Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Wireless Air Mouse Sebagai Alat Bantu Presentasi Menggunakan Inertial Sensor Pendeteksi Pergerakan T1 612005001 Bab IV
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari hasil
pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh mana kinerja hasil
perancangan wireless air mouse yang telah dijelaskan pada Bab III dan mengetahui
tingkat keberhasilan terhadap spesifikasi yang telah diajukan. Pengujian yang dilakukan
meliputi pengujian tiap modul yang telah direalisasikan serta pengujian kinerja alat
secara keseluruhan.
4.1.
Pengujian Sistem Catu Daya
Catu daya merupakan bagian paling vital karena jika terjadi kegagalan pada
sistem catu daya akan berakibat pada rusaknya komponen elektronik yang digunakan.
Bagian utama yang perlu diuji adalah LDO regulator tipe MAX8881EUT33-T.
Pengujian dilakukan dengan memberikan beban pada bagian keluaran dengan variasi
nilai resistor 1 kΩ, 100 Ω, 50 Ω dan 20 Ω.
Gambar 4.1 Pengujian Sistem Catu Daya
49
50
Tabel 4.1. Hasil pengukuran LDO regulator MAX8881EUT33-T
Nilai Resistor
Tegangan Keluaran (V)
Arus Keluaran (mA)
1K Ω
3,311
3,31
100 Ω
3,311
33,1
50 Ω
3,308
66,2
20 Ω
3,290
164,5
Tabel 4.1 merupakan hasil pengujian dan pengukuran tegangan dan arus keluaran
dari MAX8881EUT33-T. Berdasarkan hasil pengukuran pada Tabel 4.1 dapat dilihat
bahwa tegangan keluaran LDO sesuai dengan hasil perancangan yaitu sebesar 3,311 V.
Pada pengujian dengan beban 20 Ω, tegangan keluaran turun menjadi 3,290 V dan arus
keluaran sebesar 164,5 mA, akan tetapi penurunan tegangan ini masih dapat ditoleransi
dengan asumsi bahwa sistem masih dapat bekerja pada tegangan beban 20 Ω dengan
konsumsi arus tidak melebihi arus pada beban 20 Ω.
Gambar 4.2 Pengujian pengontrol pengisian ulang baterai
Pengujian berikutnya dilakukan dengan memasang baterai dalam kondisi full
discharge atau kosong pada pin BAT (Gambar 4.2). Kemudian dilakukan pengukuran
tegangan dan arus pengisian ulang hingga baterai dalam kondisi full charge atau penuh.
51
Hasil pengujian menunjukkan bahwa proses pengisian baterai dapat berjalan dengan
baik. Proses pengisian berakhir dalam waktu tiga jam.
Gambar 4.3 Pengukuran proses pengisian ulang baterai
4.2.
Pengujian Koneksi Bluetooth
Bluetooth digunakan untuk melakukan koneksi antara mouse dan PC / laptop.
Proses pengujian koneksi antara mouse dan laptop dilakukan menggunakan blok
susunan pengujian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Blok pengujian modul bluetooth DF-Bluetooth V3
Langkah pertama sebelum melakukan pengujian adalah melakukan pairing antara
laptop dan modul bluetooth. Pengujian dilakukan dengan mengirimkan informasi teks
yang berasal dari modul mouse menuju laptop menggunakan komunikasi serial.
Informasi teks yang dikirimkan berupa “Tes Pengiriman Via Bluetooth” dengan
52
konfigurasi baudrate 9600. Teks yang diterima kemudian ditampilkan pada perangkat
lunak terminal seperti yang terlihat pada Gambar 4.5.
Pengujian berikutnya bertujuan mengetahui batas jarak pengiriman data bluetooth.
Pengujian pengukuran jarak transmisi data dilakukan dengan melakukan variasi jarak
pengiriman pada area bebas halangan (line of sight) dan ketika ada halangan berupa
tembok.
Gambar 4.5 Data bluetooth yang ditampilkan pada terminal
Tabel 4.2. Hasil pengujian jarak transmisi tanpa ada halangan
Jarak (m)
Kondisi data
2
Terkirim
4
Terkirim
6
Terkirim
8
Terkirim
10
Terkirim
15
Terkirim
20
Terkirim
>20
Tidak terkirim
53
Tabel 4.3. Hasil pengujian saat ada halangan
Jarak (m)
Kondisi data
2
Terkirim
4
Terkirim
6
Terkirim
8
Terkirim
10
Terkirim
>10
Tidak terkirim
Berdasarlan Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa pengiriman data pada kondisi tidak
ada halangan (line of sight) masih mampu mengirimkan data pada jarak maksimum 20
meter. Pengiriman data yang terhalang oleh tembok hanya mampu mengirimkan data
pada jarak di bawah 10 meter (Tabel 4.3). Dengan mengambil asumsi bahwa pengguna
tidak akan berpindah ruangan ketika menggunakan mouse disimpulkan bahwa hasil
pengujian modul bluetooth sesuai dengan spesifikasi[12] yaitu jangkauan pemakaian
maksimal 15 meter dari laptop.
4.3.
Pengujian IMU (Inertial Measurement Unit)
Pengujian IMU perlu dilakukan untuk mengetahui kinerja dari sensor-sensor pada
IMU maka pengujian dibagi dalam dua bagian, yaitu pengujian sensor akselerometer
dan pengujian sensor giroskop yang akan dibahas sub bab berikut.
