jas mario no
TRANSCRIPT
BAB I
BAB IPENDAHULUAN
1.1. Latar BelakangPerkembangan teknologi pada masa sekarang sangatlah pesat,berbagai inovasi didalam
pengembangan teknologi telah banyak kita rasakan. Mulai dari pengoperasian manual ke automatic dan dari yang komunikasi berkabel ke komunikasi tanpa kabel. Perkembangan itulah yang memacu saya untuk berinovasi lebih.
Suhu merupakan parameter objek yang tepat untuk saya teliti karna Suhu merupakan objek yang sensitivitasnya lebih tinggi, dan lebih menarik dari objek yang lain,ini alasan kuat saya untuk menjadikan suhu sebagai objek yang diteliti juga karna suhu merupakan objek yang setiap harinya bisa kita rasakan disekeliling kita,dan memiliki peranan yang penting untuk kehidupan.
Saat ini banyak metode dan alat yang bisa dipakai untuk proses pengukuran. Misalnya untuk mengukur keadaan suhu suatu ruangan,kita masih bisa memperkirakannya saja keadaan suhu yang sedang dirasakan oleh tubuh kita. Dan alat pengukur suhu juga banyak kita ketahui di dalam kehidupan kita sehari-hari, misalnya untuk mengukur suhu tubuh seperti termometer baik itu yang analog maupun digital. Dan masih banyak lagi benda-benda yang dipakai untuk mengukur suhu.
Penggunaan wireless kini banyak dipakai untuk media komunikasi jarak jauh,karena penggunaannya yang lebih efektif dari pada menggunakan kabel. Selain itu wireless juga lebih memiliki mobilitas yang tinggi serta mudah dalam proses perancangan dan lebih dalam perancangannya. Untuk sistem yang dipakai adalah ASK (Amplitude Shift Keying), karna memepertimbangkan beberapa hal teknis yang mendorong saya untuk memakai Ask sebagai sistem pendukungnya. Hal inilah yang mendorong saya untuk mengangkat judul tentang “Pengukur suhu dengan wireless menggunakan ASK”
1.2. Tujuan Tugas AkhirTujuan Penulisan tugas akhir “Pengukur Suhu dengan Wireless Menggunakan ASK”
adalah sebagai berikut:
1. Merancang pengukur suhu berbasis wireless
2. Mengaplikasikan pengukuran suhu dengan wireless untuk mengukur suhu didua tempat yang
berbeda.
1.3. Manfaat Tugas Akhir
Di tinjau dari mamfaat penulisan Tugas Akhir ini adalah dapat menghasilkan suatu alat
pengukur suhu berbasis wireless yang memiliki sensivitas dan resolusi pengukuran suhu jarak
jauh yang lebih efektif yang mudah diamati dari jarak yang cukup jauh dan dari dua tempat yang
berbeda.
Setelah terciptanya alat ini mahasiswa bisa menjadikan bahan pertimbangan untuk
membuat penemuan pengkuran suhu yang lebih baik dan lebih canggih.
Kesempurnaan dari alat yang akan dibuat akan memberikan mamfaat tersendiri dan
memudahkan kita untuk mengukur suhu dari jarak jauh tanpa kabel serta bisa membedakan
keadaan suhu ditempat yang berbeda.
1.4. Rumusan Masalah
Mengacu pada permasalahan yang ada dan sering terjadi maka rumusan masalah
ditekankan pada:
1. Bagaimana merancang alat pengukur suhu berbasis wireless dengan menggunakan
mikrokontroler ATMEGA8535 dan sensor suhu LM 353
2. Bagaimana aplikasi alat dalam mengukur suhu secara wireless.
Pengukuran suhu biasanya dilakukan dengan cara lansung pada objek suhu yang akan
diukur. Tapi banyak inovasi perkembangan yang mengembangan teknik pengukuran dengan
berbagai cara. Dengan menggunakan wireless maka pengamatan suhu dengan jarak jauh akan
lebih mudah,karna wireless punya banyak kegunaan dan mudah dikembangkan dalam sistem
pengukuran suhu yang mudah pengaplikasiannya.
Jika parameter suhu yang diukur telah ditangkap oleh sensor suhu maka sinyal suhu akan
diproses oleh ADC. Kemudian dilanjutkan oleh mikro yang mengolah sinyal dan meneruskanya
ke radio pemancar,hasil sinyal akan ditangkap oleh radio penerima yang kemudian sinyalnya
akan diproses secara digital untuk memperlihatkan hasil pengukuran yang ditangkap oleh sensor
suhu.
1.5. Batasan Masalah
Agar pengerjaan alat lebih sempurna,maka ada beberapa betasan masalah dalam
perancangan alat ini.Batasannya adalah sebagaiberikut:
1. Alat ini hanya berfungsi sebagai pengukur suhu saja dengan mengabaikan beberapa fungsi yang
lain
2. Sistem pengontrolannya menggunakan ATMG 8353.
Metode penulisan akhir pada tugas akhir ini tersusun sebagai berikut:
1. Mengulas pustaka,melakukan pencarian data data terkait dengan masalah yang berhubungan
dengan penulisan tugas akhir ini.
