S fis 0341010_chapter4

528 views
455 views

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
528
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
12
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

S fis 0341010_chapter4

  1. 1. 59 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian dan analisis komponen pendukung sistem dalam rangkaian sehingga dapat diketahui kehandalan perancangan sistem secara keseluruhan. Komponen sistem yang akan dilakukan pengujian dan analisis antara lain sebagai berikut : Karakteristik sensor LM35 Mikrokontroler ATMega8535 Karakteristik modul TLP434A dan RLP434A Pengujian antena terhadap jangkauan 4.1 Karakteristik Sensor LM35 Sensor suhu yang digunakan adalah IC LM35 seri DZ. Sensor ini memiliki jangkauan suhu 0 – 100˚C dengan parameter 10 mV setiap kenaikan 1˚C. Sensor suhu LM35 ini memiliki kelebihan dibandingkan sensor suhu yang lain yaitu tidak membutuhkan kalibrasi eksternal karena memiliki ketelitian ± ¼°C pada temperatur ruang serta dapat dikonversi langsung dalam satuan derajat celcius dimana setiap kenaikan keluaran 10 mV berarti suhu akan naik 1˚C. Pengujian kali ini bertujuan untuk mengetahui sejauh mana karakteristik atau sifat dari sensor LM35DZ dibandingkan dengan termometer standar (alkohol). Pengujian dilakukan pada beberapa objek dengan membandingkan nilai
  2. 2. 60 tegangan keluaran sensor dengan nilai suhu pada termometer standar seperti pada tabel berikut ini : Tabel 4.1 Pengukuran suhu oleh sensor Objek Suhu Termometer, Ttrm (˚C) Tegangan Keluaran LM35DZ, Vout (V) Konversi Tegangan LM35DZ ke Suhu, Tout(˚C) Es Mencair 4 0,062 6,2 Suhu Ruang 28 0,277 27,7 Suhu Badan 34 0,344 34,4 Regulator LM7812 43 0,422 42,2 Lampu Neon 45 0,459 45,9 Air Panas 53 0,534 53,4 Solder 89 0,871 87,1 Gambar 4.1 Grafik tegangan keluaran LM35DZ terhadap suhu termometer Dari hasil analisis gambar 4.1 didapatkan grafik yang menunjukan bahwa tegangan keluaran sensor LM35 berbanding lurus terhadap temperatur dengan kemiringan grafik sebesar 0,00959 dengan kesalahan 1,2951 × 10ିସ artinya memiliki persentase kesalahan 1,35 % (hasil persentase nilai perbandingan
  3. 3. 61 kesalahan terhadap kemiringan grafik). Sehingga setiap perubahan 1˚C akan terjadi perubahan tegangan sekitar 10 ± 0,13 mV. Sebelum masuk ke dalam mikrokontroler ATMega8535, tegangan keluaran sensor terlebih dahulu di-buffer dan dikuatkan menggunakan op amp LM358 sebesar 5 kali dari tegangan awal sehingga tegangan keluaran maksimal sensor LM35DZ adalah 5 volt pada suhu 100˚C. 4.2 Mikrokontroler ATMega8535 Fitur yang digunakan sebagai pemroses data adalah ADC, dengan resolusi 10 bit dan USART, sebagai sarana komunikasi data serial asinkron dengan perangkat luar. Berikut menjelaskan pengolahan ADC dan pengaturan USART : 4.2.1 Pengolahan ADC Fitur ADC digunakan sebagai proses konversi sinyal analog menjadi sinyal-sinyal digital. Sinyal analog ini berasal dari sensor LM35 pada blok pemancar. Tegangan referensi ADC merujuk pada tegangan maksimal sensor LM35DZ yaitu 5 volt yang menunjukan suhu 100˚C artinya tegangan referensi sama dengan tegangan kerja mikrokontroler . Mode operasinya free running artinya konversi dilakukan secara terus-menerus dengan data hasil konversi terakhir yang diambil. Resolusi yang digunakan selebar 10 bit sehingga memiliki ketelitian sebesar 0,00488 volt per bit artinya setiap masukan sinyal analog akan dikonversi menjadi sinyal digital setiap perubahan 0,00488 volt. Proses konversi ADC ditunjukan seperti tabel berikut :
