BAB IV HASIL DAN UJI COBA Pada bab ini, akan dibahas pengujian alat mulai dari pengujian alat permodul sampai pengujian alat secara keseluruhan, antara lain : 1. Instalasi Software Arduino IDE 2. Pengujian Minimum Sistem Arduino Uno dengan LCD 3. Pengujian Sensor Ultrasonik Pendeteksi Gelas 4. Pengujian Alat secara keseluruhan IV.1. Instalasi Software Arduino IDE Dalam proses instalasi ini menggunakan aplikasi Arduino 1.6.5. Untuk melakukan instalasi ini dapat dilakukan dengan beberapa langkah antara lain : 1. Double klik instalasi arduino_ide.exe. Gambar IV.1 Proses Awal Instalasi Arduino IDE
2. Klik Install untuk memulai proses instalasi software Arduino IDE. Gambar IV.2 Proses Instalasi Berlangsung 3. Apabila muncul Install Arduino USB Driver klik Always Trust dan Install Gambar IV.3 Menu Pilihan Install Driver USB Arduino 4. Setelah selesai proses instalasi, langkah pertama yang dilakukan adalah dengan mengklik icon. Setelah program melakukan load maka akan terlihat bentuk tampilan seperti gambar IV.3.
Gambar IV.4. Tampilan Sketch Arduino 1.6.5 5. Selanjutnya yang dilakukan sebelum meng-upload program ke modul Arduino adalah melakukan pengaturan (setting) pada perangkat yang diperlukan dan mengetikkan program sesuai dengan yang dibutuhkan. Pengaturan pertama adalah pemilihan Board arduino yang digunakan pada software sesuai dengan perangkat yaitu Arduino UNO, seperti pada gambar IV.3. Pengaturan kedua adalah pemilihan port USB yang digunakan perangkat, seperti pada gambar IV.4.
Gambar IV.5. Pengaturan dan Pemilihan Board Arduino Pemilihan board arduino ini harus sesuai dengan Board Arduino yang digunakan. Apabila tidak sesuai, maka program yang diketikkan tidak dapat di-compile dan di-upload. Selain pemilihan board harus sesuai, pemilihan Port COM posisi arduino berada juga harus sesuai. Karena COM ini digunakan sebagai jalur komunikasi antara software Arduino IDE dengan Board Arduino. Gambar IV.6. Pengaturan Port USB pada Software Arduino 1.6.5
IV.2. Pengujian Minimum Sistem Arduino Uno dengan LCD Rangkaian LCD pada penelitian ini berfungsi untuk menampilkan informasi berupa tulisan dan data dari sensor warna yang dibaca oleh arduino. Untuk mengetahui apakah rangkaian LCD yang telah dibuat dapat bekerja sesuai yang diinginkan maka dilakukan pengujian rangkaian LCD yang dihubungkan dengan minimum sistem Arduino Uno R3. Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu : 1. Minimum Sistem Arduino Uno R3 2. Kabel data Arduino Uno R3 3. Rangkaian LCD 16 x 2 4. Software Arduino IDE Blok diagram pengujian rangkaian LCD dengan Arduino Gambar IV.7 : Laptop Kabel Data Arduino Arduino Uno LCD 16 x 2 Gambar IV.7 Blok Diagram Pengujian LCD dengan Arduino Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian LCD : 1. Buka aplikasi Arduino IDE 2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal sketch_xxxxxx secara otomatis seperti pada langkah sebelumnya. 3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian LCD seperti pada gambar IV.8.
