Click here to load reader
Upload
anugrah-plonch-febriari
View
216
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
tugas
Citation preview
Sistem Instrumentasi Elektronika
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dengan berkembang pesatnya ilmu pengetahuan dan teknologi
dalam kehidupan sehari-hari, maka semakin dibutuhkannya sumber daya
manusia yang mampu menciptakan alat-alat baru yang berfungsi untuk
mempermudah manusia dalam mengerjakan pekerjaannya. Yaitu alat-alat
yang mampu bekerja secara otomatis ataupun semi otomatis. Namun
sebelum membuat alat-alat yang bersifat otomatis maupun semi otomatis
tersebut, manusia haruslah memahami sistem kerja dari perangkat-
perangkat dasar yang menyusun komponen tersebut.
Dalam tugas ini kami mencoba merancang alat ukur sistem gerak,
berupa pengukur kecepatan sudut dari benda yang berputar. Secara umum
alat ini bernama tachometer. Sebenarnya banyak sekali alat ukur yang
digunakan untuk mengukur kecepatan sudut dari benda yang berputar
seperti speedometer, stop watch, jam dan alat ukur besaran panjang.
Alasan kami merancang alat ukur dari tachometer ini sendiri yaitu
tachometer sering digunakan dalam praktikum di jurusan teknik elektro
FTUB, dan juga tachometer sendiri sistem kerjanya masih belum banyak
yang mengetahui. Atas dasar itulah megapa kami lebih memeilih
perancangan tachometer.
1.2 Rumusan Masalah
1. Sensor apa yang digunakan dalam alat yang diracang ini.
2. Bagaimanakah rangkaian pengondisi sinyal yang bekerja pada alat
yang dirancang ini.
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |1
Sistem Instrumentasi Elektronika
1.3 Tujuan dan Manfaat
1. Pembaca mengetahui sistem kerja dari sensor yang bekerja pada alat
ukur sistem gerak.
2. Mampu merancang rangkaian pengondisi sinyal pada alat ukur sistem
gerak.
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |2
Sistem Instrumentasi Elektronika
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sensor
Sensor yang digunakan pada alat ini adalah rotary encoder. Rotary
encoder sendiri dibagi menjadi 2 tipe yaitu tipe incremental dan tipe
absolute.
2.1.1 Rotary Encoder Tipe Incremental
Jenis rotary encoder yang hanya akan mengeluarkan jumlah pulsa
untuk tiap putaran. Pada rotary encoder tipe ini tidak bisa
memberikn informasi tentang posisi tiap sudut. Rotary encoder ini
hanya memiliki satu lapis lubang saja. Yang digunakan pada
perancangan ini dalah rotary encoder tipe incremental.
2.1.2 Rotary Encoder Tipe Absolute
Absolute rotary encoder yaitu jenis rotary encoder yang akan
memberikan informasi posisi yang absolut dalam bentuk biner,
tergantung dari kode mal piringan optical encoder. Karena itu,
keluarannya berupa kode satuan untuk tiap-tiap posisi sudut.
Keuntungannya terutama untuk memberikan informasi posisi
apabila terjadi kehilangan power.
2.2 Rangkaian Pengondisi Sinyal
2.2.1 Rangkaian Komparator
Rangkaian komparator digunakan untuk menghindari
kesalahan pembacaan logika tinggi dan rendah keluaran dari rotary
encoder oleh IC LM2917. Cara kerja dari rangkaian ini yaitu
menghubungkan keluaran dari sensor ke bagian – opamp dan
mengatyur teganan referensi yang digunakan di bagian + opamp.
Pada opamp +Vsupply dihubungkan dengan Vcc sedangkan –V
supply di hubungkan dengan ground. Apabila keluaran dari sensor
teganganya lebih besar daripada Vref maka keluaran dari
komparator akan sama dengan Vcc, sedangkan apabila keluaran
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |3
Sistem Instrumentasi Elektronika
dari sensor lebih rendah dari Vref maka keluaran dari komparator
akan sama dngan ground.
Gambar 1. Rangkaian komparator
2.2.2 Rangkaian Converter Frekuensi ke Tegangan
Rangkaian pengondisi sinyal pada alat ukur sistem gerak ini
yaitu rangkaian pengubah frekuensi ke dalam tegangan. Pada
rangkaian pengondisi sinyal tersebut digunakan IC LM2917, yaitu
IC yang berfungsi mengubah besaran frekuensi menjadi besaran
tegangan.
