Sudut VS Waktu Sampling (a=0.95)

Transkripsi

1 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA 1.1. Pengujian Accelerometer dan Low Pass Filter Pengujian ini dilakukan dengan mengganti nilai koefisien low pass filter, dari pergantian nilai tersebut akan terlihat perbedaannya. Hasil pengujian tersebut ditunjukan pada Gambar 4.1, Gambar 4.2 dan Gambar Sudut VS Waktu Sampling (a=0.95) sudut sudut+lpf Gambar 4.1. Grafik Pengujian Accelerometer Dengan Koefisien Filter a= Sudut VS Waktu Sampling (a=0.93) sudut sudut+lpf Gambar 4.2. Grafik Pengujian Accelerometer Dengan Koefisien Filter a=

2 Sudut VS Waktu Sampling (a=0.91) sudut sudut+lpf Gambar 4.3. Grafik Pengujian Accelerometer Dengan Koefisien Filter a=0.91. Berdasarkan hasil pengujian tersebut terlihat bahwa sudut yang terukur terbatas sebesar o sampai 1 o. Pembatasan tersebut terbukti berhasil membatasi derau yang terjadi, sehingga inputan filter tidak mengalami perubahan nilai yang terlalu besar. Nilai sudut yang terukur tidak mengalami masalah sebab keluarannya masih dapat menyesuaikan keadaan. Sedangkan pada pengujian koefisien filter didapatkan bahwa nilai maksimum koefisien filter adalah sebesar 0.98, sebab apabila terus ditingkatkan maka respon keluarannya akan semakin lambat atau tertunda lebih dari 0ms. Sedangkan koefisien filter minimumnya adalah sebesar 0.93, sebab apabila lebih rendah maka keluaran filter akan meloloskan derau lebih banyak sehingga sistem menjadi tidak stabil. Dari grafik-grafik pengujian tersebut terlihat bahwa derau keluaran accelerometer berhasil diredam oleh low pass filter. Pada grafik dengan koefisien a=0.95 terlihat bahwa derau yang berhasil diredam jauh lebih banyak dibanding dengan a=0.93 dan a=0.91. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa jika koefisien semakin ditingkatkan maka derau akan semakin teredam namun waktu tundanya juga akan semakin besar. Dari pengujian dengan koefisien a=0.95, terlihat bahwa perubahan sudut terbesar yang diakibatkan oleh derau adalah sebesar 2.8 o o = 27.7 o dan perubahan sudut hasil low pass filter terbesar adalah sebesar 95.4 o o = 1.8 o. Dengan kata lain peredaman yang terjadi adalah sebesar (1-(1.8/27.7))x%= 93.5%. Sedangkan pada koefisien a= 0.93 terjadi peredaman sebesar 89.4% dan pada koefisien a= 0.91 sebesar 84.9%. Sehingga dapat dikatakan bahwa koefisien a=0.95 lebih cocok digunakan sebab penundaan yang terjadi tidak terlalu besar yaitu sekitar 4ms/(1-0.95)= ms. Oleh sebab itu nilai koefisien a=0.95 juga cocok digunakan untuk low pass filter pada keluaran PID. 33

3 1.2. Pengujian Gyroscope dan Respon Sistem Berdasarkan persamaan pada bagian elektrik sensor gyroscope, nilai yang dihasilkan oleh sensor ini merupakan nilai kecepatan sudut dalam satuan dps. Dimana hasil pengujian sensor ini dapat dilihat pada Gambar 4.4, serta Gambar Kec_Sudut dan Sudut Kec Sudut Gambar 4.4. Grafik Pengujian Gyroscope Terhadap Nilai Sudut Kec_Sudut dan PID Kec Sudut Gambar 4.5. Grafik Pengujian Gyroscope Terhadap Nilai PID. 34

4 Berdasarkan hasil pengujian tersebut, terlihat bahwa kecepatan sudut yang terukur selalu berlawanan arah dengan sudut yang terjadi, serta akan meningkat saat nilai PID mulai meningkat. Hal ini menunjukan bahwa sensor yang digunakan berhasil merespon kondisi yang terjadi. Sesuai dengan fungsinya, sensor ini digunakan untuk meredam kecepatan yang berlebihan, sehingga saat keluaran PID mengalami peningkatan secara cepat maka keluaran sensor ini juga akan meningkat. Sehingga dengan peningkatan tersebut maka keluaran PID akan berkurang. Respon sistem dapat ditentukan berdasarkan perubahan sudut yang terjadi saat sistem dijalankan. Karena nilai sensor ini berfungsi untuk mengukur kecepatan sudut atau perubahan sudut per waktu sampling akibat reaksi atau respon dari sistem, maka perubahan nilai sensor ini dapat dikatakan sebagai respon dari sistem. Dari hasil percobaan tanpa beban pengendara, nilai sensor ini selalu mengalami perubahan pada setiap pengambilan nilainya. Sehingga dapat dikatakan bahwa respon sistem = waktu sampling yaitu sebesar 4ms Pengujian PID Pengujian ini dilakukan dengan mengganti nilai konstanta PID agar terlihat pengaruh dari masing-masing konstanta Kp, Ki dan Kd. Hasil pengujian tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.6, Gambar 4.7, Gambar 4.8, Gambar 4.9 dan Gambar PID Dengan Kp=2, Ki=75, kd=1.4 Gambar 4.6. Grafik Pengujian PID Dengan Kp=2, Ki=75 dan Kd=

