BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT Bab ini membahas hasil dari sistem yang telah dirancang sebelumnya melalui percobaan dan pengujian. Bertujuan agar diperoleh data-data untuk mengetahui alat yang dirancang telah bekerja dengan baik atau tidak. Data yang diambil adalah volume air yang keluar dan diukur dengan alat ukur yang standar atau alat pembanding. Kemudian diperoleh data perbandingan antara nilai masukan dan keluaran pada sistem. Persentase error dihitung dari selisih nilai antara masukan dan keluaran. 4.1 Penarapan Sistem Penerapan sistem membahas hasil dari penerapan teori yang telah berhasil penulis kembangkan sehingga menjadi sebuah sistem yang cukup stabil. Untuk mengetahui apakah tujuan-tujuan dari pembuatan alat ini telah telah terlaksana dengan baik atau tidak maka perlu dilakukan pengujian dan analisa terhadap alat yang dibuat. Terlihat pada Gambar 4.1 foto tampak depan dan atas dari hasil 72
73 perancangan alat miniatur kontrol dan monitoring pengukuran volume air berbasis arduino mega, water flow sensor dan web. Gambar 4.1 Alat Tampak Depan Dan Tampak Atas 4.2 Cara Pengoprasian Alat 4.2.1 Pengoperasian Alat Pengukuran Volume Air Sebelum menggunkan perangkat pengukuran volume air ini ada beberapa prosedur yang harus dilakukan supaya tidak terjadi kesalahan dalam pengoprasiannya diantaranya adalah : 1. Menghubungkan alat dengan sumber tegangan, untuk pembagian nya dapat dilihat pada tabel 4.1
74 Tabel 4.1 Pembagian Sumber Tegangan Perangkat Arduino Mega Perangkat Water Flow Sensor, Buzzer dan Relay Modul WiFi Esp 6288 Adaptor, Pompa dan Selenoid Valve Sumber Teganga n 12 VDC 5 VDC 3,3 VDC 220 VAC 2. Menunggu hingga tampilan LCD siap, untuk tampilan awal yaitu judul perancangan dan kemudian menu utama untuk input setpoint. 3. Masukan input setpoint melalui keypad sesuai dengan batasan yang dikehendaki. 4. Untuk mengakhiri perintah tekan tanda # untuk enter, kemudian untuk membatalkan perintah tekan tanda * untuk cancel. 4.2.2 Pengoperasian Monitoring Pengukuran Volume Air Untuk monitoring hasil pengukuran di sini penulis menggunakan PC sebagai server dan smartphone sebagai akses point, berikut langkah-langkah dalam pengoprasisnnya: 1. Menunggu hingga indikator POWER dan STATUS hidup, serta indikator pada modul wifi esp8266 berkedip biru yang menandakan bahwa siap untuk digunakan. 2. Menunggu koneksi PC dan modul wifi dalam satu jaringan.
75 3. Membuka aplikasi XAMPP dan menjalankan masing-masing untuk Apache dan MySQL, sehingga muncul tanda hijau dan running untuk keduanya. 4. Membuka web browser pada PC (Personal Computer) (gambar 3.27) dan untuk melihat tampilan dari status penggunaan pemakain air (gambar 3.29), dan PC sudah menjadi server web local. Dalam monitoring pengukuran air ini dapat di lihat pada web dengan mengakses localhost dengan alamat localhost/imam/ atau dengan mengakses dari PC dan smartphone melalui alamat http://192.168.43.13/imam. 4.2.3 Alat Bantu Pengujian Alat-alat yang digunakan untuk membantu pengujian alat adalah: 1. Sumber Tegangan 12 VDC dan 220 VAC 2. Multitester 3. PC ( personal computer ) 4. Modem Wifi 5. Gelas Ukur 6. Timbangan Digital 7. Bak Air 4.3 Pengujian Sistem Sebelum melaksanakan pendataan pada rangkaian terlebih dahulu memeriksa hubungan-hubungan pada rangkaian. Langkah selanjutnya adalah
76 melakukan pengujian pada alat secara keseluruhan dalam merespon input yang diterima sehingga mempengaruhi output. 4.3.1 Pengujian Modul ESP8266 Setelah melakukan perancangan pada modul esp8266 selanjutnya penulis menguji sistem tesebut menggunakan arduino yang di hubungkan dengan modul esp8266. Modul ini merupakan interface antara web server dengan arduino, Penggunaan modul ini bertujuan agar arduino memiliki IP addres agar dapat di akses melalui web browser. Modul ini di program menggunakan bahasa C dengan bantuan Softwareserial.h. Untuk mengetahui modul esp8266 ini mendapatkan IP, user dapat membuka jendela serial, jika hasil yang di tampilkan sesuai dengan gambar 4.2 Maka rangkaian modul esp8266 dengan arduino dan software berjalan dengan baik. Gambar 4.2 Hasil Pengujian Modul Esp8266 pada Serial Monitor
