bab iv hasil dan uji coba - potensi utama repository

BAB IV
HASIL DAN UJI COBA
IV.1 Tampilan Hasil
Pada bab ini, akan ditampilkan hasil dari aplikasi pengontrolan peralatan
listrik rumah tangga berbasis interfacing komputer dan SMS yang telah dirancang
dalam skripsi ini.
IV.1.1 Tampilan Hasil Hardware
Berikut adalah tampilan dari hardware yang dirancang dalam aplikasi
pengontrolan peralatan listrik rumah tangga berbasis interfacing komputer dan SMS.
Gambar IV.1. Tampilan Hasil Rangkaian
56
57
Hardware di atas merupakan hardware simulasi aplikasi pengontrolan
peralatan listrik rumah tangga berbasis interfacing komputer dan SMS. Terlihat pada
gambar IV.1, aplikasi ini terdiri dari beberapa bola lampu pijar, kipas, dan steker,
serta handphone nokia 3310 sebagai pengirim sms gateway, dan adaptor sebagai
sumber tegangan.
IV.1.2 Tampilan Hasil Interface (Antarmuka)
Berikut ini adalah tampilan hasil antarmuka pada aplikasi pengontrolan
peralatan listrik rumah tangga berbasis interfacing komputer dan SMS yang
dibangun.
1. Tampilan Hasil Awal (Dalam Keadaan Standby)
Form tampilan awal adalah form yang berfungsi untuk melakukan
pengontrolan peralatan listrik rumah tangga. Pada form ini terdapat 4 (empat)
pengontrol lampu, 2 (dua) pengontrol steker, dan 2 (dua) pengontrol kipas. Serta text
yang akan menampilkan status dari kondisi pengontrolan. Form tampilan awal selain
dapat melakukan pengontrolan secara langsung juga dapat menerima input dari sms
pengontrol yang dikirim untuk mematikan atau menyalakan alat listrik rumah tangga
yang ada. Hal itu dapat dilakukan dengan cara si pemilik rumah yang no handphonenya telah didaftarkan mengirimkan sms berupa kode “a” atau “b” atau “c” dsb ke
dalam sistem. Selanjutnya sistem rangkaian relay akan memberikan arus atau kondisi
1 pada sistem minimum, setelah itu sistem minimum akan memberikan informasi
kekomputer dan akan menampilkan kondisi atau alat rumah tangga mana yang akan
dinyalakan pada aplikasi tersebut (lihat gambar IV.2.)
58
Gambar IV.2. Tampilan Hasil Awal (Form Dalam Keadaan Standby)
59
2. Tampilan Hasil Lampu 1 Menyala
Jika sms masuk dari pengirim untuk menyalakan lampu 1, maka pengirim
harus mengirimkan karakter “a” ke nomor sms gateway dan secara otomatis label
lampu 1 akan berubah warna menjadi warna hijau (lampu dalam keadaan “ON”) dan
teks status akan menginformasikan “lampu 1 menyala” Selain menggunakan sms,
pengontrolan alat listrik rumah tangga juga dapat dilakukan secara langsung dengan
menggunakan kontrol tombol on/off pada interface aplikasi (lihat gambar IV.3.)
Gambar IV.3. Tampilan Hasil Lampu 1 Menyala
60
3. Tampilan Hasil Lampu 1 Padam
Jika sms masuk dari pengirim untuk mematikan lampu 1, maka pengirim
harus mengirimkan karakter “b” ke nomor sms gateway dan secara otomatis label
lampu 1 akan berubah warna menjadi warna hitam (lampu dalam keadaan “OFF”)
dan teks status akan menginformasikan “lampu 1 padam” Selain menggunakan sms,
pengontrolan alat listrik rumah tangga juga dapat dilakukan secara langsung dengan
menggunakan kontrol tombol on/off pada interface aplikasi (lihat gambar IV.4.)
Gambar IV.4. Tampilan Hasil Lampu 1 Padam
61
IV.2 Analisa Hasil Yang Dicapai
Dalam menganalisa hasil yang dicapai, barometer analisa kebutuhan
fungsional dan nonfungsional sebagaimana yang telah di cantumkan dalam bab III.
