BAB I

BAB IPENDAHULUAN

1.1.            Latar BelakangPerkembangan teknologi pada masa sekarang sangatlah pesat,berbagai inovasi didalam

pengembangan teknologi telah banyak kita rasakan. Mulai dari pengoperasian manual ke automatic dan dari yang komunikasi berkabel ke komunikasi tanpa kabel. Perkembangan itulah yang memacu saya untuk berinovasi lebih.

Suhu merupakan parameter objek yang tepat untuk saya teliti karna Suhu merupakan objek yang sensitivitasnya lebih tinggi, dan lebih menarik dari objek yang lain,ini alasan kuat saya untuk menjadikan suhu sebagai objek yang diteliti juga karna suhu merupakan objek yang setiap harinya bisa kita rasakan disekeliling kita,dan memiliki peranan yang penting untuk kehidupan.

Saat ini banyak metode dan alat yang bisa dipakai untuk proses pengukuran. Misalnya untuk mengukur keadaan suhu suatu ruangan,kita masih bisa memperkirakannya saja keadaan suhu yang sedang dirasakan oleh tubuh kita. Dan alat pengukur suhu juga banyak kita ketahui di dalam kehidupan kita sehari-hari, misalnya untuk mengukur suhu tubuh seperti termometer baik itu yang analog maupun digital. Dan masih banyak lagi benda-benda yang dipakai untuk mengukur suhu.

Penggunaan wireless kini banyak dipakai untuk media komunikasi jarak jauh,karena penggunaannya yang lebih efektif dari pada menggunakan kabel. Selain itu wireless juga lebih memiliki mobilitas yang tinggi serta mudah dalam proses perancangan dan lebih dalam perancangannya. Untuk sistem yang dipakai adalah ASK (Amplitude Shift Keying), karna memepertimbangkan beberapa hal teknis yang mendorong saya untuk memakai Ask sebagai sistem pendukungnya. Hal inilah yang mendorong saya untuk mengangkat judul tentang “Pengukur suhu dengan wireless menggunakan ASK”

1.2.            Tujuan Tugas AkhirTujuan Penulisan tugas akhir “Pengukur Suhu dengan Wireless Menggunakan ASK”

adalah sebagai berikut:

1.      Merancang pengukur suhu berbasis wireless

2.      Mengaplikasikan pengukuran suhu dengan wireless untuk mengukur suhu didua tempat yang

berbeda.

1.3. Manfaat Tugas Akhir

Di tinjau dari mamfaat penulisan Tugas Akhir ini adalah dapat menghasilkan suatu alat

pengukur suhu berbasis wireless yang memiliki sensivitas dan resolusi pengukuran suhu jarak

jauh yang lebih efektif yang mudah diamati dari jarak yang cukup jauh dan dari dua tempat yang

berbeda.

Setelah terciptanya alat ini mahasiswa bisa menjadikan bahan pertimbangan untuk

membuat penemuan pengkuran suhu yang lebih baik dan lebih canggih.

Kesempurnaan dari alat yang akan dibuat akan memberikan mamfaat tersendiri dan

memudahkan kita untuk mengukur suhu dari jarak jauh tanpa kabel serta bisa membedakan

keadaan suhu ditempat yang berbeda.

1.4. Rumusan Masalah

Mengacu pada permasalahan yang ada dan sering terjadi maka rumusan masalah

ditekankan pada:

1.      Bagaimana merancang alat pengukur suhu berbasis wireless dengan menggunakan

mikrokontroler ATMEGA8535 dan sensor suhu LM 353

2.      Bagaimana aplikasi alat dalam mengukur suhu secara wireless.

Pengukuran suhu biasanya dilakukan dengan cara lansung pada objek suhu yang akan

diukur. Tapi banyak inovasi perkembangan yang mengembangan teknik pengukuran dengan

berbagai cara. Dengan menggunakan wireless maka pengamatan suhu dengan jarak jauh akan

lebih mudah,karna wireless punya banyak kegunaan dan mudah dikembangkan dalam sistem

pengukuran suhu yang mudah pengaplikasiannya.

Jika parameter suhu yang diukur telah ditangkap oleh sensor suhu maka sinyal suhu akan

diproses oleh ADC. Kemudian dilanjutkan oleh mikro yang mengolah sinyal dan meneruskanya

ke radio pemancar,hasil sinyal akan ditangkap oleh radio penerima yang kemudian sinyalnya

akan diproses secara digital untuk memperlihatkan hasil pengukuran yang ditangkap oleh sensor

suhu.

1.5. Batasan Masalah

Agar pengerjaan alat lebih sempurna,maka ada beberapa betasan masalah dalam

perancangan alat ini.Batasannya adalah sebagaiberikut:

1.      Alat ini hanya berfungsi sebagai pengukur suhu saja dengan mengabaikan beberapa fungsi yang

lain

2.      Sistem pengontrolannya menggunakan ATMG 8353.

Metode penulisan akhir pada tugas akhir ini tersusun sebagai berikut:

1.      Mengulas pustaka,melakukan pencarian data data terkait dengan masalah yang berhubungan

dengan penulisan tugas akhir ini.

2.      Merancang alat secara bertahap.

3.      Melakukan pengujian alat.

BAB II

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Dalam merancang sebuah alat,maka kita harus mengenal dulu beberapa bagian utama

penyusun alat tersebut yang mempunyai fungsi masing-masing.

2.1. Sensor Suhu LM 353

Dalam rangkaian ini digunakan sensor dan jenis IC yang berfungsi untuk merubah besaran fisis

menjadi besaran elektris, dimana besaran fisis berupa temperatur. Sensor ini dipilih karena linieritas

yang baik, persisi, mudah dikalibrasi, range pengukuran sesuai dengan kebutuhan dan relatif murah.

Rangkaian dalam IC ini berintikan sebuah dioda zener yang dibias mundur ( revesed bias ). Setiap

panas yang tejadi dalam 10 C, maka tegangan keluar sensor naik sebesar 10 mV/ 0 C. Pada perancangan

dan pembuatan alat proteksi panas ini ditentukan jangkauan suhu antara 00C sampai dengan 1000C.

Untuk gambar rangkaian serta aplikasinya bisa dilihat gambar 2.1

Gambar 2.1 gambar rangkaian aplikasi sensor IC LM 353(www.datasheetarchive.com)

Untuk bentuk fisik dan diagram rangkaian dari sensor suhu LM 353 bila dilihat dari depan maka

akan terlihat pada gambar 2.2 dan 2.3.

Gambar 2.2 bentuk fisik IC LM 353(www.tutorial.cytron.com.my)

Gambar 2.3 Blok diagram IC LM 353( www.tutorial.cytron.com.my)

Persamaan yang digunakan untuk menghitung tegangan keluaran dari sensor suhu adalah:

................................. (1)

Keterangan:

Vout = Tegangan keluaran

10mV/°C = Nilai tegangan sensor naik/pebgukuran suhu yang didapat

T = waktu

Beberapa kelebihan yang diperoleh dengan menggunakan LM353 adalah :

1. Respon yang dihasilkan lebih linear

2. Operasinya lebih stabil dan mudah digunakan.

3. Output dari sensor ini adalah dalam bentuk tegangan.

2.2.Keypad 3X4

Pada dasarnya keypad adalah sejumlah tombol yang disusun sedemikian rupa sehingga

membentuk susunan tombol angka dan beberapa menu lainnya. Pada perancangan tugas akhir ini

keypad berfungsi untuk memasukkan angka jumlah orang maksimal yang bisa masuk dan berada

didalam ruangan. Untuk spesifikasi keypad yang tampak dari posisi depan dan belakang bisa dilihat pada

gambar 2.4.

Gambar 2.4 Keypad Matriks 3x4(www.comfiletech.com)

Untuk mengetahui tombol mana yang ditekan maka kita harus melakukan proses

scanning pada keypad tersebut agar selaras antara tombol yang ditekan dengan tampilan yang muncul.

2.3 Amplitude Shift Keying(ASK)

Amplitude Shift Keying (ASK) merupakan sebuah sistem komunikasi tanpa kabel (wireless) yang

beroperasi dalam pita frekuensi tertentu. ASK merupakan teknik pembangkitan gelombang AM

(amplitude modulation) yang dilakukan dengan membangkitkan sinyal AM secara langsung tanpa harus

membentuk sinyal base band yang menggambarkan teknik modulasi digital.

