84

BAB IV

PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Didalam bab empat laporan proyek akhir ini membahas tentang pengujian

dan pembahasan alat.

4.1 Pengujian Fungsional

Pengujian fungsional bagian demi bagian dan sistem keseluruhan yang

terdiri dari pengujian rangkaian catu daya, rangkaian sistem minimum

mikrokontroler ATMega8535, LCD 16x2, Sensor SHT11, rangkaian driver dan

software.

4.1.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya

Catu daya yang dibutuhkan pada sistem adalah catu daya dengan output

tegangan +12V. Catu daya yang dipakai menggunakan dioda bridge (jembatan)

dengan filter kapasitor. Titik pengukurannya pada output IC 7812 dengan ground

sebagaimana Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Pengukuran catu daya

85

Tabel 4.1. Pengujian rangkaian catu daya

No Bagian

Tegangan

terukur Bentuk

gelombang Keterangan

Tanpa

beban

Beban

penuh

1 Transformator 16,06 V 14,6 V

Volt/Div = 5V

Time/Div = 2ms

2 Regulator

7812 (1) 12 V 11,94 V

Volt/Div = 5V

Time/Div = 2ms

3 Regulator

7812 (2) 12 V 11,81 V

Volt/Div = 5V

Time/Div = 2ms

4 Ground 0 V 0 V

Volt/Div = 5V

Time/Div = 2ms

Pengujian fungsional rangkaian ini meliputi pengujian rangkaian tanpa

beban dan dengan beban penuh. Catu daya menggunakan transformator 15 Volt

2A. Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa pada saat diberi beban penuh

tegangan trafo turun hingga 14.6 Volt. Pada regulator (2) yang memiliki beban

rangkaian driver dengan arus yang lebih besar dari regulator (1), menunjukkan

terjadi drop tegangan yang lebih besar dari tegangan tanpa beban.

86

Hasil pengukuran VDC dengan menggunakan multimeter pada rangkaian catu

daya di titik didepan dioda bridge menunjukkan angka 18VDC, hal ini mendekati

dengan nilai pada perencanaan.

4.1.2 Pengujian Mikrokontroler ATMega8535

Mikrokontroler merupakan unit terpenting yang mengontrol semua unit

hardware dalam sistem ini.

Pengujian sistem minimum ATMega8535 ini bertujuan untuk mengetahui

apakah mikrokontroler sudah bekerja dengan baik, atau masih ada error di port

I/O IC ATMega8535. Pengujian dilakukan dengan mendownload program Basic

yang telah dicompile. Listing programnya sebagai berikut.

$regfile = "m8535.dat" 'deklarasi mikrokontroler yang digunakan

$crystal = 12000000 'deklarasi crystal yang digunakan yaitu 12MHz

'PENDEFINISIAN PIN LCD MIKRO

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Porta.4 , Db5 = Porta.5 , Db6 = Porta.6 , Db7 = Porta.7 , E =

Porta.2 , Rs = Porta.0 'rw=porta.1

Config Lcd = 16 * 2

Cursor Off Noblink

'--------------------------------config pin &port ------------------------------

Config Porta = Output 'konfigurasi sebagai output

Config Portb = Output 'konfigurasi sebagai output

Config Portc = Output 'konfigurasi sebagai output

Config Portd = Output 'konfigurasi sebagai output

Porta = 240

Portb = 15

Portc = 170

Portd = 255

End 'end program

Maksud pengujian tersebut, masing – masing port mikrokontroler

diberikan nilai desimal, sementara port – port tersebut di konfigurasi sebagai

87

output. Maka outputnya berupa nilai biner yang ditampilkan dari pin 7 sampai pin

0. Hasil dari pengujian rangkaian mikrokontroler beserta rinciannya dapat dilihat

pada tabel 4.2.

Tabel 4.2. Pengujian sistim minimum ATMega8535

No PORT

Nilai

Desimal

Output Pin (Volt)

7 6 5 4 3 2 1 0

27 2

6 2

5 2

4 2

3 2

2 2

1 2

0

1 PORTA 240 5V 5V 5V 5V 0V 0V 0V 0V

2 PORTB 15 0V 0V 0V 0V 5V 5V 5V 5V

3 PORTC 170 5V 0V 5V 0V 5V 0V 5V 0V

4 PORTD 255 5V 5V 5V 5V 5V 5V 5V 5V

Dari hasil pada Tabel 4.2, didapat kesimpulan bahwa sistim minimum

ATMega8535 bekerja dengan baik, sesuai dengan perencanaan yang telah dibuat,

karena output yang dikeluarkan dari tiap – tiap port sesuai dengan input yang

diberikan.