4.3.1 Pengujian Sensor Akselerometer
Berdasarkan perancangan awal, sensor akselerometer LIS3LV02DL akan
dikonfigurasikan pada resolusi 16 bit dengan jangkauan pengukuran 2 g . Akan tetapi
pada datasheet tidak dicantumkan besarnya sensitivitas dari sensor. Pengujian yang
pertama dilakukan untuk menentukan sensitivitas dari masing-masing sumbu ukur
sensor akselerometer. Proses pengujian dilakukan dengan menempatkan masing-masing
sumbu pengukuran sejajar dengan gravitasi bumi[17] seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 4.6.
54
Gambar 4.6 Pengukuran raw data sensor akselerometer
Sebagaimana diketahui bahwa ketika sensor akselerometer dalam keadaan diam
maka tidak ada gaya yang mempengaruhi sensor kecuali gaya gravitasi. Dari kondisi
tersebut sensitivitas akselerometer dapat ditentukan dengan mengambil nilai maksimum
dan minimum pembacaan sensor kemudian menerapkan persamaan berikut[17].
Sensitivit as
Acc max Acc min
2g
(4.1)
Berikut adalah tabel hasil pengukuran jangkauan maksimum dan minimum dari
pembacaan akselerometer pada keadaan diam (statis).
Tabel 4.4. Hasil Pengukuran nilai maksimum dan minimum akselerometer
Sumbu Ukur
Maksimum
Minimum
Sensitivitas (LSB/g)
Offset Error
X
16804
-16056
16070
367
Y
16559
-16210
16385
175
Z
16911
-15890
16400
510
Dari hasil pengukuran didapat bahwa sensitivitas dari masing-masing sumbu
pengukuran berbeda-beda yaitu 16070 LSB/g untuk sumbu X, 16385 LSB/g untuk
sumbu Y dan 16400 LSB/g untuk sumbu Z. Selain itu terdapat zero g error offset di
mana keluaran sensor seharusnya menunjukkan nilai nol ketika sumbu ukur tegak lurus
gravitasi Bumi. Hal tersebut dimungkinkan karena adanya faktor lain di luar pengaruh
gravitasi seperti ketidakakuratan peletakan sensor atau getaran mekanik. Untuk
menghilangkan error offset dilakukan dengan mengurangkan nilai akselerometer yang
terbaca dengan nilai error offset masing-masing sumbu ukur.
55
Gambar 4.7 Pengukuran zero g bias error akselerometer
Tabel 4.5. Hasil pengamatan data akselerometer pada kondisi statis
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Rata-rata
Sumbu X (LSB)
Sumbu Y (LSB)
Sumbu Z (LSB)
6
-2
-11
-22
-22
-22
-5
12
12
-5
-13
-13
-3
-2
-3
6
6
8
-2
-16
10
-6
-3
2
9
9
9
5
2
-3
-6
3
3
23
15
-6
-6
-6
-1
6
5
6
-38
-22
26
48
20
20
-25
-13
-22
-5
0
0
-2
-3
-21
4
4
19
-2
-6
14
56
Untuk mengetahui kestabilan zero g bias sensor dari akselerometer dilakukan
percobaan pengambilan sejumlah data. Proses pengambilan data dilakukan pada saat
perubahan kecepatan 0g
dan tidak ada gaya luar yang berpengaruh pada sensor
(Gambar 4.7).
Tabel 4.5 merupakan hasil pengamatan dua puluh sampel data akselerometer
yang telah dilakukan. Idealnya keluaran sensor pada 0 g adalah nol. Akan tetapi pada
kenyataannya terdapat fluktiasi nilai akibat derau mekanik yang bukan bagian dari
percepatan yang terukur. Berdasarkan hasil percobaan tercatat memiliki bias error
absolute maksimum sebesar 22 LSB pada sumbu X, 23 LSB pada sumbu Y dan 48 LSB
pada sumbu Z.
