LAPORAN RESMI PRAKTIKUMSISTEM PENGUKURAN DAN KALIBRASI - P1PENGUKURAN KARAKTERISTIK STATIK DARI SENSOR DISPLACEMENT, RANGKAIAN PEMBAGI TEGANGAN DAN DISPLAY (MULTIMETER)

Disusun oleh :

Fahmi Imanuddin (2411 100 003)Mariesta Arianti (2411 100 021)Afif Rachman Apriyanto (2411 100 052)Ria Marsellina (2411 100 070)Almas Fachrullah

(2411 100 076)I Kadek Yamuna G. (2411 100 094)Hardhian Restu P. L. (2411 100 108)Hana Septiyani Putri (2411 100 109)

Asisten :Nur Ulfa Hidayatullah

(2410 100 057)

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKAJURUSAN TEKNIK FISIKAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2012

BAYA2012

LAPORAN RESMI PRAKTIKUMSISTEM PENGUKURAN DAN KALIBRASI - P1PENGUKURAN KARAKTERISTIK STATIK DARI SENSOR DISPLACEMENT, RANGKAIAN PEMBAGI TEGANGAN DAN DISPLAY (MULTIMETER)

Disusun oleh :

Fahmi Imanuddin (2411 100 003)Mariesta Arianti (2411 100 021)Afif Rachman Apriyanto (2411 100 052)Ria Marsellina (2411 100 070)Almas Fachrullah

(2411 100 076)I Kadek Yamuna G. (2411 100 094)Hardhian Restu P. L. (2411 100 108)Hana Septiyani Putri (2411 100 109)

Asisten :Nur Ulfa Hidayatullah

(2410 100 057)

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKAJURUSAN TEKNIK FISIKAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

i

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2012

ABSTRAK

Pada penulisan laporan resmi ini, penulis membahas secara menyeluruh semua hal tentang karakteristik statis dari sensor displacement, rangkaian pembagi tegangan dan display (multimeter). Melalui praktikum ini, dapat menentukan nilai-nilai karakteristik statik pengukuran, yaitu range, span, sensitivitas, histerisis, dan non-linearitas. menganalisis pengaruh efek lingkungan terhadap karakteristik statik sistem pengukuran. Karakteristik statik adalah sifat sebuah instrumen yang tidak bergantung pada waktu. Karakteristik diperlukan agar sistem dapat diperhitungkan secara matematis atau grafis.

Karakteristik statik sendiri adalah karakteristik suatu sistem instrumentasi yang perlu diperhatikan untuk penggunaan pada suatu kondisi pengukuran yang tidak bergantung pada waktu (kapan saja). Ada beberapa karakteristik instrumen yang sering digunakan dalam sebuah pengukuran. Diantaranya adalah range, span, non-linearitas, sensitivitas, histerisis, dan efek lingkungan.

Kata kunci : sistem pengukuran, karakteristik statik, jenis karakteristik statik

ABSTRACT

In this paper, the author thoroughly discusses all things about the static characteristics of the displacement sensor, voltage divider circuit, and display (multimeter). Through this experiment, we can determine the characteristic values of static measurements, in examples, range, span, sensitivity, hysteresis, non-linearity, and analyze the influence of environmental effects on static characteristics measurement system. Static characteristics are the nature of an instrument that does not depend on time. The characteristics required for the system to be calculated mathematically or graphically.

Static characteristics alone are characteristic of an instrumentation system that needs to be considered for use in a condition that does not depend on the measurement time (anytime). There are several characteristics of the instruments used in the measurement. Among them is the range, span, non-linearity, sensitivity, hysteresis, and environmental effects.

Keywords : measurement system, static characteristics, types of static characteristics

(2411100076)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga kami berhasil menyelesaikan laporan resmi ini yang alhamdulillah tepat pada waktunya.

Juga dengan segenap rasa syukur, kami bisa menyelesikan laporan resmi tentang praktikum karakteristik statik dari sensor displacement, rangkain pembagi tegangan dan display dan laporan ini kami ajukan sebagai tugas untuk melaksanakan kewajiban sebagai mahasiswa.

Harapan kami atas laporan resmi ini semoga bisa memberikan manfaat bagi kami khususnya sebagai praktikan sekaligus penyusun dan bagi pembaca pada umumnya. Ucapan terima kasih kami haturkan kepada seluruh pihak yang telah membantu dalam terselesaikanya makalah ini baik oleh dosen sistem pengukuran dan kalibrasi maupun asisten-asisten laboratorium pengukuran fisis.

Kami menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan laporan ini.

Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal sampai akhir. Semoga Allah SWT senantiasa meridhai segala usaha kita. Amin.

Surabaya, 9 Oktober 2012

Penyusun

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2 Sensitivitas Termokopel1......................12

Gambar 3 Histeresis2...........................................13

Gambar 4 Modifying dan Interfering Input3............14

Gambar 5 Rangkaian Pembagi Tegangan4..............16

Gambar 6 Jembatan Wheatstone5..........................18

Gambar 7 Grafik hubungan antara Displacement dan

Hambatan pada Tegangan Turun...........................23

Gambar 8 Grafik hubungan antara Displacement dan

Hambatan pada Tegangan Naik.............................23

Gambar 9 Vout pada pergeseran naik.....................24

Gambar 10 Vout pada pergeseran turun.................24

Gambar 11 Vout pada pergeseran naik...................25

Gambar 12 Vout pada pergeseran turun.................26

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Tabel Analisa Data untuk Vsumber 6,35 V. 15

Tabel 2 Tabel Analisa Data untuk Vsumber 4,63 V. 17

Tabel 3 Tabel Perhitungan Linieritas.....................20

Tabel 4 Tabel Perhitungan Non Linieritas..............20

Tabel 5 Tabel Perhitungan Histeresis.....................21

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangDalam suatu pengukuran, tidak dipungkiri

bahwa pengukuran karakteristik statik dari sensor displacement, rangkaian pembagi tegangan dan display (multimeter) menjadi sesuatu yang penting. Pengukuran ini dilakukan agar kita dapat menentukan nilai-nilai karakteristik statik. Selain itu, dari pengukuran ini kita dapat menganalisis pengaruh efek lingkungan terhadap karakteristik statik.

Karakteristik statik sendiri adalah karakteristik suatu sistem instrumentasi yang perlu diperhatikan untuk penggunaan pada suatu kondisi pengukuran yang tidak bergantung pada waktu (kapan saja). Ada beberapa karakteristik instrumen yang sering digunakan dalam sebuah pengukuran. Diantaranya adalah range, span, non linieritas, sensitivitas, histerisis, dan efek lingkungan.

1.2 Rumusan MasalahRumusan masalah yang terdapat pada

praktikum pengukuran karakteristik statik dari sensor displacement, rangkaian pembagi tegangan dan display (multimeter) adalah sebagai berikut :1. Apa yang didapat dari pengukuran nilai-nilai

karakteristik ?2. Apa pengaruh dari analisis efek lingkungan

terhadap karakteristik statik sistem pengukuran ?

1.3 TujuanTujuan dari praktikum pengukuran

karakteristik statik dari sensor displacement,

1

rangkaian pembagi tegangan dan display (multimeter) adalah sebagai berikut :1. Menentukan nilai-nilai karakteristik statik

pengukuran, yaitu range, span, sensitivitas, histeresis, dan non linieritas.

2. Menganalisis pengaruh efek lingkungan terhadap karakteristik statik sistem pengukuran.

1.4 Sistematika LaporanSistematika laporan pada praktikum

pengukuran karakteristik statik dari sensor displacement, rangkaian pembagi tegangan, dan display (multimeter) terdiri dari 6 bab, yaitu Bab I berisi Pendahuluan yang terdiri dari latar belakang, permasalahan, tujuan dan sistematika laporan. Bab II berisi Dasar Teori. Bab III berisi metodologi percobaan, berisi tentang alat dan langkah-langkah percobaan. Bab IV menjelaskan data yang telah diperoleh pada saat praktikum, dijadikan dalam sebuah grafik dan dari grafik tersebut dapat dinilai apakah data tersebut linier atau non linier, selain itu pada bab ini juga terdapat pembahasan. Bab V adalah penutup yang terdiri dari kesimpulan dan saran selama praktikum. Yang terakhir adalah lampiran yang berisi tugas khusus dari masing-masing praktikan.

BAB IIDASAR TEORI

2.1 Karakteristik StatikKarakteristik statik adalah sifat sebuah

instrumen yang tidak bergantung pada waktu. Karakteristik diperlukan agar sistem dapat diperhitungkan secara matematis atau grafis. Beberapa karakteristik statik instrumen yang sering digunakan adalah sebagai berikut :1. Range dan Span

Range menyatakan jangkauan pengukuran sebuah insturmen. Sedangkan span adalah selisih nilai maksimum dan minimum yang dapat diukur oleh alat. Contoh: termometer memiliki range - 0,5 sampai +40,5 °C, subdivision 0,1°C, artinya kisaran pengukuran – 0,5 sampai 40,5°C, skala interval 0,1°C.

2. LinieritasLinieritas adalah hubungan antara output

dan input dapat diwujudkan dalam persamaan garis lurus. Linieritas sangat diinginkan karena segala perhitungan dapat dilakukan dengan mudah jika sensor dapat diwujudkan dalam persamaan garis lurus.

Jika sebuah instrumen memiliki hubungan input-output tidak berupa garis lurus, penyimpangan dari garis lurus tersebut dikenal sebagai nonlinieritas. Seringkali nonlinieritas dinyatakan dalam nonlinieritas maksimum dalam bentuk prosentase skala penuh, yaitu :

Sebuah alat ukur mempunyai nonlinieritas 1 % jika kurva hubungan input dan

3

output berkelok menyimpang 1%. Bentuk nonlinieritas dapat berupa parabola, berkelok, lengkung, dan sebagainya. Control valve linier pada 40 – 75 % bukaan, artinya hubungan sinyal input dengan aliran (flow) yang melalui control valve linier pada 40 – 75 %.

