BAB I - UNNOCS | Indonesian electronics for Dummies · Web viewSD = simpangan baku/Standar Deviasi = nilai rata-rata n = jumlah data-data pengukuran Laporan ketidak pastian Pengukuran

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada era globalisasi, kondisi masyarakat akan berubah sesuai

dengan perkembangan pembangunan khususnya pembangunan kesehatan.

Dengan pembangunan dibidang kesehatan, masyarakat akan semakin

mengerti akan kesadaran pentingnya kesehatan diri sendiri.

Akurasi suatu instrument tidak sendirinya timbul dari suatu

rancangan yang baik, tetapi dipengaruhi oleh unjuk kerja (performance),

stabilitas keandalan dan biaya yang tersedia. Akurasi hanya akan timbul dari

kalibrasi yang benar, artinya hasil pengukurannya dapat ditelusur kembali ke

standard Nasional atau Internasional.

Thermometer adalah suatu alat instrument yang digunakan sebagai

alat pengukur suhu, sebelum dioperasikan untuk proses pengukuran atau

pengontrolan suhu baik di bidang peralatan kesehatan, industri, maupun

bidang penelitian, bahwa suatu thermometer harus dikalibrasi atau dilakukan

pengujian terlebih dahulu sampai terbukti memang cukup baik digunakan

dengan kata lain akan menjamin hasil pengukuran sesuai dengan standart

Nasional atau Internasional.

Dari pernyataan diatas maka penulis ingin mencoba membuat suatu

alat yang berjudul ” Transparent Bath Circulators Yang Dilengkapi

Dengan Penyimpanan Data Berbasis Mikrokontroller AT89s51 ”. Maksud

1

11

dari pembuatan modul ini adalah menjamin hasil pengukuran suatu

thermometer agar sesuai dengan standart Nasional atau Internasional.

1.2. Identifikasi Masalah

Dari uraian latar belakang diatas dapat diketahui permasalahan yang

ada, yaitu ketidak akurasian suatu alat instrument misalnya pada

thermometer. Oleh karena itu penulis mencoba membuat alat Transparent

Bath Circulators Yang Dilengkapi Dengan Penyimpanan Data Berbasis

Mikrokontroller AT89s51 yang berfungsi sebagai alat kalibrasi thermometer.

1.3 Batasan Masalah

Pada pembuatan tugas akhir ini , penulis hanya membatasi pada :

1.3.1 Suhu yang digunakan untuk proses pengkalibrasian adalah 30 0C

sampai dengan 50 0C.

1.3.2 untuk menampilkan data yang telah di simpan menggunakan LCD

Character 2 x 16.

1.3.3 Kalibrasi thermometer dilakukan dengan cara pencelupan yang hanya

menggunakan 3 titik untuk melakukan suatu pengkalibrasian.

1.4 Rumusan Masalah

Apakah dengan menggunakan IC Mikrokontroller AT89s51 dapat

menyimpan data hasil kalibrasi serta ditampilkan ke LCD?

2

1.5 Tujuan

1.5.1 Tujuan Umum

Membuat alat Transparent Bath Circulators Yang Dilengkapi Dengan

Penyimpanan Data Berbasis Mikrokontroller AT89s51.

1.5.2 Tujuan Khusus

1.5.2.1 Membuat rangkaian selektor suhu LM 35.

1.5.2.2 Membuat rangkaian display LCD character 2 x 16.

1.5.2.3 Membuat program untuk penyimpanan data hasil kalibrasi.

1.5.2.4 Membuat rangkaian driver heater dan blower.

1.5.2.5 Mengukur suhu pada parameter 35 0C sampai 50 0C

1.6 Manfaat

1.6.1 Manfaat Teoritis

Dapat menambah wawasan bagi mahasiswa khususnya mahasiswa

Teknik Elektromedik tentang keakurasian suatu alat instrument dengan

metode kalibrasi.

1.6.2 Manfaat Praktis

Dapat memudahkan operator dalam pengkalibrasian thermometer dan

memudahkan dalam pencatatan hasil kalibrasi dengan tampilan LCD.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip Dasar

Untuk mendapatkan keakurasian suatu alat instrument seperti

thermometer perlu diperlukannya suatu alat pengkalibrasi. Setiap alat

kesehatan wajib dilakukan kalibrasi untuk menjamin kebenaran nilai

keluaran dan keselamatan pemakaian. Kebenaran keluaran dan keselamatan

pemakaian adalah dua hal yang utama dalam kegiatan kalibrasi dan

pengujian alat kesehatan.

kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional

nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan

terhadap standart ukurnya yang mampu telusur (traceable) ke standar

nasional untuk satuan ukuran Nasional atau Internasional.

Transparent Bath Circulators adalah suatu alat yang dapat membantu

proses kalibrasi suatu thermometer dengan menggunakan metode kalibrasi

bak cair pada rentang ukur suhu 30 0C sampai 50 0C yang mempunyai 3 titik

ukur untuk mendapatkan suhu yang stabil yakni suhu pada thermometer

sama dengan suhu setting. Serta menentukan deviasi kebenaran konvensional

nilai penunjukkan suatu instrument ukur atau deviasi dimensi nasional yang

seharusnya untuk suatu bahan ukur.

Rumus STD ( standart deviasi ) untuk kalibrasi thermometrer serta

menghitung rata-rata hasil hasil pengukuran suhu pada Thermometer :

4

4

Hitung nilai rata-rata hasil pengukuran berulang ( )

dimana :

= nilai rata-rata

n = jumlah data pengukuran

xi = jumlah nilai data pengukuran

Simpangan baku atau standar deviasi

dimana :

SD = simpangan baku/Standar Deviasi

= nilai rata-rata

n = jumlah data-data pengukuran

Laporan ketidak pastian Pengukuran diestimasikan pada tingkat

kepercayaan 95%. Transparent Bath Circulators memiliki tiga blok yakni

blok sensor yang berfungsi untuk mensensor suhu ruangan pada

Transparent Bath Circulators, blok penyimpanan data yang dilakukan oleh

IC Mikrokontroller AT89S51, blok outputan yang berupa tampilan yang

ditampilkan oleh LCD.

5

4

2.2 IC LM 35 dan Multiplekser 4052

IC LM 35 adalah IC sensor suhu yang sangat teliti terkemas dalam

bentuk Integrated Cicuit dimana output tegangan keluaran sangat linear

berpedoman pada perubahan suhu. IC LM 35 tidak memerlukan

pengkalibrasian atau penyetelan dari luar. Karena ketelitiannya sampai

lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperatur ruangan. Jangkah

sensor mulai –550C sampai dengan 1500C. LM 35 mempunyai impedansi

output sangat rendah, penggunaannya sangat mudah difungsikan sebagai

kontrol dan indikator tampilan catu daya disupplay dengan catu daya

tunggal atau dengan catu daya terbelah LM 35 dapat dilalui arus 60 A

dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah

kurang dari 00C di dalam suhu ruangan. LM seri 35 tersedia dalam

kemasan TD -46 seperti kemasan transistor LM seri 35 juga tersedia dalam

plastik TO-42.

Gambar 2.1. IC LM 35

6

U 7

L M 3 5 0 / TO

V I N3

V O U T2

A D J1

V C C _ B A R

P 1 .5

P 1 . 4

U 5

4 0 5 2

X01 2

X11 4

X21 5

X31 1

Y 01

Y 15

Y 22

Y 34

E N6

A1 0

B9

X1 3

Y3

V D D1 6 V E E

7

U 7

L M 3 5 0 / TO

V IN3

V O U T2

A D J1

V C C _ B A RU 7

L M 3 5 0 / TO

V I N3

V O U T2

A D J1

V C C _ B A R

+ IN (A D C )

Gambar2.2 multiplekser 4052

IC 4051 merupakan IC yang difungsikan sebagai multiplexer

dengan input (masukan) 4 kanal dan output (keluaran) 1 kanal, yang

difungsikan untuk proses pemilihan suhu dari output lm 35 dengan cara

pengaktifannya memberi logika pada select AB. Logika 00 untuk

mengeluarkan data dari X0, logika 01 untuk mengeluarkan data dari X1,

dan logika 10 untuk mengeluarkan data X2.

