T1__BAB IV Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Perancangan Sistem Pengukuran Sisa Bahan Bakar Sepeda Motor dan Sisa Jarak Tempuh T1 BAB IV
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dijelaskan pengujian dari sensor yang digunakan, dan kemudian
akan dilakukan analisis dari data yang didapat tersebut. Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui data-data yang dikeluarkan oleh setiap sensor, yang nantinya digunakan
untuk melakukan perhitungan dari data yang didapat
4.1. Pengujian Sensor Vehicles Speed
Sensor Vehicles Speed akan mengeluarkan sinyal apabila magnet yang terdapat
pada sensor terkena gerigi besi yang berada pada poros roda.
Dengan menghitung jumlah sinyal yang dikeluarkan oleh sensor maka bisa
didapatkan jarak yang telah ditempuh oleh kendaraan. Hal ini bisa didapat dengan
menggunakan rumus sebagai berikut:
Dengan:
=� ×
,
(2)
s = Jarak Tempuh (cm)
n = Jumlah sinyal
23,2 cm merupakan jarak untuk 1 sinyal pulsa yang dihasilkan oleh sensor Vehicles
Speed. Dimana angka ini didapat dari:
Dengan :
� = �� +
×
(3)
D = Diameter roda (cm)
dv = Diameter velg (cm)
t
= Tinggi ban dari velg (cm)
Diameter velg = 17 inci = 43,2 cm
Tinggi ban = 100 × 80% = 80 mm = 8 cm
Untuk perhitungan tinggi ban didapat dari kode yang tertera pada ban
kendaraan.[8]
29
Gambar 4.1. Kode yang tertera pada ban kendaraan
Sehingga untuk keliling roda didapat dari rumus:
Dengan :
�=� × �
(4)
K = Keliling roda (cm)
D = Diameter roda (cm)
Sehingga dari rumus di atas diperoleh hasil keliling roda adalah 185,9 cm. Untuk
1 putaran roda dari hasil pengujian didapat sinyal dari sensor sebanyak 8 buah sinyal.
Sehingga untuk setiap sinyal yang dihasilkan oleh sensor jarak yang ditempuh kendaraan
adalah 185,9 / 8 = 23,2 cm.
30
Gambar 4.2 Keluaran sensor pada osiloskop
Berdasarkan pada data perhitungan di atas mikrokontroler akan mengolah jumlah
pulsa yang dihasilkan oleh sensor ke dalam jarak yang ditempuh oleh kendaraan. Hasil
perhitungan ini nantinya akan digunakan sebagai acuan untuk menghitung konsumsi
bahan bakar tiap jarak yang ditempuh oleh kendaraan.
Untuk pengujian hasil perhitungan jarak yang terukur oleh mikrokontroler, data
yang didapat dibandingkan dengan jarak yang terukur pada odometer bawaan kendaraan
bermotor dan jarak yang terukur pada aplikasi smart phone berbasis android yaitu My
Tracks. Dengan menggunakan sinyal GPS (Global Positioning System) aplikasi ini dapat
menghitung jarak yang ditempuh pengguna serta menampilkan rute selama berkendara.
Sedangkan untuk odometer motor digunakan fitur trip meter yang terdapat pada
kendaraan. Fitur ini merupakan fitur perhitungan jarak yang dapat direset untuk
menghitung jarak yang ditempuh oleh kendaraan dalam km.
Untuk data hasil perbandingan antara perhitungan dari mikrokontroler, odometer
bawaan dari sepeda motor dan aplikasi My Tracks dapat dilihat dari Tabel 4.1 dan
Gambar 4.3.
31
Tampilan pada My
Tracks yang diperbesar
(a)
32
Tampilan pada My
Tracks yang
diperbesar
(b)
Gambar 4.3. (a) dan (b) Contoh tampilan hasil perhitungan jarak serta jalur
yang ditempuh dengan menggunakan aplikasi My Tracks serta hasil dari alat dan
odometer motor
33
Tabel 4.1. Hasil pengukuran jarak
no
Hasil
Hasil
Hasil My
Ralat
Ralat
Odometer
Mikrokontroler
Tracks
terhadap
terhadap
Odometer
My
Motor (km)
Tracks
Motor
(km)
(km)
(km)
Ralat
terhadap
My Tracks
(km)
(%)
1
2,9
3,096
3,25
0,196
-0,154
4,97
2
3,1
3,303
3,16
0,203
0,143
4,32
3
3,9
4,205
4,34
0,305
-0,135
3,21
4
4,5
4,822
4,77
0,322
0,052
1,07
5
5,3
5,603
5,47
0,303
0,133
2,37
6
5,3
5,648
5,59
0,348
0,058
1,02
7
6,2
6,511
6,52
0,311
-0,009
0,13
8
6,2
6,541
6,56
0,341
-0,019
0,29
9
7,0
7,315
7,31
0,315
0,005
0,00
10
7,2
7,512
7,56
0,312
-0,048
0,06
Pengujian perhitungan jarak dilakukan dengan cara pengambilan sampel data
sebanyak 10 kali dengan jarak tempuh dan rute yang berbeda. Selain itu selama
pengambilan data rata-rata kecepatan kendaraan berubah-ubah. Pengujian pengukuran
jarak dilakukan dengan mengkombinasikan kecepatan tinggi dan kecepatan rendah. Hal
ini terlihat pada perbandingan Gambar 4.3 (a) dan (b) dimana kecepatan rata-rata dan
kecepatan maksimal dapat dilihat pada gambar.
Pengujian pada kondisi kecepatan tinggi dilakukan untuk menguji apabila ada
pengaruh kecepatan kendaraan terhadap perhitungan jarak yang dilakukan oleh
mikrokontroler. Karena dalam menentukan jarak tempuh kendaraan mikrokontroler
34
menghitung jumlah total sinyal yang dihasilkan oleh sensor Vehicles Speed. Sedangkan
semakin tinggi kecepatan putaran roda (kecepatan kendaraan) maka frekuensi yang
dihasilkan oleh sensor akan semakin besar pula. Maka dilakukan pengujian dalam
kecepatan tinggi untuk mengecek ada tidaknya pengaruh frekuensi keluaran sinyal dalam
kecepatan tinggi.
