BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

Transkripsi

1 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4. PENGUJIAN PENGUKURAN KECEPATAN PUTAR BERBASIS REAL TIME LINUX Dalam membuktkan kelayakan dan kehandalan pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux n, dlakukan pengujan dalam tga skenaro percobaan. Dalam skenaro percobaan pertama, dlakukan satu tahap pengukuran kecepatan putar terhadap motor DC merek Pttman Express model GM Pengukuran kecepatan putar pada motor DC dlakukan secara serentak oleh tachometer dan pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux n. Referens data pengukuran kecepatan putar dtentukan dengan mengambl sampel data pengamatan dar tachometer dan pada saat yang sama pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux ddapat dengan mengambl nla rata-rata dar data sebanyak 400 buah. Pengamblan data kecepatan putar dmula dar tegangan catu motor DC sebesar 0V (volt). Selanjutnya, tegangan catu dnakkan sebesar V dan metode pengamblan data pada proses pengukuran kecepatan putar kedua n dlakukan sama dengan metode pengamblan data pada proses sebelumnya. Untuk proses pengukuran seterusnya, pengamblan data kecepatan putar dlakukan untuk setap kenakan tegangan catu motor DC sebesar V. Pengukuran kecepatan putar n berlangsung hngga tegangan catu motor DC sebesar 8V. Setelah dperoleh hasl pengukuran kecepatan putar yang dukur oleh pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dan tachometer, maka perhtungan kecepatan rata-rata untuk hasl pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dapat dmula. Nla refens pengukuran kecepatan putar dambl dar hasl pengukuran oleh tachometer. Selanjutnya, dlakukan perhtungan untuk mencar persen kesalahan dalam pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dan perhtungan untuk mencar hubungan antara pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dengan pengukuran kecepatan putar oleh tachometer. Gambar Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

2 menamplkan gambar rangkaan pengukuran kecepatan putar untuk skenaro percobaan pertama. Gambar 4. Rangkaan Pengukuran Kecepatan Putar untuk Skenaro Percobaan Pertama Skenaro percobaan kedua yang dlakukan sebaga berkut; Pengukuran kecepatan putar untuk motor DC dmula dar tegangan catu motor DC sebesar 5V. Pada skenaro tersebut, counter dkonfguras untuk melakukan perhtungan dalam metode count up. Setelah melewat waktu sektar 0s, tegangan catu tersebut dturunkan sebesar 5V sehngga tegangan catu menjad sebesar 0V. Penurunan tegangan catu sebesar 5V dalam setap jangka waktu sektar 0s n terus berlangsung hngga tegangan yang dberkan ke motor DC sebesar 0V. Saat tegangan catu motor DC sebesar 0V maka arah perhtungan counter dubah menjad count down yang mana sebelumnya adalah count up. Setelah tu, tegangan catu motor DC dnakkan sebesar 5V untuk setap jangka waktu sektar 0s sehngga tegangan catu saat n sebesar 0V. Kenakkan n terus berlangsung hngga tegangan catu motor DC sebesar 5V. Skenaro percobaan ketga adalah kebalkan dar scenaro percobaan kedua. Dalam percobaan tersebut, pengukuran kecepatan putar untuk motor DC dmula dar tegangan catu motor DC sebesar 5V. Pada skenaro tersebut, counter dkonfguras untuk melakukan perhtungan dalam metode count down. Setelah melewat waktu sektar 0s, tegangan catu tersebut dturunkan sebesar 5V sehngga tegangan catu menjad sebesar 0V. Penurunan tegangan catu sebesar 5V dalam setap jangka waktu sektar 0s n terus berlangsung hngga tegangan 5 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

