Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Inkubator Bayi Berbasis Mikrokontroller Dilengkapi Sistem Telemetri dengan Jaringan Rs 485 T1 612007028 BAB IV

(1)

44

Bab ini akan membahas pengujian dan analisa setiap modul dari sistem yang dirancang. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui apakah sistem yang dirancang sudah sesuai dengan yang diharapkan atau tidak. Pengujian dilakukan pada setiap modul yang telah direalisasikan dan pada sistem secara keseluruhan. Berikut ini akan dijelaskan mengenai pengujian dari setiap bagian.

4.1.Pengujian Modul Pengendali Mikro

4.1.1. Pengujian Port Pengendali Mikro

Pengujian terhadap tiap PORT pengendali mikro dilakukan dengan memberikan program sederhana pada pengendali mikro dengan LED disetiap PORTnya, berupa pengiriman data FFH ke PORT A, PORT B, PORT C, dan PORT D. Hasil dari pengujian yang dilakukan, LED pada setiap PORT pengendali mikro menyala. Hal ini disebabkan karena setelah dilakukan pengiriman data FFH ke setiap PORT, maka setiap PORT akan berlogika high dan menyalakan LED. Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan disimpulkan PORT pengendali mikro dapat bekerja dengan baik.

4.1.2. Pengujian Timer Pengendali Mikro

Pengujian terhadap timer perlu dilakukan karena skripsi ini menggunakan fungsi

(2)

LED pada PORT C terlihat berkedip – kedip. Berdasarkan hasil pengujian yang diperoleh, maka fungsi timer pada pengendali mikro dinyatakan telah berfungsi dengan baik.

4.2.Pengujian Modul Pemanas

Gambar 4.1 Pengujian modul pemanas

Pengujian pada modul pengendali pemanas dilakukan dengan cara memberi masukan logika ‘1’ pada masukan rangkaian ini yang terhubung pada PORT D.6 pengendali mikro, jika triac ingin dinyalakan dan triac akan non-aktif bila melewati titik persilangan nol pada tegangan AC.

Gambar 4.1 sebelah kanan menunjukkan masukan pada Optoisolator (MOC

3021) diberi logika high oleh PORT D.6 pada pengendali mikro, sehingga Optoisolator

aktif dan keluaran dari Optoisolator memicu gate pada triac. Saat gate pada triac

mendapat picuan dari Optoisolator maka pemanas menyala ( pada saat pengujian, pemanas diwakilkan lampu agar dapat terlihat saat menyala atau tidak). Gambar 4.1 sebelah kiri menunjukkan masukan pada Optoisolator yang terhubung pada pengendali mikro berlogika low maka Optoisolator tidak aktif sehingga tidak dapat memicu gate

(3)

4.3.Pengujian Modul Sensor SHT11

Pengujian dilakukan dengan menempatkan sebuah sensor SHT11 di dalam ruang utama inkubator, untuk mengukur suhu dan kelembaban inkubator. Untuk memastikan nilai suhu dan kelembaban yang keluar dari sensor akurat, maka sensor perlu dikalibrasi dengan membandingkan nilai keluaran suhu dan kelembaban dengan Thermometer

ruangan dan Thermo-hygrometer.

Hasil pengujian yang dilakukan pada sensor suhu dan kelembaban SHT11 dapat dilihat pada Tabel 4.1,

Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Suhu Sensor SHT11

(4)

0

Gambar 4.2. Grafik Hasil Pengukuran Suhu Sensor SHT11

Dari hasil pengujian diperoleh bahwa sensor memiliki respon waktu berbeda dengan thermometer ruangan yang digunakan. Meskipun sensor SHT11 memiliki respon lebih cepat dalam mengukur suhu dibandingkan thermometer ruangan, tetapi tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara hasil pengukuran dari sensor SHT 11 dan thermometer ruangan. Dari hasil pengujian yang dilakukan disimpulkan bahwa proses pengukuran suhu SHT 11 dapat berfungsi dengan baik dan sesuai dengan diharapkan.

