desintegration tester
Post on 28-Jun-2015
1.540 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
DESINTEGRATION TESTER
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89s51
Oleh:
ZULFI CHUMAIDIP27 838 007 092
KEMENTERIAN KESEHATAN POLITEKNIK KESEHATAN SURABAYA
JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIKSURABAYA
2011
2
DESINTEGRATION TESTER
BERBASIS MIKROKONTROLER AT 89s51
Karya Tulis Ini Sebagai Salah Satu SyaratUntuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III
Politeknik Kesehatan kemenkes SurabayaJurusan Teknik Elektromedik
Oleh :
ZULFI CHUMAIDI
P27 838 007 092
KEMENTERIAN KESEHATAN POLITEKNIK KESEHATAN SURABAYA
JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIKSURABAYA
2011
3
LEMBAR PERSETUJUAN
DESINTEGRATION TESTER
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89s51
Disahkan Dan Telah Diuji Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan
Pendidikan Diploma III Pada Politeknik Kesehatan Surabaya
Jurusan Teknik Elektromedik
2011
Menyetujui,
Mengetahui,Ketua Jurusan Teknik Elektromedik
Politeknik Kesehatan Kementerian Kesehatan Surabaya
Hj. Her Gumiwang Ariswati , ST. MT NIP. 19591128 198401 2 001
Pembimbing I
Triwiyanto,S.Si. MT
Pembimbing II
Torib Hamzah, S.PdNIP. 19670910 200604 1 001
4
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI TEORI
DESINTEGRATION TESTERBERBASIS MIKROKONTROLER AT89s51
Disahkan Dan Telah Diuji Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan
Pendidikan Diploma III Pada Politeknik Kesehatan Surabaya
Jurusan Teknik Elektromedik
2011
Mengesahkan :
1. Ketua Penguji
Nama : Ir. Priyambada C. Nugraha,MT
NIP : 19670719 199803 1 002
Tanda Tangan :
2. Anggota Penguji I
Nama : Endang Dian Setioningsih,ST,MT
NIP : 19760727 199803 2 001
Tanda Tangan :
3. Anggota Penguji II
Nama : Triwiyanto,S.Si. MT
NIP : 19670910 200604 1 001
Tanda Tangan :
5
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI PRAKTEK
DESINTEGRATION TESTERBERBASIS MIKROKONTROLER AT89s51
Disahkan Dan Telah Diuji Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan
Pendidikan Diploma III Pada Politeknik Kesehatan Surabaya
Jurusan Teknik Elektromedik
2011
Mengesahkan :
1. Ketua Penguji
Nama : Ir. Priyambada C. Nugraha,MT
NIP : 19670719 199803 1 002
Tanda Tangan :
2. Anggota Penguji I
Nama : Torib Hamzah,S.Pd
NIP : 19670910 200604 1 001
Tanda Tangan :
3. Anggota Penguji II
Nama : Singgih Yudha Setiawan,SST
NIP : 19851026 200912 1 002
Tanda Tangan :
6
ABSTRAK
Dalam pengujian tablet memerlukan beberapa tahapan untuk memenuhi kriteria tablet yang standart, antara lain: (1) uji keseragaman ukuran; (2) uji keseragaman sediaan; (3) uji kekerasan; (4) uji kerenggasan; (5) uji waktu hancur; (6) penetapan kadar. Disintegration tester adalah alat laboratorium farmasi yang digunakan untuk menguji waktu hancur pada tablet. Tablet memenuhi standar jika tablet mampu hancur dalam suhu tubuh.
Pada laboratorium farmasi masih banyak terdapat cara pengujian pada tablet yang masih menggunakan proses secara manual. Pada proses secara manual adalah tablet dicelupkan kedalam air hangat selama waktu sesuai dengan bentuk tablet yang diuji, pada pengujian seperti ini akan membutuhkan banyak tenaga dan tidak efisien. Karena pada pengujian tersebut terdapat dua hal yang mempengaruhi proses pengujian yaitu pengaturan suhu dan waktu. oleh karena itu penulis akan membuat alat tester waktu hancur tablet yang bekerja secara otomatis dan suhu serta waktu dapat dipantau sehingga user mengetahui berapa suhu yang ada pada chamber, penulis membuat alat tersebut bertujuan agar user bekerja bertambah efektif dan efisien.
Dari acuan diatas maka penulis membuat Desintegration tester berbasis mikrokontroler at89s51, yang system bekerjanya secara otomatis. Pada alat ini terdapat setting suhu 35 ºC dan 37 ºC. Desintegration Tester menggunakan LM 35 sebagai sensor suhu yang datanya akan dikonversi oleh rangkaian ADC (analog to digital converter) yang kemudian diolah Mikrokontroler AT89s51 dan hasil suhu ditampilkan pada LCD. Dan juga terdapat setting waktu sesuai dengan jenis tablet yang akan diuji. Dalam proses pembuatan modul ini terdapat berbagai kekurangan yaitu salah satunya desain box yang kurang bagus, serta mekanik yang kurang maksimal.
Setelah desintegration tester telah dibuat dan di uji maka Dari hasil pengukuran suhu, menunjukkan kesalahan untuk suhu yang di kehendaki tidak melebihi 5%, untuk suhu 35 derajat celcius tingkat kesalahan sebesar 0,45%, dan untuk suhu 37 sebesar 0,43%, Untuk waktu 15 menit nilai kesalahan 0%, dan Untuk waktu 60 menit nilai kesalahan 0%. Mekanik mampu bekerja apabila suhu yang telah disetting pada chamber sudah tercapai.
Berdasarkan dari hasil-hasil percobaan maka desintegration tester layak untuk digunakan, karena system telah berjalan sesuai dengan yang diharapkan yaitu mikrokontroler mampu mengontrol dari seluruh rangkaian dan Untuk pengukuran sudah memenuhi standart karena nilai eror kurang dari 5%.
Kata kunci : Desintegration Tester, LM 35,ADC, Mikrokontroler AT89s51, LCD.
7
ABSTRACT
In testing the tablet requires several steps to meet the standard criteria of tablets
,among other things: (1) test the uniformity of size, (2) uniformity test preparation, (3) hardness, (4) kerenggasan test, (5) disintegration time test, (6) determination. Disintegration tester is a pharmaceutical laboratory equipment used for testing the disintegration time of tablets. Tablet meet the standard if the tablets are able destroyed in body temperature.
In pharmaceutical laboratories there are still many ways of testing the tablets are still using manual processes. In the process manually is a tablet is dipped into warm water for a time in accordance with the form of tablets which were tested, in this testing will require a lot of energy and inefficient. Because the test there are two things that affect the testing process that is time and temperature settings. therefore, the author will make a tablet disintegration tester tool that works automatically and the temperature and time can be monitored so that the user knows what the temperature is in the chamber, the author makes the tool aims to allow users to work effectively and efficiently increases.
From the above, the author makes reference Desintegration AT89S51 microcontroller-based tester, the system works automatically. In this tool there is the setting temperature of 35 º C and 37 º C. Desintegration Tester using LM 35 as a temperature sensor for which data are converted by a series of ADC (analog to digital converter) which is processed and the results Microcontroller AT89s51 temperature displayed on the LCD. And there is also the setting time in accordance with the type of tablet to be tested. In the process modules have various shortcomings that is one less good box design, and mechanics less than the maximum.
After desintegration tester has been created and tested the results of measurements of temperature, indicating an error to the desired temperature does not exceed 5%, temperature 35 degrees Celsius for an error rate of 0.45% and 0.43% at 37, For 15 minutes of error of 0%, and 60 minutes for the error value of 0%. Mechanical able to work when the temperature has been reached gives a chance to chamber.
Based on the experimental results, the tester desintegration feasible to use, because the system has been running as expected of a microcontroller capable of controlling the entire chain and already meet the standard for measurement error because the value is less than 5%.
Keywords: Desintegration Tester, LM 35, ADC, microcontroller AT89s51, LCD.
8
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT yang telah
melimpahkan segala anugerah, rahmat serta hidayah – NYA sehingga penulis
dapat menyelesaikan pembuatan Karya Tulis Ilmiah ( KTI ) dengan judul :
“DESINTEGRATION TESTER
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51”
Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan akademik untuk
menyelesaikan studi Diploma III jurusan Teknik Elektromedik Politeknik
Kesehatan Surabaya. Di dalamnya akan dibahas mengenai Desintegration tester
Berbasis Mikrokontroler AT89s51, dan penulis menyadari bahwa segala sesuatu
yang telah penulis lakukan dalam penyusunan Karya Tulis Ilmiah ini jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran
yang dapat berguna bagi penyempurnaan KTI ini di masa yang akan datang.
Semoga segala sesuatu yang telah penulis kerjakan selama ini dapat bermanfaat
bagi pembaca atau pihak lain yang bersangkutan.
Surabaya, Januari 2011
\
Penulis
9
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur ALHAMDULILLAH kehadirat Allah SWT Yang tak akan
pernah berhenti sampai kapanpun karena berkat Rahmad taufik dan Hidayah –
NYA lah penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Serta
Sholawat dan Salam kita panjatkan pada junjungan kita baginda Rosul Nabi
Muhammad SAW karena tuntunannya penulis mendapat kecerahan rohani dan
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul,
“DESINTEGRATION TESTER
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89s51”
Penyusunan Karya Tulis Ilmiah Ini merupakan akhir dari proses belajar mengajar
yang harus dilaksanakan oleh setiap mahasiswa guna menyelesaikan pendidikan
Diploma III Jurusan Teknik Elektromedik Politeknik Kesehatan Surabaya.
Pada kesempatan ini penulis sampaikan terima kasih yang sebesar –
besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Karya
Tulis Ilmiah ini baik secara moril maupun spirituil, ucapan terima kasih kepada :
1. Bundaku tercinta…, tiada kata yang sanggup untuk mengucapkan rasa
terima kasihku untuk mu. (Salut atas ketegaranmu Bun)
2. Ayah kuw yang selalu memberi dukungan dan semangat ( maafkan
anakmu ini belum bisa membuatmu bangga ).
10
3. Ibu Hj. Her Gumiwang Ariswati, ST. MT selaku ketua Jurusan Teknik
Elektomedik Kesehatan Surabaya.
4. Bapak Triwiyanto,S.Si.MT selaku dosen pembimbing Tugas Akhir, terima
kasih atas bimbingan dan bantuannya selama pembuatan Tugas Akhir ini
dapat terselesaikan dengan baik.
5. Bapak Torib Hamzah,S.Pd selaku dosen pembimbing Tugas Akhir, terima
kasih atas bimbingan dan bantuannya selama pembuatan Tugas Akhir ini
dapat terselesaikan dengan baik.
6. Rekan-rekan Juruasan Teknik Elektromedik pada umumnya dan EM13
khususnya…maaf atas segala hilaf yang telah tertoreh pada lembaran
cerita kehidupan kita selama perkulihan di kampus tercinta kita ini.
