BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 4.1. Model Kontrol Pompa Pemadam Kebakaran Berbasis Arduino Simulasi ini dibuat menyesuaikan cara kerja dari sistem kontrol pompa pemadam kebakaran berbasis Arduino, perlu diketahui bahwasanya dalam sistem pemadam kebakaran ada 3 step pompa yang hidup, 2 pompa digerakan dengan motor listrik 3 fase dan 1 unit pompa digerakan dengan mesin diesel, masing-masing pompa memiliki tekanan kerja yang berbeda. Dalam simulasi ini akan diterapkan tekanan yang doperlukan untuk gedung 3 lantai, jadi tekanan tertinggi yang akan digunakan adalah 7 bar. Pada saat tekanan air dalam jaringan pipa mengalami penurunan hingga lebih kecil dari 4 bar maka jockey pump yang juga berfungsi sebagai penjaga atau penyetabil tekanan akan hidup dan jika tekanan 7 bar dapat tercapai maka jockey pump akan mati secara otmatis, tetapi jika tekanan terus mengalami penurunan hingga 3 bar maka electric pump yang kapasitasnya lebih besar akan hidup karena jika demikian terindikasi ada kebakaran, dan jika tekanan terus mengalami penurunan hingga 2,5 bar maka diesel pump akan hidup dan hal ini mengindikasikan kebakaran semakin meluas. Kedua pompa yaitu electric dan diesel pump tidak akan

42 http://digilib.mercubuana.ac.id/

mati secara otomatis jika keduanya telah hidup secara otomatis maka harus di matikan secara manual (jika perlu dimatikan). Untuk mengetahui tekanan dalam jaringan pipa pemadam maka diperlukan sensor yang mampu membaca tekanan dalam pipa dan menerjemahkannya dalam bentuk sinyal analog, dengan 20mA untuk tekanan tertinggi dan 4mA untuk tekanan terendah, diperlukan sensor yang demikian karena nantinya output dari sensor ini akan digunakan sebagai input untuk Arduino.

Gambar 4.1. Model Sistem Pemadam 4.2. Spesifikasi Rangkaian 1.

Adaptor 12 VDC 1 buah

2. Push Button 1 buah 3. Selektor Switch 1 buah 4. Pressure Transmitter 5. Relay 5VDC 3 buah 6. Arduino Uno 1 buah


7. Lampu Indikator 220 VAC 4 buah 4.2.1. Fungsi Komponen Dalam Rangkaian Fungsi dari komponen-komponen yang dirangkai dalam rangkaian model sistem ini adalah sebaga berikut: 1. Adaptor 12VDC berfungsi sebagai pengubah tegangan 220VAC menjadi 12VDC yang nantinya akan digunakan untuk catu daya Pressure Transmitter. 2. Push Button berfungsi sebagai pemberi sinyal input digital kepada Arduino. 3. Selektor Switch berfunsi untuk memilih sistem kerja rangkaian, akan manual atau otomatis. 4. Relay berfungsi sebagai penerima sinyal dari Arduino dan saklar magnetik. 5. Pressure Transmitter berfungsi sebagai pembaca tekanan dan peberi sinyal analog kepada Arduino. 6. Arduino Uno berfungsi sebagai kontroler dari siyal yang masuk. 7. Lampu Indikator berfungsi sebagai penanda dari beroperasinya motor pompa. 4.3. Pengujian Alat Tujuan dari pengujian skripsi ini adalah untuk mengetahui sejauh mana kinerja sistem yang telah dibuat dan untuk mengetahui penyebab ketidak sempurnaan alat serta menganalisanya, untuk melakukan perbaikan


selanjutnya. Proses analisa alat adalah untuk mengetahui apakah rangkaian berfungsi dengan baik. Dalam melaksanakan analisa pengujian alat, yang dilakukan antara lain adalah sebagai berikut : 1. Peralatan yang digunakan 2. Pengukuran tegangan catu daya 3. Pengukuran logic Arduino 4. Pengujian relay yang dihubungkan dengan Lampu Indikator. 4.3.1 Peralatan Yang Digunakan Dalam melakukan pengukuran alat untuk menganalisa peralatan yang digunakan yaitu dengan alat multitester merk Sanwa. 4.3.2

Pengukuran Tegangan Catu Daya Catu daya yang digunakan adalah catu daya yang dapat menghasilkan tegangan 12 volt, yang mana catu daya 12 volt ini juga digunakan untuk input Pressure Transmitter. Berikut ini adalah hasil dari pengukuran tegangan pada Adaptor. Diketahui hasil pengukuran tegangan yang keluar dari adaptor pada rangkaian mempunyai tegangan 12 VDC.