Dilihat dari jenis modulasinya radio penerima dibedakan dalam dua macam yaitu radio AM jika

modulasi yang digunakan modulasi amplitudo yang mempunyai sifat amplitudo sinyal termodulasi

bervariasi mengikuti variasi amplitudo sinyal informasi. Radio penerima jenis yang kedua adalah radio

FM jika modulasi yang digunakan modulasi frekuensi, yaitu sinyal termodulasi frekuensi bervariasi

mengikuti variasi amplitudo sinyal informasi. Frekuensi pembawa radio modulasi amplitudo (AM) dalam

cakupan 535 sampai 1605 kHz. Radio FM mempunyai band dari 88 sampai 108 MHz. Untuk bentuk

gelombang modulasi dari FM dan AM bisa dilihat pada gambar 2.5

Gambar 2.5 modulasi FM dan AM(www.intuitiveearth.com)

Jadi teknik tersebut merupakan pembangkitan gelombang AM untuk mentransmisikan

informasi digital yang selanjutnya dikenal sebagai bentuk pembangkitan ASK atau lebih jauh dikenal

sebagai AM digital. ASK terdiri dari ASK pengirim dan ASK penerima.

2.5. Pemancar dan Penerima

Dalam perancangan suatu pengukur suhu berbasis wireless pasti ada pemancar dan

penerima,berikut akan dijelaskan beberapa hal tentang pemancar dan penerima.

2.5.1 Pemancar (TLP 433A)

Didalam rangkaian ini dipakai juga pengirim jenis LP 433A yang akan berfungsi sebagai pengirim

sinyal kepada penerima, yang nantinya akan di dikirim melalui pemancar wireless yg tepasang pada

output TLP 433. Kemudian akan diterima melalui rangkaian penerima (RLP 434A). Adapun spesifikasi

dari TLP 434 bisa dilihat pada gambar 2.6 berikut:

Gambar 2.6 Bentuk fisik TLP 433A(www.toko-robot.com)

Untuk spesifikasi dari gambar diatas perlu diketahui beberapa keterangan dari TLP 434 tersebut,

- Frekuensi: frekuensi yang bisa dijangkau TLP 434A adalah 433.92 MHZ

- Modulasi: modulasinya berupa ASK

- Circuit shape: SAW

- Rating data: Data yang bisa ditampung 8K bps

- Tegangan Suplay: Untuk tegangan suplay yang dianjurkan adalah +5volt

- Range power suplay untuk i/o pins:0-5vol

- Suhu yang diperbolehkan pada saat tidak beroperasi diperbolehkan -20 to +85c

- Untuk Suhu solder dalam (10 detik) diperbolehkan 230°c

`

2.5.2. Penerima (RLP 434A)

RLP merupakan penenrima sinyal wireless dari modulator TLP yang dipasang antara antenna

pemancar dan hasil pancaran wirelees tadi kemudian akan diproses/diadopsi oleh RLP.Untuk gambar

skematik RLP 434A bisa dilihat pada gambar 2.7

Gambar 2.7 Skematik RLP 434A(www.futurlec.com)

Untuk spesifikasi dari gambar diatas perlu diketahui beberapa keterangan dari RLP 434A

tersebut diataranya:

Spesifikasi data RLP:

- Frekuensi yang bisa dijangkau oleh rlp 434 adalah: 433.29 MHz

- Model modulasinya berupa ASK

- Jumlah data yang bisa ditampung oleh RLP 434 adalah : 4800bps

- Sensifitas dari RLP 434A adalah : -106 dBm

- Jarak jangkauan yang bisa ditempuh adalah : +/-500KHz

- Tegangan yang diperbolehkan untuk operasinya adalah 5 volt

Peralatan yang aplikasinya bisa dipakai menggunakan RLP 434 ada banyak kegunaan dalam

kehidupan sehari-hari,berikut adalah contohnya:

- Wireless security systems

- Alaram mobil

- Remote gate controls

- Remote sensing

- Date communication

- Remote water/electric switch

- Pager system

- PDA date communicated

2.6. Microposesor (ATMega 8535)

Microposesor berfungsi sebagai pengatur saklar otomatis untuk adc yang akan deprogram sesuai

saklar yang akan dipasang. Encoder juga berperan penting dalam proses pengolahan system yang juga

dikontrol untuk menentukan saklar serta encoder yang akan di ukur,

Input yang dipasang ke jaringan TLP. Dan Encoder harus lah bisa diperhitungkan dengan

baik,karna bila tidak maka system micro tidak akan bisa beroperasi dengan baik dan benar,jadi perlu

penyesuaian yang tepat.

Microposesor akan mengatur kapan saklar satu atau saklar yang lain bisa hidup secara

otomatis,sehingga tidak perlu secara manual lagi.

2.6.1. Keterangan Singkat AVR ATMega8535

Ada beberapa spesifikasi dari AVR ATMega8535,berikut akan dijabarkan beberapa spesifikasinya

beserta kemampuanya:

- Sistem mikrokontroler 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

- Memiliki memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM (Electrically Erasable

Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.

- Memiliki ADC (Pengubah analog-ke-digital) internal dengan ketelitian 10 bit sebanyak 8 saluran.

- Memiliki PWM (Pulse Wide Modulation) internal sebanyak 4 saluran.

- Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

- Enam pilihan mode sleep, untuk menghemat penggunaan daya listrik.

2.6.2. Arsitektur ATMega8535

Untuk mengetahui spesifikasi dari ATMega8535 berikut akan dijelaskan beberapa arsitektur

yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam penganalisa dan perancangan,diantaranya sebagai

berikut:

- Saluran IO ada 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D.

- ADC 10 bit sebanyak 8 Channel.

- Tiga buah timer / counter dengan kemampuan pembandingan.

- CPU yang terdiri atas 32 register.

- Watchdog Timer dengan oscilator internal.

- SRAM sebanyak 512 byte.

- Memori Flash sebesar 8 kb.

- Sumber Interrupt internal dan eksternal.

- Port SPI (Serial Pheriperal Interface).

- EEPROM on board sebanyak 512 byte.

- Komparator analog.

- Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter).

2.6.3 Fitur ATMega8535

Selain spesifikasi dan aplikasinya perlu juga untuk mengetahui beberapa fitur utama yang

terdapat pada ATMega8535 yang diantaranya sebagai berikut:

- Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

- Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512 byte.

- ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel.

- Port komunikasi serial USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

- Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik.

Untuk lebih jelasnya gambar 2.8 merupakan gambar utuh dari ATMega 8535 yang dilihat dari

sisi atas.

Gambar 2.8 Bentuk fisik ATMega8535 (www.atmel.com)

2.6.4 Konfigurasi Pin ATMega8535

Selain mengetahui beberapa hal diatas,perlu diketahui pula konfigurasi yang terdapat pada pin

yang ada pada mikroposesor ATMega8535.

- VCC merupakan Pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.

- GND merupakan Pin Ground.

- Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC.

- Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu Timer/Counter,

komparator Analog dan SPI.

- Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu komparator analog

dan Timer Oscillator.

- Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan interrupt

eksternal serta komunikasi serial.

- RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler.

- XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

- AVCC merupakan pin masukan untuk tegangan ADC.

- AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC.

Untuk mengetahui titik-titik dari pin yang ada pada mikroposesor ATMega8535 lihatlah gambar

2.9

Gambar 2.9 Pin ATMega8535 (www.atmel.com)

2.7 LCD 16×2 Karakter (H1602B)

LCD merupakan penampil hasil dari setiap pengukuran yang akan dilakukan,pada alat ini akan

dipakai LCD jenis 16x2 karakter sehingga bisa dilhat hasil pengukuran yang nantinya akan dijadikan

acuan pada hasil sensor suhu yang dipasang.

Sebelum proses perakitan yang akan dilakukan untuk display hasil pada pengukuran suhu perlu

memperhatikan beberapa hal yang diperhatikan dalam penggunaan penampil LCD yang dijadikan acuan

agar tidak salah dalam proses perakitanya. Yaitu beberapa hal tersebut diantara berikut:

1. Hindari tekanan fisik yang berlebihan pada modul LCD,jangan mengubah atau memodifikasinya.

2. Spesifikasi Umum

Perlu memperhatikan spesifikasinya pada table 2.1

Table 2.1 spesifikasi umum LCD

No Item Dimensi Satuan

1 Jumlah Karakter 16 Karakter x 2 jalur -

2 Dimensi Modul 80.0 x 36.0 x 13.2(MAX) mm

3 Area terlihat 66.0 x 16.0 mm

4 Area Aktif 56.2 x 11.5 mm

5 Ukuran titik layar 0.55 x 0.65 mm

6 Dot Pitch 0.60 x 0.70 mm

6 Ukuran Karakter 2.95 x 5.55 mm

7 Caracter Pitch 3.55 x 5.95 mm

8 Tipe LCD STN (super-twisted nematic display), positif

9 Duty 1/6

10 Sudut Penglihatan Max 45 derajat

11 Tipe Lampu Latar LED

3. Nilai-nilai Maksimum yang Diijinkan

Selain spesifikasinya perlu juga diketahui nilai maksimum yang perlu untuk acuan dalam proses

perakitan maupun pengukuranya perhatikan tabel 2.2

Table 2.2 nilai maksimum operasi LCD

No Item Simbol Min Tipe Maks Satuan

1 Suhu Operasi TOP 0 - +50 °C

2 Suhu Penyimpanan TST -10 - +60 °C

3 Tegangan Masukan VI VSS - VDD V

4 Tegangan Masukan utk Sistem Logika VDD-VSS -0,3 - 7 V

5 Tegangan Masukan untuk LCD VDD-V0 -0,3 - 13 V

4. Karakteristik Elektris

Table 2.3 akan menjelaskan karakteristik tegangan yang akan beroperasi untuk penyuplay hasil

tegangan yang telah didapat pada LCD.