IV.2.1. Analisa Hasil Kebutuhan Fungsional
Kebutuhan fungsional adalah jenis kebutuhan yang berisi proses-proses apa
saja yang nantinya dilakukan oleh sistem. Kebutuhan fungsional juga berisi
informasi-informasi apa saja yang harus ada dan dihasilkan oleh sistem. Berikut
kebutuhan fungsional yang terdapat pada sistem yang dibangun :
1.
Sensor relay I/O board yang dirancang mampu melakukan kondisi peralatan
listrik rumah tangga apakah dalam kondisi on atau off.
2.
Komputer harus mampu berkomunikasi dengan sistem minimum microcontroller
untuk melakukan proses pengontrollan peralatan listrik.
3.
Aplikasi secara integratif harus mampu untuk bekerja secara optimal, dimana
rangkaian sistem kontrol harus terkoneksi tanpa ada hambatan dengan komputer
dan HP.
62
IV.2.2. Analisa Hasil Kebutuhan NonFungsional
Kebutuhan ini adalah tipe kebutuhan yang berisi properti perilaku yang
dimiliki oleh sistem. Berikut adalah kebutuhan nonfungsional yang dimiliki sistem :
1. Operasional
a.
Dibangun dengan menggunakan VB.Net 2008 sebagai tools pemrograman
dipadukan dengan memanfaatkan MySQL versi 5 sebagai aplikasi pendukung
basis data.
b.
Aplikasi yang dibangun hanya dapat berjalan pada sistem operasi Windows 32
bit (Windows XP), tidak pada sistem operasi lainnya, dengan hardware
minimum adalah processor setara Pentium IV dan Memori 512 MB.
Dengan spesifikasi di atas, maka komponen-komponen yang dibutuhkan
untuk membangun dan menguji aplikasi ini adalah :
i. Komponen berupa :
i.a. Paket software Visual Studio 2008
i.b. PC dengan Processor IV, Memori 512 MB, Kartu Grafik 128 MB
i.c. Rangkaian Sensor Banjir yang terdiri atas rangkaian switch magnetik dan
receiver yang dirangkai sendiri serta sistem minimum microcontroller
ATMega 8535 sebagai terminal kontrol.
i.d. Konektor DB-9 untuk port serial
ii. Alat uji yang digunakan untuk menguji adalah :
i.a. PC dengan Processor Pentium IV, Memori 512MB, Kartu Grafik 128 MB
63
i.b. Voltmeter DC
2. Kinerja
a.
Sistem yang dirancang harus mampu melakukan kondisi peralatan listrik
rumah tangga apakah dalam kondisi on ataukah off.
b.
Komputer
harus
mampu
berkomunikasi
dengan
sistem
minimum
microcontroller untuk melakukan proses pengontrollan peralatan listrik.
c.
Aplikasi secara integratif harus mampu untuk bekerja secara optimal, dimana
rangkaian sistem kontrol harus terkoneksi tanpa ada hambatan dengan
komputer dan HP.
IV.3. Implementasi Dan Hasil Uji Coba
IV.3.1. Pengujian Software
Adapun tujuan pengujian software adalah untuk mengetahui bahwa program
serta perangkat yang berhubungan dengan PC telah dapat menjalankan fungsinya
dengan baik. Dalam pengujian ini diperlukan peralatan–peralatan sebagai berikut :
1. Laptop dengan spesifikasi Intel Celeron 1,86GHz ke atas.
2. Sistem operasi Windows XP.
3. Visual Studio 2008 dan MySQL versi 5 sebagai aplikasi pendukung basis data
4. Hardware (meliputi konektor DB 9 dan USB to serial converter)
Pengujian awal dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ke Laptop. USB
to serial converter dihubungkan ke DB 9 female yang ada di rangkaian, selanjutnya
64
membuat program dengan menggunakan bahasa pemrograman Visual Studio 2008
untuk mengendalikan port serial.
IV.3.2. Pengujian Port Serial
Untuk mengendalikan port serial dengan menggunakan bahasa pemrograman
Visual Studio 2008, digunakan kontrol MSComm. Kontrol MSComm menyediakan
fasilitas komunikasi antara program aplikasi yang kita buat dengan port serial untuk
mengirim atau menerima data melalui port serial. Setiap MSComm hanya menangani
satu port serial sehingga jika kita ingin menggunakan lebih dari satu port serial, kita
juga harus menggunakan MSComm sebanyak port serial yang kita pakai.
