Penentuan Karakteristik Sistem Pengontrolan Kelajuan Motor DC dengan Sensor Optocoupler Berbasis Mikrokontroler AT89S52
1 Asrizal, 1 Yulkifli, 2 Melvi Sovia
1 Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Padang, Jl. Prof Dr. Hamka Kampus UN P Air tawar Padang 25131, Telp. (0751)51260
2 Alumni Jurusan Fisika, Universitas Negeri Padang, Jl. Prof Dr. Hamka Kampus UN P Air tawar Padang 25131, Telp. (0751)51260
1 asrizai_unp@yahoo.com, 1 yulkifliamir@yahoo.com Received: December 2011, Accepted: March 2012

## Abstrak
Artikel ini bertujuan untuk mendeskripsikan blok diagram sistem dan menganalisis karakteristik statik sistem  pengontrolan  kelajuan  motor  DC  dengan  sensor optocoupler berbasis  mikrokontroler.  Pada sistem  pengontrolan,  putaran motor  DC  diindra  oleh optocoupler ,  keluaran  sensor  diproses melalui mikrokontroler  AT89S52  dan  hasilnya  ditampilkan  pada  LCD.  Sistem  pengontrol  dirancang  untuk mengontrol kelajuan motor DC antara 20 sampai 30 rpm dengan selang waktu 1 sampai 12 menit. Penelitian  yang  dilakukan  termasuk  kedalam  rekayasa.  Pengukuran  langsung  dilakukan  terhadap jumlah dan waktu putar motor DC. Pengukuran tidak langsung digunakan untuk menentukan kelajuan dari  motor  DC.  Produk  yang  dihasilkan  dan  data  yang  didapatkan  dari  hasil  pengukuran  dianalisis melalui  tiga  cara  yaitu  metoda  mendeskripsikan,  teori  kesalahan,  dan  metoda  grafik.  Berdasarkan hasil  analisis  terhadap  produk  dan  data  dapat  dikemukakan  tiga  hasil  penelitian  ini.  Pertama, rangkaian  sistem  pengontrolan  dari  tujuh  elemen  dasar  yaitu:  sensor optocoupler ,  mikrokontroler AT89S52,  tombol  setting  dan  selektor,  LCD, SPC DC  motor,  motor  DC  dan  catu  daya  teregulasi. Kedua,  ketepatan  rata-rata  dari  penunjuk  jumlah  putar  dan  waktu  putar  motor  DC  dari  sistem pengontrolan masing-masing 99,122 dan 99,786. Ketelitian rata-rata dari penunjuk jumlah putar dan waktu  putar  dari  sistem  pengontrolan  masing-masing  0,988  dan  0,994.  Berarti  ketepatan  dan ketelitian dari sistem pengontrolan termasuk tinggi. Ketiga, pada tiga titik set kelajuan motor DC yang dirancang, dihasilkan jumlah putar motor DC naik secara linier dengan kenaikan waktu putar masing- masing kelajuan motor DC pada titik set adalah 20,331 RPM, 25,214 RPM, dan 30, 169 RPM.
Keyword: Karakteristik, sistem, kontrol, optocoupler, mikrokontroler

## 1 Pendahuluan
Gerak  benda  merupakan  suatu  bagian  penting  dari  Fisika  karena  sering  ditemukan  dan digunakan  dalam  kehidupan  sehari -hari.  Dalam  Fisika  gerak  dapat  didefinisikan  sebagai suatu  momen  atau  kejadian  dimana  suatu  benda  ataupun  apapun  yang  mengalami perpindahan  dari  suatu  tempat  ke  tempat  yang  lain.  Dengan  kata  lain,  adalah  perubahan posisi  suatu  benda  terhadap  titik  acuan.  Titik  acuan  dapat  didefinisikan  sebagai  titik  awal atau titik tempat pengamat. Be rdasarkan lintasannya gerak dibagi menjadi 3 bagian  yaitu: gerak lurus, gerak parabola, dan gerak melingkar.
Bila  suatu  benda  bergerak  dengan  lintasannya  berupa  lingkaran,  maka  gerak  benda disebut gerak melingkar.  Dalam gerak ini, suatu benda bergerak mengikuti lintasan berupa lingkaran.  Panjang  panjang  lintasan  yang  ditempuh  benda  dipengaruhi  oleh  besarnya  jari - jari  dari  suatu  lingkaran.  Pada  peristiwa  gerak  melingkar  beraturan  selain  memiliki karakteristik  lintasan  berupa  lingkaran,  juga  mempunyai  kelajuan  yang  tetap.  Namun kecepatan  dari  gerak  melingkar  tidak  tetap  tetapi  selalu  berubah  karena  arah  kecepatan selalu  berubah  pada  setiap  titik  pada  lintasannya.  Perubahan  kecepatan  ini  hanya
disebabkan  oleh  perubahan  arah  saja,  tidak  disebabkan  oleh  besar  kecepatan.  Arah  dari kecepatan selalu tegak lurus dengan jari-jari lintasan.
