pembuatan alat ukur medan magnet pada ...repository.ub.ac.id/3772/1/irwan syah erlangga.pdfiii...
TRANSCRIPT
i
PEMBUATAN ALAT UKUR MEDAN MAGNET PADA
KUMPARAN HELMHOLTZ MENGGUNAKAN SENSOR
UGN3503 YANG DILENGKAPI DENGAN INTERFACE
DIGITAL
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains dalam bidang Fisika
Oleh :
Irwan Syah Erlangga
135090800111001
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2017
ii
iii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
PEMBUATAN ALAT UKUR MEDAN MAGNET PADA
KUMPARAN HELMHOLTZ MENGGUNAKAN SENSOR
UGN3503 YANG DILENGKAPI DENGAN INTERFACE
DIGITAL
Oleh:
Irwan Syah Erlangga
135090800111001
Setelah dipertahankan di depan Majelis Penguji
Pada tanggal β¦β¦β¦
Dan dinyatakan memenuhi syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains dalam bidang fisika
Pembimbing I
Dr. Eng. Didik Rahadi Santoso, M.Si
NIP. 19690610 199402 1 001
Pembimbing II
Ahmad Nadhir, S.Si., MT., Ph.D
NIP. 19741203 199903 1 002
Mengetahui,
Ketua Jurusan Fisika
Fakultas MIPA Universitas Brawijaya
Prof. Dr. Muhammad Nurhuda, Ph.D
NIP.19640910 199002 1 001
iv
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
v
LEMBAR PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : IRWAN SYAH ERLANGGA
NIM : 135090800111001
Jurusan : FISIKA
Penulisan Skripsi berjudul:
PEMBUATAN ALAT UKUR MEDAN MAGNET PADA
KUMPARAN HELMHOLTZ MENGGUNAKAN SENSOR
UGN3503 YANG DILENGKAPI DENGAN INTERFACE
DIGITAL
Dengan ini menyatakan bahwa:
1. Isi dari Skripsi yang saya buat adalah benar-benar karya sendiri
dan tidak menjiplak karya orang lain, selain nama-nama yang
termaktub di isi dan tertulis di daftar pustaka dan Tugas Akhir ini.
2. Apabila dikemudian hari ternyata Skripsi yang saya tulis terbukti
hasil jiplakan, maka saya akan bersedia menanggung resiko yang
akan saya terima.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan segala kesadaran.
Malang, 21 Juli 2017
Yang menyatakan
(Irwan Syah Erlangga)
NIM. 135090800111001
vi
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
vii
PEMBUATAN ALAT UKUR MEDAN MAGNET PADA
KUMPARAN HELMHOLTZ MENGGUNAKAN SENSOR
UGN3503 YANG DILENGKAPI DENGAN INTERFACE
DIGITAL
ABSTRAK
Pada penelitian ini dikembangkan sebuah sistem pengukuran
kuat medan magnet secara online real-time dengan interface digital
untuk keperluan monitoring kuat medan magnet pada kumparan
Helmholtz, yang selanjutnya diimplementasikan pada perangkat ESR.
Sistem instrumentasi ini terdiri dari sensor UGN3503, pengondisi
sinyal, pemroses sinyal, dan software penampil data. Sensor
UGN3503 berfungsi sebagai sensor medan magnet yang memberikan
sinyal keluaran berupa nilai tegangan dengan menggunakan prinsip
Hall Effect. Pengondisi sinyal yang berfungsi untuk menguatkan
sinyal keluaran dari sensor UGN3503. Pemroses sinyal dari
mikrokontroler PIC16F873A yang berfungsi untuk mengubah sinyal
analog menjadi sinyal digital dari pengondisi sinyal agar dapat dikirim
ke PC. Software penampil data yang berfungsi untuk menampilkan
data digital yang dikirim dari mikrokontroler dan data digital tersebut
juga dapat disimpan dalam format excel untuk mempermudah proses
analisa. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kuat medan magnet
dapat terukur secara online real-time dengan hasil yang cukup baik
karena hampir sesuai dengan hasil pengukuran menggunakan
teslameter, serta memiliki range pengukuran 0 β 5.4 mT dengan
resolusi sebesar 0.005 mT.
Kata Kunci: Kumparan Helmholtz, medan magnet, sensor
UGN3503.
viii
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
ix
DEVELOPMENT OF SENSOR AND SYSTEM TO MEASURE
MAGNETIC FIELD ON THE HELMHOLTZ COILS USING
UGN3503 SENSOR WITH DIGITAL INTERFACE
ABSTRACT
A measurement system of real-time online magnetic field has
been developed in this research with digital interface for monitoring
of magnetic field strenght on the Helmholtz coils which implemented
in ESR device. This instrumentation system consists of UGN3503
sensor, signal conditioning, signal processing, and data presentation
software. UGN3503 sensor serves as a magnetic field sensor that
provides output signal in the form of voltage values using Hall Effect
principle. The signal conditioning serves to amplify the output signal
from the UGN3503 sensor. The signal processing of the PIC16F873A
microcontroller serves to convert the analog signal into a digital signal
from the signal conditioning to be sent to the PC. Data presentation
software serves to display digital data sent from the microcontroller
and digital data can also be saved in excel format to simplify the
analysis process. The results show that magnetic field strength can be
measured in real-time online with good results because it is almost in
accordance with the measurement results using teslameter, and has a
measurement range of 0 - 5.4 mT with a resolution of 0.005 mT.
Keywords: Helmholtz coil, magnetic field, UGN3503 sensor.
x
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
xi
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT karena berkat
limpahan rahmat, taufik serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan penulisan laporan skripsi ini sesuai dengan waktu yang
telah direncanakan. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka
memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana dalam
bidang Sains Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya.
Atas terselesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini, penulis
bersyukur dan mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang
telah membantu baik secara moril maupun materil, baik secara
langsung maupun tidak langsung. Bersama ini, penulis mengucapkan
terimakasih khususnya disampaikan kepada:
1. Kedua orang tua, Bapak, Ibu, dan adik serta keluarga
besar yang selalu memberikan doa dan motivasi demi
kelancaran penelitian dan skripsi ini.
2. Bapak Dr.Eng. Didik Rahadi Santoso, M.Si. selaku dosen
pembimbing pertama yang telah meluangkan waktu untuk
selalu membimbing, mengarahkan, dan memotivasi
penulis selama proses penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Bapak Ahmad Nadhir, S.Si., MT., Ph.D selaku
pembimbing kedua yang telah memberikan saran dan
motivasi kepada penulis.
4. Bapak Drs. Arinto Yudi Ponco W., M.Sc., Ph.D. selaku
dosen pembimbing akademik yang selalu memberikan
semangat dan motivasi.
5. Seluruh Dosen, Staf dan Karyawan jurusan Fisika yang
telah memberikan pendidikan dan bantuan selama di
jurusan Fisika FMIPA UB.
6. Rekan seperjuangan di laboratorium MCS (Ryan, Amry,
Titah, Mimin, Widda, Mbak Bella, Mbak Acem, Mas Zar,
dan Mbak Nita) yang selalu membantu memberi motivasi
dan masukan kepada penulis.
7. Sahabat spesial penulis (Zahrotinnisa) yang selalu
memberi semangat, menemani penulis, dan memberikan
motivasi.
xii
8. Sahabat-sahabat penulis para HTM (Djairan, Fajri, Yogie,
Inas, dan Mbak Safda) yang menemani disela-sela
kejenuhan dan memberikan semangat.
9. Teman β teman jurusan Fisika angkatan 2013 dan
khususnya keluarga Prodi Instrumentasi 2013 yang selalu
setia memberi semangat.
10. Seluruh pihak yang terkait yang tidak bisa penulis
sebutkan satu persatu, terimakasih atas segala batuan dan
dukungannya.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan
skripsi ini, sehingga kritik dan saran sangat diharapkan untuk
perbaikan kedepannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan dapat
memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan
kedepannya.
Malang, 21 Juli 2017
Penulis
xiii
ACKNOWLEDGEMENT
Penelitian ini merupakan bagian dari hibah penelitian PUPT tahun
2017dengan nomor kontrak: 460.74/UNC10.C10/PN/2017 atas nama
Sukir Maryanto, S.Si., M.Si., Ph.D & Ahmad Nadhir, S.Si., MT., Ph.D
yang berjudul βPengembangan Sistem Multikomponen Terintegrasi
Untuk Eksplorasi & Monitoring Daerah Volcano Geothermal Arjuno
Welirangβ.
xiv
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
xv
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ............................................ iii
LEMBAR PERNYATAAN ............................................................. v
ABSTRAK ....................................................................................... vii
ABSTRACT ..................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ..................................................................... xi
ACKNOWLEDGEMENT ............................................................ xiii
DAFTAR ISI ................................................................................... xv
DAFTAR GAMBAR .................................................................... xvii
DAFTAR TABEL .......................................................................... xix
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................. xxi
BAB I PENDAHULUAN ................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ...................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ..................................................................... 2
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................... 5
2.1 Medan Magnet ......................................................................... 5
2.2 Sensor Hall Effect .................................................................... 7
2.3 Sistem Instrumentasi .............................................................. 10
2.4 Mikrokontroler ....................................................................... 17
2.4.1 Mikrokontroler PIC16F873A ......................................... 18
2.4.2 ADC ............................................................................... 20
2.4.3 USART ........................................................................... 23
BAB III METODE PENELITIAN ............................................... 25
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ................................................ 25
3.2 Tahapan Penelitian ................................................................. 25
3.2.1 Desain sistem instrumentasi keseluruhan ....................... 26
3.2.2 Desain Hardware ........................................................... 27
3.2.3 Desain Software ............................................................. 31
3.2.4 Metode Pengujian Sistem ............................................... 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................ 37
xvi
4.1 Hasil Desain Sistem ............................................................... 37
4.1.1 Hasil desain hardware .................................................... 37
4.1.2 Hasil desain software ...................................................... 39
4.2 Pengujian Sistem .................................................................... 40
4.2.1 Pengujian sensor ............................................................. 40
4.2.2 Pengujian pengondisi sinyal dan pemrosesan sinyal ...... 42
4.2.3 Pengujian software penampil .......................................... 43
4.3 Pengujian Sistem Keseluruhan ............................................... 44
4.3.1 Pengujian dengan magnet Neodymium ........................... 44
4.3.2 Pengujian dengan kumparan Helmholtz ......................... 50
BAB V PENUTUP .......................................................................... 59
5.1 Kesimpulan ............................................................................. 59
5.2 Saran ....................................................................................... 59
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................... 61
LAMPIRAN A. ............................................................................... 63
LAMPIRAN B................................................................................. 71
LAMPIRAN C. ............................................................................... 73
LAMPIRAN D. ............................................................................... 75
LAMPIRAN E................................................................................. 89
LAMPIRAN F. ................................................................................ 95
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Garis-garis dari medan magnet batang ......................... 5
Gambar 2. 2 Kumparan Helmholtz ................................................... 6
Gambar 2. 3 Prinsip dasar Hall Effect tanpa diberi medan magnet .. 7
Gambar 2. 4 Prinsip dasar Hall Effect dengan diberi medan magnet 8
Gambar 2. 5 Morfologi dan konfigurasi PIN sensor UGN3503 ....... 9
Gambar 2. 6 Diagram blok sistem sensor UGN3503 ....................... 9
Gambar 2. 7 Diagram sistem instrumentasi .................................... 10
Gambar 2. 8 Macam-macam penguat. (a) Penguat Inverting; (b)
Penguat non-Inverting; (c) Penguat diferensial ........................ 13
