Alat Ukur Intensitas Cahaya dan Suara Portabel

BAB IV
PENGUJIAN ALAT
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian dan hasil yang dicapai dari alat yang
dibuat. Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah alat yang dirancang dapat bekerja
dengan baik dan hasilnya sesuai dengan yang diharapkan. Pengujian alat akan dilakukan
secara terpisah/modul dan secara kesuluruhan.
4.1. Pengujian Alat Secara Terpisah
4.1.1. Modul Pengkondisi Sinyal LDR
Pengujian sensor LDR ini dilakukan untuk mengetahui nilai hambatan dan
tegangan ketika kondisi cahaya tertentu.
Hasil pengujian ditunjukkan pada tabel 4.1 berikut ini:
Tabel 4.1. Pengujian Modul LDR
Redup
Terang
Gelap
Hambatan Tegangan Hambatan Tegangan Hambatan Tegangan
(Ω)
(V)
(Ω)
(V)
(Ω)
(V)
110
140
245
530
815
0,04
0,06
0,12
0,25
0,29
1,8K
1,98K
2,04K
2,18K
2,24K
0,82
1,07
1,09
1,12
1,23
1,03M
1,07M
1,09M
1,11M
1,54M
4,45
4,50
4,59
4,63
4,82
Perhitungan tegangan LDR secara matematis, sebagai berikut:
 Saat cahaya gelap, hambatan LDR 110 Ω
Vout 
R
 R2
RLDR
110
77 K  10 K
* POT
* VIN 
*
* 5V
RLDR  R1
R2
110  100 K
10 K
Vout  0,04 volt
34
 Saat cahaya redup, hambatan LDR 2,24 KΩ
Vout 
R
 R2
RLDR
2,24 K
77 K  10 K
* POT
* VIN 
*
* 5V
RLDR  R1
R2
2,24 K  100 K
10 K
Vout  0,95 volt
Berdasarkan hasil perhitungan dan hasil pengukuran ketika kondisi cahaya
terang didapatkan tegangan keluaran modul pengkondisi sinyal LDR adalah 0,04
volt dan ketika cahaya redup tegangan keluaran adalah 0,95 volt.
Ada perbedaan tegangan keluaran ketika cahaya redup, pada perhitungan
menunjukkan 0,95 volt dan pada alat ukur menunjukkan 1,23 volt. Ketidaksesuaian
tegangan keluaran diakibatkan karena beberapa faktor yaitu adanya hambatan dalam
dari opamp ataupun ralat alat ukur. Secara keseluruhan hasil pengukuran dan hasil
perhitungan tidak menunjukkan perbedaan yang besar, sehingga dapat disimpulkan
alat dapat bekerja dengan baik sesuai perancangan.
4.1.2. Modul Pengkondisi Sinyal Mikrofon
Pengujian dilakukan dengan memberikan masukan suara pada mikrofon.
Tegangan keluaran dari pengkondisi sinyal antara 0-3,5 volt.
4.1.3. Modul Tapis Pembobot A
Modul tapis pembobot tidak dapat bekerja dengan baik setelah dilakukan
pengujian. Keluaran harus sesuai dengan yang diharapkan dengan mengubah-ubah
nilai R11. Sinyal sinusoidal sebagai sinyal masukan dan sinyal keluaran memiliki
penguatan 1 kali (0 dB) pada frekuensi 1 KHz. Pada frekuensi selain 1 KHz tidak
ada tegangan keluar atau cenderung terjadi pelemahan pada bagian keluaran.
35
4.1.4. Modul Tapis Pembobot C
Modul tapis pembobot C merupakan penerapan dari tapis lolos atas dan
bawah, biasa disebut tapis lolos pita (bandpass filter). Tapis pembobot C memiliki
frekuensi penggal bawah pada 31 Hz dan frekuensi penggal atas di 8 KHz. Dalam
pengujian tapis pembobot C, diberikan masukan sinyal sinusoidal. Pada bagian tapis
lolos bawah, frekuensi penggal pada 32 Hz dan untuk tapis lolos atas, frekuensi
penggal 8 KHz. Berdasarkan hasil pengujian tapis pembobot C menunjukkan
keluaran dengan fL = 32 Hz dan fH = 8 KHz. Hasil pengujian sesuai dengan
perancangan yang dilakukan sehingga dapat disimpulkan tapis pembobot C dapat
bekerja dengan baik.