IV.3.2.1. Properti MSComm
Jumlah properti pada MSComm sangat banyak sehingga kita tidak akan
membahas seluruhnya. Kita hanya akan membahas beberapa properti yang perlu kita
ketahui sebelum kita dapat menggunakan MSComm. Properti-properti yang sering
dipakai adalah sebagai berikut :
1. CommPort : Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang dipakai
2. Setting : Digunakan untuk menset nilai baut rate, pariti, jumlah bit data,
dan jumlah bit stop
3. PortOpen : Digunakan untuk membuka ataupun menutup port serial yang
dihubungkan dengan MSComm ini
4. Input : Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer penerima
5. Output : Digunakan untuk menulis data string pada buffer kirim
65
Berikut adalah contoh penggunaan properti tersebut untuk komunikasi
menggunakan modem.
Private Sub Form_Load ( )
MSComm1.CommPort = 1
MSComm1.Settings
= “9600,8,1”
MSComm1.InputLen
=0
MSComm1.PortOpen
= True
MSComm1.OutPut
= “ATV1Q0” & chr$ (13)
Do
DoEvents
Buffer$ = Buffer$ & MSComm1.Input
Loop Until InStr (Buffer$, “OK”, & vbCLRF)
MSComm1.PortOpen = False
End sub
Kode-kode program pada prosedur di atas akan melakukan aksi
sebagai
berikut :
d. Port serial yang digunakan adalah COM 1
e. Setting MSComm adalah baud rate 9600, tanpa paritas, jumlah data 8 bit, dan
jumlah bit stop adalah 1
f. Memerintahkan kontrol MSComm membaca seluruh isi buffer ketika
menggunakan perintah Input (MSComm1.InputLen=0)
66
g. Membuka port serial
h. Mengirim perintah “ATV1Q0” diikuti ASCII 13 (enter) ke odem
i. Menunggu modem mengirimkan jawaban “OK” ke komputer
j. Menutup port serial
IV.3.2.2. Even Pada MSComm
MSComm hanya mempunyai satu even saja, yaitu even OnComm. Even ini
dibangkitkan jika nilai properti dari CommEvent berubah yang mengindikasikan
telah terjadi even pada port serial baik even komunikasi maupun even error. Tabel
IV.1 dan Tabel IV.2 berikut adalah nilai-nilai dari properti CommEvent. Nilai
properti ini tidak tersedia pada design time, tetapi hanya dapat dibaca pada saat run
time.
Tabel IV.1 Nilai-Nilai Properti Even Error Pada CommEvent
Konstanta
Keterangan
comEventFrame
Hardware mendeteksi adanya kesalahan framing
comEventRxParity
Hardware mendeteksi adanya kesalahan pariti
comEventRxOver
Buffer penerima mengalami over flow, tidak ada ruang
kosong lagi pada buffer penerima
comEventTxFull
Buffer kirim penuh
comEventOverrun
Port mengalami overrun
comEventBreak
Sinyal break diterima
comEvenDCB
Mendapatkan kembali Device Control Block (DCB)
dari port serial
67
Tabel IV.2 Nilai-nilai Properti Even Komunikasi Pada CommEvent
Konstanta
comeEvSend
Keterangan
Jumlah karakter pada buffer kirim lebih sedikit daripada nilai
properti Sthreshold. Even ini akan dibangkitkan jika nilai pada
properti Sthreshold tidak isi „0‟.
comEvReceive
Telah diterima karakter sebanyak nilai properti Rthreshold. Even
ini akan dibangkitkan terus menerus sampai data diambil dari
buffer penerima menggunakan perintah Input. Even ini akan
dibangkitkan jika nilai pada properti Rthreshold tidak diisi „0‟.
