BAB IV PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Pada
bab
ini
memuat
hasil
pengamatan
dan
analisis
untuk
mengetahui kinerja dari rangkaian. Dari rangkaian tersebut kemudian dilakukan analisis - analisis untuk mengetahui dan mendapatkan data yang kemudian diolah untuk diperbandingkan dengan penyesuaian teori-teori yang sudah dipelajari sebelumnya. Tujuan utama dari pengujian ini adalah untuk membuktikan apakah sistem yang telah dirancang sudah memenuhi spesifikasi yang telah direncanakan sebelumnya. Hasil pengujian tersebut akan dimanfaatkan untuk menyempurnakan kinerja sistem dan sekaligus digunakan dalam pengembangan lebih lanjut. Metode pengujian dipilih
berdasarkan fungsi operasional dan
beberapa parameter yang ingin diketahui dari sistem tersebut. Data yang diperoleh dari metode pengujian yang dipilih tersebut dapat memberikan informasi yang cukup untuk keperluan penyempurnaan sistem. Pengujian fungsional bagian demi bagian dan sistem keseluruhan yang terdiri dari pengujian arduino itu sendiri baik difungsikan sebagai output, kombinasi input dan output maupun pembacaan tegangan analog menggunakan ADC, multiplexer 4067, demultiplexer 4067, RTC DS1302, pushbutton, interface LCD 20x4 ic pcf8574, serta software secara keseruluhan, dan catu daya 50
51
Pengujian Mikrokontroler Arduino
4.1
4.1.1
Difungsikan sebagai pengontrol output
Pada pengujian ini mikrokontroler Arduino digunakan untuk mengontrol keluaran yang berupa lampu led. Lampu led yang akan diuji yaitu dibuat blinking dengan durasi jeda 1 detik. Lampu led direncanakan akan dihubungkan pada pin no.13 pada Arduino. Berikut gambar ilustrasi wiring Arduino sebagai pengontrol output.
Gambar 4.1 Wiring pengujian Arduino sebagai pengontrol Output Tabel 4.1 Pengujian Arduino Sebagai Pengontrol Output Pengujian
Kondisi Lampu Led
1. Detik ke - 1
Menyala
2. Detik ke - 2
Mati
dst Analisa pada pengujian ini lampu led akan menyala mati dengan jeda 1 detik. Apabila lampu led tidak menyala ada kemungkinan bahwa lampu led itu dalam keadaan rusak atau ada kemungkinan pin yang digunakan pada arduino rusak. Hal tersebut dapat diuji dengan catudaya 5vdc dapat langsung dihubungkan
52
ke lampu led. Apabila lampu led tidak menyala dapat diartikan bahwa lampu led yang digunakan rusak dengan catatan catudaya yang digunakan tidak bermasalah. Dan perlu diganti dengan lampu led yang baru dan dikatakan dalam kondisi baik. Sedangkan untuk pin arduino dapat diuji dengan voltmeter. Hubungkan kabel merah (+) ke pin output yang akan diuji, dan kabel hitam voltmeter ke ground. Dan amati, apabila tidak ada perubahan dapat diartikan pin arduino yang digunakan itu dalam keadaan rusak. 4.1.2
Difungsikan sebagai pengontrol input dan output
Pengujian ini berfungsi untuk memastikan bahwa arduino uno r3 dapat dikatakan baik atau tidak sebagai pengontrol input button dengan dikombinasikan dengan led. Pada pengujian ini diperlukan sebuah push button, resistor 10k ohm yang difungsikan sebagai pull down, lampu led warna merah,, dan arduino uno r3.
Gambar 4.2 Wiring pengujian Arduino sebagai pengontrol input dan Output Syarat dan kondisi yang diujikan yaitu 1. Jika tombol push button ditekan untuk periode pertama kalinya dan ditahan dalam beberapa detik dan kemudian dilepas, status led akan menyala.