4.3.3. Pengukuran Logic Arduino Cara melakukan pengujian board mikrokontroler ini adalah dengan memberi input tegangan minimal sebesar 5 volt dan maksimal 12 volt. Kabel positif dari multi tester kita sambungkan dengan pin vcc pada kaki


mikrokontroler sedangkan kabel negatif dari multi tester kita sambukan dengan ground dari rangkaian board mikrokontroler tersebut. Pada board mikrokontroler terdapat IC7805 sehingga output yang keluar dari board mikrokontroler tersebut harus kurang dari 5 volt maka board tersebut dikatakan sudah bekerja dengan baik. Apabila tegangan pada board melebihi 5 volt, maka akan mengakibatkan ic prosessor pada board mikrokontroler akan mati dan tidak dapat digunakan. Tabel 4.1 Pengujian Output Tegangan Arduino

No

Input Tegangan Masuk

Input Tegangan Keluar

Kondisi

1

5 VDC

4.12 VDC

Normal

2

6 VDC

4.20 VDC

Normal

Pada tabel 4.1 diatas jika Arduino mendapat catu daya 5 VDC maka tegangan keluarannya adalah 4,12 VDC dan jika mendapat catu daya 6 VDC, maka tegangan keluarannya adalah 4,20 VDC, ini menunjukan bahwa Arduino dalam keadaan normal atau baik. Tabel 4.2 Output dan Input Arduino

Pin Arduino

Input

Output

Penggunaan

5v

-

+5vDC

Input Push button, power relay

GND

-

-VDC

Penyetabil out sensor, GND power relay

A1

0-20 mA

-

Anaog inpu Pressure Transmitter

Pin7

HIGH-LOW

-

Digital input Push Button

Pin10

-

0VDC, 5VDC

Input 1 relay


Pin11

-

0VDC, 5VDC

Input 2 relay

Pin12

-

0VDC, 5VDC

Input 3 relay

Tabel 4.2 diatas mempersentasikan masukan dan keluran pin Arduino, nilai masukan dan keluaran serta pemanfaatannya dalam perancangan model sistem pemadam kebakaran ini. Tabel 4.3 Input Output Rangkaian Relay

Terminal

Output

Pemanfaatan

Input relay Outpu Arduino

Sinyal masukan dari Arduino

Com

Line 220 VAC

Comon output relay

Out NO 1

Input kontrol jockey pump

Power rangkaian kontrol jockey pump

Out NO 2

Input kontrol electric pump

Power rangkaian kontrol electric pump

Out NO 3

Input kontrol diesel pump

Power rangkaian kontrol starter diesel pump

Pada tabel 4.3 diatas menunjukan masukan dan keluaran relay, sinyal masukan 5 VDC dari Arduino sebagai kontrol relay, common dihubungkan dengan teganagn 220 VAC, karena kontak relay pada rangkaian relay model sistem pemadam ini berfungsi sebgai pemutus dan penyambung tegangan 220 VAC untuk menyuplai tegangan ke kontaktor pompa. Berikut tabel Pengujian Tegangan Output Switch Pada Relay:


Tabel 4.4 Pengujian Tegangan Output Switch Pada Relay

No

Masukan Logika Pada Relay

Tegangan Input Pada Relay

1 2

Low (0) High (1)

0VDC 5VDC

Tabel 4.4 diatas menunjukan hasil pengujian tegangan output switch driver relay dilakukan dengan cara mengaktifkan relay menggunkan pulsa dari mikrokontroler yang di teruskan oleh transistor C945 yang nantinya akan menggeser dip switch pada relay sehingga fungsi on/off pada output relay akan aktif. 4.3.4. Pengujian Output Pressure Transmitter Pengujian Pressure Transmitter dilakukan dengan cara: Memasang Pressure Transmitter pada rangkaian model sistem pemadam. Rangkaian model di isi dengan udara bertekanan. Memberi catu daya pada Pressure Transmitter Melakukan pengukuran pada output Pressure Transmitter dengan ampere meter. Memantau perubahan nilai analog yang terbaca oleh Arduino Dengan menghubungkan output Pressure Transmitter dengan ampere meter maka dapat diketahui arus keluaran dari Pressure Transmitter jika terjadi perubahan tekanan udara. Begitu juga dengan menghubungkannya


pada rangkaian Arduino nilai analog yang terbaca oleh Arduino dapat terpantau pada serial monitor Berikut adalah tabel hasil pengujian Pressure Transmitter: Tabel 4.5 Pengujian Pressure Transmitter Tekanan udara

