BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN Dalam bab ini akan
advertisement
BAB IV
PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan dibahas mengenai hasil hasil pengujian terhadap alat
yang telah dirancang dari penelitian ini. Pengujian alat dilakukan untuk
mengambil data-data hasil perancangan yang digunakan sebagai acuan untuk
analisis perancangan sistem. Pengujian dimulai dari pengujian masing-masing
komponen alat sampai dengan pengujian keseluruhan rangkaian alat.
4.1 Spesifikasi Sistem
Dalam penelitian perancangan alat suntracking yang berbasis
Arduino,spesifikasi system yang digunakan terbagi menjadi dua bagian
utama,yaitu spesifikasi perangkat keras dan spesifikasi perangkat lunak yang
mendukung penelitian dan perancangan alat ini.
4.1.1 Perangkat Keras
Spesifikasi perangkat keras yang digunakan dalam implementasi dan
pengujian alat Sun Tracking Untuk Solar Cell Menggunakan Sensor Cahaya
Berbasis Arduino adalah sebagai berikut :
Perangkat keras pada perancangan ini terdiri dari beberapa bagian modul yang
terdiri dari modul controler (Arduino Duemilanove Atmega328),modul Arduino
motor shield (Motor ShieldL298),modul sensor (sensor peka cahaya LDR),motor
DC Gearbox dan juga PC atau laptop.
Menggunakan sebuah baterai yang digunakan sebagai catu daya pada sistem,
baterai tersebut digunakan untuk mengaktifkan Arduino Duemilanove, sensor
cahaya, motor DC Gearbox dan perangkat lainnya.
Modul sensor digunakan untuk mengirimkan data dari objek yang berupa
cahaya ke modul controller Arduino.
Motor DC Gearbox sebagai penggerak alat Sun Tracking.
Modul Arduino Motor Shield sebagai penggerak motor DC Gearbox dan
pengatur arah putaran motor.
Spesifikasi modul-modul yang digunakan dalam membuat perangkat keras
pada Robot Penghindar Dinding dengan Sensor Ultrasonik berbasis Arduino Uno
adalah sebagai berikut:
29
30
Tabel 4.1 Tabel Modul Perangkat Keras
No
Nama Modul
Jumlah
1
Arduino Duemilanove
1
2
Modul sensor cahaya LDR
1
3
Motor DC Gearbox
1
4
Motor driver(Motor shield L298)
1
A. Arduino Duemilanove
C. Motor DC Gearbox
B. Sensor Cahaya LDR
D. Arduino Motor ShieldL29
31
Gambar 4.1 Modul Perangkat Keras
4.1.2 Perangkat Lunak
Spesifikasi dari perangkat lunak yang digunakan dalam implementasi dan
pengujian berbasis Arduino adalah sebagai berikut :
Operating system yang digunakan pada laptop adalah Micosoft Windows 7
Menggunakan bahasa C untuk membuat program pada arduino sebagai
board controller.
4.2 Implementasi Sistem
Implementasi dari perancangan alat Sun Tracking ini memerlukan
beberapa langkah sebagai berikut :
Menghubungkan modul Arduino Duemilanove dan modul sensor cahaya
dengan sumber catu daya atau adaptor.
Menghubungkan modul Arduino dengan laptop menggunakan kabel USB.
4.2.1 Pengujian Program Arduino IDE
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah aplikasi program
Arduino IDE (Integrated Development Environment) yang akan diupload ke
Arduino Duemilanove sudah benar atau masih perlu adanya perbaikan. Pengujian
ini dilakukan dengan cara Verify/Compile pada lembar Sketch, bila program pada
lembar sketch berjalan dengan baik setelah kita Verify/Compile maka akan
terlihat seperti gambar 4.2
32
Gambar 4.2 proses Verify/Compile berjalan dengan baik
Setelah proses Verify/Compile berjalan dengan baik langkah selanjutnya
adalah melakuakan upload program dengan cara menghubungkan Arduino Uno ke
komputer dengan menggunakan kabel USB (Universal Serial Bus) lalu klik
upload pada program Arduino IDE (Integrated Development Environment) bila
proses upload berhasil dengan baik akan terlihat seperti gambar 4.3
33
Gambar 4.3 Proses Upload berjalan dengan baik
4.3 Evaluasi Sistem
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada bab II dan III, sensor cahaya
bekerja sebagai navigasi pada sun tracking. Dimana dengan sensor LDR ini sun
tracking akan bergerak dan mampu mengikuti dimana arah datangnya cahaya.