Gambar 2. 9 Rangkaian buffer dari operational amplifier (Op-Amp)
.................................................................................................. 14
Gambar 2. 10 Instrumentation amplifier ........................................ 15
Gambar 2. 11 Konfigurasi Pin IC LF353........................................ 15
Gambar 2. 12 Konfigurasi Pin IC AD620 ...................................... 16
Gambar 2. 13 Mikrokontroler PIC16F873A ................................... 18
Gambar 2. 14 Kecepatan sampling rendah dan tinggi pada ADC .. 21
Gambar 2. 15 Pengaturan register ADCON0 ................................. 22
Gambar 2. 16 Pengaturan register ADCON1 ................................. 22
Gambar 3. 1 Diagram alir tahapan penelitian ................................. 25
Gambar 3. 2 Diagram sistem instrumentasi .................................... 26
Gambar 3. 3 Pengondisi sinyal untuk sensor UGN3503 ................ 29
Gambar 3. 4 Hasil simulasi pengondisi sinyal untuk sensor
UGN3503 ................................................................................. 30
Gambar 3. 5 Desain pemroses sinyal .............................................. 31
Gambar 3. 6 Diagram alir program mikrokontroler ........................ 32
Gambar 3. 7 Diagram Alir Program Penampil Data ....................... 33
Gambar 4. 1 Hasil desain hardware ............................................... 37
Gambar 4. 2 Konfigurasi sistem keseluruhan ................................. 38
Gambar 4. 3 Hasil desain software ................................................. 39
Gambar 4. 4 Hasil pengujian sensor dengan tegangan masukan 5 V
.................................................................................................. 41
xviii
Gambar 4. 5 Grafik hasil pengujian karakterisasi sensor
menggunakan magnet Neodymium berbentuk silinder ............. 41
Gambar 4. 6 Tampilan software penampil data .............................. 43
Gambar 4. 7 Pengujian dengan magnet Neodymium menggunakan
variasi jarak terjauh hingga terdekat ......................................... 45
Gambar 4. 8 Grafik hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi jarak terjauh hingga terdekat ................. 46
Gambar 4. 9 Pengujian dengan magnet Neodymium menggunakan
variasi sudut pada jarak 5 cm, 6 cm, 7 cm ................................ 47
Gambar 4. 10 Grafik hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi sudut pada jarak 5 cm ............................ 48
Gambar 4. 11 Grafik hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi sudut pada jarak 6 cm ............................ 49
Gambar 4. 12 Grafik hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi sudut pada jarak 7 cm ............................ 50
Gambar 4. 13 Pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan
jarak 6 cm antara koil ............................................................... 51
Gambar 4. 14 Grafik hasil pengujian menggunakan kumparan
Helmholtz dengan jarak 6 cm antara koil ................................. 52
Gambar 4. 15 Pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan
jarak 5 cm antara koil ............................................................... 53
Gambar 4. 16 Grafik hasil pengujian menggunakan kumparan
Helmholtz dengan jarak 5 cm antara koil ................................. 54
Gambar 4. 17 Pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan
koil yang saling ditempelkan .................................................... 55
Gambar 4. 18 Grafik hasil pengujian menggunakan kumparan
Helmholtz dengan koil yang saling ditempelkan ...................... 56
xix
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Fungsi PORT A pada mikrokontroler PIC16F873A ...... 19
Tabel 2. 2 Fungsi PORT B pada mikrokontroler PIC16F873A....... 19
Tabel 2. 3 Fungsi PORT C pada mikrokontroler PIC16F873A....... 20
Tabel 4. 1 Hasil pengujian differential amplifier dan instrumentation
amplifier ................................................................................... 42
xx
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
xxi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A Data Hasil Penelitian ............................................. 63
Tabel Lampiran A. 1 Hasil pengujian karakterisasi sensor menggu-
nakan magnet Neodymium berbentuk silinder ......................... 63
Tabel Lampiran A. 2 Hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi jarak terjauh hingga terdekat ................. 64
Tabel Lampiran A. 3 Hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi sudut pada jarak 5 cm ............................ 65
Tabel Lampiran A. 4 Hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi sudut pada jarak 6 cm ............................ 66
Tabel Lampiran A. 5 Hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi sudut pada jarak 7 cm ............................ 67
Tabel Lampiran A. 6 Hasil pengujian menggunakan kumparan
Helmholtz dengan jarak 6 cm antara koil ................................. 68
Tabel Lampiran A. 7 Hasil pengujian menggunakan kumparan
Helmholtz dengan jarak 5 cm antara koil ................................. 69
Tabel Lampiran A. 8 Hasil pengujian menggunakan kumparan
Helmholtz dengan koil yang saling ditempelkan ..................... 69
LAMPIRAN B Foto Alat ................................................................ 71
Gambar Lampiran B.1 Kumparan Helmholtz ............................... 71
Gambar Lampiran B.2 Laptop untuk interface data ..................... 71
Gambar Lampiran B.3 Pengondisi sinyal dan pemroses sinyal .... 71
Gambar Lampiran B.4 Power supply ............................................ 71
Gambar Lampiran B.5 Konfigurasi penyusunan alat .................... 72
Gambar Lampiran B.6 Konfigurasi setiap bagian alat .................. 72
LAMPIRAN C Rangkaian Elektronika .......................................... 73
Gambar Lampiran C.1 Rangkaian pengondisi sinyal ................... 73
Gambar Lampiran C.2 Rangkaian pemrosesan sinyal .................. 73
LAMPIRAN D Program dan Software ........................................... 74
Lampiran D.1 Program untuk mikrokontroler ................................ 74
Lampiran D.2 Program untuk software penampil .......................... 78
Gambar Lampiran D.2 Tampilan software penampil ................... 86
xxii
LAMPIRAN E Datasheet ................................................................ 87
1. Datasheet LF353 ........................................................... 87
2. Datasheet AD620 .......................................................... 89
3. Datasheet UGN3503 ..................................................... 91
LAMPIRAN F Cara Penggunaan Alat ............................................ 93
Gambar Lampiran F.1 Setup pada comport .................................. 93
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Medan magnet merupakan medan gaya yang berada disekitar
sebuah benda magnetik atau sebuah konduktor berarus. Medan
magnet dapat digambarkan dengan garis-garis gaya magnet yang
selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan
magnet. Medan magnet hingga saat ini telah digunakan pada beberapa
bidang, salah satunya bidang biofisika. Medan magnet yang
digunakan bidang biofisika diaplikasikan pada Electron Spin
Resonance (ESR). Prinsip kerja Electron Spin Resonance (ESR)
dimana sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen spin magnetik
yang menjadi terarah oleh medan magnet luar. Sumber medan magnet
dari luar ini, berasal dari kumparan Helmholtz yang memberikan
sumber medan statis agar ESR dapat mengidentifikasi radikal bebas
pada bahan uji. Pengujian ESR adalah untuk menentukan nilai g-
factor (Dunn, 2011).
Nilai g-factor pada pengujian ESR dipengaruhi besarnya kuat
medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan Helmholtz, sehingga
saat kuat medan magnet yang terukur mendekati nilai yang sebenarnya
maka nilai g-factor akan semakin baik. Untuk mendapatkan nilai kuat
medan magnet tersebut, dibutuhkan alat ukur medan magnet dengan
resolusi yang baik dan didukung dengan tampilan digital agar mudah
diamati.
Pada umumnya alat pengukuran kuat medan magnet terbagi
dua, yaitu alat ukur analog dan digital. Alat ukur analog yang ada di
pasaran memiliki resolusi yang kurang baik dan sulit diamati karena
menggunakan jarum sebagi penunjuknya, selain itu harganya tidak
terjangkau, dan tidak bersifat portable. Sedangkan, alat ukur digital
yang ada di pasaran memiliki resolusi relatif baik antara 1 β 0.01 mT
dengan interface digital dimana data yang diperoleh tidak bisa
langsung diolah pada PC, harganya tidak terjangkau, dan bersifat
portable.
Berdasarkan dengan adanya kelebihan dan kekurangan dari
alat pengukuran saat ini maka dikembangkanlah sistem instrumentasi
2
untuk mengukur kuat medan magnet yang memiliki resolusi yang
tinggi dengan harga relatif murah, interface digital yang bisa langsung
diolah pada PC, dan bersifat portable. Pada sistem instrumentasi ini,
untuk mendeteksi suatu kuat medan magnet dari kumparan Helmholtz
dibutuhkan sebuah sensor yang dapat menerima informasi kuat medan
magnet dengan rentang ukur yang sesuai. Salah satu sensor yang dapat
digunakan untuk mengukur kuat medan magnet adalah sensor
UGN3503. Sensor UGN3503 dapat mendeteksi medan magnet yang
dihasilkan oleh sistem magnetik. Sistem magnetik yang dirasakan dari
respon kuantitas fisik diterima melalui input antarmuka (Honeywell,
1985). Sedangkan, interface dari alat ini ditampikan dalam bentuk
digital pada PC sehingga data dapat langsung diolah atau disimpan
dalam PC. Implementasi dari pengembangan alat ukur kuat medan
magnet ini akan digunakan untuk mengukur kuat medan magnet
dalam kumparan Helmholtz pada Electron Spin Resonance (ESR).
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimana
merancang alat pengukuran kuat medan magnet yang bersifat
portable, interface digital yang bisa langsung diolah pada PC,
memiliki resolusi yang tinggi, harga yang relatif murah dan
pengukuran secara online real-time untuk diaplikasikan pada
kumparan Helmholtz ESR?
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah :
a) Tidak dibahas mengenai prinsip kerja ESR.
b) Menggunakan kumparan Helmholtz dengan sumber arus 0 β
250 mA dan kuat medan magnet sebesar 0 β 3.37 mT.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan pada penelitian ini adalah mengembangkan sistem
pengukuran kuat medan magnet yang bersifat portable, dengan
interface digital yang bisa langsung diolah pada PC. Selain itu
3
memiliki resolusi yang tinggi, dan harga yang relatif murah untuk
diaplikasikan pada kumparan Helmholtz ESR.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
a) Memberikan solusi alat pengukuran kuat medan magnet yang
murah, resolusi yang tinggi, dan interface digital.
b) Memudahkan pengambilan data karena berbentuk digital
dengan menggunakan PC sehingga data langsung bisa diolah
atau disimpan dalam PC.
4
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Medan Magnet
Dalam penelitian kelistrikan, digambarkan interaksi antara
benda bermuatan dalam hal medan listrik dan medan listrik
mengelilingi setiap muatan listrik. Selain mengandung medan listrik,
wilayah disekitar muatan listrik yang bergerak juga mengandung
medan magnet. Sebuah medan magnet pun mengelilingi zat magnetik
yang membentuk sebuah magnet permanen. Secara umum, simbol B
digunakan untuk merepresentasikan sebuah medan magnet. Seperti
pada medan listrik, medan magnet dapat digambarkan dengan
menggunakan garis-garis magnet. Gambar 2.1 menggambarkan garis-
garis dari medan magnet dari magnet batang.
Gambar 2. 1 Garis-garis dari medan magnet batang (Giancoli, 2001)
Dapat didefinisikan medan magnet ( ) dibeberapa titik dalam
ruangan memiliki gaya magnet (πΉ ) yang diberikan pada partikel
muatan bergerak dengan kecepatan (π£ ), yang diasumsikan tidak ada
medan listrik atau gravitasi yang muncul pada lokasi benda uji. Karena
terdapat hal tersebut, maka diperoleh Persamaan 2.1 sebagai berikut:
πΉ π΅ = ππ£ Γ (2.1)
6
Dapat dianganggap bahwa persamaan ini merupakan definisi
operasional dari medan magnet di beberapa titik yang ada didalam
ruang. Artinya, medan magnet didefinisikan dalam hal gaya yang
bekerja pada partikel bermuatan bergerak (Serway & Jewett, 2008).
Kumparan Helmholtz adalah dua buah kumparan yang
dihubungkan secara seri dan dialiri arus listrik yang dapat
menghasilkan medan magnetik yang hampir seragam. Medan magnet
paling seragam didapatkan jika jarak antar dua kumparan sama dengan
jari-jari kedua kumparan. Kedua komponen kumparan ini dalam arah
sejajar dari dua sumbu kumparan. Karena kuat medan magnetik yang
dihasilkan oleh kumparan Helmholtz ini berbanding lurus dengan arus
yang mengalir dan jumlah lilitan, serta berbanding terbalik terhadap
jarak antara kedua kumparan (Bhatt, dkk., 2010).
