Gambar 21. Bentuk 3D ACM01 serta penempatan kompartemen elektronik Proses penggabungan rangka dan kompartemen elektronik Gambar 21
merupakan hasil akhir dari alat ACM01 ini. Terlihat bahwa mikrokontroler Atmega 32 berada pada bagian tengah alat, hal ini untuk mempermudah
pengaturan atau proses perubahan program jika dimungkinkan. Selain itu bagian tengah juga dilengkapi dengan baterai untuk menunjang energi pada ACM01 ini.
Pada bagian atas, terlihat bahwa ACM01 ini dilengkapi dengan saklar dan konektor. Bagian bawah, dilengkapi dengan modul sensor SRF02 sebanyak 4
buah, keseluruhan dari kompartemen dihubungkan oleh kabel sehingga mempermudah kinerja dari alat yang dikembangkan.
4.2 Perangkat Keras
Pembuatan seluruh perangkat keras menghasilkan ACM berbobot 1kg dengan dimensi yang kompak. Berikut penjabaran hasil pembuatan perangkat
keras yang telah dilakukan. Saklar
Mikrokontroler
Modul SRF02 Rangka luar
Konektor
Unit ACM01 ini hanya terdiri dari satu kompartemen yang saling terhubung. Kompartemen ini disebut unit mekanik ACM01. Perangkat unit mekanik terdapat
kabel yang berfungsi sebagai distribusi tegangan serta transmit data menuju hyperterminal.
Bentuk ACM01 yang dimaksud dapat dilihat pada Gambar 22. Penempatan
Gambar 22. Unit ACM01 sensor terdapat pada bagial muka atas kompartemen, namun modul
mikrokontroler tidak terlihat jelas pada Gambar 22. Posisi unit modul sensor ini dapat terlihat dalam Gambar 23.
Peletakan unit sensor ini merupakan bagian terpenting dalam pengambilan data. Sensor akan mendeteksi jarak dari objek yang bergerak dengan
perubahannya yang diterima oleh masing-masing sensor. Perubahan nilai ini akan diolah menjadi kecepatan.
Gambar 23. Letak Modul Sensor SRF02
4.3 Perangkat Lunak
Penyusunan perangkat lunak adalah sebanyak dua bagian pemrograman, yakni pemrograman registrasi alamat I2C sensor dan pemrograman
mikrokontroler ATmega 32. Masing-masing memiliki fungsi berdasarkan spesifikasi komponen penyusunnya.
4.3.1 Program registrasi modul sensor SRF02
Program registrasi modul sensor SRF02 ini disesuaikan spesifikasi modul sensor SRF02 dan mikrokontroler ATmega32. Hal ini dilakukan untuk
memisahkan alamat yang digunakan untuk setiap sensornya. Inisialisasi dan konfigurasi mikrokontroler dilakukan pada saat memulai
pemograman. Hal ini sangat penting dilakukan dan harus benar-benar tepat agar program dapat berjalan sesuai dengan harapan sebelum diunduh kedalam
mikrokontroler dan sensor. Inisialisasi ini meliputi jenis mikrokontroler yang
digunakan, serta beberapa fitur yang digunakan seperti library dan juga definisi port yang digunakan.
i nc l ude mega32a. h i nc l ude del ay . h
Penggunaan Code Vision AVR C ini diawali dengan penulisan header include. include mega32a.h digunakan sebagai deklarasi jenis
mikrokontroler yang akan digunakan, dalam hal ini ATmega 32. Selanjutnya include delay.h membantu dalam penentuan jeda pemrosesan data oleh
mikrokontroler. Kode program yang dipergunakan dalam memproses registrasi sensor adalah
sebagai berikut : t ul i s _SRF2 0Xe0, 0, 0x a0 ;
t ul i s _SRF2 0Xe0, 0, 0x aa ; t ul i s _SRF2 0Xe0, 0, 0x a5 ;
t ul i s _SRF2 0Xe0, 0, 0x e0 ; t ul i s _SRF2 0x e0, 0, 81 ;
whi l e 1 t ul i s _SRF2 0x e0, 0, 81 ;
del ay _ms 100 ;
code “tulis_SRF02” merupakan langkah-langkah yang perlu dilakukan dalam
merubah alamat SRF02. “0Xe0” merupakan kode alamat yang akan digunakan yaitu e0 sebagai kode keluaran dari salah satu sensor, sedangkan “81” merupakan
alamat I2C dari sensor yang akan digunakan.
4.3.2 Program Mikrokontroler
Program mikrokontroler terdiri dari beberapa bagian. Bagian pertama yang harus ada adalah inisialisasi library yang digunakan seperti include
mega32a.h, include delay.h, dan include i2c.h.