4.1.3 Pengujian Timer ATMega8535

Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan interval waktu yang sesuai

dengan waktu yang sebenarnya, dimana pada aplikasinya sistem timer yang

dibutuhkan adalah per 1 menit. Berikut ini perhitungan untuk mendapatkan besar

register TCNT0 dengan interval waktu 10 ms.

88

TTimer 0 = 𝑇𝑂𝑠𝑐 ∗ ((1 + 255) − 𝑇𝐶𝑁𝑇0) ∗ 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑐𝑎𝑙𝑒𝑟 (Persamaan 4.1)

Keterangan :

𝑇𝑇𝑖𝑚𝑒𝑟 0 = Perioda Timer0

𝑇𝑂𝑠𝑐 = Perioda oscilator, crystal yang dipakai adalah 12,000000MHz

TCNT0 = Penyimpan data cacahan Timer/counter0

Prescaler = Skala pembagi, menggunakan prescaler 1024

𝑇𝑂𝑠𝑐 =1

12000000

10ms =1

12000000𝑥(256 − 𝑇𝐶𝑁𝑇0) 𝑥 1024

TCNT0 = 256 − (10𝑚𝑠 𝑥 12000000

1024)

TCNT0 = 139.

Dengan demikian besar register TCNT0=139, untuk mendapatkan interval clock

10ms. Agar menjadi 1 detik, diperlukan pengali 100 dalam program.

$regfile = "m8535.dat"

$crystal = 12000000

Dim A As Byte

Dim Sekon As Byte 'detik timer

'PENDEFINISIAN PIN LCD MIKRO

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Porta.4 , Db5 = Porta.5 , Db6 = Porta.6 , Db7 = Porta.7 , E =

Porta.2 , Rs = Porta.0 'rw=porta.1

Config Lcd = 16 * 2

89

Cursor Off Noblink

-------------------------------config timer0-----------------------------------

Config Timer0 = Timer , Prescale = 1024

A = 0

Sekon = 0

Do

Cursor Off

Timer0 = &H8B 'ISI NILAI TIMER / 139

Start Timer0 'AKTIFKAN TIMER

Incr A

Cls

Lcd "D= " ; Sekon

Waitms 50

If A = 100 Then

A = 0

Sekon = Sekon + 1

End If

Bitwait Tifr.0 , Set 'TUNGGU HINGGA OVERFLOW

Set Tifr.0

Loop

Pengujian timer menggunakan stopwatch untuk mengetaui apakah timer

mikrokontroller linier dengan waktu sesungguhnya. Hasil pengujian dapat dilihat

pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3. Hasil pengujian timer ATMega8535

Timer mikrokontroler Stopwatch

Detik:10 00:00:09

Detik:20 00:00:18

Detik:30 00:00:27

Detik:40 00:00:36

Detik:50 00:00:46

Detik:60 00:00:56

90

Timer pada mikrokontroler lebih cepat 4 detik dalam hitungan 1menit.

Artinya timer mikrokontroler memiliki kesalahan. Besar faktor kesalahan

permenitnya dihitung sebagai berikut.

Error permenit =60 − 56

60𝑥100%

Error permenit = 6,7%

4.1.4 Pengujian LCD 16x2

Pengujian penampil LCD 16x2 menggunakan mikrokontroler

ATMega8535. Pengujian ini untuk mengetahui apakah LCD 16x2 berhasil

menampilkan karakter sesuai program yang didownload ke mikrokontroler. Blok

pengujian seperti Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Blok pengujian LCD 16x2

Listing program :

$regfile = "m8535.dat"

$crystal = 12000000

'PENDEFINISIAN PIN LCD MIKRO

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Porta.4 , Db5 = Porta.5 , Db6 = Porta.6 , Db7 = Porta.7 , E =

Porta.2 , Rs = Porta.0 'rw=porta.1

Config Lcd = 16 * 2

Cursor Off Noblink

91

Cls

Locate 1 , 6

Lcd "DIPLOMA"

Cursor Off

Locate 2 , 2

Lcd "T. ELEKTRO - UGM"

Cursor Off

End ‘end program

Program di atas dicompile kemudian didownload ke mikrokontroler. Setelah

dijalankan hasilnya sebagaimana pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3. Hasil pengujian LCD 16x2

LCD 16x2 menampilkan sesuai program yang dikehendaki. LCD bekerja dengan

baik.