2.3 Rangkaian ADC 0804

ADC adalah kepanjangan dari Analog to Digital Converter yang

artinya Pengubah dari analog ke digital. Fungsi dari ADC adalah untuk

mengubah data analog menjadi data digital yang nantinya akan masuk ke

suatu komponen digital yaitu mikrokontroller AT89S51. Inputan dari

ADC ini ada 2 yaitu input positif (+) dan input negatif (-). ADC 0804 ini

terdiri dari 8 bit microprocessor Analog to Digital Converter.

7

V (+) dan V (-) adalah inputan tegangan analog differensial

sehingga data tegangan yang akan diproses oleh ADC adalah selisih antara

Vi (+) dan Vi (-). Vref adalah tegangan referensi ADC yang digunakan

untuk mengatur tegangan input pada Vi+ dan Vi-. Besarnya tegangan

referensi ini adalah setengah dari tegangan input maksimal. Hal ini

beertujuan agar pada saat inputan maksimal data digital juga akan

maksimal. Frekuensi clock dari ADC dapat diatur dengan komponen R

dan C eksternal pada pin Rclk dan Cclk dengan ketentuan :

fclk = 1 / (1,1 RC)

Chip select fungsinya untuk mengaktifkan ADC yang diaktifkan

dengan logika low. Read adalah inputan yang digunakan untuk membaca

data digital hasil konversi yang aktif pada kondisi logika low. Write

berfungsi untuk melakukan starr konversi ADC diaktifkan pada kondisi

logika low. Instruksi berfungsi untuk mendeteksi apakah konversi telah

selesai atau tidak, jika sudah selesai maka pin instruksi akan mengeluarkan

logika low. Data outputan digital sebanyak 8 byte (DB0-DB7) biner 0000

0000 sampai dengan 1111 1111, sehingga kemungkinan angka desimal

yang akan muncul adalah 0 sampai 255 dapat diambil pada pin D0 sampai

D7. DB0-DB7 mempunyai sifat latching.

Vreferensi ADC =

Vresolusi ADC =

8

P 3X

U 4

A D C 0 8 0 4

+I N6-I N7

V R E F / 29

D B 711

D B 612

D B 513

D B 414

D B 315

D B 216

D B 117

D B 018

C L K R1 9

V C C / V R E F2 0

C L K IN4

IN TR5 C S

1

R D2W R3

R 4

1 0 K

C 8C A P N P

D 33 , 1 V o lt

R 52 2 0 o h m

R 6

10 K

V C C _ B A RV C C _ B A R

-

+

U 6 A

L M 3 2 4

3

21

411

V C C _ B A R

P 1 . 3

Gambar 2.3 ADC 0804

2.4 IC Mikrokontroller AT89S51

IC Mikrokontroler AT89S51 adalah komponen produksi Atmel

yang berorientasi pada kontrol dengan level logika CMOS. Komponen ini

termasuk keluarga MCS ’51. Rangkaian integrasi tersebut memiliki

perlengkapan single chip mikrokomputer. Perlengkapan yang dimaksud

adalah CPU (Central Processing Unit) yang terdiri dari komponen yang

saling berhubungan dengan komponen yang lain. Diantaranya Register,

ALU (Arithmatic Logic Unit), Unit Pengendali. Masing-masing

mempunyai fungsi yang berbeda-beda, antara lain :

9

V C C

1 K

1 0 u F

XTA L 1

12345678

P3

P O R TL E F T-L

1K

XTAL 1

30pF

P O R TL E F T-L

XTAL 2

S W 1

A T8 9 S 51

1 11 21 31 41 51 61 7

1 81 9

2122232425262728

29

30

3 1

3233343536373839

40

12345678

9

1 0

20

P 3 . 1 / TXDP 3 . 2 / I N T0P 3 . 3 / I N T1P 3 . 4 / T0P 3 . 5 / T1P 3 . 6 / W RP 3 . 7 / R D

XTA L 2XTA L 1

P 2 . 0 / A 8P 2 . 1 / A 9

P 2 . 2 / A 10P 2 . 3 / A 11P 2 . 4 / A 12P 2 . 5 / A 13P 2 . 6 / A 14P 2 . 7 / A 15

P S E N

A L E / P R O G

E A / V P P

P 0. 7 / A D 7P 0. 6 / A D 6P 0. 5 / A D 5P 0. 4 / A D 4P 0. 3 / A D 3P 0. 2 / A D 2P 0. 1 / A D 1P 0. 0 / A D 0

VC

CP 1 . 0 / T2P 1 . 1 / T2 E XP 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4 / S SP 1 . 5 / M O S IP 1 . 6 / M I S OP 1 . 7 / S C K

R S T

P 3 . 0 / R XD

GN

D

V C C

1 2 M H z

V C C

XTA L 2

123456

D 1

3 0 p F

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin AT89S51

Register

Sebagai memori sementara di dalam CPU. Beberapa register mempunyai

fungsi tertentu, seperti program counter dan code register, yang lain

bersifat lebih umum akumulator, B register. Tiap-tiap komputer memiliki

panjang kata yang merupakan karakteristik dari CPU. Seperti pada

keluarga MCS ’51 ini besarnya ditentukan oleh bus dan memori internal,

oleh karenanya mikrokontroller keluarga MCS ’51 ini memiliki

kemampuan menyimpan data 8 bit.

ALU (Arithmatic Logic Unit)

Dari namanya dapat diketahui bahwa ALU mampu menjalankan operasi

aritmatika dan logika dengan bilangan-bilangan biner. Dalam keluarga

MCS ’51 operasi ALU datanya terbatas pada jumlah bilangan biner 8 bit,

tidak sampai pada operasi floating point (angka mengambang).

10

Unit Pengendali

Unit pengendali digunakan untuk menyerempakkan kerja yang sangat

diperlukan oleh setiap prosessor. Sebuah instruksi di ambil dan di dekode,

setelah prosessor mengetahui apa yang dimaksud dengan instruksi, maka

unit pengendali akan memberikan signal pada aksi yang dimaksud.

Mikrokontroller AT89S51 memiliki beberapa fasilitas yang dapat dipakai

oleh pengguna. Fasilitas yang dimaksud antara lain :

Flash program memori ROM internal sebesar 4 Kbyte. Dengan flash

PEROM ini mikrokontroller mampu diprogram dan dihapus hingga 1000

kali.

Memori data RAM internal sebesar 128 Byte.

Kemampuan kerja clock internal dari 0 hingga 24 M Hz.

Terdapat 2 buah timer/counter yang dapat dipakai hingga 16 Bit.

Kemampuan mengalamati memori program dan data maksimum 64 Kbyte

eksternal.

Dua buah tingkat prioritas interupsi.

Lima buah interupsi, yaitu 2 buah interupsi eksternal dan 3 buah interupsi

internal.

Empat buah I/O masing-masing 8 Bit.

Port serial full duplex UART (Universal Asincronous Receive Transmit),

dengan kemampuan pendeteksian kesalahan.

Mode pengontrolan daya, yaitu :

Mode Idle (daya akan berkurang jika CPU dikehendaki stand by).

11

Mode Power Down (oscillator berhenti yang berarti daya akan berkurang

karena intruksi yang dieksekusi menghendaki power down).

Pengembalian ke mode normal setelah power down karena adanya

interupsi.

Dapat diprogram per bit sehingga pemrograman akan lebih leluasa dan

efektif.

Dalam IC program AT89S51 terdapat beberapa port dan program-program

lain. Diantaranya adalah sebagai berikut:

Port 0.

Port 0 adalah 8 bit open drain bi-directional port 1/0. Pada saat sebagai

port out, tiap pin dapat dilewatkan ke 8 input TTL. Ketika logika 1

dituliskan pada port 0, maka pin-pin ini dapat digunakan sebagai input

yang berimpedansi tinggi. Port 0 dapat dikonfigurasikan untuk dimultiplex

sebagai jalur data/address bus selama membaca program external dan

memori data. Pada mode ini P0 mempunyai internal pull up. Port 0 juga

menerima kode bit selama pemrograman flash. Dan megeluarkan kode bit

selama verifikasi program.

Port 1.

