BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA DATA Pada bab ini akan dibahas tentang pengujian dan pengoperasian Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas pada Rumah Berbasis Layanan Pesan Singkat yang telah selesai dirancang. Pengujian dan pengoperasian ini dilakukan untuk melihat unjuk kerja alat, baik unjuk kerja setiap bagian, maupun secara keseluruhan.
Pengujian alat yang dilakukan meliputi : 1. Pengujian rangkaian mikrokontroler. a. Pengujian rangkaian osilator. b. Pengujian rangkaian reset. 2. Pengujian rangkaian solenoid. 3. Pengujian rangkaian relay. 4. Pengujian rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) 0804. 5. Pengujian rangkaian buzzer. 6. Interfacing LCD 2 X 16. 7. Pengujian Sensor HS-133
4.1
Pengujian Rangkaian AT89S52 Pengujian terhadap mikrokontroler AT89S52 terbagi menjadi dua pengujian, yaitu
pengujian osilator dan pengujian reset.
4.1.1 Pengujian Osilator Mikrokontroler AT89S52 a. Tujuan Mengukur besarnya frekuensi osilator dari mikrokontroler AT89S52. b. Langkah Pengukuran 1. Mempersiapkan peralatan yang dibutuhkan 2. Menghubungkan tegangan suplai 5Vdc ke modul mikrokontroler AT89S52 3. Menghubungkan osiloskop digital ke pin 19 (XTAL 1) dan ke ground.
34
c. Hasil Pengukuran Gambar 4.2 merupakan hasil dari keluaran frekuensi counter, nilai osilator sebesar 11.058,36 KHz.
Gambar 4.2 Keluaran dari Frekuensi Counter d. Analisa XTAL1 dan XTAL2 terdapat pada pin no.18 dan 19. XTAL1 dan 2 berfungsi sebagai input osilator atau clock dari mikrokontroler. Clock tersebut digunakan oleh mikrokontroler agar dapat mengeksekusi instruksi program secara serempak. Untuk menghasilkan clock secara internal, yaitu dengan memasangkan kristal pada pin XTAL1 dan pin XTAL2. Berdasarkan hasil pengujian, frekuensi yang terukur pada kristal adalah sebesar 11,05836 MHz. Pin-pin ini untuk membentuk hubungan jaringan resonansi ke rangkaian osilator. Besarnya nilai kristal yang digunakan menentukan kecepatan mikrokontroler dalam mengeksekusi instruksi.
Ternyata terjadi pengurangan frekuensi sebesar 0,0009 MHz dari osilator. Seharusnya frekuensi yang terukur 11,059 MHz. Rugi-rugi ini disebabkan oleh adanya toleransi dari komponen yang digunakan pada rangkaian. Namun hal ini tidak berpengaruh banyak pada fungsi mikrokontroler.
1.1.2
Pengujian Reset Mikrokontroler AT89S52 a. Tujuan : Mengamati waktu yang diberikan dalam proses reset serta bentuk gelombang yang terjadi pada saat pertama kali sistem mikrokontroler diaktifkan atau catu daya aktif (on). b. Langkah Pengukuran: 1. Mempersiapkan peralatan yang dibutuhkan. 35
2. Mengaktifkan tegangan suplai 5 Vdc pada IC AT89S52. 3. Menghubungkan osiloskop digital ke pin 9 mikrokontroler dan ke ground seperti pada gambar 4.4. 4. Mengaktifkan rangkaian reset untuk melihat bentuk gelombang dari rangkaian reset. 5. Mengukur waktu yang diberikan dalam proses reset dengan menggunakan osiloskop. Vcc
osiloskop
10 uF
Pin 9 Reset
+
-
10 k
Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian Reset
c. Hasil Pengukuran Gambar 4.5 dibawah ini merupakan hasil keluaran dari osiloskop berupa waktu yang diberikan dalam proses reset, yaitu sebesar 0,060 s (600 ms) dan hasil keluaran dari osiloskop, yaitu sinyal reset mikrokontroler.
Gambar 4.3 Sinyal Reset 36
Keterangan : Volt / Div
= 1 Volt
Time / Div
= 10 ms
Vpp
= 5,20 Vpp
d. Analisa Pada saat pertama kali catu daya aktif, terjadi proses reset yang disebabkan adanya hubungan singkat pada kapasitor sehingga arus mengalir dari Vcc ke kaki RST dan menghasilkan logika 1 (high). Proses reset ini selesai sampai 0,060 detik (600 ms) dan kaki RST menjadi logika 0 (low)
4.2
Pengujian dan Pengukuran Solenoid a. Tujuan Tujuan Pengujian solenoid adalah untuk mengetahui baik tidaknya solenoid. b. Langkah Pengukuran a. Menghubungkan catu daya seperti gambar dibawah ini :
Gambar 4.4 Pengujian solenoid
37
c. Hasil Pengukuran Dari hasil pengujian dapat dilihat dengan memberikan tegangan yang sesuai dengan tegangan kerja solenoid maka kumparan yang terdapat pada solenoid menjadi medan magnet yang menyebabkan kontak besi tertarik. d. Analisa Dengan memberikan tegangan pada kumparan solenoid maka akan terjadi medan magnet.
