PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGATURAN · PDF filedengan tegangan 0,38 V dan ... Op-amp A3...

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGATURANSUHU INKUBATOR BAYI BERBASIS

MIKROKONTROLER AT89S51

OLEH :

GEDE PANCA SETIAWAN

0605031054

JURUSAN TEKNIK ELEKTRONIKA

FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA

2010

BAB III

METODELOGI PENELITIAN

3.1 Perancangan

Perancangan alat ini dimulai dengan perancangan di atas kertas.

Komponen yang digunakan berdasar pada teori yang sudah ada dan nilai-nilai

yang digunakan sesuai dengan datasheet, agar memberikan hasil sesuai harapan.

3.1.1 Rancangan Penelitian

Langkah-langkah yang dilakukan dalam perancangan dan pembuatan

rangkaian pengatur suhu inkubator bayi berbasis mikrokontroler AT89S51, adalah

sebagai berikut:

PerancanganRangkaian danPenentuan Catu

Daya

PengecekanRangkaian

Rangkaian Catu dayamengeluarkan

tegangan 12 V, 15 V,-15 V?

PerbaikanRangkaian

Perancangan danPenentuan Komponen

Rangkaian Kontrol

PembuatanRangkaian Kontrol

pada PCB

PengecekanRangkaian

Kontrol

Perancangandan Pembuatan

Program

Rangkaian dapatMengontrol LampuRedup dan Terang?

PengujianProgram

Program dapatmengontrol nyala lampu

redup dan terang?

PerbaikanProgram

Pembuatan Jalurpada Papan PCB

Perakitan JalurPapan PCB

PengujianRangkaian danJalur-Jalurnya

PengambilanData Alat

Rangkaian catu dayadan rangkaian

kontrol Bekerjadengan Baik?

Analisa Data

PembuatanLaporan

PengujianRangkian

Keseluruhan

AnalisaJalurPCB

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Ya

Tidak

Muliai A

Selesai

A

Perbaikanrancangan

Tidak

Ya

Gambar 3.1 Flowchart pembuatan tugas akhir

(Sumber : Hasil Perancangan)

a. Perancangan dan pembuatan rangkaian catu daya pada PCB lubang

Dalam merancangan dan pembuatan rangkaian catu daya ada beberapa

tahapan yang diantaranya:

1. Penentuan tegangan yang digunakan, sehingga dalam penggunaannya

tidak terjadi kerusakan pada komponennya.

2. Penentuan komponen regulator yang digunakan, sehingga hasil catu

daya sesuai dengan kebutuhan rangkaian.

3. Merangkai komponen pada PCB

b. Pengujian awal rangkaian power supply

1. Pengujian dilakukan pada rangkaian yang telah dirangkai pada papan

PCB lubang yaitu pengujian rangkaian per blok (cek masing-masing

blok jika sesuai dengan rancangan maka dilakukan pengecekan pada

blok selanjutnya).

c. Perancangan dan pembuatan rangkaian kontrol

Dalam pembuatan rangkaian kontrol ada beberapa langkah yang harus

diperhatikan diantaranya:

2. Menentukan komponen-komponen apa yang harus dibutuhkan

sehingga rangkaian sesuai dengan rancangan yang dibuat.

3. Melakukan perhitungan untuk mengetahui berapa tegangan dan arus

yang mampu dilewatkan dan dikontrol oleh rangkaian kontrol.

4. Pembuatan rangkaian pada papan PCB

d. Pengujian rangkaian kontrol

Dalam pengujian rangkaian kontrol dilakukan per blok rangkaian mulai

dari blok sensor dan penguatannya, blok driver ADC0804, modul penanam

mikrokontroler, blok DAC0808, dan driver pengatur intensitas lampu.

e. Perancangan dan pembuatan program

Dalam perancangan dan pembuatan program harus mengacu pada

keluaran dari rangkaian keluaran ADC0804, kemudian disesuaikan dengan

pembacaan yang dapat dilakukan oleh mikrokontroler. Setelah itu, keluaran

dari mikrokontroler harus disesuaikan dengan komponen apa yang yang

dikontrol.

f. Penguajian program

1. Pengujian program penampil suhu: dilakukan dengan menyesuaikan

tegangan yang terukur pada keluaran sensor dengan multimeter dan

tegangan yang ditampilkan seven segment, jika sudah mendekati

pembacaan pada multimeter maka lakukan pengujian pada program

kontrol.