Hasil pengujian kelembaban antara sensor SHT11 dan thermo-hygrometer yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 4.2

Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Kelembaban SensorSHT11

Nomor Sampling SHT11 (%) Thermo –hygrometer (%)

(5)

0

Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengukuran Kelembaban Sensor SHT 11

Dari hasil pengujian yang dilakukan, diperoleh waktu respon yang berbeda antara sensor SHT 11 dan thermo-hygrometer. Dari tabel hasil pengujian di atas, dapat dilihat saat kelembaban ruang > 56% sensor SHT 11 cenderung memiliki waktu respon yang lebih cepat. Saat kelembaban ruang < 56% thermo-hygrometer memiliki waktu respon yang lebih cepat dibandingkan dengan sensor SHT 11. Meskipun terdapat perbedaan hasil pengukuran kelembaban dari SHT 11 dan thermo-hygrometer dengan nilai maksimal 2%, dapat dinyatakan pengukuran kelembaban SHT 11 berfungsi dengan baik dan sesuai dengan yang diharapkan. Hal ini disebabkan karena perbedaan antara hasil pengukuran dari SHT 11 dan thermo-hygrometer, masih dalam batas normal nilai

error pengukuran yang tertera pada lembar data SHT 11.

4.4.Pengujian Modul Komunikasi Data RS 485

Pengujian modul komunikasi data RS 485 dilakukan dengan membuat sebuah program pada sebuah komputer. Pada program tersebut digunakan dua buah serial port pada komputer yang bertindak sebagai pengirim dan penerima data, yang dihubungkan menggunakan rangkaian RS 485.

Grafik Kelembaban Terhadap Jumlah Pengujian

(6)

Gambar 4.4 Pengujian Modul Komunikasi Data RS 485

Dari hasil pengujian, diperoleh bahwa rangkaian RS 485 yang digunakan dapat berfungsi dengan baik sebagai modul komunikasi data antara kedua serial port pada komputer yang digunakan.

4.5.Pengujian Komparator Histeresis

Pengujian komparator dengan histeresis dilakukan dengan rangkaian sebagai berikut:

Gambar 4.5 Rangkaian Pengujian Komparator Histeresis

(7)

4.6.Pengujian Sistem Secara Keseluruhan

Pengujian alat secara keseluruhan dilakukan dengan menggabungkan seluruh perangkat keras dan perangkat lunak. Pengujian dilakukan dalam beberapa tahap.

4.6.1. Pengujian Waktu Pemanasan Awal Inkubator

Pada pengujian waktu pemanasan inkubator, dilakukan tiga kali percobaan. Pada percobaan 1 dan percobaan 2, inkubator diujikan dalam keadaan kosong, sedangkan pada percobaan 3 inkubator diujikan dengan diisi kelinci sebagai obyek pengujian. Hasil pengujian waktu pemanasan awal inkubator dapat dilihat pada Tabel 4.3

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Waktu Pemanasan Awal Inkubator

(8)

0

Gambar 4.6. Grafik Hasil Pengujian Waktu Pemanasan Inkubator

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, waktu pemanasan awal inkubator dalam keadaan kosong dipengaruhi suhu awal ruang inkubator sebelum dipanaskan dan

(9)

suhu ruangan di luar inkubator. Pada percobaan 1 suhu awal inkubator lebih rendah 0,8°C dibandingkan dengan suhu awal inkubator saat percobaan 2, sehingga waktu pemanasan pada percobaan 1 lebih lama dibandingkan dengan waktu pemanasan pada percobaan 2.

Sedangkan pada percobaan 3, walaupun suhu awal inkubator lebih tinggi 0,3°C dibandingkan dengan suhu awal inkubator pada percobaan 1, waktu pemanasan yang diperoleh pada percobaan 3 sedikit lebih lama dibandingkan dengan waktu pemanasan pada percobaan 1. Hal ini disebabkan karena pada percobaan 3 terdapat obyek di dalam inkubator berupa mahluk hidup (kelinci) yang melakukan proses metabolisme, sehingga akan terjadi proses penyerapan panas dan pengeluaran panas dari kelinci tersebut.

Pada percobaan 3, pemanasan dihentikan setelah panas dari inkubator telah mencapai suhu 34°C, karena suhu lingkungan normal pada hidup kelinci yang dijadikan obyek percobaan berkisar 20°C - 34°C.

Dari percobaan percobaan yang dilakukan, diperoleh lama waktu pemanasan awal inkubator dalam keadaan kosong dengan suhu awal inkubator 27,4°C hingga mencapai suhu maksimal 37°C dibutuhkan waktu sekitar 46 – 47 menit. Sedangkan dengan suhu awal inkubator 28,2°C, untuk mencapai suhu maksimal 37°C dibutuhkan waktu sekitar 37-38 menit.

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa inkubator yang dibuat memiliki waktu pemanasan awal yang cukup singkat dan sesuai

dengan yang diharapkan.

4.6.2. Pengujian Sistem Telemetri dengan Jaringan RS 485

(10)

modul RS 485 yang terhubung pada pengendali mikro di inkubator dan modul RS 485 yang terhubung dengan komputer. Panjang kabel 10 meter dipilih, karena telah mencukupi untuk mewakili jarak antara inkubator dengan ruang pengawasan pada keadaan sebenarnya. Kemudian, pada komputer dijalankan sebuah program antarmuka yang dibuat menggunakan bahasa pemrograman C#.