Tabel 4.6. Hasil pengukuran oleh akselerometer pada sumbu x arah positif
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Percepatan
maksimum (m/s2)
2,34
1,55
1,71
1,10
1,64
2,62
1,65
1,75
4,07
3,81
1,88
1,92
4,60
4,90
2,56
4,01
4,10
3,59
4,30
2,56
Jarak
terukur (m)
0,510
0,047
0,054
0,053
0,047
0,079
0,090
0,091
0,095
0,101
0,133
0,138
0,158
0,152
0,159
0,280
0,288
0,302
0,288
0,260
Jarak
sebenarnya (m)
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,30
0,30
0,30
0,30
0,30
Error jarak (m)
0,001
0,003
0,004
0,003
0,003
0,021
0,010
0,009
0,005
0,001
0,017
0,012
0,008
0,002
0,009
0,020
0,012
0,002
0,012
0,040
Persentasi
error (%)
2,00
6,00
8,00
6,00
6,00
21,00
10,00
9,00
5,00
1,00
11,30
8,00
5,33
1,33
6,00
6,67
4,00
0,67
4,00
13,33
57
Tabel 4.7. Hasil pengukuran oleh akselerometer pada sumbu y arah positif
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Percepatan
maksimum (m/s2)
1,98
3,02
2,18
2,52
1,75
2,16
2,37
2,45
2,35
1,93
3,03
3,27
1,53
3,45
2,45
3,07
3,33
3,43
3,14
4,00
Jarak
terukur (m)
0,049
0,048
0,051
0,047
0,047
0,084
0,110
0,104
0,089
0,102
0,149
0,153
0,137
0,154
0,144
0,289
0,273
0,287
0,281
0,298
Jarak
sebenarnya (m)
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,30
0,30
0,30
0,30
0,30
Error jarak (m)
0,001
0,002
0,001
0,003
0,003
0,016
0,010
0,004
0,011
0,002
0,001
0,003
0,013
0,004
0,006
0,011
0,027
0,013
0,019
0,002
Persentasi
error (%)
2,00
4,00
2,00
6,00
6,00
16,00
10,00
4,00
11,00
2,00
0,67
2,00
8,67
2,67
4,00
3,67
9,00
4,33
6,33
0,67
Tabel 4.6 dan Tabel 4.7 menunjukkan hasil pengujian pengukuran jarak atau
langkah di atas permukaan bidang datar. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui
respon akselerometer dalam berbagai variasi percepatan tangan ketika menggerakkan
mouse. Pengukuran yang dilakukan dalam berbagai variasi percepatan ternyata
menghasilkan variasi hasil pengukuran. Dari hasil percobaan didapat semakin kecil
percepatan maksimal menghasilkan error pengukuran relatif lebih tinggi. Hal ini
disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain sensitivitas dari sensor, waktu pencuplikan
data yang terlalu lama sehingga menyebabkan kesalahan perhitungan jarak.
4.3.2 Pengujian Sensor Giroskop
Untuk mengetahui kinerja sensor giroskop ITG3205 yang digunakan perlu
dilakukan beberapa pengujian berkaitan dengan fungsi dari sensor sebagai pengukur
kecepatan sudut. Pengujian yang pertama dilakukan dengan memutar sensor giroskop
180o pada tiga sumbu pengukuran arah positif. Pengujian ini bertujuan untuk
58
mengetahui respon sensor terhadap perubahan kecepatan putaran sudut ketika memutar
sensor. Data hasil pembacaan sensor dikirimkan menuju PC untuk dilakukan akuisisi
data. Berdasarkan hasil pengujian masing-masing sumbu dapat merespon kecepatan
sudut dengan baik dan proporsional terhadap besarnya kecepatan sudut putar. Gambar
berikut ini merupakan hasil akuisisi data pembacaan sensor.
Gambar 4.8 Hasil pengujian giroskop poros roll
Gambar 4.9 Hasil pengujian giroskop poros pitch
Gambar 4.10 Hasil pengujian giroskop poros yaw
59
Pengujian berikutnya ditujukan untuk mengetahui hasil pengukuran sudut oleh
sensor giroskop. Pengujian dilakukan dengan memutar sensor searah dan berlawanan
jarum jam, pada 4 posisi sudut yaitu 90o, 180o , 270o dan 360o. Berikut adalah gambar
proses pengukuran sudut oleh sensor giroskop. Hasil pengujian sensor giroskop dalam
melakukan pengukuran sudut dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.8 Hasil pengukuran sensor gyroscope sumbu Z
No.
Sudut
Sudut
Selisih
Error (%)
terukur(o)
sebenarnya(o)
pengukuran(o)
1
30,060
30
0,06
0,200
2
59,650
60
0,35
0,583
3
88,350
90
1,65
1,833
4
115,836
120
4,164
3,470
5
144,490
150
5,51
3,673
6
172,330
180
7,67
4,261
Tabel 4.9 Hasil pengukuran sensor gyroscope sumbu Y
No,
Sudut
Sudut
Selisih
Error (%)
terukur(o)
sebenarnya(o)
pengukuran(o)
1
31,69
30
1,69
5,633
2
60,41
60
0,41
0,683
3
88,43
90
1,57
1,744
4
114,9
120
5,10
4,25
5
142,65
150
7,35
4,90
6
169,90
180
10,10
5,61
Pengujian selanjutnya bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari error drift
terhadap pembacaan sudut. Pengujian dilakukan dengan cara meletakkan sensor
giroskop pada posisi diam. Data pengukuran sudut kemudian dikirimkan menuju PC
untuk dilakukan akuisisi data kedalam bentuk grafik. Hasil pengujian dapat dilihat pada
Gambar 4.11 hingga Gambar 4.13.
60
Gambar 4.11 Pengukuran sudut poros roll
Gambar 4.12 Pengukuran sudut poros pitch
Gambar 4.13 Pengukuran sudut poros yaw
Setiap sampel data diambil dalam selang waktu 25 ms. Hasil pengujian
menunjukkan bahwa proses perhitungan sudut oleh giroskop tanpa kompensasi error
drift mengalami perubahan pembacaan dari waktu ke waktu. Pengukuran sudut pada
poros roll mengalami perubahan pembacaan sudut dengan laju 0,03o/s. Sedangkan
pengukuran sudut pada poros pitch dan yaw mengalami laju perubahan sudut sebesar
0,08 o/s dan 0,04 o/s.