Peristiwa  gerak melingkar banyak ditemukan dalam kehidupan manusia.  Dalam kehidupan sehari-hari  sering  dijumpai  berbagai  macam  gerak  melingkar,  seperti compact disc (CD), gerak  bulan  mengelilingi  bumi,  perputaran  roda  ban  mobil  atau  moto r,  komidi  putar,  dan sebagainya. Elektron dalam atom  dimodelkan melakukan  gerak melingkar mengelilingi inti atom.  Benda-benda  angkasa  seperti  bulan  juga  melakukan  gerak  melingkar  mengelilingi bumi.  Bumipun  melakukan  gerak  melingkar  mengelilingi  matahari .  Dengan  dasar  ini pengamatan  terhadap  proses  gerak  melingkar,  pengukuran  terhadap  besaran  pada  gerak melingkar, dan aplikasi gerak melingkar perlu dilakukan.
Gerak  melingkar  sering  dideskripsikan  dalam  frekuensi  dan  perioda.  Frekuensi  dapat didefinisikan  sebagai  jumlah  putaran  per  detik.  Sementara  itu  periode  dari  benda  yang melakukan  gerakan  melingkar  adalah  waktu  yang  diperlukan  untuk  menempuh  satu putaran.  Secara  Matematika,  perioda  dapat  dinyatakan  sebagai  kebalikan  dari  frekuensi dan sebaliknya.
Melalui pemahaman terhadap frekuensi dan  periode pada suatu gerak melingkar, besaran lain  dapat  ditentukan  seperti  kecepatan  sudut  dan  kecepatan  linier.  Kecepatan  sudut adalah  sudut  yang  ditempuh  oleh  sebuah  titik  yang  bergerak  di  tepi  lingkaran  per  satuan waktu.  Satuan  kecepatan  sudut  adalah  rad/dt  atau  RPM.  Besar  dari  kecepatan  sudut dalam  Fisika  disebut  dengan  kelajuan  dan  sering  menjadi  pusat  perhatian  pada  gerak melingkar seperti pada proses pengukuran dan pengontrolan.
Pengontrolan  kelajuan  pada  suatu  gerak  melingkar  sering  dilakukan  baik  dalam  fisika maupun  aplikasi  dari  Fisika  pada  bidang  ilmu  lain.  Dalam  bidang  fisika  pengontrolan kelajuan  dapat  diaplikasikan  untuk  mengembangkan  instrumen  untuk  eksperimen  gerak melingkar  beraturan.  Untuk  kelancaran  proses  di  industri,  biasanya  motor  DC  dikontrol dengan  menggunakan  elektronika  daya  yang  berfungsi  sebagai  pengganti  komponen  yang bersifat  mekanis.  Dalam  farmasi  pengontrolan  ini  dapat  diaplikasikan  pada  sistem pengujian  kerapuhan  obat  tablet  agar  kadar  tablet  yang  sampai  ke  konsumen  sesuai dengan standar yang telah ditetapkan.
Sistem  pengontrolan  terhadap  besaran  Fisika  seperti  waktu,  kelajuan,  dan  sebagainya memegang  peranan  penting  dalam  Fisika  dan  aplikasinya  pada  bidang  lain.  Suatu  sistem kontrol adalah suatu interkoneksi dari komponen-komponen pembentuk konfigurasi sistem yang  menyediakan  suatu  respon  sistem  sesuai  dengan  yang  diharapkan.  Komponen  yang dikontrol  dapat  direpresentasikan  oleh  suatu  blok  yang  terdiri  dari  masukan,  proses,  dan keluaran  [5].  Tujuan  dari  sistem  pengontrolan  adalah  untuk  mengaktifkan  maupun menonaktifkan suatu peralatan elektronika.
Kelajuan  merupakan  salah  satu  besaran  Fisika  yang  sering  menjadi  pusat  perhatian terutama  pada  suatu  sistem  pengontrolan.  Sebagai  contoh  adalah  kontrol  laju  motor  DC dan  aplikasinya.  Tujuan  dari  kontrol  laju  motor  DC  adalah  untuk  mengambil  suatu  sinyal pada laju  yang diharapkan dan menggerakkan motor  DC pada laju tersebut. Ada beberapa teknik  yang  digunakan  untuk  mengontrol  kelajuan  motor  yaitu  dengan  mengubah  jumlah kutub motor, pengaturan tahanan luar, mengubah tegangan  yang diberikan ke motor, dan mengubah  frekuensi  yang  diberikan  ke  motor.  Teknik  yang  lebih  baik  adalah  dengan memvariasikan  sejumlah  daya  yang  diberikan  menggunakan Pulse  Width  Modulation ( PWM ) [4].
