BAB 3.................................................................................................................... 18
3.6. Pengujian Radio 433 MHz
Pengujian koneksi 433 MHz adalah dengan variasi jarak pemencar dan penerima sampai jarak 20 m dan ukuran data hingga 30 kbyte. Pengujian dilakukan untuk memastikan kemampuan koneksi radio terhadap jarak LOS (line off sigth) juga kemampuan pengiriman data.
25
Pengujian radio frekuensi 433MHz dilakukan untuk mengetahui apakah modul radio frekuensi 433MHz dapat berfungsi dengan baik atau tidak. Pada pengujian yang dilakukan menggunakan 2 (dua) mikrokontroler. Mikrokontroler 1 tersebut bertugas menjadi transmitter dan mikrokontroler 2 bertugas sebagai receiver.
Sensor
Getaran Mikrokontroler 1 Modul RF 433 MHZ Transmitter
Modul RF 433 MHZ Receiver
Mikrokontroler 2
Serial Monitor
Sistem Transmitter Sistem Receiver
Gambar 3.7. Blok diagram pengujian modul radio frekuensi 433 MHz
Pada Gambar 3.7 dapat dijelaskan bila sensor getar telah diaktifkan maka mikrokontroler 1 akan mengolah data, selanjutnya data tersebut akan dikirimkan menggunkan modul RF 433 MHz transmitter. Setelah itu modul RF 433 MHz receiver akan menerima data tersebut. Selanjutnya data yang sudah di terima akan diproses oleh mikrokontroler. Setelah itu data akan ditampilkan pada serial monitor software arduino IDE. Berikut merupakan data yang hasilkan dari pengujian modul radio frekuensi 433 MHz yang dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8. Hasil pengujian modul radio frekuensi 433 MHz
Pada Gambar 3.8. percobaan dilakukan sebanyak 100 kali pada jarak 1 meter.
Adapun hasil yang didapat yaitu Modul Radio Frekuensi 433MHz mampu mentransmisikan dan menerima data. Data-data tersebut merupakan data yang sudah diatur pada mikrokontroler1.
Selain menguji keberhasilan modul RF 433 MHz dalam mentransmisikan dan menerima data, penulis juga melakukan pengukuran jarak keberhasilan modul RF 433 MHz dalam mentransmisikan data. Pengukuran ini untuk mendapatkan hasil seberapa jauh modul RF 433 MHz mampu mentransmisikan data. Berikut merupakan hasil dari pengukuran jarak modul RF 433 MHz dalam mentransmisikan data yang dapat dilihat pada Tabel 3.1.
27
Tabel 3.1. Hasil pengukuran jarakmodul RF 433 MHz dalam mentransmisikan data
Jarak (Meter) Keterangan (Data)
1 Dapat ditransmisikan
2 Dapat ditransmisikan
21 Dapat ditransmisikan (tidak stabil) 22 Tidak dapat ditransmisikan
Pada Tabel 3.1 pengujian dan pengukuran dilalukan pada subuah ruangan yang sama atau ruangan terbuka. Adapun hasil yang didapat yaitu modul RF 433 MHz mampu mentransmisikan data dengan baik pada jarak 20 meter. Pada jarak 21 meter modul RF 433 MHz mampu mentransmisikan data tetapi tidak stabil dan data sering hilang. Sedangkan pada jarak 22 meter Modul RF sudah tidak mampu mentransmisikan data. Pengujian ini dilakukan pada ruangan terbuka.
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
PENGUJIAN DAN ANALISIS HASIL UJI
4.1 Hasil Rancangan Alat
Gambar 4.1 menunjukkan hasil rancangan pemancar dan penerima serta peralatan pengujian. Sensor diletakkan pada permukaan alumunium. Beban dijatuhkan dari ketinggian tertentu.