7. Terima kasih buat sOelmate kuw dia satu”nya wanita yang selalu ada
untukku, selalu memberikan semangat disaat akuw rapuh dan lemah,
semoga dengan kita lulus ada kehidupan selanjutnya yang bisa
mempersatukan kita.. amin1000x,
Harapan penulis semoga Allah SWT membalas jasa baik mereka dengan
pahala yang berlipat ganda dan mendapat Ridho-Nya “Amin”
11
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL.............................................................................................................
ii.............................................................................................................................................
LEMBAR PERSETUJUAN..................................................................................................
iii
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI TEORI.....................................................................
iv
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI PRAKTEK..............................................................
v
ABSTRAK.............................................................................................................................
vi
ABSTRACT...........................................................................................................................
vii
KATA PENGANTAR ..........................................................................................................
viii
UCAPAN TERIMA KASIH .................................................................................................
ix
DAFTAR ISI..........................................................................................................................
xi
12
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................................
xv
DAFTAR TABEL..................................................................................................................
xvi
BAB I : PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang.....................................................................................................
1
1.2 Identifikasi masalah.............................................................................................
2
1.3 Pembatasan masalah............................................................................................
2
1.4 Rumusan masalah................................................................................................
3
1.5 Tujuan..................................................................................................................
3
1.6 Manfaat................................................................................................................
4
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Prinsip dasar Desintegration Tester....................................................................
5
2.2 Komponen dasar untuk Desintegration Tester....................................................
6
13
2.2.1 Motor DC..............................................................................................
6
2.2.2 Rangkain Mikrokontroller....................................................................
6
2.2.3 Rangkain ADC (Analog to Digital Converter).....................................
11
2.2.4 Rangkain LCD Character 2 x 16...........................................................
13
2.2.5 Transistor Sebagai Saklar.....................................................................
17
2.2.6 Rangkain Driver IC PC 817..................................................................
18
2.2.7 Rangkaian Sensor Suhu LM 35............................................................
19
2.2.8 Solid State Relay...................................................................................
19
2.2.9 IC Op-Amp 741 sebagai buffer.............................................................
21
2.2.9 IC Op-Amp 741 sebagai Adder............................................................
22
2.2.9 IC Op-Amp 741 sebagai Inverting........................................................
23
BAB III : KERANGKA KONSEPTUAL
14
3.1 Diagram Mekanik................................................................................................
25
3.2 Diagram Blok.......................................................................................................
25
3.3 Cara Kerja Blok Diagram....................................................................................
26
3.4 Diagram alir.........................................................................................................
27
3.5 Cara Kerja Diagram alir.......................................................................................
28
BAB IV : METEDOLOGI PENELITIAN
4.1 Urutan Kegiatan................................................................................................
30
4.2 Jenis Kegiatan..................................................................................................
30
4.3 Analisa Data.....................................................................................................
30
4.3.1 Variabel bebas.........................................................................................
30
4.3.2 Variabel terikat........................................................................................
31
4.3.3 Variabel Terkendali.................................................................................
31
15
4.4 Devinisi Operasional Variabel.........................................................................
31
4.5 Dafter Komponen.............................................................................................
31
4.6 Peralatan yang digunakan................................................................................
31
4.7 Jadwal Kegiatan...............................................................................................
31
BAB V : HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS
5.1 Hasil pengukuran pada disintegration tester.....................................................
33
5.1.1 Hasil pengukuran setting timer dibandingkan dengan
stopwacth.................................................................................................
33
5.1.2 Hasil pengukuran setting suhu dengan termometer................................
33
5.2 Analisis Data....................................................................................................
33
5.2.1 Analisis data pada pengukuran timer......................................................
35
5.2.2 Analisis data pada pengukuran suhu.......................................................
40
BAB Vl : PEMBAHASAN
16
6.1 Pembahasan Rangkaian ...................................................................................
45
6.1.1 Rangkaian Keseluruhan ..........................................................................
45
6.1.2 ADC 0804 ...............................................................................................
47
6.1.3 Listing Program ADC 0804 ....................................................................
48
6.1.4 Driver Heater ..........................................................................................
48
6.1.5 Listing Program untuk memberikan inputan pada PC 817 .....................
49
6.1.6 Rangkaian Driverv Motor .......................................................................
49
6.1.7 Listing Program Driver Motor ................................................................
50
6.1.8 Rangkain Driver Buzzer .........................................................................
50
6.1.9 Listing Program Driver Buzzer................................................................
51
6.1.10 Rangkain Zero and Span .......................................................................
52
17
6.1.11 Pembahasan Timer ................................................................................
54
BAB Vll : KESIMPULAN AND SARAN............................................................................
59
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
18
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Motor Dc........................................................................................................
6 ........................................................................................................................
Gambar 2.2 Pin Konfigurasi At89s51................................................................................
8
Gambar 2.3 Rangkaian Adc 0804.....................................................................................
13
Gambar 2.4 Rangkaian Lcd 2 X 16...................................................................................
16
Gambar 2.5 Rangkain Transistor Sebagai Saklar..............................................................
18
Gambar 2.6 Rangkain Driver Pc 817.................................................................................
18
Gambar 2.7 Skematik Lm35..............................................................................................
19
Gambar 2.8 Solid State Relay............................................................................................
19
Gambar 2.9 Rangkaian Solid State Relay..........................................................................
21
Gambar 2.10 Penerapan Rangkaian Buffer.........................................................................
22
19
Gambar 2.11 Penerapan Rangkaian Adder..........................................................................
23
Gambar 2.12 Rangkaian Dasar Inverting Amplifier............................................................
24
Gambar 2.13 Rangkaian Inverting Amplifier......................................................................
24
Gambar 3.1 Diagram Blok.................................................................................................
25
Gambar 6.1 Rangkaian Keseluruhan.................................................................................
45
Gambar 6.2 Rangkaian Adc 0804......................................................................................
47
Gambar 6.3 Rangkaian Driver Heater...............................................................................
48
Gambar 6.4 Rangkaian Driver Motor................................................................................
49
Gambar 6.5 Rangkaian Driver Busser...............................................................................
50
Gambar 6.6 Rangkaian Zero And Span.............................................................................
51
DAFTAR TABEL
20
Tabel 2.1 Port Pin (P1) Alternate Functions..................................................................
9 ........................................................................................................................
Tabel 2.2 Port Pin (P3) Alternate Functions..................................................................
11
Tabel 2.3 Fungsi Pin Pada LCD.....................................................................................
14
Tabel 2.4 Penunjukkan cursor........................................................................................
17
Tabel 2.5 kateristik solid state relay SSRD 240D40......................................................
21
Tabel 4.1 Jadwal Kegiatan.............................................................................................
32
Tabel 5.1 Pengukuran Timer..........................................................................................
33
Tabel 5.2 Pengukuran Sensor Suhu...............................................................................
33
Tabel 5.3 Hasil Analisis data pada pengukuran waktu..................................................
39
Tabel 5.4 Hasil Analisis data pada pengukuran sensor suhu.........................................
44
21
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan dan kemajuan sarana dan alat-alat kesehatan dewasa ini
sudah sedemikian pesatnya. Peningkatan mutu instrumen medis tersebut
disebabkan karena perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat
signifikan grafik peningkatannya, hingga tersebar mengimbangi kemajuan IPTEK
tersebut. Hampir diseluruh pelayanan kesehatan seperti rumah sakit maupun
klinik-klinik telah banyak menggunakan peralatan kesehatan yang canggih.
Dari latar belakang diatas maka peralatan kesehatan menjadi sangat penting,
karena bagian yang satu dengan yang lainnya saling berkaitan bahkan saling
membutuhkan. Dari berbagai macam alat kesehatan salah satu contohnya adalah
alat Desintegration tester yang sering digunakan atau dibutuhkan dalam bidang
kesehatan khususnya farmasi.
22
Pada bidang farmasi ada suatu pengujian tablet, salah satunya adalah
pengujian waktu hancur pada tablet itu sendiri. pengujian dengan cara meletakkan
tablet di atas kasa yang tahan karat, kemudian dimasukkan dalam air yang
suhunya 35 C dan 37 C. dan naik turunkan keranjang + 20 kali dalam satu
menit. Oleh karena itu penulis merencanakan dan membuat alat dengan judul,
Desintegration Tester Berbasis Mikrokontroler AT 89s51, dimana dengan
membuat alat ini pngujian waktu hancur pada tablet dapat dilakukan secara
otomatis agar lebih mudah, efektif dan efisien.
1.2 Identifikasi Masalah
Pada kesempatan ini penulis akan membahas tentang Desintegration tester
yang dimana berfungsi sebagai tes kelanyakan fisik tablet sesuai dengan prosedur
yang telah ditentukan, salah satunya yaitu mengukur waktu hancur tablet sebelum
dikonsumsi oleh pasien, proses ini caranya adalah tablet dimasukkan kedalam
penampang kasa tahan karat, kemudian dimasukkan kedalam gelas ukur, lalu isi
air dan panaskan air sampai suhunya 35 C dan 37 C, lalu naik turunkan kasa
tersebut sampai kurang lebih 15 menit dan 60 menit.
Untuk mengatasi masalah-masalah tersebut, penulis akan membuat alat yang
berfungsi untuk pengujian waktu hancur tablet secara otomatis, yang dikontrol
oleh mikrokontroler, dengan control suhu dan setting waktu.
1.3 Pembatasan Masalah
Dalam hal ini penulis membatasi masalah pada :
23
- Penggunaan motor DC untuk menggerakkan lengan mekanik dan dikontrol
oleh mikrokontroler.
- Penggunaan sensor LM35 sebagai kontrol suhu 35 C dan 37 C.
- Penggunaan timer sebagai setting waktu 15 dan 60 menit.
- Penggunaan display LCD character sebagai tampilan waktu 15 menit,
60 menit, suhu 35 C dan 37 C.
1.4 Rumusan Masalah
Pada pembuatan modul ini, penulis menetapkan beberapa rumusan masalah
sebagai berikut :
1.Bagaimana kerja dari Mikrokontroler AT 89s51 dalam mengontrol dari
keseluruhan rangkaian hingga proses akhir dari Desintegration tester ?
2. Mampukah mekanik
menggerakkan kasa penampang ?
3. Mampukah LM35
mengontrol suhu pada air ?
4. Mampukah timer bekerja
sesuai dengan setting waktu yang telah ditentukan?
1.5 Tujuan
1.5.1 Tujuan Umum
Dibuatnya Alat. Desintegration tester Berbasis Mikrokontroler AT89s51.
24
1.5.2 Tujuan Khusus
Dengan acuan permasalahan tersebut diatas, maka secara operasional
tujuan khusus pembuatan alat ini antara lain :
1. Membuat rangkaian driver motor DC.
2. Membuat rangkaian mikrokontroler AT89s51.
3. Membuat rangkaian LCD Character untuk menampilkan waktu dan suhu.
4. Membuat software pada mikrokontroler AT89s51.
5. Membuat setting waktu dan setting suhu.
1.6 Manfaat
1.6.1 Manfaat Teoritis
Menambah wawasan dan pengetahuan tentang alat-alat kesehatan dalam
kampus Jurusan teknik elektromedik Surabaya khususnya pada alat
Desintegration tester Bersasis Mikrokontroler AT89s51.