PWM merupakan  suatu teknik untuk mengontrol  rangkaian analog dengan suatu keluaran digital  prosesor. PWM telah  digunakan  dalam  daerah  aplikasi  yang  luas  dari  pengukuran
dan  komunikasi  untuk  mengontrol  daya  dan  konversi.  Salah  satu  keuntungan  dari PWM adalah  sinyal  mempertahankan  semua  cara  dari  prosesor  yang  dikontrol  sistem  dan  tidak perlu  konversi  dari  analog  ke  digital.  Salah  satu  penggunaan  utama  dari PWM dalam elektronika daya adalah untuk mengontrol motor DC [4].
Salah  satu  penerapan  metode PWM untuk  mengontrol  kelajuan  motor  DC  adalah  pada Smart  Peripheral  Controller ( SPC ). SPC  motor  DC merupakan  suatu  pengontrol  motor  DC yang  menggunakan  I 2 C -bus  sebagai  jalur  penyampaian  data  sehingga  dapat  lebih menghemat  dan  mempermudah  pengkabelan. SPC motor  DC  ini  dilengkapi  dengan prosedur  masukan  sehingga  dapat  mengetahui  kecepatan  motor  pada  saat  tertentu  dan juga  dilengkapi  dengan  prosedur  pengereman  yang  dapat  menghentikan  motor  secara cepat.  Selain  itu SPC motor  DC  dapat  digunakan  secara  paralel.  Sebagai  contoh  aplikasi dari SPC motor DC adalah untuk robot dan sumber gerak lainnya [4].
Salah  satu alternatif pengontrolan kelajuan motor  DC dapat dilakukan dengan mengontrol kelajuan  untuk  beberapa  titik  set  berbasis  mikrokontroler  menggunakan  sensor optocoupler .  Kelajuan  motor  DC  dan  waktu  putar  motor  DC  dapat  dipilih  pada  tombol selektor.  Pengontrolan  dengan  cara  ini  diperkirakan  memiliki  beberapa  keunggulan. Pertama,  dengan optocoupler untuk  mengindra  cahaya  pada  benda  yang  bergerak melingkar  menyebabkan  sensor  lebih  sederhana  karena  pada optocoupler sudah  tersedia sensor pemancar dan penerima. Kedua, dengan sistem pengontrol berbasis mikrokontroler dapat  memproses  data  dari  keluaran  sensor optocoupler dan  menghasilkan  keluaran sesuai dengan yang diharapkan.
Mikrokontroler mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan menjalankan suatu program sehingga membuatnya menjadi unggul. Program mikrokontroler dapat membuat keputusan berdasarkan  pada  situasi  dan  seleksi  sebelumnya.  Mikrokontroler  memiliki  kemampuan untuk  membentuk  fungsi  matematika,  logika  dan  memperkenankannya  untuk  meniru logika  dan  rangkaian  elektronika  yang  canggih  [9].  Disamping  itu  mikrokontroler  juga memiliki  beberapa  keunggulan  lain  yaitu  dalam  pengontrolan  input  terprogram , pemanipulasi  data,  pengiriman  output,  membaca  informasi,  menyimpan  informasi, komunikasi, pengukuran waktu dan pensaklaran [1]. Dengan keunggulan yang  dimilikinya, mikrokontroler  dapat  digunakan  sebagai  basis  untuk  mengembangkan  berbagai  sistem pengukuran dan pengontrolan.
Pada  sistem  pengontrolan  kelajuan  motor  DC,  masukan  dari  mikrokontroler  berasal  dari keluaran  sensor optocoupler . Optocoupler adalah  suatu  piranti  yang  terdiri  dari  2  bagian yaitu  transmitter  dan  receiver,  yaitu  antara  bagian  cahaya  dengan  bagian  deteksi  sumber cahaya terpisah. Transmiter merupakan bagian yang terhubung dengan rangkaian masukan atau  rangkaian  kontrol.  Pada  bagian  ini  terdapat  sebuah  LED  infra  merah  yang  berfungsi untuk  mengirimkan  sinyal  kepada receiver .  Disisi  lain, receiver merupakan  bagian  yang terhubung  dengan  rangkaian  keluaran  atau  rangkaian  beban  dan  berisi  komponen penerima cahaya  yang dipancarkan oleh transmitter. Komponen penerima cahaya ini dapat berupa photodiode atau phototransistor [7].
Optocoupler dibentuk  oleh  sumber  cahaya  yaitu  LED  dan  detektor  foto  yang  berupa transistor  foto.  Sinyal  listrik  pada  masukan  menjadi  sinyal  optik  dengan  menggunakan sumber  cahaya  yaitu  LED  dan  sinyal  optik  tersebut  dapat  diterima  detektor  untuk  diubah menjadi sinyal listrik kembali. Jika antara transistor dan LED dihalangi maka transistor akan terputus  sehingga  output  dari  kolektor  akan  berlogika  tinggi.  Sebaliknya  jika  antara transistor  dan  LED  tidak  dihalangi  maka  transistor  akan  terhubung  sehingga  keluaran berlogika rendah [7].