Gambar 4.1.Proses pengujian rangkaian dan pengambilan data Penerima
Pemancar Sensor Beban 3 kg
29
Gambar 4.2. Sumbu sensitivitas akselerasi
Pengujian karakteristik sensor MPU 6050 dilakukan dengan mengukur data keluaran pada 3 sumbuh x, y, z seperti terlihat paada Gambar 4.2. Pengukuran sensitifitas sensor menggunakan 2 jenis material sebagai landasan penyalur getaran yaitu keramik dan aluminium. Masing-masing percobaan terhadap material juga memiliki jarak yang berbeda antara titik beban saat dijatuhkan dengan letak sensor getaran diletakkan. Beban yang dijatuhkan adalah batu bata yang memiliki ukuran:
panjang 18 cm, lebar 9 cm, tebal 4 cm dan berat rata-rata adalah 3 kg per batu bata.
4.2 Hasil Pengujian Efektifitas Sensor
Adapun hasil pengujian tersebut meliputi pengujian pada kondisi normal atau tanpa beban, respon sumbu x, y, z dan resultan, pengaruh dari sumber getaran, pengaruh dari bahan lantai, pengaruh jarak sensor dengan titik beban dijatuhkan, dan
Universitas Sumatera Utara
pengaruh periode pengiriman data sensor. Sementara pengaruh jarak dengan beban radio dilakukan secara terpisah.
4.2.1 Pengujian pada kondisi tanpa beban
Pengujian pendeteksian getaran tanpa beban dilakukan dengan posisi sensor berada di atas lempengan alumunium dengan jarak sensor 2 cm, tidak ada pergerakan dalam radius 10 m dan tidak terdapat lintasan kendaraan terlihat di lingkungan pengukuran. Data yang ditunjukkan pada Tabel 4.1 merupakan nilai absolut dari hasil pengukuran sensor pada serial monitor. Untuk data mentah pengukuran dapat dilihat pada Lampiran 3.
Tabel 4.1. Pengukuran kondisi tanpa beban Sampel Sumbu satuan g
Resultan
Rata-rata 0,012787 0,010328 1,011639 1,011788
31
Gambar 4.3. Grafik kondisi tanpa beban
Tanpa beban, simpangan maksimum yang terjadi pada sumbu x, y, z berkisar pada nilai 1,02 g seperti ditunjukkan pada Gambar 4.3, dengan sumbu z mendominasi nilai tertinggi.
Gambar 4.4.Perbandingan sumbu x, y, z, dan resultan
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920
Percepatan (g)
Komponen sumbu getaran dan resultan
Universitas Sumatera Utara
Secara rata-rata, nilai simpangan terbesar adalah pada sumbu z sebesar 1,0117 g, sekitar 78 dan 97 kali lebih besar dari pada sumbu x dan y (Gambar 4.4).
Hal ini menunjukkan efek getaran terbesar adalah pada arah vertikal.
4.2.2 Respon sensor terhadap getaran
Tabel 4.2 menunjukkan sampel respons masing-masing sumbu saat getaran terjadi. Nilai-nilai x, y dan z merupakan perubahan getaran dari kondisi statis atau tanpa sumber getaran. Pada percobaan yang dilakukan, satu buah batu dijatuhkan pada permukaan aluminium. Tabel 4.2 merupakan hasil absolut selisih dari pengukuran dengan beban yang dijatuhkan (Lampiran 4) dengan hasil pengukuran tanpa beban. Getaran menyebabkan simpangan maksimun hingga 1,57 g.
Tabel 4.2. Tabel respon sumbu xyz dan resultan Sampel Sumbu satuan g
Resultan
33
Tabel 4.2. Tabel respon sumbu xyz dan resultan (lanjutan)
Sampel Sumbu satuan g Resultan
x y z
Respons terbesar masih pada sumbu z dengan puncak getaran mencapai hampir 1,6 g (Gambar 4.5). Resultan ketiga sumbu diperlihatkan pada Gambar 4.6.
Gambar 4.5.Grafik percepatan sumbu xyz
Gambar 4.6.Grafik percepatan resultan
0
35
Secara rata-rata, nilai simpangan terbesar adalah pada sumbu z sebesar 0,1756 g, sekitar 50,4% dan 78% lebih besar dari pada sumbu x dan y (Gambar 4.7). Nilai ini menjadi tidak signifikan jika data sampel jauh lebih banyak dari pada sampel yang memiliki nilai maksimum.