77 Selanjutnya memastikan modul esp8266 dapat menjadi client dengan cara menghubungkan laptop dengan SSID modul esp8266. Setelah koneksi berhasil maka laptop akan mendapatkan IP addres. Dengan percobaan ini maka sistem yang di buat yaitu modul esp8266 dan software dapat berfungsi. Gambar 4.3 Tampilan IP Adrres Pada PC 4.3.2 Pengujian Relay Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah masing-masing relay akan aktif jika dipicu dengan tegangan yang diberikan dari power supply. Jika relay aktif akan ditandai dengan menyalanya lampu LED indikator. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui apakah relay dapat berfungsi dengan baik sehingga dapat melakukan proses switching untuk mengaktifkan solenoid valve dan pompa air. Sehingga relay dapat berjalan sesuai prosedur pada alur program. Sedangkan prosedur pengujian di lakukan dengan memberikan tegangan 5 volt DC ke input modul relay. Dari pengujian ini dapat diperoleh output dan input yang sesuai dengan
78 percobaan yang telah dilakukan. Dan untuk mengetahui relay aktif atau tidak pada relay dapat diketahui dengan nyala indikator LED pada masingmasing relay dan melakukan pengecekan pada kontak relay. Untuk mengetahui relay aktif atau tidak dapat dilihat pada Tabel 4.2. Tabel 4.2. Tabel Pengujian Modul Relay No Input Output Relay Tegangan (V) LED Relay Kontak Relay 1 High 4,98 Menyala NC 2 Low 0 Tidak menyala NO Gambar 4.4 Pengujian Relay 4.3.3 Pengujian Buzzer Tujuan dari pengujian ini adalah untuk memastikan buzzer dalam keadaan baik dan dapat di gunakan. Dalam pengujian buzzer alat yang di gunakan adalah catu daya 5 volt DC. Karena buzzer yang di gunakan adalah
79 mini buzzer maka langkah yang dilakukan dalam pengujian hanya memasangkan kaki buzzer pada kutub positif dan negatifnya saja karena buzzer akan langsung berbunyi apa bila mendapatkan tegangan. Dari hasil pengujian, setelah buzzer di pasang pada catu daya dan diberikan tegangan buzzer berbunyi yang berarti buzzer dalam kondisi yang baik. 4.3.4 Pengujian LCD ( Liquid Cristal Display ) Pada pengujian LCD ini untuk mengetahui apakah LCD dapat dipakai atau rusak. Pengujian pertama yang dilakukan sesuai dengan perencanaan perancangan yaitu dengan memberi tegangan pada kaki catu daya 5 volt DC pada arduino dan menghubungkan kaki SDA dan SCL LCD dengan pin arduino 20 dan 21. Karena pada perancangannya memakai tambahan modul I2C maka port yang di gunakan hanya memakai 4 pin pada arduino. Setelah semua terkoneksi dengan baik selanjutnya pengujian di lakukan dengan meng upload program sesuai perancangan (gambar 3.13). Maka LCD akan menyala dan menampilkan karakter sesuai dengan sketch yang di upload. Tampilan yang akan di tampilkan sesuai dengan program yaitu pertama akan menampilkan judul perancangaan dan selanjutnya tampilan untuk input setpoint dan total hasil pengukuran volume air. Hasil dari program yang telah dibuat dapat dilihat pada tampillan LCD pada gambar 4.5 dibawah ini :
80 Gambar 4.5 Tampilan Pada LCD 4.3.5 Pengujian Keypad Pada perancangan alat ini keypad berfungsi sebagai input perintah set point banyaknya air yang akan dikontrol. Jadi untuk menguji perintah keypad perlu adanya media interface untuk membuktikan keypad dapat berjalan dengan baik yaitu dengan menghubungkan rangkaian keypad, LCD dan arduino. Di sini penulis akan menguji fungsi dari keypad itu sendiri sesuai perancangan baik hardware maupun software. Berikut tampilan pengujian input keypad pada LCD sesaui dengan skets yang di upload pada arduino.
