BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari hasil pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh mana kinerja hasil perancangan wireless air mouse yang telah dijelaskan pada Bab III dan mengetahui tingkat keberhasilan terhadap spesifikasi yang telah diajukan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian tiap modul yang telah direalisasikan serta pengujian kinerja alat secara keseluruhan.
4.1.
Pengujian Sistem Catu Daya Catu daya merupakan bagian paling vital karena jika terjadi kegagalan pada
sistem catu daya akan berakibat pada rusaknya komponen elektronik yang digunakan. Bagian utama yang perlu diuji adalah LDO regulator tipe MAX8881EUT33-T. Pengujian dilakukan dengan memberikan beban pada bagian keluaran dengan variasi nilai resistor 1 kΩ, 100 Ω, 50 Ω dan 20 Ω.
Gambar 4.1 Pengujian Sistem Catu Daya
49
50
Tabel 4.1. Hasil pengukuran LDO regulator MAX8881EUT33-T Nilai Resistor
Tegangan Keluaran (V)
Arus Keluaran (mA)
1K Ω
3,311
3,31
100 Ω
3,311
33,1
50 Ω
3,308
66,2
20 Ω
3,290
164,5
Tabel 4.1 merupakan hasil pengujian dan pengukuran tegangan dan arus keluaran dari MAX8881EUT33-T. Berdasarkan hasil pengukuran pada Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa tegangan keluaran LDO sesuai dengan hasil perancangan yaitu sebesar 3,311 V. Pada pengujian dengan beban 20 Ω, tegangan keluaran turun menjadi 3,290 V dan arus keluaran sebesar 164,5 mA, akan tetapi penurunan tegangan ini masih dapat ditoleransi dengan asumsi bahwa sistem masih dapat bekerja pada tegangan beban 20 Ω dengan konsumsi arus tidak melebihi arus pada beban 20 Ω.
Gambar 4.2 Pengujian pengontrol pengisian ulang baterai
Pengujian berikutnya dilakukan dengan memasang baterai dalam kondisi full discharge atau kosong pada pin BAT (Gambar 4.2). Kemudian dilakukan pengukuran tegangan dan arus pengisian ulang hingga baterai dalam kondisi full charge atau penuh.
51
Hasil pengujian menunjukkan bahwa proses pengisian baterai dapat berjalan dengan baik. Proses pengisian berakhir dalam waktu tiga jam.
Gambar 4.3 Pengukuran proses pengisian ulang baterai
4.2.
Pengujian Koneksi Bluetooth Bluetooth digunakan untuk melakukan koneksi antara mouse dan PC / laptop.
Proses pengujian koneksi antara mouse dan laptop dilakukan menggunakan blok susunan pengujian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Blok pengujian modul bluetooth DF-Bluetooth V3
Langkah pertama sebelum melakukan pengujian adalah melakukan pairing antara laptop dan modul bluetooth. Pengujian dilakukan dengan mengirimkan informasi teks yang berasal dari modul mouse menuju laptop menggunakan komunikasi serial. Informasi teks yang dikirimkan berupa “Tes Pengiriman Via Bluetooth” dengan
52
konfigurasi baudrate 9600. Teks yang diterima kemudian ditampilkan pada perangkat lunak terminal seperti yang terlihat pada Gambar 4.5. Pengujian berikutnya bertujuan mengetahui batas jarak pengiriman data bluetooth. Pengujian pengukuran jarak transmisi data dilakukan dengan melakukan variasi jarak pengiriman pada area bebas halangan (line of sight) dan ketika ada halangan berupa tembok.