4.1.5. Modul Mikrokontroler ATMega8535
Pengujian modul mikrokontroler dilakukan dengan membuat program
sederhana. Mengirimkan data pada setiap port 00000000b kemudian dilakukan
pengukuran dengan multimeter untuk melihat tegangan di setiap port. Selanjutnya
mengirimkan data 11111111b ke setiap port dan dilakukan pengukuran kembali
dengan menggunakan multimeter. Idealnya pada kondisi low ‘0’ tegangan yang
terukur adalah ≈0 volt, dan pada kondisi high ‘1’ tegangan yang terukur ≈5 volt.
Hasil pengujian modul mikrokontroler ATMega8535 dapat dilihat pada tabel 4.2
berikut ini:
Tabel 4.2. Uji Mikrokontroler ATMega8535
Data
PORT A PORT B PORT C PORT D
00000000b 0,2 volt
0,2 volt
0,2 volt
0,2 volt
11111111b
5 volt
5 volt
5 volt
5 volt
Tabel 4.2 merupakan hasil pengujian mikrokontroler ATMega 8535 dan
menunjukkan bahwa mikrokontroler ATMega 8535 dapat bekerja dengan baik.
36
4.1.6. Modul True RMS to DC Converter
Modul True RMS to DC Converter menggunakan IC MX536 berfungsi untuk
mengubah sinyal masukan AC ke tegangan DC. Dengan memberikan sinyal AC
dengan amplitudo tertentu, maka keluaran dari IC MX536 adalah sinyal DC sebesar
VOUT 
VIN
2
VDC .
Tabel 4.3. Hasil pengujian True RMS to DC Converter
Masukan Keluaran Perhitungan
(Vp)
(Vrms)
(Vrms)
0.2
0.15
0.14
0.4
0.3
0.28
0.8
0.5
0.57
Sinusoidal
1.2
0.8
0.85
1.5
1
1.06
1.8
1.2
1.27
2
1.4
1.41
Ralat
(%)
0.01
0.02
0.07
0.05
0.06
0.07
0.01
Tabel 4.3 merupakan hasil pengujian IC MX536 untuk mengetahui hasil
konversi VAC menjadi VRMS. Secara perhitungan dapat dihitung sebagai berikut:
VRMS 
V AC
2

0,2
2
 0,14
Berdasarkan hasil pengujian dan hasil perhitungan menunjukkan bahwa IC
MX536 mengubah tegangan masukan (VAC) menjadi tegangan RMS (VRMS) dengan
ralat yang cukup. Oleh karena itu dapat disimpulkan IC MX536 dapat bekerja
dengan baik sesuai dengan perancangan yang telah dilakukan.
4.1.7. Modul Penampil Seven Segment
Pengujian modul penampil seven segment dilakukan dengan dikoneksikan ke
modul mikrokontroler. Penampil hasil pengukuran menggunakan seven segment
common anode dan menggunakan IC dekoder 7447. Langkah yang dilakukan yaitu
37
mencoba menampilkan angka mulai 0-9 pada setiap seven segment. Hasil pengujian
secara lengkap ditunjukkan pada tabel 4.4:
Tabel 4.4. Tabel Hasil Pengujian Penampil Seven Segment
D
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
Masukan
C
B
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
A
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
A
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
B
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
Keluaran
C
D
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
E
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
F
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
G
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
Angka
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Hasil pengujian yang diperoleh, dapat dinyatakan bahwa penampil seven
segmen dapat bekerja dengan baik.
4.1.8. Modul Penyimpan Data (MMC)
Pengujian modul penyimpan data (data logger) dengan menggunakan MMC
dilakukan dengan dikoneksikan ke modul mikrokontroler. Langkah berikutnya
dengan menuliskan data ke MMC. Pengujian dilakukan dengan membuat file dan
mengisi file di MMC. Berikut ini hasil pengujian MMC seperti yang ditunjukkan
pada gambar 4.1:
38
Gambar 4.1. Hasil Pengujian Modul MMC
Berdasarkan hasil pengujian MMC bisa menyimpan data yang dikirimkan
sehingga bisa disimpulkan modul MMC dapat bekerja dengan baik.