Gambar IV.8 Listing Program Pengujian LCD 4. Klik Sketch Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk menyimpan file project yang baru dibuat. Dapat dilihat pada Gambar IV.9. Gambar IV.9 Kotak Dialog Menyimpan Program 5. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon Upload atau Ctrl + U. Analisa Hasil Program : Ada 3 bagian utama pada pemrograman Arduino Uno, yang pertama bagian deklarasi variable dan pemanggilan library, kedua bagian void setup() untuk pengaturan tipe hardware dan pengaturan input dan output, ketiga bagian void loop () yang merupakan tempat program utama. Dalam pengujian LCD yang dihubungkan dengan arduino ini, pada bagian pertama diperlukan
pemanggilan library #include <LiquidCrystal.h> yang berfungsi untuk menambahkan fungsifungsi program menampilkan karakter pada LCD. Kemudian LiquidCrystal lcd(8,9,4,5,6,7); adalah listing program untuk pengaturan letak pin-pin kaki LCD dihubungkan ke pin-pin Arduino Uno. Penulisan pin-pin ini harus sesuai antara program dengan alat yang telah dipasang. Selanjutnya pada bagian kedua yaitu lcd_begin(16,2); yaitu pengaturan jumlah baris dan kolom sesuai LCD yang digunakan. Karena yang digunakan yaitu LCD 16x2 karakter, maka penulisan pada program ini yaitu lcd_begin(16,2);. Apabila menggunakan LCD yang berukuran 16x2, maka pada program seharusnya tertulis lcd_begin(16,2);. Pada bagian program utama, di dalam void loop(), terdapat cuplikan program : void loop() { lcd.setcursor(0,0); lcd.print("-penyaji MINUMAN"); lcd.setcursor(0,1); lcd.print("---hot COFFEE--"); } Untuk menuliskan -PENYAJI MINUMAN- pada baris atas, dituliskan perintah lcd.setcursor(0,0); lcd.print("--penyaji MINUMAN-"); yang artinya penulisan karakter -- PENYAJI MINUMAN- dimulai dari kolom pertama dan baris pertama (0,0). Angka 0 menyatakan dari awal kolom dan awal baris. Apabila menginginkan penulisan pada baris kedua, yaitu menggunakan perintah lcd.setcursor(0,1); lcd.print("---hot COFFEE--"); Secara keseluruhan hasil keluaran listing program yang ditunjukkan pada gambar IV.10. Gambar IV.10 Foto Hasil Pengujian LCD
IV.3. Pengujian Sensor Ultrasonic dengan LCD Sensor ultrasonik pada alat ini berfungsi untuk mendeteksi gelas. Apabila gelas diletakkan pada tempat untuk penyaji minuman otomatis, maka sistem akan melaksanakan tugas selanjutnya. Untuk mengetahui apakah sensor warna ini sudah bekerja dengan baik atau belum, maka perlu dilakukan pengujian pada tahap ini. Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu : 1. Minimum Sistem Arduino Uno R3 2. Kabel data Arduino Uno R3 3. Sensor Ultrasonik HC SR04 4. Rangkaian LCD 16x2 5. Software Arduino IDE Blok diagram pengujian modul sensor dengan Arduino dan LCD seperti pada Gambar IV.11 berikut ini : Sensor Ultrasonik ARDUINO UNO LCD 16x2 Gambar IV.11 Blok Diagram Pengujian Sensor Ultrasonik Langkah-langkah melakukan pengujian Sensor Ultrasonik : 1. Buka aplikasi Arduino IDE 2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal sketch_xxxxxx secara otomatis seperti pada langkah sebelumnya. 3. Mengetikkan listing program untuk pengujian sensor Ultrasonik.
4. Klik Sketch Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk menyimpan file project yang baru dibuat. 5. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon Upload atau Ctrl + U. Analisa Hasil Program : Sensor ultrasonik yang digunakan dalam perancangan penyaji minuman otomatis ini memiliki 2 pin data yaitu Trigger dan Echo dihubungkan dengan Arduino Uno R3 pada pin 12 untuk Trigger dan pin 13 untuk Echo. berikut ini : #include <LiquidCrystal.h> LiquidCrystal lcd(8,9,4,5,6,7); // POSISI LCD #define trigger 12 #define echo 13 long counter,jarak; Program utama proses pembacaan data sensor tampak seperti cuplikan fungsi program void baca_gelas() { digitalwrite(trigger, LOW); delaymicroseconds(2); digitalwrite(trigger, HIGH); delaymicroseconds(10); digitalwrite(trigger, LOW); counter = pulsein(echo, HIGH); jarak = (counter/2) / 29.1; // 29.1 adalah konstanta (berdasarkan percobaan) } Konsep dari sensor ultrasonik ini menggunakan konsep pembacaan pantulan suara. Jarak diukur berdasarkan waktu yang dibutuhkan ketika sinyal pertama dikirimkan dan dihitung waktunya kapan sinyal itu diterima kembali oleh sensor. Pin Trigger di sini berfungsi sebagai pemancar sinyal suara kemudian diterima oleh pin Echo. Ketika gelas ditaruh ditempatnya, nilai data sensor ultrasonik menjadi kecil jika dibanding dengan nilai sebelum diletakkan gelas, karena sinyal yang dipancarkan terpantul oleh gelas. Jarak yang terukur dalam pengujian ini memiliki satuan centimeter (cm).
