Internet of things (IoT) mengacu pada perangkat di seluruh dunia yang secara otomatis terhubung ke cloud dan berfungsi menyimpan data atau menjalankan perintah dari server online. Sebagian besar orang memiliki setidaknya satu perangkat IoT. IoT terdiri dari semua perangkat yang terhubung ke cloud, termasuk otomatisasi rumah pintar, perangkat perintah suara (seperti Alexa), peralatan yang terhubung ke cloud, monitor kesehatan, monitor dan pelacak inventaris dan gudang, keamanan siber biometrik, alat pemadam kebakaran, dan perangkat lain yang menggabungkan cloud ke dalam fungsionalitas dan pelaporannya. Di era digital, IoT memiliki peran yang cukup signifikan. Sampai saat ini sudah banyak bidang-bidang yang mulai menerapkan IoT untuk meningkatkan keuntungan bisnis mereka. Sistem IoT menjadi pokok pembahasan, terutama di dunia industri.

Dalam pengembangan sistem IoT, tentu akan melibatkan banyak pihak dan kompetensi untuk menyelesaikannya, salah satunya adalah kemampuan skill elektronika. Arsitektur dan infrastruktur IoT memiliki jenis yang berbeda beda dan pasti berkaitan erat dengan elektronika. Skill elektronika harus dimiliki dan dikuasai ketika menjadi seorang IoT engineer, khususnya orang yang bekerja di bagian hardware engineer. Selain skill elektronika, hardware engineer juga diwajibkan untuk menguasai skill-skill yang lain sebagai penunjang keberhasilan melaksanakan pekerjaan. Beberapa skill yang harus dikuasai diantaranya dasar elektronika yang membahas tentang komponen-komponen, elektronika instrumentasi yang membahas sensor dan aktuator, sistem kontrol yang membahas tentang cara kerja alat, elektronika komunikasi yang membahas tentang modul-modul dan cara sistem berkomunikasi, manufaktur elektronika yang berkaitan dengan desain, serta perawatan dan perbaikan yang membahas optimalisasi dan perbaikan perangkat.
 

Pengembangan dan Desain Perangkat IoT

Untuk mendapatkan hasil produk IoT secara maksimal, perlu adanya pengembangan dan desain perangkat IoT. Hal ini juga memerlukan beberapa skill untuk menyelesaikannya. Berikut merupakan skill-skill yang harus dikuasai:

1. Dasar elektronika: Blok bangunan fundamental dari sebuah industri. Mulai dari chip komputer berukuran nano hingga transformator dan output listrik yang sangat besar. elektronika hadir dalam berbagai jenis bentuk dan ukuran. Bidang ini berhubungan dengan pengembangan dan penerapan banyak perangkat dan sistem yang digunakan dalam aplikasi sehari-hari. Dasar-dasar elektronika mengacu pada konsep-konsep yang mencakup induktansi, kapasitansi, resistansi, tegangan dan arus listrik. Para profesional yang mengetahui dasar-dasar elektronika memahami bagaimana perangkat mengontrol elektron dengan cara memanipulasi, menyimpan, mengalihkan, memilih, mengarahkan, membawa, atau menolaknya. Pengembangan perangkat IoT memerlukan skill ini agar sistem IoT dapat berjalan dengan lancar secara universal, karena pengguna IoT telah menyebar secara luas jadi skill elektronika dasar merupakan skill yang harus dikuasai agar sistem IoT berjalan stabil.

2. Elektronika Komunikasi: Merupakan metode atau cara sistem dalam berkomunikasi dan mengirimkan data satu sama lain. Ada banyak cara sistem berkomunikasi seperti menggunakan protokol komunikasi, melalui antena, sinyal RF, dan semacamnya. Hal ini merupakan skill yang harus dikuasai oleh hardware engineer. Untuk beberapa hal, terkadang hardware engineer juga perlu bekerja sama dengan software atau firmware engineer untuk menentukan modul atau protokol komunikasi yang cocok agar menghasilkan produk yang maksimal.

3. Manufaktur Elektronika: Skill ini mengacu pada pekerjaan yang berkaitan dengan hal fisik dari sistem IoT, seperti desain PCB, skematik, packaging, pengkabelan, dan semacamnya. Setiap pekerjaan ini membutuhkan tools-tools yang bermacam-macam sehingga biasanya orang yang bekerja sebagai hardware engineer memiliki banyak inspirasi dan keterampilan desain yang handal. Sebagai contoh, pekerjaan mengenai desain 3D packaging memerlukan software inventor, blender, fusion 3D, dan semacamnya. Kemudian untuk desain skematik dan rangkaian PCB, pengembang memerlukan software eagle PCB, proteus, atau software yang lebih baik untuk menyelesaikan desain PCB.
    

