Laporan mekatronika

Peyusun :

Lathiful Ilman R. 2112100108

Hans Kristian 2113100005

Rasyid Ridho 2113100141

Kelas : B

Dosen : Pak Witantyo

1.TUJUANAlat ini dibuat untuk menyalakan kompresor yang disimbolkan dengan nyala LED. LED akan menyala jika suhu rauang kebih panas dari set point yang diinginkan.

2. KONSEP RANCANGAN

3.KOMPONEN-KOMPONEN YANG DIGUNAKAN -Sensor temperature(Thermistor)

Sensor temperature yang digunakan adalah thermistor. Thermistor dipilih karena kondisi yang ada tidak memerlukan ketelitian tinggi. Yang digunakan NTC 10K

Data sheet

-Signal Conditioning (Voltage Divider)

Output dari thermistor berupa hambatan. Oleh karena itu, diperlukan voltage devider agar output bisa diubah menjadi tegangan. Karena thermistor yang digunakan bertipe NTC sehigga semakin besar suhu yang dikur hambatannya semakin kecil, maka thermistor diposisikan di R1 agar voltase output berbanding lurus dengan suhu yang terukur.

-Potensiometer

Untuk mengubah-ubah set point, digunakan potensiometer karena harganya relative murah dan keluaran berupa tegangan dapat dimodifikasi dengan menambahkan resistor. Potensiometer yang digunakan sebesar 1K. untuk menghasilkan setpoint 20-30 C, diperlukan tambahan resistor di kaki positif dan negative.

-Komparator

Komparator bertujuan untuk membandingkan tegangan dari potensiometer dengan tegangan dari Thermistor. Keluaran komparator bergantung pada input nya berlaku hubungan.

Vthermistor > Vpotensiometer output VCC+

Thermistor

Potensiometer

Signal Conditioning

Comparator LED

Vthermistor < Vpotensiometer+Vhisterisis, output VCC-

Histerisis yang diinginkan adalah 1 C jadi ditambahkan resistor feedback dan resistor di input +. Komparator yang digunakan adalah LM741 karena didalam nya hanya ada satu op amp.

-LED

LED akan menyala jika ada tegangan yang masuk. Sebelum LED ditambahkan resistor agar tegangan di LED tidak terlalu besar.

4.PERHITUNGAN

A. Thermistor (NTC)

Dari data sheet didapatkan :

200C = 12.823 KΩ

300C = 7.942 KΩ

B. Signal Conditioning

Voltage Devider

Vin = 9v

R1 = Thermistor

R2 = 1 KΩ

Vout= R2VinR1+R2

Vo20= 1 x 912.823+1

= 0.65 V

Vo30= 1 x 97.942+1

= 1.006 V

C. ComparatorHisterisis 10CTransfer Function ThermistorTF = (1.006-0.65)/100C

= 0.0356 V/0CVhisterisis = 0.0356 V

R1R2

(Vref )=Vhisterisis

R1R2

(9 )=0.0356

R1R2

=0.00395

R1 = 395 Ω (tidak ada di pasaran maka dipakai 390 Ω)R2 = 100 KΩ

D. Potensiometer

Rp = 1 KΩVhigh = 1.006 VVlow = 0.65 V

Vhigh= (R2+Rp ) xVinR1+Rp+R2

1.006=(R2+1 ) 9R1+1+R 2

Vlow= R2x VinR1+Rp+R2

0.65= R2 x9R1+1+R2

Dari hasil eliminasi dan substitusi didapatkan R1 = 22.457 KΩ (diambil harga resistor yang ada dipasaran menjadi 22 KΩ)R2 = 1.826 KΩ (diambil harga resistor yang ada dipasaran menjadi 1.8 KΩ)

5.RANGKAIAN AKHIR

P

6. PENGUJIAN-pada pengujian pertama dengan desain yang telah dibuat,IC LM 741 dan potensiomete 1K, LED terus menyala dengan output potensiometer maks 1.02V dan minimum 0.59V, sedangkan tegangan dari thermistor 0.79V. ketika dimasukkan dalam lemari es tegangan thermistor berkurang menjadi 0.24 V namun LED tetap menyala. hal ini tidak sesuai dengan teori comparator untuk membandingkan tegangan yang masuk.

gambar 6.1 output potensio min pengujian pertama

gambar 6.2 output potensio max pengujian pertama

gambar 6.3 output potensio max pengujian pertama

Pengujian 2 : kami mencoba mengganti potensiometer dengan 10K didapat bahwa lampu akan menyala ketika tegangan 1.75 V dan mati ketika 1.95 V hal ini tidak sesuai dengan batas nyala yg harusnya sama dengan tegangan thermistor. Hal ini didukung dengan memasukkan thermistor ke dalam lemari es. Jadi berapapun tengagan keluar dari thermistor batas mati dan nyala nya adalah 1,75 dan 1,95 V.

gambar 6.4 output potensio ketika LED menyala pada pengujian kedua

gambar 6.5 output potensio ketika LED mati pada pengujian kedua

gambar 6.6 output potensio ketika LED mati pada pengujian kedua

Pengujian 3 : kami mengasumsikan bahwa LM741 tidak bekerja dengan benar jadi kami mengganti IC nya dengan LM 324. Didapat bahwa pada akhirnya dengan mengguakan potensiometer 1 K dapat menghasilkan hasil yang hampir sama dengan hasil yang diinginkan.

gambar 6.7 output potensio maks pengujian ketiga

gambar 6.8 output potensio maks pengujian ketiga

7.KESIMPULANUntuk mencapai hasil yang diinginkan, maka alat harus di redesign dengan mengganti

jenis IC komparator dari LM 741 menjadi LM 324