Output

Nilai analog

(bar)

pressure transmitter(mA)

pada serial monitor

0

4,0

185

1

5,5

254

2

7,2

334

3

8,8

412

4

10,4

484

5

11,9

557

6

13,5

632

7

15,1

703

Tabel 4.5 diatas merupakan nilai yang diperoleh dari hasil pengujian Pressure Transmitter dengan tekanan dai 0 sampai dengan 7 bar. 4.3.5. Pengujian Model Sistem Pemadam Pada pengujina aplikasi di dapatkan komunikasi data antara masukan berupa sensor dengan Arduino. Dari aplikasi dapat mengendalikan relay yang berupa on/off untuk menghidupkan atau mematikan alat yang akan dikendalikan.


Tabel 4.6 Pengujian Rangkaian No

Tekanan

Keluaran

terbaca

Push button

Lampu indikator

1

4 bar

LOW

Lampu Jockey pump menyala

3

3 bar

LOW

Lampu Electric pump menyala

4

2.5 bar

LOW

Lampu Diesel pump menyala

5

>7 bar

LOW

Lampu jockey pump mati

6

>7 bar

HIGH

Semua lampu pompa mati

Pada tabel 4.6 menunjukan tabel pengujian model sistem pemadam kebakaran, dimana perubahan tekanan sangat mempengaruhi keluaran dari sistem. 4.3.6. Tampilan Rangkaian Arduino Berikut adalah tampilan rangkaian arduino sebagai mikrokontroler dalam perancangan sistem ini:

Gambar 4.2. Rangkaian Mikrokontroler Gambar 4.2 menunjukan rangkaian yang menghubungkan antara Arduino dengan rangkain luar baik input ataupun outputnya. 50 http://digilib.mercubuana.ac.id/

4.3.7. Tampilan Rangkaian Model Berikut adalah rangkaian model sistem yang dibuat:

Gambar 4.3. Rangkaian Model Pada rangkaian model sistem pemadam kebakaran ini rangkaian mikrokontroler diberi beban atau output berupa lampu indikator sebagai keluaran sistemnya, lampu indikator pada gambar 4.3 diatas merupakan pengganti kontaktor pada rangkaian sebenarnya.

4.3.8. Cara Kerja Alat Model Sistem Pemadam 1. Jika tekanan yang terbaca turun hingga lebih kecil dari 4 bar, maka jockey pump akan on secara otomatis.

Gambar 4.4. Jockey Pump on 51 http://digilib.mercubuana.ac.id/

Ditunjukan pada gambar 4.4 lampu indikator jockey pump menyala ini menunjukan jika tekanan telah mengalami penurunan hingga lebih rendah dari 4 bar sehingga secara otomatis pompa jockey akan hidup, yang dalam model sistem ini diwakili oleh lampu indikator. Ini berarti sistem bekerja dengan baik. 2. Jika tekanan yang terbaca turun hingga lebih kecil dari 3 bar, maka electric pump akan on secara otomatis dan jockey pump tetap on.

Gambar 4.5. Electric Pump on Pada gambar 4.5 terlihat bahwa 2 pompa hidup secara bersamaan, hal ini menunjukan bahwa penurunan tekan air semakin rendah hingga dibawah 3 bar, sehingga electric pump akan hidup secara otomatis. Pada kondisis ini jockey pump dan electric pump hidup secara bersamaan. Ini berarti sistem bekerja dengan baik. 3. Jika tekanan yang terbaca turun hingga lebih kecil dari 2,5 bar, maka diesel pump akan on secara otomatis dan jockey dengan electric pump tetap hidup.


Gambar 4.6. Diesel Pump on Ketika diesel pump hidup secara otomatis ini menadakan kebutuhan air semakin meningkat atau electric pump gagal beroperasi. Sperti dtunjukan pada gambar 4.6 diatas ketiga pompa hidup secar bersamaan untuk menyuplai air guna proses pemadaman. Ini berarti sistem bekerja dengan baik. 4. Jika tekanan terbaca mengalami peningkatan setelah semua pompa on dan tekanan mencapai lebih dari 7 bar, maka jockey pump akan off secara otomatis, dan dengan menekan tombol reset maka electric dan diesel pump akan off.

