40 Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa sebelum dilakukan pemasangan parabolik pada
receiver, pada jarak 80 meter masih ada respon pengiriman data antara transmitter dan receiver, tetapi pada jarak 90 meter antara transmitter dan receiver sudah tidak terjadi koneksi lagi. Dari hasil
pengukuran dilapangan jarak jangkauan maksimum antara transmitter dan reciever tanpa adanya parabolik adalah 87 meter. Setelah dilakukan pemasangan parabolik pada antena receiver terjadi
penambahan jarak jangkauan antara transmitter dan receiver menjadi 125 meter. Disini terlihat adanya pengaruh dari pemasangan parabolik pada antena receiver, yaitu terjadi penambahan jarak jangkauan
yangn meningkat sekitar 1.5 kali dari sebelumnya. Hal ini terjadi karena penangkapan sinyal antena receiver menjadi lebih besar.
Penguatan antena parabolik dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah diameter reflektor antena, semakin besar diameter reflektor maka penangkapan sinyal oleh permukaan reflektor
akan semakin besar pula. Bahan reflektor yang digunakan juga akan mempengaruhi, untuk memperbesar penangkapan sinyal harus dipilih bahan yang memiliki nilai reflektansi yang baik agar
sinyal yang terperangkap semuanya direfleksikan ke titik fokus antena, dan frekuensi atau panjang gelombang sinyal yang dikirim maupun diterima.
4.8 Analisis Sensor Ultrasonik
Sensor yang digunakan adalah sensor DT Sense Ultrasonic and Infrared Ranger USIRR. USIRR merupakan modul pengukur jarak non-kontak yang bekerja dengan cara memancarkan pulsa
ultrasonik dan menghasilkan pulsa yang menyatakan jarak yang ditempuh oleh sinyal tersebut sebelum menyentuh sebuah objek dan memantulkannya kembali. Sinyal tersebut dikirim setiap 20
mikrosecond pada frekuensi 40 KHz, sehingga siklus pengukuran dapat dilakukan secara cepat. Jangkauan dari sensor ini adalah 2 cm sampai dengan 300 cm, dengan catatan objek yang berada pada
jarak 0 – 2 cm diukur berjarak 2 cm. Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan kecepatan suara di udara, padahal kecepatan udara
dipengaruhi oleh temperatur dan tekanan udara. Pada temperatur tinggi kecepatan suara di udara akan semakin kecil karena udara mengalami perenggangan, sedangkan pada suhu rendah kecepatan suara di
udara akan cepat karena udara mengalami pemampatan. Jadi agar pengukuran jarak yang dihasilkan lebih akurat, perlu adanya kalibrasi sensor dahulu
sebelum digunakan. Kalibrasi dilakukan pada saat pembuatan prototipe yang bertujuan untuk mengetahui kondisi awal dari sensor yang digunakan. Hasil pengukuran jarak dengan sensor
ultrasonik pada saat pembuatan prototipe disajikan pada Tabel 7. Tabel 7.Kalibrasi pengukuran jarak dengan DT Sense Ultrasonik and Infrared Ranger
Jarak sebenarnya Jarak terukur
mm mm
20 45
30 53
40 68
50 98
60 112
70 120
80 150
90 165
41 Jarak sebenarnya
Jarak terukur mm
mm 100
180 110
202 120
218 130
232 140
255 150
270 160
285 170
308 180
338 190
345 200
368 Dari tabel 7 dapat diketahui bahwa hasil pengukuran jarak terjadi perbedaan antara jarak
sebenarnya dan jarak terukur, jarak sebenarnya merupakan jarak yang diukur menggunakan penggaris dan jarak terukur merupakan jarak yang diukur menggunakan sensor ultrasonik. Perbedaan hasil
pengukuran jarak tersebut kemudian dibuat grafik regresi linier untuk mengetahui persamaan regresi linier. Persamaan garis tersebut digunakan sebagai dasar dalam penulisan bahasa pemrograman untuk
validasi data pengukuran jarak. Grafik regresi linier dan persamaan kalibrasi ditunjukkan pada Gambar 56 a.
a b
Gambar 53. Hasil a kalibrasi dan b validasi pengukuran jarak dengan DT Sense Ultrasonic and Infrared Ranger
Berdasarkan hasil validasi pengukuran jarak dapat diketahui bahwa sensor ultrasonik telah mampu melakukan pengukuran jarak dengan hasil pengukuran mendekati atau sama dengan jarak
sebenarnya. Hal ini ditunjukkan dari grafik pada Gambar 56 b, dimana nilai R
2
yang lebih tinggi dari R
2
sebelumnya yaitu 0.998. Semakin besar nilai R
2
mendekati 1 maka variabel x dan y memiliki korelasi linier yang tinggi.