4.3
Pengujian penggerak relay Pada pengujian ini yang dilakukan adalah bertujuan untuk mengetahui besarnya tegangan
untuk dapat menggerakkan / mematikan relay. a. Tujuan Tujuan Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan multitester, adapun titiktitik pengujian sebagai berikut: b. Langkah Pengukuran
Vcc 5V
Titik Uji 3
Titik uji 1
Titik uji 2 Gambar 4.5 Penggerak Relay
38
c. Hasil Pengukuran
a. Pengujian titik 1 : Tegangan pada titik 1 merupakan tegangan dari mikrokontroler. Tegangan pada saat on adalah 2,8 volt dan pada saat off adalah 10 volt. b. Pengujian titik 2 : Tegangan pada titik 2 adalah tegangan yang diterima dari base transistor. Tegangan pada saat on adalah 2,8 volt dan pada saat off adalah 10 volt. c. Pengujian titik 3 : Tegangan pada titik 3 adalah tegangan pada collector pada transistor. Tegangan pada saat on adalah 0 volt dan pada saat off adalah 10 volt.
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran pada Penggerak Relay
Kondisi on
Kondisi off
a. Pengujian Titik 1
2,8 Volt
10 Volt
b. Pengujian Titik 2
2,8 Volt
10 Volt
c. Pengujian Titik 3
0 Volt
10 Volt
Titik ujicoba
4.4
Pengujian Keluaran ADC 0804 a. Tujuan Mengetahui perubahan bentuk sinyal analog ke dalam sinyal digital pada ADC 0804. b. Langkah Pengukuran 1. Mempersiapkan peralatan yang dibutuhkan. 39
2. Mengaktifkan tegangan suplai 5 Vdc pada rangkaian. 3. Menghubungkan pin 11 sampai pin 18 pada IC ADC 0804 ke multimeter seperti gambar 4.8 kemudian mencatat besarnya tegangan output yang dihasilkan sensor gas HS-133
Gambar 4.6 Pengujian Rangkaian ADC
c. Hasil Percobaan Tabel 4.2 merupakan hasil keluaran dari ADC 0804 berupa nilai Vin yang kemudian digunakan untuk mencari nilai Decimal, Hex., dan Biner. Tabel 4.2 Hasil Keluaran ADC 0804 Vin
Vref
Biner Dec
Hex
(V DC ) (V DC )
5
2,5
512
200
D
D
D
D
D
D
D
D
D
B8
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
1
1
0
0
1
0
0
0
0 40
2.8
2,5
286,72 11E
1
4.9
2,5
501,76 1F5
1
0 1
0 1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
d. Analisa Berdasarkan hasil pengujian diatas, tegangan output yang dihasilkan oleh sensor gas HS-133 yang masuk ke ADC dibagi dengan nilai Vref (nilai tegangan acuan) sebesar 2,5 volt. Sehingga untuk mendapatkan nilai Decimal di dapat dengan menggunakan persamaan : Bit/Volt =
x 256
Persamaan tersebut berdasarkan datasheet ADC-08.
4.5
Pengujian Rangkaian Buzzer a.
Tujuan Tujuan pengujian dan pengukuran rangkaian untuk mengetahui berfungsi atau tidaknya rangkaian buzzer dan tegangan-tegangan pada kaki transistor.
b. Langkah pengukuran a. Mempersiapkan semua peralatan yang dibutuhkan. b. Membuat konfigurasi rangkaian pengujian seperti pada gambar 4.9 Konfigurasi Pengujian Buzzer.
C1815
Gambar 4.7 Pengujian Rangkaian Buzzer 41
c. Mengeset alat ukur Multimeter pada posisi Vdc. d. Menghubungkan suplai 5 Volt ke rangkaian. e. Mengaktifkan rangkaian. f. Mengukur tegangan pada setiap titik uji dan mencatat hasilnya pada table 4.3.
c. Hasil pengukuran Setelah melakukan pengujian maka didapatkan hasil sebagai berikut : Tabel 4.3 Tabel Hasil Pengukuran Rangkaian Buzzer Vin
Titik K
Titik L
KONDISI
5 Volt
0,7 Volt
0 Volt
Buzzer hidup
0 Volt
0 Volt
4,3 Volt
Buzzer mati
d. Analisa Rangakaian
Buzzer ini bekerja ketika mendapat tegangan ±5 V. Dalam
percobaan menggunakan transistor sebagai saklar dalam pengaktifan buzzer. Ketika tegangan Vin = 0 Vdc, base lebih negatif daripada emitter sehingga transistor off (saklar open). Saat Vin = 5 Vdc, tidak ada arus yang mengalir pada RBase. Base lebih positif dari pada emitter , tegangan pada B-E ini adalah nol dan transistor akan on (saklar close) sehingga buzzer aktif.
e. Kesimpulan Rangkaian buzzer ini aktif jika mendapat tegangan ±5 V dari mikrokontroler, dan menghasilkan bunyi pada buzzer. Berarti rangkaian buzzer ini dapat bekerja dengan baik.