Berdasarkan  latar  belakang  yang  telah  diuraikan,  pengembangan  sistem  pengontrolan kelajuan  motor  DC  melalui  pengamatan  jumlah  putar  dan  waktu  putar  motor  DC  dan aplikasinya  perlu  dilakukan.  Karena  itu  sebagai  perumusan  masalah  penelitian  yaitu “Bagaimana  deskripsi  sistem  pengontrolan  kelajuan  motor  DC  dengan  sensor optocoupler berbasis mikrokontroler AT89S52 dan karakteristik statiknya?”.
Secara  umum  mendeskripsikan  adalah  menggambarkan  atau  menjelaskan  suatu  hal secara  rinci.  Dengan  dasar  ini  mendeskripsikan  suatu  produk  seperti  sistem  pengontrolan berarti  menggambarkan  sistem  secara  lebih  rinci.  Deskripsi  sistem  pengontrolan  meliputi: pengertian,  komponen  elektronika  yang  digunakan,  rangkaian  dasar  pembangun,  diagram blok,  fungsi,  aplikasi,  dan  sebagainya.  Disisi  lain  karakteristik  statik  dari  instrumen dihubungkan  dengan  respon  keadaan  mantap.  Hal  ini  berarti  hubungan  antara  keluaran dan masukan pada sistem tidak berubah atau masukan hanya  berubah dengan suatu laju yang  lambat  [5].  Dalam   instrumentasi  ada  beberapa  karaketeristik  statik  dari  instrument seperti ketepatan, ketelitian, sensitivitas, resolusi, selektivitas, liniertitas, dan sebagainya.
Secara  umum  penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengembangkan  sistem  pengontrolan kelajuan  motor  DC  melalui  pengamatan  jumlah  putar  dan  waktu  putar  motor  DC  dengan sensor optocoupler berbasis  mikrokontroler  AT89S52  untuk  aplikasi  pada  alat  pengujian kerapuhan  obat  tablet.  Secara  khusus  penelitian  ini  bertujuan  untuk  :  mendeskripsikan hasil desain sistem pengontrolan kelajuan motor  DC, menentukan ketepatan dan ketelitian dari  sistem  pengontrolan  kelajuan  motor  DC  dalam  mengontrol  jumlah  putar  dan  waktu putar  motor  DC,  dan  menentukan  hubungan  antara  jumlah  putar  motor  DC  dengan  waktu putar dan menentukan kelajuan motor DC.

## 2 Metodologi
Jenis  penelitian  yang  dilakukan  adalah  penelitian  rekayasa,  yaitu  penelitian  yang menerapkan  ilmu  pengetahuan  menjadi  suatu  rancangan  untuk  mendapatkan  kinerja sesuai  dengan  persyaratan  yang  ditentukan.  Rancangan  merupakan  sintesis  unsur-unsur rancangan  yang  dipadukan  dengan  metode  ilmiah  menjadi  suatu  model  yang  memenuhi spesifikasi  tertentu.  Penelitian  diarahkan  untuk  membuktikan  bahwa  rancangan  tersebut memenuhi  spesifikasi  yang  ditentukan.  Secara  konseptual,  kegiatan  perancangan  dapat dibedakan  menjadi  tiga  kategori ,  yaitu,  perangcangan  produk,  perancangan  proses  dan perancangan  rekaysa.  Ada  tiga  ciri-ciri  perancangan  adalah:  merupakan  kegiatan  kreatif yang dilandasi oleh pemahaman yang baik atas bidang keilmuan yaitu: matematika, fisika, kimia,  mekanika,  termodinamika,  hidrokimia,  listrik,  teknik,  produksi,  teori  perancangan dan  pengetahuan  serta  pengalaman  dalam  bidang  khusus.  Kedua,  merupakan  optimasi atas tujuan tertentu dalam berbagai kendala yang ada bahkan saling bertentangan.
Desain  sistem  pengontrolan  merupakan  penggabungan  dari  beberapa  rangkaian elektronika  yang  membentuk  sistem  yang  saling  terkait  untuk  memperoleh  hasil  yang diinginkan pada desain sistem pengontrolan kelajuan motor DC dengan mengontrol jumlah putar dan waktu putar menggunakan Mikrokontroler AT89S52. Sistem ini  dapat diterapkan untuk  pengujian  kerapuhan  obat  tablet.  Pada  sistem  pengontrolan  dapat  dipilih  pada tombol  selektor  kelajuan  yaitu  20  RPM,  25  RPM,  dan  30  RPM.  Kelajuan  yang  dipilih  ini sesuai  dengan  alat  standar  untuk  menguji  kerapuhan  obat  tablet.  Desain  sistem pengontrolan terdiri dari rangkaian mikrokontroler, rangkaian LC D 2x16, rangkaian tombol dan rangkaian SPC Motor DC. Untuk desain ini digunakan tombol set, tombol waktu, tombol kelajuan, dan tombol run.
