BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA HASIL PENGUJIAN

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA HASIL PENGUJIAN

Pada bab ini dilakukan proses akhir dari pembuatan alat Tugas Akhir, yaitu pengujian alat yang telah selesai dirancang. Tujuan dari proses ini yaitu agar dapat mengetahui karakteristik dari tiap blok rangkaian, fungsi, dan proses kerja alat secara keseluruhan. Jika dalam pengujian terdapat komponen yang tidak bekerja sebagaimana mestinya, maka akan dilakukan perbaikan. Proses pengujian pada alat ini dilakukan menurut bagian per blok dari setiap rangkaian sehingga akan diketahui kerja dari masing-masing blok dengan baik. Selain itu, pada proses ini juga dapat dilakukan perbandingan antara hasil pengukuran dengan hasil perhitungan saat perancangan. Pengujian alat yang dilakukan meliputi: 1. Pengujian rangkaian catu daya. 2. Pengujian respon sensor gerak ( HC-SR501) 3. Pengujian rangkaian audio alarm 4. Pengujian relay pada switching transistor 5. Pengujian saklar magnetik pada pintu dan jendela 6. Pengujian rangkaian sensor cahaya sebagai pemicu lampu sorot

53

7. Pengujian keseluruhan sistem 4.1.Pengujian Rangkaian Catu Daya 4.1.1. Tujuan Tujuan pengujian dan pengukuran rangkaian catu daya adalah untuk mengetahui besarnya tegangan input ( V1 ) sebelum masuk regulator LM7805 dan tegangan output ( V out ) keluaran dari regulator LM7805, mengetahui besarnya arus yang bias di-supply oleh rangkaian catu daya tersebut,

serta dapat mengetahui konsumsi arus pada modul utama

Raspberry Pi. 4.1.2. Alat yang digunakan 

Multimeter Krisbow KW06-307



Clamp Meter Kyoritsu Model 2003

4.1.3. Langkah pengukuran Menghubungkan alat ukur pada rangkaian seperti dibawah ini: 

Mengukur besar tegangan:

1. Hubungkan Voltmeter pada rangkaian catu daya probe V1 untuk mengetahui tegangan input pada regulator LM7805. 2. Hubungkan Voltmeter pada output regulator (probe Vout) untuk mengukur tegangan output dari regulator. 

Mengukur besarnya supply arus:

1. Koneksikan Vout pada beban (pada pengukuran ini digunakan sebuah resistor 2.2Ω) untuk mengetahui kemampuan supply

54

arus pada rangkaian regulator. dan Pasang tang Ampere pada kabel output positif. 2. Koneksikan Vout pada beban Raspberry Pi, kemudian pasang tang ampere untuk mengetahui besarnya konsumsi arus pada modul Raspberry Pi.

Gambar 4.1Langkah Pengukuran Rangkaian Catu Daya Rangkaian pada gambar 4.1 menunjukkan cara pengukuran pada tiap-tiap Tes poin yaitu pada tes poin V1, Vout dan Arus pada keluaran regulator LM7805. Pengukuran arus dilakukan dengan memasang beban berupa resistor dengan nilai 2.2Ω dan kemudian menggantinya dengan beban sebenarnya, yaitu modul Raspberry Pi. Sehingga bisa diketahui besar konsumsi arus dengan beban maksimal dan dengan beban Raspberry pi.

55

Gambar 4.2 Hasil Pengukuran pada titik pengukuran V1 Pada gambar 4.2 yaitu pengukuran V1, bisa dilihat bahwa Voltmeter menunjukkan nilai tegangan sebesar 13.49 Volt.

Gambar 4.3 Hasil pengukuran pada titik pengukuran Vout Pada gambar 4.3 yaitu pengukuran pada tes poin Vout, bisa dilihat bahwa Voltmeter menunjukkan hasil pengukuran tegangan keluaran (Vout) sebesar 5.14 Volt.

56

Gambar 4.4 Hasil pengukuran arus pada beban 2.2Ω Pada gambar 4.4 yaitu pengukuran arus dengan beban 2.2Ω, dari hasil pengukuran oleh clamp meter bisa dilihat arus yang mengalir pada beban tersebut sebesar 2 Ampere.