4.6
Interfacing LCD 2 X 16 Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi
sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan
42
langsung ke port 0 dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.
Display LCD 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
RES
13
14
AD
15
16
GND
+5V Gambar 4.8 Pin LCD
Proses pengiriman data yang akan ditampilkan pada LCD dapat dilakukan secara bergantian dengan pengiriman 4 bit data biner dari mikrokontroler dilakukan melalui port A (A4 sampai A7), sementara bagi Register Internal pada Display LCD serta proses inable sinyal dapat dilakukan melalui port A2 dan A3 pada rangkaian mikrokontroler.
Tabel 4.4 Susunan serta fungsi pin pada rangkaian Display LCD No
Simbol
Level
Fungsi
1
VSS
―
GND
2
VDD
―
+ 5 Volt
3
Vo
―
Coontrast
4
RS
H/L
Register select
5
R/W
H/L
Read and Write
6
E
H/L
Enable Signal
7
DB0
H/L
Data Bit 0
8
DB1
H/L
Data Bit 1
9
DB2
H/L
Data Bit 2
10
DB3
H/L
Data Bit 3
11
DB4
H/L
Data Bit 4
43
12
DB5
H/L
Data Bit 5
13
DB6
H/L
Data Bit 6
14
DB7
H/L
Data Bit 7
15
LED (+)
4,2 Volt
Back Light
16
LED (-)
0 Volt
Back light
Pada tabel dapat dilihat bahwa LCD dapat bekerja dengan suplay tegangan sebesar 5 Volt serta pengubahan tegangan pin 3 dari 0 hingga 5 Volt dapat memfungsikan kontras bagi Display LCD sementara Register Select untuk mengatur Register sehingga dapt menampilkan karakter pada baris ke satu atau baris ke dua, kemudian proses Read and Write adalah proses untuk pemberian data ke rangkaian mikrokontroler dengan pemberian logika rendah pada saat proses penulisan atau penerimaan data dari port A ke dalam Display LCD. Terminal 7 hingga terminal 14 merupakan data input bit sebanyak 8 bit. Untuk dapat menampilkan karakter atau huruf pada posisi 16 bit karakter maka dapat dilakukan dengan pemberian Address bagi masing-masing data yang akan ditampilkan.
Tabel 4.5 Display Character Address Code DD RAM Address
00
01
02
00
03
04
05
06
07
40
41
42
43
44
45
46
47
Display position
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Tabel 4.5 ini untuk membuat tampilan huruf pada posisi paling kiri setelah pengiriman 4 bit secara bergantian dari port A7 hingga port A4, selanjutnya dikirimkan Address 0 untuk dapat menampilkan huruf pada posisi paling kiri, untuk menempatkan huruf pada posisi tengah maka dapat diatur dengan pemberian address RAM dengan alamat 07, serta untuk menentukan karakter pada posisi akhir atau paling kanan maka dapt dilakukan dengan pemberian kode address RAM Internal rangkaian Display LCD pada address 47.
4.7
Pengujian Sensor HS-133 a. Tujuan Melihat reaksi sensor gas yang akan diuji dengan menggunakan korek gas.
44
b. Hasil pengukuran Pemicu dari bekerjanya alat ini adalah kebocoran gas, signal analog dari sensor gas yang mengindikasikan adanya kebocoran gas, signal analog tersebut diubah menjadi signal digital oleh Analog to Digital Converter (ADC) yang berada di dalam mikrokontroler. Kemudian signal digital akan diproses oleh mikrokontroler untuk aksi selanjutnya yaitu mengirim sms, menampilkan aktivitas, menutup kran gas, menghidupkan sirene (buzzer) dan menghidupkan kipas. Buzzer akan aktif dan berbunyi jika kadar gas dalam ruangan sudah mencapai 90 ppm dan blower akan terus berputar sampai kadar gas di dalam ruangan kembali pada keadaan normal tanpa gas. LCD digunakan sebagai display dari aktivitas alat. Pada saat kadar gas belum mencapai 90 ppm, tegangan yang terukur adalah sebesar 0 volt dan pada saat kadar gas telah mencapai 90 ppm, tegangan yang terukur adalah sebesar 3 volt. 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 4.6 Hasil pengujian Sensor Gas LCD ppm
Buzzer
Solenoid
Kipas
Handphone
16
Tidak Bunyi
Terbuka
Tidak Aktif
Tidak SMS
32
Tidak Bunyi
Terbuka
Tidak Aktif
Tidak SMS
49
Tidak Bunyi
Terbuka
Tidak Aktif
Tidak SMS
53
Tidak Bunyi
Terbuka
Tidak Aktif
Tidak SMS
68
Tidak Bunyi
Terbuka
Tidak Aktif
Tidak SMS
72
Tidak Bunyi
Terbuka
Tidak Aktif
Tidak SMS
84
Tidak Bunyi
Terbuka
Tidak Aktif
Tidak SMS
90
Bunyi
Tertutup
Aktif
Send SMS
45