Gambar 2.1 Linieritas dan Nonlinieritas

3. SensitivitasSensitivitas merupakan perubahan pada

output insrtumen untuk setiap perubahan input terkecil. Sensitivitas yang tinggisangat diinginkan karena jika perubahan output yang besar terjadi saat dikenai input yang kecil, maka pengukuran akan semakinmudah dilakukan. Misalnya, jika sensitivitas sensor temperatur sebesar 5mV/˚C berarti setiap perubahan input 1˚C akan muncul output sebesar 5 mV. Sensitivitas sering juga dinyatakan dengan bilangan yang menunjukan “perubahan keluaran dibandingkan unit perubahan masukan” yaitu ∆O/∆I. Untuk elemen linier dO/dI sama dengan slope atau gradien K dari garis linier. Sedangkan untuk elemen non-linier dO/dI = K + dO/dI. Dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Linieritas sensor juga mempengaruhi sensitivitas dari sensor. Apabila tanggapannya linier, maka sensitivitasnya juga akan sama (konstan) untuk jangkauan pengukuran keseluruhan, yaitu sama dengan kemiringan garis.

Gambar 0.6 Sensitivitas Termokopel

4. AkurasiAkurasi akan menunjukkan range/bound

kemungkinan dari nilai sebenarnya. Istilah in digunakan untuk menentukan error keseluruhan maksimum yang diharapkan dari suatu alat dalam pengukuran. Akurasi biasanya diekspresikan dalam inaccuracy.Beberapa jenis akurasi :a. Variabel yang diukur.

Misal : akurasi dalam pengukuran suhu ialah±2˚C, berarti ada ketidak akuratan (uncertainty) sebesar ±2˚C pada setiap nilaisuhu yang dikur.

b. Prosentase dari pembacaan Full Scale instrumen.Misal : akurasi sebesar ±0.5% FS pada meter dengan 5 V FullScale, berarti ketidakakuratan pada sebesar ±0.025 volt.

c. Prosentase span (range kemampuan pengukuran instrumen).

Misal : jika sebuah alat mengukur ±3% dari spanuntuk pengukuran tekanan dengan range 20-50 psi, maka akurasinyamenjadi sebesar (±0.03) (50 – 20) = ±0.9 psi.

5. PresisiPresisi adalah kemampuan sistem

pengukuran untuk menampilkan ulang output yang sama pada pengukuran berulang singkat.Misal : voltmeter mempunyai repeatability 0,2 %. Jika pengukuran sebenarnya 100 volt, maka ketika pengukuran diulang – ulang ( misal 20 kali) maka pembacaan akan berkisar 99,8 – 100,2 volt.

6. HisterisisHisteresis menunjukkan perbedaan nilai

output pembacaan saat menggunakan nilai input naik (dari rendah ke tinggi), dengan nilai output pembacaan saat menggunakan nilai input turun (dari tinggi ke rendah). Maksimum dalam bentuk prosentase skala penuh, yaitu:Contoh : Suatu termometer digunakan untuk mengukur 60°C, akan menunjukkan angka yang berbeda jika sebelumnya digunakan untuk mengukur fluida 20°C dengan jika sebelumnya digunakan untuk mengukur fluida 100°C.

Gambar 0.7 Histeresis

2.2 Efek LingkunganSecara umum, output (O) tidak bergantung

hanya pada sinyal input (I) tetapi juga bergantung pada input dari lingkungan seperti suhu, tekanan atmosfer, kelembaban, tegangan suplai, dan sebagainya. Ada dua tipe input dari lingkungan, yaitu modifying input dan interfering input.

Modifying input IM menyebabkan sensitivitas linier sistem berubah. K adalah sensitivitas pada kondisi standar kelika IM = 0. Jika input diubah dari nilai standar, maka IM mengalami penyimpangan dari kondisi standar. Sensitivitas berubah dari K menjadi K + KM IM, dimana KM adalah perubahan kepekaan terhadap perubahan unit IM. Gambar 2.4 (a) menunjukkan efek dari modifikasi suhu sekitar pada elemen linier.

Interfering input II menyebabkan zero bias berubah. a adalah zero bias pada kondisi standar ketika II = 0. Jika input diubah dari nilai standar, maka II mengalami penyimpangan dari kondisi standar. Zero bias berubah dari a menjadi a + KIII, dimana KI adalah perubahan zero bias untuk unit perubahan di II. Gambar 4 (b) menunjukkan efek dari gangguan suhu sekitar pada elemen linier.

Dengan demikian,O = KI + a + N(I) +KMIM + KIII

Gambar 0.8 Modifying dan Interfering Input

Pada teknik pengukuran, signal conditioning atau pengkondisian sinyal berarti memanipulasi suatu sinyal agar sinyal tersebut memiliki karakteristik yang sesuai dengan kebutuhan proses selanjutnya. Perlakuan yang dilakukan pada pengkonsisan sinyal biasanya penyaringan, penguatan dan transformasi sinyal. Fungsi umum tahap ini pengkondisian sinyal adalah meningkatkan kemampuan sinyal ke level yang mampu mengaktifkan tahap akhir. Biasanya proses pengkondisian/manipulasi sinyal ini dilakukan untuk mempersiapkan sinyal agar dapat diproses ditahap processing. Sebagai contoh LM35 adalah sensor suhu dengan output analog. Output yang dihasilkan sangat kecil, sekitar 10mV / derajat celcius, yang dimana berarti tiap kenaikan 1 derajat celcius, tegangan output LM35 naik 10mV. Bisa dibayangkan bila tegangan sekecil itu langsung dimasukkin ke ADC yang dinamakan tahap processing. Selain sulit untuk memproses datanya karena terlalu sensitif, mungkin pula terlalu kecil buat diproses di ADC, yang tergantung ADC yang dipakai. Untuk itu diperlukan proses pengkondisian sinyal/signal conditioning. Sinyal dapat dimanipulasi dengan cara dikuatkan sebanyak 10 kali. Maka dikuatkan (amplify) tegangan output LM35 dengan

memakai OP-AMP dengan perhitungan penguatan 10x, lalu kemudian hasil manipulasi (output dari OP-AMP) dimasukkan ke ADC. Proses manipulasi inilah yang dinamakan signal conditioning. Beberapa contoh pengkondisian sinyal yang dapat dibuat menggunakan rangkaian pasif sederhana antara lain adalah sebagai berikut :

a. Pembagi tegangan (voltage divider)Power divider/combiner merupakan komponen pasif mikrowave yang digunakan untuk membagi atau menggabung daya, karena baik port input maupun port outputnya match. Dengan kata lain, power divider berfungsi sebagai reciprocal passive device, yang dapat digunakan sebagai power combiner . Dalam membagi daya,sebuah input sinyal dibagi oleh power divider/combiner menjadi dua atau lebih sinyal dengan daya yang lebih kecil.. Rangkaian ini terdiri dari dua buah resistor yang dirangkai seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar 0.9 Rangkaian Pembagi Tegangan

Tegangan keluaran (Vout) dapat ditunjukkan dengan persamaan berikut :

Vout = . Vin….. (1)

b. Wheatstone bridgeWheatstone bridge merupakan suatu rangkaian yangditemukan oleh Samuel Hunter Christie dan kemudian dikembangkan dan dipopulerkan oleh Sir Charles Wheatstone. Jembatan wheatstone merupakan suatu susunan rangkaian listrik, untuk mengukur suatu tahanan yang tidak diketahui harganya. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan besarnya suatu hambatan dengan menggunakan metode jembatan wheatstone dimana prinsip dari metode ini adalah berdasarkan hukum ohm dan menentukan harga tahanan sebagai fungsi dari perubahan suhu.Metode jembatan Wheatstone dapat di gunakan untuk mengukur hambatan listrik. Cara ini tidak memerlukan alatukur voltmeter dan amperemater, cukup satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian. Rangkaian Jembatan Wheatstone digunakan untuk mengkonversi variasi impedansi menjadi variasi tegangan. Salah satu keuntungan dari rangkaian ini adalah, tegangan yang dihasilkan dapat bervariasi sekitar nol. Artinya, penguatan dapat digunakan untuk menaikkan level

tegangan, sehingga sensitivitas terhadap variasi impedansi juga meningkat. Aplikasi lainnya adalah pada ketepatan pengukuran impedansi. Rangkaian ini jugadigunakan untuk aplikasi signal conditioning, di mana sebuahsensor dapat mengubah nilai hambatan, ketika variabel proses juga berubah.Skema rangkaian wheatstone bridge dapat dilihat dibawah ini :

Gambar 0.10 Jembatan Wheatstone

Persaman yang digunakan pada jembatan wheatstone adalah sebagai berikut :

…… (2)

Keterangan S : Saklar penghubungG : GalvanometerE : Sumber tegangan arusRs : Hambatan geserRa dan R : Hambatan yang sudah di ketahui nilainya.Rx : Hambatan yang akan di tentukan nilainya.

BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan dan Komponen 1. Hambatan Geser 2. Multimeter 3. Baterai 6V 4. Resistor 5. Kabel tunggal 6. Breadboard 7. Penggaris skala milimeter

3.2Langkah Percobaana) Percobaan 1 :

1. Mempersiapkan alat dan rangkaian. 2. Menentukan nilai R1 (sesuai ketentuan

asisten) dan nilai Vin sebesar 6V. 3. Mengukur Vin dari baterai menggunakan

multimeter. 4. Menghubungkan kaki potensiometer ke

multimeter dengan penunjukan hambatan. 5. Memberikan pergeseran sebesar x cm

(dengan Δx sesuai dengan ketentuan asisten) dengan pergeseran naik.

6. Melihat dan catat besar hambatan pada keadaan x cm tersebut.

7. Mencatat Vout (tegangan keluaran) rangkaian tertutup Gambar 5 dengan menggunakan multimeter.

8. Mengulangi langkah 1 s.d. 6 dengan pergeseran sebesar x cm (dengan Δx sesuai dengan ketentuan asisten) hingga diperoleh 10 data.