Pengontrolan kelajuan motor DC dilakukan dilakukan dengan memprogram mikrokontroler AT89S52  sesuai  dengan  pemilihan  kelajuan  yang  diiginkan.  Pengontrolan  kelajuan
dilakukan  dengan  mengontrol  jumlah  putaran  motor  DC  menggunakan  teknik PWM menggunakan rangkaian SPC Motor DC. Variasi jumlah putaran  yang digunakan ditentukan oleh  tombol  kelajuan  yang  dipilih.  Pilihan  kelajuan  tersebut  akan  ditampilkan  pada  LC D baris pertama.
Untuk  sistem  pengontrolan  waktu  putar  digunakan  rangkaian  pengontrolan  waktu  pada mikrokontroler.  Pengontrolan  waktu  dilakukan  dengan  memprogram  mikrokontroler AT89S52  sesuai  dengan  pemilihan  waktu  yang  diinginkan.  Variasi  waktu  ditentukan  oleh tombol  waktu  yang  diinginkan.  Pilihan  waktu  tersebut  akan  ditampilkan  pada  LCD  baris kedua.  Perangkat  keras  sistem  berupa  diagram  blok.  Diagram  blok  dari  desain pengontrolan  dengan  mengontrol  jumlah  putar  dan  waktu  putar  motor  DC  dengan  sensor optocoupler berbasis  Mikrokontroler  AT89S52  untuk  aplikasi  pada  pengujian  kerapuhan obat tablet diperlihatkan seperti Gambar 1:
Gambar 1 Diagram  blok system pengontrolan
Proses  pengontrol  jumlah  dan  waktu  putar  motor  DC  menggunakan  mikrokontroler AT89S52  untuk  alat  pengujian  kerapuhan  obat  tablet  dilakukan  dengan  cara  yang  yaitu, dengan  mengirimkan  data  yang  sesuai  ke  dalam  rangkaian SPC motor  DC.  Dalam aplikasinya SPC Motor  DC  berfungsi  untuk  menjalankan  atau  menghentikan  motor  DC sesuai  dengan  perintah  yang  diberikan  oleh  mikrokontroler  AT89S52.  Jumlah  putaran motor  akan  dihitung  oleh  sensor optocoupler .  Catu  daya  teregulasi  berfungsi  sebagai sumber tegangan untuk semua rangkaian elektronika yang digunakan pada sistem.
Teknik  pengumpulan  data  pada  penelitian  ini  dilakukan  melalui  pengukuran  terhadap besaran  fisika  yang  terdapat  pada  sistem  pengaturan  waktu.  Teknik  pengukuran  yang dilakukan meliputi dua cara yaitu secara langsung dan tidak langsung. Pengukuran secara langsung  adalah  pengukuran  yang  tidak  bergantung  pada  besaran-besaran  lain. Pengukuran  tidak  langsung  adalah  pengukuran  suatu  bilangan  yang  nilainya  dipengaruhi oleh besaran-besaran lain dan nilainya tidak langsung didapatkan.
Data  yang  diperoleh  secara  langsung  dalam  penelitian  ini  adalah  massa  obat,  waktu  dan jumlah  putaran  motor.  Di  sisi  lain  data  dari  pengukuran  tidak  langsung  adalah  laju  motor, ketepatan  dan  ketelitian  dari  sistem  pengaturan  jumlah  dan  waktu  putar  motor  DC,  serta kemiringan garis dari hubungan antara jumlah dengan waktu putar.
Analisis  data  dilakukan  untuk  mendapatkan  kesimpulan.  Teknik  analisis  data  yang  akan dilakukan  adalah  metode  grafik  dan  menggunakan  teori  kesalahan.  Plot  data  bertujuan untuk menentukan hubungan antara variabel-variabel  yang diukur.  Hal ini dapat  dilakukan dengan  memplot  data  pada  koordinat  XY  menggunakan  program  Microsoft  excel.  Teknik umum yang digunakan untuk memplot data pada grafik XY yaitu variabel bebas diplot pada sumbu X dan variabel terikat diplot pada sumbu Y  [8].