Gambar 4.5 Hasil pengukuran arus pada beban Raspberry Pi Pada gambar 4.5 yaitu pengukuran arus dengan beban modul Raspberry Pi, dari hasil pengukuran oleh clamp meter bisa dilihat arus yang mengalir pada Raspberry Pi sebesar 0.9 Ampere atau 900 mA.

57

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Rangkaian Catu Daya

Titik  Pengukuran  Hasil  Pengukuran 

Arus dengan  beban 2.2Ω

Arus dengan beban  Raspbery Pi 

V1 (Volt DC)

Vout (Volt DC)

 ( Ampere DC)

 (Ampere DC) 

13.49 

5.14

2

0.9 

4.1.4. Analisa Dari percobaan di atas dapat dianalisa yaitu: Pada saat catu daya diaktifkan tegangan input ( V1 ) pada regulator LM7805 adalah 13,49 Volt DC, pada alat ini tegangan 13,49 V DC digunakan sebagai suply tegangan modul audio alarm, lampu sorot dan kipas. Dan tegangan output ( V out ) adalah 5.14 Volt DC, pada alat ini digunakan sebagai tegangan supply Raspberry Pi. Dari analisa didapat bahwa regulator LM7805 mampu menurunkan tegangan dari 13.49 Volt DC menjadi 5.14 Volt DC dengan stabil. Dan dengan penambahan komponen Transistor PNP MJ2955 yang difungsikan sebagai penguat arus, maka arus yang dikeluarkan pada tegangan output 5.14 volt bisa maksimal, hasil pengukuran arus pada percobaan dengan beban 2.2Ω adalah sebesar 2 Ampere, dengan arus tersebut maka rangkaian regulator bisa sanggup menyuplai arus sebesar 2A. Dan dari hasil pengukuran dengan beban Raspberry Pi maka bisa diketahui bahwa konsumsi arus pada modul Raspberry Pi adalah sebesar 900 mA (kondisi kamera streaming On).

58

4.2.

Pengujian Respon Sensor Gerak ( HC-SR501 ) 4.2.1. Tujuan Untuk mengetahui kepekaan sensor Pyroelectric (HCSR501) terhadap perubahan panas yang disebabkan oleh objek (manusia) yang bergerak. 4.2.2. Alat yang digunakan 

Multimeter Krisbow KW06-307

4.2.3. Langkah pengukuran Dengan menghubungkan multimeter dengan output pada sensor gerak HCSR501 sepeti gambar berikut:

Gambar 4.6Pengukuran Respon sensor gerak HC-SR501 Ukur jarak respon sensor dengan menguji dari arah 0° sampai dengan 180° seperti gambar berikut:

59

Gambar 4.7 pengujian derajat arah dan jarak respon sensor gerak Maka dapat kita amati blind spot atau titik buta dari sensor adalah pada sudut 0° - 20° dan 160° - 180° seperti yang dapat dijelaskan pada table 4.2 berikut : Tabel 4.2 Hasil pengujian respon sensor Pyroelectric HC-SR501

60

4.2.4. Analisa Dari tabel 4.2 dapat disimpulkan dalam bentuk grafik sebagai berikut ini:

Grafik 4.1 Respon sensor pada sudut 0, 20, 160 dan 180 derajat Pada grafik 4.1 bisa dilihat bahwa pada sudut 0°, 20°, 160° dan 180° merupakan titik buta sensor gerak, pada sudut-sudut tersebut pada output sensor tidak ada respon tegangan (0 volt).

Grafik 4.2 Respon sensor pada sudut 30 dan 150 derajat 61

Pada grafik 4.2 bisa dilihat bahwa pada sudut 30° memiliki bentuk grafik yang identik dengan sudut 150° yaitu jarak maksimal pada sudut tersebut adalah sekitar 3 meter dengan tegangan output pada sensor sebesar 3.3 volt, lebih dari 3 meter sensor tersebut tidak merespon pergerakan.

Grafik 4.3 Respon sensor pada sudut 60 dan 120 derajat Pada grafik 4.3 bisa dilihat bahwa pada sudut 60° memiliki bentuk grafik yang identik dengan sudut 120° dimana jarak maksimal pada sudut tersebut sekitar 5 meter dan tegangan outputnya sekitar 3.3 volt, lebih dari sudut tersebut sensor tidak merespon gerakan.

