bab iv pengujian dan analisis 4.1. pengujian sensor tegangan · 4.1. pengujian sensor tegangan...

29

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISIS

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai pengujian alat, dan kemudian dilakukan

analisis dari hasil pengujian tersebut. Pengujian tersebut bertujuan untuk mengetahui

bagaimana alat bekerja, serta untuk mengetahui tingkat keberhasilan alat yang bekerja

sesuai dengan spesifikasi.

4.1. Pengujian Sensor Tegangan

Pengujian sensor tegangan untuk mendapatkan nilai tegangan efektif atau

tegangan rms (root mean square) pada alat yang bekerja. Karena tegangan yang

bekerja pada alat adalah tegangan AC dengan bentuk gelombang sinus maka

keluaran dari sensor tegangan ZMPT101B juga berbentuk sinus.

Untuk mencari nilai tegangan efektif pada percobaan ini menggunakan

persamaan:

(4.1)

Dimana:

Y = Nilai data efektif

N = Banyaknya data pengukuran

= Data pengukuran

Pada pengujian ini, mikrokontroler mengambil data secara berkala setiap 20

gelombang atau setiap 0.4 detik. Data sensor yang masuk ke mikrokontroler

selama 0.4 detik sebanyak 104 data. Setiap data tersebut kemudian dikuadratkan

dan dijumlahkan, sehingga didapat jumlah dari data yang sudah dikuadratkan.

Jumlah data dibagi dengan 104, kemudian data tersebut diakar kuadratkan, dan

akan didapat data efektif dari sensor tegangan.

30

Gambar 4.1. Pengukuran tegangan menggunakan multimeter

Tabel 4.1. Pengukuran dan kalibrasi sensor tegangan

Pengukuran Multimeter

(VAC)

ADC (0-1023) Rata-rata

ADC

0 4.7 4.8 4.4 4.5 5.0 4.7 4.8 4.7 4.9 4.6 4.71

12.02 8.8 8.6 8.6 8.5 8.6 9.1 8.7 9.1 9.3 9 8.8

29.14 15.32 15.6 15.01 15.35 15.06 15.03 15.16 15.83 15.35 16.21 15.38

231.3 80.7 79.6 78.5 78.9 79.8 80.8 81.3 82.3 81.6 80.2 80.37

Data dari ADC diolah untuk mendapatkan grafik. Grafik tersebut kemudian

dicari persamaan garisnya. Berikut adalah grafik berdasarkan data pada tabel.

Gambar 4.2. Grafik dan persamaan garis lurus pengukuran tegangan.

31

Dari grafik tersebut dapat diketahui bahwa semakin besar tegangan yang

diukur maka semakin besar juga nilai pembacaan ADC pada mikrokontroler. Data

ADC tersebut kemudian diolah menjadi persamaan garis yang sudah didapat.

Persamaan garis yang didapat dijadikan sebagai nilai kalibrasi pada sensor

agar nilai tegangan yang dihasilkan sama dengan nilai tegangan yang diukur pada

multimeter.

Persamaan garisnya yaitu :

(4.2)

Di mana y adalah keluaran tegangan yang diukur dan x adalah nilai keluaran

efektif sensor tegangan. Untuk mengetahui ralat sensor tegangan, maka dilakukan

pengujian tingkat ketelitian pembacaan sensor. Berikut hasil pengujian tersebut.

Tabel 4.2. Pengujian Sensor Tegangan.

Tegangan Terukur pada sensor tegangan (VAC) Rata-rata

(VAC)

Ralat

(%)

0 0 0 0 0 0 0 0

12.02 12.60 12.35 12.54 11.97 12.25 12.342 2.67

29.14 30.2 29.03 29.54 29.88 29.76 29.682 1.85

231.3 231.83 230.56 231.46 230.41 231.70 231.192 0.04

rata-rata

ralat

(%) 1.14

Gambar 4.3. Pengukuran sensor tegangan ZMPT101B pada

tegangan 231.3V.

32

Dari data yang didapat, diketahui bahwa sensor tegangan ZMPT101B

memiliki ralat sebesar 1.14%.

