BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Pengujian Perangkat Hardware
Pengujian perangkat keras meliputi pengujian rangkaian Mikrokontroller, Sensor, Power supply, dan rangkaian transmisi wireless infrared.
4.1.1 Pengujian Mikrokontroller AT89S51
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler AT89S51 ini dilakukan dengan menghubungkan rangkaian minimum mikrokontroler AT89S51 dengan power suplay
sebagai sumber tegangan. Kaki 40 dihubungkan dengan sumber tegangan +5 Volt, sedangkan kaki 20 dihubungkan dengan negatif ground.
Gambar 4.1 pengujian rangkaian mikrokontroller AT89S51
Universitas Sumatera Utara
Kemudian tegangan pada pin 40 diukur menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada pin 40 sebesar +4,9 Volt. selanjutnya langkah pengujian
dengan cara menghubungkan pin17 P3.7 dengan sebuah transistor C945 yang dihubungkan dengan sebuah LED indikator. Langkah ini bertujuan apakah rangkaian
minimum sistem mikrokontroller ini dapat bekerja apabila diberikan program. Transistor C945 berfungsi sebagai saklar untuk mengendalikan hidupmati
LED. Dengan demikian LED akan menyala jika transistor aktip dan sebaliknya LED akan mati jika transistor tidak aktip. Tipe transistor yang digunakan adalah NPN
C945, dimana transistor ini akan aktif saturasi jika pada basis diberi tegangan 5 volt logika high dan transistor ini akan tidak aktif jika pada basis diberi tegangan 0 volt
logika low. Basis transistor ini dihubungkan ke resistor 4,7 Kohm. resistor ini berfungsi agar arus yang dikeluarkan oleh pin17 P3.7 cukup besar untuk men-trigger
transistor C945. selanjutnya program sederhana diisikan pada mikrokontroler AT89S51. Program yang diisikan adalah sebagai berikut :
Loop: Setb p3.7
Call delay Clr p3.7
Call delay Jmp loop
Delay: Mov r7,255
Dly: Mov r6,255
Djnz r6, Djnz r7,dly
Ret End
Universitas Sumatera Utara
Pada program di atas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terhubung ke P3.7 beberapa saat dan kemudian mematikannya. Perintah Setb P3.7 akan menjadikan
P3.7 berlogika high yang menyebabkan transistor C945 aktif dan LED akan menyala. Call delay akan menyebabkan LED ini hidup selama beberapa saat. Perintah
Clr P3.7 akan menjadikan P3.7 berlogika low kembalisehingga menyebabkan transistor tidak aktif dan LED akan mati. Perintah jmp Loop akan menjadikan
program tersebut berulang, sehingga akan tampak LED tersebut berkedip. Jika program tersebut diisikan ke mikrokontroller AT89S51, kemudian
mikrokontroller dapat berjalan sesuai dengan program yang diisikan, maka rangkaian minimum mikrokontroller AT89S51 telah bekerja dengan baik.
4.1.2 Pengujian Sensor Ultrasoic
Pengujian sensor ultrasonik dilakukan dengan merancang program yang dapat menjadikan mikrokontroller sebagai pembacaan bit data output sensor dengan
menyambungkan LED pada port 0.0 hingga port 0.7 . Fungsi LED merupakan karakteristik indikator pada setiap varian jarak pengukuran. Dari indikasi ini dapat
disimpulkan bahwa led yang hidup merupakan varian jarak membentuk pembacaan data secara biner. Berikut gambar rangkaian pengujian sensor ultra sonik pada
gambar 4.2.
Gambar 4.2 Rangkaian pengujian sensor ultra sonik
Universitas Sumatera Utara
Rangkaian di atas dapat berjalan dengan memprogram mikrokontroller untuk memberikan set-intruksi ke sensor agar dapat bekerja untuk mengukur dan mendeteksi
sinyal pantulannya. Hasil pengukuran berupa pulsa berupa varian frekwensi data level bit high 1 dan low 0 yang mewakili dari setiap varian jarak yang terdeteksi dari
sensor. Program pengujian sensor ultrasonik yaitu :
Tringer bit p 1.0 recaiveer bit p1.1
transmitter bit p1.2 Start:
Setb transmitter ; Aktifkan sensorpemancar.
Nop ; Stop pengiriman data.
Clr transmitter ; Clear pengiriman data.