comEvCTS
Terjadi perubahan pada saluran Clear to Send
comEvDSR
Terjadi perubahan pada saluran Data Set Ready
comEvCD
Terjadi perubahan pada saluran Carier Detect
ComEvRing
Terdeteksi adanya sinyal Ring
Com EvEOF
Karakter End of File diterima
Berikut adalah contoh penggunaan even OnComm untuk
menggunakan mikrokontroler. Akan dibaca even comEvReceieve :
Private Static Sub MSComm1_OnCom ( )
Dim Buffer as variant
Select case MSComm1.commEvent
Case comEvReceieve
If MSComm1.InBuffer Count >= 3 then
Buffer = CStr (MSComm1.Input)
If Mid (Buffer, 1, 1) = “0” then
komunikasi
68
If Mid (Buffer, 2, 1) = “K” then
StatusBar1.panels (“value”) .text = “Value : “ & Asc (Mid (Buffer, 3, 1))
StatusBar1.panels (“Status”).text = “Status : connect”
End if
End if
End if
End select
End Sub
Kode-kode program pada prosedur di atas akan melakukan aksi sebagai
berikut :
a. Mendeteksi even comEvReceive, kemudian menentukan apakah sudah diterima
tiga buah karakter pada buffer penerima.
b. Menentukan apakah karakter yang diterima adalah karakter „OK‟. Jika karakter
yang diterima adalah karakter „OK‟, maka akan diubah nilai „Value‟ dan nilai
„Status‟ pada properti kontrol StatusBar1.
Hampir semua komponen digital bekerja pada level tegangan-tegangan TTL.
Dalam membentuk saluran RS232 diperlukan pengubahan level tegangan timbal
balik antara TTL-RS232. Hal ini dilakukan oleh IC MAX232 yang berisikan 2 buah
RS232 Line Driver dan 2 buah Line Receiver. Dalam IC tersebut dilengkapi dengan
penggandaan tegangan DC sehingga meskipun catu daya untuk IC MAX232 hanya +
5 Volt, ia sanggup melayani level tegangan RS232 antara -10 Volt sampai 10 Volt.
69
Gambar IV.8. Rangkaian Driver RS232
IV.3.2.3. Relay
Relay adalah komponen yang terdiri dari sebuah kumparan berinti besi yang
akan menghasilkan elektromagnet ketika kumparannya dialiri oleh arus listrik.
Elektromagnet ini kemudian menarik mekanisme kontak yang akan menghubungkan
kontak Normally-Open (NO) dan membuka kontak Normally-Closed (NC). Sedikit
menjelaskan, kata Normally disini berarti relay dalam keadaan non-aktif atau nonenergized, atau gamblangnya kumparan relay tidak dialiri arus. Jadi kontak
Normally-Open (NO) adalah kontak yang pada saat Normal tidak terhubung, dan
kontak Normally-Closed (NC) adalah kontak yang pada saat Normal terhubung.
Singkat saja, karakteristik relay antara lain adalah tegangan kerja
koil/kumparan. Ada yang 5Vdc, 12Vdc, 24Vdc, 36Vdc, hingga 48Vdc. Kalau ada
relay DC yang tegangan kerja koilnya selain itu tolong dibagi informasinya lewat
komentar. Tegangan kerja adalah tegangan yang harus diberikan kepada koil agar
70
relay dapat bekerja. Selain itu ada karakteristik kemampuan kontak relay. Bisa 3A,
5A, 10A, atau lebih. Maksudnya adalah arus maksimal yang mampu dialirkan oleh
kontak relay adalah sesuai dengan karakteristiknya, jadi bisa 3A, 5A, atau 10A.
Gambar III.8. Relay I/O Board
Komponen aktif rangkaian di atas adalah 2 buah transistor jenis NPN yang
disusun secara Darlington. Transistor ini berfungsi sebagai saklar elektronik yang
akan mengalirkan arus jika terdapat arus bias pada kaki basisnya, dan akan
menyumbat arus jika tidak terdapat arus bias pada kaki basisnya. Relay yang dapat
digunakan dengan rangkaian ini adalah relay dengan tegangan kerja koil antara 5Vdc
hingga 45Vdc. Jika relay yang digunakan membutuhkan tegangan kerja diatas 45Vdc,
maka gantilah transistor C828 dengan transistor yang memiliki tegangan kerja lebih
besar seperti BD139 misalnya.
71
Untuk relay-relay kecil dengan tegangan kerja 5V – 24V, untuk lebih menghemat
biaya, transistor TIP31C dapat diganti dengan C828 atau NPN sejenis. Untuk relayrelay besar, maka transistor TIP31C sudah lebih dari cukup untuk mengaktifkan relay
dengan mantap.
