BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN Pada bab IV pengujian alat dan pembahasan akan mengulas hasil pengamatan serta analisis untuk mengetahui kinerja dari rangkaian dan alat. Rangkaian di analisis untuk mengetahui dan mendapatkan data yang dihasilkan oleh alat tersebut,sehingga data dapat digunakan untuk menyempurnakan kinerja alat dan dapat digunakan untuk pengembangan lebih lajut. Metode pengujian dipilih berdasarkan fungsi operasional dan beberapa parameter yang ingin diketahui dari sistem tersebut. 4..Pengujian Fungsional Pengujian fungsional bagian dan sistem keseluruhan yang terdiri dari pengujian rangkaian catu daya, rangkaian multivibrator, Speaker, motor, dan sensor HC-SR. 4... Pengujian rangkaian catu daya Catu daya yaitu sumber tegangan dan bagian terpenting pada rangkaian. Catu daya pada rangkain ini mengunakan 2 output tegangan, yaitu catu daya dengan output tegangan 5 VDC dengan menggunakan IC regulator LM 7805 dan catu daya dengan output tegangan 2 VDC dengan menggunakan IC regulator LM7805. Pengujian tegangan sumber daya dilakukan di 2 titik yaitu di keluaran IC LM7805 untuk pengujian catu daya mikrokontroler dan di keluaran IC LM782 untuk pengujian catu daya motor DC. Pengujian dilakukan dengan menggunakan multimeter digital yang diset sebagai voltmeter DC. Kedua elektrode masing masing dihubungkan ke keluaran IC untuk elektrode merah dan ground untuk elektrode hitam. 57
Titik pengujian catu daya ditunjukkan pada Gambar 4.. Gambar 4. Titik pengujian catu daya 5V () dan 2V (2) Dari pengukuran yang dilakukan didapatkan data seperti pada Tabel 4. berikut. Tabel 4. Hasil pengujian catu daya Tegangan Terukur Faktor No Titik pengujian Tanpa Beban Beban Penuh Penurunan Tegangan (%) 5V 0,6 2 2V 0,49 Dari Tabel 4. diketahui bahwa terjadi penurunan tegangan yang sangat drastis pada IC regulator LM782 saat beban penuh. Hal itu terjadi karena motor DC membutuhkan daya yang besar saat membuka tutup tempat sampah sehingga regulasi tegangan IC LM782 yang terbatas tidak mampu untuk mempertahankan nilai tegangan. Namun hal itu tidak akan merusak IC ataupun motor karena hanya berlangsung beberapa detik saja setelah itu tegangan akan normal kembali. 58
Sedangkan pada IC regulator LM7805 penurunan tegangan tidak terlalu besar karena beban IC ini relatif kecil. Untuk mengetahui berapa persen faktor penurunan tegangan pada catu daya, dapat digunakan rumus berikut. % Faktor Penurunan Tegangan = Vtanpa beban Vbeban penuh Vtanpa beban x 00 %...(4.) %Faktor penurunan tegangan 5V = 4,89 4,86 00% 4,89 %Faktor penurunan tegangan 5V = 0, 6% %Faktor penurunan tegangan 2V = 2,0 0,75 00% 2,0 %Faktor penurunan tegangan 2V = 0,49% 4..2. Pengujian Multivibrator Pada pengujian multivibrator, diperlukan sebuah osiloskop yang digunakan untuk melihat bentuk gelombang, serta menghitung parameter lainnya. Pada pengujian ini elektrode osiloskop dihubungkan dengan kaki nomor 3 IC NE555 yang mana kaki tersebut merupakan kaki output gelombang kotak yang dihasilkan oleh IC NE555. Gambar 4.2 adalah gambar dari bentuk gelombang yang dihasilkan oleh multivibrator IC NE555 Gambar 4.2 Gelombang output multivibrator 59
Gambar 4.3 Frekuensi multivibrator Dari Gambar 4.3, didapatkan frekuensi dari multivibrator sebesar 38,46Khz dengan Duty Cycle 60%. Frekuensi tersebut masih sesuai dengan datasheet sensor ultrasonik HC-SR04 sehingga multivibrator ini baik dan dapat digunakan. 4..3. Pengujian Modulator Modulator yang dipakai pada tempat sampah otomatis ini adalah sebuah gerbang logika AND dimana gerbang logika ini akan menghasilkan keluaran high () hanya jika kedua masukkannya berlogika high (). Pada rangkaian ini, salah satu masukkan gerbang and dihubungkan dengan pin digital mikrokontroler sedangkan masukan yang lain dihubungkan ke output multivibrator. Output dari modulator ini kemudian dihubungkan ke lampu LED infrared untuk diubah menjadi cahaya. Gambar 4.4. Proses berhasil, maka mikrokontroler akan menghasilkan sinyal seperti 60