61
Gambar 4.14 Hasil kompensasi error drift poros roll
Gambar 4.15 Hasil kompensasi error drift poros pitch
Gambar 4.16 Hasil kompensasi error drift poros yaw
Gambar di atas merupakan hasil pengukuran sudut oleh sensor giroskop
menggunakan complementary filter sebagai kompensasi error drift. Pengujian
dilakukan dengan melakukan gerakan pada tiga arah secara acak kemudian diam. Hasil
pengukuran menunjukkan ketika pada posisi diam pembacaan sudut tidak mengalami
pergeseran atau drift.
62
4.4. Pengujian Dimensi dan Bobot Perangkat
Berdasarkan spesifikasi yang diajukan mengenai dimensi dan bobot, penulis
menggunakan casing mouse bekas dengan dimensi 60 mm X 116 mm (Gambar 4.17
dan Gambar 4.18). Untuk mengetahui berat dari wireless air mouse yang telah
direalisasikan digunakan timbangan elektrik dengan ketelitian satu angka dibelakang
koma (Gambar 4.19).
Gambar 4.17 Pengukuran berat wireless air mouse
Gambar 4.19 Pengukuran panjang mouse dengan jangka sorong
63
Gambar 4.18 Pengukuran lebar mouse dengan jangka sorong
Pengujian Driver Mouse pada PC
4.5.
Aplikasi desktop driver mouse yang dirancang menggunakan aplikasi
pengembang Visual Studio.Net 2008. Untuk dapat menjalankan driver mouse pertama
perangkat PC harus sudah terinstal dotNet 3.5 untuk Windows Vista dan Windows 7.
Sedangkan untuk sistem operasi Windows XP harus sudah ter-update minimal Service
Pack 2.
Pengujian yang pertama adalah pengujian hasil build setup installer driver
mouse. Build setup installer diperlukan untuk mempermudah proses distribusi aplikasi
driver mouse yang dirancang sehingga dapat langsung dilakukan instalasi pada
perangkat PC. Gambar 4.20 menunjukkan antarmuka pengguna untuk melakukan
instalasi driver mouse yang telah dirancang pada sistem operasi Windows 7. Setelah
proses instalasi dilakukan maka secara otomatis akan dibuat jalan pintas (shortcut) pada
desktop komputer dan start menu (Gambar 4.21). Hal ini diperlukan untuk
mempermudah dan mempersingkat waktu pengguna untuk menjalankan aplikasi driver
mouse. Ketika aplikasi dijalankan maka secara otomatis aplikasi akan aktif pada system
tray seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.22.
64
Gambar 4.20 Antarmuka instalasi perangkat lunak driver mouse
Gambar 4.21 Jalan pintas driver mouse pada desktop dan start menu
Gambar 4.22 Notifikasi aplikasi driver mouse pada system tray
65
Untuk melakukan konfigurasi mouse dapat dilakukan dengan melakukan klik
kanan pada icon yang ditunjukkan oleh notifikasi pada Gambar 4.23 kemudian memilih
menu ”Setting”.
Gambar 4.23 System tray menu
Di dalam menu konfigurasi akan disediakan sebuah antarmuka yang terdiri atas
tiga bagian yaitu bagian pemilihan mode mouse apakah mode ”Air mouse” atau mouse
standar, bagian pengatur sensitivitas mouse serta bagian pengaturan tombol (Gambar
4.24). Pada mode ”Air mouse”, pengguna dapat menggunakan mouse tanpa perlu
menggunakan alas. Mode ini dikhususkan untuk pengguna ketika melakukan kegiatan
presentasi. Pada bagian pengaturan kecepatan, pengguna dapat melakukan konfigurasi
seberapa cepat gerak mouse yang dirasakan nyaman untuk digunakan. Selain itu
pengguna juga dapat melakukan konfigurasi kecepatan putar scroll dan kecepatan
penekanan tombol klik ganda sesuai dengan yang diinginkan pengguna.
Gambar 4.26 menunjukkan ketika pertama kali aplikasi driver mouse dijalankan
akan melakukan pencarian perangkat wireless air mouse. Pada saat perangkat wireless
air mouse dihidupkan dan terdeteksi oleh driver mouse secara otomatis perangkat
wireless air mouse akan terkoneksi dengan driver mouse (Gambar 4.25). Pengujian
berikutnya dilakukan dengan menjalankan aplikasi driver mouse pada sistem operasi
Windows XP. Berikut ini adalah gambar aplikasi driver mouse yang telah terinstal pada
sistem operasi Windows XP.
66
Gambar 4.24 Proses pencarian perangkat wireless air mouse
Gambar 4.25 Hasil instalasi driver mouse pada Windows XP
67
Secara keseluruhan hasil pengujian perangkat lunak driver mouse dapat bekerja
dengan baik sesuai dengan hasil yang diharapkan. Akan tetapi pada proses koneksi
antara perangkat wireless air mouse dan PC pada sistem operasi yang berbeda memiliki
cara yang berbeda pula. Contohnya pada Windows XP yang tidak secara otomatis
mengenali modul bluetooth pada mouse sebagai Standard Serial Over Bluetooth Link
sehingga perlu diinstal aplikasi tambahan. Untuk lebih jelas mengenai cara pemakaian
wireless air mouse dan driver mouse dapat dilihat pada Lampiran A tentang petunjuk
pemakaian.
