BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1.2 Pengujian dan analisa rangkaian Display LCD
Pengujian dilakukan dengan mengamati bagaimana karakter yang ditampilkan oleh LCD pada saat digunakan. Dan bagaimana cara kerja dari LCD dengan jumlah karakter 16 x 2.
Gambar 32. Rangkaian pengujian LCD
Tabel 16. Hasil pengukuran dan pengujian rangkaian display LCD Tegangan
Input
Jarak Sebenarnya (CM) Tampilan LCD Display
5 V 10 JARAK : 10 CM PWM : 130 40 JARAK : 40 CM PWM : 150 60 JARAK : 60 CM PWM : 250
Hasil pengujian menunjukkan bahwa LCD menampilkan karakter dengan sangat baik, dan tidak ada terjadi kesalahan penampilan karakter atau penempatan posisi yang salah.
Gambar 33. Hasil pengujian rangkaian display LCD
4.1.3 Pengujian dan analisa rangkaian Driver Motor DC IC L293D
Pengujian untuk rangkaian driver motor DC IC L293D dilakukan dengan menggunakan multimeter dan osiloskop. Hal ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana nilai PWM dan cara kerja dari driver motor DC pada saat aktif.
Titik pengukuran berada pada PIN5 dan PIN9 pada mikrokontroler (en1 dan 2) untuk PWM, PIN1 dan PIN9 dari IC L293D. Kaki ini merupakan input untuk driver ICL293D yang menerima sinyal tegangan dari output PIN2, PIN4, PIN 5 dan PIN7, PIN8, PIN9 dari mikrokontroler.
Gambar 34. Rangkaian pengujian driver motor DC IC L293D
TP1 TP 2 TP3
Pada saat dilakukan pengujian, driver motor DC bekerja aktif dengan sangat baik, yaitu dapat mengatur arah putaran motor, dan juga menerima sinyal PWM untuk kecepatan putar motor DC. Pengukuran dilakukan dengan multimeter (untuk logika putaran), dan osiloskop (untuk gelombang PWM).
Tabel 17. Hasil pengukuran logika putaran IC L293D saat motor aktif Motor DC1 Setting PWM Output Mikrokontroler ke IC L293D Input IC L293D dari mikrokontroler TP1 TP2 PIN 2 PIN 7 0 4,6 v 0 4,6 v 0 130 4,6 v 0 4,6 v 0 150 4,6 v 0 4,6 v 0 250 4,6 v 0 4,6 v 0 Motor DC2 Setting PWM Output Mikrokontroler ke IC L293D Input IC L293D dari mikrokontroler TP3 TP4 PIN 10 PIN 15 0 4,6 v 0 4,6 v 0 130 4,6 v 0 4,6 v 0 150 4,6 v 0 4,6 v 0 250 4,6 v 0 4,6 v 0
Hasil pengukuran tabel 4.7 menunjukkan bahwa pada saat aktif, PIN 7 dan PIN 8 untuk motor DC1 mengeluarkan nilai logika untuk diinputkan ke PIN 2 dan PIN 7 dari IC driver L293D, dan untuk motor DC2 PIN 2 dan PIN 4 mengeluarkan nilai logika untuk diinputkan ke PIN 10 dan PIN 15 dari IC driver
L293D, Logika 1 adalah 5 V, dan logika 0 adalah 0V. Karena logika putaran motor untuk IC L293 D adalah sebagai berikut:
Tabel 18. Logika putaran motor untuk IC driver L293D
PIN 2 PIN 7 KONDISI MOTOR
0 0 Motor stop
0 1 Putar searah jarum jam ( CW )
1 0 Putar berlawanan jarum jam ( CCW )
1 1 Motor stop
4.1.4 Pengujian dan analisa nilai gelombang tegangan PWM
Untuk nilai gelombang PWM untuk 2 buah motor DC berada pada PIN 9 dan PIN 5 dari mikrokontroler, dan diinputkan ke PIN 1 dan PIN 9 dari IC driver L293D. Pengukuran bentuk gelombang PWM dilakukan dengan menggunakan osiloskop, dan hasil pengukuran membuktikan, pada kaki PIN 9 dan 5 mikrokontroler dan PIN 1 dan 9 IC L293D menghasilkan bentuk gelombang tegangan yang berbeda-beda untuk setiap nilai PWM yang berbeda. PIN 1 dan 9 dihubungkan ke probe + dari osiloskop, dan probe - Osiloskop dihubungkan ke kaki ground.
Setting osiloskop untuk pengukuran PWM 250 adalah:
Volt / Div = 5 V
Gambar 35. Gelombang tegangan PWM 250
Dari data gelombang tegangan PWM diatas, maka dapat dihitung nilai dari duty cycle yang dihasilkan, duty cycle merupakan persentase nilai aktif Ton dibanding T total. Semakin besar duty cycle maka akan semakin cepat putaran motor DC, perhitungan nilai duty cycle yaitu sebagai berikut:
D = Ton x 100 % = Ton x 100 %
Ton + Toff Ttotal
D = 20 mS x 100 % = 20 mS x 100 %
20 mS + 1 mS 21 mS
D = 95,23 %
Jadi Duty cycle yang dihasilkan oleh PWM sebesar 250 adalah 95,23 % Pada kondisi ini, mobile robot melaju dengan cepat.