Table 2.3 karakteristik elekris

No Item Simbol Kondisi Min Tipe Maks Satuan

1 Tegangan Logika IC VDD-VSS - 2,7 - 5,5 V

2 Tegangan LCD VDD-V0

Ta=0°C

Ta=25°C

Ta=+50°C

-

-

3,4

-

3,8

-

4,2

-

-

V

V

V

3 Tegangan Masukan Tinggi VIH - 2,2 - VDD V

4 Tegangan Masukan Rendah VIL - - - 0,6 V

5 Tegangan Keluaran Tinggi VOH - 2,4 - - V

6 Tegangan Keluaran Rendah VOL - - - 0,4 V

7 Arus Catu daya IDD VDD=5V - 1,2 - mA

5. Karakteristik Optik

Pada table 2.4 yang akan menjelaskan karakteristik optik yang akan beroperasi pada LCD.

Table 2.4 karakteristik optik

No Item Simbol Kondisi Min Tipe Maks Satuan

1 Sudut Penglihatan (V)θH)φ CR≥2 10 - 40 derajat

2 Rasio Kontras CR - - 3 - -

3 Waktu ResponsT naik

T turun

-

-

-

-

200

200

300

300

ms

ms

Untuk memperjelas table-tabel yang ada di atas maka gambar 2.10 akan menjelaskan tegangan

operasi beserta waktu yang direspon oleh LCD pada saat beroperasi maupun pada saat tidak beroperasi.

Gambar 2.10 Definisi Tegangan Operasi (VOP) dan Definisi Waktu Respons (Tr,Tf)

(www.danangdk.uns.ac.id)

Gambar 2.11 Berikut akan dijelaskan beberapa kondisi yang terjadi pada LCD pada berbagai

kondisi:

- Operating Voltage : Vop

- Viewing Angle(θ) : 0°

- Frame Frequency : 64 HZ

- Driving Waveform : 1/N duty , 1/a bias

- Definisi:SudutPenglihatan(CR≥2)

Gambar 2.11 sudut penglihatan (CR≥2) (www.danangdk.uns.ac.id)

2.8. Encoder

Komponen ini merupakan komponen tambahan yang dipasang pada perangkat modulator,pada

modulator dipasang dua perangkat yang masing-masing perangkat diletakkan di tempat yang berbeda.

Encoder pada alat ini digunakan 2 buah,ini berfungsi untuk memudahkan memantau suhu bisa lebih

banyak tempat yang akan diteliti,sehingga mampu mengukur suhu dari 2 perangkat modulator dan

cukup 1 demudelatornya.inilah yang akan memudahkan dalam melihat perbandingan suhu antara

tempat satu dan tempat yang lainya

Pada TLP dipasang encoder jenis HT12e sedangkan pada RLPnya dipasang decoder jenis HT12d.

Keunggulan HT12D

- Tegangan operasi : 2.4V~12V

- Low power and high noise immunity CMOS technology

- Low standby current

- Capable of decoding 12 bits of information

- Binary address setting

- Received codes are checked 3 times

- Address/Data number combination

- HT12D: 8 address bits and 4 data bits

- Built-in oscillator needs only 5% resistor

- Valid transmission indicator

- Easy interface with an RF or an infrared transmission medium

- Minimal external components

- Pair with Holtek_s 212 series of encoders

- 18-pin DIP, 20-pin SOP package

Aplikasi yang bisa dipakai dengan menggunakan encoder HT12D ada banyak peralatan yang bisa

dipakai diantaranya sebagai berikut:

- Burglar alarm system

- Smoke and fire alarm system

- Garage door controllers

- Car door controllers

- Car alarm system

- Security system

- Cordless telephones

- Other remote control systems

Untuk memperjelas lagi tampilan dari encoder HT12D perhatikanlah gambar 2.12 yang

menunjukkan PIN yang akan terpasang pada rangkaian,sehingga rangkaian lebih mudah untuk dirangkai.

Gambar 2.12 Input HT12D(www.datasheetdir.com)

Untuk melihat bentuk fisik dari input di atas maka lihatlah gambar 2.13 yang dilihat dari sisi atas

Gambar 2.13 Bentuk Fisik Ht12d(www.rfsolutions.co.uk)

2.9. Decoder

Decoder dipasang pada demodulator untuk mengolah sinyal yang diterima sehingga penerima

dapat menerima hasil analog yang dipancarkan oleh pemancar.

Untuk melihat spesifikasi dari decoder HT12E maka perlu mengetahui terlebih dahulu kenggulan

dari decoder HT12E. Adapun keunggulan dari HT12E adalah sebagai berikut:

- Operating voltage

- 2.4V~5V for the HT12A

- 2.4V~12V for the HT12E

- Low power and high noise immunity CMOS technology

- Low standby current: 0.1_A (typ.) at VDD=5V

- HT12A with a 38kHz carrier for infrared transmission medium

- Minimum transmission word

- Four words for the HT12E

- One word for the HT12A

- Built-in oscillator needs only 5% resistor

- Data code has positive polarity

- Minimal external components

Untuk memperjelas keunggulan dari HT12E maka harus pula dijelaskan aplikasi dariHT12E yang

aplikasinya sebagai berikut:

- Burglar alarm system

- Smoke and fire alarm system

- Garage door controllers

- Car door controllers

- Car alarm system

- Security system

- Cordless telephones

- Other remote control systems

Untuk mempermudah melihat spesifikasi dari HT12E gambar 2.14 merupakan jalur pin yang

akan dirangkai pada proses perangkaian sehingga mudah untuk melihat jalur yang akan difungsikan

pada pengukur suhu yang akan dirancang

Gambar 2.14 Input HT12E(www.soselectronic.com)

Dari input PIN diatas maka akan menampilkan bentuk fisik dari HT12E yang bisa dilihat pada

gambar 2.15

Gambar 2.15 Bentuk fisik HT12E(www.engineersgarage.com)

BAB 4

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1    Umum Pembahasan sistem pengukur suhu berbasis mikrokontroler Atmega8535 ini akan

membahas tentang prinsip kerja rangkaian pengukur suhu. Adapun bagian-bagian yang di lakukan pada pengujian rangkaian pengukur suhu ini diantaranya adalah pengujian pengukuran suhu secara wireless.

.4.2 Pengoperasian Alat

Dalam pengoperasian peralatan yang telah dibuat sebagai pengukur suhu, terlebih dahulu

peralatan dikalibrasikan agar dapat bekerja dengan baik. Adapun cara pengoperasian alat ini

adalah terdiri dari beberapa langkah yaitu:

1.      Mempersiapkan alat dan bahan.

2.      Menghubungkan kabel dengan peralatan yang telah di sediakan.

3.      Hidupkan peralatan dengan on kansaklar.

4.      Siapkan bahan yang akan di ukur yang dalam hal ini adalah air

5.      Dengan sensor suhu LM353 akan mengukur suhu pada objek yang sebelumnya belum

dipanaskan(dalam keadaan normal) dan ukur suhu awal objek.

6.      Mulailah memanaskan objek dengan lilin(agar panas yang di ukur bisa secara perlahan)

7.      Hasil pengukuran suhu ditampilkan pada LCD

4.3. Pendahuluan referensi(Thermometer)

Thermometer yang dipakai adalah model digital yang dipakai untuk pengukur suhu

tubuh manusia. Ada beberapa karakteristik referensi yang perlu diperhatikan,diantaranya sebagai

berikut:

1.      Nilai pengukuran maksimum yang bisa diukur oleh thermometer ini adalah 32,0°C bila suhu dibawah dari nilai minimum maka akan menampilkan hasil Low.

2.      Nilai maksimum yang dapat diukur adalah 42.9°C. Bila suhu lebih dari nilai maksimum maka hasil pengukurannya adalah High.

3.      Bila suhu yang di ukur tidak lagi berubah maka thermometer akan mengunci hasil pengukuran terakhir dari suhu objek yang di ukur.

