Perancangan Sistem Backup dan Telemonitoring Data dengan Protokol MQTT pada Inkubator Bayi,

Safitri, Geraldio Ramadhan and Ir. Rahmadwati,, S.T., M.T., Ph.D and Dr. Ir. Moch. Rusli,, Dipl.Ing. (2023) Perancangan Sistem Backup dan Telemonitoring Data dengan Protokol MQTT pada Inkubator Bayi,. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Indonesia merupakan negara peringkat ke-5 dengan kelahiran bayi prematur terbanyak di dunia sehingga kebutuhan akan inkubator masih tinggi. Namun, kebanyakan inkubator yang digunakan masih memiliki kekurangan yaitu hanya dapat bekerja dengan sumber listrik jala-jala. Ketika terjadi pemadaman maka inkubator tidak dapat bekerja. Tujuan penelitian ini adalah untuk memberikan solusi atas masalah tersebut dengan merancang sebuah sistem backup pada inkubator yang terintegrasi dengan Internet of Things (IoT). Sistem yang diusulkan terdiri dari sebuah sistem Automatic Transfer Switch (ATS), sistem charging otomatis, dan unit telemetri yang dapat mengirimkan data kondisi inkubator menuju sebuah aplikasi mobile melalui protokol MQTT. Sistem ATS yang dirancang memungkinkan inkubator agar dapat melakukan peralihan daya menuju sumber cadangan berupa sebuah baterai yang terhubung dengan sebuah power inverter. Fitur ini memungkinkan inkubator dapat tetap menyala walaupun terjadi pemadaman pada sumber utama. Sistem charging otomatis akan berperan untuk memastikan baterai yang digunakan dapat terisi penuh setelah digunakan ataupun saat tidak digunakan. Pengisian ulang baterai akan menggunakan metode 3-stage charging yang terdiri dari tiga tahap yaitu tahap bulk, absorption, dan float charge. Proses pengisian akan diatur melalui sebuah boost converter yang dikendalikan oleh sinyal PWM mikrokontroler. Pada penelitian juga akan dirancang sebuah aplikasi mobile PREMA yang dirancang menggunakan framework Flutter. Aplikasi ini berfungsi untuk menampilkan parameter status dari inkubator. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem ATS yang dirancang mampu melakukan peralihan sumber dengan delay 1,085 detik untuk jala-jala PLN – inverter dan 0,245 detik untuk inverter – jala-jala PLN. Pengisian ulang baterai Valve Regulated Lead Acid (VRLA) berhasil dilakukan oleh sistem automatic charging dengan menggunakan metode 3-stage charging dengan mengendalikan arus konstan 1,60 A pada tahap bulk, tegangan konstan 14,60 Volt pada tahap absorption, dan tegangan konstan 13,60 Volt dengan arus rendah pada tahap float charge. Selain itu, sistem yang dirancang mampu untuk mengirimkan data status inkubator melalui protokol MQTT menuju aplikasi mobile PREMA dengan waktu kirim 0,110 detik. Topologi MQTT yang dirancang pada sistem memiliki tingkat skalabilitas yang tinggi terbukti melalui pengujian, sistem dapat terhubung dengan hingga 1000 client pada satu topik serta dapat tetap mempertahankan performa.

English Abstract

Indonesia is ranked the fifth country with the world’s most preterm babies. Therefore, the demand for infant incubators remains high. However, most infant incubators today still have some drawbacks, namely, the incubator relies on a grid power source. If a power outage happens, the incubator cannot be used. This research aims to solve the issue by designing a backup system for the incubator integrated with the Internet of Things (IoT) concept. The proposed system consists of an Automatic Transfer Switch (ATS) system, an automatic charging system, and a telemetry unit that can transmit incubator status data to a mobile application via the MQTT protocol. The designed ATS system allows the incubator to switch power to a battery connected to a power inverter as a secondary source. Consequently, if a power outage happens, the incubator can continue to operate. The automatic charging system will ensure the battery is always fully charged after or when unused. The battery recharging process will use the 3-stage charging method consisting of the bulk, absorption, and float stage. The microcontroller’s Pulse Width Modulation (PWM) signal will regulate the charging process through a boost converter. A mobile application named PREMA will also be designed in this research using the Flutter framework. The purpose of this application is to display the status parameters of the incubators. The test result shows that the designed ATS system can switch sources with a delay of 1.085 seconds for the PLN grid – inverter and 0.245 seconds for the inverter – PLN grid. The automatic charging system successfully recharges the Valve Regulated Lead Acid (VRLA) battery using a 3-stage charging method by controlling a constant current of 1.60 A in the bulk stage, a constant voltage of 14.60 V in the absorption stage, and a constant voltage of 13.60 V with low charging current on the float stage. Furthermore, the designed system can send incubator status data via MQTT protocol to PREMA mobile applications with a delivery time of 0.110 seconds. The designed MQTT topology has high scalability, proven by the test that it can connect with up to 1000 clients on one topic.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052307
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Elektro
Depositing User:	Unnamed user with username iwan
Date Deposited:	26 Jan 2024 02:24
Last Modified:	26 Jan 2024 02:24
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/214215

Text (DALAM MASA EMBARGO) Geraldio Ramadhan Safitri.pdf Restricted to Registered users only Download (17MB)

Actions (login required)

View Item