Untuk analisa perbandingan hasil perhitungan antara pengujian alat dengan
odometer motor dan alat dengan aplikasi My Tracks dilakukan secara terpisah karena
diperlukan pengujian lebih lanjut untuk mengetahui penyebab perbedaan ralat antara alat
dengan odometer motor yang tehitung cukup besar yaitu hingga 0,348km. Dan
dikarenakan tampilan pada odometer motor hanya sampai 1 angka dibelakang koma.
Sehingga ketelitian data yang ditampilkan berbeda bila dibandingkan dengan alat yang
sampai 3 angka dibelakang koma.
Untuk analisa perhitungan data yang didapat antara alat dengan aplikasi My
Tracks, berdasarkan dari data yang didapat terlihat bahwa alat masih dapat berjalan
normal dikondisi kendaran dalam keadaan kecepatan tinggi. Hal ini terlihat dari data yang
didapat hasil perhitungan masih mendekati perhitungan dari aplikasi My Tracks. Untuk
ralat maksimal pengujian alat dengan aplikasi My Track adalah 0,154km atau 4,97%.
Sedangkan rata-rata ralatnya adalah 0,0756km, atau sebesar 1,74%.
Sedangkan untuk analisa perhitungan data yang didapat antara alat dengan
odometer yang terdapat pada kendaraan dilakukan pengujian lebih lanjut, yaitu dengan
cara mencatat nilai yang tertampil pada alat saat nilai odometer kendaraan mengalami
kenaikan nilai tepat 0,1km. Tabel hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.2.
35
Tabel 4.2. Hasil pengukuran alat dengan odometer motor tiap 100m
no
Odometer motor (km)
Hasil mikrokontroler
(km)
1
3,3
3,402
2
3,4
3,507
3
3,5
3,611
4
3,6
3,715
Dari data Tabel 4.2 di atas terlihat bahwa untuk setiap kenaikan 100m jarak yang
terukur pada odometer motor, jarak yang terukur pada alat mengalami kenaikan kurang
lebih sebesar 104m. Dimana dari data di atas terlihat bahwa saat odometer motor naik
sebesar 300m jarak yang terukur pada alat naik sebesar 313m.
Dengan menggunakan persamaan (2) dapat dihitung jumlah sinyal total yang
terukur pada alat yaitu:
�=
Dengan:
, cm
s = 31300 cm
Sehingga didapat sinyal total yang terbaca oleh alat 1349,873 buah sinyal. Untuk
menghitung beda perhitungan data untuk tiap sinyal bisa didapat dari pembagian beda
perhitungan jarak odometer dengan alat (beda perhitungan 1300cm) dengan jumlah sinyal
total yang terhitung oleh alat. Didapatkan 0,96 beda jarak yang terukur untuk 1 buah
sinyal. Sehingga didapat variabel pengali pada odometer motor untuk tiap 1 sinyal adalah
23,2 – 0,96 = 22,24 cm.
Dengan menggunakan persamaan (3) dan (4) maka dapat dihitung diameter roda
yang digunakan sebagai acuan variabel pengkali odometer motor. Dimana hasil akhir
didapat 56,6 cm. Diketahui bahwa diameter velg tidak berubah yaitu 17 inchi= 43,1 cm.
Maka tinggi ban dari velg didapat mendekati 7cm. Sehingga ukuran ban yang digunakan
36
sebagai acuan perhitungan pada odometer motor adalah 100/70. Sepeda motor yang
digunakan adalah New CBR150R(Thailand), untuk spesifikasi lengkap dari sepeda motor
yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3. Spesifikasi motor yang digunakan sebagai alat uji [9]
Selain perbedaan variabel pengali antara odometer kendaraan dengan alat yang
dibuat, pada odometer motor saat fitur trip meter direset, fitur ini akan mulai menghitung
data sensor setelah kendaraan berjalan sejauh 100m. sehingga untuk membandingkan
hasil akhir pembacaan odometer motor dengan alat yang dibuat perlu dilakukan
perhitungan
J = J t + dl + (Jt /0,1) ×0,004
(5)
Dengan:
J
= Jarak
Jt
= Jarak terukur (km)
dl
= Delay trip meter=0,1km
Setelah dilakukan perhitungan diatas pada data tabel 4.1 semua data yang didapat
pada odometer motor hampir mendekati perhitungan dari alat dan juga perhitungan dari
aplikasi My Tracks. Hal ini dapat dilihat dari Tabel 4.4.
37
Tabel 4.4. Hasil pengukuran odometer setelah dilakukan perhitungan
no
Hasil
Hasil
Hasil My
Hasil
Ralat
Odometer
Mikrokontroler
Tracks
Odometer
terhadap
setelah
Odometer
perhitungan
(km)
Motor
(km)
(km)
(km)
(km)
Ralat
terhadap
Odometer
(%)
1
2,9
3,096
3,25
3,116
-0,02
0,64
2
3,1
3,303
3,16
3,324
-0,021
0,63
3
3,9
4,205
4,34
4,156
0,049
1,16
4
4,5
4,822
4,77
4,78
0,042
0,87
5
5,3
5,603
5,47
5,612
0,009
0,16
6
5,3
5,648
5,59
5,612
0,036
0,63
7
6,2
6,511
6,52
6,548
0,037
0,56
8
6,2
6,541
6,56
6,548
-0,007
0,1
9
7,0
7,315
7,31
7,38
0,065
0,88
10
7,2
7,512
7,56
7,588
-0,076
1.01
Pada Tabel 4.4 di atas terlihat bahwa setelah hasil yang tertampil pada odometer
kendaraan diolah dengan menggunakan perhitungan yang telah didapat maka hasil pada
odometer dibandingkan dengan alat memiliki ralat terbesar 1,16%. Sedangkan untuk ratarata ralatnya adalah sebesar 0,66%.