4.1.3 Pengujian Rangkaian Driver Relay

Pengujian rangkaian ini bertujuan untuk mengetahui apakah rangkaian

dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan, yakni relay akan bekerja ketika

diberikan tegangan pada kaki basis transistor sebesar (±4.9V) sehingga transistor

bekerja, apakah arus yang dihasilkan transistor cukup untuk mengaktifkan relay.

Pengujian dilakukan dengan mengukur nilai Ic.

92

Setelah dilakukan pengukuran, didapatkan besar arus Ic sebesar 150 mA dan Ib

sebesar 4 mA. Sedangkan jika dibandingkan dengan Ic berdasarkan perhitungan

maka :

Ic = Ib * hFE

= 4 mA * 40

= 160 mA.

Berdasarkan pengujian diatas, dengan arus sebesar 150 mA cukup untuk

mengaktifkan relay.

4.1.4 Pengujian Sensor SHT11

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui akurasi pengukuran suhu oleh

sensor SHT11 untuk kemudian dilakukan perbandingan dengan menggunakan alat

ukur temperatur hygrometer.

Tabel 4.4. Hasil pengujian SHT11 (1)

Pengujian Suhu

Interval (menit) SHT11 (ºC) Hygrometer (ºC)

1 29.75 29.80

2 30.05 30.25

3 31.68 31.33

4 32.74 32.89

5 34.25 34.54

93

Tabel 4.5. Hasil pengujian SHT11 (2)

Pengujian Kelembaban udara

Interval (menit) SHT11 (%) Hygrometer (%)

1 81.75 81.22

2 80.84 81.25

3 74.51 74.77

4 71.57 71.81

5 66.77 66.95

Pengukuran pengujian suhu dan kelembaban udara dimulai dengan suhu

lingkungan (suhu kamar).

Keluaran sensor SHT11 menunjukkan perbedaan yang tidak begitu besar dengan

pengukuran menggunakan hygrometer, hal ini menunjukkan bahwa keluaran

sensor SHT11 memang telah terkalibrasi dari pabrikan.

4.2 Pengujian Sistem Keseluruhan

Pada bagian ini dilakukan pengujian sistem keseluruhan dengan

melakukan pengeringan terhadap gabah. Berikut listing program utamanya :

94

‘==========================ambil data=======================

Sub Take()

Local Datavalue As Word

Local Databyte As Byte 'start with "transmission start"

Set Sck

Reset Dataout

Reset Sck

Set Sck

Set Dataout

Reset Sck 'now send the command

Shiftout Dataout , Sck , Perintah , 1

Ddrb = &B11111101 'datain is now input

Config Pinb.1 = Input 'datain

Set Sck 'click one more off

Reset Sck

Waitus 10 'no idea why, but it doesn't work without it!

Bitwait Pinb.1 , Reset 'wait for the chip to have data ready

Shiftin Datain , Sck , Databyte , 1 'get the MSB

Datavalue = Databyte

Ddrb = &B11111111

Config Pinb.1 = Output

Reset Dataout 'this is the tricky part- Lot's of hair pulling- have to tick the ack!

Set Sck

Reset Sck

Ddrb = &B11111101 'datain is now input

Config Pinb.1 = Input

Shiftin Datain , Sck , Databyte , 1 'get the LSB

Shift Datavalue , Left , 8

Datavalue = Datavalue Or Databyte

'don't tick the clock or ack since we don't need the CRC value, leave it hanging!

Dataword = Datavalue

Ddrb = &B11111111

Config Pinb.1 = Output

Reset Dataout

Set Sck

Reset Sck

Ddrb = &B11111101 'datain is now input

Config Pinb.1 = Input

Shiftin Datain , Sck , Databyte , 1 'not using the CRC value for now- can't figure it out!

‘Anybody know how to impliment?