Gambar 4.5 Data bluetooth yang ditampilkan pada terminal
Tabel 4.2. Hasil pengujian jarak transmisi tanpa ada halangan Jarak (m)
Kondisi data
2
Terkirim
4
Terkirim
6
Terkirim
8
Terkirim
10
Terkirim
15
Terkirim
20
Terkirim
>20
Tidak terkirim
53
Tabel 4.3. Hasil pengujian saat ada halangan Jarak (m)
Kondisi data
2
Terkirim
4
Terkirim
6
Terkirim
8
Terkirim
10
Terkirim
>10
Tidak terkirim
Berdasarlan Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa pengiriman data pada kondisi tidak ada halangan (line of sight) masih mampu mengirimkan data pada jarak maksimum 20 meter. Pengiriman data yang terhalang oleh tembok hanya mampu mengirimkan data pada jarak di bawah 10 meter (Tabel 4.3). Dengan mengambil asumsi bahwa pengguna tidak akan berpindah ruangan ketika menggunakan mouse disimpulkan bahwa hasil pengujian modul bluetooth sesuai dengan spesifikasi[12] yaitu jangkauan pemakaian maksimal 15 meter dari laptop.
4.3.
Pengujian IMU (Inertial Measurement Unit) Pengujian IMU perlu dilakukan untuk mengetahui kinerja dari sensor-sensor pada
IMU maka pengujian dibagi dalam dua bagian, yaitu pengujian sensor akselerometer dan pengujian sensor giroskop yang akan dibahas sub bab berikut.
4.3.1 Pengujian Sensor Akselerometer Berdasarkan perancangan awal, sensor akselerometer LIS3LV02DL akan dikonfigurasikan pada resolusi 16 bit dengan jangkauan pengukuran 2 g . Akan tetapi pada datasheet tidak dicantumkan besarnya sensitivitas dari sensor. Pengujian yang pertama dilakukan untuk menentukan sensitivitas dari masing-masing sumbu ukur sensor akselerometer. Proses pengujian dilakukan dengan menempatkan masing-masing sumbu pengukuran sejajar dengan gravitasi bumi[17] seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.6.
54
Gambar 4.6 Pengukuran raw data sensor akselerometer
Sebagaimana diketahui bahwa ketika sensor akselerometer dalam keadaan diam maka tidak ada gaya yang mempengaruhi sensor kecuali gaya gravitasi. Dari kondisi tersebut sensitivitas akselerometer dapat ditentukan dengan mengambil nilai maksimum dan minimum pembacaan sensor kemudian menerapkan persamaan berikut[17].
Sensitivit as
Acc max Acc min 2g
(4.1)
Berikut adalah tabel hasil pengukuran jangkauan maksimum dan minimum dari pembacaan akselerometer pada keadaan diam (statis).
Tabel 4.4. Hasil Pengukuran nilai maksimum dan minimum akselerometer Sumbu Ukur
Maksimum
Minimum
Sensitivitas (LSB/g)
Offset Error
X
16804
-16056
16070
367
Y
16559
-16210
16385
175
Z
16911
-15890
16400
510
Dari hasil pengukuran didapat bahwa sensitivitas dari masing-masing sumbu pengukuran berbeda-beda yaitu 16070 LSB/g untuk sumbu X, 16385 LSB/g untuk sumbu Y dan 16400 LSB/g untuk sumbu Z. Selain itu terdapat zero g error offset di mana keluaran sensor seharusnya menunjukkan nilai nol ketika sumbu ukur tegak lurus gravitasi Bumi. Hal tersebut dimungkinkan karena adanya faktor lain di luar pengaruh gravitasi seperti ketidakakuratan peletakan sensor atau getaran mekanik. Untuk menghilangkan error offset dilakukan dengan mengurangkan nilai akselerometer yang terbaca dengan nilai error offset masing-masing sumbu ukur.