Gambar 4.4 Sinyal output mikrokontroler Gelombang yang dihasilkan mikrokontroler tersebut kemudian dimodulasikan secara PCM oleh modulator dan menghasilkan sinyal output seperti pada Gambar 4.5 dengan baik. Gambar 4.5 Sinyal output modulator Dari Gambar 4.5, dapat disimpulkan bahwa modulator dapat bekerja 4..4. Pengujian Sensor HC-SR04 Sesuai namanya sensor ini bekerja pada frekuensi suara (sonic = sound=suara) yang bernada tinggi (ultra=sangat tinggi ), yaitu disekitar range frekuensi 40 KHz (sebagai catatan, frekuensi yang mampu terdengan manusia 6
adalah 20 Hz 20 KHz. Pada sensor ultrasonik jenis HC-SR04 terdapat dua buah sensor transducer yang masing-masing berfungsi sebagai transmitter ultrasonik dan sebuah receiver yang berfungsi sebagai penerima pantulan (return echo) frekuensi ultrasonik dari obyek yang diukur jaraknya terhadap sensor. Jarak terukur sensor sendiri dihitung berdasarkan lamanya waktu gelombang ultrasonik sampai ke receiver (echo) dihitung dari pertama kali ditembakkan transmitter (PING). Berikut list program pengujian Sensor HC-SR04. #include<newping.h> #define TRIGGER_PIN 2// Jump pin TRIGGER sensor ke Pin 2 #define ECHO_PIN //Jump Pin ECHO sensor ke Pin arduino #define MAX_DISTANCE 50 // Jarak maksimum dalam (cm) NewPing sonar (TRIGGER_PIN,ECHO_PIN, MAX_DISTANCE); Void setup(){ Serial.begin(9600); // Buka serial monitor dengan br 9600 } Void loop() { Delay(00); // delay setiap pengukuran 00 second (dapat disetting sesuai kebutuhan) Unsigned int Us = sonar.ping(); // Serial.print( Ping: ); Serial.print(us / us_roundtrip_cm); Serial.println( cm ); } 62
Gambar 4.6 Bentuk sinyal output sensor HC-SR04 4.2. Pengujian motor Servo Pada sistem tempat sampah otomatis ini, Driver motor DC menggunakan jenis H-bridge yang telah dimasukkan ke dalam chip IC L293D. Input IC ini terhubung pada Pin 2 dan Pin mikrokontroler. Untuk memutar motor Servo, salah satu dari kedua pin tersebut harus berlogika high () sedangkan pin yang lain berlogika low. Listing program pengujian motor servo sebagai berikut : #include<servo.h> Servo myservo; Int pos=0; Void setup() { Myservo.attach(9); } Void loop() 63
{ For(pos=0;pos<80;pos+=45)// Posisi servo berada pada 80 0 dan >= 0 // posisi servo berada diantara 0 0-80 0 { //Servo mengalami penambahan 45 0 Myservo.write(pos); Delay(4000);// delay selama 4 detik } For(pos=80;pos>=;pos =45) // ketika servo berada pada 80 0 dan >= 0 } // Servo mengalami penurunan 45 0 / Myservo.write(pos); Delay(4000); // delay selama 4 detik } } Hasil dari pengujian driver motor DC adalah sebagai berikut : Tabel 4.2 Hasil pengujian sudut motor servo Sudut yang disetting Pembacaan busur derajat ( 0 ) Error 0 0 0 0 0 45 0 50 0, 90 0 90 0 0 35 0 40 0 3,7 80 0 90 0 5,56 64
Dari hasil pengujian pada Tabel 4.3, persimpangan derajat pergerakan yang diinginkan berkisar 0-0 derajat dan disimpulkan bahwa motor servo dapat bekerja dengan baik. 4.3. Pengujian Voice Recorder Pada voice recorde pin M dihubungkan ke mikrokontroler melalui Pin digital sedangkan Pin power dihubungkan ke Pin 4. Pin - pin tersebut akan aktif jika diberikan logika low (0). Fungsi delay digunakan untuk memberikan waktu untuk modul voice recorder untuk merespon sinyal trigger dari mikrokontroler. 