9. Mengisi Tabel 1 dengan data yang telah anda peroleh dari langkah no. 4 s.d. no. 6.

13

10. Mengulangi langkah no. 1 s.d. no. 6 dengan pergeseran turun dan menggunakan Δx yang sama.

11. Isi Tabel 2 dengan data yang telah anda peroleh dari langkah no. 9.

12. Buat grafik hubungan antara : a. x - b. - Vout

b) Percobaan 2 : 1. Melakukan kangkah-langkah no. 1 s.d. no.

7 pada Percobaan 1 dengan mengganti nilai Vin sebesar 4,5 Volt.

2. Mengisi Tabel 3 dengan data yang anda peroleh dari langkah no. 1

3. Membuat grafik hubungan x dengan Vout.

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

BAB IVANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa DataVsumber : 6,35 VTabel 1 Tabel Analisa Data untuk Vsumber 6,35 V

No. x (cm)R (Hambatan) V (Tegangan)

Rnaik Rturun Vnaik Vturun

1 0 0 0 0,07 2,182 0,5 1,65 0,33 3,41 4,72

3 1 2,56 1,14 4,72 5,20

4 1,5 3,49 2,11 5,20 5,48

5 2 4,39 3,03 5,48 5,61

6 2,5 5,36 3,88 5,71 5,70

7 3 6,20 4,74 5,77 5,78

8 3,5 7,04 5,68 5,82 5,81

9 4 7,95 6,59 5,88 5,85

10 4,5 8,90 7,51 5,90 5,87

11 5 9,78 8,43 5,91 5,89

12 5,5 9,87 9,89 5,91 5,90

Range 0 – 5,5 0 – 9,87 0 – 9,89 0,07 – 5,91 2,18 – 5,90

Span 5,5 9,87 9,89 5,84 3,72

Vsumber : 4,63 VoltTabel 2 Tabel Analisa Data untuk Vsumber 4,63 V

No. x (cm)R (Hambatan) V (Tegangan)

Rn Rt Vn Vt

1 0 0 0 0,05 3,262 0,5 1,65 0,33 2,71 3,90

3 1 2,56 1,14 3,72 4,11

16

4 1,5 3,49 2,11 4,03 4,23

5 2 4,39 3,03 4,18 4,31

6 2,5 5,36 3,88 4,28 4,36

7 3 6,20 4,74 4,33 4,40

8 3,5 7,04 5,68 4,38 4,42

9 4 7,95 6,59 4,41 4,44

10 4,5 8,90 7,51 4,43 4,46

11 5 9,78 8,43 4,45 4,47

12 5,5 9,87 9,89 4,47 4,47

Range 0 – 5,5 0 – 9,87 0 – 9,89 0,05 – 4,47 3,26 – 4,47

Span 5,5 9,87 9,89 4,42 1,21

1. Perhitungan range input dan range output, span, linieritas, non linieritas, dan histeresis dari data percobaan yang telah dilakukan pada percobaan 1.Nilai range output dan range input serta span dapat dilihat pada tabel yang berwarna (untuk warna kuning adalah input dan yang berwarna biru adalah output), Untuk yang di hitung pada analisis data saat ini hanya input yang berasal dari

Gambar 0.11 Vout pada pergeseran turun

pergeseran (cm) saja, untuk input hambatan hanya akan dihitung dalam bentuk grafik.a. Perhitungan linieritas

Linieritas dapat di hitung dengan mencari terlebih dahulu K (slope) dan juga a (zero bias)

K = = = 1,0618

a = = 0,07-1,0618(0) =

0,07

maka = 0,629 + 0,07

hasil perhitungan linieritas dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 3 Tabel Perhitungan Linieritas

No. Input x (cm)Output y

(volt)1 0 0,072 0,5 3,2153 1 6,364 1,5 9,5055 2 12,656 2,5 15,7957 3 18,948 3,5 22,0859 4 25,2310 4,5 28,37511 5 31,5212 5,5 34,665

b. Perhitungan Non LinieritasPersamaan umum sebuah non linieritas dapat di tulis sebagai berikut :Maximum non linierity =

X 100%

Sedangkan N dicari dengan persamaan

dengan memilih

nilai yang terbesar, dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 4 Tabel Perhitungan Non Linieritas

*Nilai terbesa* nilai terbesar dari non linieritas

Sehingga jika dimasukkan dalam persamaan di atas maka maksimum non linieritas

No.Input x (cm)

Non Linieritas

Output y (volt)

1 0 0 0,072 0,5 0,195* 3,413 1 -1,64 4,724 1,5 -4,305 5,25 2 -7,17 5,486 2,5 -10,085 5,717 3 -13,17 5,778 3,5 -16,265 5,829 4 -19,35 5,8810 4,5 -22,475 5,911 5 -25,61 5,9112 5,5 -28,755 5,91

Maximum non linierity = 0,195/5,84 x 100% = 3,339 %

c. HisteresisPerhitungan histeresis hampir sama dengan perhitungan non linieritas dengan persamaan sebagai berikut :

Dengan mencari maximum histeresis dalam pengukuran yakni :

Perhitungan dijelaskan dalam tabel berikut :Tabel 5 Tabel Perhitungan Histeresis

No Input x (cm) H(I)1 0 2,11*2 0,5 1,313 1 0,484 1,5 0,285 2 0,136 2,5 -0,017 3 0,018 3,5 -0,019 4 -0,0310 4,5 -0,0311 5 -0,0212 5,5 -0,01*Nilai terbesar histerisis

Dari data tersebut dapat di temukan maximum histerisis nya :Maximum histerisis =

= =

36,13%

2. Pengaruh karakterisitk statik pada elemen, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan pada saat pengukuran yakni range input yang kami ambil adalah 0 sampai 5,5 cm dan range keluaran kami adalah 0,07 sampai 5,91 volt, dengan range tersebut pengukuran akan jelas berapa nilai masukan yang harus dimasukkan dan berapa nilai yang dihasilkan yang biasa disebut nilai keluaran.

3. Pengaruh lingkungan atau environmental effect terbagi menjadi 2 yakni, efek modifying dan efek interfering untuk pengaruh modifying pada pengukuran tersebut tidak ditemukan dikarenakan data yang telah ditemukan tidak menemukan efek modifying (dapat dibuktikan dengan garfik) sedangkan pada sistem pengukuran tersebut ditemukan pengaruh interfering (dapat dibuktikan dengan grafik).a. Grafik untuk input x (cm) dan output

tegangan (volt). Dikarenakan dalam grafik tidak menunjukkan bahwa percobaan diatas

terpengaruh oleh melainkan dipengaruhi

oleh yang akan dijelaskan melalui

perhitungan dibawah ini :

dapat dicari melalui

selisih

antara new value dan standard value

pada keadaan pertama(4,63 volt)

pada keadaan kedua (6,35 volt) =

18

Zero bias pada keadaan pertama (4,63

volt) =

Zero bias pada keadaan kedua (6,35

volt) =

Setelah data diatas sudah terkumpul maka kita dapat menghitung berapa

nilai

b. Grafik untuk input R dan Output TeganganDalam percobaan dengan masukan berupa hambatan dan keluaran berupa voltase, tidak ada pengaruh modifying pada percobaan tersebut, melainkan terjadi pengaruh

interfering sehingga dapat diketahui ,

yang akan dijelaskan melalui perhitungan berikut ini :

dapat dicari melalui

selisih antara new value dan standard value

pada keadaan pertama(4,63 volt)

pada keadaan kedua (6,35 volt) =

Zero bias pada keadaan pertama

(4,5volt) =

Zero bias pada keadaan kedua

(6,0 volt) =

Setelah data diatas sudah terkumpul maka kita dapat menghitung berapa

nilai

4. Kesimpulan dari percobaan ini adalah pada pengukuran voltase dengan melibatkan hambatan geser sebagai masukan maka dapat diketahui karakteristik statik dari pengukuran tersebut yakni

range masukan yang kami gunakan adalah 0 sampai 5,5 cm dan range keluaran 0,07 sampai 5,91 volt untuk sumber tegangan 6,35 volt dengan nonlinieritas sebesar 53,76% dan histersisi pengukuran sebesar 36,13 %, dalam pengukura yang kami lakukan terdapat pengaruh lingkungan yakni input interfering sebesar 1,72 dan juga

5. Alat yang kami ukur panjang, lebar dan tinggi berbentuk kotak,

P = 5,43 volt (1,9 cm)L = 5,31 volt (1,45 cm)T= 5,35 volt (1,6 cm)

Perhitungan mengggunakan penggaris untuk membuktikan kebenaran data diatas yakni sebagai berikut :Panjang = 3,6 cm, Lebar = 2,6 cm Tinggi=2 cm, hasil yang kami peroleh sama dengan pengukuran menggunakan penggaris.

4.2 Pembahasan1. Fahmi Imanuddin (2411100003)

Pada praktikum Sistem pengukuran dan Kalibrasi yang pertama ini (P1) membahas tentang pengukuran karakteristik statik dari sensor displacement, rangkaian pembagi tegangan dan display (multimeter). Pertama mengukur Vin dari baterai menggunakan multimeter. Vin didapat sebesar 6,35 V, dengan nilai hambatan sebesar 2,13 kΩ. Kemudian menghubungkan kaki potensiometer ke multimeter dan diberikan pergeseran sebesar 0,5 cm

hingga diperoleh 12 data. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan nilai range pergeseran input 0–5,5 cm dan range output tegangan sebesar 0,07-5,91 V dengan nilai span input 5,5 cm dan span output 5,84 V. Dengan mensubstitusikan nilai maksimum ke dalam Videal,

maka akan didapatkan nilai sensitivitas sebesar 0,629 dan nilai zero bias 0,07. Dari nilai sensitivitas dan zero bias, maka akan didapatkan persamaan linieritas. Pada pergeseran nilai naik dan turun didapatkan nonlinieritas dan persentase nonlinieritas yang sama, yaitu sebesar 1,22 dan 35,8 %. Perhitungan hysteresis didapatkan sebesar 0,65 V atau 19,11 %%. Serta dalam pengukuran yang kami lakukan terdapat pengaruh lingkungan yakni input interfering sebesar 1,5 dan juga . Pada

percobaan yang ketiga yaitu mengenai pengukuran dimensi (panjang, lebar, atau tinggi benda) menggunakan hambatan geser, tanpa penggaris. Dari pengukuran yang telah dilakukan, didapatkan hasil bahwa panjang = 3,6 cm, lebar = 2,6 cm dan tinggi=2 cm, hasil yang kami peroleh sama dengan pengukuran menggunakan penggaris. Dari percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa hysteresis yang dihasilkan pada saat output pergeseran naik dan pergeseran turun itu perbedaannya sangat kecil, jadi dapat diasumsikan pada percobaan kali ini histeresisnya rendah. Serta didalam grafik pada bab IV menjelaskan bahwa tidak terjadi efek lingkungan yang terbagi menjadi 2 yakni, efek modifying dan efek interfering.

