56
BAB IV
PENGUJIAN PROPELLER DISPLAY
4.1 Hasil Perancangan
Setelah melewati tahap perancangan yang meliputi perancangan mekanik, elektrik, dan pemrograman. Maka terbentuklah sebuah propeller display berbasis mikrokontroller yang difungsikan sebagai media untuk menyampaikan informasi. Berikut akan dipaparkan hasil perancangan dalam bentuk gambar dibawah ini.
Gambar 4.1 Hasil Perancangan Propeller Display Keseluruhan
Pada gambar diatas dapat kita lihat bahwa panjang baling-baling sisi kiri dan kanan berbeda. Sebuah baling-baling membutuhkan keseimbangan agar dapat berputar dengan baik. Untuk itu penulis mencari titik keseimbangan baling-baling
yang sudah dipasang dengan beban. Beban yang dimaksud adalah sebuah mikrokontroller, rangkaian LED, sensor suara analog, dan sebuah betarai 12 volt.
Gambar 4.2 Baling-baling Dengan Beban
Jika sudah terpasang beban yang akan digunakan pada propeller display, lalu penulis mencari titik tengah keseimbangan dengan metode menimbang sisi kiri dan sisi kanan dan mencari dimanakah titik tengah baling-baling berada. Setelah mendapatkan titik tengah baling-baling, lalu pasang titik tengah tersebut pada motor DC yang sudah ditanam dengan semen sebagai pemberat.
4.2 Hasil Perancangan Mekanik dan Elektrik
Dalam membuat sebuah alat elektronik, tidak terlepas dari sebuah perancangan mekanik dan elektriknya. Jika perancangan mekanik dan elektriknya tidak sesuai maka kinerja alatnya juga pasti tidak sesuai dengan yang diinginkan. Berikut hasil perancangan mekanik dan elektriknya.
4.2.1 Hasil Perancangan Mekanik
Berikut akan dipaparkan hasil perancangan dari beberapa mekanik penyusun sebuah propeller display. Bagian-bagian tersebut adalah alumunium, akrilik, PCB dudukan LED, motor DC, dan baterai.
Gambar 4.3 Bentuk Alumunium Baling-Baling
Dari gambar diatas adalah bentuk potongan alumunium yang dipakai sebagai material utama untuk sebuah baling-balingnya. Alumunium yang dipakai tidak terlalu panjang karena jika dikasih beban diujungnya akan mudah bengkok. Bahan alumunium yang digunakan sangat tipis, yaitu hanya 1mm (0,1cm). Semakin tipis maka semakin ringan untuk digunakan dan semakin berkurang beban untuk motor. Sedangkan untuk ukuran panjang alumuniumnya adalah 300mm (30cm) dan untuk lebar alumuniumnya adalah 18mm (1,8cm).
Gambar 4.4 Bentuk Akrilik
Gambar diatas adalah potongan akrilik yang digunakan untuk dudukan rangkaian LED. Untuk ketebalan akrilik yang dipakai adalah 3mm (0,3cm). Sedangkan panjang akriliknya adalah 97mm (9,7cm) dan lebar akriliknya adalah 27mm (2,7cm). Alasan penulis tidak menggunakan akrilik sebagai bahan utama untuk baling-baling karena bahan tersebut sedikit lebih berat sehingga terlalu
membebani laju motor. Untuk itu bahan ini hanya digunakan untuk dudukan rangkaian LED.
Gambar 4.5 Potongan Akrilik pada Ujung Alumunium
Dari gambar diatas potongan akrilik tersebut dipasang pada ujung baling-baling yang berbahan alumunium. Selain untuk dudukan rangkaian LED, potongan akrilik tersebut juga berfungsi untuk menambah panjang baling-baling. Semakin panjang baling-balingnya maka semakin besar juga diameter lingkarannya. Jika semakin besar diameter lingkarannya maka semakin banyak juga karakter yang bisa ditampilkan oleh propeller display.
Gambar 4.6 PCB Dudukan LED
Gambar diatas adalah sebuah potongan PCB untuk dudukan 8 buah LED, dimana LED tersebut adalah output dari propeller display. Potongan PCB tersebut
dipasang diujung baling-baling, lebih tepatnya dipasang pada ujung akrilik. Adapun ukuran untuk potongan PCB yang dipakai adalah panjang 50mm (5cm), lebar 43mm (4,3cm), dan tebal 2mm (0,2cm).
