Embed Size (px)
Citation preview
22
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 STUDI LAPANGAN
Dalam perancangan dari alat ini berasal dari penelitian dilapangan yang
mendapati bahwa sebagian masjid dan mushola disaat melaksanakan sholat
masih menghadap ke arah barat saja. Padahal arah sholat yang dilaksanakan
tersebut belum tentu mengarah langsung ke arah kiblat yang sebenarnya.
Ditambahkan dengan adanya karpet yang mengarah ke barat membuat
arah tersebut menjadi arah kiblat yang benar sesuai dengan arah barat
bangunan dibangun.
4.2 STUDI LITERATUR
Di awal tahun 2010 muncul perbincangan adanya pergeseran arah kiblat
yang diakibat oleh pergeseran lempeng bumi serta terjadinya gempa bumi di
dunia yang membuat MUI melakukan menelitian pada saat itu. Dari hasil
penelitian tersebut, MUI mengeluarkan Fatma MUI No. 3 tahun 2010 tentang
arah kiblat di Indonesia ke Barat. Akan tetapi tidak lama berselang Fatma
tersebut, dilakukan sebuah revisi Fatma dengan Fatma MUI No.5 tahun 2010
Gambar : 4. 1 Sholat Jamaah di Mushola
23
tentang arah kiblat Indonesia secara substansia. Dengan terjadinya hal
tersebut memberikan pemahaman bahwa perlunya pemahaman dalam
melakukan pengukuran arah kiblat dalam pembangunan masjid dan mushola.
Penelitian tentang menentukan arah kiblat sudah pernah dilakukan oleh
Aziz Zainuddin pada tahun 2010 dengan kompas digital sebagai keluaan
visualnya yang bisa menunjukkan arah kiblat dengan errorsebesar 0,19% dari
tujuan yang dicapai. Adapun pencapaian secara derajat yaitu error sebesar
10°.
Di tahun 2013 dilakukan juga penelitian oleh Hariyadi Singgih dari
Politeknik Negeri Malang yang merancang sebuah alat penunjuk arah kiblat
dengan GPS. GPS yang digunakan berupa RXM-SG dan kompas digital
CMPS10 memberikan hasil 0-3599 yang mewakili 0-359.9. sistem mampu
menunjukkan arah kiblat rata-rata dengan derajat kesalahan 1,32%.
Pada tahun 2014, Arif Maulana Amri mahasiswa Politeknik Negeri
Batam juga melakukan penelitian mengenai Alat penunjuk arah kiblat dengan
sensor kompas dan GPS berbasis mikrokontroler. Hasil yang di dapatkan
dengan menggunakan kompas digital CMPS10 rata rata kesalahan sudut arah
kiblat sebesar 0.19398%. sehingga dengan kesalahan sekecil tersebut alat ini
bisa digunakan sebagai penentuan arah kiblat.
4.3 PERENCANAAN ALAT
Sistem terdiri dari beberapa komponen yang bekerja secara bersama-
sama untuk mencapai satu tujuan tertentu, dalam memenuhi kebutuhan sistem
dari perancangan alat terdiri dari beberapa komponen yang harus dipenuhi di
antaranya :
24
Tabel 4. 1 Analisis Kebutuhan Komponen
Komponen Fungsi Dalam Perancangan Jumlah
Arduino Mega
2560
Komputer mini otak penggerak
rancangan alat
1
Sensor Kompas
HMC5883
Menentukan derajat koordinat shaf
Masjid
1
Motor servo Penggeser Shaf 1
Sensor LDR Penerima cahaya dari pancaran sinar
infrared
1
SIM800L Masukan derajat koordinat melalui SMS 1
Laser infrared Garis cahaya Shaf masjid 1
ISD 2560 Indikator suara kelurusan Shaf 1
Pendukung Elco, resistor, sound, kapsitor, dll
Desain perancangan alat penggerak Shaf Masjid ke Arah Kiblat
Berbasis Mikrokontroler Arduino terbagi atas dua desain yaitu desain
perangkat keras (hardware) dan desain perangkat lunak (software).
a. Desain perangkat keras
Prinsip Kerja Diagram Blog Keseluruhan Sistem :
1) Listrik PLN 220V AC: Power supply tegangan yang akan
diturunkan dan dirubah dalam bentuk tegangan DC.