Prinsipnya cukup mudah , apabila sensor LDR mendeteksi adanya cahaya maka
sensor akan memberikan sinyal kepada mikrokontroler untuk memerintahkan
logika apa dan apa yang harus dilakukan oleh sun tracking. Maka dilakukan
perbandingan pengujian rangkaian sensor cahaya (
LDR ),pengujian
dimaksudkan untuk mengetahui hasil perancangan yang telah dibuat, kemudian
data hasil pengujian akan dianalisis dimaksudkan untuk menguji kelayakan
sistem yang dibuat dengan teori yang ada. Pengujian yang dilakukan pada
penelitian ini bermanfaat agar penguji mendapatkan data-data yang sesuai
dengan tujuan mendeteksi seberapa besar error atau kesalahan yang dapat terjadi
ketika sistem di jalankan.
34
4.3.1 Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya ( LDR )
Pada pengujian ini diukur berapa besaran resistansi serta tegangan yang
dihasilkan oleh LDR baik sebelum disinari cahaya maupun setelah disinari
cahaya. Rangkaian ini telah dikalibrasi dengan hasil kalibrasi hambatan variable
sebesar 4,7 KΩ dan input teganga kerangkaian sebesar 5 Volt.
Gambar 4.4 Rangkaian Sensor Cahaya ( LDR )
Dibawah ini hasil dari pengujian rangkaian sensor cahaya
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Resistansi
Posisi LDR
Resistansi LDR
Sebelum Disinari (KΩ)
Resitansi LDR Setelah
Disinari (KΩ)
Kanan
44,7
0,98
Kiri
44,5
0,96
Tengah
44,6
0,99
Dari Tabel 4.1 dapat dilihat perbedaan yang signifikan dari besarnya
resistansi yang dihasilkan oleh LDR ketika sebelum dan sesudah disinari oleh
cahaya.
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Tegangan
Posisi LDR
Tegangan LDR
Sebelum Disinari (V)
Tegangan LDR Setelah
Disinari (V)
Kanan
0,9
4,8
Kiri
0,9
4,8
35
Tengah
0,9
4,8
Dari Tabel 4.1 hasil yang diperoleh sama dengan Tabel 4.2, terlihat
perbedaan yang cukup signifikan dari besarnya tegangan yang dihasilkan oleh
LDR ketika sebelum dan sesudah disinari cahaya.
4.3.2 Pengujian Modul Arduino
Pengujian pada modul Arduino ini dilakukan dengan menguji tegangan
keluaran dari masing-masing pin Arduino dengan beberapa lampu LED yang
dirangkai secara parallel yang nantinya pada salah satu kaki LED dihubungkan
pada pin Arduino dan kaki LED yang lainnya dihubungkan dengan ground.
Pengujian ini dimaksudkan untuk mengecek apakah data masukan (input) dan
keluaran (output) dapat bekerja sesuai dengan kerja system.