55
Gambar 4.7 Pengukuran zero g bias error akselerometer
Tabel 4.5. Hasil pengamatan data akselerometer pada kondisi statis No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Rata-rata
Sumbu X (LSB)
Sumbu Y (LSB)
Sumbu Z (LSB)
6 -2 -11 -22 -22 -22 -5 12 12 -5 -13 -13 -3 -2 -3 6 6 8 -2 -16 10
-6 -3 2 9 9 9 5 2 -3 -6 3 3 23 15 -6 -6 -6 -1 6 5 6
-38 -22 26 48 20 20 -25 -13 -22 -5 0 0 -2 -3 -21 4 4 19 -2 -6 14
56
Untuk mengetahui kestabilan zero g bias sensor dari akselerometer dilakukan percobaan pengambilan sejumlah data. Proses pengambilan data dilakukan pada saat perubahan kecepatan 0g
dan tidak ada gaya luar yang berpengaruh pada sensor
(Gambar 4.7). Tabel 4.5 merupakan hasil pengamatan dua puluh sampel data akselerometer yang telah dilakukan. Idealnya keluaran sensor pada 0 g adalah nol. Akan tetapi pada kenyataannya terdapat fluktiasi nilai akibat derau mekanik yang bukan bagian dari percepatan yang terukur. Berdasarkan hasil percobaan tercatat memiliki bias error absolute maksimum sebesar 22 LSB pada sumbu X, 23 LSB pada sumbu Y dan 48 LSB pada sumbu Z.
Tabel 4.6. Hasil pengukuran oleh akselerometer pada sumbu x arah positif No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Percepatan maksimum (m/s2) 2,34 1,55 1,71 1,10 1,64 2,62 1,65 1,75 4,07 3,81 1,88 1,92 4,60 4,90 2,56 4,01 4,10 3,59 4,30 2,56
Jarak terukur (m) 0,510 0,047 0,054 0,053 0,047 0,079 0,090 0,091 0,095 0,101 0,133 0,138 0,158 0,152 0,159 0,280 0,288 0,302 0,288 0,260
Jarak sebenarnya (m) 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30
Error jarak (m) 0,001 0,003 0,004 0,003 0,003 0,021 0,010 0,009 0,005 0,001 0,017 0,012 0,008 0,002 0,009 0,020 0,012 0,002 0,012 0,040
Persentasi error (%) 2,00 6,00 8,00 6,00 6,00 21,00 10,00 9,00 5,00 1,00 11,30 8,00 5,33 1,33 6,00 6,67 4,00 0,67 4,00 13,33
57
Tabel 4.7. Hasil pengukuran oleh akselerometer pada sumbu y arah positif No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Percepatan maksimum (m/s2) 1,98 3,02 2,18 2,52 1,75 2,16 2,37 2,45 2,35 1,93 3,03 3,27 1,53 3,45 2,45 3,07 3,33 3,43 3,14 4,00
Jarak terukur (m) 0,049 0,048 0,051 0,047 0,047 0,084 0,110 0,104 0,089 0,102 0,149 0,153 0,137 0,154 0,144 0,289 0,273 0,287 0,281 0,298
Jarak sebenarnya (m) 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30
Error jarak (m) 0,001 0,002 0,001 0,003 0,003 0,016 0,010 0,004 0,011 0,002 0,001 0,003 0,013 0,004 0,006 0,011 0,027 0,013 0,019 0,002
Persentasi error (%) 2,00 4,00 2,00 6,00 6,00 16,00 10,00 4,00 11,00 2,00 0,67 2,00 8,67 2,67 4,00 3,67 9,00 4,33 6,33 0,67
Tabel 4.6 dan Tabel 4.7 menunjukkan hasil pengujian pengukuran jarak atau langkah di atas permukaan bidang datar. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui respon akselerometer dalam berbagai variasi percepatan tangan ketika menggerakkan mouse. Pengukuran yang dilakukan dalam berbagai variasi percepatan ternyata menghasilkan variasi hasil pengukuran. Dari hasil percobaan didapat semakin kecil percepatan maksimal menghasilkan error pengukuran relatif lebih tinggi. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain sensitivitas dari sensor, waktu pencuplikan data yang terlalu lama sehingga menyebabkan kesalahan perhitungan jarak.
4.3.2 Pengujian Sensor Giroskop Untuk mengetahui kinerja sensor giroskop ITG3205 yang digunakan perlu dilakukan beberapa pengujian berkaitan dengan fungsi dari sensor sebagai pengukur kecepatan sudut. Pengujian yang pertama dilakukan dengan memutar sensor giroskop 180o pada tiga sumbu pengukuran arah positif. Pengujian ini bertujuan untuk
58
mengetahui respon sensor terhadap perubahan kecepatan putaran sudut ketika memutar sensor. Data hasil pembacaan sensor dikirimkan menuju PC untuk dilakukan akuisisi data. Berdasarkan hasil pengujian masing-masing sumbu dapat merespon kecepatan sudut dengan baik dan proporsional terhadap besarnya kecepatan sudut putar. Gambar berikut ini merupakan hasil akuisisi data pembacaan sensor.