(a)
(b)
Gambar 2. (a) Konfigurasi pin dari IC LM2917
(b) Chip IC LM2917
2.2.3 Rangkaian Penguat Noninverting
Dinamakan rangkaian penguat Noninverting karena
masukan dari penguat tersebut adalah masukan noninverting dari
op-amp. Sinyal keluaran penguat jenis ini sefasa dengan sinyal
keluarannya. Adapun besar penguatan dari penguat ini dapat
dihitung dengan rumus:
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |4
Sistem Instrumentasi Elektronika
Gambar 3. Rangkaian penguat Noninvertig
2.3 Rangkaian Pengolah Data
Untuk bagian pengolah data yang dibutuhkan adalah berupa
pengubah besaran analog ke besaran digital (ADC). Dan pengubah
bilangan biner ke bilangan desimal (BCD). Yang berfungsi sebagai
pengolah data pada perancangan ini adalah IC mikrokontroler ARM
STM32F4.
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |5
Sistem Instrumentasi Elektronika
Gambar 4. diagram blok mikrokontroler STM32F4
Gambar 5. Mikrokontroler ARM STM32F4
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |6
Sistem Instrumentasi Elektronika
Gambar 6. Konfigurasi pin mikrokontroler ARM STM32F4
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |7
Sistem Instrumentasi Elektronika
BAB III
PERANCANGAN
3.1 Spesifikasi Rancangan
Untuk spesifikasi rancangan dari alat ini, besaran yang akan diukur
adalah kecepatan benda yang bergerak secara melingkar. Sensor kecepatan
yang digunakan dalam alat ini adalah rotary encoder yang didalamnya
terdapat phototransistor. Output rotary encoder berupa sinyal pulsa yang
frekuensinya berbanding lurus dengan kecepatan motor, agar data
kecepatan dapat dibaca oleh ADC di dalam mikrokontroler, maka output
rotary encoder terlebih dahulu harus dikonversi menjadi tegangan.
Sebelum dikonversi menjadi tegangan agar tidak terjadi kesalahan
pembacaan logika oleh rangkaian converter frekuensi ke tegangan,
keluaran rotary encoder terlebih dahulu dihubungkan ke rangkaian
komparator.
Keluaran dari komparator di hubungkan ke rangkaian converter
frekuensi ke tegangan. Besaran tegangan dari keluaran rangkaian
converter frekuensi ke tegangan masih terlallu kecil, karena itu diperlukan
rangkaian penguat noninverting untuk menguatkan tegangan keluaran dari
rangkaian converter frekuensi ke tegangan.
Keluaran dari rangkaian penguat non inverting akan dikonversikan
menjadi sinyal digital oleh mikrokontroler, sekaligus sinyal digital tersebut
akan diolah didalamnya agar bisa dibaca di LCD display.
3.2 Diagram Blok Sistem
Gambar 7. Diagram blok sistem
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |8
Sistem Instrumentasi Elektronika
3.3 Pemilihan dan Perancangan Sensor
Gambar 8. rotary encoder DIY 09
Gambar 9. Skema rangkaian rotary encoder
Sensor yang digunakan dalam alat pengukur kecepatan ini adalah
rangkaian rotary encoder. Rotary encoder yang digunakan adalah rotary
ecoder tipe DIM019.
Spesifikasi rotary encoder tipe DIM019 :
Tegangan-tegangan operasi: Sumber (VCC): 3,5 – 5,5V
Logika output ‘0’: 0 – 0,5V
Logika output ‘1’: 3 – 5V (VCC – 0,5V)
Rotasi maksimal dengan 36 lubang 2500RPM
Seperti yang dijelaskan di atas rotary encoder sendiri
menggunakan prinsip kerja dari optocoupler. Optocoupler yang digunakan
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |9
Sistem Instrumentasi Elektronika
komponen di dalamnya ada dua bagian yaitu bagian transmitter di bagian
receiver. Bagian transmitter merupakan rangkaian pengirim besaran
cahaya yang dirangkai dari komponen resistor dan LED infra merah.
Bagian receiver terdiri dari komponen penerima cahaya berupa
phototransistor yang dihubungkan dengan resistor.