2. Mariesta Arianti (2411100021)Pada Praktikum Sistem Pengukuran dan Kalibrasi

mengenai karakteristik statik dari suatu sensor

displacement, rangkaian pembagi tegangan dan display (multimeter) ini bertujuan untuk mengetahui nilai karakteristik statik pengukuran yaitu range, span, sensitivitas, histeresis, dan non linieritas serta untuk menganalisa pengaruh efek lingkungan terhadap karakteristik statik sistem pengukuran.

Dari data percobaan 1 digunakan hambatan R1

sebesar 2,15 Ω dan tegangan input 6,35 volt. Diperoleh hubungan bahwa besarnya nilai pergeseran hambatan (besar hambatan) berbanding lurus dengan tegangan keluarannya. Pada percobaan ini, diketahui bahwa nilai Vout apabila kita menerapkan pergeseran naik hampir sama dengan nilai Vout ketika kita menerapkan pergeseran turun.

Dari percobaan 2 digunakan batrei dengan tegangan 4,63 Volt dan hambatan R1 2,15 Ω, juga diperoleh hubungan bahwa besarnya nilai pergeseran hambatan (besar hambatan) berbanding lurus dengan tegangan keluarannya. Pada percobaan tersebut diperoleh nilai-nilai karakteristik statik sebagai berikut :

Dalam percobaan 2 ini juga didapatkan hasil bahwa nilai Vout apabila diterapkan pergeseran naik hampir sama dengan nilai Vout apabila digunakan pergeseran turun. Hal ini menunjukkan bahwa nilai histeresisnya kecil.

Dari kedua percobaan tersebut dapat diketahu bahwa perubahan tegangan sumber/input yang diberikan akan menyebabkan perubahan beberapa nilai karakteristik statik. Dengan diturunkannya tegangan sumber/input maka nilai span output, sensitivitas, histeresis, dan nonlinieritasnya juga akan menurun. Besarnya tegangan sumber/input ini merupakan salah satu faktor lingkungan yang mempengaruhi pengukuran. Selain tegangan

sumber/input rangkaian, energi baterai yang digunakan oleh multimeter juga akan mempengaruhi sensitivitas dari multimeter tersebut. Suhu, kelembaban dan kondisi lingkungan di dalam laboraturium juga akan mempengaruhi hasil pengukuran ini. Hal-hal tersebut diataslah yang merupakan faktor lingkungan yang mempengaruhi karakteristik statik sistem pengukuran.

3. Afif Rachman Apriyanto (2411100052)Seperti yang kita tahu karakteristik statik adalah

sifat sebuah instrument yang tidak terpengaruh oleh waktu dimana biasanya karakteristik itu sudah ditentukan oleh pabrik pembuatnya. Dengan praktikum karakteristik statik dari sensor displacement, rangkaian pembagi tegangan dan display ini kami mencoba membuktikan dan meganalisis tentang pengaruh lingkungan. Dengan metode praktikum yang sudah disebutkan pada bab 3.

Pada percoban ini kami menggunakan 2 nilai sumber tegangan yang berbeda yaitu 6 volt dan 4,5 volt. Input yang kami amati adalah pergeseran naik dan turun dari hambatan geser, dimana range dari hambatan geser (range input) tersebut adalah 1-5 cm. Praktikan menghitung nilai output dengan menggeser hambatan setiap 0,5 cm. Output yang kami amati adalah besar hambatan pada hambatan geser dan besar dari tegangan yang dihasilkan dari perubahan jarak hambatan geser melalui rangkaian pembagi tegangan.

Dari percobaan yang kami lakukan didapat range output pergeseran naik dan range output pergeseran turun. Didapat pula nilai Non Linieritasnya dan Histerisis dari percobaan. Pada percobaan dapat

diketahui adanya pengaruh lingkungan yaitu interfering.

Namun ternyata dalam pengambilan data output yang keluar lewat display (multimeter), kami menemukan beberapa ketidaklinieran atau perbedaan dari nilai yang sesungguhnya. Hal ini dikarenakan karena pada saat pengambilan dengan hambatan geser saat menggeser hambatan ada ketidaktepatan nilai. Ditambah tatanan atau desain dari instrument tegangan yang kami ukur masih manual dengan kata lain kami masih menggunakan tangan-tangan manusia untuk banyak andil alih didalamnya sehingga membuat peluang untuk melakuakan eror semakin besar. Setelah itu kami juga mengukur besarnya dimensi benda dengan menggunakan tegangan. Dari praktikum kali ini kami bisa tahu bahwa lingkungan berpengaruh terhadap pengukuran.

4. Ria Marsellina (2411100070)Dari kegiatan praktikum yang telah dilaksanakan,

ada dua kali jenis percobaan yang dilakukan yaitu percobaan untuk mengukur output berdasarkan pergeseran naik dan pergeseran turun. Selain pergeseran naik dan pergeseran turun, juga digunakan dua jenis tegangan yang berbeda, yakni yang pertama adalah tegangan sebesar 4,63 volt dan yang kedua adalah tegangan sebesar 6,35 volt. Pada percobaan pertama, dengan tegangan sebesar 6,35 volt, hubungan yang didapat antara input yang berupa pergeseran (x) dengan output yang berupa hambatan (R) adalah berbanding lurus yang berarti bahwa semakin besar jarak pergeseran maka akan semakin besar pula nilai hambatan yang didapatkan

baik dengan pergeseran turun maupun dengan pergeseran naik.

Demikian pula halnya dengan hubungan yang didapatkan antara input yang berupa pergeseran (x) dengan output yang berupa tegangan adalah sebanding yang berarti bahwa semakin besar jarak pergeseran maka akan semakin besar nilai tegangan yang keluar. Perbandingan lurus juga terjadi pada percobaan kedua yang menggunakan tegangan sebesar 4,63 volt. Akan tetapi pada percobaan kedua terjadi kesalahan kecil dimana output tegangan yang dikeluarkan sebagian kecil kurang nampak signifikan pada peningkatan nilainya ketika jarak pergeseran bertambah besar.

Hal ini dikarenakan kesalahan paralaks dalam pengukuran menggunakan multimeter, dimana saat memegang komponen rangkaian kurang tepat atau kurang pas sehingga nilai yang muncul di multimeter pun kurang signifikan. Jadi kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan adalah bahwa dengan memberikan input pada sebuah alat ukur maka akan didapatkan output yang mengantar kita untuk dapat mengetahui karakteristik statik dari alat ukur tersebut baik dari range, span, linieritas, dan histeresis. Dan dari data yang telah dianalisis juga didapatkan bahwa karakteristik kelinieritasannya adalah linier dari hubungan antara input dan output yang berbanding lurus. Sehingga dapat dikatakan tidak adanya efek lingkungan yang berarti yang mempengaruhi percobaan pengukuran yang telah dilakukan.

5. Almas Fachrullah (2411100076)Pada Praktikum P1 tentang karakteristik statis

pengukuran. Terdapat dua macam percobaan yaitu

mengukur karakteristik statik suatu element (hambatan geser) yaitu mengetahui range, span, dan karakteristik lainnya dan yang kedua mengetahui hubungan input output dari suatu rangkaian voltage divider yang R2 nya merupakan hambatan geser.

Dari hasil pengukuran didapatkan range hambatan geser yaitu 0-6kῼ. Pada percobaan kedua, digunakan vcc 2 jenis yaitu bernilai 4,63 dan 6,5 volt. Pertama rangkaian voltage divider dihubungkan dengan vcc sebesar 6,35 volt. Dan didapatkan grafik hampir mendekati linier antara hubungan pergeseran hambatan dan tegangan keluaran yang dihasilkan. Yaitu semakin besar sensor digeser, semakin besar hambatannya dan tegangan keluaranya semakin besar sesuai dengan hubungan linier. Pada penggunaan vcc sebesar 4,25 volt terjadi ketidak linieritasan pada V keluaran. Yaitu perubahan volt yang dihasilkan tidak sama dengan perubahan nilai pergeseran yang diberikan. Hal ini dikarenakan adanya ketidak tepatan dalam menggeser hambatan geser sesuai dengan skala yang ada. Kesimpulan dari praktikum kali ini adalah dengan mengukur dan membandingkan hubungan input output kita dapat mengetahui bagaimana karakteristik statik dari komponen suatu alat ukur dan kita dapat mengetahui hubungan antara input output apakah itu linier maupun tidak. Apabila grafik yang dihasilkan sesuai dengan perumusan yang ada maka tidak ada efek lingkungan yang mempengaruhi pengukuran tersebut. namun bila tidak sesuai maka bisa dinyatakan adanya pengaruh lingkungan pada sistem pengukuran tersebut.

6. I Kadek Yamuna Gangga P. (2411100094)

Pada praktikum Sistem Pengukuran dan Kalibrasi yang berjudul Pengukuran Karakteristik Statik dari Sensor Displacement, Rangkaian Pembagi Tegangan dan Display (Multimeter), dimana pada perobaan pertama mencari nilai resistansi dan output berupa tegangan menggunakan baterai 6 Volt, pada pergeseran naik saat Displacement x = 0 cm, di dapatkan nilai Resistansi R = 0 kΩ dan tegangan V = 0,07 volt, lalu pada saat x = 0,5 cm, didapatkan nilai R = 1,65 kΩ dan V = 3,41, kemudian saat x = 1 cm, didapatkan nilai R = 2,56 kΩ dan V = 4,72, dst.