Pada inisialisasi komunikasi I2C disertakan juga pin yang digunakan untuk SDA dan SCL yaitu PINC.0 sebagai SCL dan PINC.1 sebagai SDA. SDA merupakan
pin untuk data masuk dan keluar, sedangkan SCL merupakan sarana pengatur clock
dalam perangkat mikrokontroler. Fungsi tulis_SRF02 digunakan untuk memerintah SRF02 melakukan ping.
Fungsi ini menggunakan protokol komunikasi I2C. perintahnya sebagai berikut: v oi d t ul i s _SRF02 uns i gned c har SRF02_ADDRESS, uns i gned
c har al amat , unsi gned c har dat a {
i 2c _s t ar t ; i 2c _wr i t e SRF02_ADDRESS ;
i 2c _wr i t e al amat ; i 2c _wr i t e dat a ;
i 2c _s t op ; }
Fungsi void digunakan karena tidak membutuhkan nilai keluaran yang digunakan dalam program utama. Fungsi ini membutuhkan 3 input dengan nama
variabelnya yaitu SRF02_ADDRESS, alamat, dan data. Tipe data dari ketiga variabel ini sama. Langkah pertama dalam komunikasi I2c adalah i2c_start.
Kode ini digunakan utnuk menandakan bahwa komunikasi dimulai. Kemudian perintah “i2c_writeSRF02_ADDRESS”digunakan untuk menuliskan register
yang diinginkan ke sensor SRF02. “i2c_writealamat” digunakan untuk menuliskan alamat yang ingin diakses. “i2c_writedata” digunakan untuk
mengambil tipe data yang diinginkan. “i2c_stop” digunakan untuk mengakhiri komunikasi i2c.
Fungsi int baca_SRF02 digunakan untuk mengambil data yang telah disimpan oleh SRF02. Fungsinya sebagai berikut:
i nt baca_SRF02 unsi gned char SRF02_ADDRESS, unsi gned c har al amat
{ i nt dat a;
i 2c _s t ar t ; i 2c _wr i t e SRF02_ADDRESS ;
i 2c _wr i t e al amat ; i 2c _s t ar t ;
i 2c _wr i t e SRF02_ADDRESS | 1 ; dat a=i 2c _r ead 0 ;
I 2c _s t op ; r et ur n dat a; }
Fungsi ini memerlukan dua input. Fungsi ini memberikan keluaran yang akan
digunakan pada program utama dengan nama variabel “data”. Komunikasinya mirip dengan void tulis_SRF02. Perbedaannya hanya pada “data=i2c_read0”.
Perintah ini digunakan untuk mengambil data dari SRF02 tanpa adanya ACK acknowledgement.
Pada program utama, programnya sebagai berikut: t ul i s _SRF02 0Xe0, 0, 81 ; s r f 1
t ul i s _SRF02 0XE6, 0, 81 ; t ul i s _SRF02 0XE4, 0, 81 ; s r f 3
t ul i s _SRF02 0XF0, 0, 81 ; s r f 4 del ay _ms 70 ;
dat a=bac a_SRF02 0Xe0, 2 8; dat a+=bac a_SRF02 0x e0, 3 ;
dat a1=bac a_SRF02 0x e6, 2 8; s r f 2 dat a1+=bac a_SRF02 0x e6, 3 ;
dat a2=bac a_SRF02 0x e4, 2 8; dat a2+=bac a_SRF02 0x e4, 3 ;
dat a3=bac a_SRF02 0Xf 0, 2 8; dat a3+=bac a_SRF02 0x f 0, 3 ;
pr i nt f i i i i \ r \ n , dat a, dat a1, dat a2, dat a3 ; del ay _ms 1000 ;
langkah yang dilakukan adalah mengirimkan perintah pada 4 SRF02 untuk melakukan pengukuran. “delay_ms70” digunakan untuk memberikan waktu
pada SRF02 untuk menyelesaikan pengukuran. Kemudian data ini diambil dan ditampilkan pada computer dengan perintah printf.
Pengaksesan 4 SRF02 secara bersama-sama dapat dilakukan karena alamat masing-masing SRF02 berbeda. Alamat pada tiap SRF02 dapat dilihat pada
Tabel 5.
Tabel 5. Konfigurasi alamat modul SRF02 NO SRF02
ALAMAT 1 0XE0
2 0XE6 3 0XE4
4 OXF0
4.4 Uji coba sensor
Pengamatan yang dilakukan dalam mengukur kinerja awal sensor SRF02 terhadap objek yang berpindah dapat dilihat pada Tabel 6 dan Tabel 7.