3 yang dberkan ke motor DC sebesar 0V. Saat tegangan catu motor DC sebesar 0V maka arah perhtungan counter dubah menjad count up yang mana sebelumnya adalah count down. Setelah tu, tegangan catu motor DC dnakkan sebesar 5V untuk setap jangka waktu sektar 0s sehngga tegangan catu saat n sebesar 0V. Kenakkan n terus berlangsung hngga tegangan catu motor DC sebesar 5V. Tujuan dar dlakukannya skenaro percobaan kedua dan skenaro percobaan ketga adalah untuk menguj kemampuan algortma pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dalam melakukan perhtungan kecepatan putar untuk konds counter sedang count up, dam atau count down. Gambar 4.2 menamplkan gambar rangkaan pengukuran kecepatan putar untuk skenaro percobaan kedua dan ketga. Gambar 4.2 Rangkaan Pengukuran Kecepatan Putar dan Skenaro Ketga untuk Skenaro Percobaan Kedua dan Ketga 4.2 ANALISA PERCOBAAN Pada skenaro percobaan pertama dlakukan perhtungan nla kecepatan rata-rata untuk setap kenakan tegangan sebesar V pada 400 buah sampel data hasl pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux. D skenaro percobaan pertama n, data hasl pengukuran kecepatan putar yang dperoleh dar tachometer danggap data yang deal. Berkut n dsajkan tabel hasl pengukuran kecepatan putar untuk tegangan catu yang berbeda-beda beserta dengan besar nla persen kesalahannya dan gambar grafk perbandngan nla kecepatan rata-rata hasl pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dengan hasl pengukuran kecepatan putar oleh tachometer: 52 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

4 Tabel 4. Tabel Hasl Pengukuran Kecepatan Putar untuk Skenaro Percobaan Pertama Tegangan ke Motor DC (V) Kecepatan rata-rata vers pengukuran berbass RTLnux (rpm) Kecepatan vers Tachometer (rpm) Error (%) ,9 0, , ,2 0, , ,3, , ,8 0, , , , ,6 0, ,733 54,6 0, , ,9 0, ,75 20,8 0, , , , ,4 0, , ,9 0, , ,4 0, , ,8 0, ,55 340,5 0, , ,3 0, ,67 389,2 0, Grafk Perbandngan Kecepatan Putar Hasl Pengukuran berbass RTLnux dengan Hasl Pengukuran oleh Tachometer Kecepatan Putar Motor DC(rpm) Tegangan Catu Motor DC(V) Kecepatan rata-rata vers Pengukuran RTLnux Kecepatan vers Tachometer Gambar 4.3 Grafk Perbandngan Kecepatan Putar Hasl Pengukuran berbass RTLnux dengan Hasl Pengukuran Kecepatan Putar oleh Tachometer 53 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

5 Persamaan yang dgunakan dalam mencar besar nla persen kesalahan dalam pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux sebaga berkut: dmana: V RTLnux - V tachometer % Error = x00% (4.) V tachometer V RTLnux = kecepatan rata-rata hasl pengukuran berbass real tme Lnux V tachometer = kecepatan hasl pengukuran tachometer Pada tabel pengamblan data untuk kecepatan putar untuk skenaro pertama, dperoleh nla besar persen kesalahan hasl pengukuran oleh pengukur kecepatan putar berbass RTLnux sebesar,27652%. Berdasarkan tabel pengukuran kecepatan putar untuk skenaro percobaan pertama (4.), dperoleh bahwa untuk tegangan catu motor DC sebesar V maka kecepatan putar yang dukur bak melalu pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux ataupun melalu tachometer sebesar 0 rpm. Hal n karena tegangan mnmum untuk motor DC Pttman Express GM sebesar,26v. Setelah melalu perhtungan untuk mencar kecepatan putar pada tegangan catu sebesar,26v maka dperoleh hasl perhtungan sebaga berkut:. Untuk hasl pengukuran kecepatan melalu tachometer, kecepatan putar motor DC tersebut sebesar 7,3 rpm. 2. Untuk hasl pengukuran kecepatan melalu pengukuran berbass RTLnux, kecepatan putar rata-rata motor DC (400 sampel data) tersebut sebesar 7,757 rpm. 3. Jad besar persen kesalahan yang dperoleh untuk pengukuran kecepatan putar untuk tegangan catu,26v sebesar 6,26%. Secara keseluruhan pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux memlk besar nla persen kesalahan sebesar 6,26%. Berdasarkan pengamatan dar grafk perbandngan kecepatan putar hasl pengukuran berbass RTLnux dengan hasl pengukuran oleh tachometer, dapat dsmpulkan bahwa hasl pengukuran kecepatan putar yang dperoleh bak melalu tachometer maupun melalu pengukuran berbass RTLnux hampr sama. Akan tetap, perlu dketahu juga bahwa pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux n akan terjad kesalahan pengukuran untuk kecepatan d bawah 6,67 rpm. Hal n dapat dbuktkan melalu penyelesaan melalu persamaan (3.4) sebaga berkut n: 54 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

