HALAMAN JUDUL SEKOLAH TINGGI METEOROLOGI KLIMA KLIM ATOLOGI TOLOGI DAN D AN GEOFISIKA PROGRAM STUDI INSTRUMENTASI
LAPORAN MIKROKONTROLER DAN SISTEM INSTRUMENTASI
RANCANG BANGUN PENGUKUR TEKANAN UDARA DENGAN SENSOR MPX5100AP BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega16
Oleh 1! )! (! '! 5! 6!
A"#"l A"#"l Ma$%a Ma$%all El+a K,+"la"-a S G"-a P$"/ A#"-/a J,%-",% R"%- Na,2al M,2a#hl Sh#"3 4"a$
&NPT! &NPT! '1!1(! '1!1(!000 000)* )* &NPT! '1!1(!000.* &NPT! '1!1(!001(* &NPT! '1!1(!001.* &NPT! '1!1(!00)(* &NPT! '1!1(!00).*
Tage$ag Sela-a 10 Ja,a$" )017
1
RANCANG BANGUN PENGUKUR TEKANAN TEK ANAN UDARA DENGAN SENSOR MPX5100AP BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega16
KATA PENGANTAR Puji dan syukur syukur Tim Tim Penyusun Penyusun panjatkan panjatkan ke hadirat hadirat Tuhan Tuhan Yang Yang Maha Esa yang yang telah telah member memberika ikan n berkat berkat dan rahmat rahmat-Ny -Nya, a, sehing sehingga ga Tim Tim Penyu Penyusun sun dapat dapat menye menyeles lesaik aikan an makala makalah h “Rancan “Rancang g Bangun Bangun Penguk Pengukur ur Tekanan kanan dara dara dengan dengan !ens"r !ens"r MP#$%&&'P MP#$%&&'P berbasis Mikr"k"ntr Mikr"k"ntr"ler "ler 'TMega% TMega%()* ()* +i dalam penyusuna penyusunan n makalah ini, Tim Penyusun banyak menghadapi kendala dan masalah, akan tetapi atas atas bantu bantuan an dan dan d"r"ng d"r"ngan an dari dari banya banyak k pihak pihak akhirny akhirnya a Tim Tim Penyu Penyusun sun dapat dapat menyelesaikan makalah ini* ntuk itu pada kesempatan ini Tim Penyusun hendak mengucapkan banyak banyak terima kasih kepada %* Bapak 'gus 'gus Tri Tri !utant", !utant", selaku selaku epala epala Pr"di .nstrume .nstrumentasi, ntasi, /* Maul Maulan ana a 0aki 0akih h 1ati 1atie2 e2,, sela selaku ku d"se d"sen n Mata Mata uli uliah ah Mikr Mikr"k "k"n "ntr tr"l "ler er dan dan !istem .nstrumentasi, serta 3* !eluruh !eluruh rekan elas .nstrumenta .nstrumentasi si $' ritik dan saran Tim Penyusun Penyusun harapkan demi kesempur kesempurnaan naan makalah ini* 'tas perhatiannya Tim Tim Penyusun ucapkan ucapkan terima kasih*
Tangerang !elatan, %& 4anuari /&%5
Tim Penyusun
2
RANCANG BANGUN PENGUKUR TEKANAN TEK ANAN UDARA DENGAN SENSOR MPX5100AP BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega16
KATA PENGANTAR Puji dan syukur syukur Tim Tim Penyusun Penyusun panjatkan panjatkan ke hadirat hadirat Tuhan Tuhan Yang Yang Maha Esa yang yang telah telah member memberika ikan n berkat berkat dan rahmat rahmat-Ny -Nya, a, sehing sehingga ga Tim Tim Penyu Penyusun sun dapat dapat menye menyeles lesaik aikan an makala makalah h “Rancan “Rancang g Bangun Bangun Penguk Pengukur ur Tekanan kanan dara dara dengan dengan !ens"r !ens"r MP#$%&&'P MP#$%&&'P berbasis Mikr"k"ntr Mikr"k"ntr"ler "ler 'TMega% TMega%()* ()* +i dalam penyusuna penyusunan n makalah ini, Tim Penyusun banyak menghadapi kendala dan masalah, akan tetapi atas atas bantu bantuan an dan dan d"r"ng d"r"ngan an dari dari banya banyak k pihak pihak akhirny akhirnya a Tim Tim Penyu Penyusun sun dapat dapat menyelesaikan makalah ini* ntuk itu pada kesempatan ini Tim Penyusun hendak mengucapkan banyak banyak terima kasih kepada %* Bapak 'gus 'gus Tri Tri !utant", !utant", selaku selaku epala epala Pr"di .nstrume .nstrumentasi, ntasi, /* Maul Maulan ana a 0aki 0akih h 1ati 1atie2 e2,, sela selaku ku d"se d"sen n Mata Mata uli uliah ah Mikr Mikr"k "k"n "ntr tr"l "ler er dan dan !istem .nstrumentasi, serta 3* !eluruh !eluruh rekan elas .nstrumenta .nstrumentasi si $' ritik dan saran Tim Penyusun Penyusun harapkan demi kesempur kesempurnaan naan makalah ini* 'tas perhatiannya Tim Tim Penyusun ucapkan ucapkan terima kasih*
Tangerang !elatan, %& 4anuari /&%5
Tim Penyusun
2
ABSTRAK Tekanan udara didefenisikan sebagai berat dari suatu kolom udara. Tekanan udara adalah salah satu faktor yang mempengaruhi cuaca sehingga diperlukan alat yang dapat mengukur tekanan udara. Alat yang dibuat dalam penelitian ini adalah alat alat ukur ukur teka tekana nan n udar udara a yang yang peng pengam amat atan anny nya a oleh oleh peng pengam amat at cuac cuaca a dapa dapat t dilakukan dengan bantuan sensor dan mikrokontroller dan kemudian diolah di dalam PC (Personal Computer). Sensor yang digunakan adalah sensor MPX!"" yang menggunak menggunakan an interface interface serial serial untuk komunikas komunikasii dengan dengan mikrokontro mikrokontroller. ller. Sistem Sistem pemrosesan data menggunakan #C Mikrokontroller ATMega!$ ATMega!$ yang diprogram menggunakan bahasa%C. &ata dihubungkankan ke komputer dengan pemograman 'isual asic $." melalui sistem komunikasi serial untuk ditampilkan di komputer dan disimp disimpan. an. Penel Peneliti itian an ini mengh menghasi asilka lkan n sistem sistem penguk pengukura uran n tekana tekanan n udara udara yang yang berbasis berbasis mikrokontr mikrokontroller oller ATMega! TMega!$. $. Sistem Sistem ini dibanding dibandingkan kan dengan dengan barometer barometer digital 'aisala PT" di Sekolah Tinggi Meteorologi *limatologi dan +eofisika dan menghasilkan koreksi sebesar %",- mar untuk tekanan antara !""" sampai dengan !"!" mar, dan koreksi sebesar %",$ mar untuk tekanan antara !"!" sampai dengan !"" mar.
