MODEL TIMBANGAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOAD CELL AT89S51 dan LCD sebagai penampil dari pengukuran beban

download MODEL TIMBANGAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOAD CELL AT89S51 dan LCD sebagai penampil dari pengukuran beban

of 17

  • date post

    05-Jun-2019
  • Category

    Documents

  • view

    241
  • download

    3

Embed Size (px)

Transcript of MODEL TIMBANGAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOAD CELL AT89S51 dan LCD sebagai penampil dari pengukuran beban

MODEL TIMBANGAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOAD CELL BERBASIS MIKROKONTROLER

AT89S51

Oleh :JAENAL ARIFIN

PENDAHULUAN

Membuat perangkat keras dan lunak dari modeltimbangan digital menggunakan Load Cell berbasis

mikrokontroler AT89S51 dan LCD sebagai penampil

dari pengukuran beban yang telah dilakukan.

Pengukuran yang selama ini ada barangbersifat manual sehingga sering kaliterjadi kesalahan dalam pengukuran baik ituberasal dari alat ukur atau dari manusianyaitu sendiri.

Seiring dengan kemajuan teknologi dan

industri, penggunaan timbangan digitalmerupakan suatu alat yang sangat penting.

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

TUJUAN

DASAR TEORISensor berat yang digunakan adalah load cell. Loadcell yang dipakai dalam Tugas Akhir ini memilikikapasitas berat maksimum 8Kg. Tetapi dalamperancangan tugas akhir dibuat beban pengukuranmaksimal 5Kg.

Pada saat Load Cell digunakan dengan diberi alas,seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Pada saat dalamkondisi tidak ada beban tegangan keluaran dari loadcell tersebut haruslah 0 volt. Oleh karena itudiperlukan suatu Rangkaian penyeimbang sebagai

solusinya..

Sensor Berat (Load Cell)

Gambar 1 Load Cell tampak samping

Rangkaian jembatan Wheatsone mempunyai empat lengan

resistif beserta sebuah catu daya dan sebuah detektornol untuk diperlukan. Jembatan disebut setimbang bilabeda potensial dan detektor nol sama dengan 0 volt

Jembatan Wheatstone dan Load Cell

10K

10K

+10

Mera h

Biru

Hija u

Kuning

Outpu t -

Ou tpu t +

1 2

3 4

5 6

7 8

1

2

3

4

1

2

3

4A

1

3

4

2

B

L OAD CE L L

Gambar 2 Rangkaian penyeimbang

; ;

Rangkaian pengkondisi sinyal yang digunakan adalah

rangkaian penguat instrumentasi dan rangkiandeferensial.

Rangkaian pengkondisi sinyal dari sensor berat.

Gambar 3 Rangakaian pengkondisi sinyal

ADC digunakan untuk mengubah masukan analog dari keluaran sensor berat yang sudah dikuatkan menjadi datadigital 8 bit. Tipe ADC yang digunakan adalah ADC 0804 pada mode kerja free running.

Rangkaian Analog to Digital Converter (ADC)

Gambar 4 Rangkaian ADC

CS

RD

WR

INTR

Vcc

CLK R

CLK JN

Vin (+)

Vin (-)

A GND

V Ref/2

D GND

1

2

3

5

11

12

13

14

15

16

17

18

20

19

4

6

7

8

9

10

DB7

DB6

DB5

DB4

DB3

DB2

DB0

DB1

10 Kohm

C = 150 pF

Vcc

Vin

Trimpot

10 Kohm

C= 10 uF

C= 570 uF

C= 10 uF

Vcc = 5 V

Mikrokontroler AT89S51

AT89S51 adalah sebuah mikrokontroller 8 bitterbuat dari CMOS, yang berkonsumsi daya rendah danmempunyai kemampuan tinggi. Mikrokontroller inimemiliki 4Kbyte In-System Flash Programmable Memory,RAM sebesar 128 byte, 32 input/output, watchdogtimer, dua buah register data pointer, dua buah 16bit timer dan counter, lima buah vektor interupsi,sebuah port serial full-duplex, osilator on-chip,dan rangkaian clock.