Grafik 4.4 Respon sensor pada sudut 90 derajat

62

Pada grafik 4.4 bisa dilihat bahwa pada sudut 90° merupakan sudut dimana sensor memiliki respon maksimal yaitu jarak maksimal mencapai 7 meter dengan tegangan output pada sensor sebesar 3.3 volt. Hasil pengujian menunjukkan bahwa output sensor HCSR501 adalah logika HIGH jika terdapat respon gerakan manusia, jika tidak ada gerakan maka output dari sensor adalah logika LOW, dari hasil pengujian diketahui bahwa sensor akan mendeteksi adanya objek dengan besar sudut 120° ( 150° - 30° = 120° ). Dan pada arah sudut 90° maka respon sensor memiliki radius paling jauh hingga 7 meter. 4.3 Pengujian rangkaian Audio Alarm 4.3.1 Tujuan Tujuan pengujian dan pengukuran rangkaian audio alarm adalah untuk mengetahui besarnya penguatan (Gain) dari port output audio Raspberry Pi setelah melewati rangkaian penguat OpAmp Non-inverting serta mengetahui karakteristik sinyal output dari penguat non-inverting Op-Amp tersebut. 4.3.2 Alat yang digunakan 

Oscilloscope GW Instek GDS-1042

4.3.3 Langkah pengukuran Dengan menghubungkan port CH1 pada osiloskop dengan port input pada rangkaian audio dan port CH2 pada osiloskop

63

dengan port Output pada rangkaian audio, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.8 berikut ini:

Gambar 4.8 Pengukuran Gain pada rangkaian Audio Alarm

Pada gambar 4.8 bisa dilihat bahwa koneksi tes poin dengan osiloskop yaitu pada titik input untuk CH1 dan titik output untuk CH2.

Gambar 4.9 Hasil pengukuran sinyal Input (kuning) vs sinyal Output (biru)

64

Sinyal yang digunakan sebagai input adalah dari sinyal generator berbentuk sinus dengan amplitude (Vpp) sekitar 116 mV dengan frekuensi sekitar 1 kHz 4.3.4

Analisa Dari hasil pengukuran dapat disimpulkan bahwa nilai penguatan pada rangkaian audio alarm adalah sekitar 91.4 kali, didapat dari rumus Gain = Vout / Vin, yang mana Vin adalah sebesar 116 mV sedangkan Vout = 10.6 V, atau Gain dalam dB adalah 20 Log 91.4 = 39.2 dB. Dari hasil perhitungan pada bab 3 dibandingkan dengan hasil pengukuran terdapat sidikit perbedaan sekitar 0.8 dB, dimana menurut perhitungan seharusnya didapat nilai gain sebesar 40 dB, hal ini kemungkinan bisa disebabkan oleh nilai resistansi aktual pada R2 dan R1 tidak sesuai dengan yang tertera pada label resistor (berbeda sedikit nilai resistansinya). Dan bisa dilihat pada gambar 4.9 bahwa dengan rangkaian Non-Inverting ini maka fasa antara sinyal input dan sinyal output adalah sama.

4.4 Pengujian relay pada switching Transistor 4.4.1

Tujuan Tujuan pengujian dan pengukuran relay pada switching transistor adalah untuk mengetahui besarnya tegangan pada tiap-tiap kaki basis transistor untuk dapat menggerakkan atau mematikan relay, serta mengukur tegangan pada relay saat kondisi relay on atau off.

4.4.2

Alat yang digunakan 

4.4.3

Multimeter Krisbow KW06-307

Langkah pengukuran Menghubungkan alat ukur dan melakukan pengujian pada titik-titik pengujian pada rangkaian seperti gambar 4.10 dibawah ini:

65

Gambar 4.10 titik pengukuran pada rangkaian switching transistor Pada gambar 4.10 bisa dilihat bahwa titik pengukuran ada 3 poin, yaitu TP1, TPI2 dan TP3. TP1 yaitu mengukur tegangan input dari rangkaian, TP2 mrngukur tegangan output pada pin Emitor komponen optocoupler yang terhubung dengan resistor R3, dan TP3 yaitu mengukur tegangan output pada kaki relay. Tabel 4.3 Hasil pengukuran tegangan pada tiap-tiap titik uji coba Tegangan (volt DC) Titik Uji Kondisi ada trigger