3
DAFTAR DAFTA R ISI I SI
6'1'M'N 4+1*********************************************************************************************************i 'T' 'T' PEN7'NT'R************************************************************************************** PEN7'NT'R************************************************************************************** **************** ********* ******* ii 'B!TR'*********************************************************************************************************************iii +'0T'R .!.******************************************************************************************************************i8 +'0T'R 7'MB'R******************************************************************************************************8i +'0T'R T'BE1**********************************************************************************************************8ii +'0T'R 1'MP.R'N**************************************************************************************************8iii B'B . PEN+'61'N**********************************************************************************************% %*%*
1atar Belakang* Belakang******* ************ ************ ************* ************* ************ ************ ************ ************ ************ ************ ********************* ****************************% *************%
%*/*
Rumusan Rumusan Masalah*** Masalah********* ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ******************* ****************************** ********************% ***%
%*3*
Tujuan Tujuan +an Man2aat* Man2aat******* ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************* ************* ********************/ **************/
%*9*
Met"de Met"de Penulisan Penulisan****** ************ ************ ************* ************* ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ *************/ *******/
B'B .. 1'N+'!'N TE:R.*****************************************************************************************9 /*%*
Te"ri Pengukuran*** Pengukuran********* ************ ************ ************ ************ ************* ************* ************ ************ ************ ****************** ****************************9 ****************9
/*/*
Te"ri Tekanan kanan 'tm"s2er** 'tm"s2er******** ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************* ************* ************ **************** **************9 ****9
/*3*
Peng"laha Peng"lahan n !inyal***** !inyal*********** ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ *********************** *******************************$ **************$
/*3*%* /*3*%*
!inyal !inyal 'nal"g 'nal"g****** ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************* ********************** *******************$ ****$
/*3*/* /*3*/*
!inyal !inyal +igital***** +igital*********** ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************* ******************** *********************( ********(
/*9*
!ens"r**** !ens"r********** ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************* ************* ******************* **************************5 *************5
/*9*%* /*9*%* /*$*
!ens"r !ens"r Te Tekanan kanan MP#$% MP#$%&&'P** &&'P******** ************ ************ ************ ************ ************ ************ ****************** **********************; **********;
Mikr"k"ntr Mikr"k"ntr"ler "ler 'TMega% TMega%(***** (************ ************* ************ ************ ************ ************ ************* ************************ ****************************%/ ***********%/
/*$*%* /*$*%*
"n2igurasi "n2igurasi Pin 'TMega% TMega%(****** (************ ************ ************ ************ ************ ************ *********************** ***************************%/ **********%/
B'B ... PER'N<'N7'N +'N <'R' ER4' ER4' !.!TEM !.!TEM **************************************** ******************************* ***********%9 **%9 3*%*
Perancang Perancangan an 'lat******* 'lat************** ************* ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ **************** **********************%9 ************%9
3*%* 3*%*%* %*
Pera Peranc ncan anga gan n Ran Rangk gkai aian an =/ard0are =/ard0are>> Bar"meter +igital************************%9
3*%* 3*%*/* /*
Pera Peranc ncan anga gan n Pr"g Pr"gra ram m =Soft0are =Soft0are>> Bar"meter +igital*****************************/&
3*/*
erja !istem* !istem******* ************ ************ ************ ************ ************ ************* ************* ************ ************ ************ ************ ***************** ************************/% *************/%
3*/*%* 3*/*%*
Bl"k +iagram +iagram erja erja !istem* !istem******** ************* ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ *************/% *******/%
3*/*/* 3*/*/*
0l"?chart 0l"?chart dan 'lg"ritma* 'lg"ritma******* ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************ ************** ************************// ****************//
B'B .@ 6'!.1 E!PER.MEN +'N 'N'1.!.! 'N'1.!.! +'T'************************************* +'T'************************************* ********* /9 4
9*%*
6asil Eksperimen******************************************************************************************/9
9*%*%*
Regresi****************************************************************************************************/9
9*%*/*
Pengujian dan alibrasi**************************************************************************/$
9*/*
'nalisis +ata**************************************************************************************************/5
B'B @ E!.MP1'N +'N !'R'N*************************************************************************/A $*%*
esimpulan****************************************************************************************************/A
$*/*
!aran*************************************************************************************************************/A
+'0T'R P!T''**************************************************************************************** ************3& 1'MP.R'N*****************************************************************************************************************3%
5
DAFTAR GAMBAR
7ambar %*
Perbedaan !inyal 'nal"g dan +igital************************************************* *****$
7ambar /*
!ens"r Tekanan MP#$%&&**********************************************************************A
7ambar 3*
Rangkaian !ens"r Tekanan MP#$%&&'P dengan P"?er !upply********%&
7ambar 9*
Bl"k +iagram .nternal !ens"r Tekanan MP#$%&&'P*************************** %&
7ambar $*
7ra2ik Tegangan :utput !ens"r Tekanan MP#$%&&**************************** %%
7ambar (*
Pin-pin 'Tmega%( kemasan 9&-pin*********************************** ******************* %/
7ambar 5*
Rangkaian Mir"k"ntr"ller 'Tmega%(***************************************** ***********%3
7ambar ;*
Bar"meter +igital BM7************************************************************** ********* %$
7ambar A*
+esain Rancangan Mekanik Bar"meter +igital************************************%$
7ambar %&* !istem Minimum '@R 'TMega%(**********************************************************%( 7ambar %%* Rangkaian !istem Minimum 'TMega%(************************************************%( 7ambar %/* Rangkaian :p-'mp @"ltage 0"ll"?er****************************************** ********* %5 7ambar %3* Rangkaian Pengk"ndisi !inyal @"ltage 0"ll"?er**********************************%; 7ambar %9* Rangkaian Regulat"r Tegangan************************************************************ %A 7ambar %$* Rangkaian !erial RT< bagian belakang =a> dan bagian depan =b>******%A 7ambar %(* <"de @isi"n '@R < <"mpiler********************************************************** ******/& 7ambar %5* 7raphical ser .nter2ace =7.> Bar"meter +igital********************************/% 7ambar %;* Bl"k +iagram erja !istem Bar"meter +igital**************************************// 7ambar %A* 0l"?chart !istem Bar"meter +igital************************************************** ****// 7ambar /&* 0l"?chart erja !istem************************************************* ************************/3 7ambar /%* 7ra2ik 0ungsi Regresi 1inear*****************************************************************/$ 7ambar //* 7ra2ik Perbandingan +ata Tekanan Bar"meter T dan Bar"meter !tandar**************************************************************************************************/5 7ambar /3* 7ra2ik Nilai "reksi Bar"meter T*****************************************************/;
6
DAFTAR TABEL
Tabel %* Regresi 6ubungan antara Tegangan dan Tekanan pada*****************************/9 Tabel /* Perbandingan +ata Tekanan Bar"meter T dan Bar"meter !tandar*******/( Tabel 3* Nilai "reksi Bar"meter T************************************************************************/;
7
DAFTAR LAMPIRAN
8
BAB I PENDAHULUAN
1!1!