'Print "CRC value was - " ; Databyte

Ddrb = &B11111111

Config Pinb.1 = Output

Set Dataout

Set Sck

Reset Sck

End Sub

95

‘==================timer aktif=================

Sub Delay10ms

Cursor Off

Timer0 = &H8B

Start Timer0 'aktifkan timer0

Incr Cacah

If Cacah = 10 Then

Cacah = 0

Sekon = Sekon + 1

End If

If Sekon = 22 Then

Sekon = 0

Menit = Menit + 1

End If

If Menit = 60 Then

Menit = 0

Jam = Jam + 1

End If

If Jam = 12 Then

Jam = 0

End If

If Menit = Menite And Jam = Jame Then '

Goto Stop_timer

End If

Ddrb = &B11111111

Config Pinb.0 = Output

Config Pinb.1 = Output

Set Dataout

For Control = 1 To 12

Set Sck

Waitus 2

Reset Sck

Waitus 2

Next Control

'----------------------------hitung temperature---------------------------------

Perintah = &B00000011 'sht11 command to get temperature

Call Take

Tc = T1c * Dataword

Tc = Tc - 40

Konversisuhu = Tc

Dis = Fusing(konversisuhu , "###.##")

T = Dis

96

Alat diisi dengan gabah seberat 3.6 Kg. Suhu didalam ruang sumber kalor

lebih besar daripada udara luar, maka terjadi perpindahan panas karena adanya

perbedaan suhu antara kedua ruangan.

Berikut ini tabel dimensi alat pengering gabah :

Tabel 4.6. Tabel dimensi alat pengering gabah

No Uraian Dimensi alat (mm)

Panjang Lebar Tinggi

1 Unit keseluruhan alat 600 300 300

2 Unit bak pengering 400 300 1500

3 Unit saluran udara 400 300 1500

4 Unit kipas penghembus 140 140 140

5 Unit sumber panas 1000

'-----------------------------hitung humidity-----------------------------------

Perintah = &B00000101 'sht11 command to get humidity

Call Take

Hitung = C2 * Dataword

Hitung2 = Dataword * Dataword

Hitung2 = Hitung2 * C3

Hitung = Hitung + C1

Rhlinear = Hitung + Hitung2

Hitung = T2 * Dataword

Hitung = Hitung + T1c

Hitung2 = Tc - 25

Hitung = Hitung2 * Hitung

Rh = Rhlinear + Hitung 'Now is Rh temp comp

Dis = Fusing(rh , "##.##")

Hum = Dis

Bitwait Tifr.0 , Set 'tunggu hingga ov

Set Tifr.0

End Sub

Stop_timer:

Stop Timer0 'matikan timer0

Reset Heater

Reset Blower

Goto Rampung

97

Dengan spesifikasi sebagai berikut :

1. Jenis bahan : kayu

2. Kapasitas muat : 5 Kg

Dan berikut spesifikasi kipas penghembus dan elemen pemanas :

Kipas penghembus (blower)

1. Tipe : motor AC

2. Jumlah sudu kipas : 7 buah

3. Diameter kipas : 140 mm

4. Putaran kipas : 1853 Rpm

5. Daya yang digunakan : 17.6 watt

Elemen pemanas

1. Jenis : Nikelin

2. Tipe : Tak langsung

3. Kebutuhan daya : 300 Watt

4. Maksimum suhu : 75 ºC

Data maksimum suhu didapatkan dari menyimpulkan ketika dilakukan

pengujian individual elemen pemanas, elemen pemanas memerah penuh dengan

suhu ± 75 ºC.

Untuk pertama kali, maka pengguna akan diberikan pilihan menu, yaitu

untuk menentukan batas suhu dan batas waktu pengeringan. Menurut Arkema

98

(1992), pengeringan bahan hasil pertanian dengan menggunakan aliran udara

pengering yang baik adalah antara 45 ºC sampai 75 ºC, pengeringan pada suhu

dibawah 45 ºC mikroba dan jamur yang dapat merusak produk masih hidup,

sehingga daya awet dan mutu produk rendah. Dan pengeringan pada suhu diatas

75 ºC menyebabkan struktur kimiawi dan fisik produk rusak.

Batas suhu ruangan diatur pada 50 ºC. Dan waktu pengeringan selama 1

jam 10 menit. Tebal lapisan gabah yaitu ± 3 cm. Selama pengeringan gabah

dibolak – balik setiap ±10 menit.