5 PID Dengan Kp=5, Ki=75, kd=1.4 Gambar 4.7. Grafik Pengujian PID Dengan Kp=5, Ki=75 dan Kd= PID Dengan Kp=2, Ki=, kd=1.4 Gambar 4.8. Grafik Pengujian PID Dengan Kp=2, Ki= dan Kd=

6 PID Dengan Kp=2, Ki=, kd=1.4 Gambar 4.9. Grafik Pengujian PID Dengan Kp=2, Ki= dan Kd= PID Dengan Kp=2, Ki=75, kd=2 Gambar 4.. Grafik Pengujian PID Dengan Kp=2, Ki=75 dan Kd=2. 37

7 Berdasarkan hasil-hasil pengujian tersebut dapat disimpulkan beberapa pembuktian. Yang pertama peningkatan Kp akan meningkatkan rise time sistem, yang kedua peningkatan Ki yang berlebihan dapat memperbanyak osilasi sistem dan yang ketiga peningkatan Kd yang terlalu besar dapat memperbesar error sistem. Dari pengujian yang telah dilakukan didapatkan perbandingan konstanta-konstanta idealnya yaitu sebesar Kp=2, Ki=75 dan Kd= Pengujian Beban dan Kecepatan Pengujian dilakukan pada kondisi jalan datar dengan memberi beban yang bervariasi kemudian diukur kecepatan maksimumnya. Pengukuran kecepatan maksimum tersebut menggunakan speedometer untuk kendaraan sepeda. Dari pengujian yang telah dilakukan, didapatkan hasil seperti yang terlihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1. Hasil Pengujian Beban dan Kecepatan. No Beban Kecepatan 1 < kg 5.5 km/jam 2 < kg 5.5 km/jam 3 < kg 5.5 km/jam 4 < kg 5.5 km/jam 5 < kg 5.5 km/jam 6 < kg 5.5 km/jam 7 <= kg 5.5 km/jam Berdasarkan Tabel 4.1, terlihat bahwa kecepatan maksimum untuk setiap bebannya tidak mengalami penurunan. Hal ini menunjukan bahwa kemampuan driver motor untuk menyuplai arus ke motor dapat maksimum sehingga torsi motor masih dapat tercapai. 38

8 4.5. Pengujian Bidang Miring Pengujian ini dilakukan dengan beban 53 kg pada jalan aspal yang memiliki kemiringan maksimal sekitar o seperti terlihat pada gambar Dari hasil pengujian ini didapatkan bahwa kemampuan segway melewati bidang miring adalah sampai o, selebihnya kemampuan motor menjadi berkurang. Sampai pada percobaan dengan kemiringan jalan 15 o, hasilnya segway sudah tidak dapat melewati bidang tersebut. Hal ini disebabkan oleh faktor torsi motor yang masih kurang besar untuk menangani beban pada bidang dengan kemiringan yang besar. Gambar Foto Pengujian Segway di Jalan Miring Pengujian Ketahanan Catu Daya Pengujian ini dilakukan dengan mengamati waktu yang digunakan alat selama masih dapat berkerja dengan normal pada lintasan datar. Hasil yang didapat dari beberapa pengamatan adalah ketahanan catu daya sekitar menit saat digunakan pada kecepatan rata-rata 2.7 km/jam dengan beban 53 kg pada permukaan jalan yang halus. Sedangkan pada permukaan aspal yang kasar, ketahanan catu daya berkurang menjadi sekitar menit. Jadi berdasarkan hasil tersebut dapat dikatakan bahwa sistem ini mengkonsumsi arus sekitar 14.4A dalam waktu ± menit pada kecepatan 2.7 km/jam dan beban 53 kg pada permukaan jalan yang halus, dan ± menit pada permukaan jalan yang kasar. Jadi bila dihitung ke dalam jarak, maka ketahanan daya selama menit 39

9 dengan kecepatan rata-rata 2.7 km/jam pada beban 53 kg, dapat menempuh jarak sekitar m pada permukaan jalan yang halus dan 13 m pada permukaan jalan yang kasar. Dari hasil tersebut 1 motor akan mengkonsumsi arus sekitar 7.2A pada permukaan jalan yang halus dan sekitar 14.4A pada permukaan jalan yang kasar. Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan terjadi perbedaan waktu, hal ini tergantung dari cara pemakaian dan medan yang dilalui. Apabila digunakan dengan kecepatan tinggi dan medan yang dilalui memiliki kemiringan yang cukup besar, maka waktu ketahanan catu daya juga akan berkurang. Hasil percobaan yang telah dilakukan dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan Tabel 4.3. Tabel 4.2. Hasil Pengujian Catu Daya Pada Permukaan Jalan Halus. No Percobaan Waktu Kecepatan Rata-Rata 1 I 58 menit 2.8 km/jam 2 II 57 menit 2.8 km/jam 3 III 62 menit 2.7 km/jam 4 IV 61 menit 2.7 km/jam Tabel 4.3. Hasil Pengujian Catu Daya Pada Permukaan Jalan Kasar. No Percobaan Waktu Kecepatan Rata-Rata 1 I 23 menit 2.9 km/jam 2 II 27 menit 2.8 km/jam 3 III menit 2.7 km/jam 4 IV 29 menit 2.7 km/jam