MAKALAH PENGKONDISIAN SINYAL PENGUKURAN TEKANAN UDARA
disusun oleh : Anggoro Wahyu R
EK-2B / 03
JURUSAN ELEKTRO PROGRAMSTUDI ELEKTRONIKA POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2011 1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tekanan Udara adalah tekanan pada titik manapun di atmosfer bumi. Umumnya, tekanan udara hampir sama dengan tekanan hidrostatik yang disebabkan oleh berat udara di atas titik pengukuran. Massa udara dipengaruhi tekanan udara umum di dalam massa tersebut, yang menciptakan daerah dengan tekanan tinggi (antisiklon) dan tegangan rendah (depresi). Daerah bertekanan rendah memiliki massa atmosfer yang lebih sedikit di atas lokasinya. Daerah bertekanan tinggi memiliki massa atmosfer lebih besar di atas lokasinya. Dua system tekanan udara yang utama mengontrol cuaca kita. Tekanan tinggi terbentuk ketika udara dingin turun. Biasanya tekanan tinggi berarti cuacanya kering dan baik panas di musim panas dan dingin di musim hujan. Tekanan rendah terjadi ketika udara panas naik, membawa awan hujan dan cuaca yang tidak menentu Angin tergantung pada besarnya perbedaan tekanan. Jika perbedaannya besar, maka anginnya kuat.
B. Perumusan Masalah
1. Apa sensor yang digunakan? 2. Bagaimana rangkaiannya? 3. Bagaimana proses kerja dan bentuk keluarannya?
C. Tujuan
Yang menjadi tujuan dari makalah ini adalah agar pembaca dapat mengetahui sensor apa yang digunakan untuk membuat rangkaian pengukuran tekanan udara dan dapat mengetahui contoh gambar rangkaian pengukuran tekanan udara, serta dapat mengetahui cara hitungan mencari signal keluarannya.
BAB II 2
PEMBAHASAN
A. Rangkaian dan Proses Kerja Rangkaian
Gambar 2.1 Rangkaian Pengukuran Tekanan Udara
Gambar 2.2 MPX2200AP Motorola (Sensor Tekanan Udara)
Meskipun tidak memiliki tampilan yang sama seperti barometer merkuri dengan tabung gelas panjang. Dalam rangkaian ini tabung merkuri, tentu saja digantikan oleh skala 3
LED sederhana yang digunakan sebagai keluaran. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, sensor tekanan yang digunakan adalah MPX2200AP Motorola. Sensor tersebut memberikan output tegangan yang sebanding tidak hanya dengan tekanan yang diukur tetapi untuk tegangan suplai mereka juga. Oleh karena itu mereka harus didukung dari tegangan yang stabil yaitu dengan menggunakan IC 7805. Karena output dari MPX2200 adalah diferensial dan pada tingkat yang sangat rendah, maka harus di ikuti dengan penggunaan LM324, untuk memperoleh tingkat yang dapat diproses dengan mudah. Selama potensiometer (P1) disesuaikan dengan benar, maka penguatnya akan memberikan tegangan 1 volt per tekanan udara (1.000 hPa) ke LM3914. Karena tekanan udara akan berada dalam kisaran 950-1040 hPa di permukaan laut, maka perlu dibuat skala voltmeter yang diperluas dengan LM3914 dalam rangka untuk lebih mengeksploitasi 10 LED yang dapat dikendalikan. Itu adalah peran resistor R7 dan R8 yang artifisial menaikkan nilai tegangan minimum chip. Akibatnya, kita dapat 'mengkalibrasi' skala LED kita dengan satu LED per 10 hPa dan dengan demikian keuntungan dari rentang pengukuran yang memanjang dari 950 hPa ke 1040 hPa. Sirkuit dapat dengan mudah didukung dari baterai 9 volt tetapi hanya jika digunakan sangat jarang. Saat MPX2200 terkena atau di berikan tekanan udara yang kuat, maka MPX2200 akan dengan otomatis akan mengeluarkan tekanan yang kuat juga dan akan menghidupkan LED dengan satu LED per 10hPa. Kalibrasi pada dasarnya memerlukan menyesuaikan potensiometer (P1) terhadap cahaya yang sesuai LED untuk tekanan udara lokasi Anda saat itu. Lebih banyak LED yang menyala, maka menandakan tekanan udara yang ada disekitar kita kuat.
B. Contoh Hitungan
v = A P+B dengan : v = adalah tegangan output yang dihasilkan
[volt]
P = tekanan udara sebagai input
[Psi]
A = 0,276
[volt/Psi]
B = 0,495
[volt]
Tabel 2.1 Data Pembacaan Tegangan Keluarannya
No.
Tekanan Udara
Vout 4
[Psi] 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
[V] 0,495 0,633 0,771 0,909 1,047 1,185 1,323 1,461 1,599 1,737
C. Diagram Blok
P in
TRANSDUSER
RANGKAIAN PENGKONDISIAN
TEKANAN
SINYAL
PENGUAT INSTRUMENTASI
LE D
UDARA
Gambar 2.3 Diagram Blok Alat Pengukur Tekanan Udara
Adapun masing-masing blok pada diagram tersebut adalah sebagai berikut : •
Transduser Tekanan Udara
•
Rangkaian Pengkondisian Sinyal
•
Penguat Instrumentasi
•
LED
Selanjutnya uraian fungsi dari masing-masing blok tersebut adalah: •
Tranduser Tekanan Udara
Blok Transduser Tekanan Udara berfungsi sebagai bagian yang akan memberikan tanggapan (response) tegangan listrik bila diberi input tekanan udara. •
Rangkaian Pengkondisian Sinyal
Rangkaian ini berfungsi untuk mengkondisikan sinyal yang keluar dari transduser tekanan agar sinyalnya mempunyai tegangan 1 volt per tekanan udara (1.000 hPa). Keluaran (Output) dari rangkaian ini dikirimkan ke penguat Instrumentasi. •
Penguat Instrumentasi
Adalah suatu blok yang berfungsi untuk memperkuat sinyal yang berasal dari sumber sinyal. Dengan menggunakan penguat diferensial yang mempunyai karakteristik Common Mode Rejection Ratio yang tinggi (>60 dB), maka sinyalsinyal yang kecil dapat dideteksi dan diperkuatkan ataupun diperlemah sesuai 5
dengan keperluan dan dengan menekan sinyal gangguan yang ada. Input dari rangkaian ini disamungkan pada LED. •
LED
Fungsi dari LED ini adalah untuk memperagakan (displaying) keluaran (output) dari tekanan udara yang diukur oleh alat yang dirancang.
BAB III
6
PENUTUP
•
Kesimpulan
Tekanan Udara dapat juga diukur dengan menggunakan sensor MPX2200 dan menggunakan keluaran LED walaupun keakuratan datanya masih di pertanyakan ( tidak pasti akurat) kalau dibandingkan dengan menggunakan barometer.
7
BAB IV DAFTAR PUSTAKA
http://elib.pdii.lipi.go.id/katalog/index.php/searchkatalog/.../85/85.pdf http://www.circuit-finder.com/categories/tools-and-measuring/miscellaneoustools/935/electronic-torricelli-barometer
8