Gambar 4.4 : Tampilan menu

Percobaan dimulai pada suhu ruangan 29 ºC. Dari data hasil percobaan

diketahui bahwa pada saat alat diberi sumber tegangan, maka alat mulai bekerja

dengan terjadinya perubahan suhu, dalam artian suhu awal yakni suhu ruangan 29

ºC mulai naik mendekati suhu yang dikehendaki. Suhu ini didapat setelah alat

bekerja selama 10 menit. Suhu ini dijaga kestabilannya dengan menghidup dan

mematikan elemen pemanas dan blower. Hal ini terjadi selama pengeringan

berlangsung untuk mendapatkan hasil kandungan air yang dikehendaki yaitu

dengan mencari ratio antara bobot atau kadar air bahan.

99

Gambar 4.5.Proses pengeringan

Tabel 4.7. Tabel kenaikan suhu

Kenaikan suhu dan Kelembaban

Interval (menit) SHT11 (ºC) Kelembaban (%)

1 29.75 71.65

2 32.74 66.77

3 34.25 62.88

4 43.61 46.39

5 43.51 42.61

6 45.89 36.02

7 46.24 35.15

8 47.13 34.31

9 48.80 33.51

10 49.33 32.44

100

Kondisi lingkungan uji :

1. Suhu : 29 ºC

2. Kelembaban : 79 %

Tabel 4.8. Pengujian gabah

No Sebelum pengeringan Sesudah pengeringan

1 Tanggal panen : 5 Mei 2011

2 Berat gabah : 3.6 Kg 3.3 Kg

3 Kadar air yang berkurang 8.3%

Dari hasil percobaan didapatkan bahwa berat gabah yang mula-mula sebelum

pengeringan 3.6 Kg setelah pengeringan menjadi 3.3 Kg.

Dengan perumusan 2.1 dapat dicari kadar air yang hilang akibat pengeringan

dengan perhitungan sebagai berikut :

𝑀𝑝𝑖 = 𝑚𝑝𝑖 − 𝑚𝑝𝑓

𝑚𝑝𝑖 𝑥 100

𝑀𝑝𝑖 = 3.6 − 3.3

3.6 𝑥 100 = 8.3%

Kadar air yang hilang akibat pengeringan selama 70 menit dengan ketebalan 3 cm

dengan pengeringan suhu 50 ºC sebesar 8.3%.

Dari hasil pengujian, penulis melakukan perbandingan untuk meninjau nilai

efisiensi dari segi ekonomi dengan pengeringan yang dilakukan di tempat-tempat

penggilingan gabah. Berikut ini beberapa data yang dibutuhkan :

Harga jual beras : Rp. 6.000,00 / Kg

101

Harga gabah basah : Rp. 2.600,00 / Kg

Biaya penggilingan : Rp. 500,00 /Kg

a. Pengeringan di tempat penggilingan gabah

HPP = Harga gabah basah + biaya pengeringan + biaya penggilingan

= Rp. 2.600,00 + Rp. 500,00 + Rp. 500,00

= Rp. 3.600,00 / Kg

b. Pengeringan dengan alat

Dalam hal ini, perlu memperhatikan daya listrik yang digunakan karena

berkaitan dengan tarif dasar listrik (TDL). Kebanyakan, masyarakat

menggunakan listrik dengan daya 450 VA – 900 VA dan 1300 VA. Oleh

karena itu, penulis membandingkan dengan dua jenis golongan listrik diatas.

1. Listrik dengan daya 450 VA – 900 VA, memiliki tarif :

a) Rp. 169,00 / KWH untuk penggunaan 0 – 30 KWH

b) Rp. 360,00 / KWH untuk penggunaan lebih dari 30 KWH tetapi

kurang dari 60 KWH

c) Rp. 495,00 / KWH untuk penggunaan diatas 60 KWH

Daya yang digunakan untuk elemen pemanas dan kipas penghembus 317,6W.

Besar KWH = 317,6 watt x 1,2 jam = 381,12 WH = 0,381 KWH

Asumsi TDL = Rp. 495,00, maka

Biaya = 0,381 x Rp. 495,00 = Rp. 188,59

HPP = Harga gabah basah + biaya pengeringan + biaya penggilingan

102

= Rp. 2.600,00 + Rp. 188,59 + Rp. 500,00 = Rp. 3.288,59 / Kg

2. Tarif dasar daya 1300 VA adalah Rp. 790,00

Biaya = 0,381 x Rp. 790,00 = Rp. 300,99

HPP = Harga gabah basah + biaya pengeringan + biaya penggilingan

= Rp. 2.600,00 + Rp. 300,99 + Rp. 500,00 = Rp. 3.400,99 / Kg

Keterangan :

HPP : Harga Pokok Produksi