Dari data yang telah diperoleh dapat diketahui bahwa terjadi peningkatan nilai resistansi dan tegangan ketika nilai displacement (perpindahan) itu sendiri mengalami peningkatan.Dari grafik dengan tegangan 6 Volt dengan displacement dari x = 0 cm sampai dengan x = 5 cm, grafik tersebut membentuk suatu garis yang hampir lurus, dengan linearitas O = 0.629 I + 0.07. Ini menunjukkan bahwa perobaan pertama yang telah dilakukan, hampir mendekati keakuratan,ditunjukkan dengan grafik linearitas yang hampir membentuk satu garis lurus, akan tatapi pada grafik tersebut tetap terjadi non linearitas karena adanya sedikit penyimpangan pada grafik tersebut yang berrnilai sebesar 53,76%. Begitu juga pada kondisi pegeseran turun, dapat dilihat pada grafik terdapat garis yang hampir lurus. Ketika membandingkan histeresis dari pengukuran yang telah dilakukan melalui pergeseran naik dan turun didapatkan histerisis sebesar 36.13%, dalam grafik antara output berupa tegangan dan hambatan tejadi garis yang hampir berimpit tetapi masih ada penyimpangan sehingga terjadi non- linearitas tetapi bernilai rendah. Begitupun tejadi pada pengukuran

selanjutnya dengan tegangan baterai bernilai 4,5 volt. Dari percobaan yang telah dilakukan, terdapat perbedaan nilai hasil pengukuran. Output tidak hanya bergantung pada sinyal input tatapi juga bergantung pada input dari lingkungan yang berupa suhu dan tegangan supply. Selain itu, dapat diketahui adanya modifying input dan interfering input. Terjadi modifying input karena adanya penyimpangan dari kondisi standar sehingga menyebabkan sensitivitas linear sistem berubah. Sedangkan terjadi interfering input karena nilai dari zero bias semua percobaan pada saat displacement x= 0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2 ; ... ; 5 cm adalah tidak sama dengan nol.

7. Hardhian Restu Panca L. (24111000108)Pada praktikum kali ini saya melakukan

pengukuran keluaran tegangan dari suatu rangkaian yang dipasangi hambatan geser dengan mengaplikasikan prinsip pembagian tegangan. Kami melakukan percobaan ini dengan cara merangkai komponen resistor, sumber daya dan hambatan geser sedemikian rupa dan mengukur tegangan keluarannya dengan menggunakan multimeter. Pada pengukuran kali ini saya mendapatkan data bahwa ketika hambatan geser diset pada hambatan nol ohm maka tegangan keluarannya juga akan mendekati nol, dan menurut rumus yang ada seharusnya nol tp pada pengukuran yang saya lakukan outputnya tidak nol namun mendekati angka nol tersebut. Ini dikarenakan adanya pengaruh dari lingkungan. Dan ketika hambatan geser digeser sejauh 0,5 sentimeter maka hambatannya juga akan ikut meningkat dan tegangan yang keluar juga akan ikut bertambah ini merupakan untuk tengangan naik. Untuk Vs = 4,63

V tegangan naik dari 0,05 – 4,47 V sedangkan Vs = 6,35 V tegangan naik dari 0,07 – 5,91.

Saya melakukan percobaan ini selama dua kali. Yang pertama ketika hambatan di hambatan geser ditambah dan ketika hambatan geser dikurangi atau pada turun dan naik. Dan jika saya mengganti sumber tegangan ke sumber tegangan yang lebih kecil maka tegangan keluaran yang dihasilkan juga semakin kecil ini untuk tegangan yang turun. Untuk Vs = 4,63 V tegangan turun dari 4,47 – 3,26 V sedangkan untuk Vs = 6,35 V tegangan turun dari 5,90 – 2,18 V. Ternyata data yang dihasilkan dari dua metode pengukuran ini berbeda walaupun sangat kecil

Kesalahan pengukuran yang terjadi pada percobaan kali ini yang menyebabkan data yang kurang valid disebabkan oleh beberapa faktor seperti pergeseran hambatan geser yang kurang teliti (skalanya tidak terlalu jelas) sehingga mempengaruhi tegangan outputan yang ada. Selain pembacaan nilai yang ada pada multimeter dan ada pengaruh dari luar baik sentuhan tangan atau yang lainnya juga menjadi penyebab error pada percobaan kali ini.

Praktikum yang kedua adalah mengukur panjang, lebar dan tinggi berbentuk kotak menggunakan hasil pengukuran pada jarak x cm dengan hasil hambatan sebesar Ohm, maka kami dapat mengukur berapa panjang, lebar dan tinge benda, untuk panjang diperoleh 3,6 cm, untuk lebar benda diperoleh 2,58 cm sedangkan untuk tinggi benda diperoleh 1,96 cm. Untuk membuktikan kebenaran tersebut kami menggunakan penggaris. Dari hasil penggaris kami dapatkan panjang = 3,6 cm, lebar = 2,6 cm dan tinggi=2 cm, hasil yang kami peroleh sama dengan pengukuran menggunakan penggaris.

8. Hana Septiyani Putri (2411100109)Dari praktikum tentang Pengukuran Karakteristik

Statik dari Sensor Displacement, Rangkaian Pembagi Tegangan, dan Display yang telah dilaksanakan, ada dua kali jenis percobaan yang dilakukan yaitu percobaan untuk mengukur output berdasarkan pergeseran naik dan pergeseran turun. Selain pergeseran naik dan pergeseran turun, juga digunakan dua jenis tegangan yang berbeda, yang pertama adalah tegangan sebesar 4,63 volt dan yang kedua adalah tegangan sebesar 6,35 volt.

Percobaan pertama, tegangan sebesar 6,35 volt, hubungan yang didapat antara input yang berupa pergeseran (x) dengan output yang berupa hambatan (R) adalah berbanding lurus yang berarti bahwa semakin besar jarak pergeseran maka akan semakin besar pula nilai hambatan yang didapatkan baik dengan pergeseran turun maupun dengan pergeseran naik. Hubungan antara input yang berupa pergeseran (x) dengan output yang berupa tegangan adalah sebanding yang berarti bahwa semakin besar jarak pergeseran maka akan semakin besar nilai tegangan yang keluar. Perbandingan lurus juga terjadi pada percobaan kedua yang menggunakan tegangan sebesar 4,63 volt. Percobaan kedua terjadi kesalahan kecil dimana output tegangan yang dikeluarkan sebagian kecil kurang nampak signifikan pada peningkatan nilainya ketika jarak pergeseran bertambah besar. Hal ini dikarenakan kesalahan dalam pengukuran menggunakan multimeter, sehingga nilai yang muncul di multimeter kurang signifikan. Jadi kesimpulannya adalah dengan memberikan input pada sebuah alat ukur maka akan didapatkan output

untuk dapat mengetahui karakteristik statik dari alat ukur tersebut baik dari range, span, linieritas, dan histeresis. Karakteristik kelinieritasannya adalah linier dari hubungan antara input dan output yang berbanding lurus.

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

37

BAB VPENUTUP

5.1 Kesimpulan Berikut ini adalah kesimpulan yang didapat dari kegiatan praktikum yang telah dilaksanakan, diantaranya sebagai berikut : Sensor adalah alat ukur untuk merubah besaran fisis ke besaran fisis yang lainnya.

Karakteristik statik sistem pengukuran adalah karakter sistem pengukuran yang ditetapkan oleh pabrik pembuatnya, dimana karakter ini tidak bergantung terhadap waktu. Karakteristik statik diantaranya range, span, sensitivity, akurasi, presisi, linearitas, histeresis.

Dengan memberikan input pada sebuah alat ukur maka akan didapatkan output yang mengantar kita untuk dapat mengetahui karakteristik statik dari alat ukur tersebut.

Karakteristik kelinieritasannya adalah linier dari hubungan antara input dan output yang berbanding lurus. Sehingga dapat dikatakan tidak adanya efek lingkungan yang berarti yang mempengaruhi percobaan pengukuran yang telah dilakukan.

5.2 SaranDalam praktikum selanjutnya diperlukan alat

yang memudahkan praktikan supaya praktikan tidak lelah untuk memegang alatnya yang akhirnya dapat menimbulkan ketidakvalidan data praktikum yang diperoleh.

38

DAFTAR PUSTAKA

http://hardipurba,com/2009/06/30/akurasi-dan-presisi,htmlhttp://elektronika-dasar,com/teori-elektronika/persyaratan-sensor-dan-tranducer/http://vryukbrook,wordpress,com/2010/09/27/instrumentasi/http://adrian_nur,staff,uns,ac,id/files/2009/10/03-sistem-pengukuran,pdfhttp://www,scribd,com/doc/60934595/Karakteristik-Statik-Dan-Dinamic

39

INDEX

LAMPIRANTUGAS KHUSUS

Fahmi Imanuddin (2411100003)Sensor Gas LPG TGS 2610

Sensor gas LPG TGS 2610 adalah sebuah sensor gas yang dapat mendeteksi adanya konsentrasi gas LPG disekitar sensor tersebut. Sensor gas LPG TGS 2610 akan memberikan perubahan resistansi pada saat terdeteksi adanya gas LPG disekitar sensor, dimana semakin kuat konsenstrasi gas LPG yang terdeteksi maka semakin rendah resistansi output sensor gas LPG TGS 2610 dan sebaliknya (resistansi membesar) apabila tidak terdeteksi adanya gas LPG disekitar sensor. Sensor gas LPG TGS 2610 adalah suatu jenis semikonduktor oksida logam film tebal yang dapat mendeteksi adanya kebocoran gas LPG, beroperasi dengan konsumsi arus yang rendah dan memiliki daya tahan yang lama dalam penggunaannya. Sensitivitas dari sensor gas LPG TGS 2610 sangat bagus sehingga sesuai untuk keperluan pendeteksian kebocoran gas LPG.Bentuk Fisik Sensor Gas LPG TGS 2610

Elemen yang digunakan untuk sensor gas LPG TGS 2610 adalah semikonduktor dari bahan dioksida timah (SnO2) yang mempunyai resistansi yang tinggi pada udara bersih. Jika terdapat gas yang dideteksi, maka resistansi

dari sensor gas TGS 2610 akan menurun tergantung pada konsentrasi gas LPG di udara sekitar sensor TGS 2610 diletakan. Sensor gas LPG TGS 2610 membutuhkan heater dan sumber tegangan DC +5 volt dalam bekerja. Perubahan resistansi pada sensor gas LPG TGS 2610 dapat diubah mejadi perubahan tegangan menggunakan rangkaian sederhana seperti gambar berikut.

