pemodelan dan pengujian sensor thermopile · pdf file1 pemodelan dan pengujian sensor...

1

PEMODELAN DAN PENGUJIAN

SENSOR THERMOPILE UNTUK APLIKASI

SISTEM MONITORING SUHU NON CONTACT

Nangkok M.P. Lumban Tobing#1

, Iwan Setiawan,ST,MT#2

, Sumardi,ST,MT#3

#Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

jl. Prof Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia #[email protected]@gmail.com

#[email protected]

#[email protected]

Abstrak — Panas dan suhu adalah dua hal yang berbeda. Panas

adalah energi total dari gerak molekular di dalam zat, energy

panas bergantung pada kecepatan partikel, jumlah partikel

(ukuran atau massa), dan jenis partikel di dalam sebuah benda.

Sedangkan suhu adalah ukuran energi rata-rata

dari gerak molekular di dalam zat.

Suhu tidak bergantung pada ukuran atau jenis benda

(Hermans etal, 2005). Secara sederhana suhu di defenisikan

sebagai derajat panas atau dingin nya suatu benda. Hal ini

berhubungan dengan seberapa cepat atom dan molekul zat

bergerak. Pada level molekul, temperature di defenisikan

sebagai energi rata-rata gerak mikroskopik partikel yang

menyusun zat (Carpy et al, 2008).

Pada Tugas akhir ini dibuat suatu alat yang dapat

mengukur dan memantau suhu pada suatu objek. Sensor

Thermopile MLX90247 digunakan sebagai sensor suhu pada

objek dengan metode regresi untuk mendapatkan model dari

sensor tersebut. Model yang didapat yaitu

. Berdasarkan

pengujian yang dilakukan, dapat diketahui bahwa secara

keseluruhan alat dapat bekerja dengan baik pada jarak

antara 10 cm sampai 12 cm dari objek. Suhu objek dan

ruangan dapat diukur dan dipantau dengan melihat data-

data hasil pembacaan yang tersimpan pada komputer.

Suhu objek yang terukur memiliki tingkat kesalahan yaitu

pada jarak 10 cm sebesar 0.86°C

Kata kunci — Suhu objek, Thermopile MLX90247, LM35,

Regresi, Interpolasi.

I. PENDAHULUAN

Termometer merupakan salah satu instrumen ukur yang

sangat diperlukan untuk kegiatan penelitian, pengembangan

ilmu pengetahuan dan teknologi, dan industri terutama dalam

bidang teknik pertanian. Berbagai jenis termometer telah

tersedia di pasaran yang umumnya termasuk dalam jenis

termometer kontak. Pengukuran suhu objek dilakukan dengan

cara menempelkan termometer tersebut pada objek atau yang

dikenal dengan pengukuran kontak langsung (direct-contact).

Dalam berbagai aplikasi pengendalian, pengukuran kontak

langsung tidak dapat diterapkan dan cenderung mengganggu

jalannya proses secara keseluruhan. Untuk mengatasi hal

tersebut maka diperlukan instrumen ukur yang mampu

bekerja secara tidak kontak dengan obyek (non-contact),

termasuk termometer.

Sensor yang digunakan untuk mengukur suhu terbagi dua

yakni sensor kontak dan sensor non-kontak. Beberapa sensor

kontak adalah termokopel, termistor, dan RTDs. Salah satu

sensor non-kontak adalah termometer infra merah. Alat ini

mengukur panas (energi infra merah) dari objek dengan

memfokuskan energi ini melalui sistem optik menggunakan

detektor. Sinyal dari detektor kemudian disajikan dalam suhu

setelah melalui serangkaian proses. Termometer infra merah

menawarkan keuntungan yakni kemampuannya menentukan

temperatur objek tanpa kontak fisik sehingga sistem

pengukurannya tidak terkontaminasi, dan rusak.