Gambar 4.8 Hasil pengujian giroskop poros roll
Gambar 4.9 Hasil pengujian giroskop poros pitch
Gambar 4.10 Hasil pengujian giroskop poros yaw
59
Pengujian berikutnya ditujukan untuk mengetahui hasil pengukuran sudut oleh sensor giroskop. Pengujian dilakukan dengan memutar sensor searah dan berlawanan jarum jam, pada 4 posisi sudut yaitu 90o, 180o , 270o dan 360o. Berikut adalah gambar proses pengukuran sudut oleh sensor giroskop. Hasil pengujian sensor giroskop dalam melakukan pengukuran sudut dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.8 Hasil pengukuran sensor gyroscope sumbu Z No.
Sudut
Sudut
Selisih
Error (%)
terukur(o)
sebenarnya(o)
pengukuran(o)
1
30,060
30
0,06
0,200
2
59,650
60
0,35
0,583
3
88,350
90
1,65
1,833
4
115,836
120
4,164
3,470
5
144,490
150
5,51
3,673
6
172,330
180
7,67
4,261
Tabel 4.9 Hasil pengukuran sensor gyroscope sumbu Y No,
Sudut
Sudut
Selisih
Error (%)
terukur(o)
sebenarnya(o)
pengukuran(o)
1
31,69
30
1,69
5,633
2
60,41
60
0,41
0,683
3
88,43
90
1,57
1,744
4
114,9
120
5,10
4,25
5
142,65
150
7,35
4,90
6
169,90
180
10,10
5,61
Pengujian selanjutnya bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari error drift terhadap pembacaan sudut. Pengujian dilakukan dengan cara meletakkan sensor giroskop pada posisi diam. Data pengukuran sudut kemudian dikirimkan menuju PC untuk dilakukan akuisisi data kedalam bentuk grafik. Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.11 hingga Gambar 4.13.
60
Gambar 4.11 Pengukuran sudut poros roll
Gambar 4.12 Pengukuran sudut poros pitch
Gambar 4.13 Pengukuran sudut poros yaw
Setiap sampel data diambil dalam selang waktu 25 ms. Hasil pengujian menunjukkan bahwa proses perhitungan sudut oleh giroskop tanpa kompensasi error drift mengalami perubahan pembacaan dari waktu ke waktu. Pengukuran sudut pada poros roll mengalami perubahan pembacaan sudut dengan laju 0,03o/s. Sedangkan pengukuran sudut pada poros pitch dan yaw mengalami laju perubahan sudut sebesar 0,08 o/s dan 0,04 o/s.
61
Gambar 4.14 Hasil kompensasi error drift poros roll
Gambar 4.15 Hasil kompensasi error drift poros pitch
Gambar 4.16 Hasil kompensasi error drift poros yaw
Gambar di atas merupakan hasil pengukuran sudut oleh sensor giroskop menggunakan complementary filter sebagai kompensasi error drift. Pengujian dilakukan dengan melakukan gerakan pada tiga arah secara acak kemudian diam. Hasil pengukuran menunjukkan ketika pada posisi diam pembacaan sudut tidak mengalami pergeseran atau drift.
62
4.4. Pengujian Dimensi dan Bobot Perangkat Berdasarkan spesifikasi yang diajukan mengenai dimensi dan bobot, penulis menggunakan casing mouse bekas dengan dimensi 60 mm X 116 mm (Gambar 4.17 dan Gambar 4.18). Untuk mengetahui berat dari wireless air mouse yang telah direalisasikan digunakan timbangan elektrik dengan ketelitian satu angka dibelakang koma (Gambar 4.19).
Gambar 4.17 Pengukuran berat wireless air mouse
Gambar 4.19 Pengukuran panjang mouse dengan jangka sorong
63
Gambar 4.18 Pengukuran lebar mouse dengan jangka sorong
4.5.