Gambar 4.7 Motor DC
Gambar diatas adalah sebuah motor DC yang digunakan untuk memutar baling-baling. Dari gambar diatas dapat dilihat sebuah motor DC yang dimasukkan kedalam pipa sebagai dudukannya. setelah dimasukkan kedalam sebuah pipa, lalu penulis menanamnya dengan menggunakan adonan semen. Adonan semen itu sendiri berfungsi sebagai pemberat agar motor tidak goyang pada saat beroperasi.
Gambar diatas adalah dudukan sebuah baterai yang dibuat seperti cincin yang berfungsi untuk menjepit baterai pada baling-baling. Dengan adanya dudukan baterai ini, penulis dapat dengan mudah untuk mengganti baterai bila baterai telah drop. Didalam cincin dudukan baterai ini terdapat sebuah lapisan berbahan karet yang berfungsi untuk melindungi baterai agar tidak mudah rusak.
4.2.2 Hasil Perancangan Elektrik
Berikut akan dipaparkan hasil perancangan dari beberapa eletrikal penyusun sebuah propeller display. Bagian-bagian tersebut adalah mikrokontroller, regulator, rangkaian LED, dan sensor suara analog.
Gambar 4.9 Rancangan Mikrokontroller Tanpa Komponen
Gambar diatas adalah sebuah rancangan mikrokontroller yang belum dipasang berbagai komponen. Berbagai komponen tersebut diantaranya IC LM7805 untuk regulator, IC Atmega 328P, kapasitor, resistor, crystal, dioda, LED indikator, switch, terminal block, dan connector pin.
Gambar 4.10 Rancangan Mikrokontroller
Gambar diatas adalah sebuah rancangan mikrokontroller yang didalamnya terdapat berbagai komponen yang dibutuhkan. Mikrokontroller pada propeller
display dipasang pada ujung baling-baling atau berjauhan dengan rangkaian LED
yang berada pada ujung yang lainnya pada baling-baling. Mikrokontroller dipasang pada ujung baling-baling karena bobotnya yang tidak terlalu berat dibandingkan dengan baterai, maka dari itu baterai dipasang lebih ketengah baling-baling agar tidak terlalu berat diujung.
Gambar diatas adalah sebuah rancangan regulator yang sengaja dipasang berdekatan dengan rangkaian rangkaian mikrokontroller dan baterai, karena regulator akan dihubungkan dengan baterai sebagai sumber 9 volt dan mikrokontroller yang membutuhkan catu daya dari regulator yang bertegangan 5 volt.
Gambar 4.12 Sensor Suara Analog
Gambar diatas adalah sebuah sensor suara analog yang dipasang pada baling-baling. Posisi sensor suara analog ini berada pada 7 cm dari titik keseimbangan baling-baling. Fungsi sensor suara itu sendiri adalah sebagai input pada propeller display.
Gambar diatas adalah sebuah rangkaian LED dipotongan PCB yang dipasang pada akrilik. 8 buah LED dipasang sejajar dan rapat pada potongan PCB yang terletak pada ujung baling-baling. LED dipasang serapat mungkin agar karakter yang dihasilkan tidak berongga dan rapi.
4.3 Tahap Pengujian
Setelah melewati proses perencanaan dan perancangan maka tahap akhir dalam pembuatan propeller display adalah proses pengujian. Proses pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui kinerja dari propeller display itu sendiri sudah atau belum sesuai dengan yang diharapkan pada awal pembuatan. Selain itu pada tahap inilah akan peroleh beberapa acuan baru sebagai bahan referensi baru untuk pembuatan propeller display yang sama dilain waktu.
Dalam proses pengujian penulis menggunakan metode dengan memisahkan masing-masing perangkat penyusun propeller display untuk diuji kinerjanya. Sehingga dapat diketahui dimana letak kekurangan propeller display dalam beroperasi. Ada beberapa perangkat penyusun propeller display yang nantinya akan diuji kemampuannya, sebagai misal kinerja motor DC, catu daya, LED, maupun perangkat sensor. Dengan cara menguji tiap perangkat penyusun
propeller display diharapkan nantinya propeller display ini akan mejadi suatu
kesatuan kerja media informasi yang handal.
4.3.1 Pengujian Setiap Perangkat Alat
Pengujian ini dilakukan dengan cara mngukur atau mengoperasikan langsung pada setiap perangkat penyusun propeller display. Sehingga tiap
perangkat propeller display dapat diketahui kinerjanya, dan bisa atau tidaknya perangkat itu bekerja dengan perangkat lain yang ada pada propeller display ini.