53
2. Jika tombol push button ditekan untuk periode kedua kalinya dan ditahan dalam beberapa detik dan kemudian dilepas, kondisi led akan padam atau mati. Tabel 4.2 Pengujian arduino pengontrol input button dan output lampu Penekanan button
Kondisi Led
1. Penekanan Pertama
Menyala
2. Penekanan Kedua
Mati
Judgment Kondisi bagus
Analisa logika penulisan program yang dibuat yaitu menahan status terakhir dari penekanan tombol pertama yang berstatus misal berlogika low, berubah menjadi high. Dan apabila dalam penekanan tombol kedua status yang berlogika high berubah menjadi low. 4.1.3
Pengujian Analog Digital Converter
Pengujian pada bagian ini bertujuan untuk mengetahui apakah fungsi khusus dari fitur ADC (Analog Digital Converter) pada arduino telah berfungsi dengan semestinya atau tidak. Pada pengujian ini dipakai potensiometer sebagai masukan untuk pembacaan nilai pada adc dengan nilai range nilai 10 bit atau 1023. Untuk mengetahui nilai dari pembacaan adc tersebut digunakan lampu led untuk mengetahui tingkat kecerahannya. Berikut gambar wiring untuk pengujian Arduino sebagai pengolah ADC yang dimana menggunakan pin A3.
54
Gambar 4.3 Wiring pengujian Arduino pengolah ADC Potensiometer memiliki 3 kaki, cara untuk perangkaian yaitu, kaki yang dipinggir dihubungkan ke vcc dan ke gnd, dan yang kaki yang ditengah dihubungkan ke pin analog arduino. Tabel 4.3 Pengujian arduino pengolah ADC Kondisi pemutaran
Kecerahan Lampu Led
1. Tanpa diputar 2. Pemutaran setengah
Mati Sedang Redup
3. Pemutaran ke kanan penuh
Hidup
Judgment Kondisi bagus
Dari data diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa pengujian analog digital converter (ADC) pada arduino dalam kondisi baik. Tingkat kecerahan lampu led tergantung akan nilai masukan pembacaan adc akan potensiometer. Semakin diputar ke kanan tingkat lampu led akan naik.
55
4.2
Pengujian Sensor Halang Sensor halang merupakan komponen utama dari sistem rangkaian ini. Yang
berfungsi sebagai detektor ada tidaknya benda yang ada didepan sensor, benda yang dimaksud adalah mobil. Pada sensor terdapat beberapa komponen antara lain a. Infrared : berfungsi sebagai transmitter memancarkan cahaya, tetapi cahayanya tidak dapat diliat dengan mata telanjang, dapat digunakan kamera. Apabila diberikan catudaya jika diliat dengan bantuan kamera akan menyala warna ungu. Jarak pancar signal cahaya yang dipancarkan oleh infrared bervariasi tergantung dari spesifikasi yang digunakan. Dan pada rangkaian ini spesifikasi jarak pancarnya kisaran 30-40 cm. b. Photodiode : berfungsi sebagai receiver untuk memerima signal yang berupa cahaya yang dikeluarkan oleh infrared. c. IC LM393 : berfungsi sebagai komparator yang membandingkan tegangan refrensi yang masuk pada ic dengan tegangan keluaran pada photodiode. Dan berfungsi juga mengubah sinyal tegangan analog dari keluaran photodiode menjadi sinyal digital dengan ditandai sinyal low / rendah apabila sensor bekerja. d. Potensiometer : berfungsi sebagai penyesuaian jarak pancar sensor yang akan dibutuhkan. e. Indikator led : ada 2 led yang pada sensor, led pertama berfungsi sebagai indikator catudaya, apabila menyala pertanda catudaya sudah masuk ke dalam rangkaian. Led kedua berfungsi sebagai lampu indikator deteksi, jika menyala dapat diartikan pada port I/O rangkaian sensor mengeluarkan sinyal Low atau sinyal rendah.