Tabel 6. Nilai sensor diukur dari titik tengah objek No
Nilai Terdeteksi cm
Pergeseran cm
αSudut pengukuran
α Sudut perhitungan
∆ α
1 91 1 0.6 0.6 0
2 91 4 2.5 2.5 0
3 92 6 3.7 3.7 0
4 93 8 4.9 4.9 0
5 93 11 6.7 6.7 0 6 94 13 8 7.9
0.1 7 95 15 9 9 0
Tabel 7. Nilai sensor diukur dari pangkal objek No
Nilai Terdeteksi cm
Pergeseran cm
αSudut pengukuran
α Sudut perhitungan
∆ α
1 90 0 0 0 0
2 91 1 0.6 0.6 0
3 93 2 1.2 1.2 0
4 94 3 1.8 1.8 0
5 95 4.5 2.7 2.7 0
Pengukuran nilai awal sensor dilakukan untuk menentukan besar maksimum sudut yang akan digunakan pada percobaan selanjutnya. Perbedaan nilai yang
didapat disebabkan karena pada Tabel 6 nilai yang didapat menggunakan titik acuan yaitu tepat pada titik keseimbangan objek. Namun untuk nilai selanjutnya
didapat dari pengambilan dari ujung objek sehingga terjadi perbadaan nilai dari pergeseran objek.
Pengambilan nilai ini masih menggunakan cara manual melalui hyperterminal
dalam pengambilan perubahan nilai yang terjadi. Objek tersebut mengalami perlakuan yakni pergeseran secara lurus hingga sensor tidak
mendeteksi objek. Adapun nilai sudut yang dapat digunakan hingga 10
o
. Nilai sudut ini digunakan dalam menentukan kemiringan maksimum sensor dalam
merancang ke tahap selanjutnya.
4.5 Uji ACM01
Setelah melakukan proses uji coba sensor, maka tahap selanjutnya yaitu melakukan integrasi komponen dan juga uji alat. Proses uji ACM01 ini dilakukan
dengan menggunakan tiga variasi kecepatan yang semakin meningkat pada flume tank
. Nilai kecepatan ini disesuaikan dengan tingkatan yang ada pada flume tank yang digunakan seperti gigi pada sepeda. Langkah awal yang dilakukan adalah
persiapan dari insrumen ACM01, hal ini meliputi peletakan instrumen ACM01 dan juga pengukuran tinggi awal dari Flume Tank yang digunakan. Proses ini
menghasilkan tinggi pengukuran awal muka air pada Flume Tank sebesar 28 cm yang dideteksi oleh semua sensor.
Pengukuran nilai deteksi jarak pada percobaan ini memiliki perbedaan dari setiap variasi level kecepatan yang digunakan. Adapun hasil kecepatan yang
diperoleh baik pengukuran maupun perhitungan sesuai dengan Tabel 8.
Tabel 8. Hasil perolehan nilai kecepatan pada flume tank
No Vrata-rata Real
cms V rata-rata hitung input
data dari hasil pengukuran ACM cms
Δ V Persentase
Galat error
1 18.45 14.45
4 21.7
2 24.33 16.39
7.94 32.6
3 31.78 25.52
6.26 19.7
Nilai rata-rata kecepatan hasil perhitungan keseluruhan nilainya lebih kecil dibandingkan dengan nilai rata-rata kecepatan real hasil pengukuran manual.
Nilai kecepatan real ini digunakan sebagai pembanding dari hasil pengamatan dengan menggunakan ACM01. Hasil yang diperoleh memiliki kolerasi
berbanding lurus dengan bertambahnya nilai kecepatan pada flume tank. Perbedaan terbesar terjadi pada nilai kecepatan kedua yaitu sebesar 7.94 cms atau
32.6. Untuk dapat melihat sebaran nilai hasil perhitungan dapat dilihat pada
Gambar 24-26. Gambar 24 merupakan hasil dari perhitungan nilai kecepatan pertama. Pada grafik ini garis linear tampak berada pada nilai kecepatan real rata-
rata. Nilai didominasi pada kisaran 5 dan 10 cms.
Gambar 24. Grafik hasil pengamatan ACM01 18,45 cmdet
Gambar 24. Grafik hasil pengamatan ACM01 24,33 cmdet
Gambar 25. Grafik hasil pengamatan ACM01 31,78 cmdet Pada ketiga grafik ini memiliki nilai hamburan yang berbeda, semakin cepat
nilai arus yang digunakan semakin besar nilai sebaran pada grafik. Hal ini dapat disebabkan oleh bentuk gelombang yang dihasilkan semakin banyak interaksinya
dan besar dengan peningkatan kecepatan arus pada Flume Tank. yang digunakan. Peningkatan kecepatan arus yang digunakan dapat menyebabkan faktor noise
meningkat juga. Selain itu, riak gelombang yang semakin banyak dapat menyebabkan efek doppler pada sensor yang menyebabkan terjadinya nilai
deteksi sensor yang semakin besar atau semakin kecil dalam mendeteksi nilai jarak.
5.
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