Kondisi tidak ada

dari GPIO22 RPi

trigger dari GPIO22 RPi

TP1

3.28

0

TP2

13.49

0

TP3

13.49

0

Coba

66

4.4.4

Analisa Dari hasil pengukuran dapat disimpulkan bahwa jika rangkaian switching transistor tidak ada input tegangan pada titik TP1 sebesar 3.28 volt maka rangkaian transistor sebagai saklar tidak akan bekerja, begitu juga rangkaian relay juga tidak akan bekerja, sehingga output pada relay akan tetap bernilai 0 volt (titik TP3 bernilai 0 volt ), akan tetapi jika titik TP1 terdapat input tegangan dari pin GPIO22 raspberry Pi sebesar 3.28 volt maka rangkaian transistor sebagai saklar akan bekerja sehingga pada titik TP2 dan TP3 akan bernilai 13.49 volt sesuai dengan input Vcc yang disuplai oleh regulator.

4.5 Pengujian saklar magnetic pada pintu dan jendela 4.5.1

Tujuan Tujuan pengujian dan pengukuran rangkaian saklar magnetik pada pintu dan jendela adalah untuk mengetahui kondisi tegangan output dari saklar magnetik pada saat ada atau tidak adanya medan magnet disekitar saklar tersebut.

4.5.2

Alat yang digunakan 

4.5.3

Multimeter Krisbow KW06-307

Langkah pengukuran Menghubungkan alat ukur dan melakukan pengujian secara bergantian pada Test Point ( TP ) seperti gambar 4.11 dibawah ini:

67

Gambar 4.11 Titik pengujian pada rangkaian saklar magnetik Pada gambar 4.11 bisa dilihat bahwa pengukuran dilakukan secara bergantian pada tes poin ( TP1, TP2 dan TP3) dengan menggunakan Voltmeter.

Gambar 4.12 Hasil pengukuran pada TP1 saat kondisi pintu terbuka Pada gambar 4.12 bisa dilihat bahwa pengukuran dilakukan pada tes poin (TP1) dimana posisi kabel warna hitam pada voltmeter dihubungkan dengan ground, sedangkan kabel warna merah pada voltmeter dihubungkan dengan TP1. 68

Gambar 4.13 Hasil pengukuran pada TP2 saat kondisi Jendela kiri terbuka Pada gambar 4.13 bisa dilihat bahwa pengukuran dilakukan pada test poin (TP2) dimana posisi kabel warna hitam pada voltmeter dihubungkan dengan ground, sedangkan kabel warna merah pada voltmeter dihubungkan dengan TP2.

Gambar 4.14 Hasil pengukuran pada TP3 saat kondisi Jendela kanan terbuka Pada gambar 4.14 bisa dilihat bahwa pengukuran dilakukan pada tes poin (TP3) dimana posisi kabel warna hitam pada voltmeter dihubungkan dengan ground, sedangkan kabel warna merah pada voltmeter dihubungkan dengan TP3.

69

Tabel 4.4 Hasil pengukuran pada tiap-tiap test poin Tegangan (volt DC) Titik Uji Kondisi pintu atau

Kondisi pintu atau

jendela tertutup

jendela terbuka

TP1

0

3.28

TP2

0

3.28

TP3

0

3.28

Coba

4.5.4

Analisa Dari hasil pengukuran dapat disimpulkan bahwa pada saat kondisi pintu atau jendela tertutup maka saklar berada pada medan magnet sehingga kontak-kontak pada micro switch akan saling tersambung sehingga pada tes poin akan bernilai logika 0 ( tegangan 0 volt ), namun pada saat pintu terbuka maka nilai pada tes poin adalah sebesar 3.3 volt ( logika 1 ) hal ini dikarenakan setingan pada program pada saat pintu atau jendela terbuka diberi nilai logika 1.

4.6 Pengujian rangkaian sensor cahaya 4.6.1

Tujuan Tujuan pengujian dan pengukuran pada rangkaian sensor cahaya sebagai pemicu lampu sorot adalah untuk mengetahui bentuk sinyal sekaligus respon waktu saat pada rangkaian “RC” sebagai chargedischarge kapasitor bekerja, sehingga bisa diketahui hubungan antara besar kecilnya nilai hambatan pada resistor LDR (saat cahaya terang dan gelap) dengan lama waktu charging pada kapasitor.