2. Merancang alat secara bertahap.
3. Melakukan pengujian alat.
BAB II
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Dalam merancang sebuah alat,maka kita harus mengenal dulu beberapa bagian utama
penyusun alat tersebut yang mempunyai fungsi masing-masing.
2.1. Sensor Suhu LM 353
Dalam rangkaian ini digunakan sensor dan jenis IC yang berfungsi untuk merubah besaran fisis
menjadi besaran elektris, dimana besaran fisis berupa temperatur. Sensor ini dipilih karena linieritas
yang baik, persisi, mudah dikalibrasi, range pengukuran sesuai dengan kebutuhan dan relatif murah.
Rangkaian dalam IC ini berintikan sebuah dioda zener yang dibias mundur ( revesed bias ). Setiap
panas yang tejadi dalam 10 C, maka tegangan keluar sensor naik sebesar 10 mV/ 0 C. Pada perancangan
dan pembuatan alat proteksi panas ini ditentukan jangkauan suhu antara 00C sampai dengan 1000C.
Untuk gambar rangkaian serta aplikasinya bisa dilihat gambar 2.1
Gambar 2.1 gambar rangkaian aplikasi sensor IC LM 353(www.datasheetarchive.com)
Untuk bentuk fisik dan diagram rangkaian dari sensor suhu LM 353 bila dilihat dari depan maka
akan terlihat pada gambar 2.2 dan 2.3.
Gambar 2.2 bentuk fisik IC LM 353(www.tutorial.cytron.com.my)
Gambar 2.3 Blok diagram IC LM 353( www.tutorial.cytron.com.my)
Persamaan yang digunakan untuk menghitung tegangan keluaran dari sensor suhu adalah:
................................. (1)
Keterangan:
Vout = Tegangan keluaran
10mV/°C = Nilai tegangan sensor naik/pebgukuran suhu yang didapat
T = waktu
Beberapa kelebihan yang diperoleh dengan menggunakan LM353 adalah :
1. Respon yang dihasilkan lebih linear
2. Operasinya lebih stabil dan mudah digunakan.
3. Output dari sensor ini adalah dalam bentuk tegangan.
2.2.Keypad 3X4
Pada dasarnya keypad adalah sejumlah tombol yang disusun sedemikian rupa sehingga
membentuk susunan tombol angka dan beberapa menu lainnya. Pada perancangan tugas akhir ini
keypad berfungsi untuk memasukkan angka jumlah orang maksimal yang bisa masuk dan berada
didalam ruangan. Untuk spesifikasi keypad yang tampak dari posisi depan dan belakang bisa dilihat pada
gambar 2.4.
Gambar 2.4 Keypad Matriks 3x4(www.comfiletech.com)
Untuk mengetahui tombol mana yang ditekan maka kita harus melakukan proses
scanning pada keypad tersebut agar selaras antara tombol yang ditekan dengan tampilan yang muncul.
2.3 Amplitude Shift Keying(ASK)
Amplitude Shift Keying (ASK) merupakan sebuah sistem komunikasi tanpa kabel (wireless) yang
beroperasi dalam pita frekuensi tertentu. ASK merupakan teknik pembangkitan gelombang AM
(amplitude modulation) yang dilakukan dengan membangkitkan sinyal AM secara langsung tanpa harus
membentuk sinyal base band yang menggambarkan teknik modulasi digital.
Dilihat dari jenis modulasinya radio penerima dibedakan dalam dua macam yaitu radio AM jika
modulasi yang digunakan modulasi amplitudo yang mempunyai sifat amplitudo sinyal termodulasi
bervariasi mengikuti variasi amplitudo sinyal informasi. Radio penerima jenis yang kedua adalah radio
FM jika modulasi yang digunakan modulasi frekuensi, yaitu sinyal termodulasi frekuensi bervariasi
mengikuti variasi amplitudo sinyal informasi. Frekuensi pembawa radio modulasi amplitudo (AM) dalam
cakupan 535 sampai 1605 kHz. Radio FM mempunyai band dari 88 sampai 108 MHz. Untuk bentuk
gelombang modulasi dari FM dan AM bisa dilihat pada gambar 2.5
Gambar 2.5 modulasi FM dan AM(www.intuitiveearth.com)
Jadi teknik tersebut merupakan pembangkitan gelombang AM untuk mentransmisikan
informasi digital yang selanjutnya dikenal sebagai bentuk pembangkitan ASK atau lebih jauh dikenal
sebagai AM digital. ASK terdiri dari ASK pengirim dan ASK penerima.
2.5. Pemancar dan Penerima
Dalam perancangan suatu pengukur suhu berbasis wireless pasti ada pemancar dan
penerima,berikut akan dijelaskan beberapa hal tentang pemancar dan penerima.