Power Supply
GSM SIM800L
ARDUINO UNO
LCD
SENSOR KOMPAS
SERVO INFARED
SENSOR LDR
ISD 2560
Gambar : 4. 2 Diagram Blok Sistem
Sensor input Tegangan input Output notifikasi Sensor output
25
2) Arduino Mega 2560: di dalam board arduino terdapat regulator
penurun tegangan menggunakan IC 7805 yang menghasilkan
tegangan stabil 5 Volt DC, arduino juga difungsikan sebagai
penerima data sensor kompas HMC5883, penerima data inputan
dari GSM SIM800L, penerima data sensor LDR sebagai indicator
kelurusan Shaf Sholat. Arduino juga di fungsikan sebagai
pengendali output display LCD, penggerak motor servo, dan
pemutar rekaman suara IC ISD 2560.
3) Sensor Kompas HMC5883: memberikan inputan derajat posisi
arah mata angin ke dalam Arduino.
4) GSM SIM800L: memberikan inputan derajat posisi Ka’bah
melalui media SMS ke Sensor Kompas HMC5883.
5) Sensor LDR: memberikan inputan kelurusan shaf sholat dengan
media pemancar cahaya yang diterima dari cahaya infrared ke
dalam arduino.
6) LCD display: menampilkan posisi derajat inputan sensor kompas
dan status terhubungnya modul GSM800L.
7) ISD 2560: memutar suara rekaman jika shaf tidak lurus.
8) Motor servo: menggerakkan garis shaf sholat.
b. Desain perangkat lunak
Desain perangkat lunak dibuat untuk mengontrol atau memproses
kerja dari rancangan sistem. Berikut desain flowchart perangkat lunak
:
26
INISIALISASI SERVO, LCD, KOMPAS
START
INPUT AZIMUTH KIBLAT
SENSOR KOMPAS MEMBACA
MOTOR SERVO BERGERAK MENYESUAIKAN DATA
DERAJATPOSISI KA’BAH
ARAH SENSOR SESUAI DENGAN DATA DERAJAT POSISI KA’BAH
MOTOR SERVO BERHENTI
SENSOR LDR MEMBACA KELURUSAN
SHAF
SHAF JAMAAH
SUDAH LURUS
END
TIDAK
YA
SUARA PERINGATAN
TIDAK
YA
Gambar : 4. 3 Desain Flowchart Software
27
Prinsip kerja desain flowchart software:
1) START: proses dimana arduino mendapatkan power supply dan
aktif untuk mengerjakan perintah program di dalam
mikrokontroler ATmega 2560.
2) Inisialisasi: proses persiapan aktifasi fitur yang dibutuhkan dalam
mengerjakan sistem kinerja alat, meliputi kesiapan PORT, jalur
I2c untuk sensor kompas, jalur bus display LCD, jalur I/O sensor
LDR, motor servo, dan pemutar suara ISD2560.
3) Input koordinat Ka’bah: proses memasukkan derajat posisi
Ka’bah melalui media luar, data di ambil dari Google Maps atau
software bantu tracking posisi Ka’bah. Data yang dimasukan
sebagai acuan arah putaran motor servo mengarah ke arah
Ka’bah.
4) Data sensor kompas: data sensor kompas dipergunakan sebagai
data arah Shaf masjid, yang nantinya mengikuti derajat putar dari
motor servo untuk menentukan posisi Ka’bah sebenarnya.
5) Proses pergerakan motor servo: proses dimana motor servo
bergerak menyesuaikan derajat dari sensor kompas menuju posisi
Ka’bah data dari hasil masukan koordinat Ka’bah.
6) Sampling kondisi posisi Ka’bah: program akan membaca apakah
posisi shaf yang digerakkan motor servo sudah sesuai dengan data
konversi posisi Ka’bah. Jika belum sesuai motor servo tetap
bergerak menyesuaikan data dejat posisi Ka’bah, jika sudah
sesuai servo berhenti.
28
7) Data sensor LDR: data sensor LDR di ambil dari pancaran cahaya
infrared yang di pancarkan laser, data di proses arduino sebagai
indikator kelurusan shaf sholat.
8) Sampling kondisi kelurusan shaf: jika jamaah melebihi garis
pancaran sinar laser yang kemudian menghalangi sensor LDR
tidak mendapatkan cahaya sinar laser menandakan shaf belum
lurus, program arduino akan memutar rekaman peringatan yang
ada di dalam IC ISD2560.