Jnb tringer, start ; lompat ke printah start jika bernilai 1
Jb receiver, ; Terima data sampai selesai
Jarak: Mov r0,0h
; isi nilai 0 ke register R0. Inc r0
; Tambahi nilai 1 pada register R0 Call pulsa
; Panggil rutin program pulsa Jnb receiver, jarak
; Data diterima ? jika tidak ulangi pembacaan data Mov p0,r0
; jika data sudah diterima eksekusi ke rutin program ; jarak, selanjutnya tambahkakn data berikut ke register
; R0 dan keluarkan melalui port 0. Jmp start
; Kembali ke program rutin Start Pulsa:
Mov r110 ; Isi nilai 10 ke register 1.
Djnz r1, ; kurangi 1 nilai pada register 1R1 sampai bernilai 0
Ret. Program di atas bekerja untuk mengatur kerja dari sensor untuk mengukur
jarak dimana port 1.0 diberi logika high 1 sebanyak 1 siklus untuk memancarkan gelombang ultrasonik dengan intruksi Setb transmitter lalu port 1.0 kembali ke logika
low 0 kembali pada intruksi Nop no operation .
Universitas Sumatera Utara
Selanjutnya intruksi Jnb receiver, jarak akan membaca data yang diterima kemudian menampilkan data tersebut pada led yang dikoneksikan pada port p0.0
hingga p0.7 sebagai level bit data untuk pembacaan hasil data pengukuran. Sebagai contoh pada pengukuran jarak 1 Cm dari aktual data sensor didapat data 254 dimana
led pada port 0.1 hingga port 0.7 berlogika high led menyala, dan led pada port 0.0 berlogika low led tidak menyala, sehingga membentuk bilangan biner 1111 1110.
Dari pengujian didapat beberapa data dari varian jarak dari 1cm hingga 300 Cm dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.1 hasil data bit aktual dari varian jarak sensor
NO JARAK
CM DATA AKTUAL
CM
DATA DALAM BINARY BIT
DATA DALAM HEXA DESIMAL
1 200
255 11111111
0FF h 2
199 254
11111101 0FD h
3 198
252 11111100
0FC h 4
197 251
11111011 0FB h
5 196
250 11111001
0F9 h 6
195 249
11111000 0F8 h
7 194
247 11110111
0F7 h 8
193 246
11110110 0F6 h
9 192
245 11110100
0F4 h 10
191 244
11110011 0F3 h
11 190
242 11110010
0F2 h 12
189 241
11110000 0F0 h
13 188
240 11101111
0Ef h 14
187 238
11101110 0Ee h
15 186
237 11101101
0Ed h 16
185 236
11101011 0Eb h
17 184
235 11101010
0Ea h 18
183 233
11101001 0E9 h
19 182
232 11101000
0E8 h 20
181 231
11100110 0E6 h
21 180
230 11100101
0E5 h 22
179 228
11100100 0E4 h
23 178
227 11100010
0E2 h 24
177 226
11100001 0E1 h
25 176
224 11100000
0E0 h 26
175 223
11011111 0DF h
27 174
222 11011101
0DD h 28
173 221
11011100 0DC h
29 172
219 11011011
0DB h 30
171 218
11011010 0DA h
Universitas Sumatera Utara
Data biner yang didapat pada pembacaan aktual pada sensor dengan melihat led- led yang hidup dapat diubah menjadi data secara hexa desimal. Data Hexa Desimal
inilah yang digunakan sebagai data untuk memprogram untuk setiap varian jarak. Dari lima kali percobaan sebanyak 200 varian jarak dapat dilihat hasil
karakteristik sensor berupa grafik rata – rata ketelitian data sensor yang didapat dari
data aktual dengan jarak dan data secara teori dengan jarak.
gambar 4.3 Grafik data teori VS jarak
Jika dilihat dari grafik di atas maka didapat bahwa data yang dihasilkan konstan dari mulai jarak 2 Cm hingga 300 Cm. Jika mengacu pada data rata-rata aktual maka
terdapat beberapa pergeseran data diakibatkan persen ralat yang mempengaruhi kinerja sensor. Hal tersebut dapat di lihat pada grafik berikut.
50 100
150 200
250 300
50 100
150 200
250 300
350
DAT A SE
CARA T
E O
RI
JARAK Cm
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 grafik data aktual praktek VS jarak
4.1.2.1 Analisa ketelitian alat
Untuk mengetahui tingkat ketelitian pada alat ini, maka dilakukan percobaan pertama pada alat sebanyak 300 varian jarak, dari percobaan dihitung berapa kali kesalahan
yang terjadi pada alat, lalu dilakukan percobaan kedua sebanyak 300 kali varian jarak, lalu dihitung kembali kesalahan yang terjadi pada alat. Demikian percobaan dilakukan
hingga 5 kali, kemudian dihitung deviasi standar untuk mengetahui persentase kesalahan pada alat. Berikut hasil percobaan :
Tabel 4.2 Hasil Analisa ketelitian alat No
Jumlah percobaan Kesalahan d
1 5 kali
9 2
5 kali 12
3 5 kali
10 4
5 kali 12
5 5 kali
13
Universitas Sumatera Utara
Dengan demikian dapat dihitung deviasi standar sebagai berikut :
1
2 1
n
d d
d
n
1 5
13 11
10 12
9
4 57
25 ,
14
77 ,
3
;
Perhitungan di atas menunjukkan bahwa standar deviasi
dari alat rancangan adalah
sebesar 3,77.