56
Gambar 4.4 Ilustrasi Pengujian Sensor Halang Secara konsep apabila pin vcc dan gnd pada sensor diberikan catudaya 5vdc, infrared yang secara fisik seperti lampu led warna hitam akan mengeluarkan cahaya. Cahaya tersebut akan terpancar ke segala arah, dan apabila cahaya tersebut terkena benda yang ada didepannya maka cahaya tersebut akan memantul. Dan apabila pantulan cahaya tersebut menuju ke photodioda, cahaya tersebut akan dirubah menjadi tegangan analog berdasarkan tingkat intensitas cahaya yang ditangkapnya. Kemudian dari tegangan analog tersebut akan dibandingkan dengan tegangan refrensi oleh ic komparator lm393. Hasil keluaran apabila photodiode menerima hasil pantulan dari cahaya infrared yaitu dengan cara voltmeter. Menghubungkan pin output sensor ke kabel hitam voltmeter (gnd), dan vcc ke kabel merah (gnd), kemudian apabila terdeteksi adanya beda ditandai dengan tegangan 5vdc.
57
Tabel 4.4 Pengujian Sensor Halang Pengujian
Tegangan dari Voltmeter
Kondisi Lampu Led
1. Saat tidak halagan
0 Volt
Mati
2. Saat ada halangan benda
5 Volt
Menyala
Analisa apabila sensor diberikan catudaya dan apabila didepan sensor dengan range antara 2-30 cm, lampu led tidak menyala. Belum tentu dapat dikatakan sensor tersebut rusak, perlu dipastikan dengan output tegangan menggunakan voltmeter. Dengan cara menghubungkan kabel merah (+) ke vcc, dan kabel hitam (-) ke pin output sensor. Walau lampu led tidak menyala tetapi apabila dalam kondisi tersebut voltmeter menunjukan output 5 vdc, maka dipastikan lampu led nya rusak. Tetapi apabila pada voltmeter juga tidak menunjukan perubahan, modul tersebut dapat dikatakan rusak. 4.3
Pengujian Multiplexer atau MUX Pada pengujian ini akan menguji module ic multiplexer 4067 yang dimana
ic ini akan difungsikan sebagai solusi yang tepat untuk pengolahan sensor yang berjumlah 16 pcs. Dikarenakan pada arduino uno r3 hanya tersedia 18 I/O. Yang dimana direncanakan arduino uno r3 ini akan difungsikan sebagai pengolah sensor yang berjumlah 16, indikator led yang berjumlah 16, penampil lcd 20x4 yang membutuhkan 7 I/O, potensiometer 1 I/O adc, serta RTC DS1302 yang membutuhkan 3 I/O sebagai kontrolernya. Cara kerja dari ic multiplexer ini menggunakan 4 I/O sebagai kontrol data switching yang diset high atau low, dan1 I/O sebagai input atau output yang terhubung ke arduinonya. Sehingga dengan 5 I/O dapat mengontrol input yang masuk ke system arduino uno r3.
58
Gambar 4.5 Wiring Arduino dengan multiplexer dan potensiometer Untuk proses pengujian yaitu 1. Pada potensiometer semua diposisikan pada posisi nol, putar maksimal ke kiri sampai habis. 2. Setelah itu dirangkai semua menjadi satu ke satuan rangkaian seperti gambar skematik diatas 3. Listing program diatas dimasukan, dan diamati dengan menggunakan serial monitor pada computer 4. Setelah itu rubahlah posisi potensiometer satu persatu secara acak dan amati nilai yang tertampil pada serial monitor 5. Range nilai perubahan dari 0 -1023, dikarenakan digunakan program untuk resolusi 10 bit
59
Hasil data tabel pengujian dari program diatas seperti gambar dibawah ini : Tabel 4.5 Pengujian multiplexer dan sensor halang
Potensiometer 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Nilai yang tertampil pada serial monitor 1023 512 300 400 0 10 100 124 254 345 678 756 900 1000 50 23
Dari data tersebut dapat dianalisa bahwa multiplexer yang telah dirangkai dengan arduino uno dalam keadaan baik. Apabila terjadi misal potensiometer yang dirubah pada channel 1 tapi hasil pada yang tertampil di serial monitor pada channel bukan 1, biasa yang terjadi kesalahan pada perangkaian control data S0 – S3 yang acak tidak sesuai dengan inisialisasi program yang dibuat. Apabila control data sudah sesuai dengan inisialisasi awal program yang dibuat tetapi hasil pada serial monitor berbeda, ada kemungkinan multiplexer yang dipake rusak. 4.4
Pengujian Demultiplexer atau Demux Pada pengujian ini merupakan kebalikan dari pengujian multiplexer, yang
berbeda dari jenis data diolah yaitu sebuah output yang dapat berupa lampu led. Untuk listing program yang akan dibuat digunakan library mux header yang dapat di download di web http://vimeo.com/codebender dengan nama library
60
MUX74HC4067.h.