Pengujian Driver Mouse pada PC Aplikasi desktop driver mouse yang dirancang menggunakan aplikasi
pengembang Visual Studio.Net 2008. Untuk dapat menjalankan driver mouse pertama perangkat PC harus sudah terinstal dotNet 3.5 untuk Windows Vista dan Windows 7. Sedangkan untuk sistem operasi Windows XP harus sudah ter-update minimal Service Pack 2. Pengujian yang pertama adalah pengujian hasil build setup installer driver mouse. Build setup installer diperlukan untuk mempermudah proses distribusi aplikasi driver mouse yang dirancang sehingga dapat langsung dilakukan instalasi pada perangkat PC. Gambar 4.20 menunjukkan antarmuka pengguna untuk melakukan instalasi driver mouse yang telah dirancang pada sistem operasi Windows 7. Setelah proses instalasi dilakukan maka secara otomatis akan dibuat jalan pintas (shortcut) pada desktop komputer dan start menu (Gambar 4.21). Hal ini diperlukan untuk mempermudah dan mempersingkat waktu pengguna untuk menjalankan aplikasi driver mouse. Ketika aplikasi dijalankan maka secara otomatis aplikasi akan aktif pada system tray seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.22.
64
Gambar 4.20 Antarmuka instalasi perangkat lunak driver mouse
Gambar 4.21 Jalan pintas driver mouse pada desktop dan start menu
Gambar 4.22 Notifikasi aplikasi driver mouse pada system tray
65
Untuk melakukan konfigurasi mouse dapat dilakukan dengan melakukan klik kanan pada icon yang ditunjukkan oleh notifikasi pada Gambar 4.23 kemudian memilih menu ”Setting”.
Gambar 4.23 System tray menu
Di dalam menu konfigurasi akan disediakan sebuah antarmuka yang terdiri atas tiga bagian yaitu bagian pemilihan mode mouse apakah mode ”Air mouse” atau mouse standar, bagian pengatur sensitivitas mouse serta bagian pengaturan tombol (Gambar 4.24). Pada mode ”Air mouse”, pengguna dapat menggunakan mouse tanpa perlu menggunakan alas. Mode ini dikhususkan untuk pengguna ketika melakukan kegiatan presentasi. Pada bagian pengaturan kecepatan, pengguna dapat melakukan konfigurasi seberapa cepat gerak mouse yang dirasakan nyaman untuk digunakan. Selain itu pengguna juga dapat melakukan konfigurasi kecepatan putar scroll dan kecepatan penekanan tombol klik ganda sesuai dengan yang diinginkan pengguna. Gambar 4.26 menunjukkan ketika pertama kali aplikasi driver mouse dijalankan akan melakukan pencarian perangkat wireless air mouse. Pada saat perangkat wireless air mouse dihidupkan dan terdeteksi oleh driver mouse secara otomatis perangkat wireless air mouse akan terkoneksi dengan driver mouse (Gambar 4.25). Pengujian berikutnya dilakukan dengan menjalankan aplikasi driver mouse pada sistem operasi Windows XP. Berikut ini adalah gambar aplikasi driver mouse yang telah terinstal pada sistem operasi Windows XP.
66
Gambar 4.24 Proses pencarian perangkat wireless air mouse
Gambar 4.25 Hasil instalasi driver mouse pada Windows XP
67
Secara keseluruhan hasil pengujian perangkat lunak driver mouse dapat bekerja dengan baik sesuai dengan hasil yang diharapkan. Akan tetapi pada proses koneksi antara perangkat wireless air mouse dan PC pada sistem operasi yang berbeda memiliki cara yang berbeda pula. Contohnya pada Windows XP yang tidak secara otomatis mengenali modul bluetooth pada mouse sebagai Standard Serial Over Bluetooth Link sehingga perlu diinstal aplikasi tambahan. Untuk lebih jelas mengenai cara pemakaian wireless air mouse dan driver mouse dapat dilihat pada Lampiran A tentang petunjuk pemakaian.