Integrasi dan Operasionalisasi Sistem IoT

Selain pengembangan, sistem IoT memerlukan integrasi satu sama lain. Integrasi sistem IoT menghubungkan perangkat pintar, aplikasi, dan basis data. Dalam skala industri, ada banyak sensor dan aktuator yang memiliki fungsi dan tujuannya masing-masing. Semua sensor dan aktuator pasti terintegrasi baik antar perangkat maupun dengan basis data. Selain itu, sistem IoT juga memiliki operasionalisasi yang bermacam-macam, tergantung pada permintaan dari klien. Berikut merupakan skill-skill yang harus dikuasai terkait integrasi dan operasionalisasi sistem IoT:

1. Elektronika Instrumentasi: Instrumentasi adalah desain, perlengkapan, dan/atau penggunaan alat ukur dalam menentukan kondisi nyata dalam proses pabrik, seperti untuk observasi, pengukuran, dan kontrol. Teknisi instrumentasi akan memasang, memelihara, dan mengkalibrasi perangkat yang digunakan dalam otomatisasi proses industri. elektronika instrumentasi dapat melakukan kontrol monitor terhadap sensor dan aktuator melalui pemrograman mikrokontroler. Selain itu, elektronika instrumentasi juga dapat melakukan pengkondisian sinyal atau data, sehingga skill ini wajib dikuasai agar sinyal maupun data tetap stabil.

2. Sistem Kontrol Elektronika: Sistem elektronika merupakan suatu sistem sederhana yang dibuat untuk mengendalikan alat elektronika. Tetapi sistem kontrol elektronika juga dapat dianggap sebagai proses yang mengubah satu sinyal menjadi sinyal lain sehingga memberikan respons sistem yang diinginkan. Maka kita dapat mengatakan bahwa sistem elektronika sederhana terdiri dari input, proses, dan output dengan variabel input ke sistem dan variabel output dari sistem keduanya berupa sinyal. IoT sangat erat dengan sistem kontrol, sehingga pemahaman akan hal ini juga penting dalam menunjang keberhasilan alat.
    

Perawatan dan Optimalisasi Perangkat IoT

Pemeliharaan perangkat IoT melibatkan penggunaan data yang dikumpulkan melalui teknologi IoT untuk menilai peralatan, aset, atau mesin dan memprediksi potensi kegagalan atau pemadaman dengan lebih baik. Penggunaan teknologi IoT membantu organisasi mengumpulkan data aset secara real-time yang dapat mereka gunakan untuk menentukan strategi pemeliharaan yang tepat guna mencegah waktu henti peralatan dan meningkatkan hasil produksi. Sedangkan optimalisasi perangkat IoT berarti efisiensi maksimum dengan biaya minimum. Menyeimbangkan konsumsi daya, latensi rendah, biaya perangkat keras, dan biaya konektivitas sangat penting untuk memungkinkan layanan dan produk yang inovatif. Namun, menciptakan layanan baru, baik dalam pemantauan lingkungan, pelacakan aset, atau kota pintar, perlu menghilangkan ketidakefisienan. Kedua hal ini merupakan skill yang harus dikuasai oleh hardware engineer, dan tentu harus bersinergi dengan firmware maupun software engineer agar mendapatkan hasil yang terbaik.
 

Langkah-langkah Membangun Perangkat IoT

Dalam pengembangam perangkat IoT, tentu memerlukan cara-cara atau metode yang efektif agar mendapatkan hasil yang sesuai target. Salah satu metode yang mudah ditemui adalah model ADDIE. Di dunia korporat, model ADDIE menyediakan kerangka kerja yang terstruktur namun fleksibel untuk mengembangkan pelatihan yang beradaptasi dengan perubahan kebutuhan bisnis dan gaya belajar karyawan yang beragam. Model ini bukan hanya tentang mencentang kotak, akan tetapi model ini adalah tentang membuat pengalaman belajar yang berkesan, memastikan bahwa setiap bagian dari pelatihan adalah apa yang dibutuhkan karyawan untuk tumbuh dan berhasil dalam peran mereka.