2. Pengujian program kontrol; pengujian program kontrol dilakukan

dengan mengambil nilai output sensor yang telah diproses oleh driver

ADC jika nilai sensor sebanding dengan nilai inputan pada program

maka keluaran ADC akan mengaktifkan DAC dan menghidupkan

lampu dengan intensitas yang terang pada tegangan 0,29 V sampai

dengan tegangan 0,38 V dan meredupkan lampu pada saat tegangan

0,38 V telah tercapai, sehingga tegangan output sensor menurun dan

kembali menerangkan lampu saat output sensor bernilai 0,36 V, begitu

seterusnya.

g. Pembuatan jalur pada papan PCB

Dalam pembuatan papan PCB tercetak adapun pertimbangan yang harus

diperhatikan seperti:

1. Penentuan tata letak komponen yang akan digunakan sehingga lebih

efesien tempat.

2. Penyablonan adalah yang harus diperhatikan dalam pembuatan papan

PCB tercetak sehingga gambar yang disablon benar-benar tampak jelas

pada papan PCB.

3. Pelarutan dan pengeboran, dalam melarutkan papan PCB tercetak perlu

diperhatikan bahan pelarutnya yang digunakan. Pada pengeboran ini

harus menggunakan mata bor yang sesuai dengan lubang sehingga

komponen-komponen yang terpasang tidak longar.

h. Pengujian alat

Pengujian alat dilakukan di Jln. Bukit Patas No.7 Singaraja yang

dilakukan secara acak yaitu dari bulan Desember sampai Januari, jika terdapat

kejanggalan-kejanggalan seperti alat tidak bekerja dengan normal dan terjadi

error yang berlebihan maka alat harus dilakukakan pengecekan per blok. Jika

terdapat permasalahan maka harus dilakukan perbaikan sampai alat bekerja

secara normal, pada saat ini dilakukan pengambilan data.

i. Pembuatan laporan

Bilamana alat berjalan dengan normal maka pengambilan data dapat

dilakukan. Setelah melakukan pengambilan data maka langkah selanjutnya

adalah pembuatan laporan, laporan ini berisi tentang langkah-langkah dalam

perancangan dan pembuatan alat dan analisa permasalahan yang mungkin

terjadi dan melakukan pemecahan masalahan.

3.1.2 Perancangan Sistem

Adapun perancangan sistem Tugas Akhir ini sesuai dengan gambar

diagram blok dibawah ini.

Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem


Sistem pengontrolan suhu pada rentang ukur 36°C sampai dengan 38°C

yang terancang menggunakan metode pangaturan intensitas lampu. Sensor yang

dipilih untuk mengukur suhu adalah diode IN4148. Diode IN4148 dapat berfungsi

sebagai sensor karena tegangan barriernya masi tergantung pada suhu lingkungan.

Output sensor akan berbanding terbalik dengan suhu plant, bilamana suhu plant

naik maka nilai output sensor akan turun, begitu pula sebaliknya, bila suhu plant

turun, maka nilai output sensor akan naik. Tegangan sensor ini umumnya kecil

maka dibutuhkan pengkondisi sinyal atau op-amp, op-amp yang digunakan adalah

tipe LM324N yang memiliki empat buah op-amp dalam IC nya. Keluaran op-amp

ini yang kemudian dikonversikan menjadi data digital oleh ADC0804. Sistem

antarmuka ke mikrokontroler AT89S51 melalui port parallel. Mikrokontroler

AT89S51 digunakan mengolah data dan pengaturan dengan perangkat lunak yang

dirancang menggunakan bahasa assembly.