4.2. Pengujian Injecor
Pada pengujian injector ini pertama yang dilakukan adalah mengecek perbedaan
sinyal yang dikirimkan oleh ECU ke injector untuk setiap kondisi kendaraan. Injector
akan berada pada posisi ON apabila mendapatkan tegangan sebesar 12V. Untuk melihat
38
perbedaan sinyal yang dikirimkan ECU ke injector untuk setiap kondisi kendaraan dapat
dilihat dari Gambar 4.4 dan Gambar 4.5 dibawah ini.
Gambar 4.4. Sinyal ECU saat kendaraan berada dalam kondisi stasioner
(tidak di gas)
Gambar 4.5. Sinyal ECU saat kendaraan berada dalam kondisi gas menyala
39
Dari Gambar 4.4 dan Gambar 4.5 terlihat bahwa perbedaan sinyal yang
dikirimkan oleh ECU ke injector pada saat stasioner (gas tidak menyala) dengan pada
saat gas menyala hanya terletak pada jumlah frekuensi sinyal saja. Pada kondisi gas
menyala frekuensi sinyal yang dikirimkan oleh ECU lebih besar sehingga injector akan
lebih banyak menyemprotkan bahan bakar ke mesin kendaraan guna mendapatkan tenaga
lebih untuk mesin.
Sedangkan untuk besaran tegangan yang dikirimkan oleh ECU relatif sama yaitu
berkisar antara 12Vrms. 12Vrms ini merupakan tegangan yang dibutuhkan oleh injector
untuk berada pada kondisi ON. Sehingga injector akan terbuka dan menyemprotkan
bahan bakar ke mesin kendaraan.
Dengan menggunakan mikrokontroler dapat dihitung jumlah sinyal yang
dikeluarkan oleh ECU ke injector , sehingga dapat diketahui jumlah bahan bakar yang
dikeluarkan oleh injector dengan cara mengkalikan sinyal dengan bahan bakar yang
disemprotkan untuk 1 buah sinyal.
Untuk mengetahui bahan bakar yang disemprotkan oleh injector untuk 1 buah
sinyal dilakukan dengan cara melakukan sebuah percobaan, yaitu dengan cara
memberikan tegangan DC 12V langsung ke injector selama beberapa detik. Dan dihitung
jumlah bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector . Sehingga nanti dapat dihitung
keluaran bahan bakar yang disemprotkan injector untuk 1 sinyal masukan dari ECU.
Dimana diketahui 1 sinyal ECU sebesar 1ms.
Hasil pengujian keluaran bahan bakar dari injector dapat dilihat dari Tabel 4.5.
40
Tabel 4.5. Hasil pengukuran keluaran injector
Percobaan
Waktu
Volume bahan
(detik)
bakar
(milliliter)
1
10
29
2
10
29.5
3
10
30
4
10
29
5
10
30
Data Tabel 4.5 adalah data keluaran injector yang diberikan tegangan DC selama
10 detik. Sehingga dari pengujian di atas didapat rata-rata 29,5 mililiter bahan bakar yang
dikeluarkan oleh injector selama 10 detik. Sehingga didapat untuk setiap 1 pulsa ECU
bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector sebesar 0,00295 mililiter.
Untuk menghitung bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector didapat dengan
menggunakan rumus:
b = n ×0,00295ml
(6)
Dengan:
b = bahan bakar yang dikeluarkan injector (ml)
n = Jumlah pulsa ECU
0,00295ml merupakan jumlah bahan bakar yang dikeluarkan injector untuk 1
sinyal pulsa.
41
Hasil pengukuran
pada alat
Hasil pengukuran pada gelas
ukur sebesar 5ml lebih sedikit
Gambar 4.6. Jumlah bahan bakar yang terukur pada gelas ukur dan hasil
data perhitungan mikrokontroler yang ditampilkan pada LCD
Data akhir
mikrokontroler
yang terbaca
pada PC
Gambar 4.7. Data dari mikrokontroler yang dibaca pada PC
42
Pada Gambar 4.7 waktu perhitungan merupakan lama pengambilan sampel dalam
milidetik, perhitungan merupakan sinyal dari ECU untuk tiap detik sedangkan jumlah
bensin adalah perhitungan bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector oleh
mikrokontroler.
Tabel 4.6. Pengujian volume bahan bakar secara keseluruhan
Percobaan
Volume
yang Volume
yang
terukur
pada terukur
pada
mikrokontroler
gelas ukur (ml)
Ralat
(%)
(ml)
1
5,01
5
0,2
2
5,1
5,1
0
3
6,03
6
0,5
4
7,53
7,5
0,4
5
10,09
10
0,9
Dari ketiga gambar diatas yaitu Gambar 4.6 dan Gambar 4.7 serta Tabel 4.6
terlihat bahwa perhitungan yang dilakukan oleh mikrokontroler telah sesuai dengan
keluaran bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector yang diukur dengan menggunakan
gelas ukur. Dikarenakan ralat terbesar yang didapat adalah 0,9% sedangkan ralat rataratanya adalah 0,4%. Dimana gelas ukur yang dipakai sebagai pembanding memiliki ralat
0,1ml, sedangkan terlihat pada tabel ralat perhitungan yang dilakukan oleh
mikrokontroler tidak ada yang melebihi 0,1ml. Sehingga bisa dikatakan hasil perhitungan
pada mikrokontroler telah sesuai dengan bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector .
4.3. Pengujian Sensor Pelampung Bensin
Hambatan pada sensor pelampung akan berubah-ubah sesuai dengan kondisi
bahan bakar pada tangki. Pengujian keluaran dari sensor pelampung bensin dilakukan
dengan cara mengukur nilai keluaran sensor untuk tiap 100ml bahan bakar yang diisikan
43
ke tangki. Hasil pengukuran dari keluaran sensor apung bensin dapat dilihat dari grafik
Gambar 4.8 dan Gambar 4.9.