9) END: menandakan proses selesai.
4.4 PERANCANGAN HARDWARE
Pada bab ini akan dilakukan perancangan perangkat keras pembentuk
rancang bangun Alat Penggerak Shaf Masjid ke Arah Kiblat Berbasis
Mikrokontroler ATmega 2560. Sistem perancangan terbagi atas beberapa
interface rangkaian diantaranya yaitu interface arduino dengan catudaya,
interface arduino dengan LCD, interface arduino dengan sensor kompas
digital HMC5883L, interface arduino dengan sensor LDR, dan interface
arduino dengan motor servo.
Prosedur analisa data dilakukan dengan menguji setiap bagian
interface dari pembentuk rangkaian sistem, pengujian dilakukan untuk
mengetahui kemungkinan terjadinya kesalahan atau kelemahan dari masing-
masing interface rangkaian. Pengambilan data dilakukan dengan alat bantu
avometer analog atau digital khususnya pengambilan data status tegangan
listrik yang digunakan pada rangkaian dan alat bantu software Arduino IDE
untuk pemrograman dalam pengujian interkoneksi antar komponen atau
modul. Berikut hasil perancangan rangkaian interface dan hasil data dari
pengujian rangkaian pada setiap interface rangkaian pembentuk rancangan
alat :
29
a. Interface Mikrokontroler ATmega 2560 dengan catudaya
Pada bagian ini terdapat dua skema rangkaian, yaitu rangkaian
catudaya yang terhubung dengan rangkaian arduino, fungsi rangkaian
memberikan tegangan 5 Volt DC pada bord rangkaian arduino :
Pada Gambar : 4.4 terdapat rangkaian catu daya yang tersusun
atas perubah dan penurun tegangan menggunakan trafo CT 12 Volt DC,
rangkaian ini digunakan untuk memberikan supply tegangan sebesar 9
Volt DC, yang nantinya diturunkan menjadi tegangan 5 Volt DC pada
rangkaian bord Arduino sesuai dengan daerah kerja dari ATmega 2560
pada bord Arduino, berikut daftar tabel komponen yang di gunakan
pada rangkaian catu daya :
Gambar : 4.4 Interface Catudaya dengan Arduino
30
Tabel 4.2 Daftar Komponen Rangkaian Catudaya
No. Komponen Jumlah Fungsi 1. Trafo CT 12 Volt 1 Perubah dan penurun
tegangan dari 220V AC ke 12V AC
2. Diode 1N4004 2 Penyearah setengah gelombang, dan perubah tegangan output trafo ke 12V DC
3. Capasitor Elko, 2200uf (C1), 220uf (C2), dan 10uf
3 Filter tegangan output dari diode, dan dari regulator
4. Regulator LM7809 1 Penurun tegangan 12 Volt DC menjadi 9 Volt DC
5. Regulator LM7805 1 Penurun tegangan 9 Volt DC menjadi 5 Volt DC
b. Interface Mikrokontroler ATmega 2560 dengan LCD
Modul LCD 16x2 memiliki 16 kaki atau pin out untuk terhubung
dengan modul luaran, pada penerapan rangkaian tidak semua pin
digunakan, hanya pada pin power dan pin jalur data saja yang bisa
digunakan. Rangkaian tambahan dari modul LCD yaitu dengan
menambahkan satu buah variable resistor 10K ohm, sebagai pengatur
kontras tampilan LCD. Modul ini menggunakan range tegangan 5 Volt
DC.
LCD pada rancangan digunakan sebagai penampil data koordinat
posisi Kiblat yang dibaca dari sensor HMC5883L, modul ini juga
difungsikan sebagai media interaksi manusia dengan rancangan alat,
dengan adanya LCD perancangan lebih mudah. Berikut gambar
rancangan LCD dengan Mikrokontroler ATmega 2560 dan Tabel
koneksi antara Mikrokontroler dengan LCD :
31
Tabel 4.3 Interkoneksi Jalur LCD dengan Mikrokontroler
No LCD Mikrokontroler ATmega 2560
1. GND GND
2. VDD 5 Volt DC
3. VEE Out Variabel Resistor 10K ohm
4. RS D2
5. RW Ground
6. E D3
7. D4 D4
8. D5 D5
9. D6 D6
10. D7 D7
Gambar : 4.5 Interface LCD dengan Mikrokontroler ATmega 2560
32
c. Interface Mikrokontroler ATmega 2560 dengan Sensor HMC5883L
Pada Gambar : 4.6 terlihat skematik menggunakan jalur Intergrate
Circuit (I2c) pada kaki yang terhubung antara CPU (Mikrokontroler)
dengan sensor HMC5883L, kaki tersebut yaitu SCL (Serial Clock) dan
SDA (Serial Data). Pada rangkaian digunakan dua buah resistor dengan
nilai yang sama yaitu 2,2 KOhm, yang fungsinya sebagai input pull up
dari kedua jalur, semakin kecil nilai hambatan R semakin cepat proses
transfer data. Input tegangan yang diberikan ke sensor HMC5883L
sebesar 3.3 Volt DC.