Penelitian ini bertujuan untuk merancang termometer non

kontak. Termometer dirancang dari sebuah sensor suhu

inframerah jenis thermopile MLX90247. Sensor ini telah

dilengkapi sensor kompensasi suhu lingkungan. Luaran sensor

yang berupa tegangan dikuatkan dengan rangkaian

pengkondisi sinyal untuk menghasilkan tegangan yang sesuai

untuk keperluan mencari persamaan matematis dari sensor

tersebut. Hasil pengujian kinerja menunjukan bahwa

termometer rancangan memiliki tanggapan yang baik terhadap

perubahan suhu obyek yang diukur. Dalam aplikasinya,

termometer rancangan dapat digunakan pada jarak

pengukuran yang tetap. Pada jarak pengukuran 10 cm sampai

12 cm, sensor mampu membaca suhu objek dengan tingkat

kesalahan yang berkisar antara 0°C hingga 1,5°C. Penggunaan

pada berbagai variasi jarak pengukuran dapat dilakukan

dengan melakukan kaliberasi pada jarak sama.

II. DASAR TEORI

Dasar teori dari makalah aplikasi dari tugas akhir ini

mencakup:

A. Regresi

Analisis regresi dipergunakan untuk menelaah hubungan

antara dua variabel atau lebih, terutama untuk menelusuri pola

hubungan yang modelnya belum diketahui dengan sempurna,

atau untuk mengetahui bagaimana variasi dari beberapa

variabel independen mempengaruhi variabel dependen dalam

2

suatu fenomena yang kompleks. Jika X1, X2, … , Xi adalah

variabel-variabel independen dan Y adalah variabel dependen,

maka terdapat hubungan fungsional antara X dan Y, di mana

variasi dari X akan diiringi pula oleh variasi dari Y. Secara

matematika hubungan di atas dapat dijabarkan sebagai berikut:

Y = f(X1, X2, …, Xi, e), di mana : Y adalah variabel dependen,

X adalah variabel independen dan e adalah variabel residu

(disturbance term).

1. Regresi Linier

Regresi linier digunakan menentukan fungsi linier (garis

lurus) yang paling sesuai dengan kumpulan titik data (xn,yn)

yang diketahui.

Gambar 1 Sebaran data dengan kurva linier

Dalam regresi linier ini yang dicari adalah nilai m dan c

dari fungsi linier

y=mx+c, dengan:

2. Interpolasi

Bentuk paling sederhana dari interpolasi adalah

menghubungkan dua buah titik data dengan garis lurus.

Metode ini disebut dengan interpolasi linier yang dapat

dijelaskan pada Gambar 2.

Gambar 2 Interpolasi Linear

Dari dua segitiga sebangun ABC dan ADE seperti tampak

dalam Gambar 2.5, terdapat hubungan berikut:

AD

DE

AB

BC

01

01

0

01 )()()()(

xx

xfxf

xx

xfxf

)()()(

)()( 0

01

0101 xx

xx

xfxfxfxf

(3)

B. Sistem Akuisisi Data

Sistem akuisisi data pada sistem pengontrolan, berfungsi

untuk mengambil data dari suatu besaran fisik yang dikirim

berupa sinyal analog dan kemudian dikonversi menjadi sinyal

digital untuk diolah pada mikrokontroler.

Komponen-komponen tersebut antara lain sensor, amplifier,

ADC dan filter. Gambar sistem akuisisi data ditunjukkan pada

Gambar 3.

Sensor Amplifier A/D Filter Proses sample

Pengukuran Sinyal Analog

Pengkonversi

Sinyal Analog ke

Sinyal Digital

Pengkondisi

Gambar 3 Diagram blok elemen ukur

Pada sistem akuisisi data, sensor melakukan pembacaan

pada suatu proses dengan besaran fisik, kemudian nilai proses

tersebut dikirim berupa sinyal analog, yang selanjutnya

dikuatkan komponen amplifier.