Setting osiloskop untuk pengukuran PWM 150 dan 130 adalah:
Volt / Div = 5 V
Time / Div = 1 mS
Ton
Gambar 36. Gelombang tegangan PWM 150
D = Ton x 100 % = Ton x 100 %
Ton + Toff Ttotal
D = 1,2 mS x 100 % = 1,2 mS x 100 %
1,2 mS + 0,8 mS 2 mS
D = 60 %
Jadi Duty cycle yang dihasilkan oleh PWM sebesar 150 adalah 60% . Pada kondisi ini, mobile robot mulai mengurangi kecepatannya.
Gambar 37. Gelombang tegangan PWM 130
Ton
Toff
Ton
D = Ton x 100 % = Ton x 100 %
Ton + Toff Ttotal
D = 1 mS x 100 % = 1 mS x 100 %
1 mS + 1,2 mS 2,2 mS
D = 45 %
Pada kondisi ini, mobile robot berbelok dengan kecepatan PWM 130 ,ducty cycle 45% .
Dari hasil penghitungan nilai duty cycle diatas maka dapat dinalisa, bahwa semakin besar nilai PWM yang diberikan, maka duty cycle pun juga akan semakin besar. Artinya nilai PWM dan nilai duty cycle berbanding secara lurus.
Dan nilai dari rata-rata tegangan yang dihasilkan adalah:
Vout = Ton x Vin
Ton + Toff Nilai rata-rata untuk gelombang PWM 150:
Gambar 38. Gelombang tegangan PWM 150
V/div = 5 V t/div = 1 mS
Vout = Ton x Vin Ton + Toff
Vout = 1,2 x 5 V
1,2 + 0,8 Vout = 3 V
Jadi tegangan output rata-rata yang dihasilkan dengan PWM sebesar 150 adalah 3 VDC.
4.1.5 Pengujian dan analisa rangkaian Buzzer
Pengujian rangkaian buzzer dilakukan dengan menggunakan multimeter, ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana kondisi tegangan pada saat buzzer digunakan sebagai alarm peringatan kondisi jarak mobile robot terhadap halangan didepannya. Buzzer diberi kondisi delay pada program yang dibuat. Dan hasil pengukuran membuktikan bahwa buzzer memiliki tegangan pada saat aktif.
Gambar 39. Rangkaian pengujian buzzer TP
Tabel 19. Hasil pengujian rangkaiian buzzer
JARAK KONDISI
BUZZER TEGANGAN
DELAY AKTIF
≥ 50 CM OFF 0 V Tidak ada
< 50 CM ON 2,5 V Lambat
≤ 10 CM ON 4,1 V Cepat
4.2 Pengujian dan Analisa alat
Proses pengujian alat adalah dengan menjalankan mobile robot pada bidang datar atau lantai, dan menambahkan benda atau objek lain sebagai pengganti halangan. Dibawah ini akan dijelaskan mengenai keterangan dari proses pengujian sistem pengereman otomatis mobile robot yang telah dirancang dan dibuat:
Lokasi pengujian : Basecamp kelas CEC
Bidang landasan : Lantai
Jarak maksimum : 250 CM
Jarak minimum : 10 CM
Objek yang dibaca : Dinding tembok
Tabel 20. Hasil data pengujian alat Jarak Sebenarnya (CM) Jarak di LCD (CM) Error pembacaan (%) Buzzer Putaran Motor DC (RPM) 250 252 1,24 % Off 1365 200 203 1,47% Off 1265 180 182 1,09% Off 1158 160 161 0,61% Off 1108 140 142 1,42% Off 1040 120 121 0,83% Off 1038 100 102 1,96% Off 970 80 81 1,23% Off 940 60 61 1,63% Off 938 40 40 0 % On 654 20 20 0 % On 0 10 10 0% On 0
Setelah melakukan pengujian keseluruhan, maka dapat diambil analisa bahwa:
1. Jarak pembacaan maksimal seharusnya yang terdeteksi oleh sensor adalah hingga 300 CM, tetapi pada sistem yang dibuat jarak maksimal yang dapat dideteksi adalah sejauh 250 CM. Analisa dari hal ini adalah, karena sensor HC-SR04 memiliki nilai toleransi kesalahan dan tidak selalu sama dengan nilai yang ditunjukkan oleh datasheet sensor.
2. Semakin jauh jarak obyek, maka nilai pembacaan sensor HC-SR04 untuk mendeteksi jarak obyek menghasilkan nilai error yang semakin besar pula, penyebabnya adalah pemberian perhitungan nilai untuk konversi hasil cacahan dari nilai counting sensor ke nilai CM yang kurang tepat.