2.5.1 Pemancar (TLP 433A)
Didalam rangkaian ini dipakai juga pengirim jenis LP 433A yang akan berfungsi sebagai pengirim
sinyal kepada penerima, yang nantinya akan di dikirim melalui pemancar wireless yg tepasang pada
output TLP 433. Kemudian akan diterima melalui rangkaian penerima (RLP 434A). Adapun spesifikasi
dari TLP 434 bisa dilihat pada gambar 2.6 berikut:
Gambar 2.6 Bentuk fisik TLP 433A(www.toko-robot.com)
Untuk spesifikasi dari gambar diatas perlu diketahui beberapa keterangan dari TLP 434 tersebut,
- Frekuensi: frekuensi yang bisa dijangkau TLP 434A adalah 433.92 MHZ
- Modulasi: modulasinya berupa ASK
- Circuit shape: SAW
- Rating data: Data yang bisa ditampung 8K bps
- Tegangan Suplay: Untuk tegangan suplay yang dianjurkan adalah +5volt
- Range power suplay untuk i/o pins:0-5vol
- Suhu yang diperbolehkan pada saat tidak beroperasi diperbolehkan -20 to +85c
- Untuk Suhu solder dalam (10 detik) diperbolehkan 230°c
`
2.5.2. Penerima (RLP 434A)
RLP merupakan penenrima sinyal wireless dari modulator TLP yang dipasang antara antenna
pemancar dan hasil pancaran wirelees tadi kemudian akan diproses/diadopsi oleh RLP.Untuk gambar
skematik RLP 434A bisa dilihat pada gambar 2.7
Gambar 2.7 Skematik RLP 434A(www.futurlec.com)
Untuk spesifikasi dari gambar diatas perlu diketahui beberapa keterangan dari RLP 434A
tersebut diataranya:
Spesifikasi data RLP:
- Frekuensi yang bisa dijangkau oleh rlp 434 adalah: 433.29 MHz
- Model modulasinya berupa ASK
- Jumlah data yang bisa ditampung oleh RLP 434 adalah : 4800bps
- Sensifitas dari RLP 434A adalah : -106 dBm
- Jarak jangkauan yang bisa ditempuh adalah : +/-500KHz
- Tegangan yang diperbolehkan untuk operasinya adalah 5 volt
Peralatan yang aplikasinya bisa dipakai menggunakan RLP 434 ada banyak kegunaan dalam
kehidupan sehari-hari,berikut adalah contohnya:
- Wireless security systems
- Alaram mobil
- Remote gate controls
- Remote sensing
- Date communication
- Remote water/electric switch
- Pager system
- PDA date communicated
2.6. Microposesor (ATMega 8535)
Microposesor berfungsi sebagai pengatur saklar otomatis untuk adc yang akan deprogram sesuai
saklar yang akan dipasang. Encoder juga berperan penting dalam proses pengolahan system yang juga
dikontrol untuk menentukan saklar serta encoder yang akan di ukur,
Input yang dipasang ke jaringan TLP. Dan Encoder harus lah bisa diperhitungkan dengan
baik,karna bila tidak maka system micro tidak akan bisa beroperasi dengan baik dan benar,jadi perlu
penyesuaian yang tepat.
Microposesor akan mengatur kapan saklar satu atau saklar yang lain bisa hidup secara
otomatis,sehingga tidak perlu secara manual lagi.
2.6.1. Keterangan Singkat AVR ATMega8535
Ada beberapa spesifikasi dari AVR ATMega8535,berikut akan dijabarkan beberapa spesifikasinya
beserta kemampuanya:
- Sistem mikrokontroler 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
- Memiliki memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.
- Memiliki ADC (Pengubah analog-ke-digital) internal dengan ketelitian 10 bit sebanyak 8 saluran.
- Memiliki PWM (Pulse Wide Modulation) internal sebanyak 4 saluran.
- Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
- Enam pilihan mode sleep, untuk menghemat penggunaan daya listrik.
2.6.2. Arsitektur ATMega8535
Untuk mengetahui spesifikasi dari ATMega8535 berikut akan dijelaskan beberapa arsitektur
yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam penganalisa dan perancangan,diantaranya sebagai
berikut:
- Saluran IO ada 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D.
- ADC 10 bit sebanyak 8 Channel.
- Tiga buah timer / counter dengan kemampuan pembandingan.
- CPU yang terdiri atas 32 register.
- Watchdog Timer dengan oscilator internal.
- SRAM sebanyak 512 byte.
- Memori Flash sebesar 8 kb.
- Sumber Interrupt internal dan eksternal.
- Port SPI (Serial Pheriperal Interface).
- EEPROM on board sebanyak 512 byte.
- Komparator analog.
- Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter).
2.6.3 Fitur ATMega8535
Selain spesifikasi dan aplikasinya perlu juga untuk mengetahui beberapa fitur utama yang
terdapat pada ATMega8535 yang diantaranya sebagai berikut:
- Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
- Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512 byte.
- ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel.
- Port komunikasi serial USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
- Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik.
Untuk lebih jelasnya gambar 2.8 merupakan gambar utuh dari ATMega 8535 yang dilihat dari
sisi atas.