Port 1 adalah 8-bit bi-directional Port 1/0 denga internal pull up. Port 1

mempunyai buffer output yang dapat dihubungkan dengan 4 TTL input.

Ketika logika 1 dituliskan ke port 1, pin ini dipull high dengan

menggunakan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input. Ketika

sebagai input, pin port 1 yang secara eksternal dipull low akan

12

mengalirkan arus 1 L karena internal pull up. Port 1 juga menerima

address bawa selama pemrograman flash dan verifikasi.

Port 2.

Port 2 adalah 8 bit bi-directional port 1/0 dengan internal pull up. Port 2

output buffer dapat melewatkan 4 TTL input. Ketika logika 1 dituliskan ke

port 2, maka mereka dipull high dengan internal pull up dan dapat

digunakan sebagai input.

Port 3.

Port 3 adalah 8 bit bi-directional port 1/0 dengan internal pull up. Output

buffer dari port 3 dapat dilewati 4 input TTL. Ketika logika 1 dituliskan ke

port 3 maka mereka akan dipull high dengan internal pull up dan dapat

digunakan sebagai input. Port 3 juga mempunyai berbagai macam fungsi

atau fasilitas. Port 3 juga menerima beberapa sinyal kontrol untuk

pemrograman flash dan verifikasi.

RST.

Input reset. Logika high pada pin ini akan mereset siklus mesin.

ALE/PROG.

Pulsa Output Address Latch Enable digunakan untuk lacthing bit bawah

dari address selama mengakses ke eksternal memori. Pin ini juga

merupakan input pulsa program selama pemrograman flash. Operasi

normal dari ALE dikeluarkan pada laju konstan 1/6 dari frekuensi

oscilator, dan dapat digunakan untuk pewaktu eksternal atau pemberian

pulsa. Jika dikehendaki, operasi ALE dapat di disable dengan memberikan

13

setting bit 0 dari SFR pada lokasi 8 EH. Dengan bit set, ALE dapat

diaktifkan selama instruksi M0VX atau MOVC. Dengan mensetting ALE

disabled, tidak akan mempengaruhi jika mikrokontroler pada mode

eksekusi eksternal.

Port Pin Alternate Functions.

P3.0 RXD (serial input port).

P3.1 TXD (serial output port).

P3.2 INT0 (eksternal interupt 0).

P3.3 INT1 (eksternal interup 1).

P3.4 T0 (timer 0 eksternal input).

P3.5 T1 (timer 1 eksternal input).

P3.6 WR (eksternal data memori write strobe).

P3.7 RD (eksternal data memori read strobe).

PSEN.

Program store enable merupakan sinyal yang digunakan untuk membaca

program pada memori eksternal. Ketika 89s51 mengeksekusi kode dari

program memori eksternal, PSEN diaktifkan 2 kali setiap siklus mesin,

kecuali bahwa 2 aktifasi PSEN terlewati selama pembacaan ke memori

data eksternal.

EA/VPP.

Eksternal Access enable. EA harus diposisikan ke GND untuk

mengaktifkan divais untuk mengumpankan kode dari program memori

yang dimulai pada lokasi 0000H sampai dengan FFFFH. EA harus

14

diposisikan ke VCC untuk eksekusi program internal. Pin ini juga

menerima tegangan pemrograman 12 Volt (VPP) selama pemrograman

flash.

XTAL 1.

Input oscilator inverting amplifier dan input untuk internal clock untuk

pengoperasian 2.

XTAL 2.

Output dari inverting oscilator amplifier

2.5 Liquid Crystal Display (LCD)

LCD adalah sebuah display dot matrix yang difungsikan untuk

menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan

(sesuai dengan program yang digunakan untuk mengontrolnya). Pada tugas

akhir ini penulis menggunakan LCD dot matrix dengan kharakter 4 x 16,

sehingga kaki-kakinya berjumlah 16 pin.

Gambar 2.5 karakter LCD

LCD yang penulis gunakan adalah M1632, yang digunakan untuk

menampilkan hasil konsentrasi. LCD ini hanya memerlukan daya yang

15

sangat kecil, tegangan yang dibutuhkan juga sangat rendah yaitu +5 VDC.

Panel TN LCD untuk pengaturan kekontrasan cahaya pada display dan

CMOS LCD drive sudah terdapat di dalamnya. Semua fungsi display dapat

dikontrol dengan memberikan instruksi dan dapat dengan mudah dipisahkan

oleh MPU. Ini membuat LCD berguna untuk range yang luas dari terminal

display unit untuk mikrokomputer dan display unit measuring gages.

Tabel 2.2. Fungsi Pin Pada LCD

No. Symbol Level Keterangan1 Vss - Dihubungkan ke 0 V (Ground)

2 Vcc -Dihubungkan dengan tegangan supply +5V dengan toleransi ± 10%.

3 Vee - Digunakan untuk mengatur tingkat kontras LCD.

4 RS H/L Bernilai logika ‘0’ untuk input instruksi dan bernilai logika ‘1’ untuk input data.

5 R/W H/L Bernilai logika ‘0’ untuk proses ‘write’ dan bernilai logika ‘1’ untuk proses ‘read’.

6 E H Merupakan sinyal enable. Sinyal ini akan aktif pada failing edge dari logika ‘1’ ke logika ‘0’.

7 DB0 H/L Pin data D08 DB1 H/L Pin data D19 DB2 H/L Pin data D210 DB3 H/L Pin data D311 DB4 H/L Pin data D412 DB5 H/L Pin data D513 DB6 H/L Pin data D614 DB7 H/L Pin data D7

15 V+BL - Back Light pada LCD ini dihubungkan dengan tegangan sebesar 4 – 4,2 V dengan arus 50 – 200 mA

16 V-BL - Back Light pada LCD ini dihubungkan dengan ground

Cara kerja menjalankan LCD :

Langkah 1 : Inisialisasi LCD.

Langkah 2 : Arahkan pada alamat yang dikehendaki (lihat tabel alamat).

16

Langkah 3 : Tuliskan data ke LCD, maka karakter akan tampil pada alamat

tersebut.

Beberapa fungsi instruksi dari LCD, yaitu :

1. Display Clear.

RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2.6 Rangkaian MOC3020

IC MOC 3020 adalah sebuah komponen berupa infrared emitting dioda

dan sebuah lighting actived triac driver yang terdapat dalam satu chip IC

dengan 6

pin. Ic ini digunakan untuk mentrigger Triac, sehingga melindungi rangkaian

kontrol lain dari kejutan listrik.

Gambar 2.6 IC MOC3020

U 8M O C 3 0 20

1

2

64

Q 1P N P B C E

Q 3Q 4 0 0 8 L 4 / TO

R 3

R E S I S TO R

R 8

R E S I S TO R

P 1 . 2

V C C _ B A R R 1 2

R E S I S TO R

C 20, 2 7 m F / 2 50 V

HEATER

Gambar 2.7 Rangkaian Driver Heater

17

2

1

4

6

Triac adalah merupakan pirani gelombang penuh, yang mempunyai

tingkat yang terbatas seperti halnya pada SCR. Triac ini mampu bekerja pada

tegangan 400V dengan arus maksimal 8 A.

Gambar di atas menunjukkan tiga hubungan Triac yang disebut

terminal utama 1, terminal 2 dan gate. Polaritas gate diukur dari gate ke

terminal utama 1. Sebuah Triac dapat disulut oleh pulsa gate baik positif

maupun negatif terhadap terminal 1. Juga terminal 2 dapat positif atau

negatif terhadap terminal utama 1 ketika trigger terjadi. Tabel dibawah ini

merupakan ringkasan cara penyulutan pada Triac. Cara pertama

membandingkan pada penyulutan SCR. Tiga cara lain memerlukan arus gate.

Tabel 2.3 Cara Penyulutan Triac

Mode G ke M1 M1 ke M2 Sensitivitas gate

1

2

3

4

Positif

Negatif

Positif

Negatif

Positif

Positif

Negatif

Negatif

Tinggi

Sedang

Sedang

Sedang

Sedangkan bentuk gelombang dari triac sebagai berikut :

Gambar 2.8 Triac Digunakan Untuk merubah arus

18

Triac sangat cocok untuk switching daya AC yang rendah dan menengah.

