BAB IV PENGUJIAN DAN EVALUASI SISTEM. perangkat lunak dari alat yang dirancang, serta integrasi keduanya. Tujuan dari

Transkripsi

1 BAB IV PENGUJIAN DAN EVALUASI SISTEM Brikut ini akan dijlaskan tntang pngujian prangkat kras dan prangkat lunak dari alat yang dirancang, srta intgrasi kduanya. Tujuan dari pngujian disini adalah untuk mngtahui apakah stiap prangkat sistm tlah brfungsi dngan baik... Prosdur Pngujian Prangkat Kras Pngujian trhadap prangkat kras mliputi pngujian pada PPI, DAC, ADC, Drivr Motor DC, Tachognrator, Rangkaian Pnyarah dan Rangkaian Plmah. Pngujian prangkat kras mngacu pada prancangan prangkat kras sprti yang tlah dijlaskan pada Bab III... PPI Pngujian PPI 8255 brknaan dngan input - output ktiga port yang ada. Untuk mngujinya dibutuhkan program sdrhana. Brikut adalah program untuk mnguji klayakan stiap port dalam Turbo C++ : #includ #includ #includ #includ <stdio.h> <dos.h> <conio.h> <iostram.h> #dfin PortA 0x0 #dfin PortB 0x #dfin PortC 0x2 #dfin Cw 0x int main(void) { outportb (Cw,0x80); // k tiga port PPI dist untuk Output smua do { outportb (PortA,0x0); // lampu k- 8 mnyala dlay(500); outportb (PortA,0x02); // lampu k- 7 mnyala dlay(500); outportb (PortA,0x0); // lampu k- 6 mnyala dlay(500); outportb (PortA,0x08); // lampu k- 5 mnyala 57

2 58 dlay(500); outportb (PortA,0x0); // lampu k- mnyala dlay(500); outportb (PortA,0x20); // lampu k- mnyala dlay(500); outportb (PortA,0x0); // lampu k- 2 mnyala dlay(500); outportb (PortA,0x80); // lampu k- mnyala dlay(500); outportb (PortA,0xFF); // smua lampu mnyala dlay(500); outportb (PortA,0x00); // smua lampu padam /* Port B */ outportb (PortB,0x0); // lampu k- 8 mnyala dlay(500); outportb (PortB,0x02); // lampu k- 7 mnyala dlay(500); outportb (PortB,0x0); // lampu k- 6 mnyala dlay(500); outportb (PortB,0x08); // lampu k- 5 mnyala dlay(500); outportb (PortB,0x0); // lampu k- mnyala dlay(500); outportb (PortB,0x20); // lampu k- mnyala dlay(500); outportb (PortB,0x0); // lampu k- 2 mnyala dlay(500); outportb (PortB,0x80); // lampu k- mnyala dlay(500); outportb (PortB,0xFF); // smua lampu mnyala dlay(500); outportb (PortB,0x00); // smua lampu padam /* Port C */ outportb (PortC,0x0); // lampu k- 8 mnyala dlay(500); outportb (PortC,0x02); // lampu k- 7 mnyala dlay(500); outportb (PortC,0x0); // lampu k- 6 mnyala dlay(500); outportb (PortC,0x08); // lampu k- 5 mnyala dlay(500); outportb (PortC,0x0); // lampu k- mnyala dlay(500); outportb (PortC,0x20); // lampu k- mnyala dlay(500); outportb (PortC,0x0); // lampu k- 2 mnyala dlay(500); outportb (PortC,0x80); // lampu k- mnyala dlay(500); outportb (PortC,0xFF); // smua lampu mnyala dlay(500); outportb (PortC,0x00); // smua lampu padam } whil (!kbhit()); outportb (PortA,0x00); outportb (PortB,0x00); outportb (PortC,0x00); rturn 0; } Stlah program dibuat maka langkah slanjutnya adalah mnghubungkan ktiga Port PPI dngan Rangkaian I/O mlalui kabl data. Slanjutnya, program dijalankan dan hasil pngujian dapat dilihat pada Tabl.. Ouput yang diinginkan adalah lampu akan mnyala scara brurutan dari lampu k-8 sampai lampu k- pada Port A hingga mnyala smua lalu padam smua