6 60 x ω = = 6,67 rpm -3 00x90x0 d mana waktu deteks untuk setap perubahan poss sudut sebesar 90ms dan nla pulsa poss sudut yang terukur sebanyak buah. Hal n terjad untuk kasus msalnya kecepatan sebenarnya dar suatu motor sebesar 3 rpm, dan encoder mengeluarkan jumlah pulsa sebanyak buah sehngga kecepatan yang terukur oleh pengukuran RTLnux sebesar 6,67 rpm. Berkut n adalah tabel data yang dgunakan dalam mencar hubungan antara pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dengan pengukuran kecepatan putar oleh tachometer: Tabel 4.2 Tabel Hasl Pengukuran Kecepatan Putar Berbass RTLnux dan Tachometer Tegangan ke Motor DC (V) Kecepatan rata-rata vers pengukuran berbass RTLnux (rpm) Kecepatan vers Tachometer (rpm) 0 0 0,26 7,757 7, ,9 3 45, ,2 4 66, ,3 5 87, ,8 6 08, , ,6 8 54,733 54,6 9 76, , ,75 20,8 226, , ,4 3 27, , , ,4 5 36, , ,55 340, , , ,67 389,2 Selanjutnya dalam mencar hubungan antara pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dengan pengukuran kecepatan putar oleh tachometer tersebut maka dgunakan metode least-squares regresson. Dalam metode least-squares regresson, dgunakan model lnear regres. Persamaan umum untuk model lnear regres tersebut adalah: 55 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

7 dmana y : nla estmas y = a+ bx (4.2) a : perpotongan yang tdak dketahu ( unknown ntercept) b : parameter kemrngan ( slope parameter) Dberkan sampel data dengan {(x,y ); =, 2,...,n} maka nla a dan nla b dapat dperoleh melalu persamaan sebaga berkut n: ( )( ) n ( ) ( )( ) n ( x x) n n n n n x y x y x x y y = = = = b = = n n x x = = = n n y b x = = a = = y bx n dmana, y : nla rata-rata dar sampel data y x : nla rata-rata dar sampel data x (4.3) (4.4) Melalu persamaan (4.2), (4.3) dan (4.4) maka dperoleh persamaan regres lnear untuk hubungan antara pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dengan pengukuran kecepatan putar oleh tachometer sebaga berkut n: y =,00x 0,07607 (4.5) dmana y = estmas hasl pengukuran kecepatan putar oleh tachometer x = hasl pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux Berkut n dtamplkan juga grafk regres lnear untuk hubungan antara pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dengan pengukuran kecepatan putar oleh tachometer dalam gambar 4.4 sebaga berkut n: 56 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

8 Gambar 4.4 Grafk Regres Lnear untuk Hubungan antara Pengukuran Kecepatan Putar berbass RTLnux dengan Pengukuran Kecepatan Putar oleh Tachometer Setelah tu dlakukan perhtungan untuk mencar nla koefsen determnas yang merupakan suatu pengukuran propors ketdak-pastan sampel data yang dapat djelaskan oleh model estmas. Persamaan untuk koefsen determnas adalah sebaga berkut: dmana SSE = the error sum of squared ; SSE = ( y y ) R 2 SSE = (4.6) SST 2 SST = total corrected sum of squares; SST = ( y y ) Untuk model regres lnear pada persamaan (4.5) dperoleh nla koefsen determnas sebesar 0, Hal n berart 99,999% dar total ketdak-pastan sampel data dapat djelaskan oleh model regres lnear tersebut. Dalam skenaro percobaan kedua, dperoleh nla hasl pengukuran kecepatan putar dan poss sudut dan dtamplkan dalam gambar 4.5 berkut n: n = n = 2 57 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

9 Gambar 4.5 Grafk Kecepatan Putar terhadap Waktu dan Poss Sudut terhadap Waktu untuk Skenaro Percobaan Kedua Dar gambar 4.5, untuk konds counter saat sedang count up maka nla kecepatan putar yang dtamplkan bernla postf, tetap untuk konds counter saat sedang count down maka nla kecepatan putar yang dtamplkan bernla negatf. Pada gambar 4.5 untuk bagan grafk poss sudut terhadap waktu, dapat dhtung kecepatan putar motor DC untuk setap kenakan 0s. Berkut n dtamplkan perhtungan kecepatan putar motor DC dar waktu t = 0s hngga t = 30s:. Untuk t = 0s hngga t = 0s, dperoleh jumlah putaran sebanyak 52 putaran, sehngga frekuens kerja motor DC saat n sebesar 5,2 Hz. Kecepatan putar motor DC dalam satuan rpm sebesar 32 rpm. 2. Untuk t = 0s hngga t = 20s, dperoleh jumlah putaran sebanyak 3 putaran, sehngga frekuens kerja motor DC saat n sebesar 3, Hz. Kecepatan putar motor DC dalam satuan rpm sebesar 86 rpm. 58 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