Gambar 4.5 Rangkaian Pengujian Arduino
Setelah rangkaian terpasang langkah selanjutnya adalah mengupload
program sederhana yang dibuat untuk menyalakan rangkaian lampu LED yang
terhubung dengan pin-pin pada Arduino tersebut dan berikut listing programnya :
/* Listing Program Pengujian Arduino */
/*=======================================*/
36
void setup() {
pinMode(1, OUTPUT);
pinMode(2, OUTPUT);
pinMode(3, OUTPUT);
pinMode(4, OUTPUT);
pinMode(5, OUTPUT);
pinMode(6, OUTPUT);
pinMode(7, OUTPUT);
pinMode(8, OUTPUT);
pinMode(9, OUTPUT);
pinMode(10, OUTPUT);
pinMode(11, OUTPUT);
pinMode(12, OUTPUT);
pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(1, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(2, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(3, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(4, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(5, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(6, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(7, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(8, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(9, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(10, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(11, HIGH);
// set the LED on
37
digitalWrite(12, HIGH);
// set the LED on
digitalWrite(13, HIGH);
// set the LED on
delay(1000);
// wait for a second
digitalWrite(1, LOW);
// set the LED off
digitalWrite(2, LOW);
// set the LED off
digitalWrite(3, LOW);
// set the LED off
digitalWrite(4, LOW);
// set the LED off
digitalWrite(5, LOW);
// set the LED off
digitalWrite(6, LOW);
// set the LED off
digitalWrite(7, LOW);
digitalWrite(8, LOW);
digitalWrite(9, LOW);
// set the LED off
// set the LED off
// set the LED off
digitalWrite(10, LOW);
// set the LED off
digitalWrite(11, LOW);
// set the LED off
digitalWrite(12, LOW);
// set the LED off
digitalWrite(13, LOW);
// set the LED off
delay(500);
// wait for a second
}
Berdasarkan hasil pengujian diatas bahwa lampu LED dapat menyala
sesuia dengan listing program yaitu lampu LED menyala secara bergantian
sehingga dapat disimpulkan kondisi arduino yang diujikan dalam kondisi baik dan
dapat bekerja sehingga dapat digunakan pada pembuatan tugas akhir ini.
Berikut listing program untuk pergerakan Sun Tracking
/* ---------------- PROGRAM INISIAL MOTOR DC ----------------- */
void motor (int pwm, boolean arah)
{
analogWrite (motor_vel, pwm);
if (arah)
38
{
digitalWrite (motor_dir, HIGH);
}
else {
digitalWrite (motor_dir, LOW);
}
/* ------------------- PROGRAM GERAK MOTOR DC ---------------- */
void left()
{
difL = hasil2 - hasil1;
if (difL > 10)
{
motor(255, true);
difL = hasil2 - hasil1;
if (difL < 10)
{
reset();
}
void right()
{
difR = hasil2 - hasil3;
if (difR > 10)
{
motor(255, false);
difR = hasil2 - hasil3;
if (difR < 10)
{
reset();
39
}
/* ---------------- PROGRAM INISIAL SENSOR CAHAYA ---------------- */
int LDR1 = A0;
int LDR2 = A1;
int LDR3 = A2;
int difL = 0;
int difR = 0;
int hasil1,hasil2,hasil3,hasilb,hasilm,hasilh;
int k=4;
void setup() {
pinMode (4, OUTPUT);
pinMode (5, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
hasil1= analogRead(LDR1);
Serial.print("LDR");
Serial.print(hasil1);
delay(150);
hasil2= analogRead(LDR2);
Serial.print(",");
Serial.print(hasil2);
delay(150);
hasil3= analogRead(LDR3);
40
Serial.print(",");
Serial.println(hasil3);
delay(150);
difL = hasil2 - hasil1;
difR = hasil2 - hasil3;
if (hasil1 < hasil2 && difL > difR)
{
left();
} else
if (hasil3 < hasil2 && difR > difL)
{
right();
} else
4.3.3 Pengujian Drive Motor ( Motor ShieldL298 )
Pengujian rangkaian Driver Motor ShieldL298 dilakukan untuk mengetahui
apakah rangkaian dapat berfungsi dengan baik atau tidak.Pengujian Driver Motor
Shield menggunakan satu buah motor DC sebagai objek yang akan diatur oleh
komponen
L298.Arduino
Duemilanove
ATmega328
digunakan
untuk
memberikan kondisi tertentu (high atau Low) pada kaki input L298 sehingga
motor kanan dan kiri bias bergerak.Dalam pengujian kali ini digunakan program
untuk mengetahui apakah Driver motor dapat bekerja dengan baik atau tidak.
Peralatan yang digunakan dalam pengujian ini antara lain :
1.
DC power supply (baterai 9V)
2.
Modul Driver Motor ShieldL298
3.
1 buah motor DC
4.
Modul Arduino Duemilanove ATmega328
5.