Gambar 10. Skematik rangkaian optocoupler
Untuk merancang suatu optocoupler kita harus memperhatikan
besarnya R1 dan R2. Berdasarkan datasheet dari optocoupler yang
digunakan, besarnya arus yang mengalir pada bagian transmitter (If) yaitu
sebesar 10mA dan CTR (Current Transfer Ratio) pada optocoupler
sebesar 50%. Dengan sebesar 5V maka besarnya dapat diperoleh
berdasarkan persamaan :
Besarnya nilai adalah 1.6V
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |10
Sistem Instrumentasi Elektronika
Pada bagian transmitter arus yang mengalir pada saat photo
transistor saturasi adalah adalah berdasarkan persamaan CTR maka
besarnya nilai dapat diketahui yaitu sebesar :
Persamaan untuk pada saat phototransistor saturasi adalah :
Karena nilai sangat kecil maka harus dijaga agar tetap kecil,
sehingga pada bagian receiver dipasang . Besarnya nilai didapatkan
dengan perhitungan :
Karena besarnya nilai yang sangat kecil nilai dapat diabaikan,
sehingga persamaannya menjadi :
Untuk keluaran sensor pada saat logika tinggi, phototransistor dalam
keadaan saturasi sehingga dari persamaan di atas didapatkan tegangan
pada saat saturasi .
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |11
Sistem Instrumentasi Elektronika
Pada saat logika rendah phototransistor dalam keadaan cut-off. Pada saat
cut-off, ≈ 0. Sehingga perhitungan untuk :
Pada saat logika rendah keluaran dari sensor hampir mendekati 0.
3.4 Perancangan Rangkaian Pengondisi Sinyal
3.4.1 Perancangan Rangkaian Komparator
Rangkaian komparator digunakan untuk menghindari
kesalahan pembacaan keadaan logika keluaran dari rotary encoder
oleh IC LM2917. Pada perancangan ini rangkaian komparator yang
digunakan adalah rangkaian komparator non histerisis. Pemilihan
ini berdasarkan data dari rotary encoder untuk logika tinggi
besarnya nilai tegangan berkisar antara 3V – 5V, sedangkan untuk
logika rendah besarnya nilai tegangan antara 0 – 0.5V. dengan
selisih batas antara Voh minimum dan Vol maksimum yang cukup
besar dari sensor, maka perancangan komparator non histerisis
dengan nilai tegangan referensi 2V sudah cukup.
Tegangan referensi ( ) di hubungkan ke + ,
kemudian dan digunakan sebagai pembagi tegangan,
sehingga nilai tegangan yang di referensikan pada masukan + op-
amp adalah sebesar :
+ ditentukan sebesar 5 V dan – ditentukan 0.
= 2 V, maka :
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |12
Sistem Instrumentasi Elektronika
Ditentukan R2 = 220 Ω
3.4.2 Perancangan Rangkaian Converter Frekuensi ke Tegangan
Rangakain pengondisi sinyal yang digunakan dalam alat ini
yaitu rangkaian converter frekuensi ke tegangan. Input frekuensi
berasal dari output rangkaian komparator dan rangkaian converter
frekuensi ke tegangan itu berupa IC LM2917
Berdasarkan datasheet pada IC ini pengubahan besaran
frekuensi menjadi besaran tegangan yaitu sesuai dengan persamaan
Putaran maksimum yang dapat dibaca oleh sensor adalah 2500
RPM. dari putaran maksimum tersebut frekuensi maksimumnya
dapat dicari melalui persamaan :
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |13
Sistem Instrumentasi Elektronika
Perhitungan untuk mendapatkan besarnya dan
dengan sebesar 12 V, f maximum sensor 15000 Hz dan
sebesar sebagai berikut :
ditentukan sebesar 10nF, maka:
Dari persamaan dari konversi frekuensi ke tegangan oleh IC
LM2917, maka didapatkan bahwa hubungan antara frekuensi
dengan tegangan bersifat linier tanpa adanya pergeseran. Dari sini
akan di dapatkan sensitifitas dari rangkaian converter frekuensi ke
tegangan, perhitungannya sensitifitasnya yaitu :
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |14
Sistem Instrumentasi Elektronika
Dari perhitungan didapatkan perubahan tegangan pada saat
frekuensi berubah 1Hz adalah sebesar 0.146 mV
3.4.3 Perancangan Rangkaian Penguat Noninverting
Pada perancangan alat ini rangkaian penguat non inverting
digunakan untuk menjadi penguat dari keluaran keluaran IC
LM2917. Untuk dapat mengetahui besarnya penguatan yang
dibutuhkan pertama-tama harus diketahui berapa besarnya
tegangan masukan yang dibutuhkan oleh mikrokontroler ARM
STM32F4 yang digunakan sebagai ADC. Pada perhitungan
didapatkan besarnya tegangan masukan mikrokontroler adalah
sebesar V. Dari sini diinginkan besarnya nilai
penguatan rangkaian penguat non inverting yaitu sebesar 10 x.