Dikarenakan
kedepannya
program
multiplexer
dan
demultiplexer akan digunakan bersamaan tetapi menggunakan perintah dan kaki pin yang berbeda sehingga membutuhkan solusi lain untuk mensiasiati kondisi tersebut yaitu penambahan library yang dapat didapat di internet. Blok diagram untuk pengujian yaitu :
Gambar 4.6 Wiring demultiplexer dan lampu led Untuk pengujiannya mengamati lampu led yang menyala. Program diatas yang dibuat akan menampilkan lampu led yang berjumlah 16 akan menyala satu per satu seperti berjalan. Apabila ada salah satu lampu led yang tidak hidup, perlu dicek ulang untuk perangkaian kabel control data multiplexer ke arduino dan perlu dicek ulang kondisi lampu led apakah dalam kondisi baik atau tidak dengan catudaya dan resistor 330 ohm.
61
4.5
Pengujian Real Time Clock Fungsi RTC DS1302 digunakan sebagai pewaktu jam digital dan kalender
yang merupakan tampilan utama sistem yang dibangun. Jam digital menunjukkan data waktu untuk jam, menit, dan detiknya, dimana adapula tambahan waktu untuk hari, tanggal, bulan dan tahun. Fungsi khusus dari rangkaian ini difungsikan sebagai pewaktuan yang digunakan sebagai penunjuk waktu saat pertama kali mobil masuk. Blok untuk pengujian seperti gambar dibawah :
Gambar 4.7 Pengujian Arduino dengan RTC DS1302 Menggunakan koneksi SPI atau Serial Peripheral Interface merupakan salah satu mode komukasi serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh Atmega328 yang digunakan pada sistem arduino uno. Komunikasi SPI ini membutuhkan 3 jalur (wire) yaitu MOSI, MISO, dan SCK. Untuk pengujian pada bagian ini dilakukan dengan membandingkan data waktu RTC dengan data waktu yang sudah terkalibrasi. Dalam hal ini digunakan jam tangan digital sebagai acuan waktunya. Berikut tabel hasil pengujian :
62
Tabel 4.6 Pengujian RTC dengan jam tangan digital Sistem RTC
Jam Tangan Digital
00 : 00 : 00 00 : 00 : 50 00 : 10 : 00 01 : 00 : 00 02 : 00 : 00
00 : 00 : 00 00 : 00 : 50 00 : 10 : 00 01 : 00 : 00 02 : 00 : 00
Listing program untuk pengujian menggunakan header library yang dapat diunduh pada web https://www.virtuabotix.com/resources.php?product=versalino yang dimana pada web tersebut kita dapat gunakan library untuk kebutuhan pengujian RTC DS1302.
Gambar 4.8 Hasil Pengujian RTC DS1302 dengan Arduino Dari data hasil pengujian bahwa RTC DS1302 telah bekerja sebagaimana mestinya dan dapat dikatakan dalam keadaan baik. Apabila data yang tertampil tidak seperti di serial monitor ada kemungkinan kesalahan pada wiring modul rtc dengan arduino uno.
63
4.6
Pengujian Modul PCF8574 dan Penampil LCD Untuk pengujian ini digunakan penambahan modul i2c pcf8574 untuk
penampil lcd 20 x 4 (ukuran x = 20 dan y = 4). Dengan alasan mengurangi pin – pin yang akan digunakan, karena dengan modul ini dapat berkurang 4 pin I/O dari penggunaan penampil lcd biasa. Sedangkan dengan adanya modul pcf8574 hanya 2 pin I/O saja yang dibutuhkan yaitu Serial Data pada pin A4, dan Serial Clock pada pin A5. Komunikasi tersebut sering disebut dengan nama komunikasi I2C. Komunikasi I2C merupakan salah satu jenis komunikasi synchronous yang hanya memerlukan 2 jalur komunikasi saja yaitu jalur data dan jalur clock. Jalur data digunakan untuk mengirimkan dan menerima data (yang bersifat bidirectional) sedangkan jalur clock digunakan untuk mengirimkan sinyal sinkronisasi.
