu & kelembaban tersebut dapat dilihat pada gambar berikut. Figure 3: Diagram pengendali. Metode: Distributed Fuzzy controller Cakupan pengerjaan TA: Fuzzy Logic controller (menggunakan efl library untuk Arduino), MQTT untuk streamdata. 2

3 3 Kendali Fuzzy untuk Suhu Rumah Kaca Dengan Sistem Fogging (1 orang) Pada tugas akhir ini, akan dibuat sistem pengendali suhu dan kelembaban ruangan rumah kaca dengan metode sensor fusion yang digabung dengan kendali Fuzzy. Pengendali fuzzy akan mengendalikan fog (kabut air) yang disemprotkan ke dalam rumah kaca agar suhu dan kelembaban di dalam rumah kaca terjaga (konstan) sesuai dengan yang diinginkan. Data dari heatmap akan digunakan sebagai feedback bagi fusion center berbasis consensus. Selanjutnya, hasil consensus akan digunakan oleh fuzzy controller. Adapun blok diagram dari sistem pengaturan suhu & kelembaban tersebut dapat dilihat pada gambar berikut. Figure 4: Diagram pengendali Fuzzy with consensus. Metode: Sensor Fusion dengan consensus algorithm. Cakupan pengerjaan TA: consensus theory (fusion center), Fuzzy logic controller (menggunakan efl library untuk Arduino). 4 Kendali Fuzzy untuk Sistem Fogponik pada Rumah Kaca (1 orang) Pada tugas akhir ini, akan dibangun sistem fogponik di dalam rumah kaca. Sistem pengendali diperlukan untuk mengendalikan fog yang membawa nutrisi tanaman, agar kondisi ruang tumbuh akar sesuai dengan kondisi lingkungan yang diperlukan tanaman pada rumah kaca. Sistem kendali akan menggunakan sensor fusion yang digabung dengan kendali Fuzzy untuk mengendalikan fog (kabut air) yang dialirkan kedalam pipa yang berisi netpot, dengan tujuan agar suhu dan kelembaban di dalam pipa terjaga (konstan) sesuai dengan yang diinginkan. Data dari sensor akan digunakan sebagai feedback bagi fusion center berbasis consensus yang selanjutnya akan digunakan oleh fuzzy controller. Fuzzy controller akan mengendalikan fog dengan cara mengatur fog generator serta exhaust fan. Adapun blok diagram dari sistem pengaturan suhu & kelembaban tersebut seperti pada Figure 4, sementara diagram dari sistem fogponik dapat dilihat pada gambar berikut. Metode: Sensor Fusion dengan consensus. Cakupan pengerjaan TA: consensus theory (fusion center), Fuzzy logic controller (menggunakan efl library untuk Arduino). 3

4 Figure 5: Sistem Fogponik. 5 Spatial Interpolation of Air Quality Data (1 orang) Pada tugas akhir ini, akan dibangun aplikasi untuk memetakan tingkat polusi di kampus Tel-U berdasarkan data dari air quality sensor. Data dari sensor berserta data GPS akan dikirimkan ke cloud untuk selanjutnya akan dilakukan spatial interpolation. Hasil dari spatial interpolation berupa heatmap yang menggambarkan distribusi tingkat polusi (CO,CO2) di lingkungan kampus TEL-U. Selanjutnya heatmap tersebut akan diintegrasikan dengan GIS (google map) agar dapat diakses oleh sivitas akademik. Metode: Sensor Network, Kriging / Interpolation. Cakupan pengerjaan TA: sensor network, GIS, google map. 6 Gait Tracking untuk memonitor pasien dalam rehabilitasi (1 orang) Pada tugas akhir ini, akan dibangun aplikasi untuk melakukan penjejagan (tracking) dari langkah kaki. Aplikasi akan menerima data secara real time dari sensor IMU (Accelerometer + gyroscope) dan microcontroller Arduino melalui jaringan nirkabel (Wifi atau Bluetooth). Untuk selanjutnya, data IMU tersebut akan diolah pada central computer (PC atau Raspberry) dengan menggunakan complementary filter, sehingga pergerakan kaki dapat dilihat dalam grafik 3 dimensi (XYZ). Aplikasi ini diharapkan dapat digunakan untuk memonitor pergerakan langkah manusia, untuk selanjutnya dapat digunakan untuk memonitor pasien dalam rehabilitasi (setelah cedera kaki) sehingga diharapkan dapat membantu mengetahui apakah terdapat kelainan pada kaki dengan mengetahui pergerakan langkah kaki. Metode: Complementary filter. Cakupan pengerjaan TA: IMU, Complementary Filter 4

5 Figure 6: Kiri: Grafik hasil tracking. Kanan: Posisi IMU pada kaki pasien. 7 Pemanfaatan OBD 2 untuk Car Health Record & Diagnostic (1 orang) Pada tugas akhir ini, akan dibangun aplikasi untuk membantu pengendara mobil untuk mengetahui kondisi kesehatan mobilnya serta melakukan diagnostik penyebab malfunction (mogok). Microcontroller akan membaca data ECU melalui OBD 2 CAN Bus selama kendaraan bergerak, dan log data akan disimpan dalam SD Card. Jika terjadi malfuction (mogok) ketika dalam perjalanan, maka single board computer (Raspberry) akan mengambil log OBD 2 serta melakukan diagnostic untuk memprediksi penyebab malfunction. Selanjutnya, data hasil diagnostic serta posisi kendaraan akan dikirim ke bengkel atau teknisi otomotif (dengan visualisasi melalui google map) yang telah menjadi partner dari pengendara, sehingga proses memudahkan proses service atau perbaikan. Metode: Data Fusion, Fuzzy Decision Support System. Cakupan pengerjaan TA: OBD 2, Fusion, Fuzzy Logic, GPS integration with google map 8 Tracking dan Navigasi Mobile Robot dengan LIDAR (2 orang) Pada tugas akhir ini, akan dibangun aplikasi untuk tracking dan navigasi dari mobile robot dengan menggunakan data IMU dan LIDAR (RPLIDAR V.1). IMU 9 DOF akan digunakan untuk mengetahui posisi serta pergerakan mobile robot. LIDAR akan digunakan untuk mengetahui lingkungan dari mobile robot ketika dalam pergerakan (Wandering) dan akan digunakan untuk keperluan obstacle avoidance. Metode: Complementary Filter, LIDAR. Cakupan pengerjaan TA: IMU, LIDAR, Complementary Filter, Obstacle avoidance 5

6 Figure 7: Kiri: Grafik hasil tracking. Kanan: Posisi IMU pada kaki pasien. 6