Maka perhitungannya untuk mendapatkan besarnya , dan
sebagai berikut :
Disini ditentukan besarnya nilai yaitu sebesar 10Ω, maka :
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |15
Sistem Instrumentasi Elektronika
Untuk besarnya nilai :
Besarnya nilai tegangan masukan rangkaian penguat non
inverting yang didapatkan merupakan besarnya nilai tegangan
keluaran dari IC LM2917, sehingga dari sini besarnya nilai dan
pada IC LM2917 dapat dicari.
Gambar 11. Rangkaian pengondisi sinyal keseluruhan
3.5 Perancangan Pengolah Data
3.5.1 Konversi Besaran Analog ke Besaran Digital
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |16
Sistem Instrumentasi Elektronika
Untuk bagian pengolahan data disini menggunakan IC
mikrokontroler ARM STM32F4. Dasar dari penggunaan
mikrokontroler ini karena pada rotary yang digunakan besarnya
putaran maksimal yang dapat diukur adalah sebesar 2500 RPM.
2500 RPM berupa bilangan desimal dan apabila di rubah menjadi
bilangan biner yang merupakan besaran digital maka akan menjadi
(2500)10 = (1001 1100 0100)2
Dari sini maka dapat untuk pengolahan data digital
besarnya bit maksimal yang diperlukan adalah 12 bit, sehingga
pada perancangan menggunakan mikrokontroler ARM STM32F4
yang dapat mengolah data digital sebesar 12 bit.
Berdasarkan persamaan perhitungan conversi ADC, untuk
mengolah besarnya nilai maksimal tersebut dengan nilai tegangan
referensi ( ) dari mikrokontroler sebesar 3.6V, besaran analog
yang diperlukan sebagai masukan dari mikrokontroler yaitu
sebesar:
V
Besarnya nilai tegangan input yang didapatkan
mikrokontroler, menjadi besarnya nilai tegangan keluaran dari
rangkaian penguat non inverting, sehingga besarnya nilai R1 dan
R2 pada rangkaian penguat non inverting dapat dicari sesuai
dengan gain yang diiginkan.
Perubahan tegangan masukan V yang menghasilkan
perubahan 1 bit LSB pada ADC yaitu :
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |17
Sistem Instrumentasi Elektronika
Berdasarkan perhitungan besarnya gain adalah 10x. Karena
gain dan sudah diketahui, maka akan didapatkan perubahan
keluaran sensor ( ) yaitu :
Setelah didapatkan maka resolusi pembacaan sensor dapat
diketahui yaitu :
3.5.2 Konversi Bilangan Biner ke Bilangan Desimal
Untuk konversi bilangan biner hasil keluaran ADC menjadi
bilangan desimal yang dapat terbaca di LCD yang digunakan, juga
digunakan mikrokontroler ARM STM32F4. Dengan melakukan
pengolahan data menggunakan bahasa pemrograman maka
bilangan biner yang diolah tersebut dapat terbaca di LCD dalam
bentuk bilangan desimal. Namun karena disini dikhususkan pada
perancangan sensor dan rangkaian pengondisi sinyal yang
digunakan maka untuk pemrograman konversi bilangan biner ke
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |18
Sistem Instrumentasi Elektronika
bilangan digital pada mikrokontroler ARM STM32F4 tidak dibahas
lebih lanjut.
3.6 Perancangan Display
Perancangan Pengolah Data menggunakan Display LCD 8 x 1.
Hal ini berdasarkan atas keluaran maksimum dari sensor yang dapat
dibaca sebesar 2500 RPM sehingga cukup menggunakan LCD dengan
maksimal 8 karakter.