Keluaran mikrokontroler AT89S51 akan dikonversikan kembali menjadi

data analog oleh DAC0808 agar dapat mengendalikan dan mengatur intensitas

lampu serta menampilakan suhu pada seven segment sebagai outputnya

3.1.3 Perancangan Hardware

Perancangan Hardware tugas akhir ini meliputi blok-blok sebagai berikut:

a.Catu daya

Catu daya yang dipakai dalam tugas akhir ini mengeluarkan output

tegangan 12 V, 15 V dan tegangan -!5 V. Tegangan 12 V dipakai untuk catu

daya modul penanam mikrokontroler AT89S51, ouput tegangan 15 volt

digunakan untuk catu daya PWM kontrol, dan output tegangan -15 V

digunakan sebagai catu daya DAC0808. Gambar rangkaian sebagai berikut:

Gambar 3.3 Rangkaian Catu Daya(Sumber : Hasil Perancangan)

b. Sensor suhu dan op-amp

Output sensor diode IN4148 akan masuk ke input LM324, fungsi

LM324 sebagai op-amp dimana tegangan keluaran dari sensor diode

IN4148 berbanding terbalik dengan suhu oleh sebab itu maka keluaran

sensor diode IN4148 perlu dikuatkan dan selanjutnya akan menjadi input

dari sistem. Setelah masuk ke op-amp maka tegangan keluaran dari diode

IN4148 ini nilainya berbanding lurus dengan suhu, selain itu karena

tegangan dari diode sangat kecil maka diperlukan op-amp sebagai penguat

tegangan. Dimana dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 3.4 Rangkaian sensor


Untuk mendapatkan suhu yang sebenarnya, maka tegangan masukan

op-amp A1 harus sebagai penguat tak pembalik sederhana dengan metode

hubung singkat agar diperoleh vo ≈ vs, vo/vs = 1 karena masukan pada op-

amp ini adalah pambagi tegangan jadi besarnya input dan output op-amp ini

adalah 2,5 Volt.

Gambar 3.5 Penguat tak pembalik sederhana dan pembagi tegangan


Pembagi tegangan

gambar 3.6 dibawah ini menunjukkan gambar sumber arus konstan .

Gambar 3.6 Rangkaian Sumber Arus Konstan


RVI

in

inRin =

Dimana If =Irin, selama tegangan input tetap konstan maka arus input

atau arus referensi juga akan tetap konstan. Jika tahanan Rf diganti dengan

dioda (gambar 3.6), maka arus yang mengalir pada dioda adalah:

RVI

in

inD = VVV inDout +=

Gambar 3.7 Modifikasi Rangkaian Sumber Arus Konstan


Tegangan diode sebesar 0,57 V maka keluaran op-amp ini adalah:

Vout = Vin + Vdiode

Vout = 2,5 V + 0,57 V

Vout = 3,07 V

Op-amp A3 merupakan rangkaian penguat selisih, adapun rumus

yang berlaku di penguat selisih yakni:

Dimana R1 = R2 dan R3 = R4 ,diinginkan bahwa pada saat suhu

ruangan, tegangan output op-amp A3 berkisar antara 0,3 volt. Sedangkan

saat suhu ruangan Vout A2 sebesar 3,07 volt. Sehingga didapat nilai-nilai

sebagai berikut:

Hal tersebut diatas dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.8 Rangkaian Penguat Selisih


Op-amp A4 berfungsi sebagai penguat tak pembalik sederhana maka

output-nya akan sama dengan op-amp A3 yaitu 0.32 volt.