C. Sensor Thermopile

Sensor MLX90247 merupakan sensor thermopile

inframerah yang menggunakan thermopile untuk mengukur

perbedaan temperatur antara suhu objek dengan detektor, dan

sebuah termistor untuk mengukur suhu detektor. Perhitungan

suhu absolut dari objek yang disensor memungkinkan dari

kombinasi output keduanya. Gambar 2.3 menunjukkan bentuk

sensor thermopile MLX90247.

Gambar 4 Sensor suhu Thermopile.

D. Penguat Instrumentasi

Penguat instrumentasi merupakan penguat diferensial yang

telah dilengkapi dengan buffer input untuk menghilangkan

kebutuhan pencocokan impedansi input sehingga penguat

sangat cocok untuk digunakan dalam pengukuran

dan pengujian alat. Penguat instrumentasi memiliki

karakteristik memiliki offset DC sangat rendah, drift dan noise

rendah, serta gain loop terbuka, rasio penolakan common

mode, dan impedansi input yang sangat tinggi. Gambar 5

menunjukkan simbol dari penguat instrumentasi.

Gambar 5 Penguat Instrumentasi.

3

E. Low Pass Filter

Pada dasarnya Low Pass Filter (LPF) adalah suatu

rangkaian filter meloloskan frekuensi-frekuensi rendah tetapi

menahan frekuensi tinggi. Hal ini bisa dijelaskan dari

rangkaian Low Pass Filter yang ditujukkan pada gambar 6.

Terdapat sebuah resistor yang diseri antara sumber dan beban

dari sebuah kapasitor yang dipararel. Resistor akan menahan

frekuensi yang tinggi daripada menahan frekuensi yang

rendah.

C

R

ei eo

Gambar 6 Rangkaian Low Pass Filter (LPF).

Dari gambar 6 tersebut, diperoleh :

dtiC

1eo

(4)

(2.9)

dtiC

1Rie i

(5) Dari persamaan 4 dan 5 di Laplacekan, maka dapat dituliskan

sebagai berikut:

sIsC

sEO

11

(6)

sIsC

sRIsEi

11

(7)

Dari persamaan 6 dan 7, diperoleh transfer function dalam

kawasan Laplace adalah sebagai berikut:

1

1

RCsE

E

i

o

(8)

F. LM35

LM35 merupakan IC yang digunakan sebagai sensor suhu.

IC tersebut mengubah kondisi suhu lingkungan disekitarnya

menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik keluaran LM35 ini

memiliki nilai yang sebanding dengan suhu lingkungan dalam

bentuk derajat celcius (ºC).

+Vcc

VoutGND

Gambar 7 Sensor suhu LM35.

G. Sensor Jarak GP2D12

Sensor inframerah adalah sensor yang bekerja berdasarkan

cahaya dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan objek

tertentu yang berada didepannya. Sensor inframerah ini

digunakan sebagai pirantimasukan pada mikrokontroller.

Gambar 2.19 Sharp GP2D12

III. PERANCANGAN

Perancangan alat pada tugas akhir ini meliputi

perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat

lunak.

A. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras sistem pendeteksi suhu ini

terdiri dari mikrokontroler AVR ATmega8535, sensor suhu

LM35, sensor thermopile, sensor jarak. Secara umum

perancangan perangkat keras sistem ditunjukan pada gambar 8.

Penguat

Instrumentasi

USB

ADC 1

ADC 3

PORT C

PORT B

ADC 5

Rangkaian Sensor

Sistem

Mikrokontroler

ATmega8535objek

Sensor Suhu

MLX90247

LM35

Sensor Jarak GP2D12

ADC 0

Gambar 8 Rancangan perangkat keras.

Penjelasan dari masing-masing blok perancangan sistem

hipertermia pada Gambar 3.1 adalah sebagai berikut :

Rangkaian Sensor merupakan blok sistem pengkondisi

sinyal dari sensor suhu non kontak thermopile MLX90247

yang mengukur suhu permukan materi yang dipanaskan

pada sistem hipertermia. Penguat instrumentasi AD620

memberi penguatan dengan gain tinggi pada keluaran

thermopile.

