59

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM

Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian dan analisis komponen

pendukung sistem dalam rangkaian sehingga dapat diketahui kehandalan

perancangan sistem secara keseluruhan. Komponen sistem yang akan dilakukan

pengujian dan analisis antara lain sebagai berikut :

� Karakteristik sensor LM35

� Mikrokontroler ATMega8535

� Karakteristik modul TLP434A dan RLP434A

� Pengujian antena terhadap jangkauan

4.1 Karakteristik Sensor LM35

Sensor suhu yang digunakan adalah IC LM35 seri DZ. Sensor ini memiliki

jangkauan suhu 0 – 100˚C dengan parameter 10 mV setiap kenaikan 1˚C. Sensor

suhu LM35 ini memiliki kelebihan dibandingkan sensor suhu yang lain yaitu tidak

membutuhkan kalibrasi eksternal karena memiliki ketelitian ± ¼°C pada

temperatur ruang serta dapat dikonversi langsung dalam satuan derajat celcius

dimana setiap kenaikan keluaran 10 mV berarti suhu akan naik 1˚C.

Pengujian kali ini bertujuan untuk mengetahui sejauh mana karakteristik

atau sifat dari sensor LM35DZ dibandingkan dengan termometer standar

(alkohol). Pengujian dilakukan pada beberapa objek dengan membandingkan nilai

60

tegangan keluaran sensor dengan nilai suhu pada termometer standar seperti pada

tabel berikut ini :

Tabel 4.1 Pengukuran suhu oleh sensor

Objek Suhu

Termometer, T trm (˚C)

Tegangan Keluaran LM35DZ, Vout (V)

Konversi Tegangan LM35DZ ke Suhu,

Tout(˚C) Es Mencair 4 0,062 6,2 Suhu Ruang 28 0,277 27,7 Suhu Badan 34 0,344 34,4 Regulator LM7812

43 0,422 42,2

Lampu Neon 45 0,459 45,9 Air Panas 53 0,534 53,4 Solder 89 0,871 87,1

Gambar 4.1 Grafik tegangan keluaran LM35DZ terhadap suhu termometer

Dari hasil analisis gambar 4.1 didapatkan grafik yang menunjukan bahwa

tegangan keluaran sensor LM35 berbanding lurus terhadap temperatur dengan

kemiringan grafik sebesar 0,00959 dengan kesalahan 1,2951 × 10�� artinya

memiliki persentase kesalahan 1,35 % (hasil persentase nilai perbandingan

61

kesalahan terhadap kemiringan grafik). Sehingga setiap perubahan 1˚C akan

terjadi perubahan tegangan sekitar 10 ± 0,13 mV.

Sebelum masuk ke dalam mikrokontroler ATMega8535, tegangan

keluaran sensor terlebih dahulu di-buffer dan dikuatkan menggunakan op amp

LM358 sebesar 5 kali dari tegangan awal sehingga tegangan keluaran maksimal

sensor LM35DZ adalah 5 volt pada suhu 100˚C.

4.2 Mikrokontroler ATMega8535

Fitur yang digunakan sebagai pemroses data adalah ADC, dengan resolusi

10 bit dan USART, sebagai sarana komunikasi data serial asinkron dengan

perangkat luar. Berikut menjelaskan pengolahan ADC dan pengaturan USART :

4.2.1 Pengolahan ADC

Fitur ADC digunakan sebagai proses konversi sinyal analog menjadi

sinyal-sinyal digital. Sinyal analog ini berasal dari sensor LM35 pada blok

pemancar. Tegangan referensi ADC merujuk pada tegangan maksimal sensor

LM35DZ yaitu 5 volt yang menunjukan suhu 100˚C artinya tegangan referensi

sama dengan tegangan kerja mikrokontroler . Mode operasinya free running

artinya konversi dilakukan secara terus-menerus dengan data hasil konversi

terakhir yang diambil. Resolusi yang digunakan selebar 10 bit sehingga memiliki

ketelitian sebesar 0,00488 volt per bit artinya setiap masukan sinyal analog akan

dikonversi menjadi sinyal digital setiap perubahan 0,00488 volt. Proses konversi

ADC ditunjukan seperti tabel berikut :

62

Tabel 4.2 Proses Konversi ADC

Sinyal Analog

(mV)

Sinyal Digital

(biner)

Konversi Suhu

(˚C)

5,2 00 0000 0001 0,1

111 00 0001 0110 2,1

768,3 00 1001 1101 15,3

2354,6 01 1110 0001 47,0

4987 11 1111 1100 99,7

Setiap perubahan suhu akan ditampilkan melalui perubahan nyala LED.