Selanjutnya untuk mengetahui tingkat keakuratan hasil pengukuran jarak dengan sensor ultrasonik, dilakukan pengujian pengukuran pada beberapa kondisi yaitu ada getaran dari luar, dan
pada 27
o
C, 30
o
C, 33
o
C. Berikut grafik pengukuran jarak sensor ultrasonik pada berbagai kondisi: y = 1.814x + 0.991
R² = 0.997 100
200 300
400
100 200
300 400
J a
r a
k t
e r
u k
u r
m m
Jarak sebenarnya mm
y = 1.007x - 1.394 R² = 0.998
50 100
150 200
250 300
100 200
300
J a
r a
k t
e r
u k
u r
m m
Jarak sebenarnya mm
42 Gambar 54. Grafik kalibrasi pengukuran jarak dengan sensor ultrasonik pada pengaruh getaran
Gambar 55. Grafik kalibrasi pengukuran jarak dengan sensor ultrasonik pada suhu 27
o
C y = 0.988x + 35.60
R² = 0.999
500 1000
1500 2000
2500 3000
3500
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
J a
r a
k T
e r
u k
u r
m m
Jarak Sebenarnya mm
Jarak ada getaran Linear Jarak ada
getaran
y = 0.994x + 7.646 R² = 1
500 1000
1500 2000
2500 3000
3500
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 J
a r
a k
t e
r u
k u
r m
m
Jarak sebenarnya mm
jarak pada suhu 27 oC Linear jarak pada suhu
27 oC
43 Gambar 56. Grafik kalibrasi pengukuran jarak dengan sensor ultrasonik pada suhu 30
o
C
Gambar 57. Grafik kalibrasi pengukuran jarak dengan sensor ultrasonik pada suhu 33
o
C Dari Gambar 58 – 60 di atas dapat diketahui bahwa besarnya perubahan suhu mempengaruhi
hasil pengukuran jarak dengan sensor ultrasonik, meskipun dari grafik di atas pengaruh suhu sangat kecil. Pada pengukuran jarak ultrasonik di lapangan, pengaruh hasil pembacaan sensor yang besar
adalah getaran, karena dengan adanya getaran kondisi pengiriman sinyal dan penerimaan sinyal menjadi tidak stabil, artinya ketika sinyal dikirim oleh transmitter kemudian mengenai objek dan
dipantulkan kembali, sinyal tersebut tidak tepat mengenai receiver sensor pemantulan tidak sempurna. Untuk mengurangi kesalahan hasil, pada sensor ultrasonik di gunakan alas dengan bahan
spons agar terjadi peredaman getaran oleh spons. Berdasarkan hasil pengujian yang disajikan pada tabel Lampiran 4, nilai error hasil
pengukuran jarak pada beberapa kondisi memiliki nilai yang bervariasi antara -2 sampai dengan 16.8 , sedangkan nilai error yang masih diperbolehkan adalah ± 5. Pada pengukuran di bawah 80
y = 0.995x + 27.61 R² = 0.999
500 1000
1500 2000
2500 3000
3500
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
J a
r a
k t
e r
u k
u r
m m
Jarak sebenarnya mm
Jarak pada suhu 30 oC Linear Jarak pada suhu
30 oC
y = 0.991x + 33.58 R² = 0.999
500 1000
1500 2000
2500 3000
3500
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
J a
r a
k t
e r
u k
u r
m m
Jarak sebenarnya mm
Jarak pada suhu 33 oC Linear Jarak pada suhu
33 oC
44 cm memiliki error di atas 5, dimana nilai error terbesar 16.8 terjadi pada kondisi pengukuran
adanya getaran. Ini menunjukkan getaran sangat berpengaruh terhadap hasil pengukuran. Untuk memperkecil error hasil pengukuran jarak di bawah 80 cm perlu adanya sensor tambahan yaitu
GP2D12, yaitu sensor pengukur jarak dengan infra red. Karena sensor ultrasonik yang digunakan kompatibel dengan sensor GP2D12.
Sensor ultrasonik di dalam penelitian ini digunakan sebagai sensor pendeteksi adanya rintangan yang ada di depan traktor berdasarkan hasil pengukuran jarak. Pemilihan sensor ultrasonik
sebagai deteksi rintangan karena tergolong murah dan mudah dalam penggunaannya jika dibandingkan dengan menggunakan sensor yang berbasis visual. Sensor ultrasonik ini dipasang pada
bagian traktor, jika sensor mendeteksi adanya halangan ≤1500 mm 1.5 m, maka akan memberikan logika high yang dikirim ke mikrokontroler dan mikrokontroler mengaktifkan buzzer dan
menghasilkan bunyi. Prinsip kerja dari buzzer adalah apabila sensor ultrasonik mendeteksi jarak ≤ 1500 mm, PA.0 pada mikrokontroler akan menghasilkan logika 1 5 volt dan akan menyebabkan
transistor dalam keadaan aktif, dimana kolektor pada transistor akan terhubung ke emittor. Karena emittor terhubung ke ground akan menyebabkan tegangan di kolektor menjadi 0 volt, sehingga adanya
keadaan ini akan mengaktifkan buzzer. Dan sebaliknya apabila sensor ultrasonik mendeteksi jarak ≥ 1500 mm, PA.0 akan menghasilkan logika 0 yang akan memberikan sinyal off pada transistor dan
buzzer tidak aktif karena tidak ada beda potensial pada buzzer. Pada penelitian ini output dari deteksi rintangan hanya membunyikan alarm buzzer belum ada umpan balik terhadap sistem kendali.
Apabila rintangan berada pada jarak ≤ 150cm dari traktor, maka buzzer akan berbunyi terus-menerus dan akan mati ketika rintangan telah melebihi jarak 150 cm.
Penggunaan sensor ultrasonik sebagai pendeteksi rintangan memiliki beberapa kelemahan seperti jarak jangkau terbatas antara 2 – 300 cm, keakuratan pengukuran di pengaruhi oleh tingkat
kekasaran permukaan objek. Apabila permukaan objek tersebut rata halus, maka gelombang ultrasonik yang dipancarkan akan di pantulkan kembali secara sempurna dan hasil pengukuran akurat.
Tetapi jika permukaan objek tidak rata, maka gelombang ultrasonik yang dipancarkan belum tentu akan diterima kembali hasil pantulannya karena pada permukaan yang tidak rata akan terjadi
pemantulan yang acak.
4.9 Analisis Sensor Posisi Potensiometer