4.1.3 Pengujian Power Supply
Pada pengujian power supply, tegangan keluaran diukur menggunakan Volt meter dari hasil keluaran tegangan dari trafo CT step down yaitu sebesar +15 Volt, sebelum dan
sesudah regulator 7805 dan 7812 untuk masing – masing keluaran tegangan +5 Volt
dan +12 Volt. Dari hasil yang didapat diperoleh menunjukkan tegangan yang didapat pada keluaran tegangan setelah dioda bridge menghasilkan tegangan 13,8 Volt. Hal
ini dikarenakan dioda bridge membutuhkan tegangan sebesar 0,6 Volt untuk dapat bekerja.
Tegangan keluaran pada power supply ini digunakan untuk memberikan tegangan keseluruh rangkaian . keluaran tegangan +5 V digunakan untuk supply
tegangan pada mikrokontroller. Mikrokontroller dapat bekerja pada tegangan 4,0 Volt sampai dengan 5,0 Volt, sehingga keluaran untuk tegangan +5Volt ini cukup untuk
supply tegangan ke Mirokontroller AT89S51. Sedangkan keluaran tegangan +12 V digunakan untuk supply tegangan pada penerima infra merah yang memerlukan
tegangan + 9 Volt sehingga keluaran +12 Volt cukup untuk supply tegangan pada ranngkaian penerima infra merah.
Universitas Sumatera Utara
4.1.4 Pengujian Transmisi Data Secara Wireless Infrared
Pada pengujian transmisi data secara wireles infrared terdapat 2 blok rangkaian yang akan diuji yaitu rangkaian pengirim berupa LED infrared sebagai pemancar dan
komponen berupa TSOP 1738 yang berfungsi sebagai penerima data.
4.1.4.1 Pengujian Rangkaian pengirim data
Hasil pengujian pada rangkaian LED pengirim inframereh ini yaitu, Data yang telah diolah mikrokontroler AT89S51 1, kemudian data tersebut akan dikirimkan ke
rangkaian penerima dengan menggunakan LED infra merah. Berikut gambar rangkaian LED pemancar inframerah.
Gambar 4.5 rangkaian LED pemancar inframerah
Untuk pengiriman data agar data tidak terjadi crash, maka LED infra merah dipancarkan pada frekuensi 38 KHz karena frekuensi ini bebas dari gangguan
frekuensi infra merah alam. Dengan menggunakan frekuensi 38 KHz, maka pancaran LED infra merah yang dihasilkan oleh rangkaian tidak terganggu oleh pancaran infra
merah alam, sehingga jarak pengiriman data semakin baik dan jarak pancar semakin jauh. Dengan mengunakan rumus [3.1] selang waktu untuk menentukan kedipan LED
sehingga data dapat dikirimkan dengan baik, maka dapat dihitung selang waktu prioda untuk mengkedipkan LED yaitu:
Universitas Sumatera Utara
� = 1
38 � �
=
� = 1
38 �10
3
= 0,0000263 = 26,3 µ Dengan mengkedipkan LED pada selang waktu di atas, data dikirimkan
sebanyak 3 data, yaitu data untuk nilai ratusan, nilai puluhan dan nilai satuan. Setiap pengiriman masing-masing data dari ketiga data tersebut, didahului dengan
pengiriman sinyal low, sehingga setelah sinyal low yang dikirimkan selanjutnya ke tiga data tersebut.