Kebanyakan Triac didesain untuk frekuensi 50 sampai 450 Hz dan membuat

switch statis yang baik di atas range frekuensi ini

19

BAB III

KERANGKA KONSEPTUAL

3.1 Diagram Blok

Gambar 3.1 Diagram Blok

3.2 Cara Kerja Diagram Blok

Pertama kita melakukan penyettingan suhu yang telah ditentukan,

kemudian tekan tombol start maka heater dan blower akan bekerja. LM 35

berfungsi untuk mensensor suhu pada prub acuan dan pada prub geser yang

diletakkan ke dalam ruangan bak cair, output dari LM 35 masuk ke

ADC

BLOWER

Sensor Prub Acuan

HEATERSensor Prub

Geser

Multiplexer4052

ICMIKROAT89s51

LCD CHARACTER 2 x 16

DRIVER RELAY

DRIVER RELAY

KEYPAD 4 x 4

20

Sensor Suhu Ruangan

1820

rangkaian multiplexer 4052 yang mempunyai inputan 4 kanal dan outputan 1

kanal lalu di inputkan ke ADC secara bergantian untuk di conversikan dari

tegangan analog menjadi tegangan digital. Jika suhu sensor sama dengan

suhu setting maka tekan tombol simpan untuk diperoleh data kestabilan suhu

kemudian akan ditampilkan penyimpanan data tersebut pada LCD.

21

3.3 Diagram Alir

22

Start

Tampilkan ADC0

Matikan Heater

Hidupkan Heater

Baca ADC0

YES

Baca ADC1

Tampilkan ADC1

Tampilkan ADC0

Baca ADC1

Tampilkan ADC1

D

Setting Suhu

Baca Sensor

Suhu Sensor = Suhu Setting

NO

A

TekanEnter

yes

NO

Baca ADC0

Kontrol Suhu

Kontrol Suhu A

Input Data Hasil Baca Air Raksa (Keypad T1)

Save ADC0,ADC1,Input

keypadT1

Kontrol Suhu

B

Gambar 3.2 Diagram Alir

23


Save ADC0,ADC1,Input

keypadT2

TekanEnter

yes

NO

B

Baca ADC0

Tampilkan ADC0

Baca ADC1

Tampilkan ADC1


Save ADC0,ADC1,Input keypadT3 C

Kontrol Suhu

C

NO

TekanEnter

Pengukuran 5x

yesyes

D

NO

Buka Data Ke-i

End

3.4 Cara Kerja Diagram Alir

Proses dimulai dengan tombol start, kemudian LCD on setelah itu

melakukan penyettingan suhu yang diinginkan misal setting suhu 35 ºC maka

data setting akan dibandingkan dengan data ADC, bila suhu setting tidak

sama dengan suhu sensor maka heater akan on, tapi jika suhu setting sama

dengan suhu sensor maka heater akan off, setelah heater off baca ADC0 dan

ADC1 kemudian ditampilkan ke LCD setelah itu inputkan data T1 maka data

ADC0, ADC1 dan input keypad T1 akan disimpan di RAM, jika proses

penyimpanan selesai tekan tombol enter untuk melakukan pengukuran T2

dan T3 prosesnya sama dengan pengukuran T1, pengukuran ini dilakukan

sebanyak 5 kali pengukuran jika pengukuran selesai tekan tombol up untuk

buka data sebanyak 5 kali kemudian proses selesai.

24

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Metode Penelitian

Dalam penelitian dan pembuatan modul ini, penulis terlebih dahulu

mengadakan persiapan untuk kelancaran jalannya proses pembuatan dan

pengamatan yang meliputi di bawah ini :

1. Mempelajari teori – teori yang berhubungan dengan

permasalahan yang dibahas melalui studi kepustakaan.

2. Mempelajari dan merancang teknis pembuatan modul tersebut.

3. Merencanakan anggaran biaya pembuatan modul.

4. Membuat blok diagram dengan perancangan secermat

mungkin.

5. Membuat diagram alir sebagai urutan cara kerja alat.

6. Menyiapkan bahan berupa komponen, box dan peralatan yang

dibutuhkan dalam pembuatan modul.

7. Membuat jadwal kegiatan untuk mengatur waktu pembuatan

modul.

4.2 Jenis Penelitian

Penelitian dan pembuatan modul ini menggunakan metode

eksperimental murni, yaitu membuat alat “ Transparent Beth Circulators

25

Yang Dilengkapi Dengan Penyimpanan Data Berbasis Mikrokontroler

AT89s51.”

4.3 Variabel Bebas

4.3.1 Variabel Bebas

Sebagai variabel bebas adalah Mikrokontroller AT 89s51

karena Mikrokontroller AT 89s51 ini tidak tergantung dan tidak

dikontrol oleh rangkaian lain. Mikrokontroller AT 89s51 ini hanya

mendapat input Vcc +5 Volt dan ground.

4.3.2 Variabel Tergantung

Sensor suhu merupakan variabel tergantung karena nilainya

tergantung dari suhu pada prub acuan dan prub geser yang terletak

dalam bak cair pada Transparent Bath Circulators .

4.3.3 Variabel Terkendali

Sebagai variabel terkendali antara lain ADC 0804, heater,

blower dan LCD.

4.4 Definisi Operasional Variabel

Dalam kegiatan operasionalnya, variabel–variabel yang digunakan

dalam perencanaan pembuatan modul, baik variabel terkendali, tergantung

dan bebas memiliki fungsi-fungsi antara lain :

Mikrokontroler AT 89s51 berfungsi sebagai pengontrol seluruh

sistem/blok.

26

25

Sensor LM 35 sebagai sensor pada Thermometer acuan dan

thermometer yang di geser.

Heater berfungsi untuk memanaskan air yang berada dalam bak cair

pada Transparent Bath Circulators.

Blower berfungsi untuk mensirkulasikan panas heater.

LCD berfungsi untuk menampilkan data yang telah di simpan.

4.5 Daftar Komponen

Adapun komponen-komponen penting yang akan digunakan dalam

pembuatan modul, antara lain :

IC Mikrokontroller AT 89C51

ADC 0804

LCD 2 X 16

LM 35

Multiplexer 4052

Resistor

Relay

Heater

Blower

4.6 Peralatan Yang Dipergunakan

Sebagai sarana pendukung dalam pembuatan tugas akhir ini dapat

kami sebutkan sebagai berikut :

Solder listrik

27

Soldering pump

Timah

Bread board

PCB

Tool set

Multimeter

4.7 Tahap Pelaksanaan

Adapun tahap pelaksanaan yang ditempuh dalam pembuatan tugas

akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Mencari informasi dan referensi tentang alat yang direncanakan.

2. Merancang wiring diagram dari blok diagram yang direncanakan.

3. Menyiapkan komponen dan peralatan yang dibutuhkan.

4. Melakukan percobaan–percobaan sementara pada project board.

5. Me-layout wiring diagram ke papan PCB.

6. Melakukan pengukuran dan pengujian.

4.8 Waktu Dan Tempat

Tempat pelaksanaan pembuatan modul direncanakan di lingkungan

kampus Jurusan Teknik Elektromedik POLTEKKES Surabaya serta

mengkondisikan kepentingan yang ada. Waktu pelaksanaan direncanakan

mulai bulan Oktober 2007 hingga batas waktu yang ditentukan.

28

4.9 Foto Alat

4.9.1 Rancangan Bok Liquith Bath

Letak sensor III Letak sensor II

Blower Thermometer II

Tinggi: 35 cm Sensor suhu

Thermometer I Lebar : 25 cm

Panjang : 35 cm Heater

Gambar 4.1 Rancangan Bok Liquith Bath

4.9.2 Rancangan Bok Kontrol

Output sensor

Indikator led LCD 4 x 16

Tinggi : 8 cm Tombol on / off

Keypad 4 x 4

Lebar : 20 cm Panjang : 10 cm

Gambar 4.2 Rancangan Bok Kontrol

29

4.9.3 Gambar Bok Kontrol

Gambar 4.3 Bok Kontrol

4.9.4 Gambar Liquith Bath

Gambar 4.4 Liquith Bath

30

4.9.5 Gambar Transparent Bath Circulators

Gambar 4.5 Transparent Bath Circulators

4.9 Jadwal Kegiatan

Jadwal kegiatan penulis susun menurut jadwal kalender Akademik

yang ada di Politeknik Kesehatan Jurusan Teknik Elektromedik Surabaya.