LED bekerja secara active low artinya led akan menyala bila diberi logika 0 dari

mikrokontroler sehingga sinyal digitalnya dibalikkan. Perubahan nyala led didapat

dari perubahan nilai 10 bit buffer ADC yaitu 8 bit buffer ADCH dan 2 bit msb

(most significant bit) buffer ADCL.

4.2.2 Pengaturan USART

Komunikasi serial asinkron merupakan metode komunikasi data antar

perangkat yang sudah sangat populer. Hampir setiap perangkat elektronik

memiliki fitur komunikasi serial ini seperti pada PC, mikrokontroler maupun

telepon genggam. Hal ini dikarenakan hanya membutuhkan 2 jalur komunikasi

saja tanpa menyertakan clock sehingga untuk sinkronisasi data dilakukan melalui

baudrate dan protokol data yang sama antar perangkat. Walaupun transmisi data

serial asinkron jauh lebih lambat daripada komunikasi paralel maupun serial

sinkron namun sangat cocok untuk komunikasi data jarak jauh.

Pada perancangan sistem telemetri ini komunikasi serial asinkron dapat

dilakukan dengan memanfaatkan fitur USART pada ATMega8535. Data paralel

63

yang berupa sinyal digital hasil konversi diubah menjadi data serial asinkron

kemudian data tersebut dikirimkan. Pengiriman data nilai suhu dilakukan pada

blok pemancar melalui port TXD kemudian melalui modul TLP434A dipancarkan

secara wireless. Data yang dikirim berupa angka 3 desimal yang menunjukan nilai

suhu. Data tersebut dikirim dengan baudrate 4800 bps dengan 8 bit data, 2 bit stop

dan tanpa bit paritas. Inisialisasi USART menggunakan codewizard adalah

sebagai berikut :

// USART initialization // Communication Parameters: 8 Data, 2 Stop, No Parity // USART Receiver: Off // USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 4800 UCSRA=0x00; UCSRB=0x08; UCSRC=0x8E; UBRRH=0x00; UBRRL=0x8F;

Kemudian data diterima secara wireless oleh modul RLP434A pada blok

penerima kemudian dikirim ke mikrokontroler untuk diolah melalui port RXD.

Baudrate dan protokol komunikasi data kedua blok diatur sama sehingga dapat

terjadi komunikasi data dengan baik. Baudrate 4800 bps menunjukan bahwa satu

bit memiliki interval 0,2083 ms. Gambar berikut menunjukan proses pengiriman

data nilai suhu 57 dengan baudrate 4800 bps, yaitu :

1

0 Start bit 0 0 1 1 1 0 0 1 2 Stop bit

1 byte

1 character

208,3 us

Gambar 4.2 Pengiriman Data Serial Asinkron

64

4.3 Karakteristik Modul TLP434A dan RLP434A

Pengujian ini terdiri dari dua bagian yaitu pengujian modul TLP/RLP434A

dengan memberikan pulsa dan pengujian kecepatan transmisi atau baudrate.

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui dan mengukur unjuk kerja atau

kehandalan modul RF ini sebagai alat komunikasi data serial asinkron wireless.

4.3.1 Pengujian Pulsa

Untuk mengetahui bahwa modul RF bisa menerima atau mengirim data

dengan baik, terlebih dahulu harus dilakukan suatu pengujian. Cara pengujian

modul RF biasanya hanya memberikan logika 1 atau 0 pada modul pemancar,

kemudian sinyal tersebut diterima oleh modul penerima berupa sinyal 1 atau 0

sesuai logika yang dikirimkan. Namun pada modul-modul tertentu hal ini sulit

untuk dilakukan karena adanya keterbatasan alat untuk membaca sinyal 1 atau 0

pada gelombang frekuensi tinggi maupun adanya batas kecepatan minimal di

dalam pengiriman data. Oleh karena itu harus dilakukan pengujian dengan

diberikan pulsa. Sumber pulsa dapat bermacam-macam antara lain function

generator, timer, dll.