3 59 dan brganti k Port B dan Port C dngan urutan yang sama sampai lampu padam smua apabila ada pnkanan tombol pada kyboard. Tabl. Hasil pngujian modul PPI Port Nilai Hksa pada Lampu LED outport(port,hksa) A FF H 0 B FF H C FF H Ktrangan : = Lampu LED nyala. 0 = Lampu LED padam. Analisa hasil pngujian pada ktiga port PPI yang ada, sbagai brikut, ssuai pada Tabl. diatas bahwa pada Port A pada lampu LED k dlapan padam yang sharusnya mnyala, dari hasil trsbut maka Port A pada PPI yang digunakan pada tugas akhir ini tidaklah layak untuk digunakan, kmudian untuk Port B dan Port C layak digunakan karna output-nya ssuai...2 DAC Pngujian pada DAC mnggunakan Rangkaian I/O dan Multimtr, Rangkain I/O digunakan sbagai tgangan masukan dalam bntuk digital untuk DAC, sdangkan pnunjukan bsaran tgangan pada multimtr sbagai output dari DAC (sinyal analog). Sblumnya dipastikan tgangan input Vcc sbsar +5V, tgangan Vrf 2V, tgangan V -2V, dan juga ground. Karna input DAC ada 8 bit dan Vrf yang digunakan adalah sbsar 2V, maka prubahan 2 untuk stiap bit nya adalah = 0.07V. 255

4 60 Slanjutnya pngujian di lanjutkan dngan mnggsr gsr saklar DIP Switch pada rangkain I/O sbagai prwakilan dari prubahan bit kmudian di priksa ouput DAC dngan Multimtr yang mnunjuk pada Voltmtr Tabl.2 Hasil pngujian modul Rangkaian DAC No Saklar DIP Switch (Pin input DAC) Tgangan Output (V) D7 D6 D5 D D D2 D D Ktrangan : = Pada posisi ON 0 = Pada posisi OFF Analisa untuk hasil pngujian DAC yang ada pada Tabl.2 sbagai brikut, dngan Vrf 2V maka prubahan tiap bitnya sbsar 0.07V, jadi bila tgangan input 0 dsimal atau k dlapan saklar pada posisi OFF maka output-nya haruslah 0V, apabila kdlapan saklar pada posisi ON atau tgangan input 255

5 6 dsimal, maka tgangan output-nya haruslah sbsar 2V. Dari Tabl.2 diatas hasil yang didapat sudah ssuai, maka DAC layak digunakan... ADC Pngujian Rangkaian ADC dapat mnggunakan sbuah Potnsio Multitun dan Rangkaian I/O. Tapi sblumnya, dipastikan trlbih dahulu nilai clock-nya sudah sbsar 600KHz dngan mlihat bsarnya Rsistor dan Kapasitor yang trpasang pada clock intrnal. Slanjutkan mnguji ADC dngan mmutar Potnsio Multitun yang trhubung k tgangan 5V dan ground sbagai prwakilan dari prubahan nilai tgangan input ADC dan mnggunakan Rangkaian I/O sbagai output dari ADC yang brbntuk tgangan digital. Tabl. Hasil pngujian modul Rangkaian ADC No Tgangan Lampu LED (Pin Output ADC) Input (V) D7 2 D6 D5 D 5 D 6 D2 7 D 8 D Ktrangan : = Lampu Nyala. 0 = Lampu Padam. Analisa k- pada rangkaian ADC, apabila Potnsio Multitun diputar maksimal k arah ground maka smua lampu LED di Rangkaian I/O haruslah padam smua, sbaliknya apabila Potnsio Multitun diputar maksimal karah

6 62 5V lampu pada Rangkaian I/O harus mnyala smua. Dari Tabl. dapat dilihat bahwa input dan output rangkaian ADC sudah ssuai, shingga ADC layak untuk digunakan... Drivr Motor DC Pngujian Drivr Motor DC ditkankan pada pngukuran arus sblum dan ssudah mmasuki rangkaian Drivr, karna mngingat fungsinya disini hanya sbatas untuk mnguatkan arus dari tgangan yang dihasilkan olh DAC untuk tgangan input Motor DC. Cara pngujian Drivr Motor DC dapat mnggunakan Multimtr dngan mnunjuk pada Amprmtr, titik yang diuji adalah ouput dari DAC srta ouput dari Drivr motor DC. Tabl. Hasil pngukuran arus pada Drivr Motor DC Motor DC Motor DC Arus Output DAC (ma) Arus Output Drivr (A) Arus Output DAC (ma) Tgangan Input (V) Ktrangan : 0 (nol), karna Motor DC tidak brputar Arus Output Drivr (A) Analisa untuk Drivr Motor DC ditkankan pada pnguatan arus sblum dan ssudah mlwati rangkaian Drivr Motor DC. Dari Tabl. tlah