La-a$ Belaag Perkembangan peralatan atau instrumentasi di bidang mete"r"l"gi, klimat"l"gi dan ge"2isika semakin maju seiring berkembangnya aman terutama di bidang tekn"l"gi* Beberapa peralatan k"n8ensi"nal mulai ditinggalkan di berbagai aspek, karena sudah tergantikan dengan sistem digital* Banyak kelebihan dan dari sistem digital misalnya dapat membuat instrumen lebih mudah digunakan untuk pengukuran, mudah disimpan, lebih 2leksibel, dan membutuhkan pemeliharaan* Pengukuran pada 'C! salah satunya yaitu tekanan udara* Tekanan udara merupakan salah satu unsur penting dalam berbagai analisa penelitian dan dunia kerja* +alam dunia penerbangan penggunaan in2"rmasi tekanan udara adalah suatu kebutuhan utama dan memiliki resik" tersendiri apabila terdapat kesalahan didalamnya* 'lat pengukur tekanan udara adalah bar"meter* +e?asa ini bar"meter sendiri terdapat banyak jenisnya namun secara garis besar dapat dikel"mp"kkan menjadi bar"meter digital dan k"n8ensi"nal* Penggunaan bar"meter k"n8ensi"nal itu sendiri memiliki beberapa kelemahan yang menyebabkan secara perlahan para user mulai beralih menggunakan bar"meter digital* Penyusun utama sebuah bar"meter digital adalah sebuah sens"r tekanan yang dihubungkan pada minimum system tertentu* Berdasarkan latar belakang tersebut, para pengamat
cuaca
membutuhkan peralatan yang dapat mengukur tekanan udara secara digital* Terkait dengan hal tersebut, maka akan dibuat instrumen pengukur tekanan udara dengan menggunakan sens"r tekanan MP#$%&& berbasis mikr"k"ntr"ler 'TMega%(*
1!)!
R,+,%a Ma%alah +alam penelitian ini, dirumuskan masalah sebagai berikut %* Bagaimana merancang perangkat keras dari instrumen ukur tekanan udaraD /* Bagaimana merancang perangkat lunak dari instrumen ukur tekanan udaraD 3* Bagaimana hasil pembacaan rancangan instrumen ukur tekanan udara dengan alat ukur standarD 1
1!(!
T,8,a Da Ma2aaBerdasarkan permasalahan yang diuraikan di atas, tujuan dari penelitian ini adalah membuat instrumen ukur tekanan udara sebagai pengembangan instrumen pengukuran yang berguna bagi akti2itas pengamatan cuaca*
1!'!
Me-#e Pe,l"%a a* !tudi literatur Penyusun menggunakan met"de ini untuk memper"leh in2"rmasi yang berkaitan dengan penelitian yang dilakukan dengan mengacu pada bukubuku pegangan, data sheet , internet, makalah, dan lain-lain* b* Perancangan alat Penyusun berusaha untuk membuat suatu rancangan sistem pengendalian hard0are baru yang akan dibuat di dalam penelitian, berdasarkan bahanbahan yang ada untuk dapat dianalisa kembali* c* Pembuatan alat Pada bagian ini berisi mengenai pr"ses perancangan rancang bangun dari sistem mekanik yang dibuat* Pada bagian hard0are akan membahas desain dan cara kerjanya, sedangkan pada bagian soft0are akan dibahas pr"gram yang digunakan dalam sistem pengendaliannya* d* Pengujian sistem Pada bagian ini merupakan pr"ses pengujian dari pr"yek yang dibuat, dengan tujuan untuk mengetahui apakah kinerja dari alat yang dibuat sudah sesuai dengan apa yang diharapkan pada penelitian ini* e* Pengambilan data !etelah diuji secara keseluruhan sebagai suatu sistem sehinga dapat dilihat apakah sistem dapat bekerja dengan baik dan benar, sehingga peneliti dapat melakukan pengambilan data*
2* Penulisan penelitian +ari hasil pengujian dan pengambilan data kemudian dilakukan suatu analisa sehingga dapat diambil suatu kesimpulan* +engan adanya beberapa saran juga dapat kita ajukan sebagai bahan perbaikan untuk penelitian lebih lanjut*
2
3
BAB II LANDASAN TEORI
!eperti pada penjelasan sistematika penulisan pembuatan lap"ran, dalam bab inilah akan dijelaskan beberapa landasan-landasan te"ri sebagai hasil dari studi literatur yang berhubungan dalam perancangan dan pembuatan alat* Pada bab ini penyusun akan membahas dasar-dasar dari beberapa bagian penting yang berhubungan dengan prinsip pengukuran tekanan udara*
)!1!
Te$" Peg,,$a Pengukuran dapat diartikan sebagai tindakan untuk mengetahui atau menentukan harga dari suatu keadaan benda dalam hal si2at 2isis atau kimia?inya* Tetapi, secara prinsip pengukuran pada hakikatnya merupakan kegiatan membandingkan antara besarnya harga besaran yang akan diukur dengan suatu standar yang telah diukur karakteristiknya ='gustian, /&&A>* +alam melakukan akti8itas pengukuran yang perlu diperhatikan adalah standar yang dipakai harus mempunyai ketelitian yang sesuai dengan kebutuhan dan standar dapat diterima secara umum* +engan demikian, jelas bah?a penentuan alat ukur yang akan digunakan serta tata cara penggunaan alat ukur harus dilaksanakan dengan teliti dan akurat, dikarenakan hasil pengukuran akan menentukan dari hasil pengendalian*
)!)!
Te$" Teaa A-+%2e$ 'tm"s2er merupakan tekanan udara di daerah udara terbuka di permukaan bumi* !elanjutnya tekanan atm"s2er disebut juga tekanan udara luar atau tekanan udara saja* Tekanan atm"s2er terbesar adalah di permukaan laut, besarnya % atm"s2er* Tekanan % atm"s2er setara dengan tekanan yang diberikan "leh penampang depan m"bil sedan seluas / m / dalam kedaan tegak dan bersusun %& buah m"bil*
4
'tm"s2er kita berisi beragam jenis gas, baik :/, <:/, N/, dan lain-lain* 't"m atau m"lekul itu memiliki berat yang berbeda-beda dan di atm"s2er bumi berkerapatan tidak homogeny * 7as bermassa lebih besar, lebih d"minan berada pada tempat yang rendah* !emakin tinggi tempat relati2 terhadap permukaan laut, nilai tekanan udara berkurang* .ni bisa dibuktikan ketika berada di tempat yang tinggi maka titik didih air =di ?adah terbuka> adalah kurang dari %&&<* !elain itu juga dapat dibuktikan "leh rendahnya kenaikan permukaan air raksa =6g> di dalam tabung bar"meter Torricelli =Bambang, Tri, /&&5>*
2.3.