Pada pengujian modul RF ini dilakukan dengan memberikan pulsa.

Sebagai sumber pulsa digunakan function generator sedangkan perubahan pulsa

dapat teramati pada osiloskop. Tahapan pengujiannya adalah sebagai berikut :

65

1. Rangkailah modul RF tersebut seperti gambar berikut :

Gambar 4.3 Rangkaian pengujian pulsa

2. Konfigurasikan function generator dengan output TTL. Jangan

memasukkan input untuk modul TLP434A dengan sinyal analog

karena dapat merusak modul.

3. Tentukan frekuensi pada function generator dan lihat bentuk sinyal

keluaran pada layar osiloskop yang terhubung ke RLP434A. Apabila

bentuk sinyal keluaran berubah maka modul tersebut bekerja dengan

baik.

Pengujian dilakukan dengan memberikan pulsa yang berubah-ubah mulai

dari 1200 bps sampai 38400 bps dan hasilnya dapat teramati di osiloskop berupa

perubahan bentuk gelombang persegi. Gambar berikut menunjukan perubahan

bentuk gelombang persegi untuk pulsa 1200 bps dan 4800 bps, yaitu :

1 2 3 4

TLP434A

Frek

TTL Output

VDD 5V

Function Generator

1 2 3 4 5 6 7 8

RLP434A

Volt/Div Time/Div

Osiloskop

VDD 5V

Gambar 4.

melalui

Gambar 4.

terlihat pada osiloskop

Gambar 4.5

gelombang akan semakin rapat. Hal ini menunjukan bahwa semakin tinggi

baudrate maka data yang diterima setiap detik semakin bertambah.

(a)

(b)

Gambar 4.4 Pemberian pulsa pada modul TLP434A

elalui function generator, (a) 1200 bps (b) 4800 bps

(a)

(b)

Gambar 4.5 Penerimaan pulsa oleh modul RLP434A

pada osiloskop (1ms x 2V /Div) , (a) 1200 bps (b) 4800 b

menunjukan bahwa setiap kenaikan pulsa maka bentuk

gelombang akan semakin rapat. Hal ini menunjukan bahwa semakin tinggi

baudrate maka data yang diterima setiap detik semakin bertambah.

66

modul TLP434A

ps

modul RLP434A

(b) 4800 bps

menunjukan bahwa setiap kenaikan pulsa maka bentuk

gelombang akan semakin rapat. Hal ini menunjukan bahwa semakin tinggi

baudrate maka data yang diterima setiap detik semakin bertambah.

67

4.3.2 Pengujian Baudrate

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berapa frekuensi maksimal yang

dapat diberikan pada modul TLP434A dimana data masih dapat diterima dengan

baik. Protokol komunikasi data yang digunakan adalah 8 bit data tanpa bit paritas

dan 2 bit stop. Pengujian dilakukan di hyper terminal pada jarak sekitar 5 meter

dengan panjang antena 11 cm. Tabel berikut menunjukan hasil pengujian baudrate

pada modul TLP434A, yaitu :

Tabel 4.3 Pengujian baudrate pada modul TLP434A

Baudrate

(bps)

Kondisi Sinyal

Kecepatan Baudrate

Normal

Kecepatan Baudrate

Ganda

1200 Baik Ada noise

2400 Baik Baik

4800 Baik Baik

9600 Baik Baik

14400 Baik Baik *

19200 Baik * Baik *

38400 Banyak noise Tidak dikenali

57600 Tidak dikenali Tidak dikenali

*delay saat awal

Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa modul TLP434A mampu

melakukan pengiriman data dengan baudrate antara 1200 bps – 19200 bps dimana

data tersebut masih dapat diterima dengan baik. Untuk baudrate yang diatur pada

kecepatan normal pengiriman data dapat dilakukan pada rentang 1200 bps –

19200 bps dengan muncul delay diawal pengiriman pada 19200 bps tapi

selanjutnya data dapat diterima. Hal ini dimungkinkan karena adanya sinkronisasi

68

pada modul penerima. Sedangkan pada baudrate yang diatur pada kecepatan

ganda pengiriman data dapat dilakukan pada rentang 2400 bps – 19200 bps

dengan muncul delay diawal pengiriman pada frekuensi 14400 bps dan 19200 bps

sama seperti pada kecepatan normal. Pada frekuensi di bawah 2400 bps muncul

noise. Hal ini dimungkinkan karena masuknya gangguan antara data yang dikirim

dan yang diterima.