Data Sensor
Besaran Data Sensor
1200
1000
800
600
400
200
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
7500
8000
8500
9000
9500
10000
10500
11000
11500
12000
12500
13000
0
Volume dalam tangki (ml)
data 1
data 2
data 3
Gambar 4.8. Grafik hasil pengukuran sensor apung
Data rata-rata sensor apung
1200
800
600
400
200
0
0
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000
4400
4800
5200
5600
6000
6400
6800
7200
7600
8000
8400
8800
9200
9600
10000
10400
10800
11200
11600
12000
12400
12800
Besaran Data Sensor
1000
Volume dalam tangki (ml)
rata-rata
Data rata-rata
Gambar 4.9. Grafik rata-rata keluaran sensor apung
44
Data dari sensor ini digunakan untuk mengecek jumlah bahan bakar yang terdapat
pada tangki kendaraan. Selain itu data sensor ini digunakan untuk mengecek apabila
terjadi kesalahan perhitungan data yang dilakukan oleh mikrokontroler
4.4. Pembahasan dan Analisis
Dengan data yang diperoleh dari tiap sensor di atas selanjutnya data-data tersebut
akan diolah oleh mikrokontroler sebagai dasar perhitungan untuk menentukan sisa bahan
bakar pada tangki kendaraan serta menentukan sisa jarak tempuh yang dapat dilalui oleh
kendaraan.
Data sisa bahan bakar yang terdapat pada tangki kendaraan didapat dengan rumus
sebagai berikut
� =y–b
(7)
Dengan:
Y = Sisa bahan bakar sekarang (ml)
y = Sisa bahan bakar sebelumnya (ml)
b = Bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector (ml)
Dengan mengurangi jumlah sisa bahan bakar pada tangki dengan bahan bakar
yang dikeluarkan oleh injector yang didapat dari persamaan (6), maka akan diketahui sisa
bahan bakar yang terdapat pada tangki bahan bakar sekarang.
Sedangkan untuk menghitung sisa jarak tempuh yang dapat dilalui oleh kendaraan
dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:
J = Y× l
(8)
Dengan:
J = Sisa jarak yang dapat di tempuh kendaraan (km)
Y = Sisa bahan bakar sekarang (l)
l = Jarak tempuh untuk tiap 1 liter bahan bakar (km/l)
nilai l dapat kita cari dengan menggunakan persamaan (2) yaitu jarak tempuh
kendaraan dibagi dengan jumlah bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector dalam
persamaan (6). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada rumus di bawah
45
�=
�
�
(9)
Dengan:
l = jarak tempuh untuk tiap 1 liter bahan bakar (km/l)
s = jarak yang di tempuh oleh kendaraan (km)
b = bahan bakar yang di keluarkan oleh injector (l)
Untuk pengujian perhitungan sisa jarak tempuh dapat dilihat pada Tabel 4.7 dan
Gambar 4.10 sampai dengan Gambar 4.13.
Gambar 4.10. Rute pengambilan data 0,5 Liter pertama. Panah menunjukan
waktu pengambilan gambar, kecepatan rata-rata dan jarak yang di tempuh dari
start
46
Gambar 4.11. Rute pengambilan data 0,5 liter ke dua. Panah menunjukan waktu
pengambilan gambar, kecepatan rata-rata dan jarak yang di tempuh dari start.
47
Gambar 4.12. Rute pengambilan data 0,5 liter ke tiga. Panah menunjukan
waktu pengambilan gambar, kecepatan rata-rata dan jarak yang di tempuh dari
start.
48
Gambar 4.13. Rute total pengambilan data perkiraan sisa jarak tempuh.
49
Tabel 4.7. Hasil pengujian pengambilan data perhitungan sisa jarak tempuh
Sisa jarak
Jarak yang telah
Total jarak
Ralat
Ralat
pada alat
di tempuh (km)
(alat + yg
terhadap
(%)
telah di
jarak tiap
tempuh)
0,5 liter
(km)
(km)
(km)
Data 0,5 liter pertama dengan total jarak 14,6km
3,57
15,39
0,79
5,41
11,82
Data 0,5 liter kedua dengan total jarak 15,1km
1,36
15,21
0,11
0,72
6,73
16,09
0,99
6,55
8,34
14,17
-0,93
6,15
10,7
15,52
0,42
2,78
13,85
9,36
5,83
4,82
Data 0,5 liter ketiga dengan total jarak 13,6km
6,36
14,04
0,44
3,23
7,74
13,54
-0,06
0.44
8,4
12,42
-1,18
8.67
10,8
14,86
1,26
9.26
11,5
14,33
0,73
5.36
7,68
5,8
4,02
4,06
2,83
Pengujian sisa jarak tempuh dilakukan dengan cara menempuh rute total
43,3km dengan total waktu pengambilan data hampir 1 jam. Pengambilan data ini dibagi
menjadi 3 tahap yang dibagi tiap 0,5 liter konsumsi bahan bakar. Hal ini dapat dilihat
pada gambar pengambilan data Gambar 4.10. sampai dengan Gambar 4.12. Dimana
sampel untuk tiap data diambil pada kondisi acak, untuk membandingkan sisa jarak
50
tempuh yang terukur dengan jarak yang ditempuh oleh kendaraan. Hasil pengambilan
data secara keseluruhan dapat dilihat pada Tabel 4.7.
Dari tabel yang didapat terlihat bahwa ralat maksimal dari sisa jarak yang
terukur pada alat adalah sebesar 1,26km. Dengan rata-rata ralat untuk semua sampel data
adalah 0,691km. Ralat terbesar terukur pada rute ketiga dikarenakan rute yang ditempuh
merupakan rute campuran antara jalan antar kota dengan jalan pedesaan, sehingga
kendaraan sering melakukan pengereman dan akselerasi yang mempengaruhi konsumsi
bahan bakar km/l rata-rata yang terukur.