1.6.2 Manfaat Praktis
Dengan adanya alat ini diharapkan dapat memudahkan user dalam
melakukan pekerjaannya dan dapat menyelesaikan tugas fungsionalnya dengan
cepat, efisien, dan akurat.
25
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Prinsip dasar Desintegration tester
Pesawat Desintegration tester merupakan salah satu peralatan kesehatan
khususnya farmasi yang digunakan untuk pengujian waktu hancur pada tablet.
Pada alat generasi sebelumnya DT1-IS yaitu alat berupa rakitan komponen
elektronika yang disusun secara digital, pemilihan hanya menggunakan timer
mekanik, dan system alat bekerja secara terus menerus tanpa adanya controlbit
apabila suhu setting tercapai, dan suhu serta waktu yang telah disetting tidak
ditampilkan.
Pada alat yang penulis buat Prinsipnya adalah meletakkan tablet di atas
kasa yang tahan karat, kemudian dimasukkan dalam air. Dan untuk pengujian
selanjutnya adalah air dipanaskan dengan menggunakan heater, untuk tablet
bersalut air dipanaskan sampai suhunya 35 C, air dalam chamber dikontrol
sampai suhu yang telah ditentukan tercapai, apabila sudah tercapai maka lengan
26
mekanik mulai bergerak dan naik turunkan keranjang, ini berfungsi agar tablet
mendapat gaya dorong dan pengaruh oleh suhu yang ada pada air tersebut, proses
ini akan berlagsung selama 60 menit, dan untuk tablet tidak bersalut air
dipanaskan sampai suhunya 37 C, air dalam chamber dikontrol sampai suhu yang
telah ditentukan tercapai, apabila sudah tercapai maka lengan mekanik mulai
bergerak dan naik turunkan keranjang, ini berfungsi agar tablet mendapat gaya
dorong dan pengaruh oleh suhu yang ada pada air tersebut, proses ini akan
berlagsung selama 15 menit. apabila tablet yang diuji telah memenuhi prosedure
yang telah ditentukan maka tablet tersebut memenuhi standart. dan apabila tidak
sesuai dengan ketentuan tersebut maka tablet belum aman dikonsumsi.
2.2 Komponen dasar untuk Desintegration tester
Sebelum merencanakan pembuatan modul, terlebih dahulu akan dibahas
secara singkat komponen-komponen dasarnya, antara lain :
2.2.1 Motor DC
Motor DC adalah motor yang mempunyai dua arah putaran, yang tergantung
dari fase yang diberikan. Sumber tegangan yang digunakan adalah DC, putaran
motor dapat dikendalikan dengan pengaturan besar kecilnya tegangan melalui
resistansi. Prinsip dasar dari motor DC adalah terdapatnya kumparan yang
bergerak terhadap medan magnet.
W
S
N
E
27
Gambar 2.1. Motor DC
Motor DC ini merupakan komponen utama pada pesawat desintegration
tester. Dimana motor akan bekerja setelah suhu tercapai (motor berputarCW),
motor ini akan berputar selama waktu yang telah ditentukan.
2.2.2 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
IC mikrokontroller terdiri dari beberapa jenis dan karakter diantaranya
AT89S51, AT89S52, AT89S53, AT89C51, AT89C52, AT89C2051, AT89C4051,
AT89C55 yang membedakan adalah memory untuk konfigurasi program dan
karakter yang lainnya. Dalam pembuatan modul alat ini menggunakan IC
mikrokontroller AT89S51 karena penggunaannya sudah cukup dengan memory
yang ada, selain itu juga sudah diajarkan dalam kuliah mikrokontroller.
IC Mikrokontroller AT 89s51 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.
a. 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
ditentiukan oleh bus dan memori internal, oleh karenanya mikrokontroller
keluarga MCS ’51 ini memiliki kemampuan menyimpan data 8 bit.
b. 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).
28
c. Unit Pengendali
Unit pengendali digunakan untuk menyerempakkan kerja yang sangat
diperlukan oleh setiap prosessor. Sebuah instruksi diambil dan didekode, setelah
prosessor mengetahui apa yang dimaksud dengan instruksi, maka unit pengendali
akan memberikan signal pada aksi yang dimaksud.
Mikrokontroller AT 89s51 memiliki beberapa fasilitas yang dapat dipakai
oleh pengguna. Fasilitas yang dimaksud antara lain :
1. Flash program memori ROM internal sebesar 4 Kbyte. Dengan flash
PEROM ini mikrokontroller mampu diprogram dan dihapus hingga
1000 kali.
2. Memori data RAM internal sebesar 128 Byte.
3. Kemampuan kerja clock internal dari 0 hingga 24 M Hz.
4. Terdapat 2 buah timer/counter yang dapat dipakai hingga 16 Bit.
5. Kemampuan mengalamati memori program dan data maksimum 64
Kbyte eksternal.
6. Dua buah tingkat prioritas interupsi.
7. Lima buah interupsi, yaitu 2 buah interupsi eksternal dan 3 buah
interupsi internal.
8. Empat buah I/O masing-masing 8 Bit.
9. Port serial full duplex UART (Universal Asincronous Receive
Transmit), dengan kemampuan pendeteksian kesalahan.
10. Mode pengontrolan daya, yaitu :
Mode Idle (daya akan berkurang jika CPU dikehendaki stad by).
Mode Power Down (oscillator berhenti yang berarti daya akan
berkurang karena intruksi yang dieksekusi menghendaki power
down)
11. Pengembalian ke mode normal setelah power down karena adanya
interupsi.
12. Dapat diprogram per bit sehingga pemrograman akan lebih leluasa
dan efektif.
29
Gambar 2.2. Pin Konfigurasi AT89S51
Dalam IC program AT89S51 terdapat beberapa port dan program-program
lain. Diantaranya adalah sebagai berikut:
1. 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 pemprograman flash. Dan
megeluarkan kode bit selama verifikasi program.
2. Port 1
Port 1 adalah 8-bit bidirectional Port 1/0 dengan 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
30
secara eksternal dipull low akan mengalirkan arus 1 L karena internal pull up. Port
1 juga menerima address bawa selama pemrograman flash dan ferifikasi.
Tabel 2.1 Port Pin (P1) Alternate Functions
3. 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.
4. 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 keport 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 ferifikasi.
5. RST
Input reset. Logika high pada pin ini akan mereset siklus mesin.
6. ALE/PROG
Pulsa Output Address Latch Enable digunakan untuk lacthing bit bawah dari
address selama mengakses keeksternal 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 didisable
dengan memberikan setting bit 0 dari SFR pada lokasi 8 EH. Dengan bit set, ALE
dapat diiaktifkan selama instruksi M0VX atau MOVC. Dengan mensetting ALE
Port Pin Alternate Functions
P1.5 MOSI (used for In-System Programming)
P1.6 MISO (used for In-System Programming)
P1.7 SCK (used for In-System Programming)
31
disabled, tidak akan mempengaruhi jika mikrokontroler pada mode eksekusi
eksternal.
7. PSEN
Program store enable merupakan sinyal yang digunakan untuk membaca
program pada memori eksternal. Ketika 8951 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.
8. 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 diposisikan ke VCC
untuk eksekusi program internal. Pin ini juga menerima tegangan pemrograman
12 Volt (VPP) selama pemrograman flash.
9. Port Pin Alternate Functions
Port Pin Alternate Functions seperti yang ditunjukkan dalam table berikut:
Tabel 2.2 Port Pin (P3) Alternate Functions
10. XTAL 1
Input
oscilator inverting amplifier dan input untuk internal clock untuk pengoperasian 2.
11. XTAL 2
Output dari inverting oscilator amplifier
Port Pin Alternate Functions
P3.0 RXD (serial input port)
P3.1 TXD (serial output port)
P3.2 INT0 (external interrupt 0)
P3.3 INT1 (external interrupt 1)
P3.4 T0 (timer 0 external input)
P3.5 T1 (timer 1 external input)
P3.6 WR (external data memory write strobe)
P3.7 RD (external data memory read strobe)
32
2.2.3 Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter)
ADC merupakan salah satu piranti penting dalam suatu sistem akuisi data
analog menjadi data digitakl untuk kemudian diolah dalam perangkat yang
berbasis digit. ADC dituntut mampu mengubah data analog menjadi data digital
dengan kepresisian yang tinggi dimana sampling analog yang diambil harus
mampu mewakili kondisi analog yang sebenarnya sehingga ketika data diubah
informasinya yang ditampilkan dalam bentuk digital memiliki error yang sangat
kecil terhadap kondisi sebenarnya. Selain itu kecepatan konversi juga menjadi
perhatian, karena semakin cepat konversi yang real time akan dapat terpenuhi
ADC yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah jenis ADC 0804 yang
mempunyai resolusi 8 bit dan waktu konversi 100 mikro second. Kecepatan
konversi ADC 0804 ini dapat ditentukan oleh frekwensi clock yaitu dengan
menggunakan resistor dan kapasitas eksternal. Nilai resistor yang digunakan
sebesar 150 pf, dengan persamaan berikut :
Fclk : 1 / ( 1.1 R.C )
: 1 / ( 1.1 . 1000 . 150 . 10 )
: 606060,6061 Hz
: 606 KHz
ADC 0804 memepunyai tegangan referensi yang digunakan untuk mengatur
tegangan input pada vi + dan vi -, hal ini bertujuan agar inputan maksimal, maka
data digital juga akan maksimal, data ditentukan dengan persamaan berikut ini :
Vref = 1/2 Vin maks
= 1/2 x 5volt
= 2,5 volt
Vresolusi = Vin maks / 255
= 5 volt / 255
= 0,0196078431
Chip reset fungsinya untuk mengaktifkan ADC yang diaktifkan dengan
logika low. Read adalah inputan yang digunakan untuk membaca data digital hasil
33
konversi yang aktif pada kondisi logika low, write ( WR ) berfungsi untuk
melakukan start konversi ADC diaktifkan pada kondisi logika low. Instruksi untuk
mendeteksi apakah konversi telah selesai, maka pin instruksi akan mengeluarkan
logika low. Data outputan digital sebanyak 8 bit ( DBO – DB7) biner 00000000
sampai 11111111, sehingga kemungkinan angka desimal yang akan muncul
adalah 0 sampai 255 dapat diambil pada DBO – DB7.
Gambar 2.3. Rangkaian ADC 0804
2.2.4 Rangkaian Display Lcd Karakter 2x16
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 2 x 16, sehingga kaki-
kakinya berjumlah 16 pin.