Analisis data hasil pengukuran merupakan proses untuk mengetahui tingkat ketepatan dan ketelitian  dari  suatu  sistem  pengukuran.  Ketepatan  ( accuracy )  merupakan  tingkat kesesuian  atau  dekatnya  suatu  hasil  pengukuran  terhadap  harga  sebenarnya.  Ketepatan dari  sistem  dapat  ditentukan  dari  persentase  kesalahan  antara  nilai  aktual  dengan  nilai yang  terlihat.  Ketepatan  relatif  rata-rata  dari  sistem  pengukuran  dapat  ditentukan  melalui persamaan (1):
% 100 x n Y n X n Y 1 % A          (1)
Pada  persamaan  A  menyatakan  akurasi  relatif  yang  sering  dikenal  dengan  ketepatan  [ 8]. Hasil  pengukuran  dinyatakan  dalam  nilai  rata -rata  dan  kesalahan,  kemudian  dapat ditentukan  nilai  rata-rata,  standar  deviasi,  kesalahan  mutlak  dan  relatif  serta  pelaporan hasil pengukuran. Nilai rata-rata pengukuran dinyatakan dengan persamaan (2).
   n 1 n n X n 1 X (2)
Di  sini  X n adalah  nilai  dari  data  ke-n  dan  n  adalah  jumlah  total  pengukuran.  Ketelitian ( precision ) dapat diekspresikan dalam bentuk matematika sebagai berikut:
n X n X n X 1 P    (3)
Dimana; Xn =  nilai  dari  pengukuran  ke-n  dan  X n =  rata-rata  dari  set  n  pengukuran.  Untuk menghitung standar deviasi dapat digunakan persamaan:
    1 n n 2 i X 2 i X n ΔX      (4)
Dari hasil pengukuran dapat dilihat seberapa besar kesalahan relatif pengukuran pada alat dengan menggunakan persamaan (5):
% 100 x X ΔX KR  (5)
Untuk  melaporkan  hasil  pengukuran  terhadap  suatu  besaran  dapat  dinyatakan  dalam bentuk persamaan (6):
ΔX X X  
(6)
Setelah  data  secara  pengukuran  dan  perhitungan  diperoleh  maka  data  tersebut  akan diolah  dengan  baik  secara  grafik  dan  statistik.  Dari  hasil  olahan  data  tersebut  akan didapatkan sebuah kesimpulan.

## 3 Hasil dan Pembahasan
Secara  umum  hasil  penelitian  ini  dapat  dikelompokkan  atas  tiga  bagian.  Pertama,  hasil deskripsi dari sistem pengontrolan.  Kedua, karakteristik statik sistem pengontrolan.  Ketiga, hubungan jumlah dan waktu putar motor DC.

## 3.1 Deskripsi Hasil Desain Sistem Pengontrolan
Sistem  pengontrolan  motor  DC  adalah  suatu  instrumen  yang  dapat  mengontrol  kelajuan motor  DC  sesuai  dengan  titik  set  kelajuan  yang  ditetapkan.  Sistem  ini  bekerja  dengan mengontrol  jumlah  putar  dan  waktu  putar  motor  DC.  Komponen  elektronika  utama  yang digunakan untuk membangun sistem pengontrol adalah sensor optocoupler , mikrokontroler AT89S52,  driver  LC D,  LCD,  dan  IC  regulator  tegangan  tiga  terminal  78XX  dan  79  XX. Disamping  itu  digunakan  pula  komponen  elektronika  lainnya  seperti  resistor  kapasitor, dioda,  dan  sebagainya.  Komponen  utama  dan  komponen  tambahan  dirakit  pada  PCB sesuai  dengan  diagram  blok  dan  rangkaian  lengkap  dari  sistem.  Rangkaian  sistem pengontrolan kelajuan motor DC dapat diperhatikan pada Gambar 2:
Gambar 2 Rangkaian sistem pengontrolan kelajuan
Rangkaian  ini  terdiri  dari  lima  rangkaian  utama,  yaitu:  rangkaian  catu  daya,  rangkaian mikrokontroler,  rangkaian LC D, rangkaian SPC DC Motor, rangkaian tombol, dan  rangkaian optocoupler .  Pertama,  rangkaian  catu  daya  digunakan  sebagai  sumber  tegangan  DC  yang akan  mengoperasikan  rangkaian -rangkaian  lain.  Kedua,  rangkaian  mikrokontroler digunakan  sebagai  rangkaian  pengatur  jumlah  dan  waktu  putar  motor  DC  serta menampilkannya  pada  LCD  dengan  memprogramnya  terlebih  dahulu.  Ketiga,  rangkaian SPC DC  motor  digunakan  sebagai  pengendali  kelajuan  motor  DC.  Keempat,  rangkaian tombol  digunakan  sebagai  pengatur  pilihan  tombol.  Kelima,  rangkaian optocoupler digunakan  sebagai  rangkaian  yang  menghitung  jumlah  putaran  motor  DC.  Kelima komponen  ini  membentuk  suatu  sistem  untuk  mengontrol  jumlah  putar  dan  waktu  putar motor DC sesuai dengan set point yang ditetapkan.
