Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Adjustable Fuse T1 612012702 BAB IV

BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS

Bab ini akan membahas mengenai pengujian dan analisis dari setiap modul
yang mendukung alat yang dirancang secara keseluruhan. Tujuan dari pengujian
ini adalah untuk mengetahui apakah alat yang dirancang dapat memberikan hasil
sesuai dengan harapan, dalam hal ini sesuai dengan spesifikasi yang telah ditulis.
Sedangkan analisis digunakan untuk membandingkan hasil perancangan dengan
hasil pengujian.
4.1. Metode Pengujian Adjustable Fuse
Sebelum melakukan pengujian sistem Adjustable Fuse secara keseluruhan
penulis melakukan beberapa tahapan antara lain:
1. Melakukan kalibrasi pada sensor yang digunakan.
2. Mencari dan menetapkan koefisien dari sensor yang digunakan.
3. Melakukan pengukuran arus menggunakan alat yang direalisasikan dan
membandingkan dengan alat ukur.
Tahap pertama yang dilakukan adalah kalibrasi sensor arus ACS712. Hal ini
bertujuan untuk mencari perbandingan antara nilai arus yang diukur dengan nilai
tegangan keluaran sensor arus. Nilai tegangan keluaran inilah yang nantinya akan
dibaca oleh ADC internal mikrokontroler untuk diproses lebih lanjut. Kalibrasi
sensor arus ACS712 dilakukan dengan menghubungkan sensor arus dengan beban

secara seri seperti yang terlihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Sensor arus ACS712

28

29

Dengan melakukan pengukuran terhadap beberapa nilai arus yang mengalir
melewati sensor arus, didapat nilai-nilai tegangan keluaran yang diterjemahkan
oleh mikrokontroler dalam bentuk bit. Nilai bit ini yang kemudian dinamakan
sebagai data ADC. Tabel 4.1 menunjukan perbandingan antara nilai arus yang di
ukur dengan data ADC.
Tabel 4.1. Perbandingan nilai arus terhadap nilai data ADC
Nilai arus pada alat ukur (Ampere) Nilai ADC hasil pengukuran(bit)
0,0000
512
0,4287
519
0,8708

529
1,3026
534
1,7430
551
2,1843
558
2,6120
572
3,0468
582
3,4702
598
3,9025
608
4,3315
616
4,7523
627
5,1853

637
5,6060
645
6,0240
655
6,4320
664
6,8190
675
7,2420
685
7,6470
698
8,0650
708
8,4620
718
8,8680
729
9,2870

736
9,6860
750
Maksud dan tujuan dari pentabelan nilai bit tegangan keluaran dari modul
sensor arus ACS712 adalah untuk mengetahui apakah perubahan tegangan
keluaran modul sensor arus linier dengan perubahan nilai arus. Linearisasi grafik
perubahan bit tegangan keluaran modul sensor arus terhadap nilai arus terukur

30

(Gambar4.2) didapatkan dengan melakukan pendekatan matematis terhadap kurva
linier dengan persamaan sebagai berikut:
(4.1)

= 0,0403 − 20,456
= 0,9989

.
di mana:
y


= nilai arus terukur (A)

x

= nilai bit tegangan keluaran sensor (bit)

R

= kriteria penaksiran kuadrat terkecil terhadap model regresi

Koefisien regresi berfungsi untuk menentukan parameter-parameter yang
terlibat dalam suatu model matematis yang linier untuk melakukan suatu prediksi
terhadap nilai suatu variabel.

Data
Aktual

Linearisasi


Nilai ADC hasil pengukuran(bit)

Gambar 4.2. Grafik linearisasi kalibrasi modul sensor arus ACS712

31

Dari hasil pengujian didapat bahwa grafik perubahan tegangan keluaran dari
modul sensor arus terhadap perubahan nilai arus dapat dikatakan linier, sehingga
nilai arus dapat dicari apabila tegangan keluaran dari modul sensor arus diketahui
(Persamaan 4.1).
Tahapan terakhir dalam metode yang digunakan untuk melakukan pengujian
sensor arus adalah dengan melakukan pengukuran besar arus yang mengalir
melalui langkah-langkah sebagai berikut:
1.

Melakukan checking besar nilai tahanan resistor yang digunakan sebagai
beban dengan multimeter.

2.


Menghubungkan tahanan resistor yang telah terukur besarnya dengan
tegangan dan mengukur besar tegangan pada tahanan resistor. Hasil
pengukuran digunakan sebagai pembanding.