Sedangkan dalam persen ralat terbesar adalah sebesar 9,26% yaitu pada
pengukuran 0,5liter ketiga dengan pengukuran sisa jarak tempuh 4,06km dengan ralat
rata-rata adalah sebesar 4,85%
51
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dijelaskan pengujian dari sensor yang digunakan, dan kemudian
akan dilakukan analisis dari data yang didapat tersebut. Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui data-data yang dikeluarkan oleh setiap sensor, yang nantinya digunakan
untuk melakukan perhitungan dari data yang didapat
4.1. Pengujian Sensor Vehicles Speed
Sensor Vehicles Speed akan mengeluarkan sinyal apabila magnet yang terdapat
pada sensor terkena gerigi besi yang berada pada poros roda.
Dengan menghitung jumlah sinyal yang dikeluarkan oleh sensor maka bisa
didapatkan jarak yang telah ditempuh oleh kendaraan. Hal ini bisa didapat dengan
menggunakan rumus sebagai berikut:
Dengan:
=� ×
,
(2)
s = Jarak Tempuh (cm)
n = Jumlah sinyal
23,2 cm merupakan jarak untuk 1 sinyal pulsa yang dihasilkan oleh sensor Vehicles
Speed. Dimana angka ini didapat dari:
Dengan :
� = �� +
×
(3)
D = Diameter roda (cm)
dv = Diameter velg (cm)
t
= Tinggi ban dari velg (cm)
Diameter velg = 17 inci = 43,2 cm
Tinggi ban = 100 × 80% = 80 mm = 8 cm
Untuk perhitungan tinggi ban didapat dari kode yang tertera pada ban
kendaraan.[8]
29
Gambar 4.1. Kode yang tertera pada ban kendaraan
Sehingga untuk keliling roda didapat dari rumus:
Dengan :
�=� × �
(4)
K = Keliling roda (cm)
D = Diameter roda (cm)
Sehingga dari rumus di atas diperoleh hasil keliling roda adalah 185,9 cm. Untuk
1 putaran roda dari hasil pengujian didapat sinyal dari sensor sebanyak 8 buah sinyal.
Sehingga untuk setiap sinyal yang dihasilkan oleh sensor jarak yang ditempuh kendaraan
adalah 185,9 / 8 = 23,2 cm.
30
Gambar 4.2 Keluaran sensor pada osiloskop
Berdasarkan pada data perhitungan di atas mikrokontroler akan mengolah jumlah
pulsa yang dihasilkan oleh sensor ke dalam jarak yang ditempuh oleh kendaraan. Hasil
perhitungan ini nantinya akan digunakan sebagai acuan untuk menghitung konsumsi
bahan bakar tiap jarak yang ditempuh oleh kendaraan.
Untuk pengujian hasil perhitungan jarak yang terukur oleh mikrokontroler, data
yang didapat dibandingkan dengan jarak yang terukur pada odometer bawaan kendaraan
bermotor dan jarak yang terukur pada aplikasi smart phone berbasis android yaitu My
Tracks. Dengan menggunakan sinyal GPS (Global Positioning System) aplikasi ini dapat
menghitung jarak yang ditempuh pengguna serta menampilkan rute selama berkendara.
Sedangkan untuk odometer motor digunakan fitur trip meter yang terdapat pada
kendaraan. Fitur ini merupakan fitur perhitungan jarak yang dapat direset untuk
menghitung jarak yang ditempuh oleh kendaraan dalam km.
Untuk data hasil perbandingan antara perhitungan dari mikrokontroler, odometer
bawaan dari sepeda motor dan aplikasi My Tracks dapat dilihat dari Tabel 4.1 dan
Gambar 4.3.
31
Tampilan pada My
Tracks yang diperbesar
(a)
32
Tampilan pada My
Tracks yang
diperbesar
(b)
Gambar 4.3. (a) dan (b) Contoh tampilan hasil perhitungan jarak serta jalur
yang ditempuh dengan menggunakan aplikasi My Tracks serta hasil dari alat dan
odometer motor
33
Tabel 4.1. Hasil pengukuran jarak
no
Hasil
Hasil
Hasil My
Ralat
Ralat
Odometer
Mikrokontroler
Tracks
terhadap
terhadap
Odometer
My
Motor (km)
Tracks
Motor
(km)
(km)
(km)
Ralat
terhadap
My Tracks
(km)
(%)
1
2,9
3,096
3,25
0,196
-0,154
4,97
2
3,1
3,303
3,16
0,203
0,143
4,32
3
3,9
4,205
4,34
0,305
-0,135
3,21
4
4,5
4,822
4,77
0,322
0,052
1,07
5
5,3
5,603
5,47
0,303
0,133
2,37
6
5,3
5,648
5,59
0,348
0,058
1,02
7
6,2
6,511
6,52
0,311
-0,009
0,13
8
6,2
6,541
6,56
0,341
-0,019
0,29
9
7,0
7,315
7,31
0,315
0,005
0,00
10
7,2
7,512
7,56
0,312
-0,048
0,06
Pengujian perhitungan jarak dilakukan dengan cara pengambilan sampel data
sebanyak 10 kali dengan jarak tempuh dan rute yang berbeda. Selain itu selama
pengambilan data rata-rata kecepatan kendaraan berubah-ubah. Pengujian pengukuran
jarak dilakukan dengan mengkombinasikan kecepatan tinggi dan kecepatan rendah. Hal
ini terlihat pada perbandingan Gambar 4.3 (a) dan (b) dimana kecepatan rata-rata dan
kecepatan maksimal dapat dilihat pada gambar.
Pengujian pada kondisi kecepatan tinggi dilakukan untuk menguji apabila ada
pengaruh kecepatan kendaraan terhadap perhitungan jarak yang dilakukan oleh
mikrokontroler. Karena dalam menentukan jarak tempuh kendaraan mikrokontroler
34
menghitung jumlah total sinyal yang dihasilkan oleh sensor Vehicles Speed. Sedangkan
semakin tinggi kecepatan putaran roda (kecepatan kendaraan) maka frekuensi yang
dihasilkan oleh sensor akan semakin besar pula. Maka dilakukan pengujian dalam
kecepatan tinggi untuk mengecek ada tidaknya pengaruh frekuensi keluaran sinyal dalam
kecepatan tinggi.