Gambar 4.7. Jockey Pump off


Gamabar 4.7 diatas menunjukan bahwa setelah semua pompa beroperasi dan tekanan dalam pipa mencapai lebih dari 7 bar maka jockey pump akan mati secara otomatis. Ini berarti sistem bekerja dengan baik.

Gambar 4.8 Tombol Reset Ditekan Gambar 4.8 menunjukan jika semua pompa telah beroperasi secara otomatis dan tekanan mencapai lebih dari 7 bar, maka electric dan

diesel

pump

tidak

bisa

mati

secara

otoamtis,

untuk

mengembalikan sistem pada keadaan normal sistem perlu di reset. Pada gambar 4.8 daiatas sistem direset dengan cara menekan tombol reset.


4.3.9. Tabel Hasil Pengujian Rangkain Dari pengujian yang dilakukan sebanyak 10 kali maka didapat data sebagai berikut: Tabel 4.7 Hasil Pengujian Rangkaian

No.

1

2

3

4

5

6

Tekanan Output (bar) Pressure Transmitter (mA)

Output Push button

Nilai Analog

4 3 2,5 7

10,4 8,8 8 14,9

LOW LOW LOW LOW

489

Output LED Jockey pump on

412 373 706

Electric pump on Diesel pump on Jockey pump off

>4

> 8,9

HIGH

> 489

Semua pompa off

4 3 2,5 7

10,5 8,9 8 15,1

LOW LOW LOW LOW

488

Jockey pump on

411 373 702


>4

> 8,9

HIGH

> 489

Semua pompa off

4 3 2,5 7

10,4 8,8 8 15

LOW LOW LOW LOW

487

Jockey pump on

411 373 701


>4

> 8,9

HIGH

> 489

Semua pompa off

4 3 2,5 7

10,5 8,9 8 15,2

LOW LOW LOW LOW

487

Jockey pump on

412 372 703


>4

> 8,9

HIGH

> 489

Semua pompa off

4 3 2,5 7

10,5 8,9 8 15

LOW LOW LOW LOW

487

Jockey pump on

411 372 702


>4

> 8,9

HIGH

> 489

Semua pompa off

4 3

10,5 8,9

LOW LOW

487

Jockey pump on

412

Electric pump on


7

8

9

10

2,5 7

8 15

LOW LOW

372 704

Diesel pump on Jockey pump off

>4

> 8,9

HIGH

> 489

Semua pompa off

4 3 2,5 7

10,4 8,8 8 15

LOW LOW LOW LOW

487

Jockey pump on

411 372 703


>4

> 8,9

HIGH

> 489

Semua pompa off

4

10,5

LOW

487

Jockey pump on

3 2,5 7

8,8 8 15

LOW LOW LOW

411 372 703


>4

> 8,9

HIGH

> 489

Semua pompa off

4 3 2,5 7

10,4 8,9 8 15

LOW LOW LOW LOW

487

Jockey pump on

412 472 705


>4

> 8,9

HIGH

> 489

Semua pompa off

4 3 2,5 7 >4

10,4 8,8 8 15 > 8,9

LOW LOW LOW LOW HIGH

487 411 473 706 > 489

Jockey pump on Electric pump on Diesel pump on Jockey pump off Semua pompa off

Pada gambar 4.6 di atas di tunjukan bahwa sistem bekerja berdasarkan penurunan tekanan ketika semua pompa telah beroperasi dan tekanan mencapai lebih dari tekanan kerja pompa dan tombol reset ditekan maka semua pompa mati, dari 10 kali percobaan yang dilakukan walaupun ada beda nilai namun sangat kecil dan itu tudak mempengaruhi sistem ini, hal ini menunjukan bahwa sistem bekerja dengan baik.


4.4. Analisa Hasil Pengujian Sistem ini adalah suatu model pemadam kebakaran berbasis Arduino, sistem ini akan bekerja jika air dalam pipa bertekanan digunakan untuk proses pemadaman kebakaran, tekanan air dalam pipa merupakan sumber data yang akan dijadikan informasi bagi sistem ini untuk bekerja. 4.4.1. Analisa Hasil Pengujian Model Sistem Pemadam Kebakaran Dari percobaan yang dilakukan sebanyak 10 kali untuk model alat ini, maka penulis memberikan analisa berdasarkan hasil pengujian dan perancangan sistemnya yaitu: a. Pada model sistem pemadam kebakaran ini memeiliki 2 buah sensor 1 push button dan 1 sensor tekanan. Pemilihan sensor tekanan untuk sistem ini yaitu Pressure Transmitter berkapasistas 0-10 bar, fungsi dari Pressure Transmitter ini adalah untuk menerjemahkan nilai tekanan kedalam bentuk sinyal analog berupa arus listrik. Respon dari Pressure Transmitter ini cukup baik dan tidak