4.6.2

Alat yang digunakan 

Oscilloscope GW Instek GDS-1042

70

4.6.3

Langkah pengukuran Dengan menghubungkan port CH1 pada osiloskop dengan test point ( TP1) , seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.15 berikut ini:

Gambar 4.14 Titik pengujian pada rangkaian sensor cahaya Pada gambar 4.14 bisa dilihat bahwa titik pengukuran dilakukan pada tes poin yang digunakan sebagai input pada pin GPIO4 Raspberry Pi

Gambar 4.15 Hasil pengukuran saat cahaya terang

71

Pada gambar 4.15 bisa dilihat bahwa pada display osiloskop menampilkan bentuk sinyal dari sistem charging kapasitor. Posisi awal sinyal berada pada posisi tegangan 0 volt, kemudian naik menuju level tegangan 2 volt dengan waktu sekitar 2.2 ms.

Gambar 4.16 Hasil pengukuran saat cahaya gelap Pada gambar 4.16 bisa dilihat bahwa pada display osiloskop menampilkan betuk sinyal dari sistem charging kapasitor. Posisi awal sinyal berada pada level tegangan 0 volt kemudian naik menuju level digit 1 dengan waktu yang dibutuhkan sekitar 728 ms.

4.6.4

Analisa Untuk mempermudah dalam pengukuran dan mendapatkan nilai resistansi yang stabil, maka resistor LDR diganti dengan potensiometer 1MΩ, dengan asumsi saat terang berarti nilai resistansi pada potensiometer adalah kecil (disini diset potensiometer dengan nilai resistansi 0 Ω) sehingga total nilai resistansi pada rangkaian tersebut adalah sebesar 2.2kΩ ditambah 0 Ω. Sedangkan untuk asumsi saat kondisi gelap maka nilai resistansi potensiometer adalah besar ( potensiometer di set dengan

72

nilai resistansi 1MΩ) sehingga total nilai resistansi pada rangkaian tersebut adalah 1MΩ ditambah 2.2kΩ. Dengan cara ini maka akan mempermudah membuktikan kebenaran rumus yang sudah di jelaskan pada bab 3 dengan pengukuran actual. Dari hasil pengukuran pada gambar 4.15 ( saat potensio di set 0Ω asumsi cahaya terang) terlihat bahwa waktu yang dibutuhkan rangkaian untuk charging kapasitor adalah sebesar 2.24 ms, jika dibandingkan dengan hasil perhitungan didapat nilai “t” sebesar 2.2 ms ( 2.2kΩ x 1µF ), jadi hasil pengukuran dengan perhitungan adalah sama. Sedangkan dari hasil pengukuran pada gambar 4.16 ( saat potensio di set 1MΩ - asumsi kondisi gelap) terlihat bahwa waktu yang dibutuhkan untuk charging kapasitor adalah sekitar 728 ms. Dari hasil pengukuran dapat disimpulkan bahwa saat kondisi cahaya terang maka waktu yang dibutuhkan rangkaian untuk charging kapasitor lebih cepat dibandingkan dengan saat cahaya gelap.

4.7 Pengujian alat secara keseluruhan Pemicu dari bekerjanya alat ini adalah sensor gerak HCSR501 serta saklar magnetik yang dipasang pada pintu dan jendela.Sinyal digital dari sensor gerak yang mengindikasikan adanya pergerakan dalam radius kerja sensor, sinyal tersebut diproses oleh Raspberry Pi sebagai mikroprosesor untuk menggerakkan kamera agar mengambil snapshot setiap pergerakan. Kemudian saklar magnetik yang dipasang pada pintu dan jendela akan memberikan logika 1 jika pintu dan jendela tersebut dalam kondisi terbuka, hal ini mengindikaskan bahwa seseorang telah membuka atau bahkan sudah memasuki rumah kita, lalu Raspberry Pi akan menggerakkan alarm agar berbunyi. User juga bisa mengintruksikan Raspberry Pi agar melakukan motion streaming pada kamera, sehingga user bisa melihat layaknya video streaming secara real time kapan pun dan dari manapun.

73

Jika user ingin meng-nonaktifkan ataupun mengaktifkan kembali sistem keamanan, hal ini bisa dilakukan dengan hanya mengirim instruksi melalui pesan whatsapp. Alat ini sudah bekerja dengan baik dan benar, sesuai dengan parameter yang sudah di install dan di setting di setiap elemen dan rangkaian. Hal ini bisa dilihat dari table pengujian alat berikut ini : Tabel 4.5 Hasil pengujian alat secara keseluruhan

74