BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Bab ini akan membahas...

28

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISIS

Bab ini akan membahas mengenai pengujian dan analisis dari setiap modul

yang mendukung alat yang dirancang secara keseluruhan. Tujuan dari pengujian

ini adalah untuk mengetahui apakah alat yang dirancang dapat memberikan hasil

sesuai dengan harapan, dalam hal ini sesuai dengan spesifikasi yang telah ditulis.

Sedangkan analisis digunakan untuk membandingkan hasil perancangan dengan

hasil pengujian.

4.1. Metode Pengujian Adjustable Fuse

Sebelum melakukan pengujian sistem Adjustable Fuse secara keseluruhan

penulis melakukan beberapa tahapan antara lain:

1. Melakukan kalibrasi pada sensor yang digunakan.

2. Mencari dan menetapkan koefisien dari sensor yang digunakan.

3. Melakukan pengukuran arus menggunakan alat yang direalisasikan dan

membandingkan dengan alat ukur.

Tahap pertama yang dilakukan adalah kalibrasi sensor arus ACS712. Hal ini

bertujuan untuk mencari perbandingan antara nilai arus yang diukur dengan nilai

tegangan keluaran sensor arus. Nilai tegangan keluaran inilah yang nantinya akan

dibaca oleh ADC internal mikrokontroler untuk diproses lebih lanjut. Kalibrasi

sensor arus ACS712 dilakukan dengan menghubungkan sensor arus dengan beban

secara seri seperti yang terlihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Sensor arus ACS712

29

Dengan melakukan pengukuran terhadap beberapa nilai arus yang mengalir

melewati sensor arus, didapat nilai-nilai tegangan keluaran yang diterjemahkan

oleh mikrokontroler dalam bentuk bit. Nilai bit ini yang kemudian dinamakan

sebagai data ADC. Tabel 4.1 menunjukan perbandingan antara nilai arus yang di

ukur dengan data ADC.

Tabel 4.1. Perbandingan nilai arus terhadap nilai data ADC

Nilai arus pada alat ukur (Ampere) Nilai ADC hasil pengukuran(bit)

0,0000 512

0,4287 519

0,8708 529

1,3026 534

1,7430 551

2,1843 558

2,6120 572

3,0468 582

3,4702 598

3,9025 608

4,3315 616

4,7523 627

5,1853 637

5,6060 645

6,0240 655

6,4320 664

6,8190 675

7,2420 685

7,6470 698

8,0650 708

8,4620 718

8,8680 729

9,2870 736

9,6860 750

Maksud dan tujuan dari pentabelan nilai bit tegangan keluaran dari modul

sensor arus ACS712 adalah untuk mengetahui apakah perubahan tegangan

keluaran modul sensor arus linier dengan perubahan nilai arus. Linearisasi grafik

perubahan bit tegangan keluaran modul sensor arus terhadap nilai arus terukur

30

(Gambar4.2) didapatkan dengan melakukan pendekatan matematis terhadap kurva

linier dengan persamaan sebagai berikut:

� = 0,0403� − 20,456 (4.1)

�� = 0,9989

.

di mana:

y = nilai arus terukur (A)

x = nilai bit tegangan keluaran sensor (bit)

R = kriteria penaksiran kuadrat terkecil terhadap model regresi

Koefisien regresi berfungsi untuk menentukan parameter-parameter yang

terlibat dalam suatu model matematis yang linier untuk melakukan suatu prediksi

terhadap nilai suatu variabel.

Gambar 4.2. Grafik linearisasi kalibrasi modul sensor arus ACS712

Nilai ADC hasil pengukuran(bit)

Linearisasi

Data

Aktual

31

Dari hasil pengujian didapat bahwa grafik perubahan tegangan keluaran dari

modul sensor arus terhadap perubahan nilai arus dapat dikatakan linier, sehingga

nilai arus dapat dicari apabila tegangan keluaran dari modul sensor arus diketahui

(Persamaan 4.1).

Tahapan terakhir dalam metode yang digunakan untuk melakukan pengujian

sensor arus adalah dengan melakukan pengukuran besar arus yang mengalir

melalui langkah-langkah sebagai berikut:

1. Melakukan checking besar nilai tahanan resistor yang digunakan sebagai

beban dengan multimeter.

2. Menghubungkan tahanan resistor yang telah terukur besarnya dengan

tegangan dan mengukur besar tegangan pada tahanan resistor. Hasil

pengukuran digunakan sebagai pembanding.

3. Menghubungkan tegangan yang sama yang dikenakan pada tahanan

resistor dengan sensor arus ACS712 secara seri untuk mendapatkan

output dari sensor.