  4. 4. 62 Tabel 4.2 Proses Konversi ADC Sinyal Analog (mV) Sinyal Digital (biner) Konversi Suhu (˚C) 5,2 00 0000 0001 0,1 111 00 0001 0110 2,1 768,3 00 1001 1101 15,3 2354,6 01 1110 0001 47,0 4987 11 1111 1100 99,7 Setiap perubahan suhu akan ditampilkan melalui perubahan nyala LED. LED bekerja secara active low artinya led akan menyala bila diberi logika 0 dari mikrokontroler sehingga sinyal digitalnya dibalikkan. Perubahan nyala led didapat dari perubahan nilai 10 bit buffer ADC yaitu 8 bit buffer ADCH dan 2 bit msb (most significant bit) buffer ADCL. 4.2.2 Pengaturan USART Komunikasi serial asinkron merupakan metode komunikasi data antar perangkat yang sudah sangat populer. Hampir setiap perangkat elektronik memiliki fitur komunikasi serial ini seperti pada PC, mikrokontroler maupun telepon genggam. Hal ini dikarenakan hanya membutuhkan 2 jalur komunikasi saja tanpa menyertakan clock sehingga untuk sinkronisasi data dilakukan melalui baudrate dan protokol data yang sama antar perangkat. Walaupun transmisi data serial asinkron jauh lebih lambat daripada komunikasi paralel maupun serial sinkron namun sangat cocok untuk komunikasi data jarak jauh. Pada perancangan sistem telemetri ini komunikasi serial asinkron dapat dilakukan dengan memanfaatkan fitur USART pada ATMega8535. Data paralel
  5. 5. 63 yang berupa sinyal digital hasil konversi diubah menjadi data serial asinkron kemudian data tersebut dikirimkan. Pengiriman data nilai suhu dilakukan pada blok pemancar melalui port TXD kemudian melalui modul TLP434A dipancarkan secara wireless. Data yang dikirim berupa angka 3 desimal yang menunjukan nilai suhu. Data tersebut dikirim dengan baudrate 4800 bps dengan 8 bit data, 2 bit stop dan tanpa bit paritas. Inisialisasi USART menggunakan codewizard adalah sebagai berikut : // USART initialization // Communication Parameters: 8 Data, 2 Stop, No Parity // USART Receiver: Off // USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 4800 UCSRA=0x00; UCSRB=0x08; UCSRC=0x8E; UBRRH=0x00; UBRRL=0x8F; Kemudian data diterima secara wireless oleh modul RLP434A pada blok penerima kemudian dikirim ke mikrokontroler untuk diolah melalui port RXD. Baudrate dan protokol komunikasi data kedua blok diatur sama sehingga dapat terjadi komunikasi data dengan baik. Baudrate 4800 bps menunjukan bahwa satu bit memiliki interval 0,2083 ms. Gambar berikut menunjukan proses pengiriman data nilai suhu 57 dengan baudrate 4800 bps, yaitu : 1 0 Start bit 0 0 1 1 1 0 0 1 2 Stop bit 1 byte 1 character 208,3 us Gambar 4.2 Pengiriman Data Serial Asinkron
  6. 6. 64 4.3 Karakteristik Modul TLP434A dan RLP434A Pengujian ini terdiri dari dua bagian yaitu pengujian modul TLP/RLP434A dengan memberikan pulsa dan pengujian kecepatan transmisi atau baudrate. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui dan mengukur unjuk kerja atau kehandalan modul RF ini sebagai alat komunikasi data serial asinkron wireless. 4.3.1 Pengujian Pulsa Untuk mengetahui bahwa modul RF bisa menerima atau mengirim data dengan baik, terlebih dahulu harus dilakukan suatu pengujian. Cara pengujian modul RF biasanya hanya memberikan logika 1 atau 0 pada modul pemancar, kemudian sinyal tersebut diterima oleh modul penerima berupa sinyal 1 atau 0 sesuai logika yang dikirimkan. Namun pada modul-modul tertentu hal ini sulit untuk dilakukan karena adanya keterbatasan alat untuk membaca sinyal 1 atau 0 pada gelombang frekuensi tinggi maupun adanya batas kecepatan minimal di dalam pengiriman data. Oleh karena itu harus dilakukan pengujian dengan diberikan pulsa. Sumber pulsa dapat bermacam-macam antara lain function generator, timer, dll. Pada pengujian modul RF ini dilakukan dengan memberikan pulsa. Sebagai sumber pulsa digunakan function generator sedangkan perubahan pulsa dapat teramati pada osiloskop. Tahapan pengujiannya adalah sebagai berikut :