Gambar 2. 2 Kumparan Helmholtz (Bhatt, dkk., 2010)
Karena terdapat dua kumparan seperti gambar 2.2, maka
menghasilkan Persamaan 2.2 sebagai berikut:
π΅ = (
4
5)3/2 π0ππΌ
π
(2.2)
dimana π0 merupakan konstanta permeabilitas yang nilainya sebesar
4π Γ 10β7 T.m/A, πΌ adalah arus kumparan (Ampere) dan π adalah
jari-jari kumparan (m). Arus total pada kumparan Helmholtz
ditentukan oleh besarnya arus dan jumlah lilitan π (Bhatt, dkk., 2010).
7
2.2 Sensor Hall Effect
Hall Effect merupakan sebuah teknologi penginderaan yang
ideal. Hall element dibangun dari lembaran tipis bahan konduktif
dengan koneksi output tegak lurus terhadap arah aliran arus. Ketika
terkena medan magnet, ia merespon dengan tegangan output yang
sebanding dengan kekuatan medan magnet yang diterima. Tegangan
output sangat kecil (ΞΌV) dan membutuhkan rangkaian elektronik
tambahan untuk memperkuat tegangannya. Ketika Hall element
dikombinasikan dengan rangkaian elektronik tambahan, maka akan
membentuk sensor Hall Effect. Meskipun sensor Hall Effect
merupakan sensor medan magnet, tetapi dapat juga digunakan sebagai
komponen utama dalam banyak jenis perangkat penginderaan seperti,
arus, suhu, tekanan, dan posisi. Prinsip kerja dari Hall Effect adalah
ketika konduktor pembawa arus ditempatkan dalam medan magnet,
tegangan yang dihasilkan tegak lurus antara arus dan medan, seperti
yang ditunjukkan pada gambar 2.3. (Honeywell, 1985).
Gambar 2. 3 Prinsip dasar Hall Effect tanpa diberi medan magnet
(Honeywell, 1985)
Berdasarkan gambar 2.3 menunjukkan bahwa lembaran tipis
bahan semikonduktor (Hall element) melewatkan arus yang diberikan.
Hubungan output tegak lurus dengan arah arus. Bila tidak ada medan
magnet yang hadir seperti gambar 2.3, distribusi arus akan seragam
dan tidak ada perbedaan potensial yang dilihat dari output. Sedangkan,
ketika medan magnet tegak lurus diberikan kepada Hall element,
seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4, maka gaya Lorentz akan
mempengaruhi arus yang ada (Honeywell, 1985).
8
Gambar 2. 4 Prinsip dasar Hall Effect dengan diberi medan magnet
(Honeywell, 1985)
Gambar 2.4 menunjukkan bahwa gaya Lorentz ini
mengganggu distribusi dari arus (πΌ) yang mengakibatkan perbedaan
potensial (tegangan) pada output. Tegangan ini adalah tegangan Hall
(ππ»). Interaksi medan magnet dan arus ditunjukkan dalam bentuk
persamaan 2.3 sebagai berikut (Honeywell, 1985):
ππ» β πΌ Γ π΅ (2.3)
UGN3503 merupakan sensor Hall Effect yang akurat untuk
mengetahui perubahan sangat kecil dari perubahan kerapatan fluks
magnetik. Sensor ini beroperasi pada tegangan 4,6V hingga 6V. Saat
diberikan tegangan 5V, maka offset berada di 2,5V. Sensitivitas sensor
sebesar Β± 900 G, dimana setiap 1 G sama dengan 1,30 mV/G atau jika
dalam Tesla sebesar 90 mT, dimana 1 mT sama dengan 13 mV/mT.
Selain itu sensor ini memiliki harga yang murah (low cost). Morfologi
dan konfigurasi pin sensor UGN3503 ditunjukkan pada gambar 2.5.
Sedangkan, diagram blok sistem sensor UGN3503 ditunjukkan pada
gambar 2.6 (Allegro, 1999).
9
Gambar 2. 5 Morfologi dan konfigurasi pin sensor UGN3503
(Allegro, 1999)
Gambar 2. 6 Diagram blok sistem sensor UGN3503 (Allegro, 1999)
Pin 1 adalah πππ yang berfungsi sebagai sumber tegangan yang
diberikan kedalam sensor UGN3503 agar sensor dapat bekerja. Pin 2
adalah ground. Pin 3 adalah πππ’π‘ yang berfungsi sebagai keluar dari
sensor untuk memberikan nilai tegangan yang diperoleh dari medan
magnet yang terukur (Allegro, 1999).
Jika sensor dipengaruhi medan magnet berpolaritas negatif
maka didapatkan hasil pembacaan negatif dalam artian tegangan
keluaran akan lebih kecil dari tegangan normal sedangkan jika sensor
dipengaruhi medan magnet dengan polaritas positif maka tegangan
keluaran akan lebih besar dari tegangan normal (Ting, dkk., 2009).
10
2.3 Sistem Instrumentasi
Instrumentasi merupakan alat atau piranti (device) yang
digunakan untuk pengukuran kuantitas selama pengamatan dan
pengendalian dalam suatu sistem yang lebih besar dan lebih kompleks.
Dalam instrumentasi sangat banyak variabel yang dapat diukur, yaitu
bisa berupa pengukur dari semua jenis besaran fisis, kimia, mekani,
hidrolik, magnetik, maupun besaran listrik (Poerwanto, et al., 2008).
Perlu diketahui bahwa sistem instrumentasi secara umum dibagi
menjadi dua bagian, yaitu sistem insturmentasi untuk pengukuran
(instrumentation for measurement) dan sistem instrumentasi untuk
pengendalian (instrumentation for control) (Santoso, 2017).
Sistem instrumentasi berguna untuk memberikan pengamat
suatu nilai tertentu yang sesuai dengan objek yang diukur. Sistem
instrumentasi pada pengukuran harus memiliki nilai input sebenarnya
dari variabel yang diukur dan menghasilkan nilai keluaran yang sesuai
dengan nilai yang diukur karena mungkin masukan tersebut yang
digunakan dalam sistem kontrol untuk mengendalikan variabel dari
beberapa nilai yang telah ditetapkan. Sistem instrumentasi untuk
membuat suatu sistem pengukuran terdiri dari beberapa elemen yang
digunakan untuk melaksanakan fungsi tertentu (Bolton, 2015). Sebuah
Sistem pengukuran elektronik modern, umumnya mempunyai struktur
seperti yang diberikan pada gambar 2.7. Struktur tersebut tidaklah
baku, sistem instrumentasi dapat disusun oleh hanya beberapa elemen
saja sehingga sangat sederhana , namun dapat juga dibangun dari
banyak elemen penyusun sehingga sangat kompleks (Santoso, 2017).
Gambar 2. 7 Diagram sistem instrumentasi (Santoso, 2017)
11
Elemen-elemen sistem instrumentasi seperti yang terlihat
pada blok diagram pada Gambar 2.7 dapat dijelaskan sebagai berikut
ini:
1. Sensing Element
Sensing element dalam sistem pengukuran disebut
sensor. Piranti ini umumnya kontak secara langsung dengan
parameter fisis yang diukur. Dalam sistem pengukuran
elektronik modern, fungsi sensor adalah mengindra
besarnya variabel fisis yang diukur (misalnya temperatur,
getaran, intensitas cahaya, dll.) dan mengubahnya menjadi
parameter listrik yang setara (Santoso, 2017).
2. Signal Conditioning Element
Signal conditioning element berfungsi untuk
mengkondisikan sinyal keluaran sensor agar dapat
βdimengertiβ oleh elemen berikutnya (yakni elemen
pemrosesan sinyal). Beberapa tugas utama pengondisi sinyal
adalah: (i) sebagai penguat arus atau tegangan listrik, (ii)
sebagai impedance transformation, (iii) level shifting atau
dc-offset, dan (iv) filtering (Santoso, 2017).
3. Signal Processing Element
Signal processing element berfungsi untuk mengolah
sinyal hasil pengukuran yang telah dikondisikan oleh
elemen pengondisi sinyal. Untuk sistem pengukuran
modern, yang umumnya berbentuk digital, diperlukan
konversi sinyal dari bentuk analog menjadi digital, agar
sinyal ini dapat dimengerti oleh pemrosesan data digital.
Dengan demikian elemen pemroses sinyal salah satunya
dapat berupa piranti konversi sinyal analog ke digital (ADC)
(Santoso, 2017).
4. Data Presentation Element
Data presentation element berfungsi untuk
menampilkan data-data hasil pengukuran sehingga dapat
dibaca oleh observer. Pada pengukuran modern, data-data
hasil pengukuran mungkin juga disimpan dalam sebuah unit
12
penyimpanan (misalkan hardisk) agar dapat diproses lebih
lanjut (Santoso, 2017).
Operational Amplifier (Op-Amp) atau penguat operasional
merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam
berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Secara umum, penguat
operasional (Op-Amp) merupakan suatu blok penguat yang
mempunyai dua masukan dan satu keluaran, dimana tegangan output-
nya adalah proporsional terhadap perbedaan tegangan antara kedua
input-nya. Op-Amp sering digunakan sebagai penguatan sinyal, baik
yang linier maupun yang non-linier terutama dalam sistem-sistem
pengaturan dan pengendalian, instrumentasi, dan komputasi analog
(Palendeng, dkk., 2012).
Operational Amplifier (Op-Amp) juga disebut sebagai
penguat diferensial dengan dua input dan satu output yang mempunyai
penguatan yang sangat tinggi. Dua masukan yang dimaksud adalah
inverting dan non-inverting. Jika masukan dihubungkan ke inverting
maka keluaran berlawanan fasa dengan masukan, sedangkan jika
masukan dihubungkan dengan non-inverting maka keluaran sefasa
dengan masukan. Ada beberapa jenis penguat, diantaranya penguat
inverting, penguat non-inverting, dan penguat diferensial
(Syamsurizal, 2008).
Gambar 2.8(a) memperlihatkan salah satu penguat inverting
yang memiliki penguatan sebagai berikut:
π½πππ = β
πΉπ
πΉπΓ π½ππ (2.4)
Untuk penguat non-inverting pada Gambar 2.8(b) memiliki penguatan
sebagai berikut:
π½πππ = (π +
πΉπ
πΉπ)π½ππ (2.5)
Sedangkan untuk penguat diferensial pada Gambar 2.8(c), memiliki
penguatannya sebagai berikut:
13
π½πππ =
πΉπ
πΉπΓ (π½π β π½π) (2.6)
Diketahui bahwa π 1, π 2 , π 3 merupakan resistor pada rangkaian,
πππ , π1 , π2 merupakan tegangan masukan yang diberikan pada
rangkaian, dan ππππ merupakan tegangan keluaran dari rangkaian.
Gambar 2. 8 Macam-macam penguat. (a) Penguat Inverting; (b)
Penguat non-Inverting; (c) Penguat diferensial (Syamsurizal, 2008)
Selanjutnya, Op-Amp pada rangkaian Gambar 2.9 memberi
penguatan gain pada v2 = v1 karena v1 = v+, v2 = v-, dan v+ = v-.
Keluaran v2 mengikuti masukan v1. Dengan memasok il ke Rl op-amp
mengeliminasi efek beban R1 pada sumber tegangan. Karena hal
tersebut Op-Amp dapat berfungsi sebagai penyangga (buffer). Dengan
adanya Op-amp pada Gambar 2.9 maka diketahui,
(a) (b)
(c)
14
ππ = 0 π£1 = π£2 π£2 = π£1 = π£π₯ ππ =π£2
π π (2.7)
Pengikut tegangan (voltage follower) Op-Amp tidak menarik arus dari
sumber sinyal vs. Karena vs mencapai beban tanpa pengurangan yang
dikarenakan oleh arus beban. Arus di Rl dipasok oleh Op-Amp (Nahvi
& Edminister, 2003).
Gambar 2. 9 Rangkaian buffer dari operational amplifier (Op-Amp)
Selanjutnya, pada Gambar 2.10 terdapat rangkaian
Instrumentation Amplifier yang terdiri dari tiga Op-Amp yaitu dua
rangkaian buffer non-inverting dan sebuah differential amplifier.