Gambar 4.7. Nilai rata-rata percepatan saat terjadi getaran
4.2.3 Pengaruh sumber getaran
Sumber getaran dari pengujian ini adalah dengan menjatuhkan beban dengan berat yang berbeda-beda. Beban tersebut berupa batu bata yang memiliki berat rata-rata 3 kg. Pada pengukuran ini menghasilkan data dari 3 macam berat beban yaitu 3 kg, 6 kg, dan 9 kg yang dijatuhkan pada dasar yang berbahan aluminium (Lampiran 5). Gambar 4.8. menunjukkan nilai respons sensor terhadap beban yang semakin
besar, sementara Gambar 4.9. menunjukkan rata-rata resultan getaran terhadap ketiga beban.
Gambar 4.8. Pengukuran dengan beban 3 kg, 6 kg, dan 9 kg
Gambar 4.9. Getaran rata-rata dengan beban 3 kg, 6 kg, dan 9 kg
0
1 3 5 7 9 11131517192123252729313335373941434547495153
Percepatan (g)
37
Resultan getaran naik jika massa beban naik. Kenaikan nilai getaran tidak linier disebabkan selisih 3kg dan 6kg lebih besar dari selisi 6 kg dan 9kg.
Ketidaklinieran kemungkinan disebabkan tidak homogennya distribusi beban ke landasan saat beban jatuh.
4.2.4 Pengaruh bahan lantai
Ada dua jenis lantai yang dipakai sebagai landasan sensor untuk menjatuhkan beban yaitu keramik dan aluminium. Dari masing-masing bahan memiliki hasil pengukuran yang berbeda. Tabel 4.3. merupakan resultan dari pengukuran sumbu x, y dan z dari bahan aluminium dan keramik yang digunakan.
Tabel 4.3. Pengukuran pengaruh bahan landasan sensor Sampel Aluminium Keramik
1 0.094339811 0.024494897 2 0.099498744 0.014142136 3 0.099498744 0.014142136 4 0.099498744 0.022360680 5 0.104880885 0.020000000 6 0.103923048 0.024494897 7 0.106301458 0.024494897 8 0.106301458 0.024494897 9 0.104880885 0.030000000 10 1.022448043 0.020000000 11 1.575372972 0.024494897 12 0.200499377 0.033166248 13 0.210000000 0.072801099
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3. Pengukuran pengaruh bahan landasan sensor (lanjutan) Sampel Aluminium Keramik
14 0.200499377 0.024494897 15 0.198242276 0.037416574 16 0.198242276 0.030000000 17 0.210000000 0.030000000
18 0.21 0.017320508
19 0.207846097 0.024494897 21 0.207846097 0.024494897 20 0.196468827 0.022360680 28 0.212602916 0.024494897 29 0.212132034 0.024494897 30 0.212132034 0.024494897 31 0.207846097 0.014142136 Rata-rata 0.246141816 0.025429927
Gambar 4.10. Pengaruh bahan landasan sensor
0
39
Gambar 4.10 menunjukkan secara jelas bahwa aluminium lebih baik dalam mendistribusikan getaran atau meneruskan getaran dan sumber getaran ke sensor dari pada keramik. Secara rata-rata, aluminium menyalurkan 0,2207 g (8,69 kali) lebih tinggi dari pada keramik.
Gambar 4.11. Nilai getaran bahan landasan sensor
4.2.5 Pengaruh jarak sensor dengan titik beban dijatuhkan
Pada proses pengukurannya, jarak sensor diletakan sejauh 2 cm dan 10 cm dari titik beban dijatuhkan dengan bahan tempat beban dijatuhkan menggunkan material aluminium. Semakin jauh sensor dari letak titik jatuh, semakin kecil nilai getaran yang dihasilkan. Gambar 4.12 menunjukkan respons sensor terhadap jarak.
Secara rata-rata getaran pada jarak 2 cm lebih besar 48,8% dari pada jarak 10 cm seperti terlihat pada Gambar 4.13.