void loop() { lcd.setcursor(0,0); lcd.print("-uji ULTRASONIK-"); baca_gelas(); lcd.setcursor(0,1); lcd.print(jarak); lcd.print("cm"); if(jarak<10) { lcd.clear(); lcd.setcursor(8,1); lcd.print("ada GELAS ");} else { lcd.clear(); lcd.setcursor(8,1); lcd.print("tidak ADA ");} delay(500); } Gambar IV.12 Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik tanpa Gelas Pada pengujian sensor ultrasonik ini dilakukan dengan memberikan 2 kondisi, yang pertama tanpa objek gelas, yang kedua dengan objek gelas. Pada percobaan pertama ketika tidak ada objek gelas nilai sensor ultrasonik tertulis pada LCD 31 cm dan informasi tulisan pada LCD TIDAK ADA.
Gambar IV.13 Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik Ketika Ada Gelas Pada percobaan kedua ketika gelas diletakkan di depan sensor ultrasonik, nilai sensor ultrasonik tertulis pada LCD 4 cm dan informasi tulisan pada LCD ADA GELAS. Hal ini menunjukkan bahwa sinyal yang dipancarkan oleh ultrasonik dipantulkan oleh gelas sehingga nilai jarak yang terukur menjadi lebih kecil. IV.4. Pengujian Alat Secara Keseluruhan Pengujian alat secara keseluruhan ini merupakan gabungan dari pengujian-pengujian tiap bagian input dan output yang telah dilakukan sebelumnya. Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu : 1. Minimum Sistem Arduino Uno R3
2. Kabel data Arduino Uno R3 3. Sensor Ultrasonik 4. Rangkaian LCD 5. Buzzer 6. Software Arduino IDE Blok diagram pengujian Alat secara Keseluruhan seperti ditunjukkan pada Gambar IV.14 berikut ini: Rangk. Relay Sensor Ultrasonik Sensor Suhu LM35 Sensor Ultrasonik ARDUINO UNO Servo Gula Servo Kopi Servo Putar LCD 16x2 Gambar IV.14 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Keseluruhan Langkah-langkah melakukan pengujian Alat secara Keseluruhan : 1. Buka aplikasi Arduino IDE 2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal sketch_xxxxxx secara otomatis seperti pada langkah sebelumnya. 3. Mengetikkan listing program untuk pengujian rangkaian Keseluruhan. 4. Klik Sketch Verify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk menyimpan file project yang baru dibuat. 5. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon Upload atau Ctrl + U. Hasil Pengujian Keseluruhan :
Setelah proses pengujian dari tiap bagian selesai dilakukan, maka dilakukan pengujian keseluruhan sistem yang merupakan kombinasi dari percobaan sebelumnya. Hasil perancangan Alat Penyaji Minuman seperti pada gambar IV.15 berikut ini. 1 3 2 5 4 Gambar IV.15 Alat Penyaji Minuman Tampak Depan 7 8 9 6 13 1 1 1 Gambar IV.16 Alat Penyaji Minuman Tampak Atas Jika dilihat dari bagian atas, dapat dilihat rangkaian beberapa rangkaian sebagai berikut : 1. Sensor Suhu LM 35
2. Sensor Ultrasonik HC SR04 3. Modul Relay 4 Channel 4. LCD Shield 16x2 Karakter 5. Gelas Penampung 6. Pemanas Air 7. Tempat Gula 8. Tempat Kopi 9. Servo Buka-Tutup Kran Air 10. Servo Pengaduk 11. Motor Pengaduk 12. Kran Air 13. Servo Putar untuk memutar posisi gelas. Pada saat alat pertama kali dinyalakan, arduino melakukan inisialisasi program berupa pengaturan input dan output setiap pin arduino, pengaturan model LCD yang digunakan dan pemberian nilai awal suatu variabel. void setup() { // put your setup code here, to run once: lcd.begin(16,2); analogreference(internal); servopengaduk.attach(servo_pengaduk); servoputar.attach(servo_putar); servoair.attach(servo_air); pinmode(trigger,output); // transmitter - OUTPUT pinmode(echo,input); // receiver - INPUT pinmode(relay_gula,output); digitalwrite(relay_gula,high); pinmode(relay_kopi,output); digitalwrite(relay_kopi,high); pinmode(relay_pengaduk,output); digitalwrite(relay_pengaduk,high); pinmode(relay_pemanas,output); digitalwrite(relay_pemanas,high); servoputar.write(180); servoair.write(180); // buka=130 //tutup=180 servopengaduk.write(50);