Tabel 4.1 Jadwal Kegiatan

KET SEP

2007

OKT

2007

NOV

2007

DES

2007

JAN

2008

FEB

2008

MAR

2008

APR

2008

MEI

2008

JUN

2008

JUL

2008

Penyusunan proposal

X X X

Pembuatan modul

X X X X X

Pembuatan KTI X X X

Ujian Seminar X X

Ujian sidang dan Perbaikan KTI

X

Laporan akhir KTI

X

31

BAB V

HASIL DAN ANALISA DATA

5.1 Data Alat

Nama : TRANSPARENT BATH CIRCULATORS DILENGKAPI

PENYIMPANAN DATA BERBASIS

MIKROKONTROLLER AT89s51

Voltase : 220 Vac

Supply : - Mikro : 5Vdc

- ADC : 5Vdc

- Water Pump : 220Vac

- Heater : 220Vac

5.2 Pengujian Dan Pengukuran Modul

Setelah membuat modul maka perlu diadakan pengujian dan

pengukuran. Untuk itu penulis mengadakan pendataan melalui proses

pengukuran dan pengujian. Tujuan pengukuran dan pengujian adalah untuk

mengetahui ketepatan dari pembuatan modul yang penulis lakukan atau untuk

memastikan masing-masing bagian ( komponen ) dari rangkaian modul yang

di maksud telah bekerja sesuai dengan fungsinya seperti yang telah

direncanakan.

32

32

Langkah-langkah pengukuran dan pengujian modul ini dapat diuraikan

sebagai berikut:

1. Menyiapkan peralatan yang dibutuhkan terutama alat ukur.

2. Merapikan kabel-kabel atau membungkusnya jadi satu dengan

menggunakan selang agar rapid an agar tidak terjadi konsleting pada alat

kita pada saat di lakukan uji coba.

3. Menyiapkan tabel untuk mencatat hasil pengukuran

4. Melakukan pengecekan terhadap masing-masing jalur rangkaian pada PCB

tentang ketepatan komponen koneksi pin-pin pada IC.

5. Menguji alat dengan mengadakan pengukuran terhadap output masing-

masing bagian ( Test point ) sesuai pengukuran yang telah kita lakukan.

6. Mencatat hasil pengukuran dalam table yang telah disediakan.

5.3 Hasil Pengujian Dan Pengukuran Modul

Sebagai hasil penelitian dalam pembuatan modul Transparent Bath

Circulators di Lengkapi Penyimpanan Data Berbasis Mikrokontroller

AT89s51 penulis menggunakan keseluruhan dari data yang penulis peroleh

pada blok sensor suhu.

Tabel 5.3.1. Hasil Pengukuran Kinerja Sensor 1 ( Kontrol Suhu )

Parameter SetMedia( 0C )

Pembacaan Pada Alat ( Sensor 1 )Simpanga

n

% Error STD UA U95

X1 X2 X3 X4 X5

35 35,3 35,5 35,2 36,1 35,8 34,9 35,5 -0,5 -1,42 0,47 0,21 0,5440 40,4 40,3 39,8 40,5 40,7 40,1 40,28 -0,28 -0,7 0,34 0,15 0,4045 45,7 45,2 45,4 44,8 45,7 46 45,42 -0,42 -0,93 0,46 0,20 0,5250 51,8 50,1 50,2 50,4 50,5 49,9 50,22 -0,22 -0,44 0,23 0,10 0,27

33

Keterangan :

1. N : Jumlah Data

2. = Rata – rata

Rata-rata dalam perkataan sehari-hari, orang sudah menafsirkan dengan

rata-rata hitung. Dan arti sebenarnya adalah bilangan yang didapat dari

hasil pembagian jumlah nilai data oleh banyaknya data dalam kumpulan

tersebut

Rata – Rata ( ) =

3. Standart deviasi

Standart deviasi adalah suatu nilai yng menunjukan tingkat (derajat)

variasi kelompok data atau ukuran standart penyimpangn dari meannya.

Standart Deviasi (STD) =

4. Error (rata-rata simpangan)

Error (rata-rata simpangan) adalah selisih antara mean terhadap masing –

masing data

Error =

%Error = x 100%

5. UA (Ketidakpastian)

6. U95

34

U95 adalah hasil dari perkalian antara ketidakpastian dengan 2,57 (sudah

ketetapan)

U95 = UA x 2,57

Analisa Perhitungan Sensor 1 ( Kontrol Suhu ) Pada Suhu 35 0C:

1. Suhu setting = 35 C

2. Rerata =

= C

3. Koreksi = Suhu setting – Rerata

= 35 – 35,5 = - 0,5

Koreksi ini didapat dari selisih antara suhu setting

dengan rata-rata dari hasil pengukuran pada

sensor I

4. Kesalahan (Error%) =

= = -1,42 %

Kesalahan ( Error % ) -1,42 % sedangkan tingkat

kepercayaan pada alat ini adalah 95 % dan tingkat

kesalahannya sebesar 10 %. Jadi alat ini layak

digunakan karena masih dibawah tingkat

kesalahan 10%.

35

5. Standart Deviasi =

=

= 0,15

6. UA =

=

= 0,21

Ketidakpastian pengukuran pada pengukuran ini ± 0,21, jadi pada saat

pengukuran tersebut pembacaannya akan naik atau turun sebesar 0,21.

7. U95 = UA x 2,57

= 0,21 x 2,57

= 0,54

U95 adalah hasil pengukuran dari perkalian antara ketidakpastian

dengan 2,57 ( sudah ketetapan ) dan merupakan ketidakpastian

pengukuran yang dicantumkan diestimasikan pada tingkat kepercayaan

95 % dengan faktor cakupan k = 2. jadi apabila pada perhitungan U95

tidak melebihi faktor cakupan k = 2 maka alat itu layak digunakan.


36


2. Rerata =

= C


= 40 – 40,28 = - 0,28



sensor I


= = -0,7 %





kesalahan 10%.


=

= 0,34

37

6. UA =

=

= 0,15



8. U95 = UA x 2,57

= 0,15 x 2,57

= 0,40








2. Rerata =

= C


= 45 – 45,42 = - 0,42

38



sensor I


= = -0,93 %





kesalahan 10%.


=

= 0,46

6. UA =

=

= 0,20



9. U95 = UA x 2,57

39

= 0,20 x 2,57

= 0,52








2. Rerata =

= C


= 50 – 50,22 = - 0,22



sensor I


= = -0,44 %



40



kesalahan 10%.


=

= 0,25

6. UA =

=

= 0,10



7. U95 = UA x 2,57

= 0,25 x 2,57

= 0,27






41

Tabel 5.3.2. Hasil Pengukuran Kinerja Sensor II ( Baca Suhu Ruang )



n

% Error STD UA U95

X1 X2 X3 X4 X5

35 35,3 34,9 35 35,,3 35,3 34,9 35,025 -0,02 -0,07 0,18 0,09 0,2440 40,4 40,3 40,7 40,5 39,7 40,1 40,26 -0,26 -0,65 0,38 0,17 0,4445 45,7 45,7 46,5 44,8 45,2 46 45,64 -0,64 -1,42 0,66 0,29 0,7650 51,8 50,1 50,2 49,8 50,5 49,9 50,1 -0,1 -0,2 0,27 0,12 0,31

Analisa Perhitungan Sensor II ( Baca Suhu Ruang ) Pada Suhu 35 0C:


2. Rerata =

= C


= 35 – 35,025 = - 0,02



sensor II


= = -0,07 %

Kesalahan ( Error % ) -0,07% sedangkan tingkat



42


kesalahan 10%.


=

= 0,18

6. UA =

=

= 0,09

7. U95 = UA x 2,57

= 0,09 x 2,57

= 0,24






Analisa Perhitungan Sensor II (Baca Suhu Ruang) Pada Suhu 40 0C:


43

2. Rerata =

= C


= 40 – 40,26 = - 0,26



sensor I


= = -0,65 %





kesalahan 10%.