4.      Nilai suhu yang di ukur akan lebih cepat 1°C pada saat pengukuran dari pada sensor suhu LM353. Ini dikarenakan oleh perangkat pada thermometer. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar thermometer berikut:

Gambar 4.1 ThermometerUjung dari thermometer tersebut yang mempengaruhi panas suhu yang ditangkap oleh

thermometer lebih cepat dari pada LM353.

4.4. Pengujian Sensor Pemancar

Pengujian ini dilakukan untuk melihat akurasi sensor suhu LM353 tanpa menggunakan

transmitter. Mulailah dengan memakai 2 pemancar sekaligus untuk melihat perbedaan

pengukuran suhu dari pemancar 1 dan 2. Sedikit banyaknya pengoperasian sekaligus akan turut

mempengaruhi nilai kecocokan dari setiap pemancar,karna akan ada sedikit legh dalam

penyesuaian suhu yang di ukur.

Dari pengukuran sensor pemancar 1 dan 2 didapat data sebagai berikut:

Table : 4.1 Tabel pengujian sensor pemancar 1

N

O

Thermometer (°C) Pemancar 1 (°C) Error (%)

1 Low 30.2 -

2 32.0 31.0 0.031

3 34.0 31.7 0.067

4 36.2 33.0 0.088

5 37.7 35.0 0.071

6 37.8 35.7 0.055

7 39.0 36.7 0.058

8 41.0 39.0 0.048

9 42.7 40.7 0.046

10 High 42.0 -

Dari table di atas terlihat bahwa error yang terkecil terjadi ketika suhu thermometer

menunjukkan suhu 32.0°C yang menunjukkan hasil error sekitar 0.031% pada saat baru

memulai pengukuran. Untuk perhitungan di atas dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:

Perhitungan oresentase error dari table diatas sebagai berikut:

Untuk selanjutnya perhatikan pengukuran pada pemancar 2 untuk melihat perbandingan

hasil yang ditangkap oleh masing-masing pemancar.

Tabel : 4.2 Tabel pengujian sensor pemancar 2

N

O

Thermometer (°C) Pemancar 2 (°C) Error (%)

1 Low 31.0 -

2 32.0 31.2 0.025

3 33.0 31.7 0.039

4 34.9 33.0 0.054

5 36.0 33.7 0.063

6 37.4 34.7 0.072

7 38.5 35.7 0.072

8 40.0 36.7 0.082

9 42.7 39.2 0.081

10 High 40.2 -

Jumlah error yang terkecil terjadi ketika suhu thermometer menunjukkan suhu 32.0°C

yang menunjukkan hasil error sekitar 0.025% pada saat pengukuran ke 2 untuk perhitungannya

sama dengan yang di pemancar 1. Dilihat pada pengukuran pada pemancar 2 dapat diperhatikan

bahwa presentase error yang terjadi pada objek yang semakin panas akan menambah jumlah

error secara terus menerus dan sensivitasnya akan semakin berkurang.

Ada beberapa hal yang membuat pengukuran menunjukkan error yang cukup besar

diantaranya adalah:

1.      Semakin sering sensor LM353 digunakan maka sensivitasnya akan berkurang, itu terbukti ketika saat awal pengukuran hingga pengukuran saat ini,membuat nilai yang terukur jauh berbeda.

2.      Pengoperasian pemancar secara bersamaan bisa juga mempengaruhi hasil pengukuran. Akan terjadi legh selama 3 detik untuk penyamaan hasil yang ditangkap oleh pemancar.

3.      Sudut kemiringan serta jarak sensor dengan referensi akan berpengaruh juga pada pengukuran.

4.5 Hasil Pengujian Respon Penerima

Pengujian respon penerima dilakukan untuk melihat bagaimana perbandingan antara

referensi dengan sensor suhu LM353 yang terdapat pada pemancar. Pengujian ini juga bertujuan

untuk melihat respon penerima terhadap pemancar yang di uji dengan jarak hingga 1-8 meter.

Untuk tahap ini ke 2 pemancar juga dihidupkan dan di ukur secara bersamaan.

Untuk tahap pertama dimulai dari suhu awal objek yang di ukur (air). Untuk lebih

jelasnya lihat hasil pengukuran pada table 4.3 berikut ini.

Tabel : 4.3 Tabel pengujian respon penerima pada pemancar 1

No Jarak (m) Thermometer (°C) Pemancar 1 (°C) Penerima (°C)

1 1 38.0 33.7 33.7

2 2 38.0 34.2 34.2

3 3 38.0 34.5 34.5

4 4 38.0 34.7 34.7

5 5 38.0 34.0 34.0

6 6 38.0 34.2 34.2

7 7 38.0 34.5 34.5

8 8 38.0 35.0 Error

Dari tabel diatas bisa dilihat bahwa pada jarak penerima dan pemancar hanya bisa di lihat

hasil pengukurannya pada jarak 1 hingga 8 meter. Bila melebihi dari jarak tersebut

maka,penerima akan memiliki nilai error.

Dari pengujian diatas maka dapat disimpulkan bahwa sensifitas dari LM353 memiliki

rata-rata error sebanyak 0.096°C terhadap referensi (Thermometer).untuk mencari presentase

error pakai rumus berikut:

Berikut perhitungannya:

Pada tabel pengujian respon penerima pada pemancar 2 prinsip kerjanya sama dengan

pemancar pertama,sehingga hasil pengukurannya bisa dilihat pada table 4.4 berikut ini:

Tabel : 4.4 Tabel pengujian respon penerima pada pemancar 1

No Jarak (m) Thermometer (°C) Pemancar 1 (°C) Penerima (°C)

1 1 38.0 37.0 37.0

2 2 38.0 37.2 37.2

3 3 38.0 37.5 37.5

4 4 38.0 37.2 37.2

5 5 38.0 37.5 37.5

6 6 38.0 37.5 37.5

7 7 38.0 37.5 37.5

8 8 38.0 37.7 Error

Rata-rata error sebanyak 0.0°C terhadap referensi (Thermometer).untuk mencari

presentase error pakai rumus berikut:

Berikut perhitungannya:

Dari perbedaan hasil tabel diatas memiliki beberapa alasan kenapa jauh presentase error

yang didapat. Alasan kuatnya adalah karna penggunaan pemancar 1 lebih sering dipakai untuk

pengujian sehingga mengurangi sensivitas dari sensor. Sedangkan pemancar 2 jarang digunakan

untuk pengujian maupun uji coba.

BAB III

BAB III

PERANCANGAN ALAT

Dalam proses perancangan alat ada beberapa proses yang akan dilakukan secara berturut-

turut,sehingga dalam perancangan mendapatkan hasil lebih maksimal,berikut adalah langkah-

langkah perancangannya.

3.1. Pengertian umum

Perancangan “ Pengukur Suhu dengan Wireless Menggunakan ASK” merupakan tahapan

yang terpenting dalam melakukan tugas akhir. Perancangan akan dilakukan secara bertahap

untuk mempermudah analisis perancangan.

Berikut diuraikan beberapa tahap dalam perancangan dan pembuatan sistem pengukur

suhu berbasis wireless menggunakan ASK.

3.2. Metode Perancangan Alat

Proses perancangan alat memiliki beberapa tahapan,yaitu tahapan perancangan pemancar

pertama dan pemancar ke dua serta penerimanya.

gambar metode perancangan alatnya bias dilihat pada gambar 3.1 berikut ini:

Gambar 3.1 Blok Perancangan Alat

Pemancar terdiri dari objek yang di ukur,sensor suhu LM353,ATMG 8353,LCD,Encoder HT12E,pemancar TLP433 dan bagian pemancar berjumlah dua,ini bertujuan agar bisa mengukur suhu dari 2 tempat yang berbeda. Sedangkan pada penerima terdiri dari penerima RLP 433,Decoder HT12D,ATMGA 8353,LCD,dan menyertakan keypad sebagai pengatur fungsi dari pemancar.

3.3. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras ini meliputi:

1.      Pembuatan rangkaian pemancar 2.      Perancangan rangkaian penerima3.      Perancangan rangkaian sensor suhu LM3534.      Perancangan rangkaian Modulator

5.      Perancangan rangkaian Encoder6.      Perancangan rangkaian Demodulator7.      Perancangan rangkaian Decoder8.      Perancangan minimum sistem mikrokontroller ATMEGA8335.9.      Perancangan rangkaian LCD10.  Perancangan catu daya DC

3.3.1. Pembuatan Rangkaian Pemancar

Berikut ini adalah rangkaian kontrol dari rangkaian pemancar yang terdiri atas beberapa

komponen penyusun seperti, sensor suhu,ATMega 8535,encoder HT12E dan TLP 433. Dan

ditambah dengan rangkaian LCD untuk melihat hasil pengukuran yang didapat,dan juga

berfungsi sebagai penyocokan antara hasil pengukuran yang didapat dengan hasil penerima yang

diterima oleh penerima.