4.2. Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Pengujian alat secara keseluruhan dilakukan dengan cara menggabungkan semua
modul yang telah dibuat. Pengujian dilakukan dengan tujuan untuk menunjukkan hasil
kerja sistem yang telah dirancang.
4.2.1. Intensitas Cahaya
Pengujian dilakukan dengan membandingkan alat yang dibuat dengan alat
pengukur intensitas cahaya Lutron LX-100. Hasil pengujian menunjukkan bahwa
alat yang dibuat masih belum sempurna. Berikut hasil pengujian:
39
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Pengukur Intensitas Cahaya
Jarak
Lampu
(cm)
30
32
34
39
44
50
53
56
59
65
70
78
85
Intensitas Cahaya (Lux)
LX-100
Alat yang dibuat
Ralat
(%)
480
400
300
200
150
100
90
80
70
60
50
40
35
478
401
302
202
150
101
90
80
70
61
51
40
37
0.42%
0.25%
0.67%
1%
0%
1%
0%
0%
0%
1.67%
2%
0%
5.71%
Rata-rata
0.98%
Gambar 4.2. Kurva Keluaran LX-100 dan Alat yang dibuat
Tabel 4.5 menunjukkan hasil pengujian pengukuran intensitas cahaya dan
dibandingkan dengan luxmeter Lutron LX-100. Alat ukur intensitas cahaya yang
dibuat belum bisa menunjukkan hasil yang sama dengan luxmeter Lutron LX-100
karena adanya ralat pengukuran.
40
4.2.2. Intensitas Suara
Pengujian dilakukan dengan membandingkan alat ukur yang dibuat dengan
SLM AMPROBE SM-10. Alat ukur diletakkan di tengah ruangan untuk
menghindari efek pemantulan dari permukaan disekitarnya. Pada kondisi tanpa
sumber suara dari Tone Generator alat ukur menunjukkan nilai intensitas kebisingan
sekitar 35 dB. Hal ini dikarenakan adanya kebisingan di sekitar ruangan. Berikut
hasil pengujian untuk jangkauan frekuensi 125 Hz – 8000 Hz menggunakan speaker
dengan tingkat kekerasan pelan:
Tabel 4.6. Pengujian pada frekuensi tertentu dan volume pelan
Intensitas Suara (dBC)
Frekuensi
(Hz)
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Ralat
(dB)
Keterangan
72
91
86
78
87
64
64
1
1
6
2
0
2
3
Volume
pelan
Rata-rata
1.67
Alat yang
dibuat
AMPROBE
SM-10
73
92
80
76
87
62
61
Gambar 4.3. Kurva Keluaran AMPROBE SM-10 dan Alat yang dibuat dengan
volume pelan
41
Berikut hasil pengujian untuk jangkauan frekuensi 125 Hz – 8000 Hz dengan
tingkat kekerasan sedang:
Tabel 4.7. Pengujian pada frekuensi tertentu dan volume sedang
Frekuensi
(Hz)
125
250
500
1K
2K
4K
8K
Intensitas Suara (dBC)
Ralat
(dB)
Keterangan
82
101
97
88
98
69
63
1
1
6
3
1
1
4
Volume
sedang
Rata-rata
1.89
Alat yang
dibuat
AMPROBE
SM-10
81
102
91
85
99
68
59
Gambar 4.4. Kurva Keluaran AMPROBE SM-10 dan Alat yang dibuat dengan
volume sedang
Berdasarkan hasil uji pengukuran intensitas suara menunjukkan hasil yang tidak
sama ketika dilakukan kalibrasi menggunakan SLM Amprobe SM-10. Hal
ini
ditunjukkan dengan adanya ralat hasil antara alat yang dibuat dengan Amprobe SM-10.
Perbedaan hasil pengukuran terjadi di seluruh frekuensi yang ditentukan.
42