=

= 0,17

6. UA =

44

=

= 0,17

7.U95 = UA x 2,57

= 0,17 x 2,57

= 0,44






Analisa Perhitungan Sensor II (Baca Suhu Ruang) Pada Suhu 45 0C:


2. Rerata =

= C


= 45 – 45,64 = - 0,42



sensor II


45

= = -1,42 %





kesalahan 10%.


=

= 0,29

6. UA =

=

= 0,27



7.U95 = UA x 2,57

= 0,27 x 2,57

= 0,76

46






Analisa Perhitungan Sensor II ( Kontrol Suhu ) Pada Suhu 50 0C:


2. Rerata =

= C


= 50 – 50,1 = - 0,1



sensor II


= = -0,2 %



47



kesalahan 10%.


=

= 0,29

6. UA =

=

= 0,27



7.U95 = UA x 2,57

= 0,27 x 2,57

= 0,31






48

Tabel 5.3.3. Hasil Pengukuran Kinerja Sensor III ( Baca Suhu Ruang )



n

% Error STD UA U95

X1 X2 X3 X4 X5

35 35,3 34,9 35 35 35,3 35 35,04 -0,04 -0,11 0,15 0,06 0,1740 40,4 40,3 40,7 40,5 41,3 40,1 40,58 -0,58 -1,45 0,46 0,20 0,5245 45,7 45,7 45,9 44,8 45,2 46 45,52 -0,52 -1,15 0,50 0,22 0,5850 51,8 50,1 50,2 49,8 51,5 50,8 50,48 -0,48 -0,96 0,67 0,30 0,77

Analisa Perhitungan Sensor III ( Baca Suhu Ruang ) Pada Suhu 35 0C:


2. Rerata =

= C


= 35 – 35,04 = - 0,04



sensor III


= = -0,04 %

Kesalahan ( Error % ) -0,04% sedangkan tingkat


49



kesalahan 10%.


=

= 0,15

6. UA =

=

= 0,06



7. U95 = UA x 2,57

= 0,06 x 2,57

= 0,17






50

Analisa Perhitungan Sensor III (Baca Suhu Ruang) Pada Suhu 40 0C:


2. Rerata =

= C


= 40 – 40,58 = - 0,58



sensor III


= = -1,45 %





kesalahan 10%.


=

= 0,50

51

6. UA =

=

= 0,20



7.U95 = UA x 2,57

= 0,17 x 2,57

= 0,52






Analisa Perhitungan Sensor III (Baca Suhu Ruang) Pada Suhu 45 0C:


2. Rerata =

= C


= 45 – 45,52 = - 0,42

52



sensor III


= = -1,15 %





kesalahan 10%.


=

= 0,50

6. UA =

=

= 0,22



7.U95 = UA x 2,57

53

= 0,22 x 2,57

= 0,58






Analisa Perhitungan Sensor III ( Kontrol Suhu ) Pada Suhu 50 0C:


2. Rerata =

= C


= 50 – 50,48 = - 0,48



sensor III


= = -0,96 %



54



kesalahan 10%.


=

= 0,67

6. UA =

=

= 0,30



7.U95 = UA x 2,57

= 0,27 x 2,57

= 0,77





tidak melebihi faktor cakupan k = 2 maka alat itu layak digunakan

55

Tabel 5.3.4. Hasil Pengukuran Kinerja Dengan Menggunakan

Pemanasan 30 Menit Dan Pergeseran 1 Menit


Pembacaan Pada Alat Simpanga

n

% Error STD UA U95

X1 X2 X3 X4 X5

35 35,3 35,6 35,6 35,5 36,2 35 35,58 -0,58 -1,65 0,42 0,19 0,4940 40,4 40,3 40,7 40,7 39,8 40,1 40,32 -0,32 -0,8 0,39 0,17 0,4445 45,7 45,7 45,7 44,9 45 46,2 45,5 -0,5 -1,11 0,54 0,24 0,6250 51,8 50,1 50,2 51,5 51,5 50,8 50,82 -0,82 -1,64 0,67 0,30 0,77

Analisa Perhitungan Menggunakan Pemanasan 30 Menit Dan

Pergeseran 1 Menit Pada Suhu 35 0C:


2. Rerata =

= C


= 35 – 35,58 = - 0,58


dengan rata-rata dari hasil pengukuran

menggunakan pemanasan 30 menit dan

pergeseran 1 menit


= = -1,65 %

56





kesalahan 10%.


=

= 0,42

6. UA =

=

= 0,19



7. U95 = UA x 2,57

= 0,19 x 2,57

= 0,49




57



Analisa Perhitungan Pemanasan 30 Menit Dan Pergeseran 1 Menit Pada

Suhu 40 0C :


2. Rerata =

= C


= 40 – 40,32 = - 0,32




pergeseran 1 menit


= = -0,8 %





kesalahan 10%.

58


=

= 0,39

6. UA =

=

= 0,17



7.U95 = UA x 2,57

= 0,17 x 2,57

= 0,44







Suhu 45 0C:


59

2. Rerata =

= C


= 45 – 45,5 = - 0,5




pergeseran 1 menit


= = -1,11 %





kesalahan 10%.


=

60

= 0,54

6. UA =

=

= 0,24



7.U95 = UA x 2,57

= 0,24 x 2,57

= 0,62







Suhu 50 0C:


2. Rerata =

61

= C


= 50 – 50,82 = - 0,82




pergeseran 1 menit


= = -1,64 %





kesalahan 10%.