Gambar 4.7. Tampilan Program Antarmuka Sistem Telemetri Inkubator

Setelah program antarmuka diaktifkan, langkah pertama yang harus dilakukan adalah memilih serial port yang digunakan untuk melakukan komunikasi data, kemudian mengkoneksikannya dengan menekan tombol Connect. Tombol Connect

berfungsi untuk membuka serial port yang digunakan sebagai jaringan komunikasi antara modul RS 485 yang terhubung pada serial port komputer dan RS 485 pada inkubator. Setelah koneksi serial port telah berhasil dilakukan, maka terdapat message box yang menyatakan serial port telah tersambung. Sedangkan tombol Disconnect pada program berfungsi untuk menutup koneksi serial port yang digunakan.

(11)

Pada program antarmuka ini, jika tombol inkubator 1 ditekan maka program akan mengatur modul RS 485 pada komputer sebagai pengirim data. Kemudian mengirim permintaan data berupa alamat inkubator yang pertama. Setelah permintaan data dikirim menuju pengendali mikro di inkubator, maka program akan mengatur kembali modul RS 485 pada komputer sebagai penerima data. Modul RS 485 pada inkubator memiliki keadaan mula – mula sebagai penerima data, sehingga saat terdapat permintaan data dari komputer, maka dapat langsung diterima oleh pengendali mikro di inkubator.

Saat pengendali mikro menerima permintaan data, maka pengendali mikro akan mengaktifkan RX interrupt service routine yang akan mendeteksi telebih dahulu alamat yang dikirimkan oleh komputer pengawas. Apabila inkubator yang diujikan sedang dalam keadaan sebagai inkubator pertama (tergantung switch yang ditekan untuk pengaturan pengalamatan), maka pengendali mikro akan mengatur variabel penanda untuk memberi tahu adanya permintaan data pada pengendali mikro. Sedangkan, jika inkubator sedang dalam keadaan sebagai inkubator kedua, maka pengendali mikro akan

(12)

Saat data yang dikirimkan oleh pengendali mikro pada inkubator diterima oleh komputer, maka komputer akan mengolah data tersebut kemudian menampilkannya pada text box seperti yang terlihat pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8. Hasil Pengujian Program Antarmuka Sistem Telemetri

(13)

terdapat peringatan request timeout. Selain itu, apabila terdapat penekanan tombol permintaan data sebelum adanya koneksi serial port yang berhasil dilakukan, maka program akan menampilkan peringatan berupa message box.

Gambar 4.9. Peringatan Kesalahan Permintaan Data pada Program Antarmuka

(14)

Pada program antarmuka ini, program mengirimkan perintah permintaan data pada inkubator setiap 30 detik, dan data logger akan mencatat data hasil pengukuran yang diterima dari inkubator setiap lima menit. Data yang dicatat data logger pada log file merupakan data hasil pengukuran terakhir yang valid dari setiap lima menit pengukuran.

Gambar 4.10. Log File Hasil Data Logger pada Program Antarmuka

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, data yang diterima dan ditampilkan melalui program antarmuka sesuai dengan data yang ditampilkan pada inkubator saat terjadinya permintaan data, sehingga program antarmuka dan sistem telemetri dengan jaringan RS 485 yang menghubungkan inkubator dengan komputer dapat disimpulkan berfungsi dengan baik.

4.6.3. Pengujian Perubahan Pengalamatan Inkubator

(15)

inkubator kedua, jika pada program antarmuka tombol Inkubator 2 ditekan, maka hasil pengukuran akan tertampil pada text box inkubator 2.

Gambar 4.11. Pengujian Program Antarmuka Sistem Telemetri Inkubator 2

Berdasarkan hasil pengujian yang diperoleh, dapat disimpulkan bahwa modul RS 485 dapat membangun jalur komunikasi data dengan lebih dari satu inkubator yang bertindak sebagai slave.

4.6.4. Pengujian Kestabilan Pemanasan Inkubator

Pada pengujian kestabilan pemanasan inkubator, dilakukan percobaan selama 24 jam. Pengujian dilakukan dengan delapan nilai suhu setelan yang berbeda, dengan masing – masing nilai suhu setelan diujikan selama tiga jam. Pengujian dimulai dengan nilai suhu setelan sebesar 30°C hingga 37°C. Selama pengujian dengan suhu setelan tidak lebih dari 34°C, inkubator diisi sebuah kelinci karena suhu lingkungan normal pada hidup kelinci yang dijadikan obyek percobaan berkisar 20°C - 34°C. Pengujian dengan suhu setelan 35°C – 37°C diujikan dengan inkubator dalam keadaan kosong.