Untuk analisa perbandingan hasil perhitungan antara pengujian alat dengan
odometer motor dan alat dengan aplikasi My Tracks dilakukan secara terpisah karena
diperlukan pengujian lebih lanjut untuk mengetahui penyebab perbedaan ralat antara alat
dengan odometer motor yang tehitung cukup besar yaitu hingga 0,348km. Dan
dikarenakan tampilan pada odometer motor hanya sampai 1 angka dibelakang koma.
Sehingga ketelitian data yang ditampilkan berbeda bila dibandingkan dengan alat yang
sampai 3 angka dibelakang koma.
Untuk analisa perhitungan data yang didapat antara alat dengan aplikasi My
Tracks, berdasarkan dari data yang didapat terlihat bahwa alat masih dapat berjalan
normal dikondisi kendaran dalam keadaan kecepatan tinggi. Hal ini terlihat dari data yang
didapat hasil perhitungan masih mendekati perhitungan dari aplikasi My Tracks. Untuk
ralat maksimal pengujian alat dengan aplikasi My Track adalah 0,154km atau 4,97%.
Sedangkan rata-rata ralatnya adalah 0,0756km, atau sebesar 1,74%.
Sedangkan untuk analisa perhitungan data yang didapat antara alat dengan
odometer yang terdapat pada kendaraan dilakukan pengujian lebih lanjut, yaitu dengan
cara mencatat nilai yang tertampil pada alat saat nilai odometer kendaraan mengalami
kenaikan nilai tepat 0,1km. Tabel hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.2.
35
Tabel 4.2. Hasil pengukuran alat dengan odometer motor tiap 100m
no
Odometer motor (km)
Hasil mikrokontroler
(km)
1
3,3
3,402
2
3,4
3,507
3
3,5
3,611
4
3,6
3,715
Dari data Tabel 4.2 di atas terlihat bahwa untuk setiap kenaikan 100m jarak yang
terukur pada odometer motor, jarak yang terukur pada alat mengalami kenaikan kurang
lebih sebesar 104m. Dimana dari data di atas terlihat bahwa saat odometer motor naik
sebesar 300m jarak yang terukur pada alat naik sebesar 313m.
Dengan menggunakan persamaan (2) dapat dihitung jumlah sinyal total yang
terukur pada alat yaitu:
�=
Dengan:
, cm
s = 31300 cm
Sehingga didapat sinyal total yang terbaca oleh alat 1349,873 buah sinyal. Untuk
menghitung beda perhitungan data untuk tiap sinyal bisa didapat dari pembagian beda
perhitungan jarak odometer dengan alat (beda perhitungan 1300cm) dengan jumlah sinyal
total yang terhitung oleh alat. Didapatkan 0,96 beda jarak yang terukur untuk 1 buah
sinyal. Sehingga didapat variabel pengali pada odometer motor untuk tiap 1 sinyal adalah
23,2 – 0,96 = 22,24 cm.
Dengan menggunakan persamaan (3) dan (4) maka dapat dihitung diameter roda
yang digunakan sebagai acuan variabel pengkali odometer motor. Dimana hasil akhir
didapat 56,6 cm. Diketahui bahwa diameter velg tidak berubah yaitu 17 inchi= 43,1 cm.
Maka tinggi ban dari velg didapat mendekati 7cm. Sehingga ukuran ban yang digunakan
36
sebagai acuan perhitungan pada odometer motor adalah 100/70. Sepeda motor yang
digunakan adalah New CBR150R(Thailand), untuk spesifikasi lengkap dari sepeda motor
yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3. Spesifikasi motor yang digunakan sebagai alat uji [9]
Selain perbedaan variabel pengali antara odometer kendaraan dengan alat yang
dibuat, pada odometer motor saat fitur trip meter direset, fitur ini akan mulai menghitung
data sensor setelah kendaraan berjalan sejauh 100m. sehingga untuk membandingkan
hasil akhir pembacaan odometer motor dengan alat yang dibuat perlu dilakukan
perhitungan
J = J t + dl + (Jt /0,1) ×0,004
(5)
Dengan:
J
= Jarak
Jt
= Jarak terukur (km)
dl
= Delay trip meter=0,1km
Setelah dilakukan perhitungan diatas pada data tabel 4.1 semua data yang didapat
pada odometer motor hampir mendekati perhitungan dari alat dan juga perhitungan dari
aplikasi My Tracks. Hal ini dapat dilihat dari Tabel 4.4.
37
Tabel 4.4. Hasil pengukuran odometer setelah dilakukan perhitungan
no
Hasil
Hasil
Hasil My
Hasil
Ralat
Odometer
Mikrokontroler
Tracks
Odometer
terhadap
setelah
Odometer
perhitungan
(km)
Motor
(km)
(km)
(km)
(km)
Ralat
terhadap
Odometer
(%)
1
2,9
3,096
3,25
3,116
-0,02
0,64
2
3,1
3,303
3,16
3,324
-0,021
0,63
3
3,9
4,205
4,34
4,156
0,049
1,16
4
4,5
4,822
4,77
4,78
0,042
0,87
5
5,3
5,603
5,47
5,612
0,009
0,16
6
5,3
5,648
5,59
5,612
0,036
0,63
7
6,2
6,511
6,52
6,548
0,037
0,56
8
6,2
6,541
6,56
6,548
-0,007
0,1
9
7,0
7,315
7,31
7,38
0,065
0,88
10
7,2
7,512
7,56
7,588
-0,076
1.01
Pada Tabel 4.4 di atas terlihat bahwa setelah hasil yang tertampil pada odometer
kendaraan diolah dengan menggunakan perhitungan yang telah didapat maka hasil pada
odometer dibandingkan dengan alat memiliki ralat terbesar 1,16%. Sedangkan untuk ratarata ralatnya adalah sebesar 0,66%.