Tabel 4.2. Tabel perbandingan hasil pengukuran sensor arus ACS712

dengan hasil perhitungan.

Beban Terukur (Ohm)

Tegangan Beban (Volt)

Perhitungan Arus

(Ampere)

Pengukuran Arus dengan alat yang

direalisasikan(Ampere)

Error (%)

484 211 0,43 0,51 18,60

242 210 0,87 0,96 10,34

161,3 210 1,3 1,43 10,00

121 209 1,73 1,9 9,83

96,8 208 2,15 2,33 8,37

48,4 205 4,26 4,43 3,99

32,2 202 6,27 6,29 0,32

24,2 198 8,18 8,17 0,12

19,36 191 9,87 9,88 0,10

32

Dengan alasan output dari sensor arus ACS712 berupa tegangan yang

sebanding dengan nilai arus yang ditarik, maka untuk mendapatkan hasil

perbandingan antara arus yang terukur dengan arus pembanding penulis

menggunakan sub-routine sederhana pada mikrokontroler untuk menghitung nilai

arus yang terukur.

Pada tabel perbandingan antara hasil pengujian dan perhitungan di atas,

terdapat error yang terjadi karena ralat komponen. Error yang dihasilkan dapat

dihitung dengan persamaan berikut:

�� = ��

�� × 100% (4.2)

Dari hasil pengujian diatas dapat dilihat bahwa hasil pengujian dapat

menunjukan hasil mendekati dengan hasil perhitungan. Akan tetapi, untuk

pengukuran dengan arus yang semakin kecil, hasil output pembacaan sensor arus

ACS712 memiliki beda nilai yang semakin besar dengan hasil perhitungan. Hal

ini disebabkan karena tegangan input pada ADC mendekati keterbatasan untuk

mengukur perubahan tegangan yang kecil.

4.2. Pengujian Keseluruhan Sistem

Parameter-parameter yang sudah didapat dari hasil kalibrasi sensor arus

ACS712, kemudian digunakan dalam pengujian keseluruhan sistem dari alat yang

direalisasikan. Pengujian dilakukan dengan cara mengkondisikan alat yang

direalisasikan dalam keaadan kelebihan beban atau arus yang mengalir (tripping).

Pengujian ini bertujuan untuk melihat kinerja dari keseluruhan sistem yang telah

dirancang.

Pengujian dilakukan dalam empat mode batas arus, yaitu 2, 4 dan 6A.

Dalam pengujian ini digunakan beban berupa 25 buah lampu pijar. Masing-

masing dari lampu pijar mempunyai nilai 100 Watt. Beban yang berupa lampu

pijar tersebut disusun secara paralel seperti yang terlihat pada Gambar 4.3.

33

Gambar 4.3. Untai beban yang tersusun secara paralel

4.2.1. Langkah Pengujian Keseluruhan Sistem

Pada pengujian ini dilakukan dengan mengikuti beberapa langkah-

langkah berikut ini.

Pada awal tampilan LCD terdapat menu pemilihan batas arus. Pada

poin ini penulis memasukkan nilai batas arus yang akan diuji seperti yang

terlihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Tampilan LCD pada menu pemilihan batas arus

34

Setelah melakukan penekanan enter pada keypad sistem akan meminta

konfirmasi ke pengguna seperti yang terlihat pada Gambar 4.5. Apabila

pengguna mengkonfirmasi ‘YA’ maka sistem akan memulai tahap

pemeriksaan arus.

Gambar 4.5. Tampilan LCD saat sistem meminta konfirmasi dari

pengguna

Selama tahap pemeriksaan arus sistem secara berkala akan memeriksa

besarnya arus yang mengalir. Saat sistem mendapati besarnya arus yang

mengalir melebihi ketentuan (Persamaan 1.1) maka sistem secara otomatis

akan memutuskan aliran listrik. Gambar 4.6 menunjukkan tampilan LCD

saat sistem memutus aliran listrik.

Gambar 4.6. Tampilan LCD saat sistem memutus aliran listrik

Sesaat setelah sistem memutus aliran listrik, sistem akan memberikan

peringatan kepada pengguna melalui suara yang dikeluarkan lewat buzzer

dan melakukan pencatatan log terjadinya tripping. Log ini berisi data

besarnya arus saat trip serta tanggal dan waktu terjadinya trip. Log ini

35

disimpan pada sebuah kartu memori eksternal yang terdapat pada alat yang

direalisasikan.