Gambar 3.2: Blok diagram pemancar

Untuk perangkaian pemancar dimulai dengan cara pemasangan kaki microkontroler serta

catu daya dan pengaman tegangan untuk rangkaian micro.

Kemudian proses dilanjutkan dengan memasang encoder HT12E dengan menggabungkanya

kepada led yang akan berhubungan dengan saklar.Setelehnya baru proses memasang sensor suhu

dan LCD yang berfungsi untuk mencatat hasil pengukuran suhu yang didapat oleh pengkukuran

sensor suhu lalu dilanjutkan dengan proses pemasangan transmitter yang akan memancarkan

hasil pengukuran suhu yang didapat oleh sensor suhu.

3.3.2. Pembuatan Rangkaian penerima

Rangkaian penerima terdiri atas beberapa komponen penyusun seperti,ATMega

8535,RLP,decoder HT12D,rangkaian LCD sebagai penampil hasil pengukuran,dan keypad untuk

mengatur proses pengukuran,Lihat gambar 3.4 berikut:

Gambar 3.3: Blok diagram penerima

Besar kecilnya hasil pengukuran tergantung dari kerja pemancar dalam proses

pengukuran suhu,penerima hanya sebagai display hasil dari pengukuran oleh rangkaian

pemancar.

Untuk perangkaian penerima dimulai dari pemasangan kaki microkontroler serta catu

daya dan pengaman tegangan untuk rangkaian micro.

Kemudian proses dilanjutkan dengan memasang decoder HT12D kemudian dilanjutkan dengan

merangkai RLP 433 dengan menyambungkannya pada decoder kemudian untuk pengatur proses

pengukuran kemudian dipasang keypad untuk menentukan pengukuran pada pengukur suhu 1

atau 2.dan LCD yang berfungsi untuk mencatat hasil pengukuran suhu yang didapat oleh

pengkukuran sensor suhu.

3.3.3. Rangkaian Sensor suhu LM353

Untuk rangkaian suhu menggunakan sensor LM353 yang memiliki tiga kaki yang

masing-masing akan disambungkan pada rangkaian,lihat gambar :

Gambar 3.4 : Rangkaian sensor suhu

Garis kaki nomer satu pada sensor LM353 merupakan sumber tegangan minimum

+5Volt.Garis nomor dua menunjukkan rangkaian menuju microkontroler ATMega 8535 dan

pada garis ke tiga disambungkan ke ground.

3.3.4 Modulator

Dalam tugas akhir ini, komponen yang digunakan sebagai Modulator yaitu modul TLP

433A. Komponen ini akan dapat beroperasi dengan baik apabila diberikan tegangan sumber

sebesar 5 Volt, dengan jarak ukur frekuensi adalah 433 MHz dengan kecepatan pengiriman

datanya 480bps. Modul TLP 433A ini mempunyai 4 pin conector yang terdiri dari GND, input

data digital, VCC dan RF Output. Pada gambar dan tabel dibawah dapat dilihat bentuk dan letak-

letak pin conector yang terdapat pada TLP 433A.

 

GND Digital data input VCC RF Output

Gambar 3.5 Bentuk Fisik TLP 433A sebagai Transmiter

Modul RF (Radio Frekuensi) ini sering sekali digunakan sebagai alat untuk komunikasi

secara wireless. Biasanya modul ini digabungkan dengan mikrokontroller atau peralatan digital

lainnya. Input masukan data adalah serial dengan level TTL (Transistor – transistor logic).

Jarak pancar maksimum dari modul RF ini adalah 100 meter tanpa halangan dan 30 meter

di dalam gedung. Ukuran ini dapat dipengaruhi oleh faktor antena, kebisingan, dan tegangan

kerja pada pemancar. Bahan antena terbuat dari alumunius atau bisa juga dari kawat tembaga.

(Yuniatko, 2010).

3.3.5. Perancangan Rangkaian Encoder

Rangkaian encoder berfungsi untuk menerjemahkan keaktifan salah satu inputnya

menjadi urutan bit-bit biner. Encoder terdiri dari beberapa input line, hanya salah satu dari input-

input tersebut diaktifkan pada waktu tertentu, yang selanjutnya akan menghasilkan kode output

N-bit. Encoder yang di gunakan pada tugas akhir ini adalah jenis HT12E. Encoder jenis ini

memiliki tegangan kerja (VDD) sebesar 2,4-12 volt dengan arus (IDD) 80-300 μA. Pada tabal

3.1 dibawah akan dijelaskan jenis-jenis pin yang digunakan dalam transmisi data pada encoder

jenis HT12E.

Table 3.1 Jenis-jenis pin yang terdapat pada HT12E (Holtek, 2000)

Pin Name I/O Internal Connection Deseription

TE I CMOS IN Pull-high Transmission enable, active low (see Note)

OSC1 I OSCILLATOR 1 Oscillator input pin

OSC2 O OSCILLATOR 1 Oscillator output pin

X1 I OSCILLATOR 2 455kHz resonator oscillator input

X2 O OSCILLATOR 2 455kHz resonator oscillator output

VSS I ____ Negative power supply, grounds

VDD I ____ Positive power supply

Pada tugas akhir ini Encoder berfungsi untuk mengubah jenis transmisi data yang

dihasilkan oleh mikrokontroller. Jenis tranmisi data yang dikeluarkan oleh mikrokontroller

berupa peralel, sedangkan jenis tranmisi data yang dibutuhkan oleh modul TLP433A adalah jenis

transmisi serial. Oleh karena itu dibutuhkan suatu rangkaian encoder untuk mengubah jenis

transmisi data parallel kedalam bentuk jenis transmisi data serial agar modul TLP433A dapat

mengirim data (memancarkan) kepada stasiun penerima. Selain itu, rangkaian encoder pada

tugas akhir ini juga berfungsi untuk menentukan alamat yang akan dituju pada saat melakukan

pengiriman data.

Sebuah rangkaian encoder menterjemahkan keaktifan salah satu inputnya menjadi urutan

bit-bit biner. Encoder terdiri dari beberapa input line, hanya salah satu dari input-input tersebut

diaktifkan pada waktu tertentu, yang selanjutnya akan menghasilkan kode output N-bit. Gambar

3.7 menunjukkan blok diagram dari sebuah encoder.

Gambar 3.6. Blok Diagram Encoder

Tabel Kebenaran dari Rangkaian Encoder ditunjukkan pada Tabel 3.2

Tabel 3.2. Tabel Kebenaran Encoder

Berdasarkan output dari Tabel Kebenaran di atas, dibuat rangkaian encoder yang

merupakan aplikasi dari gerbang OR, seperti ditunjukkan pada gambar 3.8

Gambar 3.7 Rangkaian Encoder

Rangkaian encoder berfungsi untuk menyandikan data digital paralel (AD8 s/d AD11)

pada masukkan dan merubahnya menjadi data digital serial pada keluaran (Dout). Penyadian di

lakukan berdasarkan pola kunci A0 s/d A7, sehingga hanya decoder dengan pola kunci yang

sama yang dapat menghasilkan data yang sebenarnya dari encoder.

Gambar 3.8 Skema Encoder

Pada perancangan ini penulis menggunakan saklar togle untuk merubah kombinasi kunci,

sehingga pada penerima juga harus menggunakan alamat yang sama decodernya agar data yang

di kirimkan dapat diterjemahkan.

3.3.6. Demodulator

Komponen yang digunakan sebagai Demodulator pada tugas akhir ini adalah modul RLP

433A. Modul ini merupakan pasangan dari modul TLP433A yang diterangkan pada Bab 3 alenia

3.2.4 diatas. Spesipikasi dari RLP 433A ini sama dengan modul TLP 433A yaitu membutuhkan

tegangan kerja 5 Volt dan jarak ukur frekuensi 50 MHz. Adapun jenis dari pin konector yang

terdapat pada modul ini dapat dilihat pada tabel dan gambar di bawah ini.

GND Digital DO Linier Output VCC VCC GND GND Antenna

Gambar 3.9 Bentuk Fisik RLP 433A Sebagai Receiver

3.3.7 Perancangan Rangkaian Decoder

Decoder adalah rangkaian logika yang menerima input-input biner dan menggantikan

salah satu outputnya sesuai dengan susunan biner inputnya. Decoder yang digunakan pada tugas

akhir ini adalah Decoder jenis HT12D yang mempunyai 8 pin address dan 4 pin data. Pin

address berfungsi untuk menetapkan alamat agar pada saat dilakukannya transmisi data, data

yang dikirimkan sampai pada tujuannya atau diterima oleh stasiun penerima. Sedangkan fungsi

pin data yaitu untuk tempat lalu lintas data pada saat terjadinya proses transmisi data. Pada tabel

3.4 dibawah akan dijelaskan jenis-jenis pin yang digunakan dalam transmisi data pada decoder

jenis HT12D.