Sensor GP2D12 berfungsi untuk mendeteksi jarak antara

objek dengan sensor thermopile.

Komputer berfungsi sebagai penampil dan penyimpan data

yang diterima dari mikrokontroller dengan program

Microsoft Visual C# 2008, sehingga akan menampilkan

temperatur.

Gambar 9 menunjukkan rancangan sistem mikrokontroller

ATmega8535 dan hubungannya dengan berbagai peralatan

I/O (Input/Output). Peralatan I/O yang digunakan yaitu;

thermopile MLX90247. Untuk melakukan fungsi-fungsinya

tersebut, maka dilakukan pengalokasian penggunaan port

yang ada pada mikrokontroler ATmega8535. PinA.0

merupakan pin masukan sensor jarak (sharp GP2D12). PinA.1

dan PinA.3 merupakan pin masukan sensor suhu ( thermopile

MLX90247), PinA.1 sebagai masukan sinyal Vir thermopile

MLX90247 yang telah dikuatkan rangkaian sensor sedangkan

PinA.3 sebagai masukan sinyal keluaran NTC termistor pada

sensor thermopile MLX90247.

4

Gambar 9 Rangkaian lengkap sensor dengan Mikrokontroler ATmega8535.

B. Perancangan Perangkat Lunak Pada Mikrokontroler

Pemrograman mikrokontroler Atmega8535 dapat

dilakukan dengan menggunakan bahasa assembly dan C.

Perancangan perangkat lunak Tugas Akhir ini digunakan

bahasa C dengan kompiler CodevisionAVR versi 2.03.9.

Pemilihan bahasa C dikarenakan kemudahan, kesederhanaan,

serta fleksibilitas pemrograman karena selain perintah-

perintah dalam bahasa C dapat pula disisipkan bahasa

assembly yang disebut dengan inline assembly.

Program monitoring untuk menampilkan respon sistem ke

komputer digunakan program Visual C#. Secara umum,

perancangan perangkat lunak pada mikrokontroler

Atmega8535 terdiri atas, perancangan Program Utama.

C. Program utama sensor

Diagram alir pemrograman pembacaan sensor

thermopile MLX90247 ditunjukkan pada Gambar 10.

Mulai

Read_adc(0);//ADC GP2D12

Read_adc(1);//ADC termopile

Read_adc(3);//ADC termistor

Fungsi rata-rata

dengan 50 sampling

If (jarak==X)

To=pers.garis interpolasi*(jarak-X)

Konversi ADC GP2D12 ke

tegangan (Vo)

Konversi ADC termopile ke

tegangan (Vir)

Konversi ADC termistor ke

suhu ambient (Ta)

Hitung Suhu objek (To)

Gambar 10 Diagram alir pembacaan sensor suhu thermopile MLX90247.

D. Kalibrasi Termistor

Untuk melakukan kalibrasi, diambil 26 pembacaan

tegangan dengan perangkat pada suhu LM 35 berkisar antara

25 sampai 50 ° C. Sensor yang digunakan sebagai

pembanding adalah mengunakan sensor LM 35, dimana

keluaran suhu dari sensor tersebut dihubungkan dengan

tegangan ADC dari termistor. Hasil yang peroleh dari kedua

sensor dapat dicari hubungan antara besaran tegangan dari

thermistor dengan suhu dari LM 35, yang akan dicari

persamaan linear dari kedua nilai tersebut.