4.4. Pengujian alat secara keseluruhan Setelah perangkat keras sudah teruji dan perangkat lunak telah didownloadkan ke mikrokontroler ATmega 328 menggunakan usb arduino downloader, kemudian dilakukan pengujian keseluruhan sistem. Langkahlangkahnya yaitu dengan menghubungkan keseluruhan rangkaian hardware dan termasuk mendownloadkan program software yang telah dibuat. Tujuan utama dari pengujian alat secara keseluruhan adalah untuk mengetahui apakah alat dapat bekerja sesuai perancangan awal atau tidak. Saat saklar power pada posisi ON, maka lampu indikator sensor akan menyala berkedip. Lampu tersebut berkedip karena sensor HC-SR04 menerima sinyal dari lampu LED inframerah namun, tutup tempat sampah tidak akan terbuka karena sinyal yang diterima sensor inframerah kecil. Sinyal yang kecil ini mengakibatkan sinyal output sensor mengandung noise sehingga mikrokontroler tidak dapat membacanya. 65
Kemudian letakkan sebuah objek di atas sensor didepan tempat sampah dan tutup tempat sampah akan membuka dan memutar rekaman suara pesan. setelah 3 detik, tutup tempat sampah akan menutup kembali dan akan memutar rekaman suara pesan 2. Ketika sensor 2 dibawah tutup sampah mendeteksi material dengan jarak 0 cm dari sensor 2. Tabel 4.3 berikut menunjukkan response suara voice recorder dari pendeteksian objek material dengan tiga kondisi. Tabel 4.3 Pengujian sensor 2 mendeteksi volume sampah. Berisi Material Keterangan : 3 kondisi Volume tempat sampah Kosong Setengah penuh Penuh Response Jarak sensor suara rekaman 2 5-0 cm 0-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 5-0 cm 0-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 5-0 cm 0-20 cm 20-30 cm 30-40 cm Response suara rekaman : Terimakasih telah membuang sampah pada tempatnya. Response suara rekaman 2 : Tempat sampah penuh. 66
Dari Tabel 4.3, dapat diketahui bahwa semakin dekat material dengan sensor ultrasonic 2 maksimal jarak 0 cm maka voice recorder akan memutar suara 2 yaitu tempat sampah penuh. Sebaliknya jika volume tempat sampah belum mencapai batas jarak 0 cm dari sensor ultrasonic 2, maka voice recorder akan terus memutar suara yaitu terimakasih telah membuang sampah pada tempatnya. Apabila sensor yang berada di depan tempat sampah terus mendeteksi material, dan sensor akan berhenti mendeteksi ketika sensor 2 sudah mendeteksi volume sampah sudah terisi penuh atau over kapasitas. Sedangkan pada sensor yang berada didepan wadah sampah diatur untuk mendeteksi obyek material yang berada diatasnya. Berikut ini tabel percobaan jarak sensor ultrasonik. Tabel 4.4 Pengujian jarak sensor ke material Pengujian Sensor Ultrasonic dengan Jarak 5 50 cm Buka Pengujian Ke - Jarak yang diatur Jarak terdeteksi Error (%) Rekaman Suara Tutup sensor 2 3 Material 5 cm 5,04 cm 0,79% 2 0 cm 0,2 cm,8 % 3 5 cm 5,5 cm 3,22 % 4 20 cm 2,05 cm 4,98 % 5 25 cm 26,4cm 5,30 % 6 30 cm 32,3 cm 7,2 % 7 35 cm 37,8 cm 7,40 % 67
8 40 cm 43,4cm 7,83 % 9 45 cm x x 0 50 cm x x 3 3 Catatan : Material (plastik, karton) Keterangan Suara : 2 3 Bersuara terimakasih telah membuang sampah pada tempatnya. Bersuara tempat sampah penuh Mati Dalam pengujian ini, pengukuran jarak sensor ultrasonik dengan jarak yang diatur menggunakan mistar mulai 5 cm sampai jarak 50 cm. Material yang digunakan adalah karton,plastik. Sensor ultrasonik terhadap material yang diuji mengalami rentang error terendah 0,32 % sampai tertinggi 2,04 %.Setelah diperoleh data pengukuran,ditemukan adannya error dan dapat dianalisis dengan rumus sebagai berikut : (Jarak yang diukur Jarak yang diatur) Error % = x 00 =... () Jarak yang diukur Hasil pengujian 0 kali percobaan percobaan ke- sampai ke-8 dengan jarak 5 cm- 40 cm sukses dan rekaman suara pada voice recorder dapat diputar. Pada percobaan ke- 9 dan ke -0 mati serta perekam suara off disebabkan pada program arduino ke sensor diluar batas settingan yaitu diatas rentang jarak 43 cm. 68