Gambar 4.7. Data kerja yang tersimpan pada kartu memori

Setelah jeda selama 60 detik, secara otomatis sistem akan kembali

mengalirkan aliran listik. Sistem dirancang untuk melakukan siklus

peringatan sebanyak tiga kali melalui sebuah sub-routine sederhana.

Apabila flag yang terdapat dalam sub-routine tersebut sudah mencatat

sebanyak tiga kali, maka sistem akan memutus aliran listrik sampai ada

perintah manual dari pengguna.

Gambar 4.8. Tampilan LCD setelah terjadi trip sebanyak 3 kali

Dari beberapa langkah diatas dapat dikatakan bahwa secara

keseluruhan sistem dapat bekerja sesuai yang diharapkan.

Tidak fokusnya gambar dikarenakan kamera

36

4.2.2. Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem

Pada bagian ini hasil-hasil dari pengujian sistem secara keseluruhan

ditabelkan. Hal ini bertujuan untuk melihat kinerja dari sistem pada tiap-tiap

nilai batas arus. Penulis melakukan pengujian sebanyak 20 kali pada setiap

nilai batas arus. Pengujian yang dilakukan untuk batas arus dengan nilai 2, 4

dan 6A. Hasil dari pengujian sistem secara keseluruhan dapat dilihat pada

Tabel 4.2, Tabel 4.3, dan Tabel 4.4.

Dari hasil pengujian (lihat pada Tabel) dapat dilihat bahwa hasil

pengujian dapat menunjukan hasil mendekati dengan hasil perhitungan

(Persamaan 1.1) yang sesuai dengan standar IEC/EN 60898-2. Akan tetapi

dalam pengujian sistem secara keseluruhan terdapat hambatan dalam

mengukur nilai arus saat tripping dikarenakan keterbatasan alat dalam

pengujian. Nilai arus yang tertampil pada LCD merupakan nilai arus yang

ditarik oleh beban.

37

Tabel 4.3 Hasil Pengujian untuk batas arus 2A

Pengujian ke-

I2 ( Conventional Tripping Current )

(Ampere)

Arus Terukur Saat

Tripping (Ampere)

Jumlah Beban Terpasang

1 2,90 3,08 7 buah lampu

pijar

2 2,90 3,22 7 buah lampu

pijar

3 2,90 3,05 7 buah lampu

pijar

4 2,90 3,22 7 buah lampu

pijar

5 2,90 3,19 7 buah lampu

pijar

6 2,90 3,22 7 buah lampu

pijar

7 2,90 3,22 7 buah lampu

pijar

8 2,90 3,19 7 buah lampu

pijar

9 2,90 3,26 7 buah lampu

pijar

10 2,90 3,08 7 buah lampu

pijar

11 2,90 3,22 7 buah lampu

pijar

12 2,90 3,08 7 buah lampu

pijar

13 2,90 3,10 7 buah lampu

pijar

14 2,90 3,24 7 buah lampu

pijar

15 2,90 3,23 7 buah lampu

pijar

16 2,90 3,08 7 buah lampu

pijar

17 2,90 3,19 7 buah lampu

pijar

18 2,90 3,08 7 buah lampu

pijar

19 2,90 3,08 7 buah lampu

pijar

20 2,90 3,22 7 buah lampu

pijar

38


Pengujian ke-


(Ampere)

Arus Terukur Saat Tripping

(Ampere)


1 5,80 6,04 14 buah lampu

pijar

2 5,80 6,07 14 buah lampu

pijar

3 5,80 6,13 14 buah lampu

pijar

4 5,80 6,21 14 buah lampu

pijar

5 5,80 6,10 14 buah lampu

pijar

6 5,80 6,13 14 buah lampu

pijar

7 5,80 6,07 14 buah lampu

pijar

8 5,80 6,07 14 buah lampu

pijar

9 5,80 6,10 14 buah lampu

pijar

10 5,80 6,13 14 buah lampu

pijar

11 5,80 6,21 14 buah lampu

pijar

12 5,80 6,07 14 buah lampu

pijar

13 5,80 6,13 14 buah lampu

pijar

14 5,80 6,21 14 buah lampu

pijar

15 5,80 6,13 14 buah lampu

pijar

16 5,80 6,13 14 buah lampu

pijar

17 5,80 6,21 14 buah lampu

pijar

18 5,80 6,10 14 buah lampu

pijar

19 5,80 6,13 14 buah lampu

pijar

20 5,80 6,10 14 buah lampu

pijar

39


Pengujian ke-


(Ampere)

Arus Terukur Saat Tripping

(Ampere)


1 8,70 9,04 Pemanas 900W + Lampu Pijar 11




















BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Bab ini akan membahas...

Documents

Transcript of BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Bab ini akan membahas...