Akan terjadi kesalahan jika pengiriman data dilakukan sekaligus ketiga data tersebut, akibatnya data yang akan diterima urutannya tidak sesuai dengan data yang
dikirimkan. Misalnya 3 data yang dikirimkan adalah 345, kemungkinan data yang diterima adalah: 435, dan 543. Sehingga hanya 13 kemungkinan data yang
dikirimkan benar. Maka program yang menyertai fungsi pengiriman data tersebut dilakukan dengan mengirimkan sinyal low terlebih dahulu selanjutnya disusul dengan
pengiriman data. Untuk meghindari kesalahan dalam pengambilan data, maka pada program
pengiriman data tersebut harus ditambah satu data yang berfungsi sebagai data awal start bit. Start bit ini disisipi value tertentu, maka ketika penerima mendapatkan
logika low 0, penerima akan mengambil data start bit tersebut dan membandingkan data tersebut apakah sesuai dengan data pertama atau tidak. Jika masih terdetiksi
masih tidak sama, maka sistem penerima akan mengambil data berikutnya, kemudian membandingkannya kembali sesuai atau tidak dengan data pertama. Dengan langkah
ini akan dilakukan secara terus menerus sampai mendeteksi data pertama tersebut menjadi data yang valid. Data ini lah yang diambil setelah data start bit menjadi data
pertama, data kedua setelah data start bit, dan seterusnya hingga data ke tiga. Dengan demikian, maka tidak terjadi kesalahan dalam mengirimkan urutan data, walaupun
terjadi halangan sesaat. Berikut program untuk menguji pengiriman data secara wireless infrared.
Universitas Sumatera Utara
Mov 70h,0 Inc 70h
Kirim: Mov r0,70h
Acall data Sjmp kirim
Data: Loop1:
Acall pulsa Djnz r0,loop1
Ret Pulsa:
Clr p0.0 Mov r7,2
Pls: Mov r6,225
Djnz r6, Djnz r7,pls
Mov r7,50 Djnz r7,
Ret
Dari program di atas diperoleh lamanya waktu dari setiap mengeksekusi Mnemonic dapat dilihat pada tabel 4.3.
Tabel 4.3 data eksekusi program dalam satu siklus
Mnemonic Siklus
Waktu Eksekusi
Mov Rn,data 2
2 x 1 µd = 2 µd Sjmp
2 2 x 1 µd = 2 µd
Clr 1
1 x 1 µd = 1 µd Djnz
2 2 x 1 µd = 2 µd
No Operation NOP 1
1 x 1 µd = 1 µd Ret
1 1 x 1 µd = 1 µd
Universitas Sumatera Utara
Pada perintah program di atas mov r6,225 dan mov r7,2 terdiri dari 2 siklus mesin. Perintah djnz juga terdiri dari 2 siklus mesin. Sedangkan printah ret dan clr
terdiri 1 siklus mesin. Perintah Djnz r6, pada program di atas berarti mengurangi nilai pada register
r6 hingga bernilai 0, hal ini berarti printah tersebut diulangi sebanyak 225 kali atau 225 x 2 = 450 µd, setelah bernilai 0, maka nilai pada r7 bertanbah sebanyak 1 nilai
karena adanya perintah inc 70h, kemudian akan lompat ke program “pls”. mov r7,50
sebagai data ke dua dan berulang sebanyak 50 kali atau 2 x 50 = 100 µd, lalu menguranginya kembali dan mengambil data ke tiga yang besarnya 225, Maka
banyaknya waktu untuk mengirimkan ketiga data tersebut yaitu 450µd + 100µd = 550µd. 2µd untuk 2 siklus ret dan clr atau 550µd + 2µd = 552µd. Untuk mnemonic
perintah Mov r7,2 sebanyak 2 x 2µd = 4µd, maka 552 µd + 4 µd = 554 µd. Maka didapat waktu eksekusi untuk mengirimkan data sebesar 554 µd untuk mengirimkan
satu data.
4.1.4.2 Pengujian Rangkaian penerima data
Rangkaian penerima Infra merah ini berbentuk IC TSOP 1738. IC ini mempunyai karakteristik yaitu akan mengeluarkan logika high 1 atau tegangan ± 4,5
volt pada outputnya jika IC ini mendapatkan pancaran sinar infra merah pada rentang frekuensi antara 38-40 KHz, dan IC ini akan megeluarkan sinyal low 0 atau
tegangan ± 0,109 volt jika pancaran sinar infra merah dengan frekuensi antara 38 - 40 KHz berhenti, namun logika low tersebut hanya sesaat yaitu sekitar 1200 µs, setelah
itu output-nya kan kembali menjadi high. Sifat inilah yang dimanfaatkan sebagai pengiriman data.berikut gambar rangkaian peneriama data pada gambar 4.3 .
Gambar 4.6 rangkaian TSOP 1738 penerima infra merah
Universitas Sumatera Utara
Pada perinsipnya semua yang diterima pada IC ini merupakan data, sehingga pada rangkaian ini tidak mengenal data pancaran high atau low yang dipancarkan oleh
LED pemancar. maka dari itu jika salah memprogram pada pengiriman data maka data yang diterima juga salah.
4.2 Pengujian Perangkat Lunak
Kategori