Gambar : 4.6 Skematik Diagram CPU dengan Sensor HMC5883L
33
d. Interface Mikrokontroler ATmega 2560 dengan SIM800L
Modul SIM800L memiliki 12 pin out untuk berinterkoneksi
dengan modul lainnya, dalam pertukaran data modul ini memiliki
komunikasi Serial USART (Universal Synchronous Asynchronous
Reciver Transmitter) yaitu pada pin Rx (Receiver) dan Tx
(Transmitter). Modul ini membutuhkan tegangan kerja sebesar 3,6 Volt
DC hingga 4,2 Volt DC, didalam bord Arduino ATmega 2560 rentang
tegangan yang dimiliki hanya 5 Volt DC dan 3,3 Volt DC, sehingga
dibutuhkan sebuah Stepdown DC to DC untuk menurunkan tegangan
hingga 3,6 Volt DC.
Gambar : 4.7 Interface Mikrokontroler Arduino dengan SIM800L
34
Pada Gambar : 4.7 terdapat sebuah Stepdown LM2596 dengan
keluaran tegangan maksimum 40 Volt DC minimal pada 3 Volt DC,
modul Stepdown LM2596 memiliki satu buah Variabel Resistor 10
KOhm yang digunakan untuk menurunkan tegangan sesuai dengan
keinginan, VIN dari stepdown diambilkan dari tegangan masukan
Arduino sebesar 9 Volt DC.
Output keluaran dari Stepdown LM2596 dihubungkan pada pin
Vcc dan Gnd modul SIM800L. Pin Rx modul SIM800L dihungkan
pada pin kaki 11, dan Pin Tx dihubungkan pada pin kaki 10 Arduino
Mega2560. Berikut tabel koneksi antara Mikrokontroler Arduino,
Stepdown LM2596, dan SIM800L.
Tabel 4.4 Jalur Koneksi Arduino dengan SIM800L Arduino Mega2560 SIM800L Stepdown LM2596
Pin 11 Rx
Pin 10 Tx
Vcc Out (+) LM2596
Gnd Out (-) LM2596
e. Interface Mikrokontroler ATmega 2560 dengan Sensor LDR
Sensor LDR memiliki resistansi diwaktu gelap sebesar 5 MΩ dan
resistansi sensor LDR diwaktu terang sebesar 500 Ω. Metode yang
digunakan dalam mengakses sensor LDR pin dihubungkan dengan
ADC (Analog Digital Converter) A0, A1, A2, dan A3. Mendeteksi
sinyal High (5 Volt DC) dan Low (0 Volt DC), untuk mendapatkan
resistansi diwaktu gelap sebesar 5 Volt DC dan di waktu terang 0 Volt
DC dibutuhkan rangkaian pembagi tegangan dengan penambahan
resistor di kaki LDR. Berikut rangkaian pembagi tegangan sensor LDR
:
35
Pada Gambar : 4.8 Resistor yang digunakan sebesar 4700 Ω atau 4,7K
resistor ini dipilih berdasar pada penggunakan rumus berikut :