3. Semakin dekat pembacaan sensor HC-SR04, maka perioda aktif dari kaki trigger dan echo sensor semakin cepat, sehingga menghasilkan frekuensi yang cepat pula. Ini membuktikan pantulan gelombang ultrasonik juga semakin cepat.
4. Pada jarak dari 50 CM hingga 250 CM dari obyek, kecepatan putar motor DC masih cepat sehingga robot masih melaju dengan cepat dan buzzer belum aktif.
5. Pada jarak dari 11 CM hingga 50 CM dari obyek, maka robot akan mengurangi kecepatannya, dan kecepatan putar motor DC mulai melambat, sehingga robot akan melambat dan buzzer aktif.
6. Pada jarak 10 CM, maka robot akan berbelok dengan proses dimana motor DC1 berputar CW dan Motor DC2 berputar CCW sehingga robot akan berbelok ke satu arah.
7. Ketika pada laju dengan kecepatan penuh, dan dengan mendadak diletakkan hambatan didepan robot, robot tidak dapat berbelok dengan maksimal. Hal ini dapat dianalisa, penyebabnya adalah respon pembacaan dari sensor HC-SR04 yang masih belum maksimal.
5. 1 Kesimpulan
Setelah dilakukan proses perancangan, pembuatan, dan pengujian dari sistem pengatur kecepatan pada mobile robot berdasarkan jarak dengan hambatan, maka dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut:
1. Saat digunakan sebagai sensor untuk melakukan sistem pengatur kecepatan, sensor HC-SR04 tidak dapat mendeteksi dengan baik sehingga pada saat kecepatan maksimal, robot tidak dapat melakukan pengaturan kecepatan dengan stabil.
2. Pada saat jarak sebenarnya 150 cm berbeda dengan jarak dibaca sensor dengan jarak 151 cm dan dengan perhitungan rumus didapat 154 cm, pada saat jarak sebenarnya 100 cm berbeda dengan jarak dibaca sensor dengan jarak 102 cm dan dengan perhitungan rumus didapat 84 cm, pada saat jarak sebenarnya 50 cm berbeda dengan jarak dibaca sensor dengan jarak 50 cm dan dengan perhitungan rumus didapat 51 cm.
3. Jika nilai PWM 250 didapat nilai ducty cycle 95,23%, maka keepatan robot maksimal, jika nilai PWM 150 didapat ducty cycle 60% maka kecepatan robot berkurang.
4. Buzzer aktif ketika jarak sudah mencapai kurang dari 50 cm, karena pada program dirancang pengaktifan buzzer.
5.2 Saran
Dari perancangan, pembuatan, dan pembahasan mengenai alat yang dibuat. Maka dapat diberikan beberapa saran menyangkut alat yang telah dibuat, yaitu:
1. Respon pembacaan dari sensor HC-SR04 agak lambat, oleh karena itu pada pengembangan selanjutnya, sebaiknya digunakan sensor ultrasonik jenis lain yang memiliki respon pembacaan yang cepat. Misalnya sensor ultrasonik PING dari paralax.
2. Dikarenakan alat ini merupakan sistem pengatur kecepatan menggunakan motor DC, sebaiknya untuk pengembangan di masa yang akan datang ditambahkan dengan pengatur pergerakan robot, dengan gerakan ke samping kanan dan samping kiri. Sehingga robot tidak hanya berbelok ke satu arah saja.
DAFTAR PUSTAKA
1. Malik, Ibnu. 2003. “Pengantar Membuat Robot”, Yogyakarta Penerbit: Gava Media.
2. Prawoto, Ihsan.2016. Pengertian Arduino UNO Mikrokontroler
ATmega328.http://www.caratekno.com/2015/07/pengertian-arduino-uno-mikrokontroler.html, diakses tanggal 20 Agustus 2016
3. Pengertian Sensor Ultrasonik HC-SR04, dikutip dari
(http://komponenelektronika.biz/sensor-ultrasonik.html) , diakses tanggal 23 Agustus 2016
4. Maulana,Eka. 2012. PENGATURAN PWM(Pulse Width Modulation) dengan PLC. UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG.
5. Penjelasan tentang Driver Motor L293D, dikutip dari ( http://elektronika-dasar.web.id/driver-motor-dc-l293d/ ) Diakses tanggal 23 Agustus 2016 6. http://elektronika-dasar.web.id
Lampiran 1 Blok diagram sistem
Lampiran 2 Rangkaian sensor ultrasonic HC-SR04
Lampiran 3 Rangkaian mikrokontroler keseluruhan
Lampiran 4 Rangkaian koneksi display LCD ke arduino
Lampiran 5 Rangkaian driver motor IC L293D
Lampiran 6 Input PWM pada IC L293D
Lampiran 7 Rangkaian buzzer
Lampiran 8 Program