Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Tahapan Penelitian

49

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian pengembangan monitoring vibrasi pada kipas pendingin dengan accelerometer ADXL345 menggunakan metode FFT berbasis LabVIEW dilakukan pada bulan maret 2014 sampai dengan November 2014. Adapun tempat penelitian yakni di Pusat Penelitian Fisika P2F Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia LIPI Serpong Tangerang.

3.2. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari : 1. Alat a. Arduino UNO R3 b. Accelerometer ADXL345 triple axis c. Kabel Port USB d. Notebook Lenovo G460 Intel Pentium P6200 2.13GHz e. Kipas pendingin sebagai sample uji 2. Bahan a.Arduino ERW 1.0.5 b.LabVIEW 2011 50

3.3. Tahapan Penelitian

Dalam penelitian ini, terdapat beberapa tahapan yang dilakukan dari awal penelitian hingga akhir penelitian. Tahap pertama yang dilakukan ialah memeriksa atau mengecek peralatan yang digunakan, alat yang digunakan harus sesuai dengan permasalahan yang ada yaitu dapat membuat sistem monitoring vibrasi pada kipas pendingin serta mengetahui adanya kerusakan pada kipas pendingin. Alat pendukung lainnya juga dipersiapkan yakni dengan menginstal beberapa software seperti Arduino IDE dan LabVIEW. Kedua software itulah yang akan digunakan untuk membuat program yang akan berjalan pada sensor vibrasi, untuk selanjutnya akan divisualisasikan berupa grafik dan data nilai frekuensi. Setelah peralatan semua dipersiapkan, hal yang pertama dilakukan yaitu membuat program pada Arduino IDE dengan menggunakan bahasa pemrograman Arduino yang akan diisi pada board mikrokontroler Arduino UNO. Setelah bahasa pemrograman selesai dibuat maka program tersebut akan di download pada mikrokontroler Arduino UNO. Jika bahasa pemrograman yang telah dibuat dapat memberikan perintah kepada mikrokontroler Arduino UNO sesuai dengan yang diinginkan maka tahap selanjutnya bisa dilaksanakan, namun apabila bahasa pemrograman yang diguanakan belum sesuai, maka kembali pada tahap merancang desain bahasa pemrograman. Setelah bahasa pemrograman selesai dan sensor bekerja sesuai dengan yang diinginkan, tahap selanjutnya adalah merancang sistem monitoring data dengan menggunakan software LabVIEW. Data yang didapat akan divisualisasikan 51 dengan grafik dan data numeric serta indikator kerusakan yang akan tersimpan pada LabVIEW. Tahap selanjutnya adalah pengambilan data vibrasi sebuah kipas pendingin dengan menggunakan sensor ADXL345 yang telah diisi dengan program yang telah dibuat dan di download pada mikrokontroler Arduino UNO . Hasilnya akan divisualisasikan dengan LabVIEW secara real time. Data dari nilai vibrasi akan dianalisa dengan software LabVIE secara real time untuk mendapatkan nilai frekuensi dengan metode Fast Fourier Transfer FFT. Dari data frekuensi hasil vibrasi kipas pendingin ini akan dianalisa kerusakannya dan akan ditampilkan dalam indikator kerusakan berdasarkan nilai referensi frekuensi sebelumnya. Data yang diambil disesuaikan dengan penelitian yang dilakukan. Apabila data vibrasi belum sesuai dengan nilai referensi dari hasil karakterisasi sebelumnya, maka data vibrasi akan diambil kembali hingga mendapatakan data dengan keadaan yang sesuai. Setelah data yang diambil sesuai dengan hasil referensi sebelumnya dan sesuai dengan indikator kerusakan maka dapat diambil kesimpulan dari hasil monitoring tersebut.