Berdasarkan spesifikasi modul TLP434A memiliki tipikal baudrate pada

4800 bps. Dari pengujian menunjukan bahwa alat ini memiliki kemampuan

pengiriman data yang sangat baik pada baudrate yang cukup tinggi. Beberapa

faktor yang menentukan kemampuan modul TLP434A ini diantaranya adalah :

� Menggunakan frekuensi standar ISM (Industri, Scientific, Medic) yaitu

pada frekuensi 433,92 MHz sehingga aman digunakan.

� Bekerja pada frekuensi UHF (Ultra High Frequency) sebesar 433,92

MHz dengan teknik ASK (Amplitude Shift Keying) sehingga mampu

melakukan pengiriman data dengan baudrate yang cukup tinggi.

� Memiliki spesifikasi daya pancar sekitar 23 mW pada tegangan 5 volt

dan 166 mW pada tegangan 12 volt sehingga memiliki jangkauan yang

cukup luas.

Namun disamping kelebihan tersebut modul ini memiliki kelemahan yaitu

dapat dipengaruhi oleh faktor kebisingan atau noise hal ini dikarenakan modul ini

bekerja berdasarkan modulasi amplitudo yang rentan terhadap gangguan.

69

4.4 Pengujian Antena terhadap Jarak Pancar

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berapa jangkauan efektif

pengiriman data yang dapat dicapai dari blok pemancar ke blok penerima terhadap

panjang antena dengan data masih dapat diterima. Antena yang digunakan adalah

jenis whip yang terbuat dari gulungan kawat besi sehingga dapat diubah-ubah

panjangnya. Data yang diterima akan ditampilkan di LCD dan direkam di

HyperTerminal. Protokol komunikasi datanya 8 bit data tanpa bit paritas dan 2 bit

stop dengan baudrate 4800 bps. Pengujian dilakukan pada tempat terbuka tanpa

halangan. Berikut menunjukan tabel hasil pengujian antena terhadap jarak pancar,

yaitu :

� Tanpa pemasangan antena

Tabel 4.4 Pengujian jarak pancar tanpa pemasangan antena

Jarak Pancar (m) Penerimaan Data

1 – 10 Baik

11 – 12 Sedikit error

13 – 14 Sulit diterima

� Panjang antena, l = 16,5 cm pada blok pemancar dan blok penerima

Tabel 4.5 Pengujian jarak pancar dengan panjang antena, l = 16,5 cm

Jarak Pancar (m) Penerimaan Data

1 – 26 Baik

27 – 28 Muncul error

29 – 30 Sedikit error

31 – 32 Sulit diterima

70

� Panjang antena, l = 32 cm pada blok pemancar dan blok penerima

Tabel 4.6 Pengujian jarak pancar dengan panjang antena, l = 32 cm

Jarak Pancar (m) Penerimaan Data

1 – 26 Cukup baik

33 – 34 Baik

35 – 36 Sulit diterima

Dari hasil pengujian tabel 4.6 dapat disimpulkan bahwa panjang antena

sangat mempengaruhi jarak pancar. Semakin tinggi antena yang digunakan maka

jarak pancar akan semakin jauh, juga akan semakin sering menangkap noise. Data

hasil pengujian ini selengkapnya dapat dilihat pada lembar lampiran.

Berdasarkan tabel diketahui bahwa jangkauan efektif pengiriman data

dapat mencapai jarak pancar hingga 10 meter tanpa antena dan hingga 34 meter

bila menggunakan antena dengan panjang 32 sentimeter. Jangkauan ini dapat

dipengaruhi oleh faktor noise, kualitas antena maupun rangkaian LC pada modul

RF. Faktor lain yang dapat membuat jarak pancar modul RF semakin jauh adalah

dengan memperbesar tegangan pada modul pemancar TLP434A hingga 12 volt.

Karena dengan semakin besar tegangan maka daya yang dipancarkan akan

semakin besar.