Gambar 2.8 Bentuk fisik ATMega8535 (www.atmel.com)
2.6.4 Konfigurasi Pin ATMega8535
Selain mengetahui beberapa hal diatas,perlu diketahui pula konfigurasi yang terdapat pada pin
yang ada pada mikroposesor ATMega8535.
- VCC merupakan Pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
- GND merupakan Pin Ground.
- Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC.
- Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu Timer/Counter,
komparator Analog dan SPI.
- Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu komparator analog
dan Timer Oscillator.
- Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan interrupt
eksternal serta komunikasi serial.
- RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler.
- XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
- AVCC merupakan pin masukan untuk tegangan ADC.
- AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC.
Untuk mengetahui titik-titik dari pin yang ada pada mikroposesor ATMega8535 lihatlah gambar
2.9
Gambar 2.9 Pin ATMega8535 (www.atmel.com)
2.7 LCD 16×2 Karakter (H1602B)
LCD merupakan penampil hasil dari setiap pengukuran yang akan dilakukan,pada alat ini akan
dipakai LCD jenis 16x2 karakter sehingga bisa dilhat hasil pengukuran yang nantinya akan dijadikan
acuan pada hasil sensor suhu yang dipasang.
Sebelum proses perakitan yang akan dilakukan untuk display hasil pada pengukuran suhu perlu
memperhatikan beberapa hal yang diperhatikan dalam penggunaan penampil LCD yang dijadikan acuan
agar tidak salah dalam proses perakitanya. Yaitu beberapa hal tersebut diantara berikut:
1. Hindari tekanan fisik yang berlebihan pada modul LCD,jangan mengubah atau memodifikasinya.
2. Spesifikasi Umum
Perlu memperhatikan spesifikasinya pada table 2.1
Table 2.1 spesifikasi umum LCD
No Item Dimensi Satuan
1 Jumlah Karakter 16 Karakter x 2 jalur -
2 Dimensi Modul 80.0 x 36.0 x 13.2(MAX) mm
3 Area terlihat 66.0 x 16.0 mm
4 Area Aktif 56.2 x 11.5 mm
5 Ukuran titik layar 0.55 x 0.65 mm
6 Dot Pitch 0.60 x 0.70 mm
6 Ukuran Karakter 2.95 x 5.55 mm
7 Caracter Pitch 3.55 x 5.95 mm
8 Tipe LCD STN (super-twisted nematic display), positif
9 Duty 1/6
10 Sudut Penglihatan Max 45 derajat
11 Tipe Lampu Latar LED
3. Nilai-nilai Maksimum yang Diijinkan
Selain spesifikasinya perlu juga diketahui nilai maksimum yang perlu untuk acuan dalam proses
perakitan maupun pengukuranya perhatikan tabel 2.2
Table 2.2 nilai maksimum operasi LCD
No Item Simbol Min Tipe Maks Satuan
1 Suhu Operasi TOP 0 - +50 °C
2 Suhu Penyimpanan TST -10 - +60 °C
3 Tegangan Masukan VI VSS - VDD V
4 Tegangan Masukan utk Sistem Logika VDD-VSS -0,3 - 7 V
5 Tegangan Masukan untuk LCD VDD-V0 -0,3 - 13 V
4. Karakteristik Elektris
Table 2.3 akan menjelaskan karakteristik tegangan yang akan beroperasi untuk penyuplay hasil
tegangan yang telah didapat pada LCD.
Table 2.3 karakteristik elekris
No Item Simbol Kondisi Min Tipe Maks Satuan
1 Tegangan Logika IC VDD-VSS - 2,7 - 5,5 V
2 Tegangan LCD VDD-V0
Ta=0°C
Ta=25°C
Ta=+50°C
-
-
3,4
-
3,8
-
4,2
-
-
V
V
V
3 Tegangan Masukan Tinggi VIH - 2,2 - VDD V
4 Tegangan Masukan Rendah VIL - - - 0,6 V
5 Tegangan Keluaran Tinggi VOH - 2,4 - - V
6 Tegangan Keluaran Rendah VOL - - - 0,4 V
7 Arus Catu daya IDD VDD=5V - 1,2 - mA
5. Karakteristik Optik
Pada table 2.4 yang akan menjelaskan karakteristik optik yang akan beroperasi pada LCD.
Table 2.4 karakteristik optik
No Item Simbol Kondisi Min Tipe Maks Satuan
1 Sudut Penglihatan (V)θH)φ CR≥2 10 - 40 derajat
2 Rasio Kontras CR - - 3 - -
3 Waktu ResponsT naik
T turun
-
-
-
-
200
200
300
300
ms
ms
Untuk memperjelas table-tabel yang ada di atas maka gambar 2.10 akan menjelaskan tegangan
operasi beserta waktu yang direspon oleh LCD pada saat beroperasi maupun pada saat tidak beroperasi.