(16)

29.9

pengukuran dengan suhu setelan 30

derajat

pengukuran dengan suhu set elan 30 derajat

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Kestabilan Pemanas (Suhu Setelan 30°C)

Waktu(menit) Suhu(°C) Waktu(menit) Suhu(°C) Waktu(menit) Suhu(°C)

5 30,1 65 30,3 125 30,4

Gambar 4.12. Hasil Pengujian Kestabilan Pemanas dengan Suhu Setelan 30°C

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, diperoleh bahwa saat suhu setelan pada inkubator diatur sebesar 30°C, nilai galat tertinggi yang terjadi adalah 0,6°C.

185 30,5 245 31,0 305 31,1

190 30,7 250 31,0 310 31,2

195 30,8 255 31,2 315 31,1

200 31,1 260 31,1 320 31,2

(17)

30

pengukuran dengan suhu setelan 31

derajat

(18)

31.2

pengukuran dengan suhu setelan 32

derajat

pengukuran dengan suhu set elan 32 derajat

(19)

31.8

(20)

33

(21)

33.6

(22)

34.6

(23)

35.6

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, dapat dilihat bahwa kestabilan pemanasan inkubator dapat dipertahankan dengan baik selama 24 jam pengujian. Berdasarkan hasil pengujian, pemanasan inkubator dapat berfungsi dengan baik tanpa melebihi batas ralat yang diinginkan yaitu ± 1°C dari suhu setelan yang dikehendaki, sehingga spesifikasi yang diharapkan telah terpenuhi.

Kestabilan pemanasan inkubator dapat terjaga dengan baik karena terdapat pengaturan sistem sirkulasi udara yang baik. Sistem akan membuang panas berlebih dari dalam inkubator dan meng non aktifkan pemanas saat suhu dalam inkubator melebihi suhu setelan yang dikehendaki. Saat suhu dalam inkubator tidak lagi melebihi suhu setelan, maka sistem akan menghentikan pembuangan panas dari dalam inkubator dan mengaktifkan kembali pemanas.

4.6.5. Pengujian Konsumsi Daya Keseluruhan Alat

(24)

Pengukuran dilakukan dalam dua kondisi, yaitu saat pemanas sedang tidak aktif dan saat pemanas sedang aktif.

Gambar 4.20. Hasil Pengukuran Konsumsi Daya Inkubator saat Pemanas Aktif

Gambar 4.21. Hasil Pengukuran Konsumsi Daya Inkubator saat Pemanas Tidak Aktif

Pengukuran dilakukan dengan memasangkan Wattmeter secara seri dengan alat yang diukur. Hasil pengukuran dapat dihitung dengan cara mengalikan hasil pembacaan

(25)

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, ternyata maksimal konsumsi daya pada inkubator yang dibuat sebesar 300 Watt, sehingga spesifikasi konsumsi daya yang diharapkan telah terpenuhi.

4.6.6. Pengujian Modul Buzzer dan LED Indikator

Pengujian modul buzzer dan LED indikator dilakukan dengan mengatur suhu setelan inkubator sebesar 30°C, kemudian sensor SHT 11 disentuh menggunakan jari. Saat sensor SHT 11 disentuh, maka sensor SHT 11 akan bereaksi terhadap suhu tubuh dan suhu hasil pengukuran SHT 11 akan meningkat. Saat suhu hasil pengukuran melebihi nilai 31°C, maka sistem akan mengaktifkan alarm berupa buzzer dan LED indikator berwarna kuning juga akan menyala untuk menandakan terjadinya over temperature.

Gambar 4.22. Hasil Pengujian Penanda Terjadinya Kesalahan

4.6.7. Penghitungan Biaya Pembuatan Alat

(26)

Tabel 4.12. Perbandingan Spesifikasi Inkubator Sanes BIC – 301 dan Inkubator

yang Dibuat

Spesifikasi Inkubator Digital Sanes BIC - 301 Inkubator yang dibuat

Konsumsi daya 350 Watt 300 Watt

Harga Rp 17.500.000,00 Rp 1.297.000,00

Sedangkan perincian harga komponen perangkat keras yang dibutuhkan untuk pembuatan inkubator bayi ini dapat dilihat pada Tabel 4.13.

Tabel 4.13. Rincian Harga Komponen Perangkat Keras yang Dibutuhkan

Nama Barang Harga

Acrylic Rp 560.000,00