(a) (b)
Gambar 12. (a) LCD 8x1
(b) Konfigurasi pin LCD 8x1
3.7 Cara Kalibrasi
Berdasarkan perancangan yang telah dijelaskan diatas, penguatan
nilai keluaran dari sensor terjadi 2 kali. Yag pertama terjadi pada
perancangan rangkaian converter f to V, sedangkan yang kedua terdapat
pada perancangan penguat non inverting. Dari persamaan kedua grafik
yang telah dijelaskan, persamaan itu bersifat linier dan tidak ada
pergeseran grafik, sehingg kesalahan yang dimungkinkan terjadi adalah
mesalah gradien yang mungkin berbeda dari gradien yang diinginkan.
Apabila perbedaan gradien yang terjadi sangat kecil dari gradien
yang diharapkan maka dimungkinkan kesalahan terjadi pada bagian
converter frekuensi ke tegangan, untuk mengatasinya yaitu cukup dengan
mengatur ulang nilai komponen yang dihubungkan dengan pin 3 IC
LM2917. Namun apabila perbedaan gradien yang terjadi cukup besar dari
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |19
Sistem Instrumentasi Elektronika
gradien yang diharapkan maka dimungkinkan kesalahan terjadi pada
bagian penguat noninverting maka untuk mengatasinya yaitu dengan
mengatur nilai yang terhubung dengan bagian –opamp.
= Grafik keluaran yang diinginkan
= Grafik keluaran IC LM2917 saat gain terlalu kecil
= Grafik keluaran IC LM2917 saat gain terlalu besar
Sumbu x = frekuensi (Hz)
Sumbu y = tegangan (volt)
Gambar 13. Grafik keluaran dari penguatan IC LM2917
= Grafik keluaran yang diinginkan
= Grafik keluaran rangkaian penguat noninverting saat gain terlalu
kecil
= Grafik keluaran rangkaian penguat noninverting saat gain terlalu
besar
Sumbu x = frekuensi (Hz)
Sumbu y = tegangan (volt)
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |20
Sistem Instrumentasi Elektronika
Gambar 14. Grafik keluaran dari penguat noninverting
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Pada perancangan ini yaitu merupakan perancangan pengolahan data
berupa data digital dikonversikan ke dalam besaran analog kemudia
dikonversikan menjadi besaran digital kembali. Sensor dari alat ini adalah
sensor digital yaitu rotary encoder tipe incremental. Untuk converter
besaran digital ke analog yaitu IC LM2917. Kemudian dikembalikan lagi ke
besaran digital dengan mikrokontroler ARM STM32F4.
4.2 Saran
Alat ini terlalu rumit karena mengharuskan pengubahan besaran
digital diubah kebesaran analaog dan dikembalikan lagi kebesaran digital.
Sebenarnya tanpa harus mengubah besaran digital ke analog sudah cukup,
yaitu degan melakukan sampling frekuensi dari keluaran sensor dan
pemrograman pada mikrokontroler ARM STM32F4. Hal ini bisa
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |21
Sistem Instrumentasi Elektronika
menghemat banyaknya komponen yang digunakan dan ukuran dari alat ini
juga semaikn kecil. Tapi karena tugas ini untuk memenuhi tugas mata
kuliah sistem instrumentasi elektronika sehigga dalam melakukan
perancangan menggunakan komponen – komponen yang berhubungan
dengan mata kuliah instrumentasi elektronika.
Daftar Pustaka
Aank123. 2011. Sensor Kecepatan. Diakses pada tanggal 14 Oktober 2012
Alifis. 2010. Sensor Optik. wordpress.com. Diakses pada tanggal 14
Oktober 2012
Anonymuss. 2010. Sensor Kecepatan. Aank.wordpress.com. Diakses pada
tanggal 14 Oktober 2012
Anonymuss. 2011. Tachometer Circuit. www.mohtuoexpres.co.cc.
Diakses pada tanggal 14 Oktober 2012
Anonymuss. 2011. Rangkaian Converter Frekunsi ke Tegangan LM2917.
skemarangkaianpcb.com Diakses pada tanggal 14 Oktober 2012
Anonymuss. 2010. Rotary Encoder. tokorobot.com. Diakses pada tanggal
14 Oktober 2012
Anonymuss. alldatasheet.com. Diakses pada tanggal 14 Oktober 2012
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |22
Sistem Instrumentasi Elektronika
Lampiran 1
Datasheet komponen yang digunakan :
1. LM2917
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |23
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |24
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |25
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |26
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |27
Sistem Instrumentasi Elektronika
2. Mikrokontroler ARM STM32F4
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |28
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |29
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |30
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |31
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |32
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |33
Sistem Instrumentasi Elektronika
3. Optocoupler :
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |34
Sistem Instrumentasi Elektronika
4. Operational Amplifier
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |35
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |36
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |37
Sistem Instrumentasi Elektronika
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |38
Sistem Instrumentasi Elektronika
Lampiran 2
Pertanyaan-pertanyaan kelompok dan jawaban
Kelompok 1
1. Berapa maksimal frekuensi yang dapat dibaca oleh IC LM2917?
2. RPM motor DC yang digunakan dan rotary encoder yang digunakan
memakai yang berapa pulsa perputarannya?