Nilai output akhir dari op-amp masih berupa besaran analog,

sedangkan mikrokontroler hanya dapat memproses data digital, sehingga

diperlukan ADC (Analog to Digital Converter).

c. ADC (Analog to Digital Converter)

ADC0804 dapat dioperasikan pada mode kontrol agar ADC dapat bekerja,

CS harus berlogika ‘0’. Ketika WR berlogika ‘0’, register SAR akan di-reset,

sedangkan ketika sinyal WR kembali ‘1’, maka proses konversi segera dimulai.

Selama konversi sedang berlangsung, sinyal INTR akan tidak aktif (berlogika ‘1’),

sedangkan saat konversi selesai ditandai dengan aktifnya sinyal INTR (logika ‘0’).

Setelah proses konversi selesai data hasil konversi tetap tertahan pada buffer

ADC. Data hasil konversi tersebut akan dikeluarkan dengan mengirim sinyal RD

berlogika ‘0’. Setelah adanya sinyal RD ini, maka sinyal INTR kembali tidak aktif

perancangan untuk rangkaian ADC digunakan mode free running. Mode ini

dipilih karena waktu konversi ADC jauh lebih cepat terhadap tingkat perubahan

suhu dari plant, sehingga setiap kali suhu berubah,, sensor suhu yang dibuat

memiliki rentang suhu 36ºC sampai dengan 38ºC. Saat suhu ruangan, output

sensor berkisar antara 0,30volt sampai dengan 0,31volt, sedangkan saat suhu

mencapai 38ºC, output sensor akan bernilai 0,38 volt. Agar pembacaan ADC lebih

teliti, maka nilai Vref haruslah setengah dari nilai input-an tertinggi.

VV inref 21

=

voltxV ref 121

=

voltV ref 5,0=

Gambar 3.9 Rangkaian ADC 0804


Output dari ADC selanjutnya akan diproses oleh mikrokontroler

AT89S51 dan nilai suhu yang terukur akan tampil pada seven segment.

d. Perancangan Rangkaian Penampil Suhu (Seven Segment)

IC BCD to seven segment digunakan untuk menentukan angka yang

tampil pada seven segment. IC ini berfungsi mengubah data biner menjadi

tampilan pada seven segment. Gambar 3.9 menunjukkan rangkaian seven

segment dengan IC 7447.

Gambar 3.10 Rangkaian Seven Segmen dengan IC 7447


Dari gambar 3.9 diatas dapat dilihat bahwa P1.0 sampai dengan P1.3

digunakan untuk memberikan cacahan pada IC 7447. Sedangkan P1.4

sampai dengan P1.6 digunakan untuk menscanning transistor, dimana

transistor ini difungsikan sebagai saklar untuk memberika Vcc pada masing-

masing segmen.

Adapun fungsi dari IC 7447 adalah sebagai decorder input, dimana

input yang berupa 4bit BCD di decorder menjadi seven segmen BCD.

Tabel 3.1 Tabel kebenaran IC 7447

Input 7447 Output 7447Heksa

A B C D a b c d e f g

0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0

2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1

3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1

6 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0

7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

9 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1

A 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1

B 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1

C 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1

D 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1

E 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1

F 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

(Sumber : Hasil Pengamatan)

e.Modul Penanam Mikrokontroler AT89S51

Gambar 3.11 Skema modul penanaman mikrokontroler AT89S51


Pada konektor downloader yang digunakan adalah komunikasi serial

dengan menggunakan konektor DB25 yang digunakan adalah DB25 on

board. Sedangkan untuk software yang digunkan adalah software

compailer yaitu ASM51 dan software isp30.exe.

f. DAC (Digital to Analog Converter)

Gambar 3.12 Rangkaian DAC dan Op-amp


DAC0808 akan mengubah output dari mikrokontroler AT89S51 dari

data digital menjadi data analog, dimana catu daya DAC berkisar pada level

± 12 V hingga ± 18 V seperti yang dibutuhkan oleh amplifier internal.