3.

Menghubungkan tegangan yang sama yang dikenakan pada tahanan
resistor dengan sensor arus ACS712 secara seri untuk mendapatkan
output dari sensor.
Tabel 4.2. Tabel perbandingan hasil pengukuran sensor arus ACS712
dengan hasil perhitungan.

Beban
Terukur
(Ohm)

Tegangan
Beban
(Volt)


Perhitungan
Arus
(Ampere)

Pengukuran Arus
dengan alat yang
direalisasikan(Ampere)

Error
(%)

484

211

0,43

0,51

18,60


242

210

0,87

0,96

10,34

161,3

210

1,3

1,43

10,00


121

209

1,73

1,9

9,83

96,8

208

2,15

2,33

8,37


48,4

205

4,26

4,43

3,99

32,2

202

6,27

6,29

0,32

24,2

198

8,18

8,17

0,12

19,36

191

9,87

9,88

0,10

32

Dengan alasan output dari sensor arus ACS712 berupa tegangan yang
sebanding dengan nilai arus yang ditarik, maka untuk mendapatkan hasil
perbandingan antara arus yang terukur dengan arus pembanding penulis
menggunakan sub-routine sederhana pada mikrokontroler untuk menghitung nilai
arus yang terukur.
Pada tabel perbandingan antara hasil pengujian dan perhitungan di atas,
terdapat error yang terjadi karena ralat komponen. Error yang dihasilkan dapat
dihitung dengan persamaan berikut:

=

× 100%

(4.2)

Dari hasil pengujian diatas dapat dilihat bahwa hasil pengujian dapat
menunjukan hasil mendekati dengan hasil perhitungan. Akan tetapi, untuk
pengukuran dengan arus yang semakin kecil, hasil output pembacaan sensor arus
ACS712 memiliki beda nilai yang semakin besar dengan hasil perhitungan. Hal
ini disebabkan karena tegangan input pada ADC mendekati keterbatasan untuk
mengukur perubahan tegangan yang kecil.
4.2. Pengujian Keseluruhan Sistem
Parameter-parameter yang sudah didapat dari hasil kalibrasi sensor arus
ACS712, kemudian digunakan dalam pengujian keseluruhan sistem dari alat yang
direalisasikan. Pengujian dilakukan dengan cara mengkondisikan alat yang
direalisasikan dalam keaadan kelebihan beban atau arus yang mengalir (tripping).
Pengujian ini bertujuan untuk melihat kinerja dari keseluruhan sistem yang telah
dirancang.
Pengujian dilakukan dalam empat mode batas arus, yaitu 2, 4 dan 6A.
Dalam pengujian ini digunakan beban berupa 25 buah lampu pijar. Masingmasing dari lampu pijar mempunyai nilai 100 Watt. Beban yang berupa lampu
pijar tersebut disusun secara paralel seperti yang terlihat pada Gambar 4.3.

33

Gambar 4.3. Untai beban yang tersusun secara paralel
4.2.1. Langkah Pengujian Keseluruhan Sistem
Pada pengujian ini dilakukan dengan mengikuti beberapa langkahlangkah berikut ini.
Pada awal tampilan LCD terdapat menu pemilihan batas arus. Pada
poin ini penulis memasukkan nilai batas arus yang akan diuji seperti yang
terlihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Tampilan LCD pada menu pemilihan batas arus

34

Setelah melakukan penekanan enter pada keypad sistem akan meminta
konfirmasi ke pengguna seperti yang terlihat pada Gambar 4.5. Apabila
pengguna mengkonfirmasi ‘YA’ maka sistem akan memulai tahap
pemeriksaan arus.

Gambar 4.5. Tampilan LCD saat sistem meminta konfirmasi dari
pengguna
Selama tahap pemeriksaan arus sistem secara berkala akan memeriksa
besarnya arus yang mengalir. Saat sistem mendapati besarnya arus yang
mengalir melebihi ketentuan (Persamaan 1.1) maka sistem secara otomatis
akan memutuskan aliran listrik. Gambar 4.6 menunjukkan tampilan LCD
saat sistem memutus aliran listrik.

Gambar 4.6. Tampilan LCD saat sistem memutus aliran listrik
Sesaat setelah sistem memutus aliran listrik, sistem akan memberikan
peringatan kepada pengguna melalui suara yang dikeluarkan lewat buzzer
dan melakukan pencatatan log terjadinya tripping. Log ini berisi data
besarnya arus saat trip serta tanggal dan waktu terjadinya trip. Log ini

35

disimpan pada sebuah kartu memori eksternal yang terdapat pada alat yang
direalisasikan.