81 Gambar 4.6 Tampilan Input Keypad Pada LCD 4.3.6 Pengujian Pompa Air Dan Selenoid Valve Pengujian pompa air dan solenoid valve dapat menggunakan digital volt meter AC. Pengujian dilakukan dengan cara mengukur tegangan koil saat output mikrokontroler memberikan tegangan terhadap relay dan kontak relay menghubungkan tegangan 220 VAC ke pompa dan solenoid valve, karena untuk proses kerja perangkat ini secara bersama-sama dalam modul relay. Untuk membuktikan pompa itu dalam kondisi baik maka setelah kontak relay aktif atau NC maka air akan mengalir pada pipa pengujian, sedangkan untuk mengukur besarnya nilai resistansi atau putus tidaknya gulungan koil solenoid valve dapat menggunakan ohm meter. Gambar 4.7 Pengujian Aliran Pompa Pada Pipa
82 Gambar 4.8 Pengujian Koil Selenoid Valve Besarnya nilai resistansi solenoid valve diukur dengan menggunakan Ohm meter. Koil yang masih bagus dan belum putus lilitannya biasanya dapat diukur nilai resistansinya. Pada gambar diatas nilai dari resistansi koil solenoid valve yang terukur adalah sebesar 4,88 kω. 4.3.7 Pengujian Water Flow Sensor Pengujian water flow sensor di lakukan setelah perangkat pompa dan solenoid valve telah selesai pengujian, ini di karenakan water flow sensor dapat bekerja apabila ada sebuah aliran fluida (air) yang melewatinya untuk menggerakan rotor. Pengujian di lakukan dengan memberikan program water flow sensor pada arduino untuk mengetahui apakah sensor dapat bekerja dan merspon aliran fluida (air) yang di alirkan oleh pompa melewati
83 pipa pengujian selain itu juga dalam pengujian water flow sensor ini dapat mengetahui seberapa besar debit air yang di alirkan dan jumlah volume yang di hasilkan oleh pompa melalui serial monitor. Berikut program yang di upload untuk pengujian water flow sensor dan hasil dari serial monitor. Gambar 4.9 Program Pengujian Dan Hasil Serial Monitor 4.4 Pengujian Keseluruhan Sistem Pengujian kinerja sistem di lakukan dalam dua jenis pengujian, yaitu pengujian alat dan pengujian pengiriman data hasil volume air ke server dengan menggunakan web. Pengujian alat di lakukan untuk mengetahui kinerja seluruh sistem dan sensor untuk mengkonversi hasil dari aliran fluida (air) yang mengalir melalui sensor yang sesuai dengan input set point yang di berikan melalui keypad dan di tampilkan pada LCD. Pengujian pengiriman data ke server di maksudkan untuk membuktikan data yang di terima server sesuai dengan pengukuran sensor
84 yang di tampilkan pada LCD. Semua pengujian dimaksudkan untuk mengetahui apakah semua alat telah sesuai dengan spesifikasi alat yang telah di rancang. 4.4.1 Pengujian Alat Pengujian alat di lakukan pada sebuah jalur saluran air yang terbuat dari pipa PVC ½ dengan beberapa aksesoris sambungan pipa, elbow, tee dan kran manual dan bak air serta pompa untuk mengalirakan fluida (air). Pengujian di lakukan 2 kali pengambialan data sesuai dengan input-an set point yang kita masukan dengan kelipatan 50 ml. Pengujian dilakukan untuk mengambil data volume keluaran dari alat yang kemudian diukur dengan alat ukur standar. Proses kalibrasi menggunakan timbangan digital. Air