3. Bagaimana driver dari seven segment yang digunakan?
4. Apakah sensor dapat mengukur apabila arah motor berlawanan dari arah
yang dirancang?
5. Bagaimana proses pengubahan hasil keluaran sensor menjadi tegangan
yang diinginkan?
Jawaban Kelompok 1
1. Pada datasheet tidak dijelaskan masalah frekuensi maksimum yang bisa
dibaca oleh LM 2917, tapi dari alatnya sendiri didapatkan batas
maksimum sebesar 1500 Hz.
2. Untuk RPM yang digunakan maksimalnya adalah 2500 RPM, dan pulsa
per putarannya adalah 36 pulsa.
3. Maaf, pada revisi kali ini output tidak menggunakan seven segment tapi
menggunakan LCD display 8x1.
4. Bisa, karena pada perancangan tidak ditentukan arah putaran dari motor.
5. Proses pegubahan output dari sensor yang berupa pulsa, diubah menjadi
besaran tegangan pada IC LM2917 , dengan persamaan yang didapatkan
dari IC itu sendiri.
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |39
Sistem Instrumentasi Elektronika
Kelompok 2
1. Berapa sensitivitas rangkaian anda? Bagaimana perhitungannya?
2. Mengapa memilih menggunakan ADC eksternal? Kan sudah ada ADC
didalam mikrokontroler?
3. Bagaimana sensitivitas, tanggapan terhadap waktu, dan kelinieran sensor
anda?
4. Bagaimana program anda? Jelaskan algoritmanya!
5. Noise apa saja yang dapat mengganggu alat anda untuk bisa bekerja
dengan baik?
Jawaban Kelompok 2
1.
2. Pada perancangan ini menggunakan ADC yang ada di dalam
mikrokontroler
3. Telah dijelaskan di bagian rangkaian pengondisi sinyal bagaian rangkaian
converter frekuensi ke tegangan
4. Maaf karena keluardari batasan masalah, dan kami juga masih belum
mengetahui pemrogramannya.
5. Noise yang paling berpengaruh adalah suhu karena bisa mempengaruhi
kerja dari IC LM2917 dan juga mikrokontrolernya.
Kelompok 3
1. Bagaimana bentuk fisik dari rotary encoder?
2. Bagaimana cara menggunakan alat ukur ini?
3. Mengapa saat cahaya yang masuk pada phototransistor saat tidak
terhalangi maka akan menghasilkan tegangan 5V? Bagaimana prosesnya?
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |40
Sistem Instrumentasi Elektronika
4. Pada perancangan yang anda buat, menggunakan photodioda atau photo
transistor? Bedanya apa? Apa juga kelebihan dan kekurangannya?
5. Sebagai transmiter dari rotary encoder mengapa anda menggunakan LED
infra merah? Apa bisa jika saya ganti dengan LED biasa?
Jawaban Kelompok 3
1. Bentuk fisik rotary encoder
2. Cara menggunakannya dengan mengopelkan tachometer dengan pusat
rotor pada motor
3. Untuk keluaran sensor pada saat logika tinggi, phototransistor dalam
keadaan saturasi sehingga dari persamaan di atas didapatkan tegangan
pada saat saturasi .
Pada saat logika rendah phototransistor dalam keadaan cut-off. Pada saat
cut-off, ≈ 0. Sehingga perhitungan untuk :
Pada saat logika rendah keluaran dari sensor hampir mendekati 0.
4. Menggunakan Phototransistor karena pada sensornya sendiri sudah
dijelaskan alat menggunakan phototransistor. Perbedaannya
phototransistor sendiri disusun dari photodioda dan transistor.
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |41
Sistem Instrumentasi Elektronika
5. Karena LED infra merah lebih tahan terhadap interferensi dari sinyal-
sinyal yang ada di luar sistem.