Gambar 4.7. Data kerja yang tersimpan pada kartu memori
Setelah jeda selama 60 detik, secara otomatis sistem akan kembali
mengalirkan aliran listik. Sistem dirancang untuk melakukan siklus
peringatan sebanyak tiga kali melalui sebuah sub-routine sederhana.
Apabila flag yang terdapat dalam sub-routine tersebut sudah mencatat
sebanyak tiga kali, maka sistem akan memutus aliran listrik sampai ada
perintah manual dari pengguna.

Tidak fokusnya gambar dikarenakan kamera

Gambar 4.8. Tampilan LCD setelah terjadi trip sebanyak 3 kali
Dari beberapa langkah diatas dapat dikatakan bahwa secara
keseluruhan sistem dapat bekerja sesuai yang diharapkan.

36

4.2.2. Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem
Pada bagian ini hasil-hasil dari pengujian sistem secara keseluruhan
ditabelkan. Hal ini bertujuan untuk melihat kinerja dari sistem pada tiap-tiap
nilai batas arus. Penulis melakukan pengujian sebanyak 20 kali pada setiap
nilai batas arus. Pengujian yang dilakukan untuk batas arus dengan nilai 2, 4
dan 6A. Hasil dari pengujian sistem secara keseluruhan dapat dilihat pada
Tabel 4.2, Tabel 4.3, dan Tabel 4.4.
Dari hasil pengujian (lihat pada Tabel) dapat dilihat bahwa hasil
pengujian dapat menunjukan hasil mendekati dengan hasil perhitungan
(Persamaan 1.1) yang sesuai dengan standar IEC/EN 60898-2. Akan tetapi
dalam pengujian sistem secara keseluruhan terdapat hambatan dalam
mengukur nilai arus saat tripping dikarenakan keterbatasan alat dalam
pengujian. Nilai arus yang tertampil pada LCD merupakan nilai arus yang
ditarik oleh beban.

37

Tabel 4.3 Hasil Pengujian untuk batas arus 2A
Pengujian
ke-

I2 ( Conventional
Tripping Current )
(Ampere)

Arus
Terukur Saat
Tripping
(Ampere)

1

2,90

3,08

2

2,90

3,22

3

2,90

3,05

4

2,90

3,22

5

2,90

3,19

6

2,90

3,22

7

2,90

3,22

8

2,90

3,19

9

2,90

3,26

10

2,90

3,08

11

2,90

3,22

12

2,90

3,08

13

2,90

3,10

14

2,90

3,24

15

2,90

3,23

16

2,90

3,08

17

2,90

3,19

18

2,90

3,08

19

2,90

3,08

20

2,90

3,22

Jumlah Beban
Terpasang
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar
7 buah lampu
pijar

38

Tabel 4.4 Hasil Pengujian untuk batas arus 4A
Pengujian
ke-

I2 ( Conventional
Tripping Current )
(Ampere)

Arus Terukur
Saat Tripping
(Ampere)

1

5,80

6,04

2

5,80

6,07

3

5,80

6,13

4

5,80

6,21

5

5,80

6,10

6

5,80

6,13

7

5,80

6,07

8

5,80

6,07

9

5,80

6,10

10

5,80

6,13

11

5,80

6,21

12

5,80

6,07

13

5,80

6,13

14

5,80

6,21

15

5,80

6,13

16

5,80

6,13

17

5,80

6,21

18

5,80

6,10

19

5,80

6,13

20

5,80

6,10

Jumlah Beban
Terpasang
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar
14 buah lampu
pijar

39

Tabel 4.5 Hasil Pengujian untuk batas arus 6A
Pengujian
ke-

I2 ( Conventional
Tripping Current )
(Ampere)

Arus Terukur
Saat Tripping
(Ampere)

1

8,70

9,04

2

8,70

9,11

3

8,70

9,34

4

8,70

9,08

5

8,70

9,04

6

8,70

9,11

7

8,70

9,08

8

8,70

9,04

9

8,70

9,19

10

8,70

9,19

11

8,70

9,08

12

8,70

9,34

13

8,70

9,19

14

8,70

9,08

15

8,70

9,19

16

8,70

9,08

17

8,70

9,19

18

8,70

9,34

19

8,70

9,04

20

8,70

9,19

Jumlah Beban
Terpasang
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11
Pemanas 900W +
Lampu Pijar 11