Rangkaian Aplikasi Sensor Gas LPG TGS 2610

Rangkaian diatas adalah rangkaian aplikasi dasar pengoperasian sensor gas LPG TGS 2610. Heater dan elemen sensor gas LPG TGS 2610 diberikan sumber tegangan DC +5 volt dan ditambahkan resistor (R) sebagai kontrol level tegangan output sensor gas LPG TGS 2610. Dengan rangkaian dasar yang sederhana seperti ditunjukan pada gambar diatas maka perubahan resistansi yang dihasilkan oleh sensor gas LPG TGS 2610 pada proses deteksi kandungan gas LPG akan berubah menjadi perubahan tegangan yang levelnya tergantung dari konsentrasi kandungan gas LPG yang diterima sensor gas LPG TGS 2610. Dimana semakin kuat konsentrasi gas

Sensor

TGS 2610

Voltage

Divider

Display/LCDMikrokontroller

AT89S52LED

LPG yang dideteksi oleh sensor gas LPG TGS 2610 maka tegangan output sensor semakin tinggi dan sebaliknya pada udara yang bersih dari konsentrasi gas LPG maka tegangan output sensor gas LPG TGS 2610 semakin rendah.

Diagram Blok Sensor Gas LPG

R (0,68-6,8 kΩ)

V (0-5V)

Sensor TGS 2610 menerima inputan berupa konsentrasi dari gas-gas yang ada di LPJ bila terjadi kebocoran. Setelah itu inputan awal diubah oleh sensor menjadi tegangan yang rangenya 0,68-6,8 kΩ. kemudian diubah menjadi tegangan dengan pengkondisian sinyal di voltage divider dengan rangenya 0-5V. Setela itu sinyal yang didapat dari voltage divider diproses oleh mikrokontroller AT89S52 dan akan ditampilkan di LCD dan LED.Satuan PPM

PPM (Part per Million) atau dalam bahasa Indonesianya "Bagian per Sejuta Bagian" adalah satuan konsentrasi yang sering dipergunakan dalam di cabang Kimia Analisa. Satuan ini sering digunakan untuk menunjukkan kandungan suatu senyawa dalam suatu larutan misalnya kandungan garam dalam air laut, kandungan polutan dalam sungai, atau biasanya kandungan yodium dalam garam juga dinyatakan dalam ppm. konsentrasi ppm merupakan perbandingan antara berapa bagian senyawa dalam satu juta bagian suatu sistem. Sama halnya dengan “persentase” yang menunjukan bagian per seratus.

Penurunan Rumus Voltage Divider

Kegunaan Empat Kaki dari TGS 2610

Pin 1 : HeaterPin 2 : Sensor eletroda (-)Pin 3 : Sensor elektroda (+)Pin 4 : Heater

Mariesta Arianti (241100021)Sensor Efek Hall Ugn3503

Sensor efek hall adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi medan magnet. Hasil keluaran dari sensor efek hall ini akan menghasilkan sebuah tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang dideteksi oleh sensor efek hall. Sensor efek hall ini terdiri dari sebuah lapisan silikon yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik.

Sensor efek hall yang tampak seperti pada gambar diatas yang hanya terdiri dari sebuah lapisan silikon dan dua buah elektroda pada masing – masing sisi dari lapisan silikon. Hal ini akan menghasilkan perbedaan tegangan

ketika lapisan silikon ini dialiri arus listrik. Bila tidak ada medan magnet yang dideteksi maka arah arus listrik yang mengalir pada silikon tersebut akan tepat ditengah – tengah lapisan silikon dan akan menghasilkan tegangan 0 Volt karena tidak ada beda tegangan antara elektroda sebelah kiri dan elektroda sebelah kanan. Bila ada medan magnet yang terdeteksi oleh sensor efek hall maka arah arus listrik yang mengalir pada lapisan silikon akan berbelok mendekati atau menjauhi sisi elektroda yang dipengaruhi oleh medan magnet. Ketika arus yang melalui lapisan silikon tersebut mendekati sisi elektroda sebelah kiri maka akan terjadi beda potensial pada hasil keluarannya. Semakin besar kekuatan medan magnet yang dideteksi oleh sensor efek hall akan menyebabkan pembelokan arah arus listrik pada lapisan silikon tersebut juga akan semakin besar dan beda potensial yang dihasilkan di antara kedua sisi elektroda pada lapisan silikon sensor efek hall juga akan semakin besar.

Arah pembelokan arus listrik pada lapisan silikon ini dapat digunakan untuk mengetahui atau mengidentifikasi polaritas atau kutub medan magnet pada sensor efek hall. Sensor efek hall ini dapat bekerja jika hanya salah satu sisi elektroda pada sensor efek hall dipengaruhi oleh medan magnet. Jika kedua sisi silikon dipengaruhi oleh medan magnet maka arah arus listrik pada lapisan silikon tidak akan mengalami pembelokan.

Sensor UGN3503U ini akan menghasilkan tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang dideteksi oleh sesnor ini. Selain itu komponen ini dipilih karena relatif murah, mudah digunakan dan mempunyai performa yang cukup baik. Sensor UGN3503 ini mempunyai 3 pin antara lain : Pin 1 : VCC, pin tegangan suplaiPin 2 : GND, pin groundPin 3 : Vout, pin tegangan output.

Pinout Hall Effect Sensor UGN3503UDi dalam sensor ini sudah dibangun sebuah penguat

yang memperkuat sinyal dari rangkaian sensor dan menghasilkan tegangan output ditengah-tengah tegangan suplai. Pada sensor ini jika mendapat pengaruh medan magnet dengan polaritas kutub utara maka akan menghasilkan pengurangan pada tegangan output sebaliknya jika terdapat pengaruh medan magnet dengan polaritas kutub selatan maka akan menghasilkan peningkatan tegangan pada outputnya. Sensor ini dapat merespon perubahan kekuatan medan magnet mulai kekuatan medan magnet yang statis maupun kekuatan medan magnet yang berubah-ubah dengan frekuensi sampai 20KHz.

Blok Diagram Rangkaian Internal UGN3503U

Sensor hall effect UGN3503 ini mempunyai suplai tegangan yang cukup lebar yaitu mulai 4.5V sampai 6V dengan kepekaan perubahan kekuatan medan magnet sampai frekuensi 23KHz.

Karakteristik Statik Sensor Efek Hall UGN3503UG

1. Apa yang dimaksud akurasi ?Akurasi adalah ketepatan alat ukur dalam

memberikan hasil pengukuran. Akurasi ini menyatakan seberapa dekat nilai hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya.

Ada beberapa menyatakan akurasi antara lain :1. Dalam variabel pengukuran2. Dalam presentase span3. Dalam presentase skala maksimum

2. Apakah rumus hanya berlaku disaat ada interfering dan modifying saja ?

Rumus itu tidak hanya berlaku pada saat ada interfering ataupun modifying saja melainkan bisa pada saat hanya ada salah satunya saja. Contoh dari diagram bloknya antara lain :

a. Pada saat ada interfering dan modifying

b. Pada saat hanya ada interfering

3. Bagaimanakah gambar pembagi tegangan ?

4. Op Amp jenis apa dan range outputnya berapa ?IC jenis ini merupakan komponen OpAmp atau

Operational Amplifier yaitu suatu jenis penguat yang dalam hal ini dimanfaatkan untuk menguatkan sinyal masukan dari sensor yang berpenguatan kecil dan kemudian dikuatkan sinyalnya agar disesuaikan dengan kebutuhan level penguatan atau logika ’0’ dan ’1’ untuk memicu IC gerbang logika yang akan mengendalikan arah gerak putaran motor roda kanan dan kiri.

IC LM324 mempunyai 4 buah OpAmp yang dapat dikonfigurasi sebagai penguat sinyal dan pembanding atau Comparator. Keluaran dari rangkaian sensor masih dalam bentuk sinyal analog dan berpenguatan rendah.

5. Range keluaran sensor berapa ?Range keluaran sensor yaitu 2.25 V – 2.75 V dengan

perubahan 13 mV setiap 1 Gauss.

6. Cara kerja Op Amp nya bagaimana ?Kita ketahui range keluaran sensornya adalah 2.25 V

– 2.75 V. Pada Op Amp ini dikuatkan hanya satu kali menjadi 5 V – 15 V dikarenakan masing-masing Op Amp sudah mempunyai fungsinya masing-masing. Untuk lebih jelasnya ada penjelasan di bawah ini.

IC LM324 merupakan IC Operational Amplifier, IC ini mempunyai 4 buah op-amp yang berfungsi sebagai comparator. IC ini mempunyai tegangan kerja antara +5 V sampai +15V untuk +Vcc dan -5V sampai -15V untuk -Vcc. Adapun definisi dari masing-masing pin IC LM324 adalah sebagai berikut :

a) Pin 1,7,8,14 (Output) Merupakan sinyal output.

b) Pin 2,6,9,13 (Inverting Input)Semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang berkebalikan dari input.

c) Pin 3,5,10,12 (Non-inverting input)Semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang sama dengan input (tidak berkebalikan).

d) Pin 4 (+Vcc)Pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara +5 Volt sampai +15 Volt.e. Pin 11 (-Vcc)Pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara -5 Volt sampai -15 Volt.

7. Jelaskan fungsi ADC dan output ADCnya apa ?ADC adalah kepanjangan dari Analog to Digital

Converter yang artinya Pengubahdari analog ke digital. Fungsi ADC Fungsi dari ADC adalah untuk mengubah dataanalog menjadi data digital yang nantinya akan masuk ke suatu komponen digital yaitumikrokontroller AT89S51. Output dari ADC ini adalah sinyal digital berupa tegangan.