7 6 di dapatkan pnguatan arus sbsar ±00 kali dari tgangan output DAC (input Motor DC). Shingga Rangkaian Drivr sudah layak untuk digunakan...5 Rangkaian pnyarah Pngujian pada Rangkaian Pnyarah dilakukan dngan mnggunakan Osiloskop yang ada di Laboratorium Kontrol srta Multimtr. Pnggunaan Osiloskop untuk mlihat bntuk sinyal tgangan sblum dan ssudah masuk k Rangkaian Pnyarah, sdangkan Multimtr untuk mlihat jnis dan bsarnya tgangan sblum dan ssudah mlwati Rangkaian Pnyarah. Tgangan input AC = 5 V Tgangan output DC = 5.2 V (a) (b) Gambar. Bntuk glombang output Tachognrator dari Motor DC, (a) sblum mlalui Rangkaian Pnyarah (b) ssudah mlalui Rangkaian Pnyarah

8 6 Tgangan input AC = 7 V Tgangan output DC = 7.5 V (a) (b) Gambar.2 Bntuk glombang output Tachognrator dari Motor DC, (a) sblum mlalui Rangkaian Pnyarah (b) ssudah mlalui Rangkaian Pnyarah Dari hasil pngujian pada Gambar. dan.2 dapat dilihat bahwa glombang sinusoida tgangan AC sblumnya masuk k Rangkaian Pnyarah tlah brubah mnjadi garis lurus dngan riak kcil atau mnjadi tgangan DC yang sudah siap dipakai untuk pross slanjutnya. Bgitu juga dngan tgangan yang trukur pada Multimtr, tlah mngalami prubahan dan tgangan mnjadi lbih bsar, hal trsbut tidak mmpngaruhi hasil akhir dari alat karna tgangan output rangkaian akan turun lagi bila dibri bban krja. Shingga dapat disimpulkan bahwa Rangkaian Pnyarah layak digunakan...6 Rangkaian plmah Pngujian untuk Rangkaian Plmah dapat mnggunakan Multimtr, pngujian dilakukan sprti brikut, prtama pada titik input dibri tgangan masukan dan dilihat di Multimtr apakah sudah ssuai, kmudian di titik kdua pada output plmah prtama yang skaligus juga mrupakan input untuk

9 65 plmah kdua, dilihat apakah sudah didapat nilai yang lbih kcil dan ngatif, pada titik k tiga yaitu output dari plmah k dua dilihat apakah sudah didapat nilai yang sama pada pngukuran di titik k dua dan brnilai positif. Tabl.5 Hasil pngujian modul Rangkaian Plmah No Tgangan Input (V) Tgangan Output Plmahan (V) Total.95 Total / Jumlah Data 2.9 Dari hasil pngujian pada Rangkaian Plmah di Tabl.5 didapatkan bahwa nilai ouput dari rangkaian sudah mngalami plmahan sbsar ± 2. kali dari tgangan yang dimasukan k rangkaian. Dari total kolom plmahan dibagi dngan jumlah pngujian didapatkan nilai 2.9, shingga dapat disimpulkan bahwa Rangkaian Plmah layak digunakan...7 Tachognrator Pngujian pada Tachognrator dapat mnggunakan Multimtr dan RPMmtr pada Laboratorium Kontrol. Multimtr digunakan untuk mngukur tgangan yang kluar dari Tachognrator, sdangkan RPMmtr untuk mngukur jumlah putaran pada input Tachognrator. Tachognrator dihubungkan dngan sbuah Motor DC yang dibri tgangan trtntu shingga output dari Tachognrator brupa tgangan dapat trbaca, kmudian diukur putaran Tachognrator dngan RPMmtr

10 66 Tabl.6 Hasil pngujian Tachognrator No Putaran (rpm) Output (Volt) Analisa pada Tachognrator didasarkan pada gambar karaktristik Tachognrator dari Srvo Fundamntal Trainr yang mnjlaskan bahwa untuk masukan sbsar ±000 rpm pada Tachognrator akan mnghasilkan tgangan sbsar 2,5 Volt. Brdasarkan Tabl.6 maka Tachognrator yang dipakai sudah layak digunakan sbagai snsor kcpatan putaran pada Motor DC..2 Prosdur Pngujian Prangkat Lunak Pngujian prangkat lunak dilakukan dngan mlakukan pngujian yang brkaitan dngan stiap bagian prosdur program, sprti pada bagian ambil data, rata rata data, mnampilkan data, mnganalisa data dan lain sbagainya. Untuk tiap bagian dapat kita uji scara brsamaan dngan program utama ataupun scara trpisah..2. Idntifikasi scara statis Untuk program idntifikasi scara statis ada prosdur pnting yang dibuat. Ktiga prosdur trsbut adalah mngambil data, mrata rata data kmudian mnganalisa data sampai mndapatkan fungsi alih yang dimaksud.