4.2. Pengujian Sensor Arus

Pengujian sensor arus ACS712 untuk mendapatkan nilai arus efektif atau

arus RMS (root mean square). Sama halnya dengan sensor tegangan ZMPT101B,

data keluaran pada sensor ACS712 akan diambil secara berkala dan diolah untuk

nantinya dikalibrasi dengan pembacaan arus pada multimeter. Untuk mencari nilai

arus efektif pada percobaan ini menggunakan persamaan 4.1.

Pada pengujian sensor arus ini sama dengan pengujian pada sensor

tegangan, dimana mikrokontroler akan mengambil data setiap 20 gelombang atau

setiap 0.4 detik. Data yang masuk pada mikrokontroler selama 0.4 detik sebanyak

104 data.

Setiap data tersebut nantinya akan dikuadratkan, dan dijumlah total

kuadratnya. Total kuadrat tersebut dibagi 104 dan diakar kuadratkan agar

didapatkan data efektif dari sensor arus.

Tabel 4.3. Pengukuran dan kalibrasi sensor arus.

Pengukuran

Multimeter

(A)

ADC (0-1023)

Rata-

rata

ADC

0 5.03 4.61 4.71 4.81 4.65 4.78 4.53 4.6 4.84 4.63 4.719

0.21 7.21 7.38 7.12 8.01 7.12 7.14 7.35 7.01 7.32 7.01 7.267

0.27 8.15 8.5 8.76 7.64 8.45 8.26 8.44 8.07 7.99 7.84 8.21

0.33 8.15 8.53 8.63 8.45 8.28 8.17 7.89 8.16 8.19 8.1 8.255

0.67 15.18 15.11 14.94 15.78 15.49 15.66 15.91 14.32 15.38 15.35 15.312

1.86 37.23 37.89 37.40 36.88 36.12 37.30 36.92 37.94 36.54 37.99 37.221

Pengujian tersebut mengunakan berbagai beban yang berbeda yaitu, 0 watt,

45 watt, 60 watt, 77 watt, 154 watt, dan 395 watt. Data tersebut diolah menjadi

grafik dan dicari persamaan garisnya untuk dapat menghasilkan nilai kalibrasi

sensor arus ACS712.

33

Gambar 4.4. Grafik dan persamaan garis lurus pengukuran arus.

Dari grafik terlihat bahwa semakin besar arus yang mengalir maka keluaran

dari sensor arus ACS712 akan semakin besar. Dari persamaan garis tersebut

didapat nilai kalibrasi untuk sensor arus ACS712. Persamaan garisnya yaitu:

(4.3)

Dimana y adalah keluaran arus yang terukur dan x adalah nilai keluaran

efektif adc dari sensor arus ACS712. Untuk mengetahui ralat sensor arus, maka

dilakukan pengujian tingkat ketelitian pembacaan sensor. Berikut hasil pengujian

tersebut.

Tabel 4.4. Pengujian Sensor Arus.

Arus (A) Terukur pada sensor arus (A) Rata-rata

(A)

Ralat

(%)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0.21 0.26 0.25 0.25 0.28 0.21 0.18 0.18 0.18 0.19 0.21 0.219 4.28

0.27 0.27 0.35 0.27 0.26 0.26 0.18 0.18 0.28 0.22 0.26 0.253 6.29

0.33 0.29 0.35 0.31 0.34 0.28 0.31 0.33 0.30 0.32 0.34 0.317 3.93

0.67 0.68 0.68 0.67 0.65 0.71 0.68 0.67 0.66 0.62 0.64 0.666 0.5

1.86 1.88 1.91 1.89 1.89 1.89 1.86 1.84 1.82 1.82 1.81 1.861 0.05

rata-rata ralat(%) 2.5

34

Gambar 4.5. Pengukuran arus menggunakan multimeter

Gambar 4.6. Pengukuran sensor arus ACS712 pada beban 77 watt.

Dari data yang didapat, diketahui bahwa sensor tegangan ACS712 memiliki

ralat sebesar 2.5%.