0.2461
Gambar 4.12. Pengukuran jarak 2 cm dan 10 cm dari beban jatuh
Gambar 4.13.Pengaruh jarak terhadap getaran
Sampel Data
41
4.2.6 Pengaruh periode
Gambar 4.14 menunjukkan pengaruh periode pengambilan data terhadap nilai rata-rata getaran. Terlihat bahwa semakin banyak pengambilan data dilakukan, semakin banyak data gerataran yang masksimum yang terekam. Sehingga memberikan rerata yang lebih tinggi dapat dilihat pada Gambar 4.15.
Gambar 4.14. Pengaruh periode terhadap getaran
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
Percepatan (g)
Sampel Data
Periode 150 ms Periode 200 ms periode 250 ms
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.15.Nilai rata-rata getaran terhadap periode
43 BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengujian sensitifitas sensor getaran MPU 6050 dapat diperoleh kesimpulan:
1. Sensor memiliki 3 sumbu pendeteksian getaran, dimana sumbu z memiliki sensitifitas mencapai 78 dan 97 kali dari sumbu x dan y.
2. Kondisi ada dan tiada getaran menghasilkan mencapai 1,6 g. Getaran yang terdeteksi akan semakin besar jika sumber getaran meningkat namun tidak bersifat linier.
3. Getaran akan semakin terasa jika bahan dasar perambatan getaran terbuat dari alumunium. Getaran mencapai 8,69 kali lebih besar dari bahan keramik.
4. Jika sensor lebih dekat ke sumber, getaran akan semakin terasa. Getaran pada jarak 2 cm 48,8% kali lebih besar dari jarak 10 cm.
5. Getaran terjadi bersifat lecutan dan tidak kontinu sehingga semakin sering pengambilan data dilakukan, semakin baik pendeteksian getaran. Hal ini ditunjukkan oleh kenaikan nilai percepatan getaran jika periode naik. Nilai percepatan rata-rata mencapai 0, 1564 g saat periode pengambilan data 150 mili detik, lebih tinggi dari jika periode 200 dan 250 mili detik yang memberikan nilai 0,1491 g dan 0,1049 g.
Universitas Sumatera Utara
5.2 Saran
Berdasarkan pengujian dan analisa yang telah dilakukan, maka saran yang dapat diberikan antara lain:
1. Mengingat sulitnya mengukur nilai getaran terhadap kejadian alam seperti gempa, hendaknya dilakukan perbaikan dalam penentuan sumber getaran yang lebih mempresentasikan kejadian yang diamati.
2. Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat, sebaiknya sensor getar menggunakan rekayasa mekanika agar getaran dari sumber getaran lebih terasa ke dalam pembacaan sensor.
3. Untuk mengamati gempa yang lebih akurat, maka disarankan jumlah dari node sensor lebih diperbanyak untuk penentuan besar dan letak titik terjadinya gempa.
45
DAFTAR PUSTAKA
[1] Noor, D. (2006). Geologi Lingkungan. Jogyakarta: Gaha Ilmu.
[2] Suraya, Novianta, M. A. (2013). Prototipe Deteksi Gempa Menggunakan Metode Perambatan Gelombang Pada Sensor Getar Berbasis Mikrokontroler Dengan Informasi Sms Gateway. Simposium Nasional RAPI XII-2013 FT UMS. Yogyakarta.
[3] Chen, J., Li, P., Song, G., & Ren, Z. (2016). Piezo-based Wireless Sensor Network for Early-age Concrete Strength Monitorng. Optik 127, 2983-2987.
[4] Croston, B. (2012). General Purpose Input/Output Raspberry Pi Education Manual.
[5] Elnashai, A. S., & Sarno, L. D. (2008). Fundamentals of Earthquake Engineering. John Wiley & Sons, Ltd.
[6] Fadilah, F., Paniran, & W., G. W. (2015, Pebruari). Rancang Bangun Sistem Pengunci Pintu Otomatis menggunakan Pendeteksi Getaran Ketukan.
Dielektrika, SSN 2086-9487 , 2, 67-76.