LCD yang penulis gunakan adalah M1632, yang mana digunakan untuk
menampilkan hasil proses pada Mikrokontroller AT89S51. LCD ini hanya
memerlukan daya yang 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
R 4 1 0 K
J 2
I N P U T
12
C 11 5 0 P
R 12 2 0
p 1 . 0
J 3
C O N 8
12345678
R 31 0 K
13
2D 2
3 V
V C C
U 1
A D C 0 8 0 4
67
8
9
10
1 11 21 31 41 51 61 71 8
1 9
20
4
5
123
+ I N-I N
GN
D
V R E F / 2
GN
D
D B 7D B 6D B 5D B 4D B 3D B 2D B 1D B 0
C L K R VC
C/V
RE
F
C L K I N
I N TR
C SR DW R
p 1 . 1
V C C
34
oleh MPU. Ini membuat LCD berguna untuk range yang luas dari terminal
display unit untuk mikrokomputer dan display unit measuring gages.
Tabel 2.3. Fungsi Pin Pada LCD
No. Symbol Level Keterangan
1 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/LBernilai logika ‘0’ untuk input instruksi dan bernilai
logika ‘1’ untuk input data.
5 R/W H/LBernilai logika ‘0’ untuk proses ‘write’ dan bernilai
logika ‘1’ untuk proses ‘read’.
6 E HMerupakan sinyal enable. Sinyal ini akan aktif pada
failing edge dari logika ‘1’ ke logika ‘0’.
7 DB0 H/L Pin data D0
8 DB1 H/L Pin data D1
9 DB2 H/L Pin data D2
10 DB3 H/L Pin data D3
11 DB4 H/L Pin data D4
12 DB5 H/L Pin data D5
13 DB6 H/L Pin data D6
14 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
35
ground
Cara kerja menjalankan LCD :
Langkah 1 : Inisialisasi LCD.
Langkah 2 : Arahkan pada alamat yang dikehendaki (lihat tabel
alamat).
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
Display Clear membersihkan semua tampilan dan mengembalikan cursor
pada posisi semula (address 0). Ruang kode 20 (heksadesimal) ditulis ke semua
alamat dari DD RAM, dan alamat 0 dari DD RAM diset ke AC (Address
Counter). Jika diubah, display akan kembali ke posisi semula. Setelah perintah
eksekusi pada Display Clear, mode entry akan ditambahkan.
2. Cursor Home.
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 *
* : invalid bit
Cursor Home mengembalikan cursor ke posisi semula (address 0). DD
RAM alamat 0 diset ke AC dan cursor kembali ke posisi semula. Isi
DD RAM jangan dirubah. Jika cursor sedang ON, maka akan kembali ke sebelah
kiri.
3. Entry Mode Set.
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S
U 3
LCD
V S S1
VC
C2
V E E3
R / W5
V +1 5
V -1 6
D O7
D 18
D 29
D 31 0
D 41 1
D 51 2
D 61 3
D 71 4
R S4
E N6
D 5 I N 4 1 4 8
V R
1 0 K
V C C
CHARACTER 2 X 16
36
Entry Mode Set diset untuk menunjukkan perpindahan cursor dan apakah
display akan dirubah.
I/D : ketika I/D = 1, alamat akan ditambah satu dan cursor
berpindah ke kanan. Ketika I/D = 0, alamat akan dikurangi satu dan
cursor berpindah ke kiri.
S : ketika S = 1 dan I/D = 1, display berpindah ke kiri.
ketika S = 1 dan I/D = 0, display berpindah ke kanan.
ketika S = 0 , display tak berpindah.
4. Display ON/OFF Control.
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 0 0 1 D C B
Display ON/OFF Control mengembalikan total dispay dan cursor
ON dan OFF, dan membuat posisi cursor mulai berkedip.
D : ketika D = 1, display ON
ketika D = 0, display OFF
C : ketika C = 1, cursor ditampilkan
ketika C = 0, cursor tidak ditampilkan
B : ketika B = 1, karakter pada posisi cursor berkedip.
ketika B = 0, karakter pada posisi cursor tidak berkedip.
Gambar 2.4. Rangkaian LCD 2 x 16
37
Operasi dari LCD M1632 terdiri dari empat kondisi, yaitu instruksi
mengakses proses internal, instruksi menulis data dan instruksi membaca
kondisi sibuk dan instruksi membaca data.
5. Cursor/ Display Shift.
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *
* : invalid bit
Cursor Disply Shift memindah cursor dan mengubah display tanpa
merubah isi dari DD RAM. Berikut ini tabel penunjukan cursor, yaitu
Tabel 2.4. Penunjukkan cursor
S/C R/LOperasi
0 0 Posisi cursor dipindah ke kiri
0 1 Posisi cursor dipindah ke kanan
1 0 Semua display dipindah ke kiri dengan cursor
1 1 Semua display dipindah ke kanan dengan cursor
6. Function Set.
RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
0 0 0 0 1 DL 1 * * *
* : invalid bit
Function Set digunakan untuk mengeset pemisahan data length.
DL : ketika DL =1, data length diset untuk 8 bit (DB7 sampai DB0).
Ketika DL =0, data length diset untuk 4 bit (DB7 sampai DB4). Untuk bit
atas ditransfer lebih dulu, kemudian dilanjutkan bit bawah.
Tabel 2.3.4 Posisi Karakter Pada LCD Karakter 2 X 16
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8a 8b 8c 8d 8e 8f
C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 Ca Cb Cc Cd Ce Cf
38
2.2.5 Transistor sebagai saklar
Salah satu fungsi transistor adalah digunakan sebagai saklar. Syaratnya
adalah daerah kerja transistor harus pada daerah jenuh (saturasi) dan daerah
sumbat (cut off). Transistor sebagai saklar mempunyai kondisi bergantian yaitu
kondisi tertutup pada saat saturasi dan kondisi terbuka pada saat cut off.
Dimana transistor mendapatkan sulutan dari PC 817, apabila transmiter
memancarkan cahaya maka reciver mendriver dan memberikan tegangan pada
basis transistor sehingga transistor saturasi. Dan sebaliknya jika PC 817 tidak
mendapatkan sulutan maka pada basis tidak akan mendapatkan supply tegangan
sehingga transintor tidak satturasi.
R 1
1 K
J 1
S S R
12
Q 1B D 1 3 9
2
3
1
J 2
f ro m p c 8 1 7
1
+5 V
Gambar 2.5. Rangkain transistor sebagai saklar
2.2.6 Rangkain driver IC PC 817
Optocoupler merupakan piranti elektronik yang berfungsi sebagai pemisah
antara rangkaian power dan rangkaian control. Optocoupler memanfaatkan sinar
sebagai pemicu on/ off. Opto sebagai optic dan coupler sebagai pemicu.
Optocoupler terdiri dari transmiter dan receiver. Bagian transmiter dibangun oleh
led infra merah, receiver dibangun oleh transistor.
Dimana pada rangkain driver PC 817 ini aktif jika mendapatkan logika 0,
apabila mendapatkan logika 0 maka transmiter pada optocopler akan
memancarkan cahaya dan mendriver transistor saturasi dan beban bekerja, dan
sebaliknya jika PC 817 mendapatkan logika 1 maka transmiter tidak
memancarkan cahaya dan itu menyebabkan transistor tidak mendapat tegangan
sehingga transistor tidak saturasi dan beban tidak bekerja.
39
R 1
1 K
I S O 1p c 8 1 7
12
65
J 2
C O N 1
1
R 32 2 0
R 2
1 K
D 1
L E D
+5 V
Gambar 2.6. Rangkain driver PC 817
2.2.7. Rangkaian Sensor Suhu (LM 35)
Dalam pembuatan modul ini menggunakan IC LM 35 sebagai sensor suhu.
IC ini sangat peka terhadap perubahan suhu.IC LM 35 dikemas dalam bentuk
integrated yang harga tahanannya merupakan fungsi temperature. Energi panas
dari heater akan menyebabkan perubahan temperature yang selanjutnya merubah
harga tahanan . Karakteristik sensor ini mempunyai koefisien 10 mV/ ºC dimana
setiap terjadi perubahan suhu 1 ºC maka terjadi perubahan tegangan sebesar 10
mV dan bekerja pada suhu -55 ºC-150 ºC. Dipilihnya sensor ini karena mudah
diperoleh, mudah dikalibrasi, akurasinya baik, memiliki impedansi kecil (sebesar
0,1 ).
LM35 10 nF
100 Kohm
V C C
123
Ke Vin ADC
Gambar 2.7. Skematik LM35
2.2.8 Solid State Relay
40
Gambar 2.8. Solid State Relay
Solid State Relay dalam dunia elektronika adalah komponen keras yang
digunakan sebagai kontaktor dari DC untuk kontrol pada AC, dalam modul ini
penulis menggunakan SSR dikarenakan alat Desintegration tester ini sendiri
memakai heater dengan 1000watt, oleh karena itu penulis memakai SSR agar
heater bisa bekerja dengan maksimal, dan proteksi pengaman menjadi lebih aman
dibandingkan dengan rangkaian driver triac. karena SSR berupa komponen yang
berdiri sendiri tanpa ada kontak dengan rangkaian lainya dari DC ke AC.
Solid State Relay merupakan komponen yang difungsikan sebagai
kontaktor antara volt DC dan volt AC, pada umumnya mempunyai fungsi serupa
dengan relay, namun Solid State Relay lebih halus dan tidak menimbulkan kontak
antara vin dan beban, karena dalam SSR memanfaatkan optocopler sebagai
pemisah jalur DC dan AC, disini berfungsi sebagai pengaman pada rangkain,
apabila ada konsleting pada beban AC maka tidak sampai kontak pada jalur DC.
Pada alat desintegration Solid State Relay digunakan sebagai driver heater
yang berfungsi sebagai pemanas pada air yang ada dalam chamber, Solid State
Relay didriver oleh PC 817 yang mendapat logika dari port mikrokontroller.
Apabila PC 817 mendapat logika 0 maka control VDC Solid State Relay akan
mendapatkan supply tegangan sehingga optocopler akan memancarkan cahaya
41
sehingga akan mendriver dan beban akan nyala, dan sebaliknya apabila PC 817
mendapatkan logika 1 maka optocopler menyebabkan tidak bekerjanya beban
karena tidak memancarkan cahaya, Solid State Relay ini di aktifkan pada logika
’0’. Dalam Solid State Relay mempunyai rangkain sebagai berikut :
1 K
1 K
I S O 3p c 8 1 7
12
65
B D 1 3 9
2
3
1
R 4 52 2 0 K C 3 3
1 0 0 n / 4 0 0 V
U 1 0 1
26
4
R 4 4
1 0 K
V C C
Solid State Relay
V C C
o u t p u t A C
12
J 2 1
p 1 . 4
1
Gambar 2.9. Rangkaian Solid State Relay
Tabel 2.5. kateristik solid state relay SSRD 240D40
2.2.9 IC Op-Amp 741 sebagai buffer
Penguat Operasional atau Op-amp adalah rangkaian elektronik yang
dirancang dan dikemas secara khusus sehingga dengan menambahkan
komponen luar sedikit saja dapat dipakai untuk berbagai keperluan .Seri LM
741 adalah penguat operasi untuk keperluan umum yang penampilannya lebih
baik dari standart industri. Op-amp IC yang khas terdiri atas tiga rangkaian
dasar, yakni penguat diferensial masukan tinggi, penguat tegangan tinggi, dan
penguat keluaran impedansi rendah.