Kelompok 4
1. Sensor apa yang digunakan dalam alat ini (photodioda/phototransistor)?
Jelaskan!
2. Pada perancangan ini resistor pada sensor sebesar 720 Ω dan 820 Ω,
bagaimana perhitungannya sehingga didapatkan nilai tersebut?
3. Jelaskan maksud dari RPS yang digunakan!
4. Jelaskan prinsip kerja photodioda berdasarkan gambar 2! Mengapa arah
arus dari semikonduktor P ke N?
5. Mengapa digunakan ADC0804, bukan ADC 0802 atau 0803?
Jawaban Kelompok 4
1. Phototransistor karena pada perancangan sensornya sendiri sudah
menggunakan phototransistor
2. Pada perancangan besar nilai R1 dan R2 yang didapatkan adalah 3.4 kΩ
dan 1 kΩ. Nilaiitu didapatkan dari datasheet dan perhitungan current
transfer ratio.
3. Komparator untuk lebih menjelaskan logika output dari sensor. LM 2917
untuk mengubah output sensor berupa frekuensi ke tegangan. ADC untuk
mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital
4. Pada perancangan menggunakan phototransistor
5. Pada perancangan kali ini menggunakan ADC yang ada didalam MK
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |42
Sistem Instrumentasi Elektronika
Kelompok 5
1. Mengapa menggunakan ADC 0804, sedangkan di MK sudah ada
ADCnya?
2. Bagaimana pembuktian bahwa outptt encoder berbanding lurus dengan
kecepatan motor?
3. Pada diagram blok terdapat rangkaian seven segment, sedangkan pada
penjelasan tidak terdapat. Fungsi dari seven segment pada perancangan ini
apa?
4. Mengapa menggunakan phototransistor sebagai receiver dari inframerah?
5. Apa guna dari infrared?
Jawaban Kelompok 5
1. Pada perancangan kali ini menggunakan ADC yang ada didalam MK
2. Telah dihitung pada slide tadi.
3. Pada perancangan kali ini menggunakan LCD 8x1
4. Pada rangkaian sensor telah di tentukan bila menggunakan phototransistor
5. Sebagai transmitter dari phototransistor.
Kelompok 6
1. Bagaimana prinsip kerja dari IC LM 2917?
2. Apakah keluaran dari sensor perlu filter?
3. Apakah dalam RPS perlu buffer agar arus pada sensor tidak membebani
komponen R dan C?
4. Berapakah besar lubang rotary agar didapatkan ketelitian yang baik
(digunakan untuk mengukur kecepatan suatu roda yang berbeda)?
5. Bagaimana ketika kita mengukur benda yang bergerak belok atau orang
yang berjalan?
Jawaban Kelompok 6
1. Prinsip kerja dari alat ini yaitu mengubah frekuensi ke tegangan dengan
persamaan :
Vout = Vref x R1 x C1
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |43
Sistem Instrumentasi Elektronika
dan penguatannya didapatkan dari besarnya nilai R1 dan C1.
2. Tidak perlu sensor karena pada perancangan tidak ada noise dari frekuensi.
3. Tidak perlu karena keuaran dari sensor sudah masuk ke dalam komparator.
4. Pada roda rotary encoder besarnya lubang diharapkan sama dengan jarak
antar lubang agar didapatkan ketelitian yang baik.
5. Pada perancangan ini untuk mengukur kecepatan dari putaran motor, jadi
bila ingin mengukur kecepatan orang yang berjalan maka digunakan
stopwatch dan alat pengukur panjang.
Kelompok 8
1. Bagaimana rangkaian keseluruhan dari alat ini?
2. Datasheet yang dicantumkan adalah sevensegment tetapi yang digunakan
berbeda, mengapa?
3. Mengapa memakai ADC?
4. Apa fungsi pembagi tegangan?
5. Apa fungsi dari photodioda?
Jawaban Kelompok 8
1.
2. Pada perancangan kali ini menggunakan LCD 8x1
3. Sebagai converter sinyal analog output dari LM 2917 menjadi sinyal biner
sebagai input dari MK.
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |44
Sistem Instrumentasi Elektronika
4. Untuk membagi tegangan sumber menjadi Vcc dari masing-masing
komponen.
5. Sebagai receiver dari sensor.
Alat Pengukur Kecepatan Putaran Motor dengan IC LM2917 |45