Dimana output DAC ini akan memicu PWM (Pulse Width Modulation)

untuk mengatur intensitas lampu.

g. PWM (Pulse Width Modulation)

Gambar 3.13 Rangkaian PWM


Salah satu cara yang paling mudah untuk membangkitkan sebuah

tegangan analog dari sebuah nilai digital adalah dengan menggunakan pulse

width modulation (PWM). Dalam PWM gelombang kotak, frekuensi tinggi

dibangkitkan sebagai output digital. Untuk contoh, sebuah port bit secara

kontinyu melakukan kegiatan saklar on dan off pada frekuensi yang relatif

tinggi. PWM ini menggunakan IC SG3524 dimana nilai komponen-

komponen pada rangkaian ini merupakan nilai bawaan dari IC SG3524.

PWM ini berfungsi sebagai pengatur intensitas lampu, saat suhu sama

dengan suhu ruangan maka intensitas lampu akan terang dan pada saat suhu

sama dengan 38°C maka lampu akan mati, dimana saat suhu mencapai 38°C

lampu akan diatur redup dengan cara mengatur Vref pada PWM. Saat suhu

mencapai 36°C maka lampu akan kembali terang, dan begitu seterusnya.

h. Dimmer Digital

Gambar 3.14 Rangkaian dimmer digital


Dimmer digital ini menggunakan IC MOC3021 atau fotoTRIAC.

MOC3021 merupakan jenis octocoupler sehingga relatif aman jika terjadi

ketidaknornalan pada bagian beban. Rangkaian dimmer ini ditunjukkan

gambar 3.13. Mengaktifkan TRIAC dengan cara menirimkan pulsa low (0

volt) pada kaki 2 pada MOC3021 maka akan terjadi beda potensial antara

kaki 1 dan kaki 2 pada MOC3021 sehingga arus mengalir dan diode dalam

MOC3021 memancarkan cahaya sehingga bilateral switch on, arus mengalir

dari kaki 6 ke kaki 4 pada MOC3021 akan mengaktifkan TRIAC menjadi on

sehingga TRIAC mengalirkan arus.

i. Desain Alat

Desain alat meliputi desain kotak inkubator dan kotak rangkaian

Gambar 3.15 kotak Inkubator


Kotak inkubator ini merupakan kotak dengan ukuran yang sama

dengan kotak inkubator aslinya yang memiliki dimensi kotak dengan

panjang 90cm, lebar 60 cm dan tinggi 40 cm. Bagian bawah pada inkubator

merupakan kotak alat dan lampu yang digunakan sebagai penghangat.

40 cm

90 cm

40 cm

10 cm

Lampu

KotakRangkaian

Fan

ventilasi

3.1.4 Perancangan Software

Perancangan Software meliputi program kontrol dan tampilan

a. Program Tampilan

Program tampilan terdiri dari dua tahap yaitu:

1. Alur Program

Gambar 3.16 Algoritma program


2. Flowcart Program

Gambar 3.17 Flowchart program tampilan


b. Program Kontrol

1. Alur Program

START

Inisialisasisuhu

Ambil data ADC

Hidupkan lampu

Redupkan lampu

Data ADC=38?

Isi nilai R4=0

Nilai R4=1

Data ADC=36?

Ya

tidak

tidakYa

R4=0 ?

tidak

Ya

Gambar 3.18 Alur Program kontrol


2. Flowcart Program Kontrol Lampu

tidak

tidak

Start

P2=#11111111b

A←P3

R3←A

R4=#00000000b

R4=#11111111b?

R3=#01100111b?