Peglaha S"/al +alam dunia elektr"nika, dikenal dua macam sinyal yaitu sinyal anal"g dan sinyal digital*
7ambar %* Perbedaan !inyal 'nal"g dan +igital
!ecara umum, sinyal dapat dide2inisikan sebagai suatu besaran 2isis yang merupakan 2ungsi ?aktu, ruangan, atau beberapa 8ariabel*
)!(!1! S"/al Aalg !inyal anal"g bekerja dengan mentransmisikan suara dan gambar dalam
bentuk
gel"mbang
k"ntinu
=continous
1arying >*
+ua
parameterFkarakteristik terpenting yang dimiliki "leh isyarat anal"g adalah amplitude dan 2rekuensi* .syarat anal"g biasanya dinyatakan dengan gel"mbang sinus, mengingat gel"mbang sinus merupakan dasar untuk 5
semua bentuk isyarat anal"g* 6al ini didasarkan kenyataan bah?a berdasarkan analisis 2"urier, suatu sinyal anal"g dapat diper"leh dari perpaduan sejumlah gel"mbang sinus* +engan menggunakan sinyal anal"g, maka jangkauan transmisi data dapat mencapai jarak yang jauh, tetapi sinyal ini mudah terpengaruh "leh noise* 7el"mbang pada sinyal anal"g yang umumnya berbentuk gel"mbang sinus memiliki tiga 8ariable dasar, yaitu amplitud", 2rekuensi dan phase* %* 'mplitud" merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal anal"g* /* 0rekuensi adalah jumlah gel"mbang sinyal anal"g dalam satuan detik* 3* Phase adalah besar sudut dari sinyal anal"g pada saat tertentu* Peng"lahan sinyal anal"g meman2aatkan k"mp"nen-k"mp"nen anal"g seperti di"da, transist"r, :p-'mp, dan lainnya*
)!(!)! S"/al D"g"-al !inyal digital merupakan hasil tekn"l"gi yang dapat mengubah signal menjadi k"mbinasi urutan bilangan & dan % =biner >, sehingga tidak mudah terpengaruh "leh derau, pr"ses in2"rmasinya pun mudah, cepat dan akurat, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relati2 dekat* Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal diskret* !inyal yang mempunyai dua keadaan ini biasa disebut dengan bit * it merupakan istilah khas pada sinyal digital* !ebuah bit dapat berupa n"l =&> atau satu =%>* emungkinan nilai untuk sebuah bit adalah / buah =/ %>* emungkinan nilai untuk / bit adalah sebanyak 9 =//>, berupa &&, &%, %&, dan %%* !ecara umum, jumlah kemungkinan nilai yang terbentuk "leh k"mbinasi n bit adalah sebesar / n buah* !istem digital merupakan bentuk sampling dari sistem anal"g* +igital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk biner atau heGa* besarnya nilai suatu sistem digital dibatasi "leh lebarnyaFjumlah bit =band0idth>* jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi sistem digital* !ignal digital ini memiliki berbagai keistime?aan yang unik yang tidak dapat ditemukan pada tekn"l"gi anal"g yaitu
6
a* Mampu mengirimkan in2"rmasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat in2"rmasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi* b* Penggunaan yang berulang-ulang terhadap in2"rmasi
tidak
mempengaruhi kualitas dan kuantitas in2"rmsi itu sendiri* c* .n2"rmasi dapat dengan mudah dipr"ses dan dim"di2ikasi ke dalam berbagai bentuk* d* +apat mempr"ses in2"rmasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interakti2* Peng"lahan sinyal digital memerlukan k"mp"nen-k"mp"nen digital, register,
counter,
decoder,
mikr"pr"sess"r,
mikr"k"ntr"ler
dan
sebagainya* !aat ini peng"lahan sinyal banyak dilakukan secara digital, karena kelebihannya antara lain %* untuk menyimpan hasil peng"lahan, sinyal digital lebih mudah dibandingkan sinyal anal"g* ntuk menyimpan sinyal digital dapat menggunakan media digital seperti C&, &'&, 2lash &isk, /ardisk * !edangkan media penyimpanan sinyal anal"g adalah pita tape magnetik* /* lebih kebal terhadap n"ise karena bekerja pada le8el H&I dan H%I* 3* lebih kebal terhadap perubahan temperatur* 9* lebih mudah pemr"sesannya* !inyal digital inilah yang bisa dibaca "leh perangkat digital kita yaitu mikr"k"ntr"ler dan k"mputer* 'gar sinyal anal"g dapat di"lah "leh k"mputer, maka harus diubah terlebih dahulu menjadi sinyal digital*
)!'!
Se%$ !ens"r adalah suatu peralatan yang ber2ungsi untuk mendeteksi gejalagejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi 2isika, energi kimia, energi bi"l"gi, energi mekanik dan sebagainya =+ !har"n, dkk, %A;/>* !ebenarnya sens"r secara umum dide2inisikan sebagai alat yang mampu menangkap 2en"mena 2isika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal elektrik baik arus listrik ataupun tegangan* 0en"mena 2isik yang mampu menstimulus sens"r untuk menghasilkan sinyal elektrik meliputi temperatur,
tekanan,
gaya,
medan
magnet
cahaya,
pergerakan
dan
sebagainya* !ementara 2en"mena kimia dapat berupa k"nsentrasi dari bahan
7
kimia baik cairan maupun gas* +engan de2inisi ini maka sens"r merupakan alat elektr"nik yang begitu banyak dipakai dalam kehidupan manusia saat ini* Bagian berikutnya adalah transducer , yaitu bagian yang mampu mengubah hasil deteksi tersebut menjadi sinyal elektrik* Bagian penerima ber2ungsi menyeleksi dan mengubah si2at 2isis yang dideteksinya menjadi energi yang bisa diukur "leh bagian transducer * !edangkan transducer ber2ungsi mengubah energi yang memba?a si2at-si2at 2isis tersebut menjadi sinyal elektrik* arakteristik sens"r ditentukan dari sejauh mana sens"r tersebut memiliki kemampuan yang baik dalam mengenali si2at 2isis yang ingin dideteksinya* emampuan mendeteksi at tersebut ini meliputi %* !ensiti2itas, yaitu ukuran seberapa sensiti2 sens"r mengenali apa yang dideteksinya* /* !elekti2itas, yaitu sejauh mana sens"r memiliki kemampuan menyeleksi si2at 2isis yang ingin dideteksinya* 3* Caktu resp"n dan ?aktu reco1ery , yaitu ?aktu yang dibutuhkan sens"r untuk mengenali apa yang dideteksinya* !emakin cepat ?aktu resp"n dan ?aktu reco1ery maka semakin baik sens"r tersebut* 9* !tabilitas dan daya tahan yaitu sejauh mana sens"r dapat secara k"nsisten memberikan besar sensiti2itas yang sama untuk suatu si2at 2isis, serta seberapa lama sens"r tersebut dapat terus digunakan*
