BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA Pengujian merupakan langkah yang digunakan untuk mengetahui sejauh mana kesesuaian antara rancangan dengan kenyataan pada alat yang telah dibuat, apakah sudah sesuai dengan yang diharapkan atau tidak. Pengujian alat juga berguna untuk mengetahui tingkat kinerja dari alat tersebut. Setelah dilakukan pengujian, maka hendaknya melakukan ujian ukuran atau analisa terhadap apa yang diuji untuk mengetahui keberhasilan dari alat yang dibuat dalam tugas akhir ini. Pengujian dilakukan pada masing - masing blok alat untuk mengetahui bagaimana kinerja alat yang di rancang. Pengujian ini meliputi : 1. Pengujian Rangkaian Arduino dengan sensor ultrasonik HC-SR04. 2. Pengujian Rangkaian Arduino dengan Ethernet Shield. 3. Pengujian Rangkaian Alat Ukur Tinggi Muka Air Laut Berbasis Arduino. 4.1. Pengujian Rangkaian Arduino dengan sensor ultrasonik HC-SR04 Pengujian sensor ultrasonik HC-SR04 ini dengan menghubungkan modul sensor ke modul arduino sesuai dengan kaki kakinya : 1. Pin 1 Vcc +5 Volt DC ke pin 5V power arduino. 2. Pin 2 TRIG ke pin 8 arduino sebagai input. 46
47 3. Pin 3 ECHO ke pin 7 arduino sebagai output. 4. Pin 4 GND ke pin GND arduino. Titik pengujian ditunjukkan pada gambar 4.1. Gambar 4.1. Pengujian Rangkaian Arduino dengan sesor ultrasonik HC-SR04 (Tampak Atas) Gambar 4.2. Pengujian Rangkaian Arduino dengan sesor ultrasonik HC-SR04 (Tampak Samping)
48 Gambar 4.3. Pengujian Rangkaian Arduino dengan sesor ultrasonik HC-SR04 (Tampak Depan) Gambar 4.4. Pengujian Rangkaian Arduino dengan sesor ultrasonik HC-SR04 (Tampak Belakang)
49 Sensor ultrasonik HC-SR04 merupakan sensor yang dapat mengukur jarak atau tinggi dari 2 cm sampai 400 cm. Sensor ini menerima inputan mulai dari 1 V sampai 5 V. Output sensor ini sebagai masukan bagi arduino pada pin analog yang akan diproses menjadi nilai jarak atau tinggi sebenarnya. Rangkaian diuji mulai dari nilai minimalnya sampai nilai maksimalnya. Hasil Pengujian terdapat pada gambar 4.5. Gambar 4.5. Pengukuran jarak atau tinggi dengan sesor ultrasonik HC-SR04 4.2. Pengujian Rangkaian Arduino dengan Ethernet Shield W5100 Komunikasi Arduino dengan Ethernet shield dilakukan secara serial. Penambahan modul Ethernet shield memanfaatkan pin 10,11,12,13 (Gambar 4.3). Pada penelitian ini Ethernet shield diprogram menggunakan bahasa C dengan bantuan library SPI.h dan Ethernet.h. Penambahan Ethernet shield dimaksudkan agar monitoring ketinggian air dapat dipantau melalui komputer kapan pun dan dimanapun asalkan area masih terjangkau oleh jaringan LAN. Untuk melihat IP Address Ethernet LAN dapat diakses melalui jendela windows IP configuration (Gambar 4.8).
50 Gambar 4.6. Pengujian Rangkaian Arduino dengan Ethernet Shield W5100 Gambar 4.7. Gambar 4.8. Pengujian Rangkaian Arduino dengan Ethernet Shield W5100 (Tampak Samping) Gambar 4.9. Windows IP Configuration
51 Pengujian rangkaian ethernet shield dengan arduino dapat dilakukan dengan menempatkan kaki kaki keduanya sesuai shieldnya. Hasil pengujian dapat dilihat di website dengan alamat sesuai IP address Ethernet LAN (Gambat 4.5). Gambar 4.10. Tampilan pengujian Ethernet shield W5100 4.3. Pengujian Rangkaian Alat Ukur Tinggi Muka Air Laut Berbasis Arduino Sistem monitoring ketinggian air melalui komputer merupakan hasil komunikasi antara sensor ultrasonic (HC-SR04) dengan Ethernet Shield melalui mikrokontroler Arduino Uno yang dilengkapi dengan modul Ethernet shield (Gambar 4.10).