R4=#11111111b

Acall Tunda

R3=#01011111b?

tidak

Ya

Ya

Ya

Gambar 3.19 Flowchart program kontrol lampu


Data yang diterima ADC akan dipindahkan ke Akumulator,

selanjutnya memindahkan data yang terdapat pada akumulator ke P1 (LED

sebagai bahan pengambilan data), dan pindahkan juga nilai akumulator ke

P3. Kemudian dilakukan pengecakan apakah nilai akumulator sama dengan

suhu ruangan (30°C), jika “iya” maka lampu akan terang, jika “tidak” maka

data akan terus diambil dari P0 (ADC dan sensor). Saat nilai akumulator

sama dengan suhu ruangan maka lampu akan terang. Setelah pengecekan

maka suhu akan terus dicek sampai nilai akumulator sama dengan 38°C, jika

“iya” maka lampu akan redup sedangkan jika “tidak” maka lampu akan tetap

terang. Pada saat suhu mencapai 38°C maka lampu akan redup dan pada saat

ini juga dilakukan pengecekan setelah nilai akumulator bernilai 36°C. Pada

saat suhu mencapai 36°C maka suhu akan akan kembali naik karena lampu

terang, begitu seterusnya.

3.2 Lokasi Penelitian

Adapun tempat dilakukan penelitian adalah di LAB 1 Jurusan D3 Teknik

Elektro, Kampus Tengah Jln. Udayana, Jln. Bukit Patas, Lingkungan Bakung,

Kecamatan Sukasada, Jln. Bisma Gg Nusa Indah No.7B, dan Jln Sudirman N0.41

Singaraja.

3.3 Subyek Penelitian

Subyek penelitian dijadikan sebagai bahan penelitian yang dibutuhkan

dalam pembuatan tugas akhir ini adalah berupa alat kontrol suhu inkubator bayi

secara otomatis sehingga nantinya alat pengontrol suhu inkubator agar lebih

efisien.

3.4 Pengumpulan Data

3.4.1 Metode Pengumpulan Data

Pengumpulan data dalam penelitian ini menggunakan metode

observasi (pengamatan). Observasi adalah teknik pengumpulan data dengan

cara melakukan pengamatan terhadap obyek yang mengalami permasalahan

dengan cara mencari jawaban terhadap permasalahan yang dihadapi. Adapun

langkah-langkah observasi yaitu: mengukur tegangan keluaran sensor,

memantau keluaran sensor yang dihubungkan dengan ADC dan

menterjemahkan kedalam bilangan biner dengan bantuan LED yang tersusun

sesuai dengan port keluaran mikrokontroler. Serta mengamati intensitas

lampu sebagai penghangat inkubator bayi.

3.4.2 Langkah-langkah Pengambilan Data

1. Mengukur tegangan keluaran sensor

Pengukuran dilakukan dengan memanaskan sensor dengan sorder

kemudian hasil keluaran sensor diukur dengan menggunakan

multimeter selanjutnya data yang diperoleh dicatat.

2. Mengamati keluaran ADC

a. Memprogram ADC dengan mode kontrol yang programnya

sebagai berikut :

Gambar 3.20 Program ADC Kontrol


b. Memanaskan sensor dengan solder kemudian mengamati

keluaran ADC pada LED sehingga didapatkan data binernya.

3. Mengamati display seven segment

Meletakkan sensor, thermometer digital dan thermometer analog

pada ruangan inkubator bayi, kemudian melakukan pemanasan

dengan mengunakan lampu yang terletak pada bagian bawah

inkubator bayi. Kemudian mengamati seven segmen,

membandingkan tampilan seven segmen dengan thermometer

digital dan analog kemudian mencatat data hasil pengamatan.

4. Mengamati keluaran DAC

Mengamati keluaran DAC saat lampu hidup terang, redup dan

mati, dimana pengambilan data dengan bantuan LED untuk

mengetahui tegangan yang keluaran DAC. Kemudian keluaran

DAC diukur dengan multimeter.

5. Mengamati pulsa yang dikeluarkan PWM

Dimana masukan tegangan PWM tergantung pada keluaran DAC,

saat terang maka pulsa yang dikeluarkan PWM lebar, saat redup

maka keluaran PWM menyempit dan saat lampu mati maka

keluaran PWM akan datar.

3.4.3 Instrument Penelitain

Di dalam perancangan TA ini digunakan instrument – instrument

penelitian sebagai berikut:

1. Multimeter Digital dan Multimeter Analog

Di dalam perancangan TA ini mutimeter digital dan multimeter analog

berfungsi untuk mengukur besar tegangan yang dihasilkan pada

rangkaian yang diuji.