8. Data dari ADC apa perlu disimpan di Mikrokontroller, kalau iya kenapa mesti disimpan ?

Mikrokontroller mengendalikan kerja dari ADC0809 dengan memberikan sinyal pada pin kontrol dari ADC0809. Sinyal kontrol dari LCD juga dikendalikan oleh mikrokontroller. Data hasil konversi ADC0809 diterima oleh mikrokontroller. Karena

alasan itulah maka sinyal yang keluar dari ADC perlu disimpan pada mikrokontroller.

Afif Rachman Apriyanto (2411100052)Pada lampiran kali ini saya akan menjawab tentang

Tugas Khusus yaitu yang pertama mengenai konsep emisifitas bagaimana mengubah panjang gelombang menjadi tegangan. Dengan rumus dasar efek fotolistrik dengan konsep fotonnya sebagai berikut :

E = hfc = λf

E = hc / λDari sini kita bisa tahu bahwa panjang gelombang

berbanding terbalik dengan Energi artinya semakin besar panjang gelombang maka semakin kecil energi yang digunakan untuk memindahkan electron sehingga terdapat perbedaan jumlah electron sehingga menyebabkan adanya perbedaan tegangan. Kita semua tahu bahwa Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah perbedaan potensi listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial sebuah medan listrik untuk menyebabkan aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik.

Yang kedua yaitu apa fungsi sebenarnya dari rangkaian IC LM324 yang biasanyadidunakanpada speedometer digital yaitu sebuah sistem yang memainkan peran sebagai signal conditioning, dimana mengubah voltage yang dihasilkan oleh phototransistor menjadi pulse. Cara kerja dari IC LM324 adalah sebagai berikut :

Voltage yang diterima dari PhotoTransistor menyebabkan LM324 mendapat perubahan pada input dan output dalam LM324. Input pada LM324 menjadi “low” dan output LM324 menjadi “high”.

Sehingga Keluaran dari LM324 berupa pulse (square wave).

Bentuk rangkaian IC LM324 pada speedometer.

Dan yang terakhir adalah tentang bagaimana bentuk rangkaian IC yang biasa digunakan untuk sinyal processing yang berfungsi sebagai gerbang logika yang berupa rangkaian IC tipe and adalah sebagai berikut :

Ria Marselina (2411100070)1. Cari salah satu jenis sensor dan karakteristik

statiknya, jelaskan dan berikan contoh aplikasinya serta gambarkan dalam diagram blok !LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR)

Sensor cahaya adalah sensor yang berfungsi mengubah besaran cahaya menjadi intensitas listrik. Dengan kata lain besarnya cahaya yang masuk kedalam area sensor tersebut akan diubah menjadi listrik dan nilainya dapat dihitung. Ada berbagai macam jenis sensor cahaya dan fungsinya, salah satu diantaranya adalah LDR.

LDR (Light Dependent Resistor), ialah jenis resistor yang berubah hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila cahaya gelap nilai tahanannya semakin besar, sedangkan cahayanya terang nilainya menjadi semakin kecil.

LDR (Light Dependent Resistor) adalah jenis resistor yang biasa dugunakan sebagai detektor cahaya atau pengukur besaran konversi cahaya. Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya.

Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap

resistansi LDR sekitar 10 M dan dalam keadaan terang

sebesar 1 k atau kurang. LDR terbuat dari bahan

semikonduktor seperti cadmium sulfide. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.

LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya otomatis dan lampu jalan atau lampu taman otomatis adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi di mana intensitas cahaya berubah secara drastis. Sensor ini akan berubah nilai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecerahan cahaya.

Grafik Linieritas Sensor LDR

Diagram Blok Sensor LDR

LDR sebagai sensor cahayaVoltage Divider sebagai komponen pengkondisian sinyal, dikarenakan keluaran LDR adalah resistansiMikrokontroller sebagai komponen pemrosesan sinyal agar hasilnya dapat ditampilkanDisplay sebagai tampilan dari proses pengukuran

Karakteristik Alat ukurRange input sensor = 0 lux - 10.000 luxRange output sensor = 0 kΩ - 1000 kΩ

DisplayINTENSITAS

CAHAYA

SENSOR

LDR

VOLTAGE

DIVIDER

MICROCONTROLLER

(ATMEGA 8535) DISPLAY

Span input = 10.000Span Output = 1000

Resolusi = 1 digit belakang koma (00.0)Linieritas = linier

Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup, LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bida disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.

Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang, LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi kecil pada saat cahaya terang. Penerapan lain dari sensor LDR ini ialah alarm Pencuri.

Misalnya untuk rangkaian sistem alarm cahaya (menggunakan LDR) yang aktif ketika terdapat cahaya. Ketika kita akan mengatur kepekaan LDR (Light Dependent Resistor) dalam suatu rangkaian maka kita perlu menggunakan potensiometer. Kita atur letaknya agar ketika mendapat cahaya maka potensiometer akan berbunyi dan ketika tidak mendapat cahaya maka potensiometer tidak akan berbunyi.

2. Jelaskan prinsip kerja dari LDR (Light Dependent Sensor) !Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari

cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil, sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup, LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bida disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.

Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang, LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi kecil pada saat cahaya terang.

Misalnya untuk rangkaian sistem alarm cahaya (menggunakan LDR) yang aktif ketika terdapat cahaya. Ketika kita akan mengatur kepekaan LDR (Light Dependent Resistor) dalam suatu rangkaian maka kita perlu menggunakan potensiometer. Kita atur letaknya agar ketika mendapat cahaya maka potensiometer akan berbunyi dan ketika tidak mendapat cahaya maka potensiometer tidak akan berbunyi.

3. Sebutkan cara pengkondisian sinyal yang lain selain voltage divider yang mampu mengubah nilai hambatan menjadi tegangan !Selain voltage divider, ada rangkaian jembatan

wheatstone yang mampu mengubah nilai Resistansi ke bentuk nilai Tegangan. Berikut ini adalah gambar daripada rangkaian jembatan wheatstone.

Jika R1.R3 = R2.R4, maka Vcd = 0

4. Dalam rangkaian voltage divider, apabila Sensor LDR diletakkan pada R1, maka bagaimanakan penulisan rumus untuk menghitung Voutnya ?Sebenarnya, apabila sensor LDR diletakkan di posisi

R1 dari rangkaian voltage divider seperti rangkaian dibawah ini

maka, untuk menghitung tegangan yang keluar dari rangkaian tersebut adalah sama dengan rumusan yang meletakkan sensor LDR di R2 yaitu :

Yang berbeda adalah nilai tegangan yang keluar bukan rumusannya. Apabila sensor LDR diletakkan di R1, maka nilai tegangan yang keluar tidak akan begitu signifikan terlihat ketika sensor LDR tersebut diletakkan di R2, karena ketika di posisi R2, nilai tegangannya akan dibagi bukannya menjadi pembagi, sehingga tegangan yang keluar akan lebih besar daripada ketika posisinya diletakkan di R1.

Almas Fachrullah (2411100076)Termometer menggunakan sensor LM 35

Termometer merupakan alat ukur temperatur baik itu digunakan untuk badan, ruangan ataupun beberapa sistem yang ada.pada tugas khusus kali ini akan dibahas termometer ruangan menggunakan sensor LM 35.

Sensor yang digunakan merupakan sensor IC LM35. Sensor LM 35 merupakan salah satu sensor temperatur yang mempunyai output berupa tegangan yang linier terhadap skala temperatur yang besarnya 10 mv/*c. Mempunyai Range suhu -55 – 150*c, Nonlinieritas +-1/4*c pada suhu ruangan. Jadi misalkan Suhu yang akan diukur 2- 40 * c maka akan diperoleh rentang tegangan keluaran 0.02-0.4 v.

Untuk bagian pengkondisian sinyal, dipakai rangkaian op amp inverting menggunakan IC LM741. Dengan sinyal input yang masuk diperbesar 10 kali lipat.

Agar dapat sesuai dengan range masukan mikrokontroler yaitu 0-5 volt.

Pada bagian pemrosesan sinyal. Digunakan mikrokontroler atmega 16 yang dapat digunakan sebagai fungsi ADC dan untuk menampilkan perhitungan pada LCD alphanumeric 2x16 yang nantinya juga disebut sebagai display. Berikut diagram blok dari termometer ini.

Sensor (IC LM35)

Suhu

Pengkondisian sinyal (Lm 741)

Pemrosesan sinyal (ATMega16)

Display (Alphanumeric LCD)

I Kadek Yamuna Gangga P. (2411100094)Sensor strain gauge load cell tipe L6B pada

timbangan digitalSensor Strain Gauge Load Cell tipe L6B pada

timbangan digital berfungsi merubah besaran massa yang terukur agar dapat di displaykan pada layar.Sensor strain gauge load cell adalah sensor yang dapat berubah nilai resistansinya akibat adanya perubahan dimensi atau deformasi strain gauge akibat tekanan yang diberikan oleh beban yang diukur.

Diagram Blok Sistem Pengukuran Massa

Range Input sensor strain gauge : 0 – 3 kg Range Output sensor strain gauge : 346,5 ohm – 353,5 ohm. Saat timbangan di berikan beban, maka load cell akan

Strain Gauge Load Cell

Rangkaian

Jembatan

Wheatstone

Rangkaian Zero-Span

ADC

Mikro -

kontroller

Display

bergerak sedikit demi sedikit sehingga menyebabkan deformasi pada strain gauge yang sudah diletakkan pada titik – titik yang telah ditentukan. Deformasi pada strain gauge tersebut menyebabkan perubahan resistansi strain gauge, dimana resistansi strain gauge ini langsung dihubungkan ke rangkaian jembatan wheatstone agar didapatkan perubahan beda potensial akibat perubahan resistansi dari strain gauge.