Gambar 2.10 Definisi Tegangan Operasi (VOP) dan Definisi Waktu Respons (Tr,Tf)
(www.danangdk.uns.ac.id)
Gambar 2.11 Berikut akan dijelaskan beberapa kondisi yang terjadi pada LCD pada berbagai
kondisi:
- Operating Voltage : Vop
- Viewing Angle(θ) : 0°
- Frame Frequency : 64 HZ
- Driving Waveform : 1/N duty , 1/a bias
- Definisi:SudutPenglihatan(CR≥2)
Gambar 2.11 sudut penglihatan (CR≥2) (www.danangdk.uns.ac.id)
2.8. Encoder
Komponen ini merupakan komponen tambahan yang dipasang pada perangkat modulator,pada
modulator dipasang dua perangkat yang masing-masing perangkat diletakkan di tempat yang berbeda.
Encoder pada alat ini digunakan 2 buah,ini berfungsi untuk memudahkan memantau suhu bisa lebih
banyak tempat yang akan diteliti,sehingga mampu mengukur suhu dari 2 perangkat modulator dan
cukup 1 demudelatornya.inilah yang akan memudahkan dalam melihat perbandingan suhu antara
tempat satu dan tempat yang lainya
Pada TLP dipasang encoder jenis HT12e sedangkan pada RLPnya dipasang decoder jenis HT12d.
Keunggulan HT12D
- Tegangan operasi : 2.4V~12V
- Low power and high noise immunity CMOS technology
- Low standby current
- Capable of decoding 12 bits of information
- Binary address setting
- Received codes are checked 3 times
- Address/Data number combination
- HT12D: 8 address bits and 4 data bits
- Built-in oscillator needs only 5% resistor
- Valid transmission indicator
- Easy interface with an RF or an infrared transmission medium
- Minimal external components
- Pair with Holtek_s 212 series of encoders
- 18-pin DIP, 20-pin SOP package
Aplikasi yang bisa dipakai dengan menggunakan encoder HT12D ada banyak peralatan yang bisa
dipakai diantaranya sebagai berikut:
- Burglar alarm system
- Smoke and fire alarm system
- Garage door controllers
- Car door controllers
- Car alarm system
- Security system
- Cordless telephones
- Other remote control systems
Untuk memperjelas lagi tampilan dari encoder HT12D perhatikanlah gambar 2.12 yang
menunjukkan PIN yang akan terpasang pada rangkaian,sehingga rangkaian lebih mudah untuk dirangkai.
Gambar 2.12 Input HT12D(www.datasheetdir.com)
Untuk melihat bentuk fisik dari input di atas maka lihatlah gambar 2.13 yang dilihat dari sisi atas
Gambar 2.13 Bentuk Fisik Ht12d(www.rfsolutions.co.uk)
2.9. Decoder
Decoder dipasang pada demodulator untuk mengolah sinyal yang diterima sehingga penerima
dapat menerima hasil analog yang dipancarkan oleh pemancar.
Untuk melihat spesifikasi dari decoder HT12E maka perlu mengetahui terlebih dahulu kenggulan
dari decoder HT12E. Adapun keunggulan dari HT12E adalah sebagai berikut:
- Operating voltage
- 2.4V~5V for the HT12A
- 2.4V~12V for the HT12E
- Low power and high noise immunity CMOS technology
- Low standby current: 0.1_A (typ.) at VDD=5V
- HT12A with a 38kHz carrier for infrared transmission medium
- Minimum transmission word
- Four words for the HT12E
- One word for the HT12A
- Built-in oscillator needs only 5% resistor
- Data code has positive polarity
- Minimal external components
Untuk memperjelas keunggulan dari HT12E maka harus pula dijelaskan aplikasi dariHT12E yang
aplikasinya sebagai berikut:
- Burglar alarm system
- Smoke and fire alarm system
- Garage door controllers
- Car door controllers
- Car alarm system
- Security system
- Cordless telephones
- Other remote control systems
Untuk mempermudah melihat spesifikasi dari HT12E gambar 2.14 merupakan jalur pin yang
akan dirangkai pada proses perangkaian sehingga mudah untuk melihat jalur yang akan difungsikan
pada pengukur suhu yang akan dirancang
Gambar 2.14 Input HT12E(www.soselectronic.com)
Dari input PIN diatas maka akan menampilkan bentuk fisik dari HT12E yang bisa dilihat pada
gambar 2.15
Gambar 2.15 Bentuk fisik HT12E(www.engineersgarage.com)
BAB 4
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum Pembahasan sistem pengukur suhu berbasis mikrokontroler Atmega8535 ini akan
membahas tentang prinsip kerja rangkaian pengukur suhu. Adapun bagian-bagian yang di lakukan pada pengujian rangkaian pengukur suhu ini diantaranya adalah pengujian pengukuran suhu secara wireless.
.4.2 Pengoperasian Alat
Dalam pengoperasian peralatan yang telah dibuat sebagai pengukur suhu, terlebih dahulu
peralatan dikalibrasikan agar dapat bekerja dengan baik. Adapun cara pengoperasian alat ini
adalah terdiri dari beberapa langkah yaitu:
1. Mempersiapkan alat dan bahan.
2. Menghubungkan kabel dengan peralatan yang telah di sediakan.
3. Hidupkan peralatan dengan on kansaklar.
4. Siapkan bahan yang akan di ukur yang dalam hal ini adalah air
5. Dengan sensor suhu LM353 akan mengukur suhu pada objek yang sebelumnya belum
dipanaskan(dalam keadaan normal) dan ukur suhu awal objek.
