40 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI Pada bab ini akan

BAB 4
IMPLEMENTASI DAN EVALUASI
Pada bab ini akan dijelaskan tentang spesifikasi, implementasi dan evaluasi yang
terdapat pada penelitian penulis.
4.1
Spesifikasi Sistem
Spesifikasi sistem pada penelitian ini dibagi menjadi dua bagian yaitu
spesifikasi perangkat keras dan spesifikasi perangkat lunak. Berikut merupakan
spesifikasi - spesifikasi yang terdapat di dalam sistem :
4.1.1
Spesifikasi Perangkat Keras
Spesifikasi dari perangkat keras (hardware) yang digunakan dalam
implementasi dan pengujian penelitian ini adalah sebagai berikut :
•
Komputer sebagai pengirim data serial ke rangkaian pengendali.
•
Menggunakan mikrokontroler AVR ATMega8 sebagai pusat pengolah
data serial dan pengendali intensitas lampu pada rangkaian
pengendali.
•
IC MAX232 dan IC MAX485 digunakan sebagai standar komunikasi
serial antara mikrokontroler dan komputer.
•
TRIAC sebagai pengatur daya pada beban / lampu.
40
41
•
LM7805 diperlukan untuk mengubah tegangan menjadi 5V yang
akan digunakan unutk mengaktifkan IC Max 485 dan ATMega8.
•
MOC3021 digunakan sebagai optocoupler yang berfungsi untuk
mengisolasi Litrik AC agar tidak terhubung langsung dengan Listrik
pengendali sehingga akan mencegah kerusakan pada rangkaian
pengendali ketika terjadi konsleting pada rangkaian AC.
•
Tegangan catudaya yang digunakan bersumber dari PLN, berfungsi
untuk mengaktifkan lampu dan rangkaian pengendali. Pada rangkaian
pengendali, sumber tegangan akan melewati trafo agar tegangan
berubah menjadi 9 volt.
•
Lampu pijar (bohlam) sebagai beban resistive yang akan diatur oleh
sistem.
•
Trafo step-down untuk menurunkan tegangan dari 220V menjadi 9V.
Berikut ini spesifikasi komponen perangkat keras :
Tabel 4.1 Spesifikasi komponen pada Pengirim Data
Pengirim Data
No
Nama Kompenen
Tipe
Jumlah
1
Komputer
Toshiba
1
2
RS 232
IC MAX 232
1
3
RS 485
IC MAX 485
1
Tabel 4.1 Spesifikasi komponen pada Pengirim Data
42
Tabel 4.2 Spesifikasi komponen pada Modul Pengendali
Modul Pengendali
No
Nama Komponen
Tipe
Jumlah
1
Mikrokontroler
ATMega8
2
2
Kristal
11,0592 MHz
2
3
Kapasitor
1000 µF 16V
2
0,1 nF
2
22 pF
4
4
Dioda Bridge
KBP 208
2
5
Regulator
7805
2
6
Dioda
1N4001
2
7
Transistor
BC548
6
8
TRIAC
BT136
2
9
Optocoupler
MOC 3021
2
10
Resistor
10 KΩ
4
4,7 KΩ
4
1 KΩ
10
100 KΩ
2
1,5 KΩ
2
IC MAX485
2
11
RS 485
Tabel 4.2 Spesifikasi komponen pada Modul Pengendali
43
4.1.2
Spesifikasi Perangkat Lunak
Spesifikasi pada perangkat lunak (software) yang digunakan
dalam implementasi dan pengujian penelitian adalah sebagai berikut :
•
Operating System yang digunakan pada PC adalah Microsoft
Windows XP Profesional Service Pack 3.
•
Menggunakan software Qt Creator untuk mengirim data serial dan
membuat GUI (Graphic User Interface) yang akan ditampilkan pada
PC .
•
AVR Studio digunakan untuk membuat, mensimulasikan, mendebug,
dan
mendownload
program
pengendali
lampu
ke
dalam
mikrokontroler.
4.2
Implementasi Sistem
Implementasi dari Pengaturan Lampu Panggung berbasis RS 485
mencakup proses persiapan dan prosedur pengoperasian alat.
4.2.1
Prosedur Persiapan Hardware dan Software
Beberapa langkah yang harus dilakukan untuk menjalankan modul
perangkat keras pada penelitian adalah sebagai berikut :
•
Menghubungkan Personal Computer dengan sumber catu daya.
44
•
Menghubungkan modul pengendali lampu dengan sumber catu
daya.
•
Menghubungkan beban atau lampu pada modul pengendali lampu
dengan sumber catu daya.
•
Menghubungkan PC dengan RS - 232 menggunakan kabel DB9
male to female standar komunikasi serial RS - 232.