1 2 4 5 3

## 3.2 Ketepatan dan Ketelitian Sistem Pengontrolan
Ketepatan  dapat  ditentukan  dengan  membandingkan  penunjukan  sistem  pengontrolan dengan  nilai  standar.  Nilai  standar  untuk  waktu  adalah  nilai  yang  terbaca  oleh stopwatch sedangkan  untuk   jumlah  putaran  adalah  dihitung  secara  manual.  Dengan  menggunakan persamaan (1) keterapatan jumlah putar dan waktu putar dapat ditentukan. Ketepatan dari penunjukan  jumlah  putaran  motor  DC  pada  sistem  pengontrolan  termasuk  pada  kategori tinggi dengan ketepatan  rata-rata 99,122 % dan persentase kesalahan rata -rata 0,8778%. Disisi  lain,  ketepatan  dari  penunjukan  waktu  putar  pada  sistem  pengontrol  juga  termasuk tinggi  yang  ditandai  dengan  rata-rata  ketepatan  99,786  %  dan  rata -rata  persentase kesalahan 0,2145 %.  Hasil ini menunjukkan bahwa ketepatan  rata-rata baik  untuk jumlah putaran maupun waktu putaran termasuk tinggi
Ketelitian  dari  sistem  pengontrolan  dapat  ditentukan  dari  data  hasil  pengamatan  atau pengukuran berulang.  Ketelitian sistem pengontrolan ditentukan menggunakan persamaan (3). Ketelitian penunjukan jumlah putaran motor  DC didapatkan 0,988 dengan simpangan 2,879  dan  kesalahan  relatif  1,8786  %.  Disisi  lain,  ketelitian  dari  penunjuk  waktu  pada sistem pengontrol didapatkan 0,994 dengan rata -rata  simpangan adalah 0,0039 dan rata - rata  kesalahan  relatif  0,0747  %.  Dengan  demikian  ketelitian  sistem  pengontrolan  jumlah putaran dan waktu putaran termasuk pada kategori tinggi.

## 3.3 Hubungan Antara Jumlah Data dengan Waktu Putar Motor DC
Pada  sistem  pengontrolan,  pengambilan  data  dilakukan  dengan  memilih  tombol  kelajuan motor DC pada suatu titik  set dan waktu putar. Berdasarkan data jumlah putar dan waktu putar yang terbaca pada sistem pengontrolan dapat diplot hubungan antara besaran. Untuk setting 20 RPM, hubungan antara jumlah putar dengan waktu putar motor DC diperlihatkan pada Gambar 3:
Gambar 3 Hubungan antara jumlah dan waktu putar motor pada 20 RPM
Pada  Gambar  3  dapat  dikemukakan  bahwa  jumlah  putar  motor  DC  naik  dengan  waktu putar. Kenaikan jumlah putar motor  DC sebanding dengan kenaikan waktu putar pada satu titik  set.  Melalui  pendekatan  gari s  lurus  dapat  diperoleh  persamaan  hubungan  antara jumlah putar dengan waktu putar dalam  bentuk:
n 1 = 20,331 t 1 – 0,59 2
(7)
Dari persamaan  dapat dilihat bahwa gradiennya adalah gradien positif  yang artinya jumlah putaran  motor  yang  ditunjukkan  oleh  alat  akan  naik  seiring  bertam bahnya  waktu  alat standar. Angka 20,331 menunjukkan kelajuan motor DC dalam rpm sebesar 20,331. Besar
simpangan  yang  didapatkan  adalah  sebesar  0,017.  Besar  koefisien  determinasi  dari  data adalah  0,999,  yang  berarti  kenaikan  jumlah  putaran  motor  akan  sebanding  dengan kenaikan penunjukan waktu pada sistem kontrol.
Pada kelajuan motor DC 25 RPM dilakukan pengamatan terhadap jumlah dan waktu putar. Data  jumlah  dan  waktu  putar  motor  DC  dimasukkan  kedalam  tabel.  Hasil  plot  data  dari hubungan  antara  jumlah  putar  dan  waktu  putar  motor  DC  pada  setting  kelajuan  25  RPM ditunjukkan pada Gambar 4.
Pada  Gambar  4  dapat  dikemukakan  bahwa  pada  setting  kelajuan  motor  DC  25  RPM kenaikan  jumlah  putar  motor  DC  sebanding  dengan  kenaikan  waktu  putar.  Mela lui pendekatan garis lurus dapat diperoleh persamaan  hubungan antara jumlah putar  dengan waktu putar dalam bentuk:
n 2 = 25,214 t 2 – 0,111 (8)
Gambar 4 Hubungan jumlah dengan waktu putar motor pada 25 RPM
Dari persamaan  dapat dilihat bahwa gradiennya adalah gradien positif  yang artinya jumlah putaran motor yang ditunjukkan oleh sistem kontrol akan naik seiring bertambahnya waktu. Angka  25,214  menunjukkan  kelajuan  motor  DC  adalah  25,214  RPM .  Besar  simpangan yang  didapatkan  adalah  sebesar  0,0096.  Besar  koefisien  determinasi  dari  hubungan antara  jumlah  dan  waktu  putar  adalah  0,999.  Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  99,99 perubahan jumlah putar motor DC disebabkan oleh waktu putar.