Gambar 4.9 Wiring Arduino dengan PCF8574 dan LCD 20x4 Listing program
yang digunakan untuk pengujian menggunakan
penambahan library pada program arduino yang dapat di unduh dan dimasukan kedalam library pada program file\arduino\library. Alamat yang tempat untuk mengunduh file dapat didapatkan di http://playground.arduino.cc/Code/LCDi2c .
64
Gambar 4.10 Hasil Pengujian Arduino dengan PCF8574 dan LCD 20x4 4.7
Pengujian Rangkaian Catu Daya Catu daya adalah bagian penting dalam suatu rangkaian, yaitu sebagai
sumber tegangan. Catu daya yang dibutuhkan pada sistem rangakaian ini adalah catu daya 5vcd. Dan dipilihlah modul adaptor yang mudah dicari dipasaran yaitu modul adaptor dengan output 12vdc dengan arus 4A. Dikarenakan pada arduino uno r3 input teganganya hanya membutuhkan tegangan masukan 5vdc, maka perlu ditambahkan rangkaian modul regulator sehingga output dari adaptor 12vdc menjadi 5vdc, dan dipilihlah menggunakan modul dengan IC regulator converter DC to DC dengan sistem buck XL4005. Dari datasheet XL4005 diterangkan bahwa output dari XL4005 dapat disesuaikan output mulai dari 0,8vdc – 30vdc dengan input tegangan maksimal 32vdc. a. Pengujian modul adaptor menggunakan avometer
Gambar 4.11 Pengujian Adaptor dengan Voltmeter DC
65
b. Pengujian modul adaptor + modul regulator menggunakan avometer
Gambar 4.12 Pengujian adaptor 12Vdc dengan modul XL4005 dan voltmeter Tabel 4.7 Pengujian adaptor 12Vdc dengan modul XL4005 dan voltmeter Pengujian
Tegangan dari Voltmeter
Kondisi
1. Modul Adaptor
12 Volt
OK
2. Modul Regulator Buck
5 Volt (Pengaturan pot)
OK
Dari tabel diatas diketahui bahwa output adaptor yang dibeli di pasaran sesuai dengan output yang tertulis pada spesifikasinya. Sedangkan dengan output dari regulator buck ic XL4005 dapat disesuaikan dengan memutar potensiometer dan ditargetkan dengan tegangan keluaran 5vdc. Dan pada modul regulator buck tersebut tegangan output yang dihasilkan tidak akan melebihi dari tegangan input yang masuk. Dan apabila pada pengujian pertama avometer tidak bekerja semestinya dapat dipastikan adaptor bisa dikatakan rusak, dengan catatan kabel yang dipakai dalam keadaan normal bisa dipakai serta avometer sudah terkalibrasi sebelumnya. Dan pada pengujian kedua apabila avometer tidak berkerja semestinya modul yang dipakai rusak, dan dengan catatan sama seperti diatas.
66
4.8
Pengujian Secara Keseluruhan Setelah pengujian satu per satu bagian yang digunakan dalam rangkaian ini
dan sudah teruji kebenarannya dan perangkat lunak yang telah dibuat di compile dan di download ke system arduino menggunakan kabel data usb, kemudian dilakukan pengujian keseluruhan sistem. Langkah-langkahnya yaitu dengan menghubungkan keseluruhan rangkaian hardware dan termasuk mendownloadkan program lunak yang telah dibuat.
Gambar 4.13 Keseluruhan alat yang telah dirangkai sesuai desain simulasi Tujuan utama dari pengujian alat secara keseluruhan adalah untuk mengetahui
apakah
alat dapat bekerja sesuai perancangan awal atau tidak.
Untuk tampilan setelah di ON catu dayanya yaitu terdapat beberapa kalimat sebagai start up seperti gambar dibawah ini.