mengalami

kendala

ketika

membaca

tekanan

yang

keluarannya sinyal analog. Namun karena catu daya untuk Pressure Transmitter ini adalah 9-32 VDC, sedang inpu Arduino adalah 5 VDC, maka perlu ditambahkan resistor yang dirangkai paralel untuk menurunkan tegangannya. Untuk nilai resistor yang seharusnya digunakan adalah 250 ohm, namun yang tersedia dipasaran adalah 220 dan 270 ohm, disini penulis memilih resistor


220 ohm, karena dengan demikian maka nilai analog yang terbaca semakin kecil dan mudah untuk melakukan pemrograman. Hasil pengujian pada pressure taransmitter ini tidak mengalami kendala ketika melakukan pembacaan tekanan. Pemilihan kapasitas Pressure

Transmitter

0-10

bar

hal

ini

dilakukan

untuk

memaksimalkan fungsi dari pressure transmiter ini sendiri yang bekeja pada tekanan 2,5 hingga 7 bar. Namun karena Pressure Transmitter ini bekerja pada listrik DC tegangan rendah maka rentan terjadi terbakar pada komponen dalamnya jika mengalami perubahan tegangan yang tinggi, ini merupakan

suatu

kekurangan

Pressure

Transmitter

jika

dibandingkan dengan pressure switch yang banyak dipakai pada saat ini. Sistem pemadam kebakaran ini memeiliki satu buah tombol resest, dimana tombol resest ini merupakan push button yang akan memberikn sinyal digital pada Arduino, yang berfungsi untuk mematikan secara manual ketika tekanan kerja sudah terlewati, namun karena tombol reset ini di program mematikan sementara pompa, maka pada hasil pengujian didapati pompa yang belum melebihi tekana kerjanya ketika tombol reset ini ditekan akan ikut mati lalu hidup kembali untuk memompa air. b. Mikrokontroler pada sistem ini menggunakan Arduino Uno sebagai pengolah datanya, pada saat pengujian tidak mengalami masalah pada Arduino semua masukan baik berupa sinyal digital dari


Arduino, ataupun sinya analog dari Pressure Transmitter dapat terbaca dan menghasilkan output sesuai dengan program yang dibuat. Namun dalam pembreian catu daya pada Arduino dalam sisitem ini penulis menggunkan tegangan 12 VDC, hal ini dikarenakan untuk memaksimalkan fungsi dari catu daya itu sendiri, sebab Pressure Transmitter menggunkan tegangan terendah 9VDC tetapi tidak efektif oleh karena itu penulis memasang power supply 12 VDC untuk tegangan masukannya. c. Pada perancangan model sisitem ini penulis menggunakan relay 5VDC agar output dari Arduino dapat dimanfaatkan untuk mengontrol

komponen

bertegangan

220

VAC.

pada

saat

melakukan pengujian tidak mengalami masalah pada relay 5VDC, output dari Arduino dapat terbaca dengan baik, kontak NO relay menyambung dan NC relay terputus. Namun dalam perancangan ini fungsi relay kurang efektif, relay yang dibutuhkan sistem ini hanya 3 buah tetapi penulis memasang 4 relay 5VDC, hal ini dikarenakan penulis tidak mendapati rangkaian relay yang terdiri dari 3 buah dijual di pasaran. d. Pada model sistem ini memiliki 4 buah indikator LED, 3 buah LED berwarna hijau sebagai indikator pompa, dan 1 buah LED berwarna merah sebagai indikator sistem mendapat catu daya. Pada saat terjadi proses pemadaman 3 buah LED warna hijau memiliki fungsi yang berbeda, LED 1 sebagai indikator jockey pump, LED 2


sebagai indikator electric pump, dan LED 3 berfungsi sebagai indikator diesel pump. Ketika dilakukan pengujian tidak terdapat masalah pada LED nya, namun jika terbalik ketika pemasangan L dan N pada masukan 220 VAC terkadang LED menyala tetapi sangat redup, dari hasil analisa menurut penulis ini terjadi karena N pada rangkaian menyambung satu sam lain tanpa pemutus, ketika N ini diberi L maka secara tidak langsung LED atau komponen lain setelah sambungan menjadi N namun tidak sempurna sehingga timbul beda potensial pada LED.


BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

Recommend Documents