A. Pengujian Catu Daya Propeller Display
Catu daya merupakan perangkat utama pada propeller display. Karena dengan adanya catu daya inilah semua perangkat dapat dioperasikan. Untuk itu perlu dilakukan pengujian pada perangkat ini, agar dapat mengetahui berapa keluaran catu daya yang dihasilkan dari sebuah perangkat yang bernama regulator. Sebelum melakukan pengujian pada catu daya yang dihasilkan dari regulator, penulis melakukan pengujian terlebih dahulu pada tegangan keluaran dari baterai 9 volt. Sehingga kita akan mengetahui sudah sesuaikah tegangan tersebut untuk menunjang perangkat penyusun yang lain.
Gambar 4.14 Pengujian pada Baterai 9 Volt
Dalam pengujian ini hanya perlu dilakukan pengukuran menggunakan multitester untuk mengetahui baik itu tegangan maupun arus yang keluar dari sebuah catu daya, yang sebelumnya terlebih dahulu mengetahui referensi catu daya yang dibutuhkan pada tiap-tiap komponen penyusun propeller display. Sehingga suplai daya yang dihasilkan nantinya sesuai dengan kebutuhan
komponen perangkat propeller display. Untuk lebih jelas mengenai pengujian catu daya akan dipaparkan dalam bentuk gambar berikut ini.
Gambar 4.15 Pengujian Catu Daya
Dalam pengujian diatas penulis dapat melakukan pengukuran tegangan hanya dengan cara mengkoneksikan prob merah pada multitester ke kutub positif pada catu daya, dan prob hitam multitester pada kutub negatif pada catu daya. Untuk mengukur arus listrik yang keluar dari catu daya, kita harus memutus dahulu kutub positif yang kemudian dirangkai seri dengan multitester.
Hal ini dilakukkan pada sisi input dan output sebuah regulator. Hasil dari pengukuran akan dipaparkan ke dalam bentuk tabel dibawah ini.
Tabel 4.1 Pengukuran Catu Daya
PENGUKURAN
Tegangan (volt) Arus (ampere)Mati Beroperasi Mati Beroperasi
Input 7,19 7,12 0,10 0,57
Output - 4,86 - 1.09
Dengan mengacu pada tabel pengukuran diatas artinya catu daya tersebut sudah dapat digunakan untuk mensuplai komponen perangkat yang lain, karena baik arus maupun tegangan sudah berada pada range yang sesuai dengan kebutuhan komponen perangkat propeller display.
B. Pengujian Motor DC
Seperti diketahui sebelumnya pada pengoperasian propeller display ini penulis menggunakan motor DC sebagai pemutar baling-baling. Untuk itu penulis melakukan pengujian pada motor DC agar mendapatkan nominal rotasi per menitnya atau biasa disebut dengan rpm. Penulis mencari rpm motor DC bertujuan untuk memasukkannya pada program arduino agar kecepatan putaran motor dengan kecepatan kedipan LED menjadi sesuai sehingga dapat menampilkan karakter yang rapi dan kalimat yang ditampilkan tidak bergerak terlalu cepat. Pengujian ini dilakukan dengan memberikan sumber tegangan yang berbeda pada motor DC. Setelah diberikan sumber tegangan, penulis menggunakan alat tachometer untuk mengetahui rotasi per menitnya.
Tabel 4.2 Pengujian Motor DC
No Tegangan Sumber (volt) Rotasi per menit
1 12 volt 675 rpm
2 19 volt 710 rpm
Berdasarkan tabel pengujian diatas, penulis memutuskan untuk menggunakan sumber 19 volt untuk motor DC karena dengan menggunakan sumber 19 volt rotasi per menitnya lebih besar dibandingkan dengan 12 volt.
C. Pengujian LED
Tujuan dari pengujian LED adalah untuk mengetahui apakah LED dapat berfungsi dengan baik, dapat memancarkan cahaya dengan kecerahan maksimum. Prinsip dasar kerja dari LED tergantung dengan besar arus atau tegangan yang diberikan. LED mempunyai kemampuan dihidupkan dan dimatikan dengan cepat sehingga sesuai digunakan untuk pengiriman data informasi yang biasanya membutuhkan kecepatan tinggi, selain itu LED memiliki ketahanan hidup yang lama dan tahan terhadap goncangan. Pengujian yang dilakukan dengan cara mengukur LED menggunakan multimeter, dimana kabel yang berwarna hitam berfungsi sebagai ground yang dihubungkan ke kaki anoda dan untuk kabel yang berwarna merah berfungsi sebagai pengukur tegangan dihubungkan ke kaki katoda.