Output rangkaian buffer non-inverting merupakan masukan kedalam
penguat differential yang berfungsi untuk memberikan impedansi
masukan yang sangat tinggi terhadap rangkaian. Instrumentation
Amplifier memiliki kelebihan yaitu memiliki CMRR yang tinggi dan
offset DC yang rendah sehingga lebih baik digunakan untuk
pengukuran selisih tegangan. Untuk tegangan output dapat didapatkan
dengan persamaan berikut (Gunawan, 2011):
π½πππ = (π +
ππΉπ
πΉππππ)
πΉπ
πΉπ(π½π β π½π) (2.8)
15
Gambar 2. 10 Instrumentation amplifier (Gunawan, 2011)
IC LF353 merupakan salah satu jenis IC Operational
Amplifier (Op-Amp) dengan dual Op-Amp yang memiliki jumlah pin
8 kaki. Karena IC LF353 merupakan IC dengan dual Op-Amp, maka
pekerjaan dua IC dapat dikerjakan dengan menggunakan satu IC.
LF353 ini memiliki harga murah (low cost), berkecepatan tinggi,
supply tegangan pada IC LF353 maksimal sebesar 18V untuk Vcc+
dan maksimal -18V untuk Vcc-. Masing-masing pin pada IC LF353
mempunyai konfigurasi seperti pada Gambar 2.11 (Texas
Instrumentasi, 2016).
Gambar 2. 11 Konfigurasi Pin IC LF353 (Texas Instrumentasi,
2016)
Spesifikasi LF353 adalah sebagai berikut ini:
Low Input Bias Current 50 pA
Low Input Noise Voltage 25 nV/βHz
16
Low Input Noise Current 0.01 pA/βHz
Wide Gain Bandwidth 4 MHz
Low Supply Current 3.6 mA
High Input Impedance 1012 Ξ©
AD620 merupakan Instrumentasi Amlifier yang dikemas
dalam bentuk IC (Integrated Circuit). IC AD620 dibuat berdasarkan
pendekatan rangkaian OpβAmp klasik, IC ini mempunyai harga yang
relatif murah (low cost), tingkat akurasi tinggi dan hanya memerlukan
satu resistor eksternal untuk mengatur penguatan dengan rentang 1
hingga 10.000 kali. Bentuk dan kemasan IC AD620 yang kecil dengan
konsumsi power yang rendah. Masing-masing pin pada IC AD620
mempunyai konfigurasi seperti pada Gambar 2.12 ( Analog Devices,
2016).
Gambar 2. 12 Konfigurasi Pin IC AD620 ( Analog Devices, 2016)
Spesifikasi LF353 adalah sebagai berikut ini:
1. Mudah digunakan
Gain set with one external resistor (Gain range 1 to
10,000)
Wide power supply range (Β±2.3 V to Β±18 V)
Higher performance than 3 op amp IA designs
Available in 8-lead DIP and SOIC packaging
Low power, 1.3 mA max supply current
17
2. Kinerja DC baik (tingkat B)
50 ΞΌV max, input offset voltage
0.6 ΞΌV/Β°C max, input offset drift
100 dB min common-mode rejection ratio (G = 10)
3. Noise rendah
9 nV/βHz @ 1 kHz, input voltage noise
0.28 ΞΌV p-p noise (0.1 Hz to 10 Hz)
4. Spesifikasi AC baik
120 kHz bandwidth (G = 100)
15 ΞΌs settling time to 0.01%
2.4 Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan sebuah alat pengendalian
(kontroler) berukuran mikro atau sangat kecil yang dikemas dalam
bentuk chip. Mikrokontroler dapat dijumpai dalam hampir semua alat
elektronik yang kompleks. Sebuah mikrokontroler pada dasarnya
bekerja seperti sebuah mikroprosesor pada komputer. Keduanya
memiliki sebuah CPU yang menjalankan instruksi program,
melakukan logika dasar, dan pemindahan data. Mikrokontroler
memiliki memori dan interface input output didalamnya, bahkan
beberapa mikrokontroler memiliki unit ADC yang dapat menerima
masukan sinyal analog secara langsung. Karena berukuran kecil,
murah, dan menyerap data rendah, mikrokontroler merupakan alat
kontrol yang paling tepat untuk βditanamkanβ pada berbagai peralatan
(Artanto, 2009).
Mikrokontroler tidak hanya terdiri atas memori internal
ataupun sistem I/O, tetapi juga dilengkapi dengan fasilitas lain (on-
chip facilities) seperti timer, port serial, pencacah (counter), kendali
interupsi, pengubah analog ke digital (ADC=Analog to Digital
Converter) dan digital ke analog (DAC=Digital to Analog Converter)
bergantung pada untuk aplikasi apa mikrokontroler tersebut
dirancang. Mikrokontroler generasi terbaru bisa dilengkapi dengan
18
port USB, koneksi LAN, penggerak (driver) LCD, antarmuka untuk
koneksi ke hard disk (Usman, 2008).
2.4.1 Mikrokontroler PIC16F873A
Mikrokontroler PIC16F873A merupakan salah satu
mikrokontroler yang digunakan untuk membuat perangkat elektronika
modern. Pada mikrokontroler jenis PIC telah memiliki software yang
telah disediakan oleh microchip yaitu MPLAB. Software MPLAB
dapat secara gratis di download dari situs Microchip. Pada sebuah
MPLAB telah memiliki sebuah assembler, linker, debugger, dan
simulator (Microchip, 2013).
Mikrokontroler PIC16F873A memiliki beberapa fitur,
seperti: memiliki 4K x 14 word memori program, memiliki 192 x 8 bit
memori data (RAM), mempunyai EEPROM 256 x 8 bit, dapat
beroperasi pada tegangan 2-5 Volt, dua buah modul PWM, memiliki
10 bit multi chanel ADC, dan beroperasi pada frekuensi DC-20MHz.
Mikrokontroler PIC16F873A memiliki 28 pin yang ditunjukkan pada
gambar 2.13 (Microchip, 2013).
Gambar 2. 13 Mikrokontroler PIC16F873A (Microchip, 2013)
Masing-masing pin pada PIC 16F873A mempunyai fungsi
yang berbeda-beda sebagai berikut:
19
1. PORT A
Port A adalah pin Input/Output 2 (dua) arah, pada port A juga
terbagi-bagi menjadi beberapa PIN yang di tunjukkan pada tabel 2.1
(Microchip, 2013).
Tabel 2. 1 Fungsi PORT A pada mikrokontroler PIC16F873A
PIN Fungsi
RA0/AN0 Masukan analog 0
RA1/AN1 Masukan analog 1
RA2/AN2/VREF- Masukan analog 2, tegangan referensi
rendah
RA3/AN3/VREF+ Masukan analog input 3, tegangan
referensi positif
RA4/T0CKI Input clock
RA5/SS/AN4 Masukan analog 4, port masukan
synchronous
2. PORT B
Port B adalah masukan atau keluaran dua arah. Port B dapat
diprogram secara perangkat lunak untuk internal pull-up pada semua
masukannya. Pada tabel 2.2 menjelaskan fungsi masing-masing pin
(Microchip, 2013).
Tabel 2. 2 Fungsi PORT B pada mikrokontroler PIC16F873A
PIN Fungsi
RB0/INT Eksternal interrupt
RB1 Digital I/O
RB2 Digital I/O
RB3/PGM Masukan program tegangan rendah
RB4 Interupt On
RB5 Interupt On
RB6/PGC Pemrogram serial
RB7/PGD Pemrograman serial
20
3. PORT C
Port C adalah salah satu port yang berfungsi sebagai masukan
dan keluaran dua arah, artinya pin pada port tersebut dapat
difungsikan sebagai pin keluaran atau masukan (Microchip, 2013).
Tabel 2. 3 Fungsi PORT C pada mikrokontroler PIC16F873A
PIN Fungsi
RC0/T1OSO/T1CKI Output timer 1 osilator atau input clock
timer
RC1/T1OSI/CCP2 Input timer 1 osilator atau input Capture2/
output Compare 2/ Output PWM2
RC2/CCP1 Input capture1/ Output campare1/ Output
PWM1
RC3/SCK/SCL Input/output clock komunikasi serial
synchronous
RC4/SDI/SDA Masukan data SPI (Mode SPI) atau
Input/output data (Mode I2C)
RC5/SDO Keluaran data SPI (Mode SPI)
RC6/TX/CK Transmit USART Asynchronous
RC7/RX/DT Penerima USART Asynchronous
2.4.2 ADC
Analog To Digital Converter (ADC) merupakan 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 sistem 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) yang ditunjukkan pada gambar 2.14
(Hariyanto, 2017).
21
Gambar 2. 14 Kecepatan sampling rendah dan tinggi pada ADC
(Hariyanto, 2017)
Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi
ADC. Dapat dicontohkan sebagai berikut ini, ADC 8 bit memiliki
output 8 bit data digital yang berarti dapat dinyatakan dalam 255 (2n-
1) nilai diskrit, jika terdapat ADC 12 bit maka memiliki output 12 bit
data digital yang berarti dapat dinyatakan dalam 4096 nilai diskrit.
Semakin tinggi nilai bit maka semakin baik resolusinya (Hariyanto,
2017).
Mikrokontroler PIC16F873A juga memiliki modul ADC
(Analog Digital Converter) memiliki 4 register yaitu:
- ADRESH (A/D Result High Register)
- ADRESL (A/D Result Low Register)
- ADCON0 (A/D Control Register 0)
- ADCON1 (A/D Control Register 1)
Register ADCON0 dapat dilihat dari gambar 2.15 untuk control dari
modul ADC, gambar 2.16 merupakan register ADCON1 untuk
konfigurasi fungsi dari masing-masing pin yang terdapat pada PORT
(Microchip, 2013).
22
Gambar 2. 15 Pengaturan register ADCON0 (Microchip, 2013)
Gambar 2. 16 Pengaturan register ADCON1 (Microchip, 2013)
23
2.4.3 USART
USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver
Transmitter) merupakan perangkat komunikasi serial dengan
fleksibilitas yang tinggi, yaitu dapat digunakan untuk melakukan
transfer data antar mikrokontroler maupun dengan perangkat eksternal
seperti PC, kamera, dan perangkat lainya yang memiliki fitur serial
port. Pada komunikasi serial, clock antara pengirim dan penerima
harus sama ketika melakukan transmisi data. Apabila clock paket bit
data dengan clock mikrokontroler tidak cocok, maka dapat terjadi
error (Nugroho dkk., 2015).
USART memungkinkan transmisi data baik secara
synchronous maupun asynchronous sehingga dengan demikian
USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATMega8535, secara
umum pengaturan mode komunikasi baik synchronous maupun
asynchronous adalah sama. Dengan demikian secara hardware untuk
mode asynchronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD
sedangkan untuk mode synchronous harus 3 pin TXD, RXD dan XCK.
Untuk mengatur mode dan prosedur komunikasi USART dilakukan
melalui register UCSRA, UCSRB, UCSRC, UBRRH, UBRRL dan
UDR (Suryono, 2008). Pada komputer, terdapat sebuah port untuk
komunikasi serial. Contoh penerapan komunikasi serial ialah mouse,
scanner, dan sistem akuisisi data yang terhubung ke port serial
COM1/COM2 (Heryanto & P., 2007).
24
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
25
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan September 2016 sampai
dengan Juli 2017 di Laboratorium Measurement Circuit and System
Gedung Biomol lantai 3, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya.
3.2 Tahapan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan tertentu, hal
ini dilakukan agar agar penelitian dapat terlaksana dengan baik.
Tahapan proses pelaksanaan penelitian ini ditunjukkan oleh diagram
alir pada Gambar 3.1.
Gambar 3. 1 Diagram alir tahapan penelitian
Desain Sistem Instrumentasi
Desain Hardware
Desain Software
Pengujian Sistem
26
3.2.1 Desain sistem instrumentasi keseluruhan
Desain sistem instrumentasi merupakan perencanaan struktur
dan prinsip kerja dari suatu sistem instrumentasi yang dibuat. Gambar
3.2 merupakan diagram instrumentasi keseluruhan.