6. Mulailah memanaskan objek dengan lilin(agar panas yang di ukur bisa secara perlahan)
7. Hasil pengukuran suhu ditampilkan pada LCD
4.3. Pendahuluan referensi(Thermometer)
Thermometer yang dipakai adalah model digital yang dipakai untuk pengukur suhu
tubuh manusia. Ada beberapa karakteristik referensi yang perlu diperhatikan,diantaranya sebagai
berikut:
1. Nilai pengukuran maksimum yang bisa diukur oleh thermometer ini adalah 32,0°C bila suhu dibawah dari nilai minimum maka akan menampilkan hasil Low.
2. Nilai maksimum yang dapat diukur adalah 42.9°C. Bila suhu lebih dari nilai maksimum maka hasil pengukurannya adalah High.
3. Bila suhu yang di ukur tidak lagi berubah maka thermometer akan mengunci hasil pengukuran terakhir dari suhu objek yang di ukur.
4. Nilai suhu yang di ukur akan lebih cepat 1°C pada saat pengukuran dari pada sensor suhu LM353. Ini dikarenakan oleh perangkat pada thermometer. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar thermometer berikut:
Gambar 4.1 ThermometerUjung dari thermometer tersebut yang mempengaruhi panas suhu yang ditangkap oleh
thermometer lebih cepat dari pada LM353.
4.4. Pengujian Sensor Pemancar
Pengujian ini dilakukan untuk melihat akurasi sensor suhu LM353 tanpa menggunakan
transmitter. Mulailah dengan memakai 2 pemancar sekaligus untuk melihat perbedaan
pengukuran suhu dari pemancar 1 dan 2. Sedikit banyaknya pengoperasian sekaligus akan turut
mempengaruhi nilai kecocokan dari setiap pemancar,karna akan ada sedikit legh dalam
penyesuaian suhu yang di ukur.
Dari pengukuran sensor pemancar 1 dan 2 didapat data sebagai berikut:
Table : 4.1 Tabel pengujian sensor pemancar 1
N
O
Thermometer (°C) Pemancar 1 (°C) Error (%)
1 Low 30.2 -
2 32.0 31.0 0.031
3 34.0 31.7 0.067
4 36.2 33.0 0.088
5 37.7 35.0 0.071
6 37.8 35.7 0.055
7 39.0 36.7 0.058
8 41.0 39.0 0.048
9 42.7 40.7 0.046
10 High 42.0 -
Dari table di atas terlihat bahwa error yang terkecil terjadi ketika suhu thermometer
menunjukkan suhu 32.0°C yang menunjukkan hasil error sekitar 0.031% pada saat baru
memulai pengukuran. Untuk perhitungan di atas dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:
Perhitungan oresentase error dari table diatas sebagai berikut:
Untuk selanjutnya perhatikan pengukuran pada pemancar 2 untuk melihat perbandingan
hasil yang ditangkap oleh masing-masing pemancar.
Tabel : 4.2 Tabel pengujian sensor pemancar 2
N
O
Thermometer (°C) Pemancar 2 (°C) Error (%)
1 Low 31.0 -
2 32.0 31.2 0.025
3 33.0 31.7 0.039
4 34.9 33.0 0.054
5 36.0 33.7 0.063
6 37.4 34.7 0.072
7 38.5 35.7 0.072
8 40.0 36.7 0.082
9 42.7 39.2 0.081
10 High 40.2 -
Jumlah error yang terkecil terjadi ketika suhu thermometer menunjukkan suhu 32.0°C
yang menunjukkan hasil error sekitar 0.025% pada saat pengukuran ke 2 untuk perhitungannya
sama dengan yang di pemancar 1. Dilihat pada pengukuran pada pemancar 2 dapat diperhatikan
bahwa presentase error yang terjadi pada objek yang semakin panas akan menambah jumlah
error secara terus menerus dan sensivitasnya akan semakin berkurang.
Ada beberapa hal yang membuat pengukuran menunjukkan error yang cukup besar
diantaranya adalah:
1. Semakin sering sensor LM353 digunakan maka sensivitasnya akan berkurang, itu terbukti ketika saat awal pengukuran hingga pengukuran saat ini,membuat nilai yang terukur jauh berbeda.
2. Pengoperasian pemancar secara bersamaan bisa juga mempengaruhi hasil pengukuran. Akan terjadi legh selama 3 detik untuk penyamaan hasil yang ditangkap oleh pemancar.
3. Sudut kemiringan serta jarak sensor dengan referensi akan berpengaruh juga pada pengukuran.
4.5 Hasil Pengujian Respon Penerima
Pengujian respon penerima dilakukan untuk melihat bagaimana perbandingan antara
referensi dengan sensor suhu LM353 yang terdapat pada pemancar. Pengujian ini juga bertujuan
untuk melihat respon penerima terhadap pemancar yang di uji dengan jarak hingga 1-8 meter.