Gambar Rangkaian Jembatan WheatstoneFungsi menggunakan rangkaian jembatan

wheatstone adalah agar output dari sensor strain gauge berupa perubahan resistansi dapat dirubah menjadi tegangan, sehingga dapat diproses oleh mikrokontroller, kelebihan menggunakan rangkaian jembatan wheatstone dibanding menggunakan rangkaian pembagi tegangan agar output dari masing-masing strain gauge dapat langsung dihubungkan ke jembatan wheatstone, jika menggunakan rangkaian pembagi tegangan tidak bisa dilakukan hal yang demikian. R1 dan R4 merupakan resistansi atau hambatan dari strain gauge yang terpasang pada load cell, sedangkan R2 dan R3 merupakan hambatan lain yang dirangkai pada jembatan wheatstone dan sudah diatur besar resistansinya agar saat timbangan tidak mendapatkan beban(input minimum) beda tegangan antara titik a-b bernilai 0 volt, sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut :

Vab = Va - Vb dimana, Va = potensial titik a terhadap c, Vb = potensial titik b terhadap c

Sehingga beda potensial antara titik a dan b adalah

Output dari jembatan wheatstone ini dapat benilai tidak diantara 0 – 5 volt, jadi agar dapat dirubah dari sinyal analog ke sinyal digital dengan menggunakan ADC(Analog to Digital Converter) sinyal input ke ADC harus bernilai

minimum 0 volt dan maksimumnya 5 volt. Agar didapatkan nilai input 0 – 5 volt maka perlu ditambahkan rangkaian zero-offset yang berfungsi untuk membuat input ke ADC bernilai 0 volt dan rangkaian span yang berfungsi untuk membuat input ke ADC bernilai 5 volt.Rangkaian zero-span ini dirangkai dengan rangkaian jembatan wheatstone sebagai rangkaian pengkondisian sinyal agar sinyal sesuai keinginan sehingga bisa diproses oleh mikrokontroller

Untuk Rangkaian Zero-offset

Vout = (Vin + Vvar) .R2/R1

Untuk Rangkaian SpanVout = Vin .Rvar/R1

Lalu setelah pengkondisian sinyal oleh rangkaian jembatan wheatstone dan rangkaian Zero-Span, maka didapatkan besaran sinyal analaog tegangan 0 – 5 volt. Lalu oleh ADC (Analog to Digital Converter) besaran analog berupa tegangan tersebut diubah menjadi sinyal digital, agar dapat diproses oleh mikrokontroller sehingga bisa didisplaykan pada LCD.

Hardhian Restu P. L. (24111000108) Diagram Blok dari Sistem Termometer tinggi

dengan Sensor Termokopel

Rangkaian sensor temperature terdiri atas termokopel dan rangkaian kompensasi (IC LM335). Sensor ini menerima masukan suhu dari benda uji dan temperature panas yang dapat diubah menjadi tegangan (ini terjadi karena terdapat efek seeback) dan diperkuat lagi dengan (amplifier IC AD524AD) mula – mula tegangan yang di dapat ini berupa tegangan dalam skala mikrovolt kemudian dilakukan penguatan yang pertama dan mengalami perubahan menjadi skala milivolt dan kemudian dilakukan berulang – ulang menjadi skala volt. Tegangan analog kemudian diubah oleh 8 bit A/D Converter menjadi besaran digital 8 bit, kemudian masuk ke dalam mikrokontroller

80C31. Setelah nilai akhir diperoleh maka hasil tersebut ditampilkan.

Termoelektrik adalah efek listrik yang timbul berdasarkan efek seebeck, prinsip dari efek seebeck itu sendiri adalah apabila dua buah logam atau lebih yang berbeda salah satu ujungnya disambungkan dan dipanaskan salah satu ujung dari logam tersebut yang tidak terhubung maka akan timbul perbedaan tegangan. Teknologi tentang termoelektrik diyakini menjadi sumber energy alternative pada masa mendatang, hal ini dikarenakan listrik yang dihasilkan berasal dari energi panas.

Termokopel merupakan sambungan (junction) dua jenis logam atau campuran yang salah satu sambungan logam tadi diberi perlakuan suhu yang berbeda dengan sambungan lainnya. Sambungan logam pada termokopel terdiri dari dua sambungan, yaitu :

• Reference junction (cold junction), merupakan sambungan acuan yang suhunya dijaga konstan dan biasanya diberi suhu yang dingin.

• Measuring junction (hot junction), merupakan sambungan yang dipakai untuk mengukur suhu.

Pada dunia elektronika, termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup besar dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.Tipe-Tipe TermokopelTersedia beberapa jenis termokopel, tergantung aplikasi penggunaannya.

1. Tipe K (Chromel (Ni-Cr alloy) / Alumel (Ni-Al alloy) Termokopel untuk tujuan umum. Lebih murah. Tersedia untuk rentang suhu −200 °C hingga +1200 °C.

2. Tipe E (Chromel / Constantan (Cu-Ni alloy))Tipe E memiliki output yang besar (68 µV/°C) membuatnya cocok digunakan pada temperatur rendah. Properti lainnya tipe E adalah tipe non magnetik.

3. Tipe J (Iron / Constantan)Rentangnya terbatas (−40 hingga +750 °C) membuatnya kurang populer dibanding tipe K Tipe J memiliki sensitivitas sekitar ~52 µV/°C

4. Tipe N (Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) / Nisil (Ni-Si alloy)Stabil dan tahanan yang tinggi terhadap oksidasi membuat tipe N cocok untuk pengukuran suhu yang tinggi tanpa platinum. Dapat mengukur suhu di atas 1200 °C. Sensitivitasnya sekitar 39 µV/°C pada 900 °C, sedikit di bawah tipe K. Tipe N merupakan perbaikan tipe KTermokopel tipe B, R, dan S adalah termokopel logam mulia yang memiliki karakteristik yang hampir sama. Mereka adalah termokopel yang paling stabil, tetapi karena sensitivitasnya rendah (sekitar 10 µV/°C) mereka biasanya hanya digunakan untuk mengukur temperatur tinggi (>300 °C).

5. Type B (Platinum-Rhodium/Pt-Rh)Cocok mengukur suhu di atas 1800 °C. Tipe B memberi output yang sama pada suhu 0 °C hingga 42 °C sehingga tidak dapat dipakai di bawah suhu 50 °C.

6. Type R (Platinum /Platinum with 7% Rhodium)Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum.

7. Type S (Platinum /Platinum with 10% Rhodium)

Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum. Karena stabilitasnya yang tinggi Tipe S digunakan untuk standar pengukuran titik leleh emas (1064.43 °C).

8. Type T (Copper / Constantan)Cocok untuk pengukuran antara −200 to 350 °C. Konduktor positif terbuat dari tembaga, dan yang negatif terbuat dari constantan. Sering dipakai sebagai alat pengukur alternatif sejak penelitian kawat tembaga. Type T memiliki sensitivitas ~43 µV/°C

Kelebihan dan KelemahanKelemahan : Termokopel tidak dapat mengukur

suhu awal dari suatu termometer pada suhu awal dari suatu termometer pada umumnya karena alat ini tidak dapat dikalibrasi. Sehinnga ketika termokopel pada posisi ON, langsung muncul suhu ruangan.

Kelebihan : Termokopel paling cocok digunakan untuk mampu mengukur suhu yang sangat tinggi dan juga suhu rendah dari -200 hingga 1800⁰C.

Kurva karekteristik termokopel merupakan grafik antara tegangan terhadap antara temperatur, yang membentuk suatu kurva yang tidak linier sedangkan dalam pengukuran suhu diperlukan linierisasi, agar pengukuran relatif lebih tepat, maka pada termokopel digunakan mikrokontroller tipe 80C31, diharapkan dengan cara ini

kurva termokopel yang tadinya tidak linier dapat di buat menjadi linier.

Kurva Karakteristik Termokopel

Kurva karakteristik dari material kawat logam yang digunakan untuk pembuatan sensor termokopel

Hana Septiyani Putri (2411100109)Tegangan keluaran dari photodioda adalah masih

sangat kecil untuk di pakai secara langsung. Tegangan ini

perlu dikuatkan oleh sebuah rangkaian penguattegangan, sehingga mampu untuk menggerakkan rangkaian dibelakangnya. Rangkaian penguat tegangan yang di pakai adalah sebuah penguat operasional yangdikonfigurasikan sebagai penguat tidak-membalik (non-inverting) dan dapat di lihat pada Gambar.

Gambar Rangkaian penguat tegangan sensor

Voltage gain sebuah rangkaian penguat dirumuskan :GV = Vout / Vin dimana Vout dan Vin adalah nilai-

nilai tegangan output dan tegangan input pada satu titik waktu tertentu. Sebuah rangkaian penguat juga dapat memilki gain arus, yang didefinisikan dengan cara yang sama. Menggabungkan kedua gain ini, dan merujuk ke persamaan P = IV, kita dapat mengetahui bahwa sebuah rangkaian penguat akan meningkatkan daya dari sebuah sinyal.

Gain tegangan tidak bersifat tetap. Besaran ini bergantung pada frekuensi sinyal yang bersangkutan. Hal ini terutama disebabkan oleh efek kapasitansi di dalam rangkaian.Analog To Digital Converter (ADC) adalah pengubah input analog menjadi kode – kode digital. ADC banyak digunakan sebagai Pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/ pengujian. Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistim komputer seperti sensor

suhu, cahaya, tekanan/ berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistim digital (komputer). ADC (Analog to Digital Converter) memiliki 2 karakter prinsip, yaitu kecepatan sampling dan resolusi. Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS). Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC. Sebagai contoh: ADC 8 bit akan memiliki output 8 bit data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 255 (2n–1) nilai diskrit. ADC 12 bit memiliki 12 bit output data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 4096 nilai diskrit. Dari contoh diatas ADC 12 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang jauh lebih baik daripada ADC 8 bit.

Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai contoh, bila tegangan referensi 5 volt, tegangan input 3 volt, rasio input terhadap referensi adalah 60%. Jadi, jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkan sinyal digital sebesar 60% x 255 = 153 (bentuk decimal) atau 10011001 (bentuk biner). Signal = (sample/max_value) * reference_voltage = (153/255) * 5 = 3 Volt.