35

4.3. Pengujian Menu “ON/OFF”

Menu “ON/OFF” untuk menghidup-matikan port terpilih. Ketika slider

switch pada aplikasi android diaktifkan, maka android akan mengirimkan data

serial ke mikrokontroler melalui bluetooth, lalu data yang didapat akan diolah

untuk menghidupkan port stop kontak terpilih.

Gambar 4.7. User interface menu “ON/OFF” pada aplikasi android.

Pengujian menu “ON/OFF” dilakukan dengan menyala-matikan satu persatu

port terpilih menggunakan aplikasi android. Berikut data yang didapat :

Tabel 4.5. Data percobaan menu “ON”.

Percobaan Port1 Port2 Port3 Port4 Port5

1 Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil




36







Tabel 4.6. Data percobaan menu “OFF”.












Dari data yang didapat menunjukkan persentase keberhasilan pengujian

menu “ON/OFF” sebesar 100%. Data berhasil dikirimkan oleh android melalui

bluetooth dan diterima oleh bluetooth pada stop kontak, data yang diterima diolah

oleh mikrokontroler, kemudian mikrokontroler mengeksekusi untuk menyalakan

relay yang terhubung pada port stop kontak.

4.4. Pengujian Menu “Timer”

Menu “Timer” digunakan untuk menghidupkan port terpilih pada stop

kontak hingga jangka waktu tertentu (jam, menit, detik) sesuai dengan yang

diaturkan pada aplikasi android. Pada user interface terdapat kolom untuk

37

memasukkan nilai jam, menit dan detik. Nilai tersebut akan dikonversikan

menjadi nilai dalam satuan detik oleh aplikasi android.

Gambar 4.8. User interface menu “Timer” pada aplikasi android.

Pada menu “Timer” ketika slider switch diaktifkan, maka nilai tersebut

akan dikirimkan beserta port yang diplih ke mikrokontroler melalui bluetooth.

Data diterima oleh mikrokontroler dan dieksekusi menjadi perintah untuk

menghidupkan atau mematikan relay yang terhubung pada port stop kontak. Relay

akan aktif hingga batas waktu nilai yang dimasukan pada aplikasi android,

sebelum akhirnya relay menjadi nonaktif..

Pengujian menu “Timer” dilakukan dengan menyala-matikan satu persatu

port terpilih (indikator lampu LED 5 watt) menggunakan aplikasi android selama

1 menit tiap port nya. Berikut data yang didapat :

38

Tabel 4.7. Data percobaan menu “Timer”.


1 Gagal Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil










Keberhasilan pengujian didapatkan ketika lampu pada port terpilih dapat

menyala dalam jangka waktu selama 1 menit, sesuai dengan nilai yang

dimasukan pada aplikasi android, kemudian port stop kontak akan nonaktif dan

lampu akan mati.

Berdasarkan data di tabel presentase keberhasilan sebesar 98%,

kegagalan pada percobaan disebabkan karena android tidak mengirimkan data

dengan benar, sehingga data yang diterima oleh mikrokontroler tidak dapat

dieksekusi menjadi perintah untuk menghidupkan relay yang terhubung pada

port.

4.5. Pengujian Menu “Scheduling”

Pada menu Scheduling, terdapat kolom “Date”, ketika kolom tersebut

ditekan maka akan menampilkan tanggal yang dapat dipilih, dengan minimal

jangkauan tanggal adalah hari yang sama ketika aplikasi tersebut digunakan

hingga waktu yang tak terbatas. Juga terdapat kolom jam, menit, dan detik untuk

pewaktuan juga.

Ketika slider switch diaktifkan maka android akan mengirimkan data

port yang dipilih dan pewaktuan (tanggal, jam, menit, dan detik) ke

mikrokontroler melalui bluetooth. Data tersebut diolah kemudian dieksekusi

39

menjadi perintah oleh mikrokontroler untuk mengaktif-nonaktifkan relay yang

terhubung ke port pada stop kontak.

Gambar 4.9. User interface menu “Scheduling” pada aplikasi android.