11 67 A. Ambil data Pngujian pada prosdur ambil data dilakukan dngan mngambil data dari Port C PPI sbanyak yang diprlukan, dngan trlbih dahulu mmbrikan input-an brupa unit stp k Motor, dan dilanjutkan dngan mnyimpannya pada sbuah fil dngan format yang sudah ditntukan. Pnyimpanan data dilakukan pada 2 fil yang trpisah. Fil prtama digunakan sbagai mdia pnyimpanan databas, sdangkan fil k dua digunakan untuk fil output program yang nantinya dapat diakss dngan Microsoft Excl. Gambar. Hasil prosdur ambil data untuk idntifikasi scara statis. Pada prosdur ambil data dngan priod sampling sbsar 0.2 dtik, masih diktmukannya rror priod sampling brkisar 0.0 dtik, yang dapat mnybabkan program crash, walaupun hal trsbut sangat jarang trjadi. Ttapi

12 68 program yang dibuat sudah dapat mngambil data dan mnampilkannya mndkati ral tim. Shingga prosdur program yang dibuat sudah ssuai dan layak digunakan. B. Rata rata data Dalam pngujian trhadap prosdur rata rata, program dibuat untuk dapat mmbaca fil databas, mncari nilai nilai tiap prcobaan dan mnghitung rata rata tiap data sampling, kmudian mnambahkan hasil rata rata k dalam fil databas yang sama sbagai data k-5. Fil ini nantinya akan diakss untuk dapat dianalisa dan ditampilkan nilai nilainya hingga dapat mmbangun sbuah fungsi alih sprti yang diinginkan. Gambar. Hasil prosdur rata - rata data untuk idntifikasi scara statis.

13 69 Untuk prosdur rata rata data, program yang dibuat dapat mmbaca fil databas dan dapat mncari rata rata data untuk dijadikan data k-5. shingga program yang dibuat sudah ssuai dan layak digunakan. C. Analisa data Pada prosdur ini banyak skali pross yang yang akan dilakukan, shingga pngujian dilakukan scara brtahap ssuai urutan dari idntifikasi statis. mulai dari mmbaca data prcobaan kbrapa yang diinginkan, kmudian data prcobaan yang diinginkan dari data k - sampai data k - 0 diambil. Kmudian dicari nilai nilai yang mmbangun suatu fungsi alih, ssuai dari urutan idntifikasi. Gambar.5 Hasil prosdur analisa bsrta hasilnya untuk idntifikasi statis.

14 70 Prosdur trakhir dari idntifikasi scara statis adalah mnganalisa data yang diprolh baik data k- sampai data k- ataupun data hasil rata rata mnurut algoritma pada idntifikasi scara statis. Dari gambar.5 diatas dapat dilihat bahwa nilai nilai untuk mmbangun sbuah fungsi alih sudah didapat dan juga fungsi alihnya sudah ditampilkan. Shingga program untuk prosdur ini sudah layak untuk digunakan..2.2 Idntifikasi scara dinamis Pngujian pada program idntifikasi scara dinamis hanya sbatas pada pngujian prosdur mngambil data ssuai input-an PRBS yang dibrikan. Karna program yang dibuat dngan hanya untuk mngambil data, sdangkan untuk analisa output-nya mnggunakan program MATLAB. Gambar.6 Hasil prosdur mngambil data untuk idntifikasi scara dinamis.

15 7 Untuk program idntifikasi scara dinamis sudah layak digunakan, karna dapat dilihat pada Gambar.6 diatas output dari Motor DC sudah ssuai dngan input-an tgangan yang brupa PRBS.. Pngujian alat yang trintgrasi Pngujian disini brarti pngujian pnuh pada alat yang dibuat dngan mngintgrasikan prangkat kras dngan prangkat lunak yang tlah dibuat. Pngujian dilakukan dngan mnjalankan program dan dilihat apakah output program ataupun hasil pada prangkat kras sudah ssuai dngan yang dikhndaki. Apabila sudah ssuai, maka pngujian ini dilakukan scara brulang - ulang dngan tgangan input yang brbda bda. Dalam pngujian ini akan diambil 0 data pada tiap tgangan input, 8V, 9V, 0V, V dan 2V dngan tim sampling sbsar 0.2 dtik dngan mnggunakan idntifikasi scara statis. Untuk mngtahui kabsahan fungsi alih dari prcobaan maka dilakukan analisa dngan bantuan SIMULINK pada program MATLAB 6.5. Dngan mmbrikan input brupa unit stp pada fungsi alih yang di simulasikan akan di dapat tgangan output-nya, kmudian akan dibandingkan dngan tgangan output yang dari Motor DC. Dari slisih tiap nilai yang dibandingkan akan diktmukan Norm Error, yang nilainya dapat mwakili rror dari fungsi alih yang di dapat. Sbagai contoh, akan disimulasi fungsi alih G(s) = 0.0, dngan tgangan input 9V, priod sampling 0.2 dtik dan hasilnya akan ditampung di variabl simout. Untuk unit stp, option diisikan sbagai brikut, stp tim = 0.2, initial valu = 0, final valu = 9, sampl tim = -