Gambar 3. 2 Diagram sistem instrumentasi keseluruhan
Gambar 3.2 menunjukkan diagram sistem instrumentasi yang
digunakan sebagai susunan perancangan sistem. Secara umum alurnya
dimulai dari kumparan Helmholtz atau magnet Neodymium yang
didekatkan dengan sensor UGN3503. Selanjutnya, sensor UGN3503
yang merespon kuat medan magnet yang dihasilkan benda magnet
atau kumparan Helmholtz dan mengeluarkan tegangan keluaran yang
diteruskan menuju pengondisi sinyal. Pada pengondisi sinyal
digunakan differential amplifier dan instrumentation amplifier.
Rangkaian differential amplifier digunakan agar nilai tegangan dari
keluaran sensor UGN3503 berada pada zero-line (0V) dan rangkaian
instrumentatation amplifier digunakan untuk menguatkan sinyal
masukan yang diterima, dimana penguatan tersebut diatur dengan
menggunakan satu resistor eksternal hingga memperoleh penguatan
71 kali. Selanjutnya, nilai tegangan yang telah diolah pengondisi
sinyal diteruskan menuju pemrosesan sinyal, dimana nilai sinyal
tegangan diubah dari data analog ke data digital dengan
memanfaatkan fungsi ADC pada mikrokontroler PIC16F873A. Hasil
data yang telah dikonversi kedalam data digital dikirimkan ke
perangkat komputer menggunakan komunikasi USART dan pada
perangkat komputer dipersiapkan program untuk menampilkan nilai
kuat medan magnet terukur terukur dan nilai tegangan yang terukur.
27
Pembuatan desain sistem instrumentasi ini terbagi menjadi
dua, yaitu desain hardware dan desain software. Desain hardware
meliputi pembuatan sistem minimum beserta pengondisi sinyal untuk
sensor. Sedangkan, untuk desain software meliputi pembuatan
program mikrokontroler dan Delphi7 sebagai interface pada perangkat
komputer.
3.2.2 Desain Hardware
Desain hardware dilakukan setelah melakukan proses
simulasi rangkaian yang berguna untuk mengurangi kesalahan yang
terjadi saat alat dijalankan. Proses pendesainan hardware terbagi dua,
yaitu desain pengondisi sinyal dan dasain pemrosesan sinyal.
a) Desain pengondisi sinyal
Sensor UGN3503 merupakan sensor analog yang
menghasilkan keluaran berupa tegangan, selanjutnya hasil tersebut
dikondisikan menggunakan differential amplifier dan instrumentation
amplifier agar sinyal dapat diteruskan untuk dapat diproses dalam
bentuk digital. Pengondisi sinyal ini dilakukan untuk zeroing dan
menguatkan sinyal dari sensor.
Rangkaian pengondisi sinyal yang digunakan pertama kali
adalah differential amplifier untuk membuat sinyal keluaran dari
sensor berada pada zero-line I (0 V). Pada rangkaian differential
amplifier IC yang digunakan adalah IC Op-Amp LF353. IC Op-Amp
LF353 digunakan karena harganya yang terjangkau dan spesifikasinya
sudah memenuhi kriteria yang dibutuhkan. Untuk rangakaian
differential amplifier, maka diperoleh penguatan yang sesuai dengan
persamaan 3.1 (Santoso, 2017):
πππ’π‘ =
(π 3 + π 1)π 4
(π 4 + π 2)π 1π2 β
π 3
π 2 π1
(3.1)
dimana, saat R1 = R2 , R3 = R4 maka diperoleh persamaan sebagai
berikut:
28
πππ’π‘ =
π 3
π 1Γ (π2 β π1)
(3.2)
πππ’π‘ =
1.3k
1kΓ (πin β 2.5)
(3.3)
πππ’π‘ = 1.3 Γ (πin β 2.5) (3.4)
Berdasarkan persamaan 3.4 diperoleh nilai titik fluktuasi Vout
sebesar 0V saat sensor tidak mendeteksi medan magnet, dimana hal
tersebut membuat keluaran sinyal tegangan berfluktuasi pada 0V.
Selanjutnya, hasil keluaran dari differential amplifier masuk
kedalam instrumentation amplifier. Instrumentation amplifier
digunakan untuk menguatkan sinyal keluaran dari sensor. Pada
instrumentation amplifier digunakan IC AD620 karena telah terdapat
rangkaian instrumetation amplifier didalamnya. Penguatan IC AD620
diatur dengan menggunakan satu resistor eksternal dengan rentang
penguatan 1 hingga 10.000 kali. Pada penelitian ini digunakan rentang
sensor UGN3503 sebesar 0 mT β 5.4 mT, dimana 1 mT sama dengan
13 mV/mT sehingga diperoleh persamaan untuk mengkonversi dari
kuat medan magnet menjadi tegangan seperti pada persamaan 3.5.
ππ πππ ππ = πππππ π¦πππ πππππππππ Γ 13
ππ
ππ
(3.5)
Selanjutnya dari persamaan 3.5 diperoleh nilai ππ πππ ππ sebesar
0 V β 0.07 V. Untuk menghitung berapa kali penguatan yang
dibutuhkan ππ πππ ππagar menjadi 5V dapat digunakan persamaan 3.6.
29
G =
5 π
ππ πππ ππ = 71 ππππ
(3.6)
Keterangan:
G = Besar penguatan.
Karena telah diperoleh nilai penguatan 71 kali pada
persamaan 3.6 untuk IC AD620, maka untuk mencari nilai resistor
penguatan (RG) dapat digunakan persamaan 3.7.
π πΊ =
49,4 πΞ©
πΊ + 1
(3.7)
Keterangan:
G = Besar penguatan.
RG = Nilai resistor penguatan.
Dari persamaan 3.7 diperoleh nilai resistor penguatan (RG)
sebesar 700 Ξ© untuk penguatan 71 kali. Desain pengondisi sinyal
secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 3.3.
Gambar 3. 3 Pengondisi sinyal untuk sensor UGN3503
Setelah diperoleh hasil desain pengondisi sinyal pada gambar
3.3 maka dilakukan simulasi untuk memastikan hasil keluaran dari
pengondisi diperoleh nilai yang cukup sesuai. Gambar 3.4
Differential amplifier Instrumentation
amplifier
30
menunjukkan terjadinya penguatan sekitar 71 kali seperti yang
ditunjukkan pada garis kuning.
Gambar 3. 4 Hasil simulasi pengondisi sinyal untuk sensor
UGN3503
b) Desain pemrosesan sinyal
Sinyal tegangan yang telah dikondisikan oleh pengondisi
sinyal kemudian menjadi masukan bagi pemrosesan sinyal yang
berupa mikrokontroler. Tahapan dari pemrosesan sinyal ini meliputi
pengubahan sinyal analog menjadi digital oleh ADC sampai dengan
pengiriman data digital ke komputer. Pada masukan kedalam
pemrosesan sinyal, bentuk sinyal tengangan masih berupa analog dan
harus dikonversi kebentuk digital sehingga komputer mampu
membaca data yang diterima. Untuk mengubah sinyal analog menjadi
sinyal digital digunakan ADC (Analog to Digital Convertion).
Mikrokotroler yang digunakan untuk pemrosesan sinyal pada
penelitian ini adalah mikrokontroler PIC16F873A. Pada pengiriman
data digunakan USB to TTL untuk melakukan komunikasi serial
antara pemroses sinyal dengan PC. Untuk komunikasi serial, pin yang
digunakan adalah pin 18 (RX) dan pin 17 (TX) pada mikrokontroler.
Pin RX pada mikrokontroler dihubungkan dengan pin TX pada USB
to TTL dan pin TX pada mikrokontroler dihubungkan dengan pin RX
31
pada USB to TTL untuk komunikasi serial. Desain pemroses sinyal
secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 3.5.
Gambar 3. 5 Desain pemroses sinyal
3.2.3 Desain Software
Software yang dibuat untuk sistem ini adalah software yang
digunakan untuk menjalankan mikrokontroler dan software untuk
menampilkan data pada PC. Untuk software pada mikrokontroller
dikembangkan dengan menggunakan bahasa assembly dan untuk
software penampil data pada PC dikembangkan menggunakan bahasa
pascal.
a) Program mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan pemrosesan sinyal yang
digunakan untuk mengonversi data analog menjadi data digital
mernggunakan modul analog-to-digital (ADC). Mikrokontroler
diprogram dengan menggunakan software MPLAB IDE dengan
berbasis bahasa assembly. Diagram alir dari program mikrokontroler
dapat dilihat pada Gambar 3.6.
32
Gambar 3. 6 Diagram alir program mikrokontroler
b) Program penampil data
Untuk menampilkan data yang dikirim dari mikrokontroler ke
PC dibuat sebuah software penampil. Software penampil data ini
dibuat dengan menggunakan Delphi7 berbasis bahasa pascal. Data
yang ditampilkan pada software berupa nilai tegangan dan kuat medan
magnet dalam bentuk grafik dan tabel nilai, serta dapat langsung
33
disimpan dan diolah pada PC. Diagram alir dari program dapat dilihat
pada Gambar 3.7.
Gambar 3. 7 Diagram Alir Program Penampil Data
3.2.4 Metode Pengujian Sistem
Sebelum alat digunakan untuk penelitian dilakukan pengujian
sistem terlebih dahulu. Pengujian sistem dilakukan untuk mengetahui
kelayakan dan karakteristik sistem sehingga saat pengambilan data
pada penelitian diperoleh hasil data yang benar. Parameter baik atau
34
tidaknya suatu sistem dapat dilihat dari kesesuaian keluaran sistem
dengan yang seharusnya. Jika keluaran sistem yang dilakukan belum
sesuai dengan yang seharusnya, maka perlu dilakukan proses
kalibrasi. Beberapa metode pengujian yang dilakukan, yaitu metode
pengujian sensor, metode pengujian pengondisi sinyal dan
pemrosesan sinyal, metode pengujian software, dan metode pengujian
sistem keseluruhan.
a) Metode pengujian sensor
Pengujian sensor ini dilakukan untuk mengetahui
karakteristik dari sensor UGN3503 dengan menggunakan magnet
neodymium berbentuk silinder dengan kuat medan magnet sebesar 130
mT sebagai objek yang diukur sehingga dihasilkan nilai tegangan
yang terukur. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui keluaran
sensor saat diberikan tegangan 5V dan mengetahui rentang
pengukuran yang dapat terbaca oleh sensor. Cara pengujian yang
dilakukan adalah dengan memberikan tegangan input 5V kepada
sensor UGN3503 untuk melihat nilai tegangan keluaran pada sensor
menggunakan Picoscope. Selanjutnya, dilakukan pengukuran pada
magnet neodymium berbentuk silinder dengan variasi jarak dan juga
dilakukan pengukuran tersebut dengan menggunakan kutub selatan
dan utara. Hasil pengukuran tersebut ditampilkan menggunakan
Picoscope.
b) Metode pengujian pengondisi sinyal dan pemrosesan
Sinyal
Pengujian pengondisi sinyal langsung dilakukan pada 2
rangkaian yang telah didesain, yaitu rangkaian differential amplifier
dan rangkaian instrumentation amplifier. Rangkaian differential
amplifier digunakan agar nilai tegangan dari keluaran sensor
UGN3503 berada pada zero-line (0V) dan rangkaian instrumentation
amplifier digunakan untuk menguatkan sinyal masukan yang diterima.
Proses pengujian bertujuan untuk memastikan nilai tegangan keluaran
dari pengondisi sinyal telah sesuai dengan yang dibutuhkan. Cara
pengujian yang dilakukan adalah dengan mengukur nilai keluaran dan
masukan dari pengondisi sinyal dengan menggunakan Picoscope.
35
c) Metode pengujian software penampil
Pengujian software penampil dilakukan agar mengetahui
apakah mikrokontroler dan software penampil dari Delphi7 terhubung
dengan program yang telah di install dalam mikrokontroler. Pengujian
ini bertujuan untuk memastikan bahwa program Delphi7 telah sesuai
dengan alur program yang telah dibuat. Cara pengujian yang
dilakukan dengan mensinkronisasi software penampil ke hardware
yang telah dibuat dan memastikan software Delphi7 sesuai dengan
yang dibutuhkan.
d) Metode pengujian sistem keseluruhan
Pengujian sistem keseluruhan dilakukan dengan merangkai
alat secara keseluruhan, yakni sensor, pengondisi sinyal, pemroses
sinyal yang dihubungkan dengan PC melalui USB to TTL, dan
software penampil data pada PC. Pengujian ini dilakukan pada dua
objek, yaitu magnet neodymium berbentuk silinder dengan kuat medan
magnet sebesar 130 mT dan kumparan Helmholtz. Cara pengujian
yang dilakukan adalah dengan mendekatkan bagian depan sensor
UGN3503 dengan objek yang diukur sehingga memberikan nilai
tegangan yang diproses dan dikirimkan ke PC untuk ditampilkan
dalam bentuk nilai kuat medan magnet. Data yang diterima kemudian
disimpan dan diolah di PC.