Untuk tahap ini ke 2 pemancar juga dihidupkan dan di ukur secara bersamaan.
Untuk tahap pertama dimulai dari suhu awal objek yang di ukur (air). Untuk lebih
jelasnya lihat hasil pengukuran pada table 4.3 berikut ini.
Tabel : 4.3 Tabel pengujian respon penerima pada pemancar 1
No Jarak (m) Thermometer (°C) Pemancar 1 (°C) Penerima (°C)
1 1 38.0 33.7 33.7
2 2 38.0 34.2 34.2
3 3 38.0 34.5 34.5
4 4 38.0 34.7 34.7
5 5 38.0 34.0 34.0
6 6 38.0 34.2 34.2
7 7 38.0 34.5 34.5
8 8 38.0 35.0 Error
Dari tabel diatas bisa dilihat bahwa pada jarak penerima dan pemancar hanya bisa di lihat
hasil pengukurannya pada jarak 1 hingga 8 meter. Bila melebihi dari jarak tersebut
maka,penerima akan memiliki nilai error.
Dari pengujian diatas maka dapat disimpulkan bahwa sensifitas dari LM353 memiliki
rata-rata error sebanyak 0.096°C terhadap referensi (Thermometer).untuk mencari presentase
error pakai rumus berikut:
Berikut perhitungannya:
Pada tabel pengujian respon penerima pada pemancar 2 prinsip kerjanya sama dengan
pemancar pertama,sehingga hasil pengukurannya bisa dilihat pada table 4.4 berikut ini:
Tabel : 4.4 Tabel pengujian respon penerima pada pemancar 1
No Jarak (m) Thermometer (°C) Pemancar 1 (°C) Penerima (°C)
1 1 38.0 37.0 37.0
2 2 38.0 37.2 37.2
3 3 38.0 37.5 37.5
4 4 38.0 37.2 37.2
5 5 38.0 37.5 37.5
6 6 38.0 37.5 37.5
7 7 38.0 37.5 37.5
8 8 38.0 37.7 Error
Rata-rata error sebanyak 0.0°C terhadap referensi (Thermometer).untuk mencari
presentase error pakai rumus berikut:
Berikut perhitungannya:
Dari perbedaan hasil tabel diatas memiliki beberapa alasan kenapa jauh presentase error
yang didapat. Alasan kuatnya adalah karna penggunaan pemancar 1 lebih sering dipakai untuk
pengujian sehingga mengurangi sensivitas dari sensor. Sedangkan pemancar 2 jarang digunakan
untuk pengujian maupun uji coba.
BAB III
BAB III
PERANCANGAN ALAT
Dalam proses perancangan alat ada beberapa proses yang akan dilakukan secara berturut-
turut,sehingga dalam perancangan mendapatkan hasil lebih maksimal,berikut adalah langkah-
langkah perancangannya.
3.1. Pengertian umum
Perancangan “ Pengukur Suhu dengan Wireless Menggunakan ASK” merupakan tahapan
yang terpenting dalam melakukan tugas akhir. Perancangan akan dilakukan secara bertahap
untuk mempermudah analisis perancangan.
Berikut diuraikan beberapa tahap dalam perancangan dan pembuatan sistem pengukur
suhu berbasis wireless menggunakan ASK.
3.2. Metode Perancangan Alat
Proses perancangan alat memiliki beberapa tahapan,yaitu tahapan perancangan pemancar
pertama dan pemancar ke dua serta penerimanya.
gambar metode perancangan alatnya bias dilihat pada gambar 3.1 berikut ini:
Gambar 3.1 Blok Perancangan Alat
Pemancar terdiri dari objek yang di ukur,sensor suhu LM353,ATMG 8353,LCD,Encoder HT12E,pemancar TLP433 dan bagian pemancar berjumlah dua,ini bertujuan agar bisa mengukur suhu dari 2 tempat yang berbeda. Sedangkan pada penerima terdiri dari penerima RLP 433,Decoder HT12D,ATMGA 8353,LCD,dan menyertakan keypad sebagai pengatur fungsi dari pemancar.
3.3. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras ini meliputi:
1. Pembuatan rangkaian pemancar 2. Perancangan rangkaian penerima3. Perancangan rangkaian sensor suhu LM3534. Perancangan rangkaian Modulator
5. Perancangan rangkaian Encoder6. Perancangan rangkaian Demodulator7. Perancangan rangkaian Decoder8. Perancangan minimum sistem mikrokontroller ATMEGA8335.9. Perancangan rangkaian LCD10. Perancangan catu daya DC
3.3.1. Pembuatan Rangkaian Pemancar
Berikut ini adalah rangkaian kontrol dari rangkaian pemancar yang terdiri atas beberapa
komponen penyusun seperti, sensor suhu,ATMega 8535,encoder HT12E dan TLP 433. Dan
ditambah dengan rangkaian LCD untuk melihat hasil pengukuran yang didapat,dan juga
berfungsi sebagai penyocokan antara hasil pengukuran yang didapat dengan hasil penerima yang
diterima oleh penerima.