Dari Tabel 1, diatas dapat dicari persamaan matematika

dengan menggunakan persamaan regresi linier, algoritma

regresi sebagai berikut:

1. Jumlah N yang di ketahui adalah 26

2. Nilai

3. Nilai

4. Nilai

5. Nilai

6. Nilai rata-rata LM35, sebagai berikut:

7. Nilai rata-rata ADC, sebagai berikut:

Sehingga dari algoritma diatas dicari nilai nilai m dan c

sebagai berikut:

(9)

(10)

— (11)

Sehingga persamaan kurva linier adalah:

(12)

Dari persamaan diatas menunjukkan nilai garis linier pada

kalibrasi antara ADC dengan suhu dari LM35.

E. Kalibrasi Thermopile

Sensor thermopile menghasilkan tegangan keluaran

sebanding dengan perbedaan suhu sumber panas (atau heat

sink) dan suhu casing-nya. Tegangan induksi adalah fungsi

kuadrat dari perbedaan suhu antara sambungan panas dan

dingin. Oleh karena itu, perlu untuk mengkalibrasi sensor

karena besarnya hubungan tergantung pada sensor yang

spesifik.

Sensor thermopile dikalibrasi pada suhu setiap 30°C

sampai 75°C pada jarak, dengan membandingan suhu objek

yang sesungguhnya dengan thermometer air raksa pada air

yang dipanaskan. Hasil dari keluaran yang dideteksi

thermopile dan thermometer air raksa digunakan untuk

menghitung persamaan regresi kuadrat-terkecil berdasarkan

titik-titik data untuk menentukan jarak dengan temperatur

untuk thermopile tersebut. Kami kemudian menggunakan

rumus regresi untuk memecahkan persamaan paling cocok

untuk suhu sebagai fungsi dari jarak. Hasilnya adalah fungsi

untuk menghitung perbedaan suhu sebagai fungsi persamaan

linier dari jarak.

C3CAP

2.5V

Serial Tx

5V

Thermopile

1

2

3

4

R2

57K

RE

SE

T

5VATmega8535

3

1213

2

16171819

1110

876

3635343332

37

1

45

9

1415

20 21

403938

31302928272625242322

PB2(AIN0)

XTAL2XTAL1

PB1(T1)

PD2(INT0)PD3(INT1)PD4(OC1B)PD5(OC1A)

GNDVCC

PB7[SCK)PB6[MISO)PB5(MOSI)

PA4(ADC4)PA5(ADC5)PA6(ADC6)PA7(ADC7)

AREF

PA3(ADC3)

PB0(T0)

PB3(AIN1)PB4(SS)

RESET

PD0(RXD)PD1(TXD)

PD6(ICP) PD7(OC2)

PA0(ADC0)PA1(ADC1)PA2(ADC2)

AGNDAVCC

PC7(TOSC2)PC6(TOSC1)

PC5PC4PC3PC2PC1PC0

-5V

10uF

0.2k

C1

2.5V

33nF

8MHz

3.3 v

GP2D12

1 3

2

OUT IN

GN

D

OPAMP

AD620

1234 5

678

1234 5

678

4.8V

C2

33nF

LM351 3

2

IN OUT

GN

D

Serial Rx

R1220K

10K

5

IV. PENGUJIAN DAN ANALISA

A. Pengujian termistor

Pengujian diawali dengan pengujian terhadap suhu yang

dideteksi oleh termistor. Sebelum pengujian termistor,

dilakukan kalibrasi terlebih dahulu dengan sensor LM35,

pemakaian sensor LM35, nilainya sudah dianggap akurat

sehingga dapat digunakan sebagai pembanding termistor dari

sensor thermopile.