36
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
37
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Desain Sistem
Desain sistem yang dilakukan pada penelitian ini terbagi dua
macam tahapan, yaitu desain hardware dan desain software. Setelah
dilakukan desain hardware dan desain software, maka dihasilkan dua
bagian utama, yaitu desain sistem minimum mikrokontroler dan
software penampil data.
4.1.1 Hasil desain hardware
Setelah dilakukan desain sistem instrumentasi keseluruhan
dan pembuatan sistem, maka selanjutnya dihasilkan hardware berupa
sistem instrumentasi yang terdiri dari pengondisi sinyal dan pemroses
sinyal seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1.
Gambar 4. 1 Hasil desain hardware
Rangkaian
differential amplifier
Masukan dari sensor ke
rangkaian
Rangkaian instrumentation
amplifier Mikrokontroler
PIC16F873A
Keluaran dari
rangkaian ke PC
38
Gambar 4.1 merupakan hasil desain hardware pada rangkaian
keseluruhan yang terdapat pengondisi sinyal berupa rangkaian
differential amplifier dan instrumentation amplifier, dan pemrosesan
sinyal berupa mikrokontroler PIC16F873A. Sistem instrumentasi
dihubungkan dengan PC menggunakan USB to TTL untuk
menampilkan pengukuran tegangan dan kuat medan magnet dari
objek yang diukur. Serta, terdapat pin untuk power sensor dan Op-
Amp. Sumber tegangan yang digunakan sebesar Β± 9V untuk Op-Amp
dan 5V untuk sensor.
Kemudian bagian-bagian hasil desain dirangkai menjadi
sebuah sistem yang saling terintegrasi. Konfigurasi rangkaian secara
keseluruhan seperti pada gambar 4.2.
Gambar 4. 2 Konfigurasi sistem keseluruhan
39
Gambar 4.2 merupakan konfigurasi dari desain instrumentasi
secara keseluruhan. Pada bagan konfigurasi sistem secara keseluruhan
terdapat PC yang digunakan untuk monitoring nilai kuat medan
magnet. USB to TTL digunakan untuk komunikasi serial antara PC
dengan mikrokontroler. Sensor UGN3503 digunakan untuk mengukur
kuat medan magnet pada kumparan Helmholtz dan magnet
neodymium. Kumparan Helmholtz dan magnet neodymium yang
digunakan sebagai objek pengukuran kuat medan magnet.
4.1.2 Hasil desain software
Hasil desain software penampil diperoleh software yang
menampilkan pengukuran kuat medan magnet berupa keluaran nilai
tegangan dan nilai kuat medan magnet dalam bentuk grafik dan tabel
nilai.
Gambar 4. 3 Hasil desain software
Gambar 4.3 merupakan hasil desain software penampil yang
terdiri dari chart, stringgrid, edit, label, menu, dan button. Chart
digunakan untuk menampilkan nilai sinyal keluaran dari rangkain
dalam bentuk grafik. stringgrid digunakan untuk menampilkan nilai
sinyal keluaran dari rangkaian dalam bentuk tabel agar dapat disimpan
kedalam microsoft excel. Dua edit digunakan untuk menampilkan nilai
tegangan dan nilai kuat medan magnet yang terukur. Button tediri dari
tombol βCOMPORTβ digunakan untuk mengatur pemilihan
baudrate, data bit, paritas, stop bit, dan pemilihan comport yang
digunakan, tombol βSTARTβ digunakan untuk mengirim karakter
40
kepada mikrokontroler untuk mengirimkan data pengukuran, tombol
βSTOPβ digunakan untuk mengirim karakter kepada mikrokontroler
untuk menghentikan data pengukuran, dan tombol βCLOSEβ
digunakan untuk menutup aplikasi.
4.2 Pengujian Sistem
Pengujian sistem ini bertujuan untuk mengetahui apakah
semua bagian alat sudah dapat digunakan dan bekerja dengan
sebagaimana yang diharapkan. Dengan dilakukannya uji coba ini
diharapkan ketika melakukan pengambilan data, alat dapat digunakan
dengan benar dan meminimalisasi terjadinya error. Hasil dari proses
pengujian bagian-bagian alat adalah sebagai berikut ini.
4.2.1 Pengujian sensor
Pengujian sensor UGN3503 bertujuan untuk mengetahui nilai
keluaran sensor saat diberikan tegangan masukan apakah akan
menghasilkan keluaran yang sesuai seperti datasheet. Pada datasheet
telah ditunjukkan bahwa saat sensor UGN3503 diberikan nilai
tegangan masukan sebesar 5 Volt maka dihasilakan nilai tegangan
keluaran sebesar 2.5 Volt dan juga untuk mengetahui karakterisasi
sensor saat mengukur kutub selatan dan utara dari magnet neodymium
berbentuk silinder. Proses uji coba pertama pada sensor UGN3503
dilakukan dengan memberikan nilai tegangan masukan sebesar 5 Volt
ke pin input sensor, selanjutnya nilai masukan dan keluaran dari
sensor dilihat dengan menggunakan picoscope.
Berdasarkan hasil pengujian diperoleh hasil bahwa saat sensor
diberikan tegangan masukan sebesar 5 Volt maka diperoleh nilai
tegangan keluaran sebesar 2.501 Volt. Nilai keluaran sensor yang
diperoleh adalah 2.501 Volt karena tegangan masukan yang diperoleh
tidak pas berada di 5 Volt, tetapi nilai hasil pengukuran tersebut sudah
cukup baik karena tidak berbeda jauh dari nilai yang seharusnya dan
juga hasil nilai keluaran tersebut belum mengalami pengaruh
penguatan. Data hasil pengujian dari nilai tegangan masukan dan
keluaran sensor ditunjukkan pada gambar 4.4, dimana A merupakan
nilai keluaran dan B merupakan nilai masukan dari sensor.
41
Gambar 4. 4 Hasil pengujian sensor dengan tegangan masukan 5 V
Selanjutnya dilakukan karakterisasi sensor secara dengan
mengukur kutub selatan dan kutub utara dari magnet neodymium
berbentuk silinder. Proses uji coba karakterisasi sensor dilakukan
dengan cara magnet neodymium digerakkan dari titik terjauh hingga
titik terdekat dari bagian depan sensor UGN3503, hal ini dilakukan
dua kali dengan mengarahkan kutub selatan dan kutub utara dari
magnet neodymium.
Gambar 4. 5 Grafik hasil pengujian karakterisasi sensor
menggunakan magnet Neodymium berbentuk silinder
B = 5 V A = 2.501 V
42
Gambar 4.5 merupakan grafik hasil pengujian karakterisasi
sensor menggunakan magnet Neodymium berbentuk silinder.
Berdasarkan gambar tersebut dapat dilihat bahwa nilai kuat medan
magnet pada kutub selatan dan kutub utara lebih besar saat magnet
berhimpit dengan sensor dan sebaliknya nilai kuat medan magnet
semakin kecil saat magnet menjauhi permukaan sensor. Pada kutub
selatan dan kutub utara diperoleh kuat medan magnet yang relatif
hampir sama, dimana kuat medan magnet pada kutub selatan bernilai
positif dan kuat medan magnet pada kutub utara bernilai negatif.
4.2.2 Pengujian pengondisi sinyal dan pemrosesan sinyal
Pengujian pengondisi sinyal bertujuan untuk memastikan
nilai tegangan keluaran dari pengondisi sinyal telah sesuai dengan
yang seharusnya dibutuhkan. Pengujian ini dilakukan pada rangkaian
differential amplifier dan instrumentation amplifier. Pada rangkaian
differential amplifier diperoleh sinyal keluaran yang berada pada zero-
line (0V) dan pada instrumentation amplifier diperoleh penguatan
yang bernilai kurang lebih 71 kali lebih besar dari sinyal masukan.
Proses uji coba pengondisi sinyal pertama dilakukan pada rangkaian
differential amplifier yang diberikan sinyal masukan pada pin input
berupa nilai tengangan keluaran dari sensor UGN3503. Selanjutnya,
uji coba pengondisi sinyal kedua dilakukan pada instrumentation
amplifier yang diberikan sinyal masukan pada pin input berupa nilai
tengangan keluaran dari rangkaian differential amplifier. Nilai
masukan dan keluaran diukur dengan menggunakan picoscope.
Tabel 4. 1 Hasil pengujian differential amplifier dan instrumentation
amplifier
Penguatan Masukan (Volt) Keluaran (Volt)
Differential Amplifier 2.58 0.08
Instrumentation Amplifier 0.08 5.006
Tabel 4.1 menunjukkan bahwa keluaran dari differential
amplifier bekerja untuk menurunkan level tegangan ke 0 Volt dan
pada instrumentation amplifier diperoleh keluaran yang menguatkan
sinyal sebesar kurang lebih 71 kali.
43
4.2.3 Pengujian software penampil
Proses uji coba software penampil dilakukan dengan
menghubungkan elemen sensor, pengondisi sinyal, dan pemroses
sinyal. Variabel yang diukur menggunakan sensor akan memberikan
keluaran berupa tegangan yang menjadi masukan bagi pengondisi
sinyal untuk dikuatkan. Selanjutnya, hasil dari pengondisi sinyal akan
menjadi masukan bagi pemroses sinyal untuk diolah menjadi bentuk
digital menggunakan ADC, data yang telah diterima ADC kemudian
dikirimkan ke PC untuk ditampilkan dalam bentuk grafik dan tabel
untuk mengetahui besar nilai kuat medan magnet yang terukur.
Gambar 4. 6 Tampilan software penampil data
Gambar 4.6 menunjukkan tampilan software penampil data.
Pada tampilan software penampil data, sumbu vertikal menyatakan
nilai tegangan keluaran dari sensor dengan satuan Volt dan kuat
medan magnet dengan satuan mili Tesla dan sumbu horizontal
menyatakan jumlah data. Grafik tegangan dan kuat medan magnet
diwakili dengan warna garis, dimana warna garis hitam menunjukkan
kuat medan magnet dan warna garis merah menunjukkan tegangan
Grafik Sinyal yang
Terukur
Nilai Rata-Rata dari Nilai
Terukur
Tabel Nilai Kuat Medan
dan Tegangan Terukur
Pemilihan Penampil
Grafik
44
keluaran dari sensor. Pada software penampil data ini data hasil
pengukuran dapat langsung dikirim ke Microsoft Excel dengan
menekan Menu Save Excel.
4.3 Pengujian Sistem Keseluruhan
Pengujian sistem secara keseluruhan dilakukan untuk
mengetahui bahwa setiap blok dari sistem instrumentasi yang dibuat
bekerja sesuai dengan yang diingikan. Pengujian pertama dilakukan
dengan menggunakan magnet neodymium berbentuk silinder sebagai
objek pengukuran yang diletakkan didepan sensor dengan variasi jarak
dan variasi sudut yang telah ditentukan.
Pengujian kedua dilakukan dengan menggunakan kumparan
Helmholtz dengan meletakkan sensor ditengah-tengah kumparan
Helmholtz, kemudian sensor yang berada ditengah kumparan
Helmhotz digeser ketitik kiri dan ketitik kanan secara horizontal. Kuat
medan magnet dari objek pengukuran mengakibatkan sensor
memproses data dan dikirimkan ke PC. Hasil pengukuran dari medan
magnet ditampilkan pada software penampil dalam bentuk grafik dan
tabel, serta dapat disimpan ke Microsoft Excel.