)!'!1! Se%$ Teaa MPX5100AP !ens"r tekanan MP#$%&&'P merupakan seri Manifold Absolute Pressure =M'P> yaitu sens"r tekanan yang dapat membaca tekanan udara
dalam
suatu
mani2"ld*
Pada
dasarnya
sens"r
tekanan
MP#$%&&'P adalah sebuah sens"r tekanan yang sudah dilengkapi dengan rangkaian pengk"ndisi sinyal dan temperatur kalibrat"r yang membuat sens"r ini stabil terhadap perubahan suhu* ntuk akurasi pengukuran sens"r ini menggunakan teknik micr" machine, thin 2ilm metaliati"n dan pr"ses bip"lar semik"ndukt"r* Prinsip kerja dari sens"r tekanan itu sendiri adalah mengubah tegangan mekanik menjadi listrik* urang ketegangan didasarkan pada
8
prinsip bah?a tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang* +aya yang diberikan pada ka?at itu sendiri menyebabkan ukuran ka?at menjadi bengk"k* !ehingga menyebabkan ukuran ka?at berubah dan mengubah ketahanannya* Bentuk 2isik dari sens"r tekanan MP#$%&&'P cukup kecil sehingga dapat digunakan dengan lebih praktis dan e2isien tempat peletakan sens"r tekanan MP#$%&&'P tersebut* +engan adanya rangkaian pengk"ndisi sinyal, sens"r ini dapat terhubung langsung pada 'nal"g t" +igital <"n8erter* Bentuk 2isik sens"r tekanan MP#$%&&'P cukup kecil seperti terlihat pada 7ambar /*
7ambar /* !ens"r Tekanan MP#$%&&
Rangkaian pengk"ndisi sinyal menghasilkan tegangan anal"g dengan skala penuh =full scale> hingga $ @"lt* !esuai datasheet dari sens"r tekanan, 2itur yang dimiliki "leh sens"r tekanan tipe MP#$%&&'P %* /*$J ma3imum error , & t" ;$< /* Tegangan catu daya $ @* 3* Range "utput &,/ K 9,5 @* 9* Range tekanan %$ K %%$ kPa* $* !ensiti8ity 9$ m@FkPa* !ens"r tekanan yang digunakan dalam artikel ini yaitu MP#$%&&'P, kerena sens"r ini merupakan sens"r tekanan tipe abs"lut* !elain tipe tekanan abs"lut, sens"r ini tidak membutuhkan rangkaian penguat tegangan, hanya saja sens"r ini membutuhkan dua buah kapasit"r untuk penstabil tegangan yang dihubungkan paralel dengan kaki catu dayanya* :utput MP#$%&&'P berupa tegangan anal"g yang dapat
9
langsung dihubungkan dengan '+<* Rangkaian sens"r tekanan dapat dilihat pada 7ambar 3*
7ambar 3* Rangkaian !ens"r Tekanan MP#$%&&'P dengan P"?er !upply
Tegangan "utput dari sens"r ini berkisar &*/ @"lt sampai 9*5 @"lt, untuk mengantisipasi adanya tegangan rendah perlu dikuatkan terlebih dahulu sebelum diintegrasikan ke dalam mikr"k"ntr"ller* !ens"r ini mempunyai kemampuan untuk mendeteksi tekanan %$ hingga %%$ kil" Pascal dan bekerja berdasarkan perbedaan tekanan P% dan P/* P% atau Pressure !ide terdiri dari 2lu"risilic"ne gel yang melindunginya dari benda-benda keras* Rangkaian bl"k diagram internal sens"r tekanan MP#$%&&'P ditunjukan pada 7ambar 9*
7ambar 9* Bl"k +iagram .nternal !ens"r Tekanan MP#$%&&'P
7ra2ik tegangan "utput sens"r tekanan MP#$%&&'P pada 7ambar 9 menunjukkan perubahan tekanan terhadap tegangan "utput dari sens"r 10
di mana perubahan bergerak linear setelah /& kPa* Tampak 3 buah garis pada gra2ik tersebut yang menunjukkan batas maksimum dan minimum err"r dari hasil pengukuran sens"r* !ens"r tekanan pada aplikasi r"b"tik seringkali digunakan sebagai 2eedback mechanic di mana sistem mikr"k"ntr"ler dapat mendeteksi k"ndisi mekanik pada saat itu* <"nt"hnya untuk mendeteksi kuat lemah cengkeraman r"b"t atau menghitung beban yang diletakkan pada r"b"t* !elain itu pengukuran tekanan k"mpresi pada mani2"ld mesin ="t"m"ti2> sering menggunakan sens"r tekanan MP#$%&&'P ini karena tetap stabil dalam perubahan suhu yang tinggi*
7ambar $* 7ra2ik Tegangan :utput !ens"r Tekanan MP#$%&&
Berdasarkan gra2ik pada gambar $ dan datasheet MP#$%&&'P dapat diper"leh trans2er 2ungsi sebagai berikut*
P5100=
V 5100 Sensitivity
ADC =
V ¿ V ×maximaldata = ¿ × 1023 V ref V ref
V ¿ =V 5100
11
ADC =
V 5100=
P5100=
)!5!
V 5100 V ref
× 1023
ADC× V ref 1023
[
ADC×V ref 1023
Sensitivity
]= [
ADC × V ref 1023
−3 45 × 10
]
V KPa
M"$-$le$ ATMega16 '@R merupakan seri mikr"k"ntr"ler
* 6ampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus cl"ck* '@R mempunyai 3/ register generalpurp"se, timerFc"unter 2leksibel dengan m"de c"mpare, interrupt internal dan eksternal, serial 'RT, pr"grammable Catchd"g Timer, dan m"de p"?er sa8ing* Mempunyai '+< dan PCM internal* '@R juga mempunyai .n- !ystem Pr"grammable 0lash "n-chip yang mengijinkan mem"ri pr"gram untuk dipr"gram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial !P.* 'TMega%( adalah mikr"k"ntr"ler
)!5!1! K2"g,$a%" P" ATMega16 "n2igurasi pin ditunjukan pada gambar ( diba?ah ini*
12
7ambar (* Pin-pin 'Tmega%( kemasan 9&-pin
!istem 'Tmega%(
pada sebagai
pr"yek
akhir
peng"n8ersi
ini
menggunakan
data
dari
mikr"k"ntr"ller
anal"g
ke
digital
meman2aatkan '+< internal pada mikr"k"ntr"ller itu sendiri untuk bisa ditampilkan pada P< menggunakan k"munikasi serial R! /3/* 'dapun rangkaian
mikr"k"ntr"ller
itu
sendiri seperti tampak pada gambar 5
berikut
7ambar 5* Rangkaian Mir"k"ntr"ller 'Tmega%(
13
BAB III PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM
Pada bab ini dijelaskan langkah-langkah perancangan beserta analisis dari perangkat
keras
pengukur
tekanan
berbasiskan
mikr"k"ntr"ler
'TMega%(*
Perancangan alat ini menggunakan gambaran umum dan re2erensi dari pengukur tekanan digital Badan Mete"r"l"gi limat"l"gi dan 7e"2isika =BM7>, 5ord Meteorological 6rgani7ation =CM:>, dan sumber-sumber lainnya*
(!1!