Pada  kelajuan  motor  DC  30  RPM  juga  dilakukan  pengamatan  terhadap  jumlah  dan  waktu putar.  Kemudian  hasil  pengukuran  jumlah  jumlah  dan  waktu  putar  motor  DC  dimasukkan kedalam  tabel.  Hasil  plot  data  dari  hubungan  antara  jumlah  putar  dan  waktu  putar  motor DC pada setting kelajuan 30 RPM dapat diperhatikan pada Gambar 5:

## Gambar 5 Hubungan jumlah dengan waktu putar motor pada 30 RPM
Melalui  Gambar  5  dapat  dijelaskan  bahwa  pada  setting  kelajuan  motor  DC  35  RPM kenaikan  jumlah  putar  motor  DC  sebanding  dengan  kenaikan  waktu  putar.  Melalui pendekatan garis lurus dapat diperoleh persamaan  hubungan antara jumlah putar  dengan waktu putar dalam bentuk:
n 3 = 30,169 t 3 – 0,190
(9)
Dari  persamaan  dapat  dilihat  bahwa  kemiringan  dari  hubungan  antara  jumlah  putar  dan waktu  putar  adalah  positif.  Hal  ini  berarti  jumlah  putar  motor  DC  akan  naik  secara  linier dengan  kenaikan  waktu  putar.  Angka  30,169  menunjukkan  kelajuan  motor  DC  sebesar 30,169  RPM.  Besar  simpangan  yang  didapatkan  adalah  sebesar  0,006.  Besar  koefisien determinasi  dari  data  adalah  1,0  yang  berarti  perubahan  jumlah  putar  motor  DC  100  % disebabkan oleh waktu putar.

## 4 Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisis  data  dapat  dikemukakan  tiga  hasil  penelitian  ini.  Pertama, rangkaian  sistem  dibangun  dari  tujuh  eleman  dasar  yaitu:  sensor optocoupler , mikrokontroler,  tombol  setting  dan  selektor,  LC D, SPC DC  motor,  motor  DC  dan  catu  daya teregulasi. Kedua, ketepatan rata-rata dari penunjuk waktu dan jumlah putar motor  DC dari sistem  masing-masing  99,786  dan  99,122.  Disisi  lain,  ketelitian  rata-rata  dari  penunjuk waktu  dan  jumlah  waktu  putar  dari  sistem  masing-masing  0,994  dan  0,988.  Keempat, pada  tiga  setting  kelajuan  motor  DC  yang  dirancang,  jumlah  putar  motor  DC  naik  secara linier  dengan  kenaikan  waktu  putar  dengan  kelajuan  motor  DC  masing-masing  20,331 RPM, 25,214 RPM, dan 30, 169 RPM. Ketiga nilai hasil pengontrolan kelajuan motor DC ini mendekati nilai titik set yang ditetapkan.

## 5 Daftar Pustaka
[1] Agfianto  Eko  Putra, Belajar  Mikrokontroler  AT89C51/52/55  Teori  dan  Aplikas i, Yogyakarta: Gava Media, 2002.
[2] Alejandro  Roman  Loera,  M.C,  Static  characteristics , 2009.  ( http://academia. uaa.mx/files/briefcase/Alejandro_ Roman_Loera/IN STR_AVANZADA/Static_Characteri stics_of_instrument_system.pdf ).
[3] Anonim, SPC  (Smart  Peripheral  Controller)  DC  Motor. Innovative  Electronics,  2010, (http://www.innovativeelectronics.com/innovative_electronics/ download_ files/
manual/Manual%20 SPC %20DC%20Motor.pdf )
[4] Barr,  Michael  Barr, Introduction  to  Pulse  Width  Modulation  (PWM).  Netrino  the Embedded Systems  Experts , 2009. (http://www.netrino.com/Embedded-Systems/How-
To/ PWM -Pulse-Width-Modulation)
[5] Habash, Riadh, Introduction to  Control  Systems,  School of Information  Technology and Engineering  (SITE) ,  University  of  Ottawa,  Canada,  2010.  (http://www.site. uottawa.ca/ ~rhabash/ELG4152LN01.pdf)
[6] Iovine,  J, PIC  Microcontroller  Project  Book .  Program  PIC  Chips  Directly  Using  Basic, McGraw-Hill, USA, 2000.
[7] Jones,  L.D, Electronic  Instrumens  and  Measurement .  Second  Edition.  Prentice  Hall International, Inc, 1995.
[8] Kirkup,  L, Experimental  Method  An  Introduction  to  The  Analysis  and  Presentation  of Data . John Willey & Sons, Singapore, 1994.
[9] Loveday,  G.C, Electronic  Testing  and  Fault  Diagnostis .  Longman  Scientific  and technical: Singapore, 1994.