42
Secara umum Op-amp memerlukan catu positif dan catu negatif. Karena
catunya demikian, tegagan keluarannya dapat berayun positif atau negatif
terhadap bumi. Penguat ini memiliki sifat-sifat yang penerapannya selalu tepat
dan dapat memproteksi beban yang dimasukkan maupun dikeluarkan. Op-amp
LM 741 yang diproduksi oleh national semikonduktor. Op-amp ini mempunyai
1 buah Op-amp yang dioperasika dengan supplay ganda yaitu +12 V dan -12V.
R 1 17 5 0 o h m
+
-
U 3
L M 7 4 1
3
26
7 14 5
V C C -5 v
TP 1
TP S E N S O R
1
J 6
L M 3 5
123
t o ze ro a n d s p a n
1
V C C
C 41 u f
V C C
Gambar 2.10. Penerapan rangkaian buffer
2.2.10 IC Op-Amp 741 sebagai Adder
Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah
yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil
outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting.
Pada dasarnya nilai outputnya adalah jumlah dari penguatan masing masing dari
inverting, seperti :
43
Bila Rf = Ra = Rb = Rc, maka persamaan menjadi :
Vo = - (Va +Vb +Vc)
Rangkaian adder adalah lebih dikenal dengan penjumlah, dalam modul ini
rangkaian adder digunakan sebagai membatasi tegangan yang diinginkan, yaitu
0,2v = 0v dan 0,4v = 5v. dengan cara pada saat input 0,2v maka pada variable
resistor pada input kita adjust sampai hasil penjumlahan antara tegangan minus
dan input dari buffer bernilai 0v. dan apabila pada saat tegangan dari buffer
0,4v.maka kita menginkan output menjadi 5v, maka kita adjust pada variable
resistor yang ada pada penguatan sehingga input yang semula 0,4v akan dikuatkan
sampai 5v.
V C C -1 2 v
1 0 0 k
R 1 4
4 K 7
V C C -5 v
J 7
t o in v e rt in g
1f ro m b u f f e r
1
R 1 9 1 0 0 K
1 3
2
2 0 K
13
2
C 51 0 4
+
-
U 4 B
L M 7 4 7
6
71 0
9 54 8
1 0 0 k
V C C _ 1 2 v
Gambar 2.11. Penerapan rangkaian adder
2.2.11 ` IC Op-Amp 741 sebagai inverting
Inverting amplifier ini, input dengan outputnya berlawanan polaritas. Jadi
ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier adalah
bisa lebih kecil nilai besaran dari 1, misalnya -0.2 , -0.5 , -0.7 , dst dan selalu
negatif. Rumus nya :
44
Gambar 2.12 Rangkaian Dasar Inverting Amplifier
Dimana pada rangkaian sebelumnya adalah input tegangan berupa
tegangan negatif, oleh karena itu output dari rangkaian adder tersebut di
inverting agar tegangan negatif dirubah menjadi tegangan positif sehingga
tegangan tersebut dapat diumpankan pada ADC (analog to digital circuits) untuk
dikonversi dan diolah oleh mikrokontroler.
V C C _ 1 2 v
t o in a d c 0 8 0 4
1
+
-
U 4 A
L M 7 4 1
2
11 2
13
34 1
4
C 6
1 0 4
R 1 2 1 0 K
1 0 K
V C C -1 2 v
1 0 K
R 1 3 1 0 K
f ro m a d d e r
1
Gambar 2.13. Rangkaian Inverting Amplifier
45
BAB III
KERANGKA KONSEPTUAL
3.1 Diagram mekanik
Tampak Depan
3.2 Diagram Blok
MikrokontrolerAT89S51
Start
LCD
Buzzer
Driver Heater
Indikator
Heater
Adc
Setting Suhu
Driver motor Motor
Setting Waktu
PROGRAM
Zero and SpanbufferLM 35
Tampilan Timer
Chamber
Tampilan Suhu
Lengan mekanik
Gelas Ukur
Sensor Suhu
46
Gambar 3.1 Diagram Blok
Tegangan dari jala-jala PLN disearahkan oleh rangkaian power supply
yang nantinya akan mensupply tegangan pada seluruh rangkaian. Kemudian
melakukan penyetingan suhu dan waktu yang kita kehendaki. Setelah itu tekan
tombol START, maka mikrokontroler akan memberikan logika ke driver heter,
kemudian heater menyala dan sensor suhu bekerja, proses ini akan berlangsung
sampai suhu tercapai sesuai yang telah disetting, dengan tercapainya suhu maka
memberi logika pada mikrokontroller.
Kemudian mikrokontroler akan mulai menghitung waktu dan memberikan
logika pada driver motor bekerja untuk menggerakkan mekanik, selama proses ini
berjalan suhu yang ada dalam chamber akan dipantau oleh LM 35, apabila suhu
air lebih tinggi dari setting maka mikrokontroler akan mematikan heater, apabila
suhu dalam air lebih rendah dari setting suhu, maka mikrokontroler akan
mengaktifkan heater kembali, proses ini berjalan selama timer belum habis,
apabila waktu yang telah disetting telah habis maka alat akan berhenti dan buzzer
berbunyi menandakan proses telah berakhir.
47
3.4 Diagram Alir
BEGIN
Inisialisasi LCD
START
Heater Bekerja
No
Yes
Suhu Tercapai ?
Yes
Motor OnTimer On
No
A
Timer habis ? No
Yes
time : ….. : …..
Suhu : 35 ?Suhu : 37 ?
48
Tegangan dari PLN masuk pada rangkaian power supply, yang berfungsi
sebagai penyearah tegangan, kemudian rangkaian mikrokontroller mendapat
tegangan sehingga program melakukan inisialisasi pada LCD character.
Setelah proses inisialisasi selesai maka tentukan suhu yang dibutuhkan
dan berapa waktu lama alat bekerja pada setting waktu dan setting suhu, apabila
sudah melakukan pengaturan suhu dan waktu maka tekan tombol start, lalu
kemudian heater menyala untuk memanaskan air dan indicator menyala, apabila
suhu sudah tercapai maka timer mulai menghitung sesuai yang telah ditentukan,
dan jika waktu belum habis maka mikrokontrler akan mengulangi terus menerus,
dan apabila waktu habis maka mikrokontroler akan mematikan driver motor
sehingga motor berhenti dan heaterpun berhenti, sebagai penanda proses telah
selesai maka mikrokontroler akan menyalakan buzzer. sehingga proses telah
selesai.
Motor off
A
Heater off
Buzzer on
END
49
Pada keterangan diagram blok dan diagram alir menunjukkan proses
alat disintegration tester bekerja, dan setelah melakukan beberapa
tahap percobaan maka dapat dikatakan mikrokontroler dapat
mengontrol seluruh rangkaian dan program yang telah diisikan.
mikrokontroler dapat mengolah data dari sensor lm35 dan ditampilkan
pada display
Pada saat suhu tercapai maka mikrokontroler member logika 0 dan
mampu menggerakkan motor sehinggga lengan mekanik mulai naik
turun.
50
BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN
4.1 URUTAN KEGIATAN
Urutan kegiatan dalam pelaksanaan tugas akhir ini meliputi :
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 diagram blok.
5. Membuat diagram alir.
6. Menyiapkan bahan berupa komponen, box dan peralatan yang
dibutuhkan dalam pembuatan modul.
7. Membuat jadwal kegiatan untuk mengatur waktu pembuatan
modul.
8. Membuat modul.
9. Melakukan pengukuran dan kalibrasi.
10. Membuat laporan.
4.2 JENIS PENELITIAN
Jenis penelitian untuk tugas akhir ini yaitu penelitian ekperimental.
4.3 ANALISA DATA
4.3.1 Variabel Bebas
Sebagai variabel bebas adalah tablet sebagai sampel.
51
4.3.2 Variabel Terikat
Sebagai Variabel terikat adalah Motor DC dan suhu.
4.3.2 Variabel Terkendali
Sebagai variabel terkendali adalah LCD karakter.
4.4 DEFINISI OPERASIONAL VARIABEL
Dalam kegiatan operasionalnya, variabel – variabel yang digunakan
dalam perencanaan pembuatan modul, baik variabel terkendali, terikat dan
bebas memiliki fungsi-fungsi antara lain :
Tablet berfungsi sebagai sampel.
Motor DC berfungsi sebagai penggerak mekanik.
LCD karakter berfungsi untuk menampilkan timer dan suhu dalam
chamber.
4.5 DAFTAR KOMPONEN
Adapun komponen-komponen penting yang akan kami gunakan dalam
pembuatan modul, antara lain :
Motor DC
LM 35
IC PC 817
Transistor
LCD 2X16
SSR
52
4.6 PERALATAN YANG DIPERGUNAKAN
Sebagai sarana pendukung dalam pembuatan tugas akhir ini dapat
kami sebutkan sebagai berikut :
Solder listrik
Soldering pump
Bread board
Tool set
Multimeter
4.7 JADWAL KEGIATAN
Jadwal kegiatan penulis susun menurut jadwal kalender Akademik
yang ada di Politeknik Kesehatan Jurusan Teknik Elektromedik Surabaya.
Tabel 4.1 Jadwal Kegiatan
Kegiata
n
Se
p
Ok
t
No
v
De
s
Ja
n
Fe
b
Ma
r
Ap
r
Me
i
Ju
n
Ju
l
I √ √
II √
III √ √ √ √ √ √
IV √ √ √
V √
Keterangan :I. Penentuan JudulII. Studi Literatur dan Pembuatan ProposalIII. Survey Bahan dan AlatIV. Pembuatan ModulV. Seminar
53
BAB V
HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS
5.1 Hasil pengukuran pada desintegration tester
5.1.1 Hasil pengukuran setting timer dibandingkan dengan
stopwatch
Tabel 5.1 Pengukuran Timer
Data Setting Timer
Data Ukur Setting Timer Dengan Stopwatch
(detik)
Uji 1 Uji 2 Uji 3 Uji 4 Uji 5 Uji 6
900 detik(15 menit)
900.0 900.0 900.0 900.0 900.0 900.0
3600 detik (60 menit)
3600.0 3600.0 3600.0 3600.0 3600.0 3600.0
5.1.2 Hasil pengukuran setting suhu dengan termometer
Tabel 5.2. Pengukuran Sensor Suhu
Display LCD Suhu ( °C )
Data Perbandingan LCD Dengan Termometer( °C )
Uji 1 Uji 2 Uji 3 Uji 4 Uji 5 Uji 635 C 36 35 35 35 35 35
37 C 38 37 37 37 37 37
5.2 Analisis Data
Pengukuran waktu dilakukan beberapa kali dalam melakukan percobaan.
Kemudian hasil pengukuran tersebut di bandingkan dengan angka standart
dan dicari berapa nilai standart deviasi (SD), dan akan diperoleh nilai error
dengan rumus sebagai berikut :
54
1. 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 adalah nilai atau hasil pembagian dari jumlah data yang
diambil atau diukur dengan banyaknya pengambilan data atau
banyaknya pengukuran.