  7. 7. 65 1. Rangkailah modul RF tersebut seperti gambar berikut : Gambar 4.3 Rangkaian pengujian pulsa 2. Konfigurasikan function generator dengan output TTL. Jangan memasukkan input untuk modul TLP434A dengan sinyal analog karena dapat merusak modul. 3. Tentukan frekuensi pada function generator dan lihat bentuk sinyal keluaran pada layar osiloskop yang terhubung ke RLP434A. Apabila bentuk sinyal keluaran berubah maka modul tersebut bekerja dengan baik. Pengujian dilakukan dengan memberikan pulsa yang berubah-ubah mulai dari 1200 bps sampai 38400 bps dan hasilnya dapat teramati di osiloskop berupa perubahan bentuk gelombang persegi. Gambar berikut menunjukan perubahan bentuk gelombang persegi untuk pulsa 1200 bps dan 4800 bps, yaitu : 1 2 3 4 TLP434A Frek TTL Output VDD 5V Function Generator 1 2 3 4 5 6 7 8 RLP434A Volt/Div Time/Div Osiloskop VDD 5V
  8. 8. Gambar 4. melalui Gambar 4. terlihat pada osiloskop Gambar 4.5 gelombang akan semakin rapat. Hal ini menunjukan bahwa semakin tinggi baudrate maka data yang diterima setiap detik semakin bertambah. (a) (b) Gambar 4.4 Pemberian pulsa pada modul TLP434A elalui function generator, (a) 1200 bps (b) 4800 bps (a) (b) Gambar 4.5 Penerimaan pulsa oleh modul RLP434A pada osiloskop (1ms x 2V /Div) , (a) 1200 bps (b) 4800 b menunjukan bahwa setiap kenaikan pulsa maka bentuk gelombang akan semakin rapat. Hal ini menunjukan bahwa semakin tinggi baudrate maka data yang diterima setiap detik semakin bertambah. 66 modul TLP434A ps modul RLP434A (b) 4800 bps menunjukan bahwa setiap kenaikan pulsa maka bentuk gelombang akan semakin rapat. Hal ini menunjukan bahwa semakin tinggi baudrate maka data yang diterima setiap detik semakin bertambah.
  9. 9. 67 4.3.2 Pengujian Baudrate Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berapa frekuensi maksimal yang dapat diberikan pada modul TLP434A dimana data masih dapat diterima dengan baik. Protokol komunikasi data yang digunakan adalah 8 bit data tanpa bit paritas dan 2 bit stop. Pengujian dilakukan di hyper terminal pada jarak sekitar 5 meter dengan panjang antena 11 cm. Tabel berikut menunjukan hasil pengujian baudrate pada modul TLP434A, yaitu : Tabel 4.3 Pengujian baudrate pada modul TLP434A Baudrate (bps) Kondisi Sinyal Kecepatan Baudrate Normal Kecepatan Baudrate Ganda 1200 Baik Ada noise 2400 Baik Baik 4800 Baik Baik 9600 Baik Baik 14400 Baik Baik * 19200 Baik * Baik * 38400 Banyak noise Tidak dikenali 57600 Tidak dikenali Tidak dikenali *delay saat awal Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa modul TLP434A mampu melakukan pengiriman data dengan baudrate antara 1200 bps – 19200 bps dimana data tersebut masih dapat diterima dengan baik. Untuk baudrate yang diatur pada kecepatan normal pengiriman data dapat dilakukan pada rentang 1200 bps – 19200 bps dengan muncul delay diawal pengiriman pada 19200 bps tapi selanjutnya data dapat diterima. Hal ini dimungkinkan karena adanya sinkronisasi