Tabel 1 menunjukkan hubungan antara termistor

dengan sensor LM35, dimana nilai dari termistor

dibandingkan dengan sensor LM35. Dari hasil pengujian

dapat diketahui bahwa terdapat error dengan rata-rata sebesar

0.3°C. Tabel 1 Pengujian suhu termistor dengan sensor LM35

No Termistor(°C) Suhu LM35 (°C) Error (°C)

0 27.42 27.04 0.38

1 27.42 27.1 0.32

2 27.68 27.06 0.62

3 27.42 27.05 0.37

4 27.42 27.02 0.4

5 27.42 27.05 0.37

10 27.68 27.04 0.64

15 27.42 27.03 0.39

20 27.42 27.06 0.36

21 27.03 27.02 0.01

22 27.42 27.07 0.35

23 27.42 27.05 0.37

24 27.42 27.01 0.41

25 27.03 27.05 0.02

26 27.03 27.07 0.04

27 26.76 27.08 0.32

28 27.03 27.05 0.02

29 26.76 26.98 0.22

30 27.03 27.02 0.01

Σ Error 9.02

Error Rata-rata 0.3

B. Pengujian thermopile

Tabel 2 Data pengukuran pada jarak 10 cm sebanyak 5 kali pengukuran

No

Suhu termo-

meter (°C)

Pengukuran pada jarak 10 cm

Nilai ADC (10bit) thermopile

Data I

Data II

Data III

Data IV

Data V

Rata-rata ADC

1 30 13 29 38 50 39 33.8

2 31 16 35 44 58 45 39.6

3 32 25 41 53 66 62 49.4

4 33 33 51 61 78 69 58.4

5 34 40 59 66 84 75 64.8

6 39 72 90 100 115 107 96.8

7 44 101 123 133 150 126 126.6

8 49 137 160 165 190 169 164.2

9 54 174 199 205 229 204 202.2

10 59 222 244 245 277 243 246.2

15 64 264 289 293 331 282 291.8

20 73 354 386 350 378 361 365.8

21 74 378 391 384 386 378 383.4

22 75 386 395 395 397 386 391.8

Pengujian pembacaan sensor thermopile dilakukan untuk

mengetahui ketepatan pembacaan sensor terhadap objek

dengan mengukur objek yang sudah diketahui suhunya yaitu

35°C sampai 75°C.

Data pada Tabel 2, merupakan hasil pengukuran suhu

objek pada jarak 10 cm, pengukuran dilakukan sebanyak lima

kali, kemudian diambil rata-rata ADC dari jumlah pengukuran

untuk setiap kenaikan 1°C. Nilai rata-rata ADC yang didapat

akan akan dicari hubungan antara suhu termometer dengan

rata-rata ADC.

1) Pengujian I

Pengujian sistem secara keseluruhan dengan memanaskan

air didalam wadah terbuat dari gelas yang diletakkan

termometer untuk mengetahui suhu objek atau wadah, objek

dipanaskan dari suhu 35°C sampai 75°C

Tabel 3 Hasil pengukuran suhu pada jarak 10 cm.

No Suhu aktual thermometer (°C) Suhu terukur (°C) Error (°C)

1 35 37.1 2.1

2 40 41.7 1.7

3 45 45.9 0.9

4 50 50.8 0.8

5 55 54.8 0.2

6 60 60.1 0.1

7 65 65.9 0.9

8 70 71.2 1.2

9 75 76.5 1.5

Dari data Tabel diatas, didapat hasil pengukuran mendekati

suhu aktual dengan error suhu 1.04°C.

Gambar 11 Grafik hubungan antara suhu dengan adc

Pengukuran dilakukan pada jarak 11 cm. Dari data Tabel,

didapat hasil pengukuran mendekati suhu aktual dengan error

suhu 1.05°C

Tabel 4 Hasil pengukuran suhu pada jarak 11 cm.

No Suhu aktual thermometer

(°C) Suhu terukur (°C) Error (°C)

1 35 37.1 2.1

2 40 41.5 1.5

3 45 45.9 0.9

4 50 50.8 0.8

5 55 54.4 0.6

6 60 60.1 0.1

7 65 65.8 0.8

8 70 71.2 1.2

9 75 76.5 1.5

. Sehingga dari data diatas didapatkan sebuah grafik dari

suhu terukur pada posisi yang berbeda.