} Pada kutipan program di atas menjelaskan bahwa setiap input dan output untuk sensor dilakukan pada bagian void setup() {}. lcd.setcursor(0,0); lcd.print("-letakkan GELAS-"); lcd.setcursor(0,1); lcd.print(jarak); lcd.print(" cm"); baca_gelas(); baca_suhu(); if(suhu_air<70) digitalwrite(relay_pemanas,low); else if(suhu_air>80) digitalwrite(relay_pemanas,high); delay(500); Setelah program melakukan inisialisasi program awal, pada layar LCD muncul tulisan - LETAKKAN GELAS-, sambil menunggu gelas diletakkan, secara realtime, sensor suhu LM35 membaca data suhu air yang ada di dalam tempat pemanas air. Apabila suhu berada di bawah 70 derajat Celcius, maka pemanas akan aktif dengan memberikan logika LOW pada relay pemanas. if(jarak<10) { lcd.clear(); lcd.setcursor(7,1); lcd.print("ada GELAS "); delay(2000); lcd.clear(); servoputar.write(135); lcd.setcursor(0,0); lcd.print("----proses 1----"); lcd.setcursor(0,1); lcd.print("--mengisi GULA--"); digitalwrite(relay_gula,low); delay(1000); digitalwrite(relay_gula,high); delay(7000); lcd.clear(); servoputar.write(93); lcd.setcursor(0,0); lcd.print("----proses 2----"); lcd.setcursor(0,1); lcd.print("--mengisi KOPI--"); digitalwrite(relay_kopi,low); delay(1000); digitalwrite(relay_kopi,high); delay(5000); delay(7000); lcd.clear(); servoputar.write(50); lcd.setcursor(0,0); lcd.print("----proses 3----"); lcd.setcursor(0,1); lcd.print("tuang AIR PANAS"); servoair.write(130); // buka=130 //tutup=180 delay(6000); servoair.write(180); // buka=130 //tutup=180 delay(2000); lcd.clear(); servoputar.write(10); lcd.setcursor(0,0); lcd.print("--proses AKHIR--"); lcd.setcursor(0,1); lcd.print("-mengaduk KOPI-"); delay(7000); lcd.clear(); servoputar.write(180); lcd.setcursor(0,0); lcd.print("-proses SELESAI-"); lcd.setcursor(0,1); lcd.print("-silahkan AMBIL-"); delay(7000); lcd.clear();
} while(jarak<15) {}; delay(2000); Dalam pembuatan alat penyaji minuman otomatis ini ada 5 proses yang dilalui, antara lain : 1. Mendeteksi Gelas, 2. Menuangkan Gula, 3. Menuangkan Kopi, 4. Mengisi Air, dan 5. Mengaduk Kopi, Ketika sensor ultrasonik mendeteksi gelas yang diletakkan pada tempat peletakan gelas, maka servo mulai bergerak ke bawah tempat gula untuk menjalankan proses pertama yaitu menuangkan gula. Kemudian ke proses selanjutnya yaitu menuangkan kopi, mengisi air panas dan yang terakhir proses pengadukan kopi. Setelah selesai diaduk, kemudian gelas diputar ke posisi semula dan pada LCD muncul tulisan PROSES SELESAI, SILAHKAN AMBIL. Gambar IV.17 Tampilan LCD Setiap Proses Penyajian Minuman
IV.5 Kelebihan dan Kekurangan IV.5.1 Kelebihan Adapun kelebihan dari alat yang telah dibuat yaitu sebagai berikut : 1. Alat ini dapat bekerja secara otomatis tanpa perlu lagi untuk melakukan proses pembuatan secara manual. 2. Proses pengecekan suhu air masak yang realtime menggunakan sensor suhu LM35, hal ini untuk menjaga kualitas suhu air standar untuk pembuatan kopi. 3. Sistem langsung aktif ketika gelas diletakkan pada tempatnya, dan ketika proses selesai, gelas kembali ke posisi awal ketika diletakkan. Apabila gelas belum diambil, sistem akan tetap menunggu sampai gelas yang sudah selesai disajikan diambil. IV.5.2 Kekurangan Adapun kekurangan dari alat yang telah dirancang sebagai berikut : 1. Ketika pertama kali alat diaktifkan, penuang gula dan kopi berputar secara otomatis 1 kali, hal ini dikarenakan rangkaian internal ini terprogram secara otomatis aktif ketika pertama kali dinyalakan. 2. Proses pengisian gula dan kopi dalam alat penampung dilakukan secara manual. 3. Harus selalu dilakukan pengecekan volume air, gula dan kopi karena belum ada sensor level air dan gula pada alat ini. 1.