2. Thermometer Digital dan Thermometer Analog

Di dalam perancangan TA ini thermometer digital dan thermometer

analog berfungsi sebagai alat penguji dan pembanding dari hasil

pendeteksian suhu pada inkubator bayi berbasis mikrokontroler AT89S51.

Di dalam proses pengujian ini digunakan thermometer digital buatan

China dengan tipe “TPM-10G” yang mempunyai rentang suhu -50 ºC –

80 ºC, sedangkan thermometer analog yang digunakan adalah

thermometer alkohol yang mempunyai rentang suhu -10 ºC – 110 ºC.

3. Oscilloscope

Dalam perancangan TA ini, oscilloscope digunakan untuk mendeteksi

keluaran gelombang rangkaian PWM

3.4.4 Data Hasil Pengamatan

1. Data Tegangan

Di dalam penelitian Tugas Akhir ini diamati beberapa data tegangan

yang dihasilkan oleh sensor suhu dengan menggunakan diode IN4148,

dan rangkaian Op – amp.

Tabel 3.2 Pengamatan suhu dengan tegangan keluaran sensor

No Suhu (◦C) Tegangan(mV)

1 29 2932 30 3033 31 3154 32 3255 33 3356 34 3447 35 3528 36 3649 37 372

10 38 384(Sumber : Hasil Pengamatan)

2. Data Bilangan Desimal

Di dalam penelitian Tugas Akhir ini diamati beberapa data bilangan

desimal yang dihasilkan oleh rangkaian ADC 0804.

Tabel 3.3 Data Biner Sensor

No Tegangan Biner

MSB LSB1 0.28 0100 00102 0.29 0100 01013 0.30 0100 10104 0.31 0100 10115 0.32 0100 11106 0.33 0101 00107 0.34 0101 01118 0.35 0101 10009 0.36 0101 1010

10 0.37 0101 110111 0,38 0110 0000


3. Data Output DAC dan Tegangan Output PWM

Tabel 3.4 Data DAC dan Tegangan Output PWM

Biner Set Poin Tegangan DAC(V)

Tegangan PWM(V) Kondisi Lampu

00000000 0 0 Mati11111111 3,7 2,46 Terang


4. Data Suhu dan Waktu

Di dalam penelitian Tugas Akhir ini diamati beberapa data suhu pada

inkubator bayi berbasis mikrokontroler, thermometer digital, dan

thermometer analog.

Adapun data yang diamati antara lain:

1. Data suhu dan waktu sejak inkubator dihidupkan hingga lampu

mati secara otomatis

Tabel 3.5 Data Hasil Pengamatan Suhu dan Waktu1

Waktu(menit)

Sensor(°C)

Thermometer Digital(°C)

Thermometer Analog(°C)

0 29,6 30,8 29,81 31 31,1 312 31 31,5 323 31,3 32,2 334 31,3 32,9 33,95 32,3 33,5 34,66 33,3 34,1 357 34,3 34,6 35,68 34,9 35,1 369 35,3 35,6 36,4

10 35,3 36 36,511 35,9 36,4 36,712 36,3 36,8 3713 36,9 37,1 37,314 36,9 37,3 37,515 37,6 37,5 37,616 38,3 37,8 37,9

Waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu 38,3 adalah 16

menit 12 detik.

2. Data suhu dan waktu sejak lampu inkubator mati secara

otomatis hingga hidup lagi secara otomatis


Waktu(menit)

Sensor(°C)



0 38,0 37,8 37,91 37,6 37 37,52 36,3 36,5 37



menit.

3. Data suhu dan waktu sejak lampu inkubator hidup hingga mati

lagi secara otomatis


Waktu(menit)

Sensor(°C)



0 36,3 36,4 371 37 37,2 37,52 37,3 37,3 37,93 37,6 37,5 38,24 38,3 37,7 38,5



menit.