0

20

40

60

80

0 100 200 300 400

Suh

u (

°C)

ADC

01020304050607080

0 100 200 300 400

suh

u (

°C)

ADC

6

Pengukuran dilakukan pada jarak 12 cm, didapat hasil

pengukuran mendekati suhu aktual dengan error suhu 0.88°C.

Tabel 5 Pengukuran Suhu pada jarak 12 cm.

No

Suhu aktual thermometer


1 35 35.8 0.8

2 40 40.1 0.1

3 45 43.5 1.5

4 50 48.1 1.9

5 55 54.1 0.9

6 60 59.6 0.4

7 65 64.4 0.6

8 70 69.9 0.1

9 75 73.3 1.7

Sehingga didapatkan sebuah grafik dari suhu terukur.


2) Pengujain II

Pengujian ini dilakukan dengan cara yang sama dengan

pengujian I. Pengukuran dilakukan pada jarak 10 cm.

Tabel 6 Hasil Pengukuran suhu pada jarak 10 cm


1 35 35.1 0.1

2 40 40.1 0.1

3 45 45.3 0.3

4 50 50.6 0.6

5 55 55.7 0.7

6 60 60.8 0.8

7 65 66.5 1.5

8 70 71.8 1.8

9 75 76.9 1.9

Dari Tabel 9 diatas dapat dilihat bahwa nilai dari

pengukuran dan suhu aktual hampir sama dengan selisih

sebesar 0.86°C.

Gambar 14 Grafik hubungan suhu aktual dengan suhu terukur

Pengukuran dilakukan pada jarak 11 cm, didapat selisih

sebesar 0.37°C.



1 35 35.2 0.2

2 40 40.2 0.2

3 45 44.8 0.2

4 50 49.5 0.5

5 55 54.4 0.6

6 60 59.8 0.2

7 65 65.3 0.3

8 70 70.6 0.6

9 75 75.6 0.6

Sehingga didapatkan sebuah grafik dari suhu terukur.

Gambar 4.16 Grafik hubungan Suhu aktual dengan suhu terukur

Pengukuran dilakukan pada jarak 12 cm dengan selisih

sebesar 0.55°C.


No Suhu aktual thermometer


1 35 33.8 1.2

2 40 39.3 0.7

3 45 44.2 0.8

4 50 49.4 0.6

5 55 54.4 0.6

6 60 59.8 0.2

7 65 65.3 0.3

8 70 70.5 0.5

9 75 75.1 0.1

Dari Tabel 4.20 diatas dapat dilihat bahwa nilai dari

pengukuran dan suhu aktual hampir sama dengan

Berdasarkan data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara

suhu aktual dan nilai suhu terukurnya.

Gambar 4.17 Grafik hubungan suhu aktual dengan suhu terukur

01020304050607080

0 50 100 150 200 250 300 350

Suh

u (

°C)

ADC

0102030405060708090

0 10 20 30 40 50 60 70 80

suh

u A

ktu

al (

°C)

Suhu Terukur (°C)

01020304050607080

0 10 20 30 40 50 60 70 80Su

hu

Akt

ual

(°C

)

Suhu Terukur (°C)

01020304050607080

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Suh

u A

ktu

al (

°C)

Suhu Terukur (°C)

7

Pada saat pengujian bahwa jarak yang diharuskan antara

sensor dengan objek, pada jarak 10 cm dengan selisih

0.86°C, yang mendekati suhu aktualnya, begitu juga dengan

jarak 11 cm memenuhi karena selisih suhu terukur dengan

suhu objek, yaitu 0.37°C dan pada jarak 12 cm juga

memiliki selisih sebesar 0.55°C.

V. PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan pengujian dan analisis yang dilakukan pada

sistem pengendalian suhu, didapatkan kesimpulan sebagai

berikut :

1. Pada pengujian pengukuran suhu objek dengan sensor

thermopile, sangat dipengaruhi oleh posisi sensor dari

objek atau jarak.