=

= 0,67

62

6. UA =

=

= 0,30



7.U95 = UA x 2,57

= 0,27 x 2,57

= 0,77






BAB VI

PEMBAHASAN

6.1 Rangkaian Keseluruhan

63

Tit le

S ize D o c u m en t N um b er R e v

D a te : S h e e t o f

< D oc > < R ev C od e >

< Tit le >

A 4

1 1Tue s da y , J u n e 2 4 , 2 0 0 8

W R

U 7

LM 35 0 / TO

V I N3

V O U T2

A D J1

V C C _ B A R

J 5C O N 16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

D 4

D IO D E

R 7R E S I S TO R V A R

K E Y P A D 4 X4

U 3

A T8 9 S 8 2 52

R S T9

XTA L 21 8 XTA L 11 9

P S E N2 9A L E / P R O G3 0

E A /V P P3 1

V C C4 0

P 1 . 0/ T21

P 1 . 1/ T2 -E X2

P 1 . 23

P 1 . 34

P 1 . 4/ S S5

P 1 . 5/ M O S I6

P 1 . 6/ M I S O7

P 1 . 7/ S C K8

P 2 . 0 /A 82 1

P 2 . 1 /A 92 2

P 2 . 2/ A 102 3

P 2 . 3/ A 112 4

P 2 . 4/ A 122 5

P 2 . 5/ A 132 6

P 2 . 6/ A 142 7

P 2 . 7/ A 152 8

P 3 .0 / R XD1 0

P 3 . 1 / TXD1 1

P 3 . 2 / I N T01 2

P 3 . 3 / I N T11 3

P 3 . 4 / T01 4

P 3 . 5 / T11 5

P 3 . 6/ W R1 6

P 3 .7 / R D1 7

P 0 . 0/ A D 03 9

P 0 . 1/ A D 13 8

P 0 . 2/ A D 23 7

P 0 . 3/ A D 33 6

P 0 . 4/ A D 43 5

P 0 . 5/ A D 53 4

P 0 . 6/ A D 63 3

P 0 . 7/ A D 73 2

V C C _ B A R

D 1D IO D E

V C C _ B A R

C 5

C A P N PC 6

C A P N P

Y 1C R Y S TA L

P 1 . 5

P 1 .4

S W 1P B

R 1

R E S IS TO R

Q 'H

C 7C A P

R 2R E S IS TO R

J 3

C O N 6

123456

V C C _ B A R

V C C _B A R

V C C _ B A R

V C C _ B A R

U 8M O C 30 2 0

1

2

64

Q 1P N P B C E

Q 2P N P B C E

Q 3Q 4 00 8 L 4 /TO

Q 4Q 4 00 8 L 4 /TO

R 3

R E S IS TO R

R 8

R E S I S TO R

R 9

R E S I S TO RR 1 0

R E S IS TO RU 9M O C 30 2 0

1

26

4

U 5

4 05 2

X01 2

X11 4

X21 5

X31 1

Y 01

Y 15

Y 22

Y 34

E N6

A1 0

B9

X1 3

Y3

V D D1 6 V E E

7

P 1 . 7

P 1 . 2

V C C _ B A R

V C C _ B A R

R 11

R E S I S TO R

R 12

R E S I S TO R

0 ,2 7 M /2 5 0 V

C 20 ,2 7 m F /2 5 0 V

HEATER

M G 1

W A TE R P U M P

12

U 4

A D C 0 8 04

+ IN6-I N7

V R E F /29

D B 71 1

D B 61 2

D B 51 3

D B 41 4

D B 31 5

D B 21 6

D B 11 7

D B 01 8

C L K R1 9

V C C / V R E F2 0

C L K I N4

IN TR5 C S

1

R D2W R3

U 7

L M 35 0 /TO

V I N3

V O U T2

A D J1

V C C _ B A RU 7

L M 35 0 / TO

V I N3

V O U T2

A D J1

V C C _ B A R

R 4

R E S I S TO R C 8C A P N P

D 3D IO D E Z E N E R

R 5R E S I S TO R

R 6R E S I S TO R V A R


-

+

U 6 A

L M 32 4

3

21

411

V C C _ B A R

D 2

L E D

P 1. 3

Gambar 6.1 Rangkaian Keseluruhan

6.1.1 Cara kerja Rangkaian

Tegangan dari jala-jala listrik masuk ke supply untuk disearahkan

menjadi tegangan DC, Tekan tombol on / off untuk menjalankan program.

Setelah itu lakukan penyettingan suhu, misal suhu yang disetting 35. LM

35 sebagai sensor suhu I, suhu II, suhu III, suhu I digunakan sebagai

pengontrol suhu sedangkan suhu II dan III akan bekerja membaca suhu

ruangan pada transparent bath circulators yang kemudian datanya

dimasukkan kemultiplekser 4052 yang memiliki inputan 4 dan outputan

2.Multiplexer ini berfungsi sebagai saklar dan cara pengaktifannya dengan

memberi logika pada select AB. Logika 00 untuk mengeluarkan data dari

X0, logika 01 untuk mengeluarkan data dari X1, logika 10 untuk

mengeluarkan data X2. Kemudian Output dari multiplekser diinputkan ke

64

58

65

ADC secara bergantian, disini LM 324 difungsikan sebagai buffer supaya

tegangan Vref pada ADC tetap stabil. ADC berfungsi untuk mengubah

data analog menjadi tegangan digital yaitu 0 atau 1 untuk diinputkan ke IC

Mikro.

Untuk menghindari adanya intervensi dari tegangan AC yang dapat

mempengaruhi kerja dari mikrokontroler, maka digunakan rangkaian

optodiac. Rangkaian ini akan bekerja apabila mikrokontroler mengeluarkan

logika 0. Rangkaian ini digunakan untuk mengaktifkan beban besar seperti

Heater, dan Kompresor. Beban tersebut memiliki arus dan daya yang besar.

Apabila mikrokontroler mengeluarkan logika 0, maka transistor

akan saturasi dan menyulut optodiac. Optodiac akan saturasi dan mentriger

triac, sehingga triac akan bekerja membuat Heater bekerja.

6.2 Gambar Rangkaian LM 35 dan Multiplekser 4052

U 7

L M 3 5 0 / TO

V I N3

V O U T2

A D J1

V C C _ B A R

P 1 . 5

P 1 . 4

U 5

4 0 5 2

X01 2

X11 4

X21 5

X31 1

Y 01

Y 15

Y 22

Y 34

E N6

A1 0

B9

X1 3

Y3

V D D1 6 V E E

7

U 7

L M 3 5 0 / TO

V I N3

V O U T2

A D J1

V C C _ B A RU 7

L M 3 5 0 / TO

V I N3

V O U T2

A D J1

V C C _ B A R

+I N (A D C )

Gambar 6.2 Rangkaian LM35 dan Multiplekser

LM 35 sebagai sensor suhu I, suhu II, suhu III, suhu I digunakan

sebagai pengontrol suhu sedangkan suhu II dan III akan bekerja membaca

suhu ruangan pada transparent bath circulators yang kemudian datanya

65

dimasukkan kemultiplekser 4052 yang memiliki inputan 4 dan outputan

2.Multiplexer ini berfungsi sebagai saklar dan cara pengaktifannya dengan

memberi logika pada select AB. Logika 00 untuk mengeluarkan data dari X0,

logika 01 untuk mengeluarkan data dari X1, logika 10 untuk mengeluarkan

data X2.

6.2.1 Listing program untuk rangkaian multiplekser

ADC0: clr p1.4 clr p1.5ret;

ADC1: clr p1.4 setb p1.5;ret

ADC2: setb p1.4 clr p1.5ret;

select AB pada multiplekser pada P1.4 pada mikro, pada saat P1.4 dan

P1.5 diberi logika 00 maka data dari X0 yang diambil, jika logika 01 maka X1

yang aktif, jika logika 10 maka X2 yang aktif.

6.3 Rangkaian buffer dan ADC

66

P 3X

U 4

A D C 0 8 0 4

+I N6-I N7

V R E F / 29

D B 711

D B 612

D B 513

D B 414

D B 315

D B 216

D B 117

D B 018

C L K R1 9

V C C / V R E F2 0

C L K IN4

IN TR5 C S

1

R D2W R3

R 4

1 0 K

C 8C A P N P

D 33 , 1 V o lt

R 52 2 0 o h m

R 6

10 K


-

+

U 6 A

L M 3 2 4

3

21

411

V C C _ B A R

P 1 . 3

Gambar 6.3 Rangkaian ADC

Output dari multiplekser diinputkan ke ADC secara bergantian,

disini LM 324 difungsikan sebagai buffer supaya tegangan Vref pada

ADC tetap stabil. ADC berfungsi untuk mengubah data analog menjadi

tegangan digital yaitu 0 atau 1 untuk diinputkan ke IC Mikro.

6.3.1 Listing program untuk rangkaian ADC

ADC: clr p1.4clr p1.5 clr P1.3nopnopnopsetb P1.3call delaymov A,P3mov dataADC,aret;

67

Program ini digunakan untuk memulai konversi ADC dengan

memberikan logika 0 pada P1.4 dan p1.5 untuk melakukan pemilihan

sensor pada multiplekser 4052 serta memberikan logika 0 pada /WR

( P1.3 ). Setelah ADC selesai konversi akan mengeluarkan logika 0, maka

program akan melanjutkan program dibawahnya dengan memindahkan data

di port 3 ke Accumulator. Setelah itu data di Accumulator akan dipindah

atau disimpan di dataADC

6.3.2 Listing Program Kontrol Suhu

ControlSuhu:mov a,Datasettingmov b,dataadcclr csubb a,bjnz onheaterret

OnHeater:clr p1.2clr p1.7 ;hidupkan heaterjc offheaterSETB controlbitret

OffHeater:setb p1.2setb p1.7 ;matikan heaterclr controlbitret

;Pertama data yang ada di Accumulator dikurangi data di Register

B, apabila hasil di Accumulator tidak 0, maka akan melompat ke

Onheater. Pada label Onheater digunakan untuk menyalakan heater dan

68

blower, apabila bit carry kurang dari 0, maka bit carry akan berlogika ‘1’

bila tidak bit carry akan berlogika ‘0’.

Label Offheater digunakan untuk mematikan heater apabila suhu

setting telah tercapai

ADC0: setb p1.4clr p1.5clr p1.3nopnopnopsetb P1.3call mdelaycall mdelaymov A,P3mov dataADC0,Acall mdelayret

;

ADC mengambil data dari multiplekser secara bergantian dengan

memberikan logika 00 pada p1.4 dan p1.5 untuk data X0 kemudian masuk

ke ADC dan p1.3 diberi logika 0 untuk mereset dan delay akan diberi

logika 1 untuk memulai konversi dan baca data kemudian copy data P3 ke

A dan dari A dikopy ke dataADC dan disimpan pada Rom. Dan begitu

seterusnya untuk data berikutnya.