4.3.1 Pengujian dengan magnet Neodymium
Pengujian pertama dilakukan dengan meletakkan sensor
diatas meja, kemudian magnet neodymium berbentuk silinder
diletakkan didepan sensor dengan variasi jarak dari titik terjauh hingga
titik terdekat yang telah ditentukan, serta dilakukan juga dengan
variasi sudut yang telah ditentukan.
a) Pengujian dengan magnet neodymium menggunakan
variasi jarak terjauh hingga terdekat
Rentang jarak yang digunakan untuk pengukuran kuat medan
magnet dari magnet Neodymium adalah 4 β 10 cm dari depan sensor.
Proses uji coba dilakukan dengan meletakkan kutub selatan magnet
Neodymium didepan sensor dari jarak terjauh yaitu 10 cm, lalu setelah
pengukuran selesai magnet neodymium digeser mendekati sensor
sekitar 0.25 cm untuk diukur dan pengukuran medan magnet ini
45
dilakukan terus menerus kelipatan 0.25 cm hingga berada dijarak
terdekat yaitu 4 cm. Hasil pengukuran dari alat yang dibuat
selanjutnya dibandingkan dengan hasil pengukuran dari alat
teslameter di Laboratorium Fisika Dasar, Jurusan Fisika, FMIPA,
Universitas Brawijaya. Foto pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi jarak terjauh hingga terdekat ditunjukkan pada
gambar 4.7.
Gambar 4. 7 Pengujian dengan magnet Neodymium menggunakan
variasi jarak terjauh hingga terdekat
Berdasarkan pengujian ini diperoleh bahwa hasil pengukuran
nilai kuat medan terlemah adalah pada jarak 10 cm didepan sensor
dengan hasil pengukuran teslameter sebesar 0.3 mT dan hasil
pengukuran alat yang dibuat sebesar 0.2646452 mT. Sedangkan, hasil
pengukuran nilai kuat medan terkuat adalah pada jarak 4 cm didepan
sensor dengan hasil pengukuran teslameter sebesar 3.1 mT dan hasil
pengukuran alat yang dibuat sebesar 4.0572463 mT. Terdapat sedikit
perbedaan hasil nilai pengukuran kuat medan magnet pada teslameter
dan alat yang dibuat disebabkan oleh perbedaan resolusi alat
pengukuran.
Gambar 4.8 merupakan grafik hasil pengujian dengan magnet
Neodymium menggunakan variasi jarak terjauh hingga terdekat.
46
Grafik tersebut menujukkan bahwa nilai kuat medan magnet semakin
kuat ketika jarak antara magnet Neodymium dengan sensor semakin
dekat. Sedangkan, kuat medan magnet semakin lemah ketika jarak
antara magnet Neodymium dengan sensor semakin jauh.
Gambar 4. 8 Grafik hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi jarak terjauh hingga terdekat
b) Pengujian dengan magnet Neodymium menggunakan
variasi sudut
Pengujian dengan magnet Neodymium menggunakan variasi
sudut 00 β 3600 derajat dengan tiga variasi jarak dari sensor, yaitu 5
cm, 6 cm, dan 7cm. Proses uji coba dilakukan dengan meletakkan
kutub selatan magnet Neodymium didepan sensor dari jarak 5 cm
untuk memulai pengukuran dari sudut 00, selanjutnya lakukan lagi
pengukuran dengan kelipatan sudut 22.50 hingga berada pada sudut
3600. Setelah pengukuran tersebut selesai, lakukan lagi pengukuran
dengan variasi jarak 6 cm, dan 7 cm. Hasil pengukuran dari alat yang
dibuat selanjutnya dibandingkan dengan hasil pengukuran dari alat
teslameter di Laboratorium Fisika Dasar, Jurusan Fisika, FMIPA,
Universitas Brawijaya. Foto pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi sudut pada jarak 5 cm, 6 cm, dan 7 cm
ditunjukkan pada gambar 4.9.
47
Gambar 4. 9 Pengujian dengan magnet Neodymium menggunakan
variasi sudut pada jarak 5 cm, 6 cm, 7 cm
Pengujian pertama dilakukan pada jarak 5 cm. Pada pengujian
ini diperoleh hasil pengukuran dari magnet Neodymium bahwa kuat
medan magnet terkuat berada pada sudut 00 dan 3600, dimana pada
sudut 00 hasil pengukuran teslameter sebesar 1.6 mT dan pada hasil
pengukuran alat yang dibuat sebesar 2.4375081 mT. Sedangkan,
pada sudut sudut 3600 hasil pengukuran teslameter sebesar 1.7 mT dan
pada hasil pengukuran alat yang dibuat sebesar 2.4517749 mT. Pada
sudut 00 dan 3600 merupakan medan magnet terkuat karena letak
magnet Neodymium tepat didepan sensor. Sedangkan, kuat medan
magnet terlemah berada pada sudut 900 β 2700 yaitu pada hasil
pengukuran teslameter dan alat ukur yang dibuat sebesar 0 mT. Pada
sudut 900 β 2700 merupakan medan magnet terlemah karena berada
tepat disamping dan belakang sensor. Terdapat sedikit perbedaan hasil
nilai pengukuran kuat medan magnet pada teslameter dan alat yang
dibuat disebabkan oleh perbedaan resolusi alat pengukuran.
Gambar 4.10 merupakan grafik hasil pengujian dengan
magnet Neodymium menggunakan variasi sudut pada jarak 5 cm.
Grafik tersebut menunjukkan bahwa nilai kuat medan magnet semakin
lemah ketika sudut magnet Neodymium pada sensor berada disudut 00
48
menuju 900. Kemudian, nilai kuat medan magnet relatif sama ketika
sudut magnet Neodymium pada sensor berada disudut 900 β 2700.
Sedangkan, nilai kuat medan magnet semakin kuat lagi ketika sudut
magnet Neodymium pada sensor berada disudut 2700 menuju 3600.
Gambar 4. 10 Grafik hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi sudut pada jarak 5 cm
Selanjutnya dilakukan pengujian pada jarak 6 cm. Pada
pengujian ini diperoleh hasil pengukuran dari magnet Neodymium
bahwa kuat medan magnet terkuat berada pada sudut 00 dan 3600,
dimana pada sudut 00 hasil pengukuran teslameter sebesar 1 mT dan
pada hasil pengukuran alat yang dibuat sebesar 1.547578 mT.
Sedangkan, pada sudut sudut 3600 hasil pengukuran teslameter sebesar
1 mT dan pada hasil pengukuran alat yang dibuat sebesar 1.5641407 mT. Pada sudut 00 dan 3600 merupakan medan magnet terkuat karena
letak magnet Neodymium tepat didepan sensor. Sedangkan, kuat
medan magnet terlemah berada pada sudut 900 β 2700 yaitu pada hasil
pengukuran teslameter dan alat ukur yang dibuat sebesar 0 mT. Pada
sudut 900 β 2700 merupakan medan magnet terlemah karena berada
tepat disamping dan belakang sensor. Terdapat sedikit perbedaan hasil
nilai pengukuran kuat medan magnet pada teslameter dan alat yang
dibuat disebabkan oleh perbedaan resolusi alat pengukuran.
mT
49
Gambar 4.11 merupakan grafik hasil pengujian dengan
magnet Neodymium menggunakan variasi sudut pada jarak 6 cm.
Grafik tersebut menunjukkan bahwa nilai kuat medan magnet semakin
lemah ketika sudut magnet Neodymium pada sensor berada disudut 00
menuju 900. Kemudian, nilai kuat medan magnet relatif sama ketika
sudut magnet Neodymium pada sensor berada disudut 900 β 2700.
Sedangkan, nilai kuat medan magnet semakin kuat lagi ketika sudut
magnet Neodymium pada sensor berada disudut 2700 menuju 3600.
Gambar 4. 11 Grafik hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi sudut pada jarak 6 cm
Selanjutnya dilakukan pengujian pada jarak 7 cm. Pada
pengujian ini diperoleh hasil pengukuran dari magnet Neodymium
bahwa kuat medan magnet terkuat berada pada sudut 00 dan 3600,
dimana pada sudut 00 hasil pengukuran teslameter sebesar 0.7 mT dan
pada hasil pengukuran alat yang dibuat sebesar 0.9584105 mT.
Sedangkan, pada sudut sudut 3600 hasil pengukuran teslameter sebesar
0.7 mT dan pada hasil pengukuran alat yang dibuat sebesar
0.9650775 mT. Pada sudut 00 dan 3600 merupakan medan magnet
terkuat karena letak magnet Neodymium tepat didepan sensor.
Sedangkan, kuat medan magnet terlemah berada pada sudut 900 β 2700
yaitu pada hasil pengukuran teslameter dan alat ukur yang dibuat
mT
50
sebesar 0 mT. Pada sudut 900 β 2700 merupakan medan magnet
terlemah karena berada tepat disamping dan belakang sensor.
Terdapat sedikit perbedaan hasil nilai pengukuran kuat medan magnet
pada teslameter dan alat yang dibuat disebabkan oleh perbedaan
resolusi alat pengukuran.
Gambar 4.12 merupakan grafik hasil pengujian dengan
magnet Neodymium menggunakan variasi sudut pada jarak 7 cm.
Grafik tersebut menunjukkan bahwa nilai kuat medan magnet semakin
lemah ketika sudut magnet Neodymium pada sensor berada disudut 00
menuju 900. Kemudian, nilai kuat medan magnet relatif sama ketika
sudut magnet Neodymium pada sensor berada disudut 900 β 2700.
Sedangkan, nilai kuat medan magnet semakin kuat lagi ketika sudut
magnet Neodymium pada sensor berada disudut 2700 menuju 3600.
Gambar 4. 12 Grafik hasil pengujian dengan magnet Neodymium
menggunakan variasi sudut pada jarak 7 cm
4.3.2 Pengujian dengan kumparan Helmholtz
Pengujian selanjutnya dilakukan dengan menggunakan
kumparan Helmholtz yang digunakan untuk mengetahui sebaran kuat
medan magnet didalam kumparan Helmholtz dengan variasi jarak
mT
51
antara koil yang berbeda-beda. Pengujian dilakukan dengan variasi
jarak antara koil pada kumparan Helmholtz, yaitu 5 cm, 6 cm, dan dua
koil yang saling ditempelkan.
a) Pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan
jarak 6 cm antara koil
Proses uji coba dilakukan dengan meletakkan sensor ditengah
kumparan Helmholtz dan mengarahkan bagian depan sensor ke kutub
selatan dari kumparan Helmholtz. Pengukuran kuat medan magnet
dilakukan bagian tengah kumparan Helmholtz terlebih dahulu.
Selanjutnya, pengukuran kuat medan magnet dilakukan dititik kiri
dengan menggeser sensor setiap 0.25 cm hingga mencapai jarak 1.75
cm dititik kiri kumparan Helmholtz dan dilanjutkan dengan
pengukuran kuat medan magnet dititik kanan dalam kumparan
Helmholtz. Foto pengujian menggunakan kumparan Helmholtz
dengan jarak 6 cm antara koil ditunjukkan pada gambar 4.13.
Gambar 4. 13 Pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan
jarak 6 cm antara koil
Berdasarkan pengujian ini diperoleh hasil pengukuran nilai
kuat medan magnet terlemah pada kumparan Helmholtz berada
52
ditengah-tengah kumparan Helmholtz yaitu sebesar 1.2815 mT.
Sedangkan, hasil pengukuran nilai kuat medan magnet terkuat pada
kumparan Helmholtz berada diujung kiri dan kanan dalam kumparan
yang dekat dengan koil, yaitu diujung kiri sebesar 1.8525769 mT dan
diujung kanan sebesar 1.9054846 mT. Hasil yang diperoleh pada
pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan jarak 6 cm
antara koil sudah sesuai dengan teori yang ada yaitu karena jarak
antara dua koil belum sama dengan jari-jari kedua koil, maka kuat
medan magnet yang dihasilkan belum seragam.
Gambar 4.14 merupakan grafik hasil pengujian menggunakan
kumparan Helmholtz dengan jarak 6 cm antara koil. Grafik tersebut
menunjukkan bahwa kuat medan magnet terlemah berada ditengah-
tengah kumparan Helmholtz dan kuat medan magnet terkuat berada
diujung kiri dan kanan dalam kumparan yang dekat dengan koil.