_5
5
5 4,75 4,99
5
5 4,75 0,09
Gambar : 4.8 Rangkaian Pembagi Tegangan Sensor LDR
36
f. Interface Mikrokontroler ATmega 2560 dengan Motor Servo
Motor Servo memiliki tiga pin pengendalian di antaranya pin
Vcc, Pulse, dan Ground. Prinsip kerja dari motor servo dengan
memberikan pulse tertentu untuk bisa bergerak ke koordinat yang
diinginkan. Koneksi motor servo dengan rancangan alat dengan
menghubungkan Pin Vcc dari keempat motor pada tegangan 5 Volt DC,
keempat pin GND dihubungkan pada ground Arduino. Pin
pengendalian pulse di hubungkan pada PB1 (Pin 8 Arduino), PB2 (Pin
9 Arduino) dan PB5 (Pin 12 Arduino).
Gambar : 4.9 Rangkaian Motor Servo dengan Arduino
37
g. Interface Mikrokontroler ATmega 2560 dengan ISD 2560
Pada Gambar : 4.10 rangkaian ISD 2560 terdapat tiga pin kontrol
CE, PD, dan P/R. Pin CE dan PD diberikan sebah resistor sebesar 100
KOhm difungsikan sebagai pin pull up untuk kedua pin, jika switch
bottom pada pin CE tertekan proses start record suara dimulai, jika
switch bottom pada pin PD ditekan proses recording akan dihentikan.
Pin P/W difungsikan sebagai pemutar rekaman suara, jalur ini yang
dihubungkan dengan Arduino pin 50. Pin SP+ dan SP- difungsikan
sebagai speaker suara.
Gambar : 4.10 Interface Mikrokontroler ATmega 2560 dengan ISD2560
38
4.5 PERANCANGAN SOFTWARE
a. Power Supply Arduino
Pemberian power supply dilakukan dengan memberikan masukan
tegangan pada arduino, masukan tegangan yang diberikan diambil dari
tegangan adaptor rancangan, pengambilan data tegangan dibantu
menggunakan avometer untuk menentukan power supply yang sesuai
dengan kebutuhan rancangan. Berikut gambar proses pengambilan data
tegangan power supply :
Proses analisa data tegangan pada Gambar : 4.8 avometer pin +
dihubungkan dengan tegangan positif dari catu daya, dan pin -
dihubungkan dengan tegangan negatif atau ground. Data yang terbaca
supply tegangan menggunakan tegangan 9 Volt DC tegangan turun
sekitar 0,5 Volt DC, hal itu dikarenakan adanya pembebanan dari
keseluruhan komponen alat. Arus yang terbaca 0,06 A atau sama
dengan 60 mA, konsumsi daya rancangan keseluruhan : 9 Volt x 0,06
Ampere = 0,52 Watt.
Pengujian power supply regulator pada arduino dilakukan dengan
melihat keluaran dari regulator NCP1117ST50T3G yang seharusnya
menghasilkan tegangan 5 Volt DC sebagai tegangan kerja keseluruhan
komponen. Pengujian juga dilakukan dengan mendeteksi kondisi IC
Gambar : 4.11 Proses Analisa Data Tegangan Power Supply
39
regulator pada saat diberikan tegangan yang berbeda. Berikut gambar
pengujian regulator NCP1117ST50T3G :
Proses analisa data regulator NCP1117ST50T3G dilakukan
dengan memberikan pin+ avometer pada output regulator, dan pin-
pada tegangan ground regulator. Data yang seharusnya didapatkan
output tegangan regulator menghasilkan 5,0 Volt DC pada pembacaan
Avometer tegangan terbaca 5,1 Volt DC. Prosentase error yang di
dapatkan dari regulator :
%
100%
%5,1 5,0
5,1100% 0,019 100% 1,96%
Gambar : 4.12 Data Tegangan Regulator NCP1117ST50T3G
40
Tabel 4.5 Pengujian Power Supply Keseluruhan
No. Input Power
Supply
Regulator
NCP1117ST50T3G
Kondisi Rangkaian
1. 7 Volt DC 4,8 Volt DC Tegangan down, tidak
mampu supply alat.
2. 8 Volt DC 5,0 Volt DC Tegangan mampu
supply alat.
3. 9 Volt DC 5,1Volt DC Tegangan mampu
supply alat.
4. 10 Volt DC 5,2 Volt DC Tegangan mampu
supply alat.
5. 11 Volt DC 5,2 Volt DC Tegangan mampu
supply alat, regulator
timbul panas
6. 12 Volt DC 5,2 Volt DC Tegangan mampu
supply alat, regulator
timbul panas
Pada tabel 4.5 proses analisa data power supply yang yang tepat
digunakan sebagai power masukan Mikrokontroler ATmega 2560 pada
bord arduino rancangan keseluruhan alat pada range 8 Volt DC hingga
10 Volt DC. Pemberian tegangan diatas 10 Volt DC memicu timbulnya
panas pada regulator NCP1117ST50T3G, jika dibiarkan mampu
merusak IC regulator. Kesimpulan yang didapatkan yaitu power supply
yang bagus digunakan pada rancangan alat sebesar 9 Volt DC dengan
arus minimal 1 Ampere.