Model ADDIE adalah sebuah kerangka kerja untuk desain instruksional dan pengembangan pelatihan, yang merupakan singkatan dari Analysis, Design, Development, Implementation, dan Evaluation. Model ini memandu para pendidik dan pelatih melalui proses yang sistematis untuk menciptakan pengalaman belajar yang efektif dan efisien yang disesuaikan dengan kebutuhan peserta didik. Berikut ini merupakan penjelasan singkat mengenai model ADDIE:

1. Analysis/Analisis: Fase ini dapat dianggap sebagai “Tahap Penetapan Tujuan”. Fokus perancang dalam tahap ini adalah pada target audiens. Di sinilah program disesuaikan dengan tingkat keterampilan dan kecerdasan yang ditunjukkan oleh setiap siswa/peserta. Hal ini untuk memastikan bahwa apa yang telah mereka ketahui tidak akan diduplikasi, dan fokusnya adalah pada topik dan pelajaran yang belum dieksplorasi dan dipelajari oleh siswa. Pada fase ini, instruktur membedakan antara apa yang telah diketahui siswa dan apa yang harus mereka ketahui setelah menyelesaikan kursus.

2. Design/Desain: Tahap ini menentukan semua tujuan, alat yang akan digunakan untuk mengukur kinerja, berbagai tes, analisis materi pelajaran, perencanaan dan sumber daya. Pada tahap desain, fokusnya adalah pada tujuan pembelajaran, konten, analisis materi pelajaran, latihan, perencanaan pelajaran, instrumen penilaian yang digunakan dan pemilihan media.

3. Development/Pengembangan: Pada tahap inilah proses pembuatan di mulai. Para perancang memanfaatkan data yang dikumpulkan dari dua tahap sebelumnya, dan menggunakan informasi ini untuk membuat program yang akan menyampaikan apa yang perlu diajarkan kepada para peserta. Jika dua tahap sebelumnya membutuhkan perencanaan dan curah pendapat, tahap Pengembangan adalah tentang mewujudkannya. Tahap ini meliputi tiga tugas, yaitu penyusunan, produksi dan evaluasi.

4. Implementation/Implementasi: Tahap selanjutnya adalah implementasi, yang berarti bagaimana kursus pembelajaran digital akan diluncurkan. Ini umumnya merupakan fase yang terlewatkan yang seharusnya direncanakan dari tahap analisis. Selama implementasi, rencana tersebut diterapkan dan prosedur untuk melatih pelajar dan guru dikembangkan. Materi disampaikan atau didistribusikan kepada kelompok siswa. Setelah penyampaian, keefektifan materi pelatihan dievaluasi.

5. Evaluation/Evaluasi: Tahap terakhir dari metode ADDIE adalah Evaluasi. Ini adalah tahap di mana proyek menjalani pengujian akhir yang cermat mengenai apa, bagaimana, mengapa, kapan dari hal-hal yang telah dicapai (atau tidak dicapai) dari keseluruhan proyek. Fase Evaluasi terbagi menjadi 2 jenis, yaitu Formatif dan Sumatif. Evaluasi awal sebenarnya terjadi selama tahap pengembangan. Fase Formatif terjadi ketika melakukan penelitian, sedangkan bagian Summatif terjadi di akhir program. Tujuan utama dari tahap evaluasi adalah untuk menentukan apakah tujuan telah tercapai, dan untuk menentukan apa yang akan dibutuhkan di masa mendatang untuk meningkatkan efisiensi dan tingkat keberhasilan proyek.
    

Kesimpulan

Hardware engineer memainkan peran penting dalam perkembangan teknologi, khususnya Internet of Things. Pengembangan IoT sangat erat kaitannya dengan perangkat keras, yang berarti hal ini merupakan tugas dan tanggung jawab seorang hardware engineer. Keahlian mereka di bidang-bidang seperti desain papan sirkuit, desain 3D, dan prinsip-prinsip teknik memungkinkan mereka untuk mewujudkan ide-ide inovatif dan berkontribusi pada kemajuan teknologi. Selain itu, kemampuan komunikasi dan kerja sama tim yang kuat memungkinkan mereka berkolaborasi secara efektif dengan para profesional lainnya, memastikan keberhasilan integrasi komponen perangkat keras dan perangkat lunak. Karena teknologi terus berkembang dengan pesat, permintaan akan hardware engineer yang terampil tetap tinggi. Kontribusi mereka sangat penting dalam industri seperti elektronik konsumen, telekomunikasi, otomotif, kedirgantaraan, dan banyak lagi. Dengan keahlian mereka, insinyur perangkat keras mendorong inovasi, meningkatkan fungsionalitas, dan meningkatkan kinerja perangkat elektronik secara keseluruhan.