Gambar 5. IC Mikrokontroler AT89S51

Perancangan Perangkat Keras

PERANCANGAN SISTEM

LOADCELL

Pengkondisi Sinyal

&ADC

LCD

MIKROKONTROLER AT89S51

Gambar 6. Blok diagram Perancangan Perangkat Keras

RANGKAIAN MIKROKONTROLER DAN LCD

Gambar 7. Koneksi mikrokontroler ke lcd.

Pemrograman AT89S51

Gambar 8. Flowchart program

Pengujian Load Cell dan Jembatan WheatstonePengujian Load Cell dan jembatan Wheatsone dilakukan agar sensor tersebut dapat bekerja dengan baik,berdasarkan pengujian tanpa diberi beban terjadi pergeseran nilai pada jembatan whaetstone sebesar 0.19 mV,dengan menggunakan rangkaian yang ada keluaran load cell dan jembatan wheatsone diseting menggunakan Variable resistor supaya

mendapatkan 0Volt dan ini berhasil.

PENGUJIAN

10K

10K

+10

Mera h

Biru

Hija u

Kuning

Outpu t -

Ou tpu t +

1 2

3 4

5 6

7 8

1

2

3

4

1

2

3

4A

1

3

4

2

B

L OAD CE L L

Gambar 9. Pengujian Load Cell dan Jembatan Wheatsone

Pengujian Rangkaian Pengkondisi sinyal bertujuan untuk mengetahui apakah output yang dihasilkan oleh rangkaian tersebut sudah sesuai dengan yang diinginkan dan menguji kestabilan rangkaian tersebut, pada rangkaian menggunakan variabel resistor sehingga penguatanya perlu diuji apakah terjadi perubahan tahanan pada VR

Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal

Gambar 10. Diagram blok pengujian rangkaian.

Pengujian ADC

ADC 0804 diuji terlebih dahulu untuk menentukandapat tidaknya ADC ini digunakan sebagai pengubahanalog menjadi bit-bit digital.

Tabel 1. Hasil pengujian ADC

PENGUJIAN KESELURUHAN SISTEM

Tabel 2 Perhitungan Tingkat Kesalahan (Error) terhadap

pengukuran sebenarnya.

KesimpulanSetelah melakukan perancangan dan pengujianperangkat keras dan perangkat lunak dari ModelTimbangan Digital berbasis mikrokontroler AT89S51, maka penulis dapat menarik kesimpulan sebagai berikut:

1.Masa yang diukur oleh sensor Load Cell dapat diubah menjadi tegangan listrik yang diinginkan dengan menggunakan rangkaian jemnbatan wheastone.

2.Hubungan yang didapat antara beban yang diberikan terhadap ouput pengkondisi sinyal adalah liniear.

3.Adanya tegangan offset masukan yaitu sebesar 0,74mV pada saat tidak ada beban.

4.Dari hasil pengujian rata-rata tingkat kesalahan beban berat yang ditampilkan adalah sebesar 0,81 %.

Saran

Agar sistem yang dibahas oleh penulis lebih bermanfaat, penulis menyampaikan saran-saran sebagai berikut:

1. Untuk dapat menambah kemampuan timbangan terutama dalam mengukur massa yang besar dapat digunakan sensor lain seperti LVDT .

2. Untuk aplikasi lebih lanjut tampilan dapat pula ditunjukan melalui komputer.

3. Untuk memperbaiki sensitivitas timbangan dapat pula digunakan konstruksi timbangan yang lebih mendekati standar industri. Dengan demikian timbangan diharapkan dapat membaca massa benda yang lebih besar.

4. Karena masih tersedianya port yang kosong pada mikrokontroler AT89S51, maka perangkat ini dapat dikembangkan untuk mencatat data beberapa masukan dengan memanfaatkan sisa port yang tersedia.

SELESAI SEKIAN DAN TERIMA KASIH

KATA BIJAK HARI INI :Tak ada rahasia untuk menggapai sUkses.Sukses itu dapat terjadi karena persiapan,kerja keras, dan mau belajar dari kegagalan.