Pe$a9aga AlaPr"ses perancangan pengukur tekanan ini, penulis membagi pr"ses perancangan menjadi / =dua> bagian utama yang akan dibahas, diantaranya a* Perancangan rangkaian =hard0are> Meliputi perancangan mekanik dari alat dan rangkaian elektr"nik pada sistem yang berupa rangkaian input, pr"ses, dan input* b* Perancangan pr"gram =soft0are> Meliputi flo0chart atau urutan sistem kerja pada kendali mikr"k"ntr"ler*
(!1!1! Pe$a9aga Raga"a &Hardware * Ba$+e-e$ D"g"-al Pada bagian ini, penulis membuat sistem perancangan mekanik terlebih dahulu dengan merancang bentuk 2isik dari alat ukur tekanan yang di dalamnya terdapat sens"r tekanan untuk mengubah besaran 2isika menjadi besaran listrik* 'lat ini ber2ungsi untuk mengukur tekanan udara* Penulis akan memaparkan cara kerja dari alat tersebut seperti terpampang pada gambar ini* Pada perancangan sistem pengukuran tekanan ini digunakan sebuah rancang bangun berupa kubus yang berisi sens"r, pengk"ndisi sinyal, sistem minimum, serta 1<+ sebagai "utput tampilan dari alat* 6al ini merujuk pada pengukur tekanan digital yang dipakai "leh BM7, di mana berbentuk kubus sederhana dengan bagian-bagian penting di dalamnya* Perbedaan terletak pada bahan dari kubus yang dibuat, untuk bahan yang dipakai untuk perancangan ini adalah kubus plastik, 14
sedangkan yang dipakai
"leh BM7 terbuat dari l"gam alumunium*
ntuk lebih merinci, pada lampiran terdapat perbedaan antara rancang bangun dengan pengukur tekanan digital BM7* Prinsip kerja dari bar"meter adalah sangat sederhana, seperti yang ditunjukkan pada bl"k diagram pada gambar ;* Mekanika yang dibutuhkan dalam tugas praktik ini meliputi beberapa bagian dasar, seperti casing mekanik, sens"r tekanan, sistem minimum, dan adapt"r* Pada bagian-bagian dasar tersebut, penyusun hanya akan menjelaskan k"nstruksi dari beberapa bagian saja, seperti bentuk dasar dari bar"meter digital, karena hanya pada k"nstruksi bagian dasar tersebut perlu diperhatikan, diperhitungkan, dan diperkirakan sesuai dengan hasil yang diinginkan* 'cuan atau dasar dari bentuk mekanika ini berdasarkan dari m"del alat pengukur tekanan udara =bar"meter> digital dengan standar dari Badan Mete"r"l"gi limat"l"gi dan 7e"2isika =BM7>*
a* +esain Mekanik 7ambar ;* Bar"meter +igital BM7 +esain rancangan mekanik dari bar"meter digital dapat dijelaskan pada gambar %& di ba?ah ini*
7ambar A* +esain Rancangan Mekanik Bar"meter +igital b* Rangkaian !istem Minimum Rangkaian sistem minimum menggunakan sistem minimum
mikr"k"ntr"ler '@R 'TMega%(*
15
7ambar %&* !istem Minimum '@R 'TMega%(
Rangkaian sistem minimum pada gambar %% adalah rangkaian elektr"nika
yang
terdiri
dari
k"mp"nen-k"mp"nen
dasar
yang
dibutuhkan "leh suatu mikr"k"ntr"ler untuk dapat ber2ungsi dengan baik* Rangkaian ini membutuhkan beberapa k"mp"nen antara lain #T'1 =Crystal 6scillator > dan rangkaian reset * #T'1 yang digunakan pada rangkaian ini adalah %%,&$A/ M6* 0ungsi dari rangkaian reset adalah membuat mikr"k"ntr"ler memulai kembali pembacaan pr"gram, hal ini dibutuhkan pada saat mikr"k"ntr"ler mengalami gangguan dalam mengeksekusi pr"gram*
7ambar %%* Rangkaian !istem Minimum 'TMega%(
c* Rangkaian Pengk"ndisi !inyal Rangkaian pengk"ndisi sinyal menggunakan .< 1M3$; dengan menggabungkan ke dalam rangakaian 1oltage follo0er * 7ambar %/ dan gambar %3 merupakan gambar dari rangkaian 1oltage follo0er yang ber2ungsi sebagai rangkaian penyangga*
7ambar %/* Rangkaian :p-'mp 'oltage 2ollo0er
16
Pada pr"yek perancangan bar"meter digital ini digunakan rangkaian penguatan =:p-'mp> 1oltage follo0er * Rangkaian ini diperlukan untuk menyangga agar sinyal keluaran dari rangkaian sens"r dapat terbaca dengan
baik
dan
tidak
terganggu
"leh
hambatan-dalam
dari
pembacanya sendiri* :p-'mp 1oltage follo0er atau yang dikenal dengan buffer amplifier merupakan rangkaian :p-'mp yang memiliki penguatan =gain> sebesar % =satu> kali* :p-'mp ini tidak memberikan ampli2ikasi atau atenuasi terhadap sinyal inputnya, yang artinya "utput sama dengan inputannya* Persamaan untuk :p-'mp 1oltage follo0er adalah sebagai berikut V o=
ro ro +r s
×V s ; dimana
+1
=1 ( 1 )
V o=1 ×V s V t =
r μ r μ + r o
× V o ;dimana
r μ r μ + 0
=1 ( 2 )
V t =1 × V o
V (¿¿ s × 1 ) V t =1 × ¿ V t =V s ( 3 )
17
7ambar %3* Rangkaian Pengk"ndisi !inyal @"ltage 0"ll"?er
d* Rangkaian Regulat"r Tegangan Regulat"r tegangan adalah bagian po0er supply yang ber2ungsi untuk memberikan stabilitas "utput pada suatu po0er supply * :utput tegangan
+<
kecenderungan
dari
penyearah
berubah
harganya
tanpa saat
regulat"r
mempunyai
di"perasikan*
'danya
perubahan pada masukan '< dan 8ariasi beban merupakan penyebab utama terjadinya ketidakstabilan pada po0er supply * Pada sebagian peralatan elektr"nika, terjadinya perubahan catu daya akan berakibat cukup serius* ntuk mendapatkan pencatu daya yang stabil diperlukan regulat"r tegangan* Regulat"r tegangan untuk suatu po0er supply paling sederhana adalah menggunakan di"da ener* Rangkaian dasar penggunaan di"da ener sebagai regulat"r tegangan dapat dilihat pada gambar rangkaian diba?ah*
%9* Rangkaian Regulat"r e* Rangkaian 7ambar !erial 4eal Time Clock =RT<> Tegangan Pada perancangan tugas alat ini, penyusun menggunakan .< RT<
+!%3&5 sebagai input pemberi re2erensi ?aktu terhadap data yang akan diper"leh* Berikut ini adalah gambar dari rangkaian serial RT<*
18
=a>
=b>
7ambar %$* Rangkaian !erial RT< bagian belakang =a> dan bagian depan =b>
Perancangan RT< yaitu dengan menghubungkan pin @ << pada po0er supply agar apabila alat dimatikan RT< akan tetap akti2 menghitung ?aktu* Pin 68T dihubungkan dengan port pin PB%, pin !<1 dengan port pin PB/, dan pin !+' dengan port pin PB3 pada mikr"k"ntr"ler*
maka
hanya
memerlukan
dua
buah
pin saja untuk
berk"munikasi, yaitu pin data dan pin sinyal clock =!+' dan !<1>* (!1!)! Pe$a9aga P$g$a+ & Software * Ba$+e-e$ D"g"-al +alam pr"ses perancangan pr"gram =soft0are> untuk bar"meter digital digunakan sebuah pr"gram compiler yaitu Code 'ision '@R < Compiler di mana pr"gram ini digunakan sebagai pemr"graman mikr"k"ntr"ler*
7ambar %(* Code 'ision '@R < Compiler
Pada tahap ini dilakukan adalah membuat pr"gram untuk dijalankan pada mikr"k"ntr"ler 'TMega%( yang bertujuan untuk a* Membaca masukan '+< sens"r tekanan berupa tegangan b* Membaca m"dul sens"r tekanan MP#$%&&'P !etelah melakukan pengaturan untuk pr"gram pada Code 'ision dilakukan upload pr"gram ke mikr"k"ntr"ler dengan bantuan do0nloader !B-%/$i*
19
+alam pr"ses akuisisi data, penyusun membuat sebuah soft0are +raphical 8ser #nterface =7.> untuk memudahkan pengguna dalam pr"ses pengambilan data tekanan* +alam kerjanya, bar"meter digital dihubungkan ke sebuah Personal Computer =P<> menggunakan kabel serial yang sudah terpasang dalam sistem minimum, sehingga data tekanan akan langsung terbaca pada display P<* Pada gambar %5 dapat ditunjukkan tampilan 7. untuk bar"meter digital yang telah dibuat*
7ambar %5* +raphical 8ser #nterface =7.> Bar"meter +igital
(!)!