PC
Rangkaian yang digunakan untuk melakukan pengujian Driver Motor adalah
sebagai berikut :
41
Power Suppy
Modul
ArduinoATmega
328
PC
Driver
Motor
ShieldL298
Motor Dc
Gearbox
Downloader
Gambar 4.6 Blok Diagram Pengujian Drive Motor ShieldL298
Untuk pengujian rangkaian driver Motor ShieldL298 dibuat program untuk
menjalankan dua buah motor. Driver motor shieldL298 dijalankan untuk
menjalankan robot agar dapat bergerak maju, mundur, belok kanan dan belok
kiri.Rangkaian driver motor shieldL298 memiliki kaki enable yang dapat diatur
untuk menghasilkan kecepatan pada motor DC
4.3.4 Pengujian Motor DC Gearbox
Pengujian motor servo dilakukan dengan memberikan sinyal input berupa
pulsa pada motor servo, Motor servo akan bekerja secara baik jika pada bagian
pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekwensi 50 Hz tersebut tersebut
dicapai maka rotor dari motor akan berhenti dengan tepat tengah-tengah (sudut
0/netral).Dalam pengujian kali ini digunakan program untuk mengetahui apakah
motor servo dapat bekerja dengan baik atau tidak.Peralatan yang digunakan dalam
pengujian ini antara lain.
1. DC Motor Power Supply (baterai 9V)
2. Modul Arduino Duemilanove ATmega328
3. Motor DC Gearbox
4. Downloader
5. PC
Rangkaian yang digunakan untuk melakukan pengujian motor servo
adalah sebagai berikut :
42
Power Suppy
Modul Arduino
ATmega328
PC
Motor DC
Gearbox
Downloader
Gambar 4.7 Blok Diagram pengujian Motor DC Gearbox
4.3.5 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Pengujian alat suntracking dengan sensor cahaya adalah pengujian yang
dilakukan terhadap gabungan seluruh rangkaian elektronik, sensor, motor dan
rangka alat.Pengujian Suntracking dengan sensor cahaya dilakukan untuk menguji
apakah alat ini berfungsi sesuai yang diharapkan atau tidak. Peralatan yang
digunakan untuk pengujian pergerakan adalah :
1. Battery 9 Volt
2. Senter sebagai sumber cahaya
Langkah kerja :
1. Download program pada suntracking
2. Hubungkan alat dengan battery 12 Volt
3. Nyalakan saklar suntracking
4. Amati gerak suntracking
Untuk melihat rangkaian keseluruhan alat dapat bekerja dengan baik,
seluruh alat harus terhubung satu sama lain. Dari hasil pengujian dan data yang
dihasilkan, alat ini bekerja dengan baik dan sesuai dengan yang diharapkan.
Ketika salah satu LDR baik tengah, kiri atau kanan disinari oleh cahaya maka alat
ini bergerak kearah datangnya cahaya yang memiliki intensitas tinggi dan berhenti
43
setelah cahaya yang memiliki intensitas tinggi mengenai LDR tengah. Pada
kondisi ini solar tracker berada pada arah tegak lurus dari datangnya sinar.
Dari hasil pengujian keseluruhan alat, pada saat LDR disinari cahaya,
tegangan pada LDR sebesar 4,8 V. dan pada kondisi ini LDR yang tidak
mendapatkan cahaya dengan intensitas yang tinggi sehingga tegangan pada LDR
tengah sebesar 0,9 V.
Pada kondisi tersebut solar tracker akan bergerak ke arah LDR, sampai
LDR tengah mendapatkan intensitas cahaya yang tinggi dan solar tracker akan
berhenti. Ketika diukur tegangan LDR tengah sebesar 4,8 V, ternyata besarnya
tegangan kedua LDR tersebut sama besar ketika terkena cahaya yang memiliki
intensitas tinggi. Pada saat inilah posisi solar tracker akan tegak lurus dengan
arah datangnya cahaya yang memiliki intensitas tinggi.
Gambar 4.8 Simulasi Suntracking
44
Tabel 4.3 Pengujian Sudut Alat
Sudut
90
̊
45
̊
135
̊
Photo Alat