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari hasil
pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh mana kinerja hasil
perancangan wireless air mouse yang telah dijelaskan pada Bab III dan mengetahui
tingkat keberhasilan terhadap spesifikasi yang telah diajukan. Pengujian yang dilakukan
meliputi pengujian tiap modul yang telah direalisasikan serta pengujian kinerja alat
secara keseluruhan.
4.1.
Pengujian Sistem Catu Daya
Catu daya merupakan bagian paling vital karena jika terjadi kegagalan pada
sistem catu daya akan berakibat pada rusaknya komponen elektronik yang digunakan.
Bagian utama yang perlu diuji adalah LDO regulator tipe MAX8881EUT33-T.
Pengujian dilakukan dengan memberikan beban pada bagian keluaran dengan variasi
nilai resistor 1 kΩ, 100 Ω, 50 Ω dan 20 Ω.
Gambar 4.1 Pengujian Sistem Catu Daya
49
50
Tabel 4.1. Hasil pengukuran LDO regulator MAX8881EUT33-T
Nilai Resistor
Tegangan Keluaran (V)
Arus Keluaran (mA)
1K Ω
3,311
3,31
100 Ω
3,311
33,1
50 Ω
3,308
66,2
20 Ω
3,290
164,5
Tabel 4.1 merupakan hasil pengujian dan pengukuran tegangan dan arus keluaran
dari MAX8881EUT33-T. Berdasarkan hasil pengukuran pada Tabel 4.1 dapat dilihat
bahwa tegangan keluaran LDO sesuai dengan hasil perancangan yaitu sebesar 3,311 V.
Pada pengujian dengan beban 20 Ω, tegangan keluaran turun menjadi 3,290 V dan arus
keluaran sebesar 164,5 mA, akan tetapi penurunan tegangan ini masih dapat ditoleransi
dengan asumsi bahwa sistem masih dapat bekerja pada tegangan beban 20 Ω dengan
konsumsi arus tidak melebihi arus pada beban 20 Ω.
Gambar 4.2 Pengujian pengontrol pengisian ulang baterai
Pengujian berikutnya dilakukan dengan memasang baterai dalam kondisi full
discharge atau kosong pada pin BAT (Gambar 4.2). Kemudian dilakukan pengukuran
tegangan dan arus pengisian ulang hingga baterai dalam kondisi full charge atau penuh.
51
Hasil pengujian menunjukkan bahwa proses pengisian baterai dapat berjalan dengan
baik. Proses pengisian berakhir dalam waktu tiga jam.
Gambar 4.3 Pengukuran proses pengisian ulang baterai
4.2.
Pengujian Koneksi Bluetooth
Bluetooth digunakan untuk melakukan koneksi antara mouse dan PC / laptop.
Proses pengujian koneksi antara mouse dan laptop dilakukan menggunakan blok
susunan pengujian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Blok pengujian modul bluetooth DF-Bluetooth V3
Langkah pertama sebelum melakukan pengujian adalah melakukan pairing antara
laptop dan modul bluetooth. Pengujian dilakukan dengan mengirimkan informasi teks
yang berasal dari modul mouse menuju laptop menggunakan komunikasi serial.
Informasi teks yang dikirimkan berupa “Tes Pengiriman Via Bluetooth” dengan
52
konfigurasi baudrate 9600. Teks yang diterima kemudian ditampilkan pada perangkat
lunak terminal seperti yang terlihat pada Gambar 4.5.
Pengujian berikutnya bertujuan mengetahui batas jarak pengiriman data bluetooth.
Pengujian pengukuran jarak transmisi data dilakukan dengan melakukan variasi jarak
pengiriman pada area bebas halangan (line of sight) dan ketika ada halangan berupa
tembok.
Gambar 4.5 Data bluetooth yang ditampilkan pada terminal
Tabel 4.2. Hasil pengujian jarak transmisi tanpa ada halangan
Jarak (m)
Kondisi data
2
Terkirim
4
Terkirim
6
Terkirim
8
Terkirim
10
Terkirim
15
Terkirim
20
Terkirim
>20
Tidak terkirim
53
Tabel 4.3. Hasil pengujian saat ada halangan
Jarak (m)
Kondisi data
2
Terkirim
4
Terkirim
6
Terkirim
8
Terkirim
10
Terkirim
>10
Tidak terkirim
Berdasarlan Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa pengiriman data pada kondisi tidak
ada halangan (line of sight) masih mampu mengirimkan data pada jarak maksimum 20
meter. Pengiriman data yang terhalang oleh tembok hanya mampu mengirimkan data
pada jarak di bawah 10 meter (Tabel 4.3). Dengan mengambil asumsi bahwa pengguna
tidak akan berpindah ruangan ketika menggunakan mouse disimpulkan bahwa hasil
pengujian modul bluetooth sesuai dengan spesifikasi[12] yaitu jangkauan pemakaian
maksimal 15 meter dari laptop.
4.3.
Pengujian IMU (Inertial Measurement Unit)
Pengujian IMU perlu dilakukan untuk mengetahui kinerja dari sensor-sensor pada
IMU maka pengujian dibagi dalam dua bagian, yaitu pengujian sensor akselerometer
dan pengujian sensor giroskop yang akan dibahas sub bab berikut.