16 72. Untuk simout option-nya sbagai brikut, dcimation =, sampl tim = 0.2, dan output-nya brbntuk array. Untuk nilai dapat dirubah mnjadi ssuai dngan Transport lag. 0.2s Gambar.7 Simulasi suatu fungsi alih dalam Simulink brikut : Algoritma program untuk mncari norm rror dalam MATLAB sbagai Out = FILE_OUTPUT_MOTOR(:0,kolom); Out2 = FILE_OUTPUT_SIMULASI(:0,kolom); Norm(out out2); Out adalah nilai nilai di kolom pada nama fil output Motor DC, yang didapat dari hasil program dalam C++, kmudian Out2 adalah nilai nilai di kolom pada nama fil output hasil simulasi, yang didapat dari variabl simout hasil dari SIMULINK pada MATLAB. Hasil simulasi bisa dilihat dalam grafik ini pada Gambar.7 dan Tabl. dibawah. Tabl.7 Hasil pngujian alat dngan input 8V, ts = 0.2 dtik No. Motor Motor 2 Motor ) (0.s ) 0.58

17 ) (0.s ) ) (0.s ) (0.s ) (0.269s ) (0.s ) (0.s ) ) (0.87s ) (0.87s ) 0.580

18 7 Tabl.8 Hasil pngujian alat dngan input 9V, ts = 0.2 dtik No. Motor Motor 2 Motor ) (0.269s ,582) (0.s ) (.00s ) (0.5s ) (0.s ) (0.269s ) ) ) 5 (0.95s ) (0.s ) (0.87s ) (0.s ) (0.269s 0.5 0,200) ) (0.s ) (0.s

19 ) (0.87s Tabl.9 Hasil pngujian alat dngan input 0V, ts = 0.2 dtik No. Motor Motor 2 Motor ) (0.269s ) ) ) (0.s ) (0.s ) (0.5s ) (0.87s ) (0.s ) 5 (0.95s ) (0.595s ) 2 (0.662s ) ) (0.s 0.67

20 ) 0.2 0,582) (0.s ) (0.s ) ) ) (0.s Tabl.0. Hasil pngujian alat dngan input V, ts = 0.2 dtik No. Motor Motor 2 Motor ) (0.s ) (0.s ) (0.s ) (0.s ) (0.269s (0.595s ) (0.s ) (0.s ,582) (0.s ) (0.s s( ) ) ) ) (0.s

21 ) ) ) Tabl. Hasil pngujian alat dngan input 2V, ts = 0.2 dtik No. Motor Motor 2 Motor ) ) (0.s ) 5 (0.95s ) (0.s ) (0.s ) (0.s ) (0.s ) (0.s ) ) (0.s ) ) ) (0.5s ) (0.s

22 ) ) ) (0.s ) (0.s ) (0.s ) (0.s ) ) 5 (0.95s ) (0.s Gambar.8 Grafik dari Scop pada Simulink.

23 79

24 80 Tabl. Hasil output dari Motor DC dan simulasi pada Motor DC pada tgangan input 9V, untuk mnmukan norm rror. No Output Output No Motor DC Simulasi Slisih 2 Motor DC Simulasi Slisih Total Total Dari Tabl. dapat di cari norm rror-nya dngan cara, Total = Total + Total2 = = Kmudian dari Total yang didapat

25 8 dicari akar kuadratnya, = Dari norm rror yang didapat, dapat disimpulkan bahwa fungsi alihnya layak untuk digunakan. Jika nilai norm rror 0 maka fungsi alih yang di dapat layak untuk digunakan. Makin bsar norm rror makin jauh prbdaaan antara output hasil simulasi dngan hasil idntifikasi. Ditinjau dari bsarnya norm rror, dari Tabl.2 dapat disimpulkan bahwa Fungsi alih yang mwakili karaktristik Motor DC adalah K s (0.600 dan K s ( ). Sdangkan dari Tabl.7 sampai Tabl., bahwa ± 50% dari hasil ksluruhan plaksanaan idntifikasi yang tlah dilakukan mngacu pada fungsi alih K s (0.600 dan K s ( ).