41
b. LCD
PerangkaianLCD dilakukan dengan menanamkan sebuah
program kedalam Mikrokontroler ATmega 2560, program yang dibuat
difungsikan untuk menampilkan sebuah karakter ke dalam layar LCD.
Berikut listing program yang dibuat menggunakan software Arduino
IDE :
Gambar : 4.14 merupakan proses pembuatan program yang
dimulai dengan memasukkan library LCD pada Arduino IDE, library
Gambar : 4.13 Proses Perencanaan Program LCD
Gambar : 4.14 Hasil Perencanaan Program LCD
42
yang digunakan #include <LiquidCrystal.h> program melakukan
pemetaan dengan perintah lcd.setCursor(0,0), penampilan data di atur
dengan perintah lcd.print(” ”); hasil yang di dapatakan pada Gambar :
4.14 rangkaian mampu berjalan dengan baik, program yang
dimasukkan pada mikrokontroler mampu mengendalikan LCD untuk
menampilkan karakter pada program.
c. Sensor Kompas HMC5883L
Proses pengujian sensor kompas HMC5883L dilakukan dengan
mengambil sample data kordinat x, kordinat y dari pembacaan sensor.
Library yang diigunakan dalam mengakses sensor menggunakan
library Mecha QMC5883L Master, didalam library ini sudah terdapat
rumus konversi azimuth atau rumus pencarian kordinat dari dua buah
titik sebagi berikut :
float MechaQMC5883::azimuth(uint16_t *a, uint16_t *b){
float azimuth = atan2((int)*a,(int)*b) * 180.0;
return azimuth < 0?360 + azimuth:azimuth;
Didalam library dijelaskan pencarian suatu kordinat atau azimuth
digunakan proses konversi menggunakan fungsi ATAN2, program
pengambilan data kordinat x, y, z dan azimuth pembacaan sensor
ditampilkan pada serial monitor sebagai berikut :
43
Pada Gambar : 4.15 proses pengambilan sudut x, y, z diambil
dengan proses membaca data yang diterima sensor, yaitu qmc.read(&x,
&y, &z,&azimuth); proses penampilan pada serial monitor digunakan
perintah serial.print(x); serial.print(y); serial.print(z); dan
serial.print(azimuth); keseluruhan program kalibrasi berada pada
library Mecha QMC5883L Master.
Berikut Gambar : 4.16 tampilan hasil data dari pembacaan sensor
HMC5883L pada serial monitor software Arduino IDE yang akan di
konversi menggunakan rumus pada microsoft Excel guna mendapatkan
data yang falid :
Gambar : 4.15 Program Sudut Sensor HMC5883L
44
Pada Gambar : 4.16 terdapat sebuah sampling data yang
ditampilkan pada serial monitor Arduino IDE x, y, z merupakan
pembacaan sudut yang dilakukan sensor, dan a merupakan hasil
kalibrasi azimuth yang dilakukan sensor. Kalibrasi kedua dilakukan
dengan menggunakan microsoft Excel untuk menentukan besaran
derajat yang terbaca untuk mendapatkan data yang benar, berikut hasil
konversi dengan Microsoft Excel :
Gambar : 4.16 Program Sudut Sensor HMC5883L
Gambar : 4.17 Pencarian Azimuth Menggunakan Ms.Excel
45
Gambar : 4.17 pencarian azimuth di lakukan dengan mengambil
beberapa sample dari data serial monitor. Hasil dari konversi dengan
Ms.Excel selisih antara pembacaan sensor dengan data pembacaan
Ms.Excel relatif kecil antara 2̊ selisih ini diakibatkan dari sensor
berputar dikendalikan motor servo.
d. Modul SIM800L
Pengujian koneksi antara mikrokontroler ATmega 2560 dengan
SIM800L dengan menguji koneksi antara dua modul, proses pengujian
dilakukan dengan mengirim perintah AT+Command yang dilakukan
mikrokontroler ke dalam jalur koneksi USART SIM800L. Jika koneksi
gagal pada serial monitor akan tapil pesan error, berikut gambar hasil
pengujian koneksi SIM800L :
Hasil pengiriman data AT+Command yang dilakukan
mikrokontroler ATmega 2560 bekerja dengan baik, modul SIM800L
memberikan pesan balik berupa kata ”OK” yang berarti koneksi antara
kedua modul bekerja dengan baik. Dengan demikian modul SIM800L
siap untuk digunakan sebagai pengendali rancangan alat.