4.2. Pengujian Injecor
Pada pengujian injector ini pertama yang dilakukan adalah mengecek perbedaan
sinyal yang dikirimkan oleh ECU ke injector untuk setiap kondisi kendaraan. Injector
akan berada pada posisi ON apabila mendapatkan tegangan sebesar 12V. Untuk melihat
38
perbedaan sinyal yang dikirimkan ECU ke injector untuk setiap kondisi kendaraan dapat
dilihat dari Gambar 4.4 dan Gambar 4.5 dibawah ini.
Gambar 4.4. Sinyal ECU saat kendaraan berada dalam kondisi stasioner
(tidak di gas)
Gambar 4.5. Sinyal ECU saat kendaraan berada dalam kondisi gas menyala
39
Dari Gambar 4.4 dan Gambar 4.5 terlihat bahwa perbedaan sinyal yang
dikirimkan oleh ECU ke injector pada saat stasioner (gas tidak menyala) dengan pada
saat gas menyala hanya terletak pada jumlah frekuensi sinyal saja. Pada kondisi gas
menyala frekuensi sinyal yang dikirimkan oleh ECU lebih besar sehingga injector akan
lebih banyak menyemprotkan bahan bakar ke mesin kendaraan guna mendapatkan tenaga
lebih untuk mesin.
Sedangkan untuk besaran tegangan yang dikirimkan oleh ECU relatif sama yaitu
berkisar antara 12Vrms. 12Vrms ini merupakan tegangan yang dibutuhkan oleh injector
untuk berada pada kondisi ON. Sehingga injector akan terbuka dan menyemprotkan
bahan bakar ke mesin kendaraan.
Dengan menggunakan mikrokontroler dapat dihitung jumlah sinyal yang
dikeluarkan oleh ECU ke injector , sehingga dapat diketahui jumlah bahan bakar yang
dikeluarkan oleh injector dengan cara mengkalikan sinyal dengan bahan bakar yang
disemprotkan untuk 1 buah sinyal.
Untuk mengetahui bahan bakar yang disemprotkan oleh injector untuk 1 buah
sinyal dilakukan dengan cara melakukan sebuah percobaan, yaitu dengan cara
memberikan tegangan DC 12V langsung ke injector selama beberapa detik. Dan dihitung
jumlah bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector . Sehingga nanti dapat dihitung
keluaran bahan bakar yang disemprotkan injector untuk 1 sinyal masukan dari ECU.
Dimana diketahui 1 sinyal ECU sebesar 1ms.
Hasil pengujian keluaran bahan bakar dari injector dapat dilihat dari Tabel 4.5.
40
Tabel 4.5. Hasil pengukuran keluaran injector
Percobaan
Waktu
Volume bahan
(detik)
bakar
(milliliter)
1
10
29
2
10
29.5
3
10
30
4
10
29
5
10
30
Data Tabel 4.5 adalah data keluaran injector yang diberikan tegangan DC selama
10 detik. Sehingga dari pengujian di atas didapat rata-rata 29,5 mililiter bahan bakar yang
dikeluarkan oleh injector selama 10 detik. Sehingga didapat untuk setiap 1 pulsa ECU
bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector sebesar 0,00295 mililiter.
Untuk menghitung bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector didapat dengan
menggunakan rumus:
b = n ×0,00295ml
(6)
Dengan:
b = bahan bakar yang dikeluarkan injector (ml)
n = Jumlah pulsa ECU
0,00295ml merupakan jumlah bahan bakar yang dikeluarkan injector untuk 1
sinyal pulsa.
41
Hasil pengukuran
pada alat
Hasil pengukuran pada gelas
ukur sebesar 5ml lebih sedikit
Gambar 4.6. Jumlah bahan bakar yang terukur pada gelas ukur dan hasil
data perhitungan mikrokontroler yang ditampilkan pada LCD
Data akhir
mikrokontroler
yang terbaca
pada PC
Gambar 4.7. Data dari mikrokontroler yang dibaca pada PC
42
Pada Gambar 4.7 waktu perhitungan merupakan lama pengambilan sampel dalam
milidetik, perhitungan merupakan sinyal dari ECU untuk tiap detik sedangkan jumlah
bensin adalah perhitungan bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector oleh
mikrokontroler.
Tabel 4.6. Pengujian volume bahan bakar secara keseluruhan
Percobaan
Volume
yang Volume
yang
terukur
pada terukur
pada
mikrokontroler
gelas ukur (ml)
Ralat
(%)
(ml)
1
5,01
5
0,2
2
5,1
5,1
0
3
6,03
6
0,5
4
7,53
7,5
0,4
5
10,09
10
0,9
Dari ketiga gambar diatas yaitu Gambar 4.6 dan Gambar 4.7 serta Tabel 4.6
terlihat bahwa perhitungan yang dilakukan oleh mikrokontroler telah sesuai dengan
keluaran bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector yang diukur dengan menggunakan
gelas ukur. Dikarenakan ralat terbesar yang didapat adalah 0,9% sedangkan ralat rataratanya adalah 0,4%. Dimana gelas ukur yang dipakai sebagai pembanding memiliki ralat
0,1ml, sedangkan terlihat pada tabel ralat perhitungan yang dilakukan oleh
mikrokontroler tidak ada yang melebihi 0,1ml. Sehingga bisa dikatakan hasil perhitungan
pada mikrokontroler telah sesuai dengan bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector .
4.3. Pengujian Sensor Pelampung Bensin
Hambatan pada sensor pelampung akan berubah-ubah sesuai dengan kondisi
bahan bakar pada tangki. Pengujian keluaran dari sensor pelampung bensin dilakukan
dengan cara mengukur nilai keluaran sensor untuk tiap 100ml bahan bakar yang diisikan
43
ke tangki. Hasil pengukuran dari keluaran sensor apung bensin dapat dilihat dari grafik
Gambar 4.8 dan Gambar 4.9.