[7] Johnson, C. (1993). Process Control Instrumentatian Technology (Fourth ed.).
New Jersey: Prentice Hall.
[8] Pauzi, G. A., Febriska, M. D., & Supriyanto, A. (2015, Juli). Desain dan Realisasi Sistem Telemetri Getaran dengan Media Transmisi HT Menggunakan Sensor Accelerometer MMA7361 Berbasis Mikrokontroler ATMega8535. Teori dan APlikasi Fisika, 03(02).
[9] Priatama, A. S. (n.d.). Sistem Pemantauan Kondisi Struktur Bangunan Menggunakan Jaringan Sensor Nirkabel . Proceeding Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS . Surabaya.
[10] Setyawan, F., Fikri, A. A., Fuad, A. N., Rohim, R., & Firmansyah, R. (2017).
Telemetri Flow meter menggunakan RF module 433 MHz berbasis Arduino. Journal of Electrical and Electronic Engineering-UMSIDA.
[11] Syam, R. (2013). Dasar Dasar Teknik Sensor. Makassar: Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 1
Program rangkaian pengirim :
#include <MPU6050_tockn.h>
#include <Wire.h>
#include <RH_ASK.h>
#include <SPI.h> // Not actually used but needed to compile MPU6050 mpu6050(Wire);
Serial.begin(9600); // Debugging only Serial.println("mulai kirim data");
Serial.println("init failed");
}
47
}
void loop() {
mpu6050.update();
delay(250);
double x = mpu6050.getAccX();
double y = mpu6050.getAccY();
double z = mpu6050.getAccZ();
pesan = String(x) + "x" + y + "y" + z + "z";
Serial.println(pesan);
//const char *msg = "Hello World!";
//driver.send((uint8_t *)msg, strlen(msg));
driver.send(pesan.c_str(), pesan.length());
driver.waitPacketSent();
//delay(1000);
}
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 2
Program rangkaian penerima :
#include <RH_ASK.h>
#include <SPI.h> // Not actualy used but needed to compile //SoftwareSerial mySerial(7, 6); // RX, TX
RH_ASK driver;
String pesan;
String pesanX, pesanY, pesanZ;
int x, y, z;
void setup() {
Serial.begin(9600); // Debugging only Serial.println("CLEARDATA");
Serial.println("LABEL,Time,PosisiX,PosisiY,PosisiZ");
if (!driver.init())
Serial.println("init failed");
//Serial.println("Terima data");
}
void loop() {
49
uint8_t buf[20];
uint8_t buflen = sizeof(buf);
if (driver.recv(buf, &buflen)) // Non-blocking {
pesan = String((char*)buf);
x = pesan.indexOf('x');
y = pesan.indexOf('y');
z = pesan.indexOf('z');
pesanX = pesan.substring(0,x);
pesanY = pesan.substring(x+1,y);
pesanZ = pesan.substring(y+1, z);
Serial.print("DATA,TIME,");
Serial.print(pesanX);
Serial.print(",");Serial.print(pesanY);Serial.print(",");
Serial.println(pesanZ);
} }
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 3
Hasil pengukuran tanpa beban :
AccX AccY AccZ Resultan
51
AccX AccY AccZ Resultan
53
AccX AccY AccZ Resultan
-0.07 0.01 1.02 1.0256
-0.07 0.01 1.01 1.0158
-0.07 0.01 1.01 1.0145
-0.08 0.01 1.02 1.0193
-0.07 0.02 1.01 1.0143
-0.06 0.01 1.02 1.0224
-0.06 0.01 1.01 1.0152
-0.07 0.01 1.02 1.0178
-0.07 0.01 1.03 1.0288
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 4
Hasil pengukuran respon sumbu x, y dan z :
Sumbu x Sumbu y Sumbu z
55
Lampiran 5
Hasil pengukuran pengaruh sumber getaran :
Sampel Resultan getaran 3 kg 6 kg 9 kg
57
Sampel Resultan getaran 3 kg 6 kg 9 kg Jumlah 12.14013 15.16866 15.25841
Universitas Sumatera Utara