2. Model yang didapatkan dari pengujian yaitu

jarak 10 cm adalah .

jarak 15 cm adalah

jarak 20 cm adalah

3. Fungsi persamaan interpolasi yang dihasilkan antara jarak

10 cm sampai 15 cm adalah

4. Fungsi persamaan interpolasi yang dihasilkan antara jarak

16 cm sampai 20 cm adalah

5. Selisih antara suhu aktual dengan suhu terukur pada jarak

10 cm adalah 0.86°C, pada jarak 11 cm adalah 0.37°C,

dan pada jarak 12°C adalah 0.55°C.

6. Termometer yang digunakan untuk pembanding adalah

termometer air raksa.

7. Termistor memiliki tingkat kesalahan rata-rata

pengukuran temperatur lingkungan yaitu sebesar 0.3°C

B. Saran

Pada pengembangan sistem lebih lanjut ada beberapa saran

yang dapat dilakukan yaitu sebagai berikut:

1. Penggunaan sensor yang lebih baik dengan keluaran

digital untuk mendeteksi suhu secara non-kontak akan

memperbaiki ketelitian pembacaan suhu suatu benda.

2. Objek yang akan diukur sebaiknya memiliki suhu yang

konstan agar memudahkan untuk pengukuran.

3. Untuk mengetahui jarak dari 0 cm sampai jarak

maksimal, sebaiknya menggunakan sensor yang mampu

mengukur dari 0 cm sampai jarak maksimal.

4. Termometer pembanding yang digunakan sebaiknya

memiliki karakter yang lebih baik dari sensor.

5. Penggunaan media komunikasi non kabel akan lebih

efektif dan efisien karena akan lebih terpantau pada jarak

yang jauh.

6. Penggunaan sistem database akan mempermudah dalam

penyimpanan dan pemantauan data pengukuran.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Bejo, Agus, C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C

dalam Mikrokontroler ATmega8535, Graha Ilmu,

Yogyakarta, 2008.

[2] Choiron, M.A., Bab V. Curve Fitting, Jurusan Teknik

Mesin Universitas Brawijaya.

[3] Hartanto, Budi, Memahami Visual C#.net Secara

Mudah, Penerbit Andi, Yogyakarta. 2008.

[4] Heryanto, Mary dan Wisnu Adi, Pemrograman Bahasa

C untuk Mikrokontroler ATMEGA8535, Penerbit Andi,

Yogyakarta. 2008.

[5] Kurniawan, Dayat, Aplikasi Elektronika dengan Visual

C# 2008 Express Edition, Elex Media Komputindo,

2010.

[6] Wardhana, Lingga, Belajar Sendiri Mikrokontroler

AVR Seri ATMega8535 Simulasi, Hardware dan

Aplikasi, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006.

[7] ----------, Datasheet Mikrokontroler ATmega8535,

http://atmel.com/dyn/resource/prod_documents/doc250

2.pdf, diakses September 2011.

[8] ----------, Datasheet LM35,

http://alldatasheet/img/d/LM35z.pdf, diakses Agustus

2011.

[9] ----------, Datasheet AD620,

http://analog/img/d/AD620.pdf, diakses Juli 2011.

[10] ----------, Datasheet MLX90247,

http://www.datasheetarchive.com/MLX90247-

datasheet.html.pdf, diakses Oktober 2011

BIODATA MAHASISWA

Nangkok M.P. Lumban Tobing

(L2F 309 003)

Saat ini sedang melanjutkan studi pendidikan

strata I di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas

Teknik Universitas Diponegoro Konsentrasi

Kontrol.

Mengetahui dan mengesahkan,

Dosen Pembimbing I

Iwan Setiawan, ST, MT

NIP.197309262000121001

Tanggal:____________

Dosen Pembimbing II

Sumardi, ST, MT

NIP.196811111994121001

Tanggal: ___________

pemodelan dan pengujian sensor thermopile · pdf file1 pemodelan dan pengujian sensor...

Documents