yang keluar dari alat ditampung menggunakan gelas ukur kapasitas 1000 mililiter. Gelas ukur ini memiliki ketelitian garis skala 10 mililiter. Untuk mengamati kestabilan dan ketelitian pengukuran, maka akan dikalibrasi dengan timbangan digital. Timbangan digital yang digunakan memiliki kapasitas berat maksimum sebesar 3 kg dan ketelitian 1 gram. Gambar 4.10 menunjukkan proses kalibrasi volume air yang diukur dengan timbangan digital. Pada perancangan kalibrasi volume, berat gelas ukur dan berat jenis air harus diperhitungkan. Berat gelas ukur kosong saat ditimbang adalah 130 gram. Nilai 130 gram tersebut dijadikan nilai awal pada proses kalibrasi. Saat gelas ukur terisi air dan ditimbang, maka nilai yang terbaca oleh timbangan dikurangi 130 adalah berat dari air di dalam gelas ukur. Karena berat jenis air adalah 1 kg/dm3, maka berat air di dalam gelas ukur
85 sama dengan volume air di dalam gelas ukur dalam milliliter. Hasil pengujian di tunjukan pada tabel 4.3. Gambar 4.10 Kalibrasi Volume Air Dengan Timbangan Digital
86 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Pengujian Input Vol. (ml) Output Vol. (ml) Bagian I Selisih (ml) Error (%) Output Vol. (ml) Bagian II Selisih (ml) Error (%) 1 50 45 5 10 54 4 8 2 100 90 10 10 97 3 3 3 150 148 2 1.33 150 0 0 4 200 195 5 2.5 205 5 2.5 5 250 255 5 2 240 10 4 6 300 290 10 3.33 292 8 2.67 7 350 340 10 2.86 344 6 1.71 8 400 405 5 1.25 390 10 2.5 9 450 452 2 0.44 445 5 1.11 10 500 490 10 2 494 4 0.8 11 550 540 10 1.82 548 2 0.36 12 600 596 4 0.67 600 0 0 13 650 650 0 0 648 2 0.31 14 700 690 10 1.43 695 5 0.71 15 750 750 0 0 742 8 1.07 16 800 796 4 0.5 800 0 0 17 850 850 0 0 855 5 0.59 18 900 905 5 0.56 900 0 0 19 950 953 3 0.32 942 8 0.84 20 1000 998 2 0.2 990 10 1 Berdasarkan hasil pengujian tabel 4.3, pengujian sebanyak 20 kali pada volume 50 ml sampai 1000 ml dengan kelipatan 50 ml dengan 2 bagian pengujian. Hasil pengujian menunjukan ada 23 data volume keluaran yang kurang dari volume masukan, 10 data volume keluaran yang lebih dari volume masukan dan 7 volume keluaran yang sama dengan volume masukan. Selisih volume terbesar adalah minus 10 ml sedangkan persentase error terbesar adalah 10 % pada pengujan pertama dengan volume masukan
87 50 ml dan 100 ml. Perhitungan presentase error pada setiap pegujian sesuai tabel 4.3 dapat di hitung sebagai berikut : Error (%) = X 100 % Pada hasil pengujian di peroleh data masukan keluaran volume, selisih volume dan presentase error tiap pilihan volume. Terlihat persentase error terbesar pada volume terkecil dan mengalami penurunan error di volume yang besar. 4.4.2 Pengu jian Pengiriman Data Pada Server Pengujian pengiriman data ini dilakukan setelah melakukan langkah langkah pengoprasian monitoring pengukuran volume air yang telah di jelaskan pada sub bab 4.2.2. Hasil dari setiap pengujian yang telah di tampilkan pada web browser akan memuat beberapa informasi pada web page antara lain tanggal dan waktu di lakukannya pengujian dan hasil serta total nilai volume yang di keluarkan. Hasil pengujian di tunjukan pada gambar 4.11.
88 Gambar 4.11 Hasil Pengujian Pada Web Browser