  10. 10. 68 pada modul penerima. Sedangkan pada baudrate yang diatur pada kecepatan ganda pengiriman data dapat dilakukan pada rentang 2400 bps – 19200 bps dengan muncul delay diawal pengiriman pada frekuensi 14400 bps dan 19200 bps sama seperti pada kecepatan normal. Pada frekuensi di bawah 2400 bps muncul noise. Hal ini dimungkinkan karena masuknya gangguan antara data yang dikirim dan yang diterima. Berdasarkan spesifikasi modul TLP434A memiliki tipikal baudrate pada 4800 bps. Dari pengujian menunjukan bahwa alat ini memiliki kemampuan pengiriman data yang sangat baik pada baudrate yang cukup tinggi. Beberapa faktor yang menentukan kemampuan modul TLP434A ini diantaranya adalah : Menggunakan frekuensi standar ISM (Industri, Scientific, Medic) yaitu pada frekuensi 433,92 MHz sehingga aman digunakan. Bekerja pada frekuensi UHF (Ultra High Frequency) sebesar 433,92 MHz dengan teknik ASK (Amplitude Shift Keying) sehingga mampu melakukan pengiriman data dengan baudrate yang cukup tinggi. Memiliki spesifikasi daya pancar sekitar 23 mW pada tegangan 5 volt dan 166 mW pada tegangan 12 volt sehingga memiliki jangkauan yang cukup luas. Namun disamping kelebihan tersebut modul ini memiliki kelemahan yaitu dapat dipengaruhi oleh faktor kebisingan atau noise hal ini dikarenakan modul ini bekerja berdasarkan modulasi amplitudo yang rentan terhadap gangguan.
  11. 11. 69 4.4 Pengujian Antena terhadap Jarak Pancar Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berapa jangkauan efektif pengiriman data yang dapat dicapai dari blok pemancar ke blok penerima terhadap panjang antena dengan data masih dapat diterima. Antena yang digunakan adalah jenis whip yang terbuat dari gulungan kawat besi sehingga dapat diubah-ubah panjangnya. Data yang diterima akan ditampilkan di LCD dan direkam di HyperTerminal. Protokol komunikasi datanya 8 bit data tanpa bit paritas dan 2 bit stop dengan baudrate 4800 bps. Pengujian dilakukan pada tempat terbuka tanpa halangan. Berikut menunjukan tabel hasil pengujian antena terhadap jarak pancar, yaitu : Tanpa pemasangan antena Tabel 4.4 Pengujian jarak pancar tanpa pemasangan antena Jarak Pancar (m) Penerimaan Data 1 – 10 Baik 11 – 12 Sedikit error 13 – 14 Sulit diterima Panjang antena, l = 16,5 cm pada blok pemancar dan blok penerima Tabel 4.5 Pengujian jarak pancar dengan panjang antena, l = 16,5 cm Jarak Pancar (m) Penerimaan Data 1 – 26 Baik 27 – 28 Muncul error 29 – 30 Sedikit error 31 – 32 Sulit diterima
  12. 12. 70 Panjang antena, l = 32 cm pada blok pemancar dan blok penerima Tabel 4.6 Pengujian jarak pancar dengan panjang antena, l = 32 cm Jarak Pancar (m) Penerimaan Data 1 – 26 Cukup baik 33 – 34 Baik 35 – 36 Sulit diterima Dari hasil pengujian tabel 4.6 dapat disimpulkan bahwa panjang antena sangat mempengaruhi jarak pancar. Semakin tinggi antena yang digunakan maka jarak pancar akan semakin jauh, juga akan semakin sering menangkap noise. Data hasil pengujian ini selengkapnya dapat dilihat pada lembar lampiran. Berdasarkan tabel diketahui bahwa jangkauan efektif pengiriman data dapat mencapai jarak pancar hingga 10 meter tanpa antena dan hingga 34 meter bila menggunakan antena dengan panjang 32 sentimeter. Jangkauan ini dapat dipengaruhi oleh faktor noise, kualitas antena maupun rangkaian LC pada modul RF. Faktor lain yang dapat membuat jarak pancar modul RF semakin jauh adalah dengan memperbesar tegangan pada modul pemancar TLP434A hingga 12 volt. Karena dengan semakin besar tegangan maka daya yang dipancarkan akan semakin besar.

×