Data Sensor
Besaran Data Sensor
1200
1000
800
600
400
200
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
7500
8000
8500
9000
9500
10000
10500
11000
11500
12000
12500
13000
0
Volume dalam tangki (ml)
data 1
data 2
data 3
Gambar 4.8. Grafik hasil pengukuran sensor apung
Data rata-rata sensor apung
1200
800
600
400
200
0
0
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000
4400
4800
5200
5600
6000
6400
6800
7200
7600
8000
8400
8800
9200
9600
10000
10400
10800
11200
11600
12000
12400
12800
Besaran Data Sensor
1000
Volume dalam tangki (ml)
rata-rata
Data rata-rata
Gambar 4.9. Grafik rata-rata keluaran sensor apung
44
Data dari sensor ini digunakan untuk mengecek jumlah bahan bakar yang terdapat
pada tangki kendaraan. Selain itu data sensor ini digunakan untuk mengecek apabila
terjadi kesalahan perhitungan data yang dilakukan oleh mikrokontroler
4.4. Pembahasan dan Analisis
Dengan data yang diperoleh dari tiap sensor di atas selanjutnya data-data tersebut
akan diolah oleh mikrokontroler sebagai dasar perhitungan untuk menentukan sisa bahan
bakar pada tangki kendaraan serta menentukan sisa jarak tempuh yang dapat dilalui oleh
kendaraan.
Data sisa bahan bakar yang terdapat pada tangki kendaraan didapat dengan rumus
sebagai berikut
� =y–b
(7)
Dengan:
Y = Sisa bahan bakar sekarang (ml)
y = Sisa bahan bakar sebelumnya (ml)
b = Bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector (ml)
Dengan mengurangi jumlah sisa bahan bakar pada tangki dengan bahan bakar
yang dikeluarkan oleh injector yang didapat dari persamaan (6), maka akan diketahui sisa
bahan bakar yang terdapat pada tangki bahan bakar sekarang.
Sedangkan untuk menghitung sisa jarak tempuh yang dapat dilalui oleh kendaraan
dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:
J = Y× l
(8)
Dengan:
J = Sisa jarak yang dapat di tempuh kendaraan (km)
Y = Sisa bahan bakar sekarang (l)
l = Jarak tempuh untuk tiap 1 liter bahan bakar (km/l)
nilai l dapat kita cari dengan menggunakan persamaan (2) yaitu jarak tempuh
kendaraan dibagi dengan jumlah bahan bakar yang dikeluarkan oleh injector dalam
persamaan (6). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada rumus di bawah
45
�=
�
�
(9)
Dengan:
l = jarak tempuh untuk tiap 1 liter bahan bakar (km/l)
s = jarak yang di tempuh oleh kendaraan (km)
b = bahan bakar yang di keluarkan oleh injector (l)
Untuk pengujian perhitungan sisa jarak tempuh dapat dilihat pada Tabel 4.7 dan
Gambar 4.10 sampai dengan Gambar 4.13.
Gambar 4.10. Rute pengambilan data 0,5 Liter pertama. Panah menunjukan
waktu pengambilan gambar, kecepatan rata-rata dan jarak yang di tempuh dari
start
46
Gambar 4.11. Rute pengambilan data 0,5 liter ke dua. Panah menunjukan waktu
pengambilan gambar, kecepatan rata-rata dan jarak yang di tempuh dari start.
47
Gambar 4.12. Rute pengambilan data 0,5 liter ke tiga. Panah menunjukan
waktu pengambilan gambar, kecepatan rata-rata dan jarak yang di tempuh dari
start.
48
Gambar 4.13. Rute total pengambilan data perkiraan sisa jarak tempuh.
49
Tabel 4.7. Hasil pengujian pengambilan data perhitungan sisa jarak tempuh
Sisa jarak
Jarak yang telah
Total jarak
Ralat
Ralat
pada alat
di tempuh (km)
(alat + yg
terhadap
(%)
telah di
jarak tiap
tempuh)
0,5 liter
(km)
(km)
(km)
Data 0,5 liter pertama dengan total jarak 14,6km
3,57
15,39
0,79
5,41
11,82
Data 0,5 liter kedua dengan total jarak 15,1km
1,36
15,21
0,11
0,72
6,73
16,09
0,99
6,55
8,34
14,17
-0,93
6,15
10,7
15,52
0,42
2,78
13,85
9,36
5,83
4,82
Data 0,5 liter ketiga dengan total jarak 13,6km
6,36
14,04
0,44
3,23
7,74
13,54
-0,06
0.44
8,4
12,42
-1,18
8.67
10,8
14,86
1,26
9.26
11,5
14,33
0,73
5.36
7,68
5,8
4,02
4,06
2,83
Pengujian sisa jarak tempuh dilakukan dengan cara menempuh rute total
43,3km dengan total waktu pengambilan data hampir 1 jam. Pengambilan data ini dibagi
menjadi 3 tahap yang dibagi tiap 0,5 liter konsumsi bahan bakar. Hal ini dapat dilihat
pada gambar pengambilan data Gambar 4.10. sampai dengan Gambar 4.12. Dimana
sampel untuk tiap data diambil pada kondisi acak, untuk membandingkan sisa jarak
50
tempuh yang terukur dengan jarak yang ditempuh oleh kendaraan. Hasil pengambilan
data secara keseluruhan dapat dilihat pada Tabel 4.7.
Dari tabel yang didapat terlihat bahwa ralat maksimal dari sisa jarak yang
terukur pada alat adalah sebesar 1,26km. Dengan rata-rata ralat untuk semua sampel data
adalah 0,691km. Ralat terbesar terukur pada rute ketiga dikarenakan rute yang ditempuh
merupakan rute campuran antara jalan antar kota dengan jalan pedesaan, sehingga
kendaraan sering melakukan pengereman dan akselerasi yang mempengaruhi konsumsi
bahan bakar km/l rata-rata yang terukur.
Sedangkan dalam persen ralat terbesar adalah sebesar 9,26% yaitu pada
pengukuran 0,5liter ketiga dengan pengukuran sisa jarak tempuh 4,06km dengan ralat
rata-rata adalah sebesar 4,85%
51