Ke$8a S"%-e+ "nsep dasar dari perancangan mekanik dan elektrik pada bar"meter digital adalah sebuah sistem yang dapat bekerja secara "t"matis untuk membantu dalam pengukuran tekanan dengan diletakkan di suatu tempat dengan ketinggian tertentu* 'lat ini juga dapat membantu dalam pengamatan mete"r"l"gi agar lebih mudah dan cepat sehingga akan di dapat data dengan kualitas yang baik untuk pr"ses menganalisa prakiraan cuaca* 'lat ini bekerja dengan menggunakan sens"r tekanan udara sebagai input masukan yang kemudian hasil pendeteksian sens"r akan di pr"ses "leh mikr"k"ntr"ler, kemudian akan ditampilkan pada 1<+ =9i:uid Crystal &isplay > sebagai "utputnya* .nput yang diterima "leh sens"r berupa perubahan tekanan
20
karena sens"r yang digunakan adalah sens"r yang menerima perubahan besaran tekanan udara*
(!)!1! Bl D"ag$a+ Ke$8a S"%-e+ Bl"k diagram kerja dari perancangan bar"meter digital ditunjukkan pada gambar %( di ba?ah ini*
7ambar %;* Bl"k +iagram erja !istem Bar"meter +igital
Prinsip kesrja dari bar"meter digital ini adalah ketika perubahan tekanan maka akan terjadi pembacaan sens"r tekanan udara* !etelah pembacaan sens"r selesai amakan akan dilakukan pr"ses selanjutnya yaitu inputan akan dik"ndisikan "leh pengk"ndisi sinyal =:p-'mp 1oltage follo0er > di mana 2ungsi dan kegunaanya sudah dijelaskan pada sub bab di atas* !etelah mele?ati pengk"ndisi sinyal, maka akan dilakukan pr"ses berupa penghtungan '+<, sehingga dapat dipr"ses pada mikr"k"ntr"ler 'TMega%(* +i dalam mikr"k"ntr"ler 'TMega%( terjadi pr"ses eksekusi rule sesuai dengan flo0chart pada gambar %; dengan inputan berupa tekanan udara* :utput dari sistem adalah tampilan berupa nilai dari tekanan udara yang terukur*
21
(!)!)! Fl:9ha$- #a Alg$"-+a a* 0l"?chart !istem +alam pr"ses akuisisi data "leh sistem, dapat digambarkan dalam sebuah flo0chart seperti pada gambar /&*
7ambar %A* 0l"?chart !istem Bar"meter +igital
b* 'lg"ritma %* !aat alat akti2, maka sens"r akan akti2* /* Tegangan keluaran sens"r sama dengan tegangan inputnya, dikarenakan digunakan :p-'mp 1oltage follo0er sebagai buffer amplifier * 3* Pr"ses kuantisasi dan pengubahan dari anal"g ke digital melalui 7ambar /&* 0l"?chart erja !istem
'+< pada mikr"k"ntr"ler 'TMega%(* 9* +ata dipr"ses "leh mikr"k"ntr"ler untuk menampilkan data tekanan dan ?aktu pada 1<+*
22
BAB I; HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA
Pr"ses terakhir yang harus dilakukan adalah untuk mengetahui apakah sistem berjalan dengan baik, yaitu pengujian sistem serta pengambilan data sehingga dapat diketahui kehandalan dari sistem serta dapat menganalisa dari sistem yang telah dibuat*
'!1!
Ha%"l E%
Tegangan
Tekanan
(V) 2,37 2,37 2,38 2,38 2,38 2,38 2,39 2,39 2,39 2,39 2,4 2,4 2,4 2,4 2,41 2,41 2,42 2,41 2,42
(mBar) 1004,3 1004,2 1006,3 1006,2 1007,9 1008 1011 1011,1 1012,9 1012,9 1014,3 1014,2 1016 1015,9 1018,9 1018,9 1021 1020,9 1023,9 23
x
y
2,36 2,36 2,36 2,36 2,35 2,35 2,35 2,35 2,34 2,34 2,34 2,34 2,33 2,33 2,32 2,32 2,31 2,31 2,31
999,1 997,2 995,3 995,5 993 992,8 990,8 990,9 988,9 989 987,3 987,4 985,1 984,9 981,2 981,4 978,1 977,6 975,1
2,42 2,43 2,43 2,44 2,44 2,45 2,45 2,46 2,46 2,47 2,47 2,49 2,49 2,5 2,5 2,51
1024,1 1028 1028,2 1031,5 1031,4 1036,7 1037 1040,2 1040,4 1044,3 1044,5 1050,8 1050 1054,2 1054,1 1057,2
2,37 2,37 2,38 2,38 2,38 2,38 2,39 2,39 2,39 2,39 2,4 2,4 2,4 2,4 2,41 2,41
1004,3 1004,2 1006,3 1006,2 1007,9 1008 1011 1011,1 1012,9 1012,9 1014,3 1014,2 1016 1015,9 1018,9 1018,9
1070 1060 f(x) = 393 .67x + 70.82
1050 1040 1030
Pressure (mBar)
1020 1010 1000 990 980 970 2.36 2.38 2.4 2.42 2.44 2.46 2.48 2.5 2.52
Tega nga n (volt)
+ari tabel regresi tersebut dapat digambarkan gra2ik 2ungsi regresi linier seperti pada gambar /%* 7ambar /%* 7ra2ik 0ungsi Regresi 1inear
24
'!1!)! Peg,8"a #a Kal"=$a%" Pengujian terhadap rangkaian bar"meter digital dilakukan di met garden !ek"lah Tinggi Mete"r"l"gi limat"l"gi dan 7e"2isika =!TM7>* +alam tahap pengujian ini penyusun membandingkan hasil pembacaan tekanan dari rancangan bar"meter T =8nit 8nder Test > dengan bar"meter standar yang ada pada met garden* egiatan membandingkan antara alat T dengan alat standar disebut kalibrasi, di mana kalibrasi dimaksudkan untuk menghasilkan nilai k"reksi dan nilai ketidakpastian dari alat T* Tabel % merupakan data tekanan udara yang diambil dari pengukuran menggunakan bar"meter T dan bar"meter standar*