Data tanggal, jam, menit, dan detik yang dipilih dikirimkan ke

mikrokontroler melalui bluetooth. Data tersebut kemudian dibandingkan dengan

waktu pada modul RTC, ketika data pada modul RTC dan data yang diterima

oleh mikrokontroler dari android sama, maka mikrokontroler akan memberikan

perintah untuk menyalakan atau mematikan port yang sudah dipilih pada

aplikasi android.

Pengujian menu “Scheduling” dilakukan dengan menyala-matikan satu

persatu port terpilih (indikator lampu LED 5 watt) menggunakan aplikasi

android pada waktu yang sudah diaturkan pada tanggal 23 Februari 2017 dengan

berbagai variasi waktu. Berikut data yang didapat :

40

Tabel 4.8. Data percobaan menu “Scheduling”.












Keberhasilan pengujian didapatkan ketika port pada stop kontak dapat

aktif dan nonaktif, dalam hal ini menghidup-matikan lampu LED 5 watt sesuai

waktu yang telah diaturkan.

Persentase keberhasilan pengujian menu “Scheduling” sebesar 100%,

dimana semua lampu di setiap port dapat menyala ataupun mati tepat sesuai

dengan masukan pewaktuan pada aplikasi android.

4.6. Pengujian Menu “Info Pemakaian kWh”

Pengujian menu “Info Pemakaian kWh” untuk mengetahui energi listrik

yang telah terpakai pada stop kontak sejak pertama kali dihidupkan. Untuk

mendapatkan nilai daya, maka menggunakan persamaan rumus:

Di mana P adalah daya yang akan dihitung, V adalah tegangan yang

bekerja pada stop kontak, yang didapatkan dari keluaran sensor tegangan, dan I

adalah arus yang mengalir pada stop kontak, yang didapatkan dari keluaran

sensor arus . Energi listrik yang terukur pada stop kontak dibandingkan dengan

hasil pengukuran kWh meter milik PLN.

41

Pada pengujian ini menggunakan beban 100 watt (3 lampu, 2 kipas

angin) dan pengujian dilakukan selama 1 jam. Berikut data yang didapat dari

hasil pengukuran:

Gambar 4.10. Pembacaan pemakaian kWh pada serial monitor.

Gambar 4.11. Pembacaan kWh meter PLN sebelum pengujian.

42

Gambar 4.12. Pembacaan kWh meter PLN setelah pengujian.

Dari data hasil pengujian didapatkan bahwa energi listrik yang terpakai

pada kWh meter PLN sebesar ±0.1 kWh, sementara data pembacaan energi

listrik yang terpakai oleh serial monitor sebesar 0.09873548 kWh. Data yang

didapat dari dua alat ukur yang berbeda didapati hampir sama, ketelitian dan

ralat tidak dapat diukur karena kWh meter yang digunakan masih berbentuk

analog.

4.7. Pengujian Jarak Kerja Efektif Bluetooth

Pengujian jarak kerja efektif bluetooth dilakukan dengan mengukur jarak

dimana bluetooth pada android masih dapat terkoneksi dengan bluetooth pada

stop kontak dan mengendalikan stop kontak. Pengendalian yang dimaksud

adalah menghidup-matikan port 1 menggunakan menu “ON/OFF”. Jarak yang

diukurkan memiliki interval setiap 1 meter. Berikut data hasil pengujian jarak

kerja efektif bluetooth:

Tabel 4.9. Data percobaan pengujian jarak efektif bluetooth

Jarak (m) Port1 (ON) Port1 (OFF)

1 Berhasil Berhasil

2 Berhasil Berhasil

43

3 Berhasil Berhasil

4 Berhasil Berhasil

5 Berhasil Berhasil

6 Berhasil Berhasil

7 Berhasil Berhasil

8 Berhasil Berhasil

9 Berhasil Berhasil

10 Berhasil Berhasil

11 Gagal Gagal

12 Gagal Gagal

Berdasarkan data yang didapat, jarak kerja efektif bluetooth sebesar ±10

meter, di mana ketika pada jarak 11 meter dan 12 meter, bluetooth masih

terkoneksi tetapi data yang terkirim dan masuk tidak dapat diterima.

bab iv pengujian dan analisis 4.1. pengujian sensor tegangan · 4.1. pengujian sensor tegangan...

Documents