Tabel 4.3 Pengujian LED
No Tegangan (volt) Pancaran Cahaya
1 4,86 Terang
Berdasarkan tabel pengujian diatas, LED yang diberikan tegangan 4,86 volt menghasilkan pancaran cahaya yang terang. Namun jika LED tidak diberikan tegangan, LED tidak menghasilkan cahaya atau tidak aktif.
D. Pengujian Sensor Suara
Seperti diketahui sebelumnya, pada pengoperasian propeller display ini membutuhkan sebuah sensor suara analog sebagai inputnya. Untuk pengujian sensor suara ini penulis menggunakan satu jenis suara, yaitu suara tepukan tangan dengan jarak yang berbeda-beda. Sebelum melakukan pengujian pada sensor suara, penulis pertama-tama membuat sebuah program pada software Arduino untuk mengetahui berapa nilai ADC (Analog to Digital Converter) yang dihasilkan oleh suara tepukan tangan.
Gambar 4.17 Program Pengujian Sensor Suara Analog
Setelah membuat program pada software Arduino langkah selanjutnya adalah menampilkannya pada serial monitor untuk mendapatkan nilai yang dicari.
Dalam pengujian ini penulis melakukannya pada jarak yang berbeda-beda agar mendapatkan nilai yang lebih presisi. Berikut adalah gambar hasil pengujian dari jarak 2 meter dan 5 meter.
Gambar 4.18 Pengujian pada Jarak 2 meter (kiri) dan 5 meter (kanan) Setelah melakukan pengujian sensor suara analog pada jarak yang berbeda-beda. Penulis memasukkan nilai-nilai yang didapat pada sebuah tabel. Berikut adalah tabel hasil pengujian dari jarak 2 meter hingga 5 meter.
Tabel 4.4 Pengujian Sensor Suara
No Jarak Suara (meter) Nilai ADC
1 2 meter 441
2 3 meter 367
3 4 meter 140
4 5 meter 78
4.3.2 Pengujian Keseluruhan
Sebuah alat dapat dikatakan bekerja apabila alat tersebut mampu menjalankan serangkaian perintah dari keinginan pembuatnya dan dapat
melakukan pekerjaan semua perangkat penyusunnya dalam satu kesatuan kerja. Dengan dasar inilah maka pengujian keseluruhan ini dilakukan untuk mengetahui sudahkah alat tersebut bekerja dengan baik atau belum.
Sebelum dilakukan pengujian pada alat secara keseluruhan dirancang sebuah program yang mencakup seluruh program perangkat penyusun dari
propeller display ini. Dimana program tersebut sudah diuji pada
pengujian-pengujian perangkat penyusun propeller display sebelumnya, sehingga cukup menyatukannya maka program siap dimasukkan ke mikrokontroller sebelum pengujian.
Gambar 4.19 Program Keseluruhan Propeller Display
Program pada gambar diatas merupakan sederetan program keseluruhan dengan segala prinsip dan logika kerja dari propeller display ini. Setelah melewati proses perancangan mekanik, elektrik, maupun pemrograman. Akhirnya propeller
display dapat dioperasikan. Berikut adalah gambar dari cuplikan video propeller display.
Gambar 4.20 Cuplikan Video Propeller Display Kalimat Pertama
Dari gambar diatas propeller display terlihat menampilkan kalimat pertama yang bertuliskan “APRIZAL PRATAMA PUTRA TANJUNG 41410010019”.
Gambar 4.21 Cuplikan Video Propeller Display Kalimat Kedua
Dari gambar diatas propeller display terlihat menampilkan kalimat kedua yang bertuliskan “UNIVERSITAS MERCU BUANA”.
Pengujian terakhir adalah pengujian kestabilan kedipan LED dengan kecepatan putaran motor. Pada pengujian ini TCNT1 value diubah-ubah agar mendapatkan tampilan yang stabil pada saat menampilkan kalimat. Arti stabil disini adalah kalimat yang tidak bergerak kekanan atau pun kekiri.
Tabel 4.5 Pengujian Kestabilan Tampilan Kalimat
No TCNT1 Value Kestabilan
1 62007 Berputar Searah Jarum Jam
2 62163 Berputar Searah Jarum Jam
3 62212 Stabil Searah Jarum Jam
4 62336 Stabil
5 62416 Stabil Berlawanan Jarum Jam
Dari pengujian diatas didapatkan kestabilan pada TCNT1 value 62336, walaupun masih sedikit bergerak kekiri dan kekanan. Mungkin dikarenakan kecepatan motor yang berubah-ubah atau tidak konstan bergerak pada rpm yang sudah diketahui sebelumnya.