Tabel 3.3 jenis-jenis pin yang digunakan pada HT12D (Holtek, 2000)

Pin Name I/OInternal

ConnectionDescription

A0~A11 I NMOS

TRANSMISSION

GATE

Input pins for address A0~A11 setting

They can be externally set to VDD or VSS.

D8~D11 O CMOS OUT Output data pins

DIN I CMOS IN Serial data input pin

VT O CMOS OUT Valid transmission, active high

OSC1 I OSCILLATOR Oscillator input pin

OSC2 O OSCILLATOR Oscillator output pin

VSS I _______ Negative power supply (GND)

VDD I _______ Positive power supply

Sebuah Decoder adalah rangkaian logika yang menerima input-input biner dan

mengaktifkan salah satu output-nya sesuai dengan urutan biner input-nya.

Blok Diagram dari rangkaian Decoder diberikan pada gambar 3.14

Gambar 3.10 Blok Diagram Decoder

Tabel Kebenaran sebuah Decoder ditunjukkan pada Tabel 3.6.

Tabel 3.6 Tabel Kebenaran Decoder

Berdasarkan output dari Tabel Kebenaran di atas, dibuat rangkaian decoder yang

merupakan aplikasi dari gerbang AND, seperti ditunjukkan pada gambar 3.15

Gambar 3.11 Rangkaian Decoder

Rangkaian decoder berfungsi untuk menyandikan balik data digital serial (Din) pada

masukkan dan merubahnya menjadi data digital paralel pada keluaran (D8 s/d D11). Penyadian

balik di lakukan berdasarkan pola kunci A0 s/d A7, sehingga hanya data yang berasal dari

encoder dengan pola kunci yang sama yang dapat menghasilkan data yang menjadi keluaran dari

HT12D.

Gambar 3.12 Rangkaian Skema Decoder

Pada perancangan ini penulis menggunakan alamat diatur dari port b di mana isi port b

sendiri berasal dari penekanan tombol pada keypad, sehingga dengan memilih nomor yang sesuai

dengan alamat dari encoder dan decoder dapat menyandikan balik data yang di terimanya.

3.3.8. Rangkaian LCD

LCD yang digunakan adalah tipe alphanumeric 16x2 sehingga mampu menampilkan 32

karakter. Pemilihan LCD tipe ini didasarkan pada kebutuhan penampilan data adalah 2 baris.

Pengontrolan LCD dilakukan melalui mikrokontroler sehingga pin data langsung dihubungkan

ke Port C ATMega 8535. Pengatur kecerahan LCD adalah trimpot. LCD dalam tugas akhir di

sini befungsi untuk menampilkan informasi persentase suhu yang terdeteksi oleh sensor. Adapun

gambar rangkaian LCD yang digunakan pada alat ditunjukan pada gambar 3.3.

 

Gambar 3.13. Rangkaian LCD

3.3.9. Rangakaian Microkontroler ATMEGA8535

Untuk pengendali yang dirancang adalah menggunkan mikrokontroler ATMega8535 dan

bekerja dalam ragam single chip operation (operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan

memori luar. Adapun penggunaan port mikrokontroler yaitu untuk masukan sinyal tegangan

sensor Port ADC (A0) serta pin RS dan pin enable dari LCD penampil.

Kristal yang di gunakan untuk pengoperasikan mikrokontroler ATMega8535 adalah 8

MHz. Port C (PC0...PC2) digunakan untuk pin RS dan enable dari LCD yang berfungsi untuk

menampilkan hasil dari pengukuran suhu oleh pemancar.

 

Gambar 3.14. Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535

3.2.10. Perancangan Rangkaian Catu daya DC

Pada pembuatan tugas akhir ini dibutuhkan rangkaian catu daya sebagai penyuplai

rangkaian. Gambar 3.3 di bawah ini akan menjelaskan mengenai skema rangkaian catu daya

yang akan digunakan.

Gambar 3.15 Skema Rangkaian Catu Daya

Catu daya yang digunakan pada gambar 3.3 di supplay menggunakan travo 2 Ampere, catu daya

ini memiliki keluaran sebesar 5 Vdc. Keluaran ini digunakan untuk men-supplay masing-masing

blok rangkaian. Keluaran dari rangkaian catu daya ini menggunakan IC regulator 7805 yan

bertujuan untuk mendapatkan tegangan keluaran yang stabil.

3.6. Proses Pembuatan Dan Perakitan alat

Dalam proses pembuatan dan perakitan alat ini bertujuan untuk memudahkan dalam

pengerjaan alat. Pembuatan alat ini harus memiliki pedoman dalam bentuk apa alat ini dibuat,

dan dalam perakitannyapun harus serapi mungkin.

3.6.1. Perancangan Papan Rangkaian

Proses ini adalah proses dasar sebelum proses perangkaian komponen pada PCB yang sangat penting dilakukan untuk mempermudah proses perangkaian yang mudah dilihat garis rangkaian yang dilalui oleh komponen-komponen penyusun alat pengukur suhu dengan wireless menggunakan ASK. Perancangan papan rangkaian (PCB) bertujuan agar jalur yang digunakan dalam sependek mungkin dan tidak terlalu berdekatan sehingga dapat menganalisa kerja rangkaian. Jalur PCB

terbuat dari bahan pertinak yang atasnya dilapisi dengan tembaga. Lapisan tembaga inilah yang berfungsi sebagai kawat penghubung dari komponen satu ke komponen lainnya.

Ada beberapa tahapan/proses membentuk garis rangkain pada PCB:                     Print ke kertas putih,perbandingan print harus 100%,ini bertujuan agar saat proses pengkopian warna yang ditampilkan lebih jelas pada kertas transparan.                     Fotokopy ke plastic transparan,perbandingan 100% dan dipertebal tinta untuk kopyan tersebut.                     PCB polos digosok secara memutar sambil di siram dengan air mengalir secara acak,ini bertujuan agar pemindahan kopyan transparan tadi bisa menempel pada PCB dengan baik.                     Keringkan PCB                     Tempelkan plastic transparant yang telah di kopy tadi ke PCB                     Gosok menggunakan setrika panas sesuai dengan arah pengamplasan tadi ini bertujuan memindahkan tinta kopyian tadi ke PCB.                     Rendam PCB dalam air selama 5 menit,kemudian lepaskan transparant dari PCB lakukan di dalam air.                     Perbaiki jalur yang terputus dengan spidol permanen.                     Sediakan media dari plastic untuk proses pelarutan,usahakan memakai tutup agar proses pelarutanya lebih cepat .                     Masukkan pelarut (FECL) kemudian ditambahkan air panas perbandingan air dan pelarutnya satu gelas berbanding 2 FECL.Kemudian goncang media yang didalamnya telah dimasukkan PCB,goncang/aduk hingga garis /jalur PCB tadi terbentuk dan yang tidak dibutuhkan larut dengan FECL.                      Cuci PCB dengan air mengalir menggunakan sabun dan gosok menggunakan spons hingga garis dari tinta spidol atau kopyian tadi hilang dari jalur PCB yang telah terbentuk.Proses ini usahakan hingga 8 kali agar hasilnya lebih maksimal dan bagus.                     Setelah proses yang di atas kemudian mulailah bor PCB sesuai dengan jalur lubang untuk rangkaian yang telah disediakan pada proses pembentukan jalur di atas.lakukan dengan baik agar PCB tidak hancur atau rangkaianya terkelupas dari kedudukan papan PCB.

3.6.2. Pembuatan Box

Besar kecilnya kotak rangkaian ditentukan oleh banyaknya komponen yang dipasang pada PCB

dan di luar PCB. Setelah semua rancangan dan ukuran ditentukan maka pembuatan kotak dapat

dilakukan.

Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan kotak rangkaian adalah:

1)                  Memotong papan acrilic sesuai dengan kebutuhan

2)                  Mengaluskan permukaan acrilic bagian yang di potong dengan kikir

3)                  Melakukan pengeboran dan pengeleman

4)                  Melakukan pengecatan atau di beri stiker (les)

Adapun bentuk perancangan kotak yang dibuat dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Ukuran fisik dari setiap bagian box:

         Diameter lubang Toggle: 0,5 cm         Diameter lubang Led: 0,5 cm         Ukuran lubang LCD: 7.2 x 3.2         Diameter lubang fuse : 1cm         Diameter lubang tombol on/off: 1.3cm         Lubang power suplay : 1.3cm x 2cm

Lihat gambar boc pemancar dan penerima pada gambar 3.18 dan 3.19 berikut:

Gambar 3.16 Gambar box pemancar

Gambar 3.17 Gambar box penerima

DAFTAR TABEL

DAFTAR TABEL

TABEL HALAMANTabel 2.1 Spesifikasi umum LCD.......................................................................................14

Tabel 2.2 Nilai maksimum operasi LCD..........................................................15

Tabel 2.3 Karakteristik elektris............................................................................................15-16

Tabel 2.4 Karakteristik Optik..............................................................................................16

Tabel 3.1 Jenis-jenis pin pada HT12E……………………………….. ...........29

Tabel 3.2 Tabel kebenaran encoder.....................................................................................30

Tabel 3.3 Jenis-jenis pin HT12D.........................................................................................32-33

Tabel 3.6 Tabel kebenaran decoder.....................................................................................33

Tabel 4.1 Tabel pengujian sensor pemancar 1.....................................................................43

Tabel 4.2 Tabel pengujian sensor pemancar 2.....................................................................43

Tabel 4.3 Tabel pengujian respon penerima pada pemancar 1............................................45

Tabel 4.4 Tabel pengujian respon penerima pada pemancar 2............................................45-46

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR HALAMAN

Gambar 2.1 Rangkaian aplikasi sensor IC LM 353.........................................5

Gambar 2.2 Bentuk fisik IC LM 353……... ……….......................................6

Gambar 2.3 Blog diagram IC LM 353.............................................................6

Gambar 2.4 Keypad matriks 3x4......................................................................7

Gambar 2.5 Modulasi FM dan AM..................................................................8

Gambar 2.6 Bentuk Fisik TLP 433..................................................................9

Gambar 2.7 Skematik RLP 434……...... ........................................................9

Gambar 2.8 Bentuk fisik ATMega8535...........................................................12

Gambar 2.9 Pin ATMega8535.........................................................................13

Gambar 2.10 Definisi tegangan operasi (Vop) definisi waktu respon(Tr,tf)....17

Gambar 2.11 Sudut penglihatan (CR≥2)............................................................17

Gambar 2.12 Input HT12D…... .........................................................................19

Gambar 2.13 Bentuk Fisik HT12D....................................................................19

Gambar 2.14 Input HT12E………….. .............................................................21

Gambar 2.15 Bentuk fisik HT12E... .................................................................21

Gambar 3.1 Blok perancangan alat..................................................................24

Gambar 3.2 Blok diagram pemancar...............................................................26

Gambar 3.3 Blok diagram penerima…... ........................................................26

Gambar 3.4 Rangkaian sensor suhu.................................................................27

Gambar 3.5 Bentuk fisik TLP 433A................................................................28

Gambar 3.6 Blok diagram encoder..................................................................30

Gambar 3.7 Rangkaian encoder.......................................................................30

Gambar 3.8 Skema encoder. ...........................................................................31

Gambar 3.9 Bentuk fisik RLP 434A................................................................32

Gambar 3.10 Blok diagram decoder..................................................................33

Gambar 3.11 Rangkaian dekoder.......................................................................34

Gambar 3.12 Rangkaian Skema decoder...........................................................34

Gambar 3.13 Rangkaian LCD ...........................................................................35

Gambar 3.14 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535...................................36

Gambar 3.15 Skema Rangkaian catu daya........................................................36

Gambar 3.16 Gambar box pemancar.................................................................39

Gambar 3.17 Gambar box penerima..................................................................40

Gambar 4.1 Thermometer… ...........................................................................42

KATA PENGANTAR

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas rahmat dan karunia yang telah allah berikan kepada penulis,sehingga penulis dapat menuliskan kata demi kata,lembar demi lembar laporan tugas akhir ini dengan sebaik baiknya sehingga bisa menghasilkan laporan yang nantinya bisa dibaca dan dicermati bagi yang membacanya.

Semua hasil laporan ini tak lepas juga dari banyak pihak yang telah membantu penulis dalam proses penulisan laporan ini,baik secara moril maupun materil. Banyak hal yang mungkin yang penulis jadikan acuan sebagai judul untuk tugas akhir yang telah penulis kerjakan,terutama pada teori terkait yang berhubungan dengan judul TA penulis yaitu “pengukuran suhu dengan wireless menggunakan ASK” hal ini menjadi tambahan wawasan bagi penulis mengenai sebagian materi maupun penerapan elektronika serta teori-teori yang telah penulis dapatkan di fakultas teknik elektro maupun pratikum-pratikum yang telah penulis jalani.

Pengukuran suhu yang penulis paparkan dalam tugas akhir ini semuanya telah dirancang,diperhitungkan,serta di uji dengan seksama sehingga menghasilkan alat pengukur suhu berbasis wireless yang nantinya bisa bermamfaat bagi siapa saja yg melihat,memakai, dan mencoba alat yang penulis buat.

pengukuran merupakan proses mengukur parameter obyek (benda, ruang, kondisi alam), yang hasil pengukurannya di kirimkan ke tempat lain melalui proses pengiriman data baik dengan kabel maupun tanpa kabel (wireless), selanjutnya data tersebut untuk dimanfaatkan langsung atau perlu dianalisa. Secara umum sistem telemetri terdiri atas enam bagian pendukung yaitu objek ukur, sensor, pemancar, saluran transmisi, penerima dan tampilan/display. Atas dasar pemikiran tersebut mencoba merancang dan membuat alat ukur suhu digital (termometer digital) berbasis nirkabel dengan menggunakan sensor suhu LM35 yang memiliki kelebihan tanpa memerlukan kalibrasi dan timing khusus serta mempunyai karakteristik yang linier dengan gradien suhu 10 mV/0C.

Proses yang akan terjadi dalam pengukuran nantinya akan menjadi tolak ukur perbandingan dari alat-alat yang ada dipasaran yang juga mempunyai kesamaan dengan alat yang penulis buat. Penulis menggambarkan bahwa untuk mendekati kesempurnaan perlu pendalaman penguasaan mengenai alat yang akan dibuat.Untuk itu semua saran dan masukan untuk penulis sangat diharapkan untuk mendekati kesempurnaan tersebut.

Penulis

Jasmariono

LAPORAN

ELEKTRONIKA ANALOG

TRANSISTOR DALAM KEADAAN CUT OFF

OLEH :Jasmariono0807020958

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO DIIIFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS RIAU

2011

 

 

 

 

BAB I

PENDAHULUAN

 

 

 

 

I.I Tujauan Pembuatan Makalah.

a.     Mengetahui kapasitor dalam keadan cut off

b.     Daerah cut off

c.      Grafik cut off

 

 

 

BAB II

TINJAUAN TEORI

Defenisi

Cutoff didefinisikan sebagai keadaan dimana IE = 0 dan IC = ICO, dan diketahui

bahwa bias mundur VBE.sat = 0,1 V (0 V) akan membuat transistor germanium (silikon)

memasuki daerah cutoff.Apa yang akan terjadi jika tegangan bias balik VBE.sat dibuat lebih

besar dari VBE.cutoff ?Jika VE negatif dan jauh lebih besar dari VT, sehingga arus kolektor

turun sedikit di bawah ICO dan arus emitor berbalik, namun nilainya masih kecil (lebih

kecil dari ICO).

2.I Daerah Cut-Off

Jika kemudian tegangan VCC dinaikkan perlahan-lahan, sampai tegangan VCE tertentu

tiba-tiba arus IC mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada

daerah cut-off yaitu dari keadaan saturasi (OFF) lalu menjadi aktif (ON). Perubahan ini dipakai

pada system digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat

direpresentasikan oleh status transistor OFF dan ON.  

Gambar-6 : rangkaian driver LED

Misalkan pada rangkaian driver LED di atas, transistor yang digunakan adalah transistor

dengan = 50. Penyalaan LED diatur oleh sebuah gerbang logika (logic gate)  dengan arus

output high = 400 uA dan diketahui tegangan forward LED, VLED = 2.4 volt. Lalu pertanyaannya

adalah, berapakah seharusnya resistansi RL yang dipakai. 

IC = IB = 50 x 400 uA = 20 mA

Arus sebesar ini cukup untuk menyalakan LED pada saat transistor cut-off. Tegangan

VCE pada saat cut-off idealnya = 0, dan aproksimasi ini sudah cukup untuk rangkaian ini. 

RL = (VCC - VLED - VCE) / IC

     = (5 - 2.4 - 0)V / 20 mA

     = 2.6V / 20 mA

     = 130 Ohm    

 

2.II Transistor dalam kondisi mati  ekivalen dengan saklar terbuka

Suatu saklar adalah suatu alat dengan dua sambungan dan bisa memiliki dua

keadaan, yaitu keadaan on dan keadaan off. Keadaan off / tutup merupakan suatu

keadaan yang mana tidak ada arus yang mengalir. Keadaan on / buka merupakan

suatu keadaan yang mana arus bisa mengalir dengan bebas atau dengan kata lain

tidak ada resistivitas dan besar tegangan saklar sama dengan nol.