4.3.1 Pengujian Sensor Akselerometer
Berdasarkan perancangan awal, sensor akselerometer LIS3LV02DL akan
dikonfigurasikan pada resolusi 16 bit dengan jangkauan pengukuran 2 g . Akan tetapi
pada datasheet tidak dicantumkan besarnya sensitivitas dari sensor. Pengujian yang
pertama dilakukan untuk menentukan sensitivitas dari masing-masing sumbu ukur
sensor akselerometer. Proses pengujian dilakukan dengan menempatkan masing-masing
sumbu pengukuran sejajar dengan gravitasi bumi[17] seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 4.6.
54
Gambar 4.6 Pengukuran raw data sensor akselerometer
Sebagaimana diketahui bahwa ketika sensor akselerometer dalam keadaan diam
maka tidak ada gaya yang mempengaruhi sensor kecuali gaya gravitasi. Dari kondisi
tersebut sensitivitas akselerometer dapat ditentukan dengan mengambil nilai maksimum
dan minimum pembacaan sensor kemudian menerapkan persamaan berikut[17].
Sensitivit as
Acc max Acc min
2g
(4.1)
Berikut adalah tabel hasil pengukuran jangkauan maksimum dan minimum dari
pembacaan akselerometer pada keadaan diam (statis).
Tabel 4.4. Hasil Pengukuran nilai maksimum dan minimum akselerometer
Sumbu Ukur
Maksimum
Minimum
Sensitivitas (LSB/g)
Offset Error
X
16804
-16056
16070
367
Y
16559
-16210
16385
175
Z
16911
-15890
16400
510
Dari hasil pengukuran didapat bahwa sensitivitas dari masing-masing sumbu
pengukuran berbeda-beda yaitu 16070 LSB/g untuk sumbu X, 16385 LSB/g untuk
sumbu Y dan 16400 LSB/g untuk sumbu Z. Selain itu terdapat zero g error offset di
mana keluaran sensor seharusnya menunjukkan nilai nol ketika sumbu ukur tegak lurus
gravitasi Bumi. Hal tersebut dimungkinkan karena adanya faktor lain di luar pengaruh
gravitasi seperti ketidakakuratan peletakan sensor atau getaran mekanik. Untuk
menghilangkan error offset dilakukan dengan mengurangkan nilai akselerometer yang
terbaca dengan nilai error offset masing-masing sumbu ukur.
55
Gambar 4.7 Pengukuran zero g bias error akselerometer
Tabel 4.5. Hasil pengamatan data akselerometer pada kondisi statis
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Rata-rata
Sumbu X (LSB)
Sumbu Y (LSB)
Sumbu Z (LSB)
6
-2
-11
-22
-22
-22
-5
12
12
-5
-13
-13
-3
-2
-3
6
6
8
-2
-16
10
-6
-3
2
9
9
9
5
2
-3
-6
3
3
23
15
-6
-6
-6
-1
6
5
6
-38
-22
26
48
20
20
-25
-13
-22
-5
0
0
-2
-3
-21
4
4
19
-2
-6
14
56
Untuk mengetahui kestabilan zero g bias sensor dari akselerometer dilakukan
percobaan pengambilan sejumlah data. Proses pengambilan data dilakukan pada saat
perubahan kecepatan 0g
dan tidak ada gaya luar yang berpengaruh pada sensor
(Gambar 4.7).
Tabel 4.5 merupakan hasil pengamatan dua puluh sampel data akselerometer
yang telah dilakukan. Idealnya keluaran sensor pada 0 g adalah nol. Akan tetapi pada
kenyataannya terdapat fluktiasi nilai akibat derau mekanik yang bukan bagian dari
percepatan yang terukur. Berdasarkan hasil percobaan tercatat memiliki bias error
absolute maksimum sebesar 22 LSB pada sumbu X, 23 LSB pada sumbu Y dan 48 LSB
pada sumbu Z.