•
Menghubungkan standar komunikasi serial RS - 232
pada PC
dengan standar komunikasi serial RS – 485 pada modul pengendali
lampu dengan menggunakan kabel UTP.
o Setelah semua
perangkat keras terhubung dengan benar maka
program “Light Dimmer” pada Qt Creator di PC dapat dijalankan.
Gambar 4.1 Modul Pengendali Lampu
Keterangan angka pada gambar 4.1 adalah
1. Dihubungkan ke catudaya 9V
2. Dihubungkan ke lampu dan catudaya 220V
3. Dihubungkan ke port RS - 232
45
4.2.2
Prosedur Pengoperasian
Setelah semua prosedur persiapan perangkat keras dan perangkat
lunak dilakukan dengan benar, maka sistem siap dioperasikan. Program
aplikasi “Light Dimmer” dijalankan, maka akan muncul tampilan sebagai
berikut :
Slider
Nilai
Tombol
Gambar 4.2 Tampilan Awal Aplikasi
Tombol
Keterangan dari gambar 4.2 adalah sebagai berikut :
o Terdapat 4 tombol pada tampilan aplikasi, yaitu Lamp 1, Lamp 2,
OFF, ON, dan 2 slider untuk mengatur lampu 1 atau lampu 2. Pada
tampilan awal, 2 slider masih belum aktif sehingga belum dapat
digunakan.
o Nilai pada tampilan adalah nilai yang dikirim untuk mengatur
intensitas lampu, semakin besar nilainya maka semakin redup lampu.
46
Nilai minimum adalah 30 dan nilai maksimum adalah 99. Pada
tampilan awal nilai akan bernilai 00 karena lampu menyala paling
terang pada saat awal. Nilai akan berubah ketika slider bergeser,
ketika slider digeser ke kiri maka nilai akan berkurang atau menurun
dan apabila slider di geser ke kanan, maka nilai akan bertambah atau
meningkat.
Langkah – langkah pengoperasian GUI adalah sebagai berikut :
o Tombol Lamp 1 digunakan untuk memilih lampu 1. Ketika Lamp 1
di klik, maka slider untuk mengatur intensitas lampu 1 akan aktif,
sehingga kita bisa mengatur terang dan redup lampu 1. Nilai pada
lampu 1 juga akan berubah sesuai slider lampu 1, sedangkan nilai
pada lampu 2 tidak berubah. Tampilannya seperti gambar dibawah :
Gambar 4.3 Tampilan Ketika Lamp 1 di Klik
o Tombol Lamp 2 digunakan untuk memilih lampu 2. Ketika Lamp 2
di klik, maka slider untuk mengatur intensitas lampu 2 akan aktif dan
slider untuk mengatur lampu 1 kembali non aktif. Nilai pada lampu 2
akan berubah sesuai slider lampu 2, sedangkan nilai pada lampu 1
tidak akan berubah. Tampilannya seperti gambar dibawah :
47
Gambar 4.4 Tampilan Ketika Lamp 2 di Klik
o Tombol OFF digunakan untuk mematikan lampu secara bersamaan.
Ketika tombol OFF di klik, maka kedua slider pada tampilan akan di
nonaktifkan bersamaan. Nilai pada tampilan juga akan berubah
menjadi 99 karena untuk mematikan lampu kita perlu mengirimkan
nilai 99. Tampilannya seperti gambar dibawah :
Gambar 4.5 Tampilan Ketika tombol OFF di Klik
o Tombol ON digunakan untuk menyalakan lampu (maksimal) secara
bersamaan. Ketika tombol ON di klik, maka kedua slider pada
tampilan akan di nonaktifkan bersamaan. Nilai pada tampilan juga
akan berubah menjadi 30 karena untuk menyalakan lampu ke terang
48
maksimal cukup mengirimkan nilai 30. Tampilannya seperti gambar
dibawah :
Gambar 4.6 Tampilan Ketika tombol ON di Klik
4.3
Evaluasi Sistem
Pada bagian ini dilakukan analisa terhadap hasil yang didapat pada saat
implementasi ke sistem. :
4.3.1
Hasil Pengamatan Interrupt yang Dihasilkan oleh Zero Crossing
Detector
Hasil pengamatan osiloskop pada pin int0 dan port B.1 dari
atmega8 seperti pada gambar 4.7. Sinyal yang atas merupakan sinyal dari
zero crossing detector yang akan masuk ke pin int0 pada atmega8 sebagai
interrupt. Mode interrupt yang digunakan adalah mode falling edge.
49
Zero
Crossing
Detector
ATMega8
Gambar 4.7 Hasil Pengukuran Osiloskop
Ketika
terjadi
falling
edge
yang
menandakan terjadinya interrupt, maka
sinyal akan berubah menjadi high.