Dari grafik rangkaian seri transistor dengan resistor, yaitu grafik output

transistor (grafik Ic terhadap Vce) dengan grafik resistor beban, terlihat bahwa

transistor bisa memiliki sifat saklar tersebut. Ketika arus basis nol, tidak ada arus

kolektor, berarti transistor tutup. Titik itu juga disebut transistor dalam keadaan

putus atau cutoff dan merupakan saklar terbuka. Kalau arus basis bertambah besar,

arus kolektor bertambah besar sampai garis beban memotong garis output (Ic

terhadap Vce) terakhir. Pada titik itu arus kolektor tidak bisa bertambah lagi walau

pun arus basis terus naik. Titik itu disebut titik jenuh (saturation point). Kalau arus

basis lebih besar daripada yang diperlukan untuk mencapai titik jenuh atau

saturasi, dikatakan transistor dalam keadaan saturasi dan over saturation, tegangan

kolektor-emitor kecil (0,2-0,3 Volt). Itu berarti dalam situasi ini transistor

merupakan saklar tertutup.

Kalau transistor dipakai hanya pada dua titik tersebut (titik putus atau titik saturasi)

berarti transistor dipakai sebagai saklar. Daya yang diserap oleh transistor pada dua

titik ini kecil (bahkan nol atau titik putus), tetapi dalam keadaan aktif daya yang

diserap transistor lebih besar. Sebab itu dalam banyak pemakaian yang mana arus

besar harus diusahakan supaya daerah aktif dilewati dalam waktu yang singkat dan

transistor tidak menjadi terlalu panas. Agar transistor dalam keadaan jenuh atau

jenuh berlebihan, arus basis harus minimal sebesar arus kolektor maksimal dibagi

dengan penguatan arus hfe dari transistor.

Arus kolektor maksimal terdapat dari tegangan sumber (Vcc) dibagi dengan

resistivitas dari resistor kolektor (Rc), berarti arus kolektor maksimal adalah arus

yang paling besar yang bisa mengalir ketika tegangan kolektor-emitor nol. Saat

sebuah transistor digunakan pada suatu rangkaian, fungsi dari transistor tersebut

ditentukan oleh kurva karakteristik-nya.

Transistor memeliki kurva karakteristik input, output dan transfer, yang

paling umum digunakan adalah kurva karakteristik output. Pada saat Transistor

digunakan sebagai saklar, maka daerah yang digunakan pada kurva karakteristik

ialah daerah “cut-off” dan daerah “saturasi”, untuk lebih jelasnya lihat gambar

dibawah.

Daerah yang paling bawah adalah daerah “cut-off”. Pada saat “cut-off”

kondisi dari transistor adalah arus basis sama dengan nol (IB = 0), Arus output

pada kolektor sama dengan nol dan Tegangan pada kolektor maksimum atau sama

dengan tegangan supply (VCE = VCC).

Daerah yang diarsir merah adalah daerah “saturasi”. Pada saat “saturasi”

kondisi dari transistor adalah arus basis maksimal (IB=Max) sehingga

menghasilkan arus kolektor maksimal (IC=Max) dan tegangan Kolektor Emitor

minimum (VCE=0).

Satu contoh di mana transistor dipakai sebagai saklar adalah dalam

rangkaian elektronika digital biasanya hanya terdapat dua keadaan, yaitu

bertegangan dan tegangan nol atau dengan kata lain hanya terdapat keadaan on dan

keadaan off.

Dengan memanfaatkan sifat hantar transistor yang tergantung dari tegangan

antara elektroda basis dan emitter (Ube), maka kita dapat menggunakan transistor

ini sebagai sebuah saklar elektronik, dimana saklar elektronik ini mempunyai

banyak kelebihan dibandingkan dengan saklar mekanik, seperti :

a. Fisik relative jauh lebih kecil,

b.Tidak menimbulkan suara dan percikan api saat pengontakan.

c. Lebih ekonomis

2.III Sistem Transistor Sebagai Saklar

Transistor dapat difungsikan “sebagai saklar” dengan mengatur arus basis Ib

sehingga transistor dalam keadaan jenuh (saturasi) atau daerah mati(cut-off). Dengan mengatur

Ib>Ic/β kondisi transistor akan menjadi jenuh seakan kolektor dan emitorshort circuit. Arus

mengalir dari kolektor ke emitor tanpa hambatan dan Vce≈0. Besar arus yang mengalir dari

kolektor ke emitor sama dengan Vcc/Rc. Keadaan seperti ini menyerupai saklar dalam kondisi

tertutup (on). Dengan mengatur Ib = 0 atau tidak memberi tegangan pada bias basis atau basis

diberi tegangan mundur terhadap emitor maka transistor akan dalam kondisi mati (cut-off),

sehingga tak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor (Ic≈0) dan Vce ≈ Vcc. Keadaan ini

menyerupai saklar pada kondisi terbuka.

2.IV Rangkain Transistor sebagai Saklar

Transitor sebagai saklar memanfaatkan keadaan kerja penuh (saturasi) dan keadaan tidak

bekerja sama sekali (cut off) sebagai saklar transitor hanya mempunyai dua keadaan, yaitu On

dan Off. Keadaan On dicapai pada saat VCE mendekati nol, karena pada keadaan On (saturasi)

VCE sangat rendah sedangkan IC sangat tinggi, sehingga transitor tersebut seperti sebuah saklar

yang tertutup dari kolektor ke emitor. Keadaan OFF akan dicapai pada saat VCE mendekati

VCC. Karena pada keadaan OFF (cut off) akan dicapai pada saat VCE mendekati VCC. Karena

pada keadaan OFF (cut off) VCE sangat besar sedangkan arus yang mengalir sangat kecil,

sehingga transitor seperti sebuah saklar terbuka.

Dalam kondisi normal, masukan kaki basis transitor tidak dibias sehingga titik kerjanya

berada pada daerah Cut off, tidak ada arus yang mengalir melalui tahanan colector. Apabila

masukan kaki basis transitor mendapat bias yang cukup untuk mengaktifkan transitor, maka titik

kerjanya berubah dari cut off ke saturasi.s Besarnya arus yang mengalir melalui tahanan basis

adalah :

(a) Rangkaian Switching Transistor

(b) Rangkaian Switching Transistor Disederhanakan

(C) Garis Beban DC

2.V Kondisi Mati atau Cutt Off

Vce  = Vcc – Ic . Rc

Karena kondisi mati Ic = 0 (kondisi Ideal) maka:

Vce  = Vcc – 0 . R c

Vce = Vcc

Besar arus basis Ib adalah

Ib   =  Ic / β

Ib   =  0/β  = 0

2.VI Cara Kerja Transistor Pada Saat Cut Off

1. Susun rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VCC = 12 Vdc.

2. Posisikan Rvar pada nilai minimum (VBE=0). Catat harga VCE awal.

3. Naikan tegangan di Base (dengan memutar Rvar) perlahan‐lahan hingga terlihat lampu menyala

(relay bekerja).

4. Tepat pada saat lampu menyala, catat harga: IB, IC, VBE dan VCE.

5. Naikkan tegangan di Base (dengan memutar Rvar), catat IB dan IC. Tentukan tiga nilai

pengukuran antara saat lampu menyala sampai potensiometer Rvar maksimum.

6. Kemudian turunkan tegangan catu perlahan‐lahan hingga lampu padam kembali. Catat harga‐harga IBB, IC, VBE dan VCE yang menyebabkan lampu padam.

7. Ulangi langkah 3 sampai 7 dengan beberapa VCC lain (11, 10, 9 VDC, dll).

8. Gambarkan kurva yang menunjukkan VBE minimum yang menyebabkan Saturasi, VBE

maksimum yang menyebabkan Cut‐Off, dan beberapa nilai VCC & VCE yang berbeda‐beda

dalam satu grafik.

2.VII Grafik Transistor Dalam Keadaan CUT OFF

Transistor memeliki kurva karakteristik input, output dan transfer, yang paling umum

digunakan adalah kurva karakteristik output. Pada saat Transistor digunakan sebagai saklar,

maka daerah yang digunakan pada kurva karakteristik ialah daerah "cut-off" dan daerah

"saturasi", untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah.

Daerah yang diarsir kuning adalah daerah "cut-off". Pada saat "cut-off" kondisi dari transistor

adalah arus basis sama dengan nol (IB = 0), Arus output pada kolektor sama dengan nol dan

Tegangan pada kolektor maksimum atau sama dengan tegangan supply (VCE = VCC).

DAFTAR PUSTAKA