3.3.1. Perancangan sensor vibrasi dengan ADXL345

Dalam rancangan hardware, akan dibuat rangkaian sensor vibrasi yang menghubungkan antara ADXL345 dan Arduino UNO serta kabel USB yang akan menghubungkan Arduino UNO dengan Notebook. Berikut ialah gambar yang menjelaskan hubungan antara Accelerometer ADXL345, Arduino UNO dan notebook : 52 Gambar III.1. Rancangan hardware penelitian Pada gambar diatas terlihat bahwa accelerometer ADXL345 dan Arduino UNO harus terhubung pada beberapa pinnya. Dibawah ini ialah pin- pinnya yang harus terhubung antara accelerometer ADXL345 dan Arduino UNO : 1. Pin CS chip select dan pin 5V pada Accelerometer ADXL345 terhubung dengan pin 3v3 pada Arduino UNO. Pin ini berfungsi sebagai tempat power supply dari keduanya. 2. Pin Ground GND pada Accelerometer ADXL345 terhubung dengan pin GND pada Arduino UNO. Pin ini berfungsi sebagai tempat ground. 53 3. Pin SDA pada Accelerometer ADXL345 terhubung dengan pin A4 pada Arduino UNO. Pin ini berfungsi sebagai serial data input pada komunikasi I2C. 4. Pin SCL pada Acclerometer ADXL345 terhubung dengan pin A5 pada Arduino UNO. Pin SCL pada Acclerometer ADXL345 disni berfungsi sebagai clock pada komunikasi data I2C. 5. Kabel USB akan dihubungkan kepada Notebook melalui port USB yang terdapat pada Arduino UNO serta secara otomatis mikrokontroller dan accelerometer akan aktif setelah dihubungkan pada notebook ditandai dengan lampu TX dan RX menyala.

3.3.2. Perancangan Program Aplikasi

3.3.2.1. Pembuatan Program pada Arduino IDE

Arduino IDE merupakan software dari Arduino yang berguna sebagai compiler untuk mikrokontroler jenis Arduino yang menggunakan bahasa C untuk pemrogramnannya. Pada software Arduino IDE ini akan dibuat program yang memuat instruksi yang akan dijalankan oleh mikrokontroler Arduino UNO. Program yang akan dibuat ini akan mengatur komunikasi antara Arduino UNO dengan Accelerometer ADXL345 dengan menggunakan komunikasi I2C serta pengaturan kerja pada Accelerometer ADXL345. Dalam program yang dibuat ini mikrokontroler hanya akan membaca data akselarsi terhadap sumbu z dari pengukuran yang 54 dilakukan oleh accelerometer ADXL345 dan selanjutnya data hasil akselarsi tersebut akan dikirim ke notebook. Hal ini dilakukan dengan cara membuat mikrokontroler hanya membaca alamat output untuk akselarsi sumbu z saja pada accelerometer ADXL345. Langkah awal adalah dengan melakukan proses inisialisasi dari accelerometer ADXL345 dan intruksi-intruksi yang digunakan dalam mikrokontroler Arduino UNO. Kemudian membuat program untuk mengintruksikan sensor supaya aktif melakukan pengukuran. Setelah sensor siap, maka Arduino UNO akan memberikan intruksi kepada sensor untuk mulai melakukan pengukuran. Setelah pembacaan oleh sensor selesai dan data diterima oleh mikrokontroler, maka mikrokontroler diintruksikan agar mengirimkan data tersebut menuju notebook. Kemudian diakhir, diberikan intruksi pengulangan agar proses diatas diulang terus menerus hingga mikrokontroler di non aktifkan. Berikut ini adalah diagram alir program Arduino UNO yang dibuat dengan software Arduino IDE : 55 Gambar III.2. Diagram alir pembuatan program dengan Arduino IDE