Sinyal akan bertahan di high selama
belum terjadi overflow pada timer0.
Timer overflow inilah yang akan menjadi
delay
delay. Saat terjadi overflow, maka delay
akan bernilai 0 dan sinyal akan berubah
menjadi low. Lamanya delay akan mempengaruhi waktu pemicuan pada
TRIAC.
50
4.3.2
Pengamatan pengaruh delay terhadap intesitas lampu
Gambar 4.8 Sinyal pemicu
Pada gambar diatas menunjukan, ketika terjadi trigger pada gate
triac melalui perubahan pulsa yang dikeluarkan oleh mikrokontroler maka
akan ada arus yang mengalir pada kaki – kaki triac, sehingga lampu akan
menyala. Intensitas lampu kemudian akan berubah sesuai daya yang
melewati TRIAC ketika terjadi trigger.
Pada rangkaian pengendali lampu, waktu pemicuan (trigger)
ditentukan oleh delay pada mikrokontroler (gambar 4.7). Semakin besar
nilai delay, maka waktu pemicuan semakin lambat menyebabkan daya
yang mengalir pada TRIAC mengecil dan lampu menjadi redup.
Berikut tabel hubungan antara lama delay, dan intensitas lampu :
51
Nilai Timer
(Nilai Delay)
Panjang Gelombang
(ms)
Intensitas Lampu
(lux)
145
High 10 (lama delay)
Low 0
0
155
High 9,3 (lama delay)
Low 0,7
0
165
High 8,4 (lama delay)
Low 1,6
2
175
High 7,5 (lama delay)
Low 2,5
5
185
High 6,6 (lama delay)
Low 3,4
33
195
High 5,8 (lama delay)
Low 4,2
80
205
High 4,7 (lama delay)
Low 5,3
125
215
High 3,5 (lama delay)
Low 6,5
370
225
High 2,4 (lama delay)
Low 7,6
370
235
High 1,2 (lama delay)
Low 8,8
370
Tabel 4.3 Pengaruh nilai timer terhadap panjang dan intesitas lampu
Alat yang digunakan untuk pengukuran adalah osiloskop untuk
menghitung panjang gelombang dengan satuan ms, dan lux meter untuk
mengukur intensitas atau terangnya cahaya dengan satuan lux.
Berdasarkan percobaan diatas menunjukkan bahwa lampu akan
mati dengan memberi delay sebesar 155 kebawah dan lampu akan terang
maksimal ketika diberi delay sebesar 215 keatas.
52
4.3.3
Pengujian Program GUI
Pada pengujian terhadap program GUI, fungsi yang diuji adalah
menyalakan, mematikan dan mengatur intensitas lampu.
Gambar 4.9 GUI
Hasil pengujian menunjukkan bahwa GUI / tampilan telah sesuai
fungsinya ke perangkat pengendali lampu. Berikut hasil pengujian :
•
Ketika tombol “OFF” diklik, kedua lampu akan mati secara
bersamaan.
•
Ketika tombol “ON” diklik, kedua lampu akan menyala paling terang
secara bersamaan.
•
Ketika tombol “Lamp 1” diklik, slider akan aktif. Apabila slider di
ubah –ubah, intensitas lampu 1 juga berubah sesuai dengan nilai yang
terdapat pada tampilan.
•
Ketika tombol “Lamp 2” diklik, slider akan aktif. Apabila slider di
ubah –ubah, intensitas lampu 2 juga berubah sesuai dengan nilai yang
terdapat pada tampilan.
53
4.3.4
Pengujian Pengendali Lampu terhadap Lampu Induktif
Pengujian juga dilakukan terhadap lampu induktif dengan
menggunakan Tubular Lamp (TL) sebagai contoh lampu, namun lampu
tidak menyala ketika disambungkan ke rangkaian. Oleh karena itu penulis
menggunakan rangkaian yang sedikit berbeda dengan rangkaian untuk
mengendalikan lampu pijar. Rangkaian pengendali lampu induktif
menambahkan kapasitor dan induktor pada driver TRIAC, seperti pada
gambar dibawah :
Gambar 4.10 Driver TRIAC beban Induktif
Pengujian dilakukan lagi dengan menggunakan rangkaian driver TRIAC
seperti gambar diatas, hasilnya lampu induktif dapat diatur dengan baik
dan stabil. Setelah pengujian pada lampu induktif berhasil, penulis
kemudian mengganti lampu induktif dengan lampu pijar menggunakan
rangkaian yang sama (gambar 4.10). ternyata lampu pijar juga bisa
menyala namun tidak maksimal.
54
Gambar 4.11 Lampu pijar pada rangkaian induktif