10 3. Untuk t = 20s hngga t = 30s, dperoleh jumlah putaran sebanyak 4 putaran, sehngga frekuens kerja motor DC saat n sebesar,4 Hz. Kecepatan putar motor DC dalam satuan rpm sebesar 84 rpm. Dar ketga buah perhtungan kecepatan putar d atas, dapat dsmpulkan bahwa semakn berkurang kecepatan putar motor DC maka semakn berkurang frekuensnya. Selan tu, skenaro percobaan kedua n membuktkan bahwa algortma pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dapat menghtung kecepatan putar dengan tepat untuk counter yang mengalam fase perubahan dar konds count up ke konds dam dan kemudan ke konds count down. Pada skenaro percobaan ketga, berdasarkan gambar 4.6, terlhat bahwa konds counter mula-mula sedang count down yang nla kecepatan yang dtamplkan bernla negatf, tetap saat konds counter sedang count up maka nla kecepatan yang dtamplkan bernla postf. Pada gambar 4.6 untuk bagan grafk poss sudut terhadap waktu, dapat dhtung kecepatan putar motor DC untuk setap kenakan 0s. Berkut n dtamplkan perhtungan kecepatan putar motor DC dar waktu t = 0s hngga t = 30s:. Untuk t = 0s hngga t = 0s, dperoleh jumlah putaran sebanyak 52 putaran, sehngga frekuens kerja motor DC saat n sebesar 5,2 Hz. Kecepatan putar motor DC dalam satuan rpm sebesar 32 rpm. 2. Untuk t = 0s hngga t = 20s, dperoleh jumlah putaran sebanyak 33 putaran, sehngga frekuens kerja motor DC saat n sebesar 3,3 Hz. Kecepatan putar motor DC dalam satuan rpm sebesar 98 rpm. 3. Untuk t = 20s hngga t = 30s, dperoleh jumlah putaran sebanyak 6 putaran, sehngga frekuens kerja motor DC saat n sebesar,6 Hz. Kecepatan putar motor DC dalam satuan rpm sebesar 96 rpm. 59 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

11 Dar hasl tamplan gambar grafk 4.6, maka skenaro percobaan ketga n membuktkan bahwa algortma pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dapat menghtung kecepatan putar dengan tepat untuk counter yang mengalam fase perubahan dar konds count down ke konds dam dan kemudan ke konds count up. Gambar 4.6 Grafk Kecepatan Putar terhadap Waktu dan Poss Sudut terhadap Waktu untuk Skenaro Percobaan Ketga Dar data hasl pengukuran kecepatan putar dar skenaro percobaan dua dan skenaro percobaan tga, maka dapat dgambarkan dagram pewaktuan program pengukuran kecepatan putar berbass RTLnux dalam gambar 4.7 berkut n: 60 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008

12 Gambar 4.7 Dagram Pewaktuan Pengukuran Kecepatan Putar Berbass Real Tme Lnux Pada gambar 4.7 d atas, program SET dapat daktfkan setelah pn DIO 5 menerma masukan snyal down. Setelah program SET berhasl djalankan dan berhasl mengaktfkan dan mengkonfguras counter, maka proses selanjutnya adalah menjalankan program RTPR. Waktu yang dbutuhkan untuk program RTPR membaca s counter dan melakukan perhtungan nla perubahan poss sudut lebh besar dar,2 μs. Program VSGP dapat djalankan setelah program RTPR selesa melakukan pekerjaannya. Waktu yang dbutuhkan untuk program VSGP menghtung kecepatan putar dan poss sudut dan menamplkannya dalam bentuk grafk lebh besar dar 400 μs. Untuk proses selanjutnya, program RTPR secara perodk djalankan terlebh dahulu sebelum program VSGP. 6 Pengukuran kecepatan putar...,hermn Kosash, FT UI, 2008