Rata – Rata ( ) =
2. Standart deviasi
Standart deviasi adalah suatu nilai yang menunjukan tingkat
(derajat) variasi kelompok data atau ukuran standart
penyimpangan dari meannya.
Standart Deviasi (STD) =
3. Error (rata-rata simpangan)
Error (rata-rata simpangan) adalah selisih rata-rata nilai dari harga
yang dikehendaki dengan nilai yang diukur.
Rumus error :
Error =
Persen error adalah nilai persen dari simpangan (error) terhadap
nilai yang dikehendaki.
Rumus % error :
55
% Error = x 100%
4. Ketidakpastian (Ua)
- adalah nilai disekitar hasil pengukuran yang didalamnya diharapkan
terdapat nilai sebenarnya dari nilai ukur
- Dirumuskan sebagai berikut :
Ua =
5. U95
- adalah tingkat kenyakinan akan keberadaan nilai sebenarnya pada
suatu tindakan pengukuran.U95 menunjukkan data yang dianggap benar
adalah 95%.
- Dirumuskan sebagai berikut :
U95 =
5.2.1. Analisis data pada pengukuran timer
Analisis data pada pengukuran timer 900 detik
1.Setting Waktu = 900 detik
waktu yang telah kita tentukan.
2. Rata – Rata ( ) =
=
= 900
56
Rata – rata adalah nilai atau hasil pembagian dari jumlah data yang
diambil atau diukur dengan banyaknya pengambilan data atau banyaknya
pengukuran. Dalam perhitungan diatas didapatkan hasil 0. Hal ini terjadi
karena pengambilan sampel pengukuran hanya 6 kali.
3. Koreksi = Rerata – Setting Waktu
= 900-900 = 0
Perhitungan diatas didapatkan hasil 0. Dapat dikatakan selisih rata-rata
dengan waktu yang telah kita tentukan adalah 0
4. Kesalahan (Error%) =
=
= 0%
Berdasarkan hasil perhitungan waktu dibandingkan dengan stopwacth
mendapatkan hasil prosentase eror sebesar 0% sehingga layak digunakan,
karena toleransinya kurang dari 5%.
5. Standart Deviasi
= 0
57
Standart Deviasi yang didapat setelah melakukan perhitungan diatas
didapatkan hasil sebesar 0. Hasil tersebut menunjukkan bahwa penyebaran
hasil pengukuran merata.
6. Ua (Ketidak pastian) =
=
= 0
Dari hasil pengukuran diatas didapatkan hasil 0. Dimana 0 adalah daerah
nilai yang sebenarnya dari beberapa data pengukuran.
7. U95 (Kelayakan) = Ua x 2
= 0 x 2
= 0
Dimana hasil perhitungan diatas menunjukkan bahwa daerah nilai yang
sebenarnya 0, dimana hasil tersebut dipercaya 95% tingkat kebenaranya.
Analisis data pada pengukuran timer 3600 detik
1.Setting Waktu = 3600 detik
waktu yang telah kita tentukan.
2. Rata – Rata ( ) =
=
= 3600
58
Rata – rata adalah nilai atau hasil pembagian dari jumlah data yang
diambil atau diukur dengan banyaknya pengambilan data atau banyaknya
pengukuran. Dalam perhitungan diatas didapatkan hasil 0. Hal ini terjadi
karena pengambilan sampel pengukuran hanya 6 kali.
3. Koreksi = Rerata – Setting Waktu
= 3600-3600 = 0
Perhitungan diatas didapatkan hasil 0. Dapat dikatakan selisih rata-rata
dengan waktu yang telah kita tentukan adalah 0
4. Kesalahan (Error%) =
=
= 0%
Berdasarkan hasil perhitungan waktu dibandingkan dengan stopwacth
mendapatkan hasil prosentase eror sebesar 0% sehingga layak digunakan,
karena toleransinya kurang dari 5%.
5. Standart Deviasi
= 0
59
Standart Deviasi yang didapat setelah melakukan perhitungan diatas
didapatkan hasil sebesar 0. Hasil tersebut menunjukkan bahwa penyebaran
hasil pengukuran merata.
6. Ua (Ketidak pastian) =
=
= 0
Dari hasil pengukuran diatas didapatkan hasil 0. Dimana 0 adalah daerah
nilai yang sebenarnya dari beberapa data pengukuran.
7. U95 (Kelayakan) = Ua x 2
= 0 x 2
= 0
Dimana hasil perhitungan diatas menunjukkan bahwa daerah nilai yang
sebenarnya 0, dimana hasil tersebut dipercaya 95% tingkat kebenaranya.
Tabel 5.3. Hasil Analisis data pada pengukuran waktu
Display LCD
waktu (detik)
Data Perbandingan LCD waktu Dengan stopwatch( detik ) Rata -
RataSD
% Error
Ua U95
Uji 1
Uji 2
Uji 3
Uji 4
Uji 5
Uji 6
900 900 900 900 900 900 900 900 0 0% 0 0
3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 0 0% 0 0
60
Dalam perhitungan diatas didapatkan hasil rata-rata sebesar 0. Hal ini
terjadi karena pengambilan sampel pengukuran hanya 6 kali. Standart
deviasi didapatkan hasil sebesar 0. Hasil tersebut menunjukkan bahwa
penyebaran hasil pengukuran merata. prosentase eror sebesar 0% sehingga
layak digunakan, karena toleransinya kurang dari 5%. Ua (ketidakpastian )
didapatkan hasil 0. Dimana 0 adalah daerah nilai yang sebenarnya dari
beberapa data pengukuran. U95 diatas menunjukkan bahwa daerah nilai
yang sebenarnya 0, hasil tersebut dipercaya 95% tingkat kebenaranya.
5.2.2. Analisis data pada pengukuran suhu
Analisis data pada pengukuran suhu 35 C
1. Suhu setting = 35 C
Suhu yang telah kita tentukan.
2. Rata – Rata ( ) =
=
= 35,16
Rata – rata adalah nilai atau hasil pembagian dari jumlah data yang
diambil atau diukur dengan banyaknya pengambilan data atau banyaknya
pengukuran. Dalam perhitungan diatas didapatkan hasil 35,16. Hal ini
terjadi karena pengambilan sampel pengukuran hanya 6 kali.
3. Koreksi = Rerata – Suhu setting
= 35,16 – 35 = 0.16
61
Perhitungan diatas didapatkan hasil 0,16. Dapat dikatakan selisih rata-rata
dengan suhu yang telah kita tentukan adalah 0,16
4. Kesalahan (Error%) =
=
= 0,45 %
Berdasarkan hasil perhitungan dari sensor suhu dibandingkan dengan
thermometer mendapatkan hasil prosentase eror sebesar 0,45% sehingga
layak digunakan, karena toleransinya kurang dari 5%.
5. Standart Deviasi
= 0,408
Standart Deviasi yang didapat setelah melakukan perhitungan diatas
didapatkan hasil sebesar 0,408. Hasil tersebut menunjukkan bahwa
penyebaran hasil pengukuran merata.
6. Ua (Ketidakpastian) =
=
= 0,167
62
Dari hasil pengukuran diatas didapatkan hasil 0,167. Dimana 0,167 adalah
daerah nilai yang sebenarnya dari beberapa data pengukuran.
7. U95 (Kelayakan) = Ua x 2
= 0,167 x 2
= 0,334
Dimana hasil perhitungan diatas menunjukkan bahwa daerah nilai yang
sebenarnya 0,334, dimana hasil tersebut dipercaya 95% tingkat
kebenaranya.
Analisis perhitungan suhu 37 C
1. Suhu setting = 37 C
Suhu yang telah kita tentukan.
2. Rata – Rata ( ) =
=
= 37,16
Rata – rata adalah nilai atau hasil pembagian dari jumlah data yang
diambil atau diukur dengan banyaknya pengambilan data atau banyaknya
pengukuran. Dalam perhitungan diatas didapatkan hasil 37,16. Hal ini
terjadi karena pengambilan sampel pengukuran hanya 6 kali.
3. Koreksi = Rerata – Suhu setting
= 37,16 – 37 = 0.16
63
Perhitungan diatas didapatkan hasil 0,16. Dapat dikatakan selisih rata-rata
dengan suhu yang telah kita tentukan adalah 0,16
4. Kesalahan (Error%) =
=
= 0,43 %
Berdasarkan hasil perhitungan dari sensor suhu dibandingkan dengan
thermometer mendapatkan hasil prosentase eror sebesar 0,45% sehingga
layak digunakan, karena toleransinya kurang dari 5%.
5. Standart Deviasi
= 0,408
Standart Deviasi yang didapat setelah melakukan perhitungan diatas
didapatkan hasil sebesar 0,408. Hasil tersebut menunjukkan bahwa
penyebaran hasil pengukuran merata.
6. Ua (Ketidak pastian) =
64
=
= 0,167
Dari hasil pengukuran diatas didapatkan hasil 0,167. Dimana 0,167 adalah
daerah nilai yang sebenarnya dari beberapa data pengukuran.
7. U95 (Kelayakan) = Ua x 2
= 0,167 x 2
= 0,334
Dimana hasil perhitungan diatas menunjukkan bahwa daerah nilai yang
sebenarnya 0,334, dimana hasil tersebut dipercaya 95% tingkat
kebenaranya.
Tabel 5.4. Hasil Analisis data pada pengukuran sensor suhu
Display LCD Suhu ( °C )
Data Perbandingan LCD Dengan Termometer
( °C ) Rata - Rata
SD%
ErrorUa U95
Uji 1
Uji 2
Uji 3
Uji 4
Uji 5
Uji 6
35 36 35 35 35 35 35 35.16 0.408 0.45% 0.167 0.334
37 38 37 37 37 37 37 37.16 0.408 0.43% 0.167 0.334
Dalam perhitungan diatas didapatkan hasil rata-rata sebesar 35,17 dan
37,16. Hal ini terjadi karena pengambilan sampel pengukuran hanya 6
kali. Standart deviasi didapatkan hasil sebesar 0,408. Hasil tersebut
65
menunjukkan bahwa penyebaran hasil pengukuran merata. prosentase eror
sebesar 45% sehingga layak digunakan, karena toleransinya kurang dari
5%. Ua (ketidakpastian ) didapatkan hasil 0,167. Dimana 0 adalah daerah
nilai yang sebenarnya dari beberapa data pengukuran. U95 diatas
menunjukkan bahwa daerah nilai yang sebenarnya 0,334, hasil tersebut
dipercaya 95% tingkat kebenaranya.