Berikut adalah sedikit contoh perhitungan praktis (bukan teoritis seperti ketika
sekolah atau kuliah) dalam perancangan rangkaian driver relay menggunakan
transistor darlington.
Pertama-tama lakukan pengukuran resistansi kumparan relay. Sebagai contoh
disini saya gunakan relay SPDT 12V dengan kapasitas arus 5A. Dari hasil
pengukuran nilai resistansi kumparan relay adalah sebesar 358 ohm (boleh jadi Anda
akan mendapatkan nilai yang berbeda). Dengan demikian arus yang ditarik adalah
sebesar 12V / 358 Ohm = 33,5 mA. Sehingga transistor harus dapat menghasilkan
arus sedikitnya 2-3 kali lebih besar dari 33,5 mA, yakni sekitar 100 mA (dalam
contoh ini saya menggunakan faktor pengali 3).
Transistor yang digunakan adalah 2 buah transistor NPN tipe C828 yang murah dan
mudah sekali didapatkan dipasaran. Transistor C828 memiliki penguatan arus DC
(hfe) sekitar 130 – 520 kali tergantung dari grup tipe transistornya.Tapi daripada
bingung, kita anggap saja penguatan arusnya sebesar 100 kali. Transistor C828
memiliki VBE = 0,8V.
Transistor disusun secara Darlington sehingga penguatan arusnya menjadi 100
x 100 = 10.000 kali. Selanjutnya arus basis minimal dapat dihitung sebesar: Ib = 100
/ 10000 = ±10 uA. Jika VBE bernilai 0,8 volt dan tegangan keluaran logika 1
72
mikrokontroler bernilai 4,8 volt, maka RB dapat dihitung sebagai berikut: RB = (4,8
– 0,8 – 0,8) / 10E-6 = 320000 ohm.
Jika digunakan pada mikrokontroler AVR, maka rangkaian tersebut akan
bekerja sangat baik tanpa masalah, karena pada saat kondisi RESET, semua port I/O
AVR berada pada kondisi high-impedance.
Berbeda halnya jika digunakan pada mikrokontroler AT89S. Pada saat
RESET, semua port I/O MCS-51 berada pada kondisi High berlogika 1, sehingga
selama RESET, relay akan aktif sejenak. Untuk itu, pada program inisialisasi
haruslah mengeset port I/O yang digunakan untuk memicu relay ke kondisi Low.
Solusi lain yang lebih baik adalah menggunakan driver relay yang aktif-low.
Solusi lain jika aplikasi kita menggerakkan banyak relay, maka dapat
digunakan IC ULN2003A, yang memiliki 7 buah transistor darlington yang siap
digunakan untuk menggerakkan relay.
IV.4 Kelebihan dan Kekurangan
IV.4.1. Kelebihan Dari Aplikasi Yang Dirancang
Adapun kelebihan aplikasi pengontrolan peralatan listrik rumah tangga
berbasis interfacing dan SMS gateway adalah sebagai berikut :
1.
Pengontrolan terhadap peralatan listrik rumah tangga sudah dapat dilakukan
dengan cara terkomputerisasi, sehingga dapat menghemat energi listrik yang
tidak diperlukan.
73
2.
Aplikasi dirancang berbasis sms gateway sehingga memberikan kemudahan bagi
pemilik rumah untuk melakukan pengontrolan peralatan listrik rumah tangga
walaupun pemilik rumah tidak sedang berada di rumah.
3.
Proses pengontrolan dapat berlangsung selama 24 jam, tanpa perlu ada petugas
yang selalu mengawasi setiap saat.
IV.4.2 Kekurangan Dari Aplikasi Yang Dirancang
Adapun kekurangan aplikasi pengontrolan peralatan listrik rumah tangga
berbasis interfacing dan SMS gateway adalah sebagai berikut :
1. Aplikasi hanya dapat dijalankan pada system operasi windows, tidak pada sistem
operasi lainnya.
2. Karena aplikasi dibangun dengan bahasa pemrograman Visual Basic.Net 2008
maka tidak dapat digunakan untuk komputer dengan kapasitas memori dibawah
512 MB dan dibawah Pentium IV.
3. Aplikasi ini masih menggunakan USB to serial converter, sehingga komunikasi
datanya masih lambat.