Tabel 4.6. Hasil pengukuran oleh akselerometer pada sumbu x arah positif
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Percepatan
maksimum (m/s2)
2,34
1,55
1,71
1,10
1,64
2,62
1,65
1,75
4,07
3,81
1,88
1,92
4,60
4,90
2,56
4,01
4,10
3,59
4,30
2,56
Jarak
terukur (m)
0,510
0,047
0,054
0,053
0,047
0,079
0,090
0,091
0,095
0,101
0,133
0,138
0,158
0,152
0,159
0,280
0,288
0,302
0,288
0,260
Jarak
sebenarnya (m)
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,30
0,30
0,30
0,30
0,30
Error jarak (m)
0,001
0,003
0,004
0,003
0,003
0,021
0,010
0,009
0,005
0,001
0,017
0,012
0,008
0,002
0,009
0,020
0,012
0,002
0,012
0,040
Persentasi
error (%)
2,00
6,00
8,00
6,00
6,00
21,00
10,00
9,00
5,00
1,00
11,30
8,00
5,33
1,33
6,00
6,67
4,00
0,67
4,00
13,33
57
Tabel 4.7. Hasil pengukuran oleh akselerometer pada sumbu y arah positif
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Percepatan
maksimum (m/s2)
1,98
3,02
2,18
2,52
1,75
2,16
2,37
2,45
2,35
1,93
3,03
3,27
1,53
3,45
2,45
3,07
3,33
3,43
3,14
4,00
Jarak
terukur (m)
0,049
0,048
0,051
0,047
0,047
0,084
0,110
0,104
0,089
0,102
0,149
0,153
0,137
0,154
0,144
0,289
0,273
0,287
0,281
0,298
Jarak
sebenarnya (m)
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,10
0,10
0,10
0,10
0,10
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,30
0,30
0,30
0,30
0,30
Error jarak (m)
0,001
0,002
0,001
0,003
0,003
0,016
0,010
0,004
0,011
0,002
0,001
0,003
0,013
0,004
0,006
0,011
0,027
0,013
0,019
0,002
Persentasi
error (%)
2,00
4,00
2,00
6,00
6,00
16,00
10,00
4,00
11,00
2,00
0,67
2,00
8,67
2,67
4,00
3,67
9,00
4,33
6,33
0,67
Tabel 4.6 dan Tabel 4.7 menunjukkan hasil pengujian pengukuran jarak atau
langkah di atas permukaan bidang datar. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui
respon akselerometer dalam berbagai variasi percepatan tangan ketika menggerakkan
mouse. Pengukuran yang dilakukan dalam berbagai variasi percepatan ternyata
menghasilkan variasi hasil pengukuran. Dari hasil percobaan didapat semakin kecil
percepatan maksimal menghasilkan error pengukuran relatif lebih tinggi. Hal ini
disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain sensitivitas dari sensor, waktu pencuplikan
data yang terlalu lama sehingga menyebabkan kesalahan perhitungan jarak.
4.3.2 Pengujian Sensor Giroskop
Untuk mengetahui kinerja sensor giroskop ITG3205 yang digunakan perlu
dilakukan beberapa pengujian berkaitan dengan fungsi dari sensor sebagai pengukur
kecepatan sudut. Pengujian yang pertama dilakukan dengan memutar sensor giroskop
180o pada tiga sumbu pengukuran arah positif. Pengujian ini bertujuan untuk
58
mengetahui respon sensor terhadap perubahan kecepatan putaran sudut ketika memutar
sensor. Data hasil pembacaan sensor dikirimkan menuju PC untuk dilakukan akuisisi
data. Berdasarkan hasil pengujian masing-masing sumbu dapat merespon kecepatan
sudut dengan baik dan proporsional terhadap besarnya kecepatan sudut putar. Gambar
berikut ini merupakan hasil akuisisi data pembacaan sensor.
Gambar 4.8 Hasil pengujian giroskop poros roll
Gambar 4.9 Hasil pengujian giroskop poros pitch
Gambar 4.10 Hasil pengujian giroskop poros yaw
59
Pengujian berikutnya ditujukan untuk mengetahui hasil pengukuran sudut oleh
sensor giroskop. Pengujian dilakukan dengan memutar sensor searah dan berlawanan
jarum jam, pada 4 posisi sudut yaitu 90o, 180o , 270o dan 360o. Berikut adalah gambar
proses pengukuran sudut oleh sensor giroskop. Hasil pengujian sensor giroskop dalam
melakukan pengukuran sudut dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.8 Hasil pengukuran sensor gyroscope sumbu Z
No.
Sudut
Sudut
Selisih
Error (%)
terukur(o)
sebenarnya(o)
pengukuran(o)
1
30,060
30
0,06
0,200
2
59,650
60
0,35
0,583
3
88,350
90
1,65
1,833
4
115,836
120
4,164
3,470
5
144,490
150
5,51
3,673
6
172,330
180
7,67
4,261
Tabel 4.9 Hasil pengukuran sensor gyroscope sumbu Y
No,
Sudut
Sudut
Selisih
Error (%)
terukur(o)
sebenarnya(o)
pengukuran(o)
1
31,69
30
1,69
5,633
2
60,41
60
0,41
0,683
3
88,43
90
1,57
1,744
4
114,9
120
5,10
4,25
5
142,65
150
7,35
4,90
6
169,90
180
10,10
5,61
Pengujian selanjutnya bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari error drift
terhadap pembacaan sudut. Pengujian dilakukan dengan cara meletakkan sensor
giroskop pada posisi diam. Data pengukuran sudut kemudian dikirimkan menuju PC
untuk dilakukan akuisisi data kedalam bentuk grafik. Hasil pengujian dapat dilihat pada
Gambar 4.11 hingga Gambar 4.13.
60
Gambar 4.11 Pengukuran sudut poros roll
Gambar 4.12 Pengukuran sudut poros pitch
Gambar 4.13 Pengukuran sudut poros yaw
Setiap sampel data diambil dalam selang waktu 25 ms. Hasil pengujian
menunjukkan bahwa proses perhitungan sudut oleh giroskop tanpa kompensasi error
drift mengalami perubahan pembacaan dari waktu ke waktu. Pengukuran sudut pada
poros roll mengalami perubahan pembacaan sudut dengan laju 0,03o/s. Sedangkan
pengukuran sudut pada poros pitch dan yaw mengalami laju perubahan sudut sebesar
0,08 o/s dan 0,04 o/s.