BAB VI
PEMBAHASAN
6.1 PEMBAHASAN RANGKAIAN
6.1.1 RANGKAIAN KESELURUHAN
66
I S O 3p c 8 1 7
12
65
1 K
V C C
C 41 u f
V C C
J 6
L M 3 5
123
R 1 5
1 0 K
V C C
R 1 3 1 0 K
B D 1 3 9
2
3
1
1 K
U 1
A T8 9 S 8 2 5 1
91 81 9 2 9
3 0
3 1
4 0
12345678
2 12 22 32 42 52 62 72 8
1 01 11 21 31 41 51 61 7
3 93 83 73 63 53 43 33 2
R S TXTA L 2XTA L 1 P S E N
A L E / P R O G
E A / V P P
V C C
P 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
P 2 . 0 / A 8P 2 . 1 / A 9
P 2 . 2 / A 1 0P 2 . 3 / A 1 1P 2 . 4 / A 1 2P 2 . 5 / A 1 3P 2 . 6 / A 1 4P 2 . 7 / A 1 5
P 3 . 0 / R XDP 3 . 1 / TXD
P 3 . 2 / I N TOP 3 . 3 / I N T1
P 3 . 4 / TOP 3 . 5 / T1
P 3 . 6 / W RP 3 . 7 / R D
P 0 . 0 / A D 0P 0 . 1 / A D 1P 0 . 2 / A D 2P 0 . 3 / A D 3P 0 . 4 / A D 4P 0 . 5 / A D 5P 0 . 6 / A D 6P 0 . 7 / A D 7
V C C
V C C -1 2 v
4 1 4 8
V C C -1 2 v
V C C
V C C _ 1 2 v
V C C -5
U 2
A D C 0 8 0 4
67
8
9
10
1 11 21 31 41 51 61 71 8
1 9
20
4
5
123
+I N-I N
GND
V R E F / 2
GND
D B 7D B 6D B 5D B 4D B 3D B 2D B 1D B 0
C L K RVCC
/VR
EF
C L K I N
I N TR
C SR D
W R
R 4 4
1 0 K
1 K
V C C
V C C
1 K
V C C -5 v
3 V
V C C
TP 1
TP S E N S O R
1
V C C
C 6
1 0 4
C 51 0 4
B D 1 3 9
2
3
1
TP 3
TP o u t ze ro
1
+
-
U 3
L M 7 4 1
3
26
7 14 5
J 5
s u p p ly
12345
I S O 1p c 8 1 7
12
65
1 k
+
-
U 4 A
L M 7 4 7
2
11 2
13 34 14
C 3 3
1 0 0 n / 4 0 0 V
R 22 2 0
b u zze r
12
1 k
1 0 K
13
2
s w_ e n t e r
12
V C C
o u t p u t A C
12
V C C
1 0 K
R 4 52 2 0 K
V C C
2 0 K
13
2
s w_ u p
12
I S O 2p c 8 1 7
12
65
V C C -1 2 v
t ip 1 2 2
2
3
1
C 3
3 0 p
V C C _ 1 2 v
1 K
m o t o r
12
1 5 0 P
V C C _ 5 v
V C C _ 1 2 v
V C C -5 v
R 1 17 5 0 o h m
+
-
U 4 B
L M 7 4 7
6
71 0
9 54 8
1 K
V C C
C 23 0 p
J 2
123456789
1 01 11 21 31 41 51 6
s w_ d o wn
12
Solid S tate R elay
R 1 9 1 0 0 K
1 3
2
U 1 0 1
2
64
TP 2
TP o u t b u f f e r
1
R 1 4
4 K 7
R 1 2 1 0 K
1 0 K
13
2
1 0 K
Gambar 6.1. Rangkaian Keseluruhan
Alat ini bekerja apabila tegangan PLN masuk pada rangkaian
power supply. Rangkaian power supply berfungsi untuk mengubah
tegangan PLN yang berupa tegangan AC 220v menjadi tegangan DC,dan
tegangan DC tersebut berfungsi untuk mensupply seluruh rangkaian.
Rangakaian mikrokontroler berfungsi untuk mengatur keseluruhan kerja alat
dari pengaturan setting, pengatur suhu, pengatur waktu, dan pengatur
67
berbagai driver. Untuk pengaturan setting terdapat pengaturan setting untuk
suhu 35 dan 37 , dan pengaturan setting waktu 15 menit sampai dengan 60
menit. Setelah setting telah terpenuhi dan tombol start ditekan maka
mikrokontroler akan mengerakan masing – masing driver, dari driver
motor, driver heater, dan driver buzzer. Bekerjanya driver apabila
mikrokontroler memberikan logika 0. Selain menggerakan driver
mikrokontroler disini berfungsi untuk mengatur suhu sehinga suhu dapat
terjaga pada 35 C atau pada suhu 37 C sesuai dengan setting. Temperature
pada panas yang di hasilkan heater akan di sensor oleh LM 35 yang
kemudian akan diumpankan ke rangkaian zero and span. Rangkain ini
berfungsi untuk penggeser tegangan karena tegangan keluaran dari lm 35
sangat kecil ( berupa mV) , sehingga nantinya output dari sensor yang akan
masuk ke ADC dapat digeser sesuai dengan yang kita harapkan yaitu berupa
orde volt. Rangkaian ADC 0804 berfungsi untuk mengubah tegangan output
LM 35 yang berupa analog menjadi data digital yang nantinya akan
diumpankan ke rangkaian mikrokontroler. Data digital dari ADC 0804 yang
telah diumpankan ke mikrokontroller akan digunakan untuk menampilkan
suhu di LCD, dan untuk mengatur suhu agar terjaga sesuai dengan setting.
6.1.2 ADC 0804
68
R 4 1 0 K
J 2
I N P U T
12
C 11 5 0 P
R 12 2 0
p 1 . 0
J 3
C O N 8
12345678
R 31 0 K
13
2D 2
3 V
V C C
U 1
A D C 0 8 0 4
67
8
9
10
1 11 21 31 41 51 61 71 8
1 9
20
4
5
123
+ I N-I N
GN
D
V R E F / 2
GN
D
D B 7D B 6D B 5D B 4D B 3D B 2D B 1D B 0
C L K R VC
C/V
RE
F
C L K I N
I N TR
C SR DW R
p 1 . 1
V C C
Gambar 6.2. Rangkaian ADC 0804
Cara kerja rangkaian : input ADC 0804 pada pin no 6 mendapatkan
inputan dari LM 35 yang merupakan sensor suhu. LM 35 mengelurkan
output sebesar 10mV untuk setiap kenaikan 1 derajat celcius. Output dari
ADC 0804 berupa bilangan biner 8 bit. Output max dari ADC 0804 dapat
diatur dari pin 9 yang merupakan Vref, dengan persamaan sebagai berikut
Vref = 1/2 Vin maks
= 1/2 x 5volt
= 2,5 volt
Vresolusi = Vin maks / 255
= 5 volt / 255
= 0,0196078431
CS dan RD pada ADC 0804 diatas dihubungkan dengan ground bertujuan
agar pin no 11 s/d 18 dapat mengelurakan output, apabila CS dan SD
mendapatkan logika 1 maka pada pin no 11 s/d 18 terjadi high impedanze.
6.1.3 LISTING PROGRAM ADC 0804
69
ADC : clr wradc
nop
nop
nop
setb wradc
eoc : jb intradc,eoc
mov A,P2
mov dataADC,A
clr wradc bertujuan untuk mereset output ADC 0804, nop adalah
waktu tunda sebesar 1 mikro sekon, setb wradc beretujuan untuk memulai
konversi pada ADC 0804. mov A,P2 adalah memindahkan data dari port 2
yang merupakan output ADC 0804 ke acumulator yang kemudian akan
dipindahkan ke dataADC pada listing mov dataADC,A.
6.1.4 DRIVER HEATER.
1 K
1 K
I S O 3p c 8 1 7
12
65
B D 1 3 9
2
3
1
R 4 52 2 0 K C 3 3
1 0 0 n / 4 0 0 V
U 1 0 1
2
64
R 4 4
1 0 K
V C C
Solid State Relay
V C C
o u t p u t A C
12
J 2 1
p 1 . 4
1
Gambar 6.3. Rangkaian Driver Heater
Apabila P1.4 mendapat logika 0 maka ir akan
memancarkan cahaya sehingga basis pada Q1 mendapatkan supply
tengangan,dengan saturasinya Q1 maka otomatis ssr mendapatkan
tegangan dan mengaktifkan heater,begitu juga sebaliknya jika P1.4
mendapatkan logika 1 maka ir tidak akan memancarkan cahaya sehingga
70
basis pada Q1 tidak mendapatkkan supply tegangan maka ssr tidak bekerja
dan heater mati.
6.1.5 LISTING PROGRAM UNTUK MEMBERIKAN INPUTAN PADA
PC817
ON_heater bit p1.4
saatnya : acall DIsplay2lcd_waktu
CLR ON_heater
acall ADC
acall DISPLAY2lcd_suhu
acall control_suhu2
sjmp saatnya
On_heater bit p1.4 berarti memberikan nama port 1.4 on_heater.
CLR On_heater adalah memberikan logika LOW pada port 1.4 yang
terhubung dengan PC817 mendapat logika 0.
6.1.6 RANGKAIAN DRIVER MOTOR.
R 5
1 K
Q 2TI P 1 2 2
2
3
1
+5 V
I S O 2p c 8 1 7
12
65
J 3
M O TO R
12
R 62 2 0
+5 V
D 2
L E D
R 4
1 K
P 1 . 2
Gambar 6.4. Rangkaian Driver Motor
Apabila P1.2 mendapat logika 0 maka ir akan memancarkan cahaya
sehingga basis pada Q1 mendapatkan supply tengangan,dengan
71
saturasinya Q1 maka otomatis motor mendapatkan tegangan dan
mengaktifkan motor,begitu juga sebaliknya jika P1.2 mendapatkan logika
1 maka ir tidak akan memancarkan cahaya sehingga basis pada Q1 tidak
mendapatkkan supply tegangan maka motor tidak bekerja.
6.1.7 LISTING PROGRAM DRIVER MOTOR
Motor bit p1.2
Forever: lcall adc
lcall display2lcd_adc
lcall ControlSuhu
lcall DisplayWaktu
clr motor
ljmp Forever
On_heater bit p1.2 berarti memberikan nama port 1.2 motor. CLR motor
adalah memberikan logika LOW pada port 1.2 yang terhubung dengan
PC817 sehinga basis PC817 mendapat logika 0.
6.1.8 RANGKAIAN DRIVER BUSSER
D 2
L E D
I S O 2p c 8 1 7
12
65
J 3
b u zze r
12
Q 2B D 1 3 9
2
3
1
R 4
1 K
+5 V
R 62 2 0
R 5
1 K
+5 V
P 1 . 3
Gambar 6.5. Rangkaian Driver Busser
Apabila P1.3 mendapat logika 0 maka ir akan memancarkan cahaya
sehingga basis pada Q2 mendapatkan supply tengangan, dengan
72
saturasinya Q2 maka otomatis busser mendapatkan tegangan dan
mengaktifkan busser,begitu juga sebaliknya jika P1.3 mendapatkan logika
1 maka ir tidak akan memancarkan cahaya sehingga basis pada Q1 tidak
mendapatkkan supply tegangan maka busser tidak bekerja.