Gambar : 4.18 Proses Kirim Data dengan SIM800L
46
e. Sensor LDR
Pengujian sensor LDR dilakukan dengan menutup jalur pancaran
cahaya yang dipancarkan laser infrared sehingga sensor LDR tidak
menerima cahaya, proses pengambilan data dilakukan dengan
membaca data dari pembacaan ADC mikrokontroler dan pembacaan
avometer, berikut hasil dari pengujian sensor LDR :
Sensor LDR pada rancangan berjumlah 3 buah sensor yang
terhubung pada pin ADC mikrokontroler ATmega 2560, data sensor di
ambil dengan intruksi LDR1 = analogRead(pinLDR1); hasil
pembacaan dari serial monitor sebagai berikut :
Gambar : 4.19 Proses Pengujian Sensor LDR
47
Hasil dari pengujian ketika sensor LDR 2 tertutup dengan objek,
sehingga tidak mendapatkan cahaya ADC yang di dapatkan sebesar 708
hal ini jika dikonversi menjadi tegangan didapatkan Vout dari sensor
sebesar :
∗
10
708 5
1023
3.46
Gambar : 4.20 Pembacaan ADC Sensor LDR
48
Berikut tabel pengujian keseluruhan sensor LDR :
Tabel 4.6 Hasil Data Pengujian Sensor LDR
No. Sensor ADC Vout
Sensor
Avometer Kondisi
1. LDR1 658 3,21V 3,2V Terhalang
2. LDR1 27 0,131V 0,1V Mendapat
Cahaya
3. LDR2 708 3,46 V 3,47V Terhalang
4. LDR2 102 0,498V 0,5V Mendapat
Cahaya
5. LDR3 802 3,91V 4,0V Terhalang
6. LDR3 93 0,45V 0,46V Mendapat
Cahaya
7. LDR4 923 4,51V 4,50V Terhalang
8. LDR4 87 0,42V 0,4 V Mendapat
Cahaya
Hasil dari tabel 4.6 pengujian sensor LDR terbaca ketika sensor
terhalang objek benda, atau sensor dalam keadaan tidak mendapatkan
cahaya ADC terbaca rata rata menunjukkan nilai 600 keatas dengan
nilai tegangan rata-rata diatas 3 Volt DC. Sedangkan pada saat sensor
mendapat cahaya ADC yang terbaca rata rata dibawah 100 dengan nilai
tegangan rata rata dibawah 1 Volt DC.
f. Motor Servo
Motor sevo dalam pengujian rancangan ini dilakukan dengan
memberikan perintah yang nantinya difungsikan untuk menggerakkan
motor pada putaran sudut tertentu. Program yang diberikan dengan
memanfaatkan library Servo.h yang sudah ada di dalam software
Arduino IDE, berikut potongan program dalam mengakses motor servo
:
49
Motor servo bergerak pada sudut 0 hingga 180 derajat, pada
pengujian motor servo 1 diberikan pulsa sebayak 65 kali yang nantinya
menunjukkan sudut 65 derajat berikut hasil pengujian dari motor servo
:
Pada Gambar : 4.22 terlihat motor servo bergerak tepat pada sudut
derajat 65, jika batang garis lurus menandakan pada sudut 90. Hal ini
menunjukkan motor servo bekerja sesuai dengan perintah program
yang dimasukkan dalam bord mikrokontroler ATmega 2560.