3.3.2.2. Perancangan dan Pembuatan program pada LabVIEW

LabVIEW 2011 merupakan software yang dibuat untuk melakukan sebuah simulasi pemrosesan sistem dan visualisasi dari suatu sistem instrumentasi. Dalam penelitian ini, LabVIEW digunakan untuk menampilkan data yang telah dikirim oleh mikrokontroller. Data yang didapatkan adalah data akselerasi pada sumbu z yang kemudian diberikan nilai referensi yang dibutuhkan, untuk selanjutnya Inisialisasi accelerometer ADXL345 Membentuk komunikasi I2C antara sensor dengan Arduino Mengaktifkan ADXL345 untuk pengukuran ADXL345 melakukan pengukuran pada sumbu z ADXL345 mengirim data pengukuran ke Arduino Arduino mengirim data pengukuran ke Notebook mulai selesai 56 diolah dengan metode FFT. Setelah diolah dengan metode FFT selanjutnya hasil akan ditampilkan dalam bentuk grafik dan nilai frekuensi. Dari hasil nilai frekuensi akan dioalh kembali untuk menentukan indikator kerusakan dari sampel. Berikut ini ialah diagram blok pemograman LabVIEW 2011 agar dapat menampilkan data dari hasil monitoring sistem vibrasi pada accelerometer ADXL345 : 57 Gambar III.3. Dagram alir kerja software LabVIEW Agar data dapat diolah dengan LabVIEW dalam penelitian ini, maka digunakan beberapa function pada block diagram yang Mengatur komunikasi antara arduino dengan LabVIEW Membaca data pengukuran dari mikrokontroler ke Labview Membaca data akselerasi pada sumbu Z Mengolah data pegukuran dengan memberikan nilai referensi Menampilkan data numerik Mengolah data dalam bentuk FFT Menampilkan grafik dari hasil data yang telah di olah dengan metode FFT Menampilkan nilai frekuensi pada program LabVIEW yang telah dibuat Menampilkan indikator kerusakan mulai selesai 58 terdapat pada LabVIEW. Fungsi yang dimilikinya pun berbeda-beda. Berikut ini adalah beberapa function pada block diagram tersebut : Tabel III.1. Function pada Block Diagram Penelitian No Function Nama Fungsi 1 VISA Configure Serial Port Untuk mengkonfigurasi komunikasi serial antar hardware 2 VISA Bytes at Serial Port Untuk menghitung jumlah bytes dalam komunikasi serial 3 VISA Read Untuk membaca data dari hardware dalam komunikasi serial 4 Scan From String Untuk membaca masukkan string dan mengubahnya sesuai format string 59 5 FFT.vi Untuk mengolah data menjadi FFT 6 Array Subset Untuk menyatukan nilai array dengan elemen nilai referensi tambahan 7 Array Max Min Untuk memisahkan nilai maksimum dan minimum serta menapilkan nilai maksimum dan minimum tersebut 8 Visa Close Untuk menutup komunikasi dengan hardware yang tehubung 9 Multiply Untuk operasi perkalian 10 Divide Untuk operasi pembagian 60 11 Get DateTime String Menghasilkan tanggal dan waktu 12 Build Array Untuk menggabungkan beberapa array 13 Wait Sebagai Delay 14 Format Into String Untuk mengubah menjadi string 15 Get date Time in second Menapilkan tanggal dan waktu 16 Insert into array Memasukkan subarray dan elemen lainnya 17 In range and Coerce Memberikan nilai batas 18 Property node Untuk meberikan property referensi 19 Table Membuat table 20 Local variable Untuk menampilkan sesuai tempat yang diinginkan 61 21 Greater Lebih besar dari 22 Increament Menambah 1 nilai masukkan 23 Greater Lebih besar dari 24 Subtract Pengurangan 25 Less Lebih kecil dari 26 Equal Sama dengan 27 While loop 28 Case structure 29 Flat sequence Untuk halaman front panel terdapat beberapa control yang digunakan dalam penelitian ini. Berikut ini adalah control yang digunakan dalam program yang dibuat Tabel III.2. Control pada Front Panel Penelitian No Control Nama Fungsi 1 Waveform Graph Untuk menampilkan grafik dari data yang diterima 62 2 Waveform Chart Untuk menampilkan grafik yang berjalan terhadap waktu 3 Numeric Indicator Untuk menampilkan data numeric yang diterima. 4 Boolean LED indikator Lembar block diagram pada labview 2011, digunakan untuk mengolah data yang diterima dari Arduino. Semua proses pengolahan data terdapat pada halaman block diagram. Sedangkan pada halaman front panel digunakan untuk menampilkan hasil pengolahan data, atau visualisasi dari data yang diterima.

3.4. Cara Kerja Penelitian