4. Data suhu dan waktu dari lampu inkubator mati hingga hidup

lagi secara otomatis


Waktu(menit)

Sensor(°C)



0 38,0 37,8 37,91 37,9 37,5 37,52 37,3 36,6 37,23 36,3 36,3 37


Waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu 36,3 adalah

2menit.

3.5 Analisa Data

Dalam analisa data dibutuhkan data-data yang akurat untuk mendukung

kinerja alat yang dibuat dengan membandingkannya dengan hasil perhitungan

sehingga diketahuai error yang terjadi.

1. Error yang terjadi pada waktu pertama kali inkubator dihidupkan

hingga lampu mati secara otomatis

a. Perbandingan dengan Thermometer Digital

Tabel 3.9 Kondisi1 Thermometer Digital

Sensor(°C)


Selisih(°C)

29,6 30,8 1,231 31,1 0,131 31,5 0,5

31,3 32,2 0,931,3 32,9 1,632,3 33,5 1,233,3 34,1 0,834,3 34,6 0,334,9 35,1 0,235,3 35,6 0,335,3 36 0,735,9 36,4 0,536,3 36,8 0,536,9 37,1 0,336,9 37,3 0,437,6 37,5 0,138,3 37,8 0,5

Error 9,6å error 0,56


å error =åå

dataerror

å error =17

6,9

å error = 0,56°C

b. Perbandingan dengan Thermometer Analog

Tabel 3.10 Kondisi1 Thermometer Analog

Sensor(°C)


Selisih(°C)

29,6 29,8 0,231 31 031 32 1

31,3 33 1,731,3 33,9 2,632,3 34,6 2,333,3 35 1,734,3 35,6 1,334,9 36 1,135,3 36,4 1,135,3 36,5 1,235,9 36,7 0,836,3 37 0,736,9 37,3 0,436,9 37,5 0,637,6 37,6 038,3 37,9 0,4



å error =åå

dataeror

å error =17

3,16

å error = 0,95°C

2. Error yang terjadi pada waktu lampu mati hingga hidup kembali secara

otomatis



Sensor(°C)


Selisih(°C)

37,9 37,8 0,137,6 37 0,636,3 36,5 0,2



å error =åå

dataerror

å error =39,0

å error = 0,3°C



Sensor(°C)


Selisih(°C)

37,9 37,9 0

37,6 37,5 0,136,3 37 0,7

error 0,8å error 0,26


å error =åå

dataerror

å error =38,0

å error = 0,26°C

3. Error yang terjadi pada waktu lampu hidup hingga mati kembali secara

otomatis



Sensor(°C)


Selisih(°C)

36,3 36,4 0,137 37,2 0,2

37,3 37,3 037,6 37,5 0,138,3 37,7 0,6



å error =åå

dataerror

å error =50,1

å error = 0,2°C



Sensor(°C)


Selisih(°C)

36,3 37 0,737 37,5 0,5

37,3 37,9 0,337,6 38,2 0,638,3 38,5 0,2



å error =åå

dataerror

å error =53,2

å error = 0,46°C

4. Error yang terjadi pada waktu lampu mati hingga hidup kembali secara

otomatis



Sensor(°C)


Selisih(°C)

38,0 37,8 0,237,9 37,5 0,437,3 36,6 0,736,3 36,3 0



å error =åå

dataerror

å error =43,1

å error = 0,325°C



Sensor(°C)


Selisih(°C)

38,0 37,9 0,137,9 37,5 0,437,3 37,2 0,136,3 37 0,7

error 1,3å error 0,325


å error =åå

dataerror

å error =43,1

å error = 0,325°C

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGATURAN · PDF filedengan tegangan 0,38 V dan ... Op-amp A3...

Documents

Transcript of PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGATURAN · PDF filedengan tegangan 0,38 V dan ... Op-amp A3...