Gambar : 4.21 Listing Program Akses Motor Servo
Gambar : 4.22 Hasil Pengujian Motor Servo
50
g. ISD2560
Pengujian modul suara ISD2560 dilakukan dengan memberikan
pulse High dan Low pada pin 20 Mikrokontroler ATmega 2560 yang
terhubung pada pin koneksi pemutar suara pada modul. Prinsip pada
rangkaian modul ISD 2560 difungsikan sebagai pin input pullup
dimana jika diberikan tegangan 0 Volt DC rekaman suara akan diputar
dan jika diberikan tegangan 5V DC musik tidak akan diputar. Berikut
tabel pengujian ISD2560 :
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Modul ISD2560
No. Pin 20 Mikrokontroler
ATmega 2560
ISD2560 Vout Pin
1. digitalWrite(20, Low) Rekaman
suara diputar
0.34V DC
2. digitalWrite(20, High) Modul Tidak
Bersuara
4,92V DC
3. digitalWrite(20, Low) Rekaman
suara diputar
0.34V DC
4. digitalWrite(20, High) Modul Tidak
Bersuara
4,92V DC
4.6 PENGUJIAN KESELURUHAN
Pengujian sistem keseluruhan rancangan alat dilakukan dengan
memberikan tegangan supply pada alat sebesar 9 Volt DC, Program
keseluruhan dari rancangan alat merupakan program total dari keseluruhan
rancangan alat yang sudah di upload di dalam Mikrokontroler ATmega 2560.
Proses penyesuaikan kiblat dengan bantuan aplikasi Micro Qiblat. Berikut
51
gambar tampilan dari Software Micro Qiblat yang digunakan pada rancangan
alat :
Aplikasi Mikro Qiblat digunakan sebagai sarana untuk mengetahui
kordinat posisi dari kiblat, posisi ini di ambil menggunakan GPS dari
smartphone, pada Gambar : 4.23 terdapat dua warna jarum penunjuk hijau
sebagai jarum lurus sudut kiblat, warna merah jarum untuk menyesuaikan.
Data azimuth menunjukkan nilai 293 sampai 294 derajat.
Sudut azimuth yang diperoleh dari aplikasi di masukan melalui pesan
SMS ke modem SIM800L. Jika SMS berhasil masuk proses tracking alat
akan dilakukan berikut hasil proses input nilai azimuth dan dikirim ke modem
SIM800L yang kemudian di tampilkan pada layar LCD.
Gambar : 4.23 Aplikasi Tracking Mikro Qiblat
52
Gambar : 4.24 terlihat tampilan Kiblat menunjukkan nilai 294 derajat,
data berhasil di input ke dalam mikrokontroler melalui SMS yang masuk dari
modul SIM800L. Azimuth layar bawah menunjukkan proses tracking alat
yang menggerakkan motor servo 180 derajat untuk mencari sudut yang sama
yaitu 294 derajat. Motor servo bergerak merubah posisi sensor kompas
HMC5883L. Berikut hasil dari proses tracking azimuth kiblat :
Hasil pengujian pengukuran azimuth dengan aplikasi pada Gambar :
4.25 berjalan dengan baik, rangkaian mampu menemukan titik azimuth yang
di masukan pada mikrokontroler. Garis pada azimuth kiblat dengan
kemiringan Smartphone dan rancangan alat sesuai menunjukkan derajat 294.
Hal ini membuktikan rancangan bekerja sesuai dengan harapan mampu
menggeser shaf sholat menuju titik kiblat.
Gambar : 4.24 Proses Pencarian Azimuth Kiblat
Gambar : 4.25 Proses Pengukuran Azimuth dengan Aplikasi
53
Pengujian kelurusan jamaah sholat berjalan sesuai rencana, jika jamaah
melebihi garis shaf sholat sensor LDR mampu mendeteksi dengan baik, dan
memutar rekaman suara himbauan untuk melurusakan shaf masjid. Dari
keseluruhan penelitian mendapatkan kesimpulan rancangan keseluruhan
bekerja dengan baik mampu bergerak tepat pada posisi azimuth posisi kabah
dan mampu mendeteksi kelurusan shaf sholat.
4.7 HASIL EVALUASI
Dari hasil pengujian alat Penggerak Shaf Masjid Ke Arah Kiblat,
ditemukan kendala dari modul SIM800L yang kurang cepat menangkap
sinyal GSM, pada pengujian selanjutnya bisa menggunakan koneksi selain
GSM bisa menggunakan data langsung dari masukan koordinat dari SMS
sebelumnya yang terekam oleh Arduino Atmega 2560. Pembacaan sensor
kompas HMC5883L menemui selisih sebesar 2º, untuk pengembangan
selanjutnya bisa menggunakan kompas digital dengan spesifikasi yang lain
agar data lebih akurat.