6.3.2 Listing program simpan data

mov R1,#50hacall adcCALL controlsuhucall adc0call write_char0acall displaysuhu0

69

;call adc1call write_char1acall displaysuhu1

;call wr_inputDataT1call TulisSuhu1call gabungPulSatuanmov @R1,Ainc r1;acall ADC0mov a,dataadc0mov @R1,Ainc R1

;acall ADC1mov a,dataadc1mov @R1,Ainc R1call timer_60sret

Untuk menyimpan data ADC0 dan data ADC1 disimpan pada

alamat RAM 50h, data ADC0 di copy ke alamat akumulator. Dari

akumulator di copy pada alamat RAM 50h kemudian di increment sampai

pengukuran selesai. Data ADC1 juga di copy ke alamat akumulator

kemudian dari akumulator data di copy pada alamat RAM 50h setelah itu

data di increment sampai pengukuran selesai, setelah di increment panggil

waktu tunda 60 sekon untuk melakukan program selanjutnya.

6.3.3 Listing program waktu tunda

timer_60s: Mov TMOD,#00000001b

Mov R2,#0 Mov R6,#0 ;R6 = 0Load:

Mov TH0, #03ch ;TH0 = 3ch

70

Mov TL0, #0b0h ; TL0 = b0h membangkitkan 0.05detik Setb TR0 ; TR0 = 1, Start Running OFlow:

JNB TF0, OFlow ; jump to OFlow if TF0 =0 Clr TR0 ; TR0 = 0 Clr TF0 ; TF0 = 0 Inc R2 ; R2 = R2+1 CJNE R2,#200,Load Inc R6 CJNE R6,#6,load Ret

Untuk waktu tunda memanfaatkan timer pada mikrokontroller

dengan mengaktifkan timer 0 dan mode 0. Yang telah disetting selama 1

menit. Pada mode ini, dengan kristal 12MHz maka timer akan overflow

setiap 65.536 udetik. Pada timer ini, untuk membangkitkan interupsi setiap

50.000 udetik maka data yang harus diisikan pada register TL0 dan TH0

adalah sebagai berikut : 65536 – 50000 = 15536 d atau 3CB0h.

Maka interupsi TF0 akan segera dibangkitkan setiap 50000 x 1

udetik = 0,05 detik dan diincrement sebanyak 6 kali untuk mencapai waktu

1 menit.

6.3.3 Listing program Buka data

BukaData:mov r1,#50hmov counter1,#5mov CounterP,#1call write_char5

GetKU:acall keypad4x4mov a,keydata

UP:cjne a,#0ch,GetKUcall displayP;inc r1

71

mov a,@r1mov DataOpen,A;mov r0,#083h ;ASatuanAcall write_instcall DC2CSmov r0,#082h ;APuluhanAcall write_instcall DC2CP;inc R1mov a,@r1mov DataOpen,A;mov r0,#088h ;BSatuanAcall write_instcall DC2CSmov r0,#087h ;BPuluhanAcall write_instcall DC2CP;mov a,@r1inc R1mov DataOpen,A;mov r0,#08eh ;T1SatuanAcall write_instcall DC2CSmov r0,#08dh ;T1PuluhanAcall write_instcall DC2CP;

DC2CS:mov a,DataOpenmov DPTR,#Satuanmovc A,@A+DPTRadd a,#30hmov R0,AAcall write_dataret

;DC2CP:

mov a,DataOpenmov DPTR,#Puluhan

72

movc A,@A+DPTRadd a,#30hmov R0,AAcall write_dataret

;Alamat RAM 50h di copy diakumulator, agar data dari akumulator

tidak terganggu dengan data yang lain maka data akumulator di copy di data

open, untuk memunculkan karakter puluhan dan satuan data dari data open di

konversikan terlebih dahulu ke dalam data lookup tabel, sedangkan untuk

membuka data tekan tombol up sebanyak 5x. Sedangkan DC2CP adalah

desimal convort to celcius yang berfungsi untuk merubah data desimal ke

derajat selsius. Data open di copy ke akumulator kemudian satuan di isikan

ke alamat dptr setelah itu alamat dptr akan di copy ke akumulator dan

ditambahkan dengan 30h dan dicopy pada akumulator. Dari akumulator data

tersebut di copy ke R0 dan ditampilkan ke LCD.

6.4 Rangkaian Driver Heater

U 8M O C 3 0 2 0

1

2

64

Q 1P N P B C E

Q 3Q 4 0 0 8L 4 / TO

R 3

R E S I S TO R

R 8

R E S I S TO R

P 1 . 2

V C C _B A R R 1 2

R E S I S TO R

C 20 , 2 7 m F / 2 5 0 V

HEATER

Gambar 6.4 Rangkaian Driver Heater

73

Untuk menghindari adanya intervensi dari tegangan AC yang dapat

mempengaruhi kerja dari mikrokontroler, maka digunakan rangkaian

optodiac. Rangkaian ini akan bekerja apabila mikrokontroler mengeluarkan

logika 0. Rangkaian ini digunakan untuk mengaktifkan beban besar seperti

Heater, dan Kompresor. Beban tersebut memiliki arus dan daya yang besar.

Apabila mikrokontroler mengeluarkan logika 0, maka transistor

akan saturasi dan menyulut optodiac. Optodiac akan saturasi dan mentriger

triac, sehingga triac akan bekerja membuat Blower dan Heater bekerja.

6.4.1 Listing Program Menjalankan Heater

Onheater: clr p1.7 ;hidupkan heater

jc offheater

SETB controlbit

Ret

Untuk menghidupkan heater maka pada p1.7 diberi logika 0,

kemudian jc berfunsi untuk mendeteksi bit carry yakni apabila bit carry

berlogika 0 maka akan lompat ke offheter, sedangkan controlbit berfungsi

untuk mendeteksi kontrol suhu, jika heater on maka control bit berlogika

high dan sebaliknya jika heater off maka controlbit berlogika low.

74

BAB VII

PENUTUP

7.1. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dan pengukuran Transparent Bath Circulators

dilengkapi Penyimpanan Data Berbasis Mikrokontroller AT89s51 ini maka

penulis dapat menentukan suatu kesimpulan, bahwa :

1. Dengan menggunakan IC multiplekser 4052 ternyata bisa dijadikan

selektor sensor suhu dan diambil datanya oleh ADC secara bergantian.

2. Dengan menggunakan rangkaian driver heater dan blower, maka heater

dapat di kontrol dan suhunya bisa sirkulasi dengan baik.

3. Hasil pengukuran kinerja pada alat Transparent Bath Circulators

Dilengkapi Penyimpanan Data Berbasis Mikrokontroller AT89s51 ini

berdasarkan masing-masing suhu yang digunakan maka dapat diperoleh

rata – rata error 1,04 % untuk pengukuran pada suhu 35 0C, pengukuran

pada suhu 40 0C diperoleh rata – rata error 0,99 %, suhu 45 0C rata-rata

errornya sebesar 1,09 % serta pada suhu 50 0C diperoleh rata – rata error

sebesar 3,09 %. Dan setelah dilakukan pengukuran serta kalibrasi dari

BPFK maka alat ini layak untuk digunakan sebagai alat kalibrator

thermometer dengan kesalahan maksimal yang diijinkan ± 10 %.

4. IC Mikrokontroller AT89s51 juga dapat digunakan sebagai penyimpanan

data dari hasil kalibrasi.

75

76

7.2. Saran

Selain itu penulis juga akan memberi sedikit saran yang berhubungan

dengan alat yang penulis buat.

Alat ini bisa diteruskan atau diperbaiki yaitu dengan cara penggeseran

sensor serta thermometer dilakukan secara otomatis dan dilakukan

perhitungan standart deviasi secara otomatis menggunakan mikrokontroller

AT89s52.

76

Documents

BAB I - UNNOCS | Indonesian electronics for Dummies · Web viewSD = simpangan baku/Standar Deviasi = nilai rata-rata n = jumlah data-data pengukuran Laporan ketidak pastian Pengukuran