49

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

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 g2 . 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].

g

AccAccasSensitivit

2

minmax (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. Sumbu X (LSB) Sumbu Y (LSB) Sumbu Z (LSB)

1 6 -6 -38

2 -2 -3 -22

3 -11 2 26

4 -22 9 48

5 -22 9 20

6 -22 9 20

7 -5 5 -25

8 12 2 -13

9 12 -3 -22

10 -5 -6 -5

11 -13 3 0

12 -13 3 0

13 -3 23 -2

14 -2 15 -3

15 -3 -6 -21

16 6 -6 4

17 6 -6 4

18 8 -1 19

19 -2 6 -2

20 -16 5 -6

Rata-rata 10 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 Percepatan

maksimum (m/s2)

Jarak

terukur (m)

Jarak

sebenarnya (m) Error jarak (m)

Persentasi

error (%)

1 2,34 0,510 0,05 0,001 2,00

2 1,55 0,047 0,05 0,003 6,00

3 1,71 0,054 0,05 0,004 8,00

4 1,10 0,053 0,05 0,003 6,00

5 1,64 0,047 0,05 0,003 6,00

6 2,62 0,079 0,10 0,021 21,00

7 1,65 0,090 0,10 0,010 10,00

8 1,75 0,091 0,10 0,009 9,00

9 4,07 0,095 0,10 0,005 5,00

10 3,81 0,101 0,10 0,001 1,00

11 1,88 0,133 0,15 0,017 11,30

12 1,92 0,138 0,15 0,012 8,00

13 4,60 0,158 0,15 0,008 5,33

14 4,90 0,152 0,15 0,002 1,33

15 2,56 0,159 0,15 0,009 6,00

16 4,01 0,280 0,30 0,020 6,67

17 4,10 0,288 0,30 0,012 4,00

18 3,59 0,302 0,30 0,002 0,67

19 4,30 0,288 0,30 0,012 4,00

20 2,56 0,260 0,30 0,040 13,33

57

Tabel 4.7. Hasil pengukuran oleh akselerometer pada sumbu y arah positif

No Percepatan

maksimum (m/s2)

Jarak

terukur (m)

Jarak

sebenarnya (m) Error jarak (m)

Persentasi

error (%)

1 1,98 0,049 0,05 0,001 2,00

2 3,02 0,048 0,05 0,002 4,00

3 2,18 0,051 0,05 0,001 2,00

4 2,52 0,047 0,05 0,003 6,00

5 1,75 0,047 0,05 0,003 6,00

6 2,16 0,084 0,10 0,016 16,00

7 2,37 0,110 0,10 0,010 10,00

8 2,45 0,104 0,10 0,004 4,00

9 2,35 0,089 0,10 0,011 11,00

10 1,93 0,102 0,10 0,002 2,00

11 3,03 0,149 0,15 0,001 0,67

12 3,27 0,153 0,15 0,003 2,00

13 1,53 0,137 0,15 0,013 8,67

14 3,45 0,154 0,15 0,004 2,67

15 2,45 0,144 0,15 0,006 4,00

16 3,07 0,289 0,30 0,011 3,67

17 3,33 0,273 0,30 0,027 9,00

18 3,43 0,287 0,30 0,013 4,33

19 3,14 0,281 0,30 0,019 6,33

20 4,00 0,298 0,30 0,002 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, 180

o , 270

o dan 360

o. 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

terukur(o)

Sudut

sebenarnya(o)

Selisih

pengukuran(o)

Error (%)

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

terukur(o)

Sudut

sebenarnya(o)

Selisih

pengukuran(o)

Error (%)

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

4.5. Pengujian Driver Mouse pada PC

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.