Gambar tersebut juga menunjukkan bahwa kuat medan magnet pada
kumparan Helmholtz dengan jarak 6 cm antara koil belum seragam
karena grafik tidak terlihat rata tetapi terlihat cekung kebawah.
Gambar 4. 14 Grafik hasil pengujian menggunakan kumparan
Helmholtz dengan jarak 6 cm antara koil
53
b) Pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan
jarak 5 cm antara koil
Proses uji coba dilakukan dengan meletakkan sensor ditengah
kumparan Helmholtz dan mengarahkan bagian depan sensor ke kutub
selatan dari kumparan Helmholtz. Pengukuran kuat medan magnet
dilakukan bagian tengah kumparan Helmholtz terlebih dahulu.
Selanjutnya, pengukuran kuat medan magnet dilakukan dititik kiri
dengan menggeser sensor setiap 0.25 cm hingga mencapai jarak 1.5
cm dititik kiri kumparan Helmholtz dan dilanjutkan dengan
pengukuran kuat medan magnet dititik kanan dalam kumparan
Helmholtz. Foto pengujian menggunakan kumparan Helmholtz
dengan jarak 5 cm antara koil ditunjukkan pada gambar 4.15.
Gambar 4. 15 Pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan
jarak 5 cm antara koil
Berdasarkan pengujian ini diperoleh hasil pengukuran nilai
kuat medan magnet terlemah pada kumparan Helmholtz berada
ditengah-tengah kumparan Helmholtz yaitu sebesar 1.756118 mT.
Sedangkan, hasil pengukuran nilai kuat medan magnet terkuat pada
kumparan Helmholtz berada diujung kiri dan kanan dalam kumparan
54
yang dekat dengan koil, yaitu diujung kiri sebesar 2.132777 mT dan
diujung kanan sebesar 2.117292 mT. Hasil yang diperoleh pada
pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan jarak 5 cm
antara koil sudah sesuai dengan teori yang ada yaitu karena jarak
antara dua koil belum sama dengan jari-jari kedua koil, maka kuat
medan magnet yang dihasilkan belum seragam.
Pada gambar 4.16 merupakan grafik hasil pengujian
menggunakan kumparan Helmholtz dengan jarak 5 cm antara koil.
Grafik tersebut terlihat bahwa kuat medan maget terlemah berada
ditengah-tengah kumparan Helmholtz dan kuat medan magnet terkuat
berada diujung kiri dan kanan dalam kumparan yang dekat dengan
koil. Gambar tersebut juga menunjukkan bahwa kuat medan magnet
pada kumparan Helmholtz dengan jarak 5 cm antara koil belum
seragam karena grafik tidak terlihat rata tetapi terlihat cekung
kebawah.
Gambar 4. 16 Grafik hasil pengujian menggunakan kumparan
Helmholtz dengan jarak 5 cm antara koil
c) Pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan
koil yang saling ditempelkan
Pengujian kuat medan magnet ini menggunakan kumparan
Helmholtz yang kedua koilnya saling ditempelkan dan disusun sejajar
55
secara vertikal untuk mengetahui kuat medan magnet pada tiga titik
didalam koil Helmholt. Tiga titik yang diukur kuat medan magnetnya,
yaitu titik tengah dalam kumparan, titik kiri dalam kumparan, dan titik
kanan dalam kumparan. Pengujian dilakukan dengan menyusun koil
secara vertikal dan mengukur kuat medan magnetnya dari atas hingga
kebawah dengan digeser 0.5 cm setiap pengukurannya hingga berada
pada jarak 4 cm. Proses uji coba dilakukan dititik tengah dalam
kumparan Helmholtz terlebih dahulu. Pertama letakkan sensor dititik
bagian atas kumparan Helmholtz untuk pengukuran pertama. Untuk
pengukuran selanjutnya dilakukan dengan menggeser jarak sensor
setiap 0.5 cm hingga pengukuran berada pada jarak 4 cm. Selanjutnya
jika pengukuran untuk titik tengah dalam kumparan selesai, lakukan
lagi pengukuran pada titik kiri dalam kumparan dan titik kanan dalam
kumparan. Foto pengujian menggunakan kumparan Helmholtz
dengan koil yang saling ditempelkan ditunjukkan pada gambar 4.17.
Gambar 4. 17 Pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan
koil yang saling ditempelkan
Berdasarkan pengujian ini diperoleh hasil pengukuran nilai
kuat medan magnet terkuat pada kumparan Helmholtz berada
ditengah-tengah kumparan Helmholtz, yaitu pada titik kiri sebesar
56
3.6461222 mT, pada titik tengah 3.6323055 mT, dan pada titik kanan
sebesar 3.6696666 mT. Sedangkan, hasil pengukuran nilai kuat medan
magnet terlemah pada kumparan Helmholtz berada dibagian atas dan
bawah dalam kumparan, yaitu pada titik kiri atas sebesar 2.4818421
mT dan titik kiri bawah sebesar 2.5291055 mT, pada titik tengah atas
sebesar 2.4394789 mT dan titik tengah bawah sebesar 2.5014611 mT,
dan pada titik kanan atas sebesar 2.5061611 mT dan titik kanan bawah
sebesar 2.5354 mT.
Selanjutnya, pada pengujian ini diperoleh bahwa titik kiri
dalam kumparan, titik tengah dalam kumparan, dan titik kanan dalam
kumparan memiliki kuat medan magnet yang hampir sama dimasing-
masing titik dari pengukuran jarak 0 cm hingga 4 cm. Serta, hasil yang
diperoleh pada pengujian menggunakan kumparan Helmholtz dengan
koil yang saling ditempelkan juga sudah cukup sesuai dengan teori
yang ada yaitu karena jarak antara dua koil belum sama dengan jari-
jari kedua koil, maka kuat medan magnet yang dihasilkan belum
seragam sehingga diperoleh nilai yang tinggi dititik tengah kumparan
karena jarak kedua kumparan terlalu berdekatan.
Gambar 4. 18 Grafik hasil pengujian menggunakan kumparan
Helmholtz dengan koil yang saling ditempelkan
Gambar 4.18 merupakan grafik hasil pengujian menggunakan
kumparan Helmholtz dengan koil yang saling ditempelkan. Grafik
57
tersebut menunjukkan bahwa kuat medan maget terkuat berada
ditengah-tengah kumparan Helmholtz dan kuat medan magnet
terlemah berada dibagian atas dan bawah dalam kumparan. Gambar
tersebut juga menunjukkan bahwa kuat medan magnet antara setiap
titik hampir sama karena antara titik kiri dalam kumparan, titik tengah
dalam kumparan, dan titik kanan dalam kumparan memiliki hasil
grafik yang saling berhimpitan satu dengan yang lainnya.
Pada pengujian sistem secara keseluruhan didapatkan
perubahan kuat medan magnet terkecil yang dapat dideteksi oleh
sistem ini sebesar 0.005 mT. Nilai tersebut didapatkan melalui
persamaan 4.1, dimana sensitivitas sensor sebesar 13 mV/mT dengan
penguatan sebesar 71 dengan range pengukuran sebesar 0 β 5.4 mT.
π ππ πππ’π π ππππ‘ =(
ππππ+ β ππππβ
2π β 1)
(71 Γ 13 ππππβ )
(4.1)
Dari keseluruhan hasil pengujian yang dilakukan, maka dapat
diketahui kelebihan dari sistem instrumentasi yang telah dibuat, yaitu:
1. Sistem instrumentasi yang telah dibuat memiliki resolusi
sebesar 10 bit yang setara dengan perubahan kuat medan
magnet yang dapat dideteksi adalah 0.005 mT.
2. Dapat diaplikasikan untuk pengukuran kumparan Helmholtz.
3. Data ditampilkan dalam bentuk grafik dan data tabel, serta
data dapat disimpan dengan format excel untuk kepentingan
analisis.
58
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
59
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Alat pengukuran kuat medan magnet yang telah dibuat pada
penelitian ini dapat digunakan secara online real-time dengan
interface digital menggunakan sensor UGN3503. Hasil pengukuran
alat ini sudah cukup sesuai dengan nilai dari kuat medan magnet pada
objek ukur magnet Neodymium yang dibandingkan dengan alat
pengukuran Teslameter karena tampilan grafik yang diperoleh
memiliki hasil bentuk garis yang hampir sama. Sistem instrumentasi
yang dibuat mampu mengukur kuat medan magnet sebesar 0 β 5.4 mT
dengan resolusi sebesar 0.005 mT.
5.2 Saran
Pengukuran dengan alat ini dipengaruhi oleh ketepatan jarak
antara sensor dan objek yang diukur sehingga perlu dikembangkan
metode uji dan alat ukur yang dapat memastikan kepresisian jarak agar
saat pengukuran dihasilkan nilai yang benar-benar mendekati nilai
yang sebenarnya.
60
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
61
DAFTAR PUSTAKA
Analog Devices, 2016. Low Cost Low Power Instrumentation
Amplifier AD620. USA: Analog Devices.
Allegro, 1999. 3503 Ratiometric, Linear Hall-Effect Sensor.
Massachusetts: Allegro MicroSystems Inc.
Artanto, D., 2009. Merakit PLC dengan Mikrokontroler. Jakarta: PT
Elex Media Komputindo.
Bhatt, V. et al., 2010. Comsol Conference. Design & Development of
Helmholtz Coil for Hyperpolarized MRI.
Bolton, W., 2015. Instrumentation and Control Systems (Second
Edition). UK: Elsevier Ltd.
Dunn, E. K., 2011. Electron Spin Resonance of DPPH. Electron Spin
Resonance University of Kansas, pp. 1-2.
Gunawan, H., 2011. Alat Untuk Memperagakan Irama Denyut
Jantung Sebagai Bunyi dan Penguku Kecepatan Denyut Jantung
Melalui Elektroda pada Telapak Tangan. Electrical
Engineering Journal Vol. 2, No. 1, pp. 45-65.
H. Palendeng, I., Wuwung, J. O., Allo, E. K. & Narasiang, B. S., 2012.
Rancang Bangun Sistem Audio Nirkabel Rancang Bangun
Sistem Audio Nirkabel. E-journal Teknik Elektro dan
Komputer Vol. 1, No. 4, pp. 1-5.
Hariyanto, D., 2017. Didik Hariyanto. [Online]
Available at:http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/Teknik%20
Antarmuka%20-%20ADC.pdf
Heryanto, M. A. & P., W. A., 2007. Pemrograman Bahasa C untuk
Mikrokontroler ATMEGA8535. Yogyakarta: Andi Offset.
Honeywell, 1985. Hall Effect Sensing and Application. USA:
Honeywell Inc.
62
Microchip, 2013. Data Sheet PIC16F87XA. USA: Microchip
Technology Inc..
Nahvi, M. & Edminister, J. A., 2003. Electric Circuit Fourth Edition.
USA: McGraw-Hill Companies.
Nugroho, T. A., Suakanto, S. & A., S. F., 2015. Sistem Logging Data
Menggunakan FTP Berbasi Jaringan 3G. Jurnal Telematika,
Vol. 10 no. 1, pp. 15-19.
Poerwanto, Hidayati, J. & Anizar, 2008. Instrumentasi dan Alat Ukur.
Yogyakarta: Graha Ilmu.
Santoso, D. R., 2017. Pengukuran Stress Mekanik Berbasis Sensor
Piezoelektrik. Malang: UB Press.
Serway, R. A. & Jewett, J. W., 2008. Physics for Scientists and
Engineers with Modern Physics, Seventh Edition. USA:
Thomson Learning.
Suryono, 2008. Rancang Bangun Sensor Pergeseran Tanah Digital.
Berkala Fisika, Vol. 11 no. 4, pp. 147-152.
Texas Instrumentasi, 2016. LF353 Wide-Bandwidth JFET-Input Dual
Operational Amplifie. Dallas: Texas Instruments Incorporated.
Ting, C.-H., Hung, J.-Y. H. & Kao, S. C.-H., 2009. On the
development of a two-dimensional inclination sensor.
Singapore: International Conference on Advanced Intelligent
Mechatronics.
Usman, 2008. Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler
AT89552. Yogyakarta: ANDI Yogyakarta.