67
Gambar 4.14 Tampilan awal Setelah itu akan muncul tampilan yang menunjukan waktu (detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan dan tahun) dan serta pembacaan sensor dengan multiplexer dengan karakter lcd telah dirancang dan cursor penunjuk yang dapat dijalankan dengan potensiometer. Tampilan yang tertampil seperti gambar dibawah
6
1
5 2
3
4
Gambar 4.15 Tampilan Normal Keterangan : 1. Penunjuk waktu digital 2. Karakter lcd untuk menunjukan pembacaan multiplexer terhadap input sensor haling yang terpasang 3. Penunjuk kursor yang dikendalikan oleh potensiometer 4. Counter : jumlah masuk mobil yang sudah parker
68
5. Keterangan penomoran gedung yang akan ditunjuk untuk dilakukan “tag” 6. Keterangan ketersediaan parker “available” jika masih ada lahan parkir dan “full” jika sudah penuh lahan parker Dalam gambar diatas bahwa program telah berjalan secara normal, dan sensor yang digunakan yaitu sensor haling yang berjumlah 16 dan 1 multiplexer, 1 demultiplexer, dan 1 RTC DS1302 telah bekerja dengan baik. Untuk penyettingan yang disediakan hanya setting waktu sedangkan untuk pembacaan sensor dibuat otomatis. Dan untuk masuk dalam pengesetan waktu RTC DS1302, menekan tombol kecil dan ditahan beberapa detik, dan akan muncul menu seperti dibawah ini
6
1 2
4 5
3
Gambar 4.16 Menu pengesetan Keterangan : 1. Button a : berfungsi untuk masuk ke menu pengaturan set jam 2. Button b : apabila sudah memasuki menu pengaturan set jam, button ini berfungsi sebagai pemindah kursor 3. Potensiometer : berfungsi untuk menentukan nilai variabel ke dalam setiap data yang akan dimasukan.
69
4. Variabel data yang akan diolah, mulai jam, menit, detik, hari, tanggal, bulan dan tahun. Range data jam (0-23), menit dan detik (0-59), hari (senin – minggu), tanggal (1-31), bulan (1-12), dan tahun (2000 – 2099) 5. Kursor penunjuk data variabel mana yang akan diolah 6. Keterangan nama variabel Fitur merupakan pengaturan yang bertujuan untuk pengaturan waktu RTC. Yang diset antara jam, menit, detik, tanggal, bulan, dan tahun sesuai dengan actual sekarang dan kemudian disimpan. Setelah pengaturan waktu yang telah diset dan diuji maka dilakukan pengujian terhadap keseluruhan rangkaian yang terpasang apakah sesuai dengan desain awal perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunaknya. Cara pengecekannya yaitu a. Catudaya dihubungkan ke rangkaian, dan lcd menampilkan tampilan normal
Gambar 4.17 Hasil Pengujian Keseluruhan 1 b. Kemudian gunakan kursor potensiometer untuk menandai mana yang akan jadi targer untuk di “tag” sebagai lahan parkir yang akan dituju, dengan cara menekan tombol push button yang besar
70
Gambar 4.18 Hasil Pengujian Keseluruhan 2 c. Setelah itu cek apakah led yang terpasang dari hasil output demultiplexer itu menyala dengan berkedip
Gambar 4.19 Hasil Pengujian Keseluruhan 3 d. Kalau sudah dinyatakan ok, pada tempat lahan parkir tersebut diberikan semacam benda yang menghalangi sensor dan led demultiplexer akan mati
Gambar 4.20 Hasil Pengujian Keseluruhan 3
71
e. Cek pada lcd apakah tertampil perbedaan perubahan karakter lcd yang tertampil dari “x” menjadi “♥” f. Apabila ok, cek juga perubahan pada counter apakah bertambah atau tidak
Gambar 4.21 Hasil Pengujian Keseluruhan 4 g. Jika semua berjalan lancar, ulangi sampai ke tempat terakhir h. Dan terjadi perubahan tampilan dari “available” menjadi “ >>Full<<”
Gambar 4.22 Hasil Pengujian Keseluruhan 5 Dari hasil pengujian keseluruhan diatas, menunjukan bahwa rangkaian yang telah dirancang dalam kondisi baik.