61
Gambar 4.14 Hasil kompensasi error drift poros roll
Gambar 4.15 Hasil kompensasi error drift poros pitch
Gambar 4.16 Hasil kompensasi error drift poros yaw
Gambar di atas merupakan hasil pengukuran sudut oleh sensor giroskop
menggunakan complementary filter sebagai kompensasi error drift. Pengujian
dilakukan dengan melakukan gerakan pada tiga arah secara acak kemudian diam. Hasil
pengukuran menunjukkan ketika pada posisi diam pembacaan sudut tidak mengalami
pergeseran atau drift.
62
4.4. Pengujian Dimensi dan Bobot Perangkat
Berdasarkan spesifikasi yang diajukan mengenai dimensi dan bobot, penulis
menggunakan casing mouse bekas dengan dimensi 60 mm X 116 mm (Gambar 4.17
dan Gambar 4.18). Untuk mengetahui berat dari wireless air mouse yang telah
direalisasikan digunakan timbangan elektrik dengan ketelitian satu angka dibelakang
koma (Gambar 4.19).
Gambar 4.17 Pengukuran berat wireless air mouse
Gambar 4.19 Pengukuran panjang mouse dengan jangka sorong
63
Gambar 4.18 Pengukuran lebar mouse dengan jangka sorong
Pengujian Driver Mouse pada PC
4.5.
Aplikasi desktop driver mouse yang dirancang menggunakan aplikasi
pengembang Visual Studio.Net 2008. Untuk dapat menjalankan driver mouse pertama
perangkat PC harus sudah terinstal dotNet 3.5 untuk Windows Vista dan Windows 7.
Sedangkan untuk sistem operasi Windows XP harus sudah ter-update minimal Service
Pack 2.
Pengujian yang pertama adalah pengujian hasil build setup installer driver
mouse. Build setup installer diperlukan untuk mempermudah proses distribusi aplikasi
driver mouse yang dirancang sehingga dapat langsung dilakukan instalasi pada
perangkat PC. Gambar 4.20 menunjukkan antarmuka pengguna untuk melakukan
instalasi driver mouse yang telah dirancang pada sistem operasi Windows 7. Setelah
proses instalasi dilakukan maka secara otomatis akan dibuat jalan pintas (shortcut) pada
desktop komputer dan start menu (Gambar 4.21). Hal ini diperlukan untuk
mempermudah dan mempersingkat waktu pengguna untuk menjalankan aplikasi driver
mouse. Ketika aplikasi dijalankan maka secara otomatis aplikasi akan aktif pada system
tray seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.22.
64
Gambar 4.20 Antarmuka instalasi perangkat lunak driver mouse
Gambar 4.21 Jalan pintas driver mouse pada desktop dan start menu
Gambar 4.22 Notifikasi aplikasi driver mouse pada system tray
65
Untuk melakukan konfigurasi mouse dapat dilakukan dengan melakukan klik
kanan pada icon yang ditunjukkan oleh notifikasi pada Gambar 4.23 kemudian memilih
menu ”Setting”.
Gambar 4.23 System tray menu
Di dalam menu konfigurasi akan disediakan sebuah antarmuka yang terdiri atas
tiga bagian yaitu bagian pemilihan mode mouse apakah mode ”Air mouse” atau mouse
standar, bagian pengatur sensitivitas mouse serta bagian pengaturan tombol (Gambar
4.24). Pada mode ”Air mouse”, pengguna dapat menggunakan mouse tanpa perlu
menggunakan alas. Mode ini dikhususkan untuk pengguna ketika melakukan kegiatan
presentasi. Pada bagian pengaturan kecepatan, pengguna dapat melakukan konfigurasi
seberapa cepat gerak mouse yang dirasakan nyaman untuk digunakan. Selain itu
pengguna juga dapat melakukan konfigurasi kecepatan putar scroll dan kecepatan
penekanan tombol klik ganda sesuai dengan yang diinginkan pengguna.
Gambar 4.26 menunjukkan ketika pertama kali aplikasi driver mouse dijalankan
akan melakukan pencarian perangkat wireless air mouse. Pada saat perangkat wireless
air mouse dihidupkan dan terdeteksi oleh driver mouse secara otomatis perangkat
wireless air mouse akan terkoneksi dengan driver mouse (Gambar 4.25). Pengujian
berikutnya dilakukan dengan menjalankan aplikasi driver mouse pada sistem operasi
Windows XP. Berikut ini adalah gambar aplikasi driver mouse yang telah terinstal pada
sistem operasi Windows XP.
66
Gambar 4.24 Proses pencarian perangkat wireless air mouse
Gambar 4.25 Hasil instalasi driver mouse pada Windows XP
67
Secara keseluruhan hasil pengujian perangkat lunak driver mouse dapat bekerja
dengan baik sesuai dengan hasil yang diharapkan. Akan tetapi pada proses koneksi
antara perangkat wireless air mouse dan PC pada sistem operasi yang berbeda memiliki
cara yang berbeda pula. Contohnya pada Windows XP yang tidak secara otomatis
mengenali modul bluetooth pada mouse sebagai Standard Serial Over Bluetooth Link
sehingga perlu diinstal aplikasi tambahan. Untuk lebih jelas mengenai cara pemakaian
wireless air mouse dan driver mouse dapat dilihat pada Lampiran A tentang petunjuk
pemakaian.