6.1.9 LISTING PROGRAM DRIVER BUSSER
BUSSER BIT P1.3
selesai: acall init_lcd
lcall tul_iklan20
mov dptr,#tul_selesai
mov r1,#080h
acall write_inst
mov r3,#16
acall delay
acall WRITE_char
setb motor
setb heater
clr busser
On_heater bit p1.3 berarti memberikan nama port 1.3 busser. CLR busser
adalah memberikan logika LOW pada port 1.3 yang terhubung dengan
PC817 sehingga basis PC817 mendapat logika 0.
6.1.10 RANGKAIAN ZERO AND SPAN
73
1 0 0 k
1 0 K
R 1 4
4 K 7
R 1 2 1 0 K
V C C -1 2 v
R 1 3 1 0 K
V C C -5 v
V C C _ 1 2 v
R 1 5
1 0 K
V C C
+
-
U 4 B
L M 7 4 7
6
71 0
9 54 8
J 6
L M 3 5
123
+
-
U 3
L M 7 4 1
3
26
7 14 5
R 1 9 1 0 0 K
1 3
2
+
-
U 4 A
L M 7 4 7
2
11 2
13
34 1
4
V C C -1 2 v
C 41 u f
2 0 K
13
2
V C C -5 v
V C C
C 6
1 0 4
TP 2
TP o u t b u f f e r
1
TP 1
TP S E N S O R
1
C 51 0 4
1 0 0 k
TP 3
TP o u t ze ro
1
R 1 17 5 0 o h m
V C C _ 1 2 v
Gambar 6.6. Rangkaian Zero And Span
Rangkaian Zero and Span dalam desain perancangan pengendalian
suhu dalam desintegration tester digunakan sebagai pengkondisi signal
untuk mengadjust output tegangan sesuai yang diinginkan. Dalam proyek ini
rangkaian Zero and Span menggunakan sebuah op-amp LM747 yang
digunakan sebagai penggeser tegangan karena tegangan keluaran dari sensor
LM35 sangat kecil (berupa mV), sehingga nantinya output dari sensor yang
akan masuk ke ADC dapat digeser sesuai dengan yang kita harapkan yaitu
berupa orde volt.
Penggunaan IC LM747 sendiri karena karakteristik dari op-amp
tersebut mempunyai 2 op-amp didalamnya dan bersifat dual supply
sehingga cocok untuk diaplikasikan dalam rangkaian ini.
Rangkaian pengkondisi sinyal ini menerapkan metode span/ zero.
Yaitu penentuan batas suhu terendah yang diukur adalah 200C yang
outputnya akan diset = 0 Volt. Kemudian batas suhu tertinggi adalah 400 C
yang outputnya akan diset = 5 Volt.
Output sensor dihubungkan ke rangkaian buffer yang berfungsi untuk
mempertahankan tegangan inputan yaitu dari sensor, setelah itu output
buffer menuju rangkaian zero and span. Dalam rangkain zero and span
74
terdapat rangkaian adder dan penguatan inverting. Rangkaian adder
berfungsi menambahkan tegangan. Dalam alat ini, penulis menghendaki
batas bawah suhu adalah 0,2 volt dan batas atasnya 0,4 volt. sehingga R8 di
setting agar tegangan yang menuju R9 sebesar - 0,2 Volt. maka nilai R8 di
setting sebesar :
- 0,2 = R menuju Ground (Nilai settingan R8) x Vcc
R total / R8 Total
- 0,2 = R menuju Ground (Nilai settingan R8) x (- 5)
20000 Ohm
- 4000 = R menuju Ground (Nilai settingan R8) x (- 5)
R menuju Ground (Nilai settingan R8) = - 4000 : -5
= 800 Ohm
Saat output buffer bertegangan 0,2 volt masuk kerangkaian adder,
maka terjadi penambahan tegangan yaitu (0,2+(– 0,2)) sehingga pada kaki 7
IC LM747 tegangannya 0 volt. Kemudian saat suhu pada posisi batas atas
yaitu 0,4 volt, maka pada kaki 7 IC LM747 terdapat tegangan 0,4 + (-0,2)=
0,2 volt. Penulis menghendaki saat batas suhu atas output zero and span 5
volt. Sehingga dibutuhkan penguatan sebesar 25 kali agar input 0,2 volt bisa
menjadi 5 volt. nilai dari settingan R10 adalah :
M = - Rb : Ra Penguatan inverting
25 = -Rb : 800
Rb = 25 x 800
= 20 K
Sehingga saat output buffer 0,2 volt maka output LM747 kaki 10
bertegangan 0 volt. Saat output buffer 0,4 volt maka output LM747 kaki 10
bertegangan - 5 volt karena terjadi penguatan inverting. Kemudian masuk
kerangkaian penguatan inverting U3A. Rangkaian ini di desain untuk
membalik fase agar bernilai positif dengan penguatan 1 kali.
6.1.11 Pembahasan Timer
;==============================
75
Subrutine diatas berfungsi untuk inisialisasi kerja dari timer dengan
menggunakan mode 1timer 0 16 bit dan pengaktivan interupsi TF0.
;==============================
InitTimer: clr ControlBit
mov pencacah20,#20
acall UpdateDisplay
TMOD,#00000001b
mov tl0,#0afh
mov th0,#03ch
setb ET0
setb EA
setb TR0
reti
;==============================
Instruksi diatas digunakan untuk memberikan layanan interupsi, dan akan
terjadi setiap 0.05 detik. atau 50.000 udetik maka data yang harus diloadkan
65536- 50000 = 15536 d = 3CB0 h262B0h ke TL1 dan 3C ke TH1 Pada subrutine
ini pencacah20 akan didecrement sampaimenghasilkan nilai Pencacah 20=0, yang
terjadi setiap 20 X 50000 uS = 20 X 0,05s = 1 s,apabila ini terjadi maka akan
dipanggil subrutine jamdigital, untuk melakukan increment data detik, menit, atau
jam.
;==============================timerinterrupt:
mov tl0,#0b0hmov th0,#03chdjnz pencacah20,Endinterupsimov pencacah20,#20acall jamdigital
;==============================
;==============================
76
Subrutine diatas digunakan untuk menambah jumlah cacahan dari jam
digital Detik dan menit, bila detik sudah menunjukan 60 maka counter menit akan
bekerja untuk menambah jumlah hitungannnya Subritine ini akan dipanggil setiap
detik sesuai dg interupsi.
;==============================
jamdigital: mov a,#0cjne a,detik,mulamov detik,#1sjmp mula
mula: acall UpdateDisplaydec detikmov a,#0cjne a,detik,UpdateDisplaycjne a,menit,nextacall updatedisplayclr TR0clr EAclr ET0jmp endproses
endproses:ljmp selesai;next: mov detik,#60
mov a,#0cjne a,menit,satumenitmov menit,#1
satumenit: dec menitmov a,#0cjne a,menit,UpdateDisplaysjmp mula
;UpdateDisplay:
mov a,detikmov b,#10ddiv abmov detik1,bmov detik10,a
77
;mov a,menitmov b,#10ddiv abmov menit1,bmov menit10,a
;mov a,#30hadd a,Detik1mov detik1,a
;mov a,#30hadd a,Detik10mov detik10,a
;mov a,#30hadd a,menit1mov menit1,a
;mov a,#30hadd a,menit10mov menit10,aret
;==============================
6.1.12 Pembahasan Hasil Pengukuran dan Analisis Data
- Dari perhitungan hasil pengukuran didapatkan nilai porsentase eror pada
setting Timer menggunakan stopwatch:
- Pada timer 900 detik = 0%
Berdasarkan hasil perhitungan di dapatkan nilai prosentase error
0% dari setting timer dibandingkan dengan stopwatch sehingga
layak digunakan,karena toleransinya kurang dari 5%.
- Pada timer 3600 detik = 0%
78
Berdasarkan hasil perhitungan di dapatkan nilai prosentase error
0% dari setting timer dibandingkan dengan stopwatch sehingga
layak digunakan,karena toleransinya kurang dari 5%.
- Dari hasil perhitungan pada sensor Suhu menggunakan thermometer
didapatkan hasil sebagai berikut :
Rata – rata adalah nilai atau hasil pembagian dari jumlah data yang
diambil atau diukur dengan banyaknya pengambilan data atau
banyaknya pengukuran. Hasil dari data yang diambil adalah
sebagai berikut :
Untuk suhu 35°C didapatkan rata-rata sebesar 35,16
Untuk suhu 37°C didapatkan rata-rata sebesar 37,16
Standart deviasi adalah suatu nilai yang menunjukan tingkat
(derajat) variasi kelompok data atau ukuran standart
penyimpangan dari meannya.
Untuk suhu 35°C didapatkan standart deviasi sebesar 0,4
Untuk suhu 37°C didapatkan standart deviasi sebesar 0,4
Berdasarkan hasil perhitungan dari sensor suhu dibandingkan
dengan termometer sehingga layak digunakan,karena toleransinya
kurang dari 5%.
Untuk suhu 35°C didapatkan nilai prosentase error sebesar
0,45%
Untuk suhu 37°C didapatkan nilai prosentase error sebesar
0,43%
79
Ketidakpastian (Ua) adalah nilai disekitar hasil pengukuran yang
didalamnya diharapkan terdapat nilai sebenarnya dari nilai ukur
Untuk suhu 35°C didapatkan Ketidakpastian (Ua) sebesar
0,167
Untuk suhu 37°C didapatkan Ketidakpastian (Ua) sebesar
0,167
Kelayakan U95 Adalah adalah tingkat kenyakinan akan keberadaan
nilai sebenarnya pada suatu tindakan pengukuran.U95 menunjukkan
data yang dianggap benar adalah 95%.
Untuk suhu 35°C didapatkan Kelayakan U95 sebesar 0.334
Untuk suhu 37°C didapatkan Kelayakan U95 sebesar 0.334
80
BAB VII
PENUTUP
7.1. Kesimpulan
Setelah melakukan proses pembuatan dan perencanaan, percobaan,
pengujian alat dan pendataan, penulis dapat menyimpulkan sebagai berikut:
1. Dapat dibuat alat Desintegration Tester Berbasis Mikrokontroller
AT89s51.
2. Berdasarkan hasil pengukuran timer 900 dan 3600 detik terdapat
prosentase kesalahan (error) sebesar 0%.
3. Berdasarkan hasil pengukuran suhu 35C dan 37 C terdapat prosentase
kesalahan (error) sebesar 0.52%.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa alat ini mampu berjalan dengan
baik dan dapat mendeteksi suhu, timer dengan baik karena prosentase
kesalahan error kurang dari 5%.
7.2. Saran
Selain itu penulis juga akan memberi saran yang berhubungan dengan
alat yang penulis buat.
Alat ini bisa diteruskan atau diperbaiki yaitu dengan penambahan
sensor deteksi tablet hancur, dan ditampilkan menit keberapa tablet tersebut
hancur, dan juga diberikan penyimpanan data agar tablet yang telah kita tester
bisa kita ambil datanya sewaktu-waktu untuk dibandingkan, ditambahkan dari
referensi penulis.
top related