52 Gambar 4.11. Rangkaian Alat Ukur Tinggi Muka Air Laut Berbasis Arduino (Tampak Samping) Gambar 4.12. Rangkaian Alat Ukur Tinggi Muka Air Laut Berbasis Arduino (Tampak Atas)
53 Gambar 4.13. Rangkaian Alat Ukur Tinggi Muka Air Laut Berbasis Arduino (Tampak Depan) Gambar 4.14. Rangkaian Alat Ukur Tinggi Muka Air Laut Berbasis Arduino (Tampak Belakang)
54 Pengujian dilakukan dengan meletakan alat dengan sensor ultrasonik mengarah kepada bejana yang diisi dengan air secara bertahap (Gambar 4.14). Sensor Ultrasonik HC-SR04 Arduino Uno Bejana Berisi Air Ethernet Shield Gambar 4.15. Skema Rangkaian Alat Ukur Tinggi Muka Air Laut Berbasis Arduino Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.8. Prosentase kesalahan dapat dihitung berdasarkan rumus : Keterangan : N = tinggi air pada alat yang dibuat n = tinggi air pada mistar Contoh : %kesalahan = - 16,67 %
55 Tabel 4.1. Hasil pengujian perangkat tinggi muka air laut beserta kesalahan pengukuran No Ketinggian air mistar Ketinggian air pada alat Prosentase Kesalahan (cm) yang dibuat (cm) (%) 1 0 0 0 2 1,4 2 42,86 3 2,4 2-16,67 4 3,4 3-11,76 5 4,4 4-9.09 6 5,4 5-7,41 7 6,4 6-6,25 8 7,4 7-5,41 9 8,4 8-4,76 10 9,4 9-4,26 11 10,4 10-3,85 12 11,4 11-3,51 13 12,4 12-3,23 14 13,4 13-2,99 15 14,4 14-2,78 16 15,4 15-2,59 17 16,4 16-2,44 18 17,4 17-2,29 N = 18 Hasil pengukuran ditampilkan pada komputer dengan jaringan Ethernet LAN melalui alamat IP Addressnya (Gambar 4.8).
56 Gambar 4.16. Tampilan Rangkaian Alat UKur Tinggi Muka Air Laut Berbasis Arduino 4.4. Analisa Data dan Pembahasan Dari hasil pengujian tabel 4.1. didapat semakin rendah nilai maka semakin tinggi permukaan air dan sebaliknya semakin tinggi nilai maka semakin rendah tinggi permukaan air. Terlihat jarak hasil pengujian pada alat tidak tepat sama dengan jarak hasil perhitungan dengan persen kesalahan antara -2,29% hingga 42,86%. Selisih bernilai min (-) menandakan bahwa alat yang dibuat, hasil pengukurannya lebih kecil dari alat yang sebenarnya. Untuk selisih bernilai plus (+) menandakan bahwa alat yang dibuat, hasil pengukurannya lebih besar dari alat yang sebenarnya. Berdasarkan karakteristik sensor ultrasonik HC-SR04 dapat menghitung dengan rentang jarak 2 400 cm, sedangkan dari data hasil pengukuran didapat bahwa untuk jarak 1 cm menghasilkan prosentase kesalahan
57 yang cukup besar dan selebihnya hanya terjadi prosentase kesalahan yang kecil, ini menandakan bahwa sensor ultrasonik bekerja dengan baik. Artinya sensor hanya dapat bekerja dengan jarak minimal 2 cm dan maksimal 400 cm. Secara umum, semakin jauh jarak yang diukur, semakin kecil persen kesalahan. Perbedaan jarak hasil pengujian dengan jarak sesungguhnya dapat disebabkan oleh adanya noise. Modul sensor PING bekerja berdasarkan prinsip pemantulan gelombang ultrasonik, terkadang pantulan gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik dan menyebabkan hasil pengukuran tidak akurat. Selain itu kesalahan pengukuran juga dapat terjadi karena pembulatan perhitungan pada saat pembuatan program. Sensor Ping ini akan mendeteksi jarak suatu objek yang berada didepannya dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelombang itu dipantukan oleh objek tersebut maka gelombang ultrasonik ini akan diterima oleh unit sensor penerima. Ping hanya akan mengirimkan suara ultrasonik ketika ada pulsa trigger dari mikrokontroler. Selanjutnya pulsa ini akan dikirimkan sensor ping ke mikrokontroler melalui port echo dan akan diproses oleh mikrokontroler untuk ditampilkan melalui komputer. Ping ini tidak dapat mengukur objek yang permukaannya dapat menyerap suara, seperti busa. Pengukuran jarak juga akan kacau jika permukaan objek bergerak dengan sudut tajam. Adapun tegangan yang digunakan sebagai referensi untuk menentukan tegangan output berupa 0 dan 1 adalah tegangan 5 volt. Tegangan tersebut merupakan tegangan standart dari sensor ultrasonik tersebut.
58 4.5. Kekurangan Penelitian Penelitian yang dilakukan pada uji alat instrumen ini memiliki kekurangan kekurangan diantaranya sebagai berikut : 1. Tampilan pada alat ukur menggunakan bilangan bulat dan bukan bilangan pecahan. 2. Penggunaan wadah air dengan ukuran terbatas, hanya dapat mengukur jarak atau tinggi sejauh tujuh belas (17) cm saja. 3. Objek berupa air yang ditempatkan dalam wadah bersifat statis atau tidak bergerak sehingga tidak ada riak atau gelombang.