Tabel /* Perbandingan +ata Tekanan Bar"meter T dan Bar"meter !tandar
SET POINT (mBar )
950
1000
BAROME TER STANDAR
RATA RATA
(mBar) (mBar) 950,2 950,3 950,4 950,4 950,3 950,6 1000 999,9 1000 999,9
BAROMET ER !!T
RATA RATA
(mBar) (mBar) 945,3 945,3 945,3 945,3 945,3 945,3 1001,7 1000,7 1000,5 1000,5 25
"ORE"S I
RATA RATA
(mBar) (mBar) 4,9 5 5,1 5,1 5 5,3 -0,8 -1,7 -0,5 -0,6
1010
1020
1030
1040
1050
999,8 999,9 999,7 1009,6 1009,5 1009,5 1009,5 1009,5 1009,4 1020,4 1020,3 1020,4 1020,4 1020,4 1030,5 1030,4 1030,5 1030,4 1030,1 1030 1039,5 1039,7 1039,7 1040,3 1040,4 1040,3 1050,4 1050 1059,6 1050,2 1050,3 1050 1049,8
1009,5
1020,38
1030,3
1040,0
1051,5
1000,5 1000,5 1000,5 1010,1 1010,1 1010,1 1010,1 1010,1 1010,1 1022,1 1022,1 1022,1 1022,1 1022,1 1031,6 1034 1034 1034 1031,6 1031,6 1043,6 1044,8 1043,6 1044,8 1044,8 1043,6 1054,4 1054,4 1054,4 1055,6 1054,4 1054,4 1054,4
1010,1
1022,1
1032,8
1044,2
1054,6
-0,7 -0,6 -0,8 -0,5 -0,6 -0,6 -0,6 -0,6 -0,7 -1,7 -1,8 -1,7 -1,7 -1,7 -1,1 -3,6 -3,5 -3,6 -1,5 -1,6 -4,1 -5,1 -3,9 -4,5 -4,4 -3,3 -4 -4,4 5,2 -5,4 -4,1 -4,4 -4,6
-0,6
-1,7
-2,5
-4,2
-3,1
+ari tabel perbandingan di atas, maka dapat digambarkan sebuah gra2ik perbandingan antara bar"meter T dengan bar"meter standar*
26
1060.0 1050.0 1040.0 1030.0 1020.0
ata-rata %em&a'aan (mBar)
1010.0 1000.0 990.0 980.0 970.0
1
2
3
4
5
!"m#a$ %em&a'aan eBa ro me te r Sta nda r
Ba ro me te r UU
7ambar //* 7ra2ik Perbandingan +ata Tekanan Bar"meter T dan Bar"meter !tandar
'!)!
Aal"%"% Da-a !etelah
dilakukan
pengujian
rancangan
bar"meter
=T>,
serta
dilakukan pembandingan dengan bar"meter standar pada met garden !TM7, maka dapat diper"leh hasil k"reksi dari bar"meter T* Nilai k"reksi yang diper"leh merupakan hasil pengurangan dari nilai pembacaan bar"meter standar dan bar"meter T*
27
6
Tabel 3* Nilai "reksi Bar"meter T
BAROMETER STANDAR
BAROMETER !!T
"ORE"SI
(mBar) (mBar) (mBar) 1000,2 1001,7 -1,5 1001,1 1001,7 -0,6 1000,1 1001,7 -1,6 1000,1 1001,7 -1,6 1000,1 1001,7 -1,6 1000,1 1001,7 -1,6 1000,1 1001,7 -1,6 1000,1 1001,7 -1,6 1000,1 1001,7 -1,6 1000 1001,7 -1,7 Berdasarkan data dari tabel nilai k"reksi bar"meter T di atas, dapat
digambarkan dalam sebuah gra2ik nilai k"reksi bar"meter T seperti yang ditunjukkan pada gambar /%* 1002 1001.5 1001
Pressure (mBar) 1000.5 1000 999.5 999
1
2
3
4
5
6
7
Pem#a$aan ke B* S*/*
B* UU
7ambar /3* 7ra2ik Nilai "reksi Bar"meter T
28
8
9
10
29
BAB ; KESIMPULAN DAN SARAN
5!1!
Ke%"+<,la !etelah dilakukan pr"ses perancangan dan pengujian serta kalibrasi, maka penyusun dapat menyimpulkan beberapa hal yang berkaitan dengan bar"meter digital yang telah dibuat* a* !ecara keseluruhan alat dapat bekerja dengan baik b* !istem bersi2at pasi2, yang artinya hanya melakukan pemantuauan keadaan pada sistem tersebut secara terus-menerus, sehingga perlu adanya penambahan media penyimpanan apabila data tekanan diperlukan untuk pr"ses penelitian jangka panjang c* 6adil pengukuran tekanan tidak jauh berbeda dengan bar"meter standar yang terdapat pada met garden !TM7 sebagai acuan pengukuran hal ini dikarenakan pada saat pembuatan pr"gram dimasukkan permsamaan regresi linear antara tekanan dari bar"meter T dan bar"meter standar d* Nilai k"reksi yang dihasilkan dari pr"ses kalibrasi bar"meter T berbedabeda pada tiap range tekanan tertentu* e* Pada tekanan antara %&&& sampai dengan %&%& mBar tedapat k"reksi sebesar -&,; mBar* 2* Pada tekanan antara %&%& sampai dengan %&/& mBar terdapat k"reksi sebesar -&,( mBar,
5!)!
Sa$a Pada perancangan bar"meter digital berbasis mikr"k"ntr"ler 'TMega%( akan lebih baik jika pembuatan menggunakan bahan yang benar-benar ringan dan kuat seperti aluminium, agar melindungi sens"r dan bertahan lama* !eperti pada bar"meter standar yang digunakan pada BM7 yang menggunakan alumunium sebagai bahan dasarnya*
30
DAFTAR PUSTAKA
'gustian, 'ldi* /&&A* Skripsi 4ancang angun Miniatur Stasiun Cuaca erbasis Mikrokontroler * 0akultas Matematika dan .lmu Pengetahuan 'lam ni8eristas .nd"nesia 4akarta* httpsFFdep"kinstruments*c"mFdigilibFdl-e-b""kFdl-e-b""k-a8rF =diakses pada tanggal %5 4anuari /&%5 pukul //3( C.B> httpsFFdep"kinstruments*c"mFtagFpr"duk-mikr"k"nt"lerFpageF3F
=diakses
pada
tanggal %5 4anuari /&%5 pukul //9$ C.B> Restanti, Berty* /&%/* Skripsi Prototype #nstrumen Alat 8kur untuk *ondisi pada Pendaki +unung * 0akultas Teknik ni8ersitas 4ember 4ember*
31