Gambar 3.2: Blok diagram pemancar
Untuk perangkaian pemancar dimulai dengan cara pemasangan kaki microkontroler serta
catu daya dan pengaman tegangan untuk rangkaian micro.
Kemudian proses dilanjutkan dengan memasang encoder HT12E dengan menggabungkanya
kepada led yang akan berhubungan dengan saklar.Setelehnya baru proses memasang sensor suhu
dan LCD yang berfungsi untuk mencatat hasil pengukuran suhu yang didapat oleh pengkukuran
sensor suhu lalu dilanjutkan dengan proses pemasangan transmitter yang akan memancarkan
hasil pengukuran suhu yang didapat oleh sensor suhu.
3.3.2. Pembuatan Rangkaian penerima
Rangkaian penerima terdiri atas beberapa komponen penyusun seperti,ATMega
8535,RLP,decoder HT12D,rangkaian LCD sebagai penampil hasil pengukuran,dan keypad untuk
mengatur proses pengukuran,Lihat gambar 3.4 berikut:
Gambar 3.3: Blok diagram penerima
Besar kecilnya hasil pengukuran tergantung dari kerja pemancar dalam proses
pengukuran suhu,penerima hanya sebagai display hasil dari pengukuran oleh rangkaian
pemancar.
Untuk perangkaian penerima dimulai dari pemasangan kaki microkontroler serta catu
daya dan pengaman tegangan untuk rangkaian micro.
Kemudian proses dilanjutkan dengan memasang decoder HT12D kemudian dilanjutkan dengan
merangkai RLP 433 dengan menyambungkannya pada decoder kemudian untuk pengatur proses
pengukuran kemudian dipasang keypad untuk menentukan pengukuran pada pengukur suhu 1
atau 2.dan LCD yang berfungsi untuk mencatat hasil pengukuran suhu yang didapat oleh
pengkukuran sensor suhu.
3.3.3. Rangkaian Sensor suhu LM353
Untuk rangkaian suhu menggunakan sensor LM353 yang memiliki tiga kaki yang
masing-masing akan disambungkan pada rangkaian,lihat gambar :
Gambar 3.4 : Rangkaian sensor suhu
Garis kaki nomer satu pada sensor LM353 merupakan sumber tegangan minimum
+5Volt.Garis nomor dua menunjukkan rangkaian menuju microkontroler ATMega 8535 dan
pada garis ke tiga disambungkan ke ground.
3.3.4 Modulator
Dalam tugas akhir ini, komponen yang digunakan sebagai Modulator yaitu modul TLP
433A. Komponen ini akan dapat beroperasi dengan baik apabila diberikan tegangan sumber
sebesar 5 Volt, dengan jarak ukur frekuensi adalah 433 MHz dengan kecepatan pengiriman
datanya 480bps. Modul TLP 433A ini mempunyai 4 pin conector yang terdiri dari GND, input
data digital, VCC dan RF Output. Pada gambar dan tabel dibawah dapat dilihat bentuk dan letak-
letak pin conector yang terdapat pada TLP 433A.
GND Digital data input VCC RF Output
Gambar 3.5 Bentuk Fisik TLP 433A sebagai Transmiter
Modul RF (Radio Frekuensi) ini sering sekali digunakan sebagai alat untuk komunikasi
secara wireless. Biasanya modul ini digabungkan dengan mikrokontroller atau peralatan digital
lainnya. Input masukan data adalah serial dengan level TTL (Transistor – transistor logic).
Jarak pancar maksimum dari modul RF ini adalah 100 meter tanpa halangan dan 30 meter
di dalam gedung. Ukuran ini dapat dipengaruhi oleh faktor antena, kebisingan, dan tegangan
kerja pada pemancar. Bahan antena terbuat dari alumunius atau bisa juga dari kawat tembaga.
(Yuniatko, 2010).
3.3.5. Perancangan Rangkaian Encoder
Rangkaian encoder berfungsi untuk menerjemahkan keaktifan salah satu inputnya
menjadi urutan bit-bit biner. Encoder terdiri dari beberapa input line, hanya salah satu dari input-
input tersebut diaktifkan pada waktu tertentu, yang selanjutnya akan menghasilkan kode output
N-bit. Encoder yang di gunakan pada tugas akhir ini adalah jenis HT12E. Encoder jenis ini
memiliki tegangan kerja (VDD) sebesar 2,4-12 volt dengan arus (IDD) 80-300 μA. Pada tabal
3.1 dibawah akan dijelaskan jenis-jenis pin yang digunakan dalam transmisi data pada encoder
jenis HT12E.
Table 3.1 Jenis-jenis pin yang terdapat pada HT12E (Holtek, 2000)
Pin Name I/O Internal Connection Deseription
TE I CMOS IN Pull-high Transmission enable, active low (see Note)
OSC1 I OSCILLATOR 1 Oscillator input pin
OSC2 O OSCILLATOR 1 Oscillator output pin
X1 I OSCILLATOR 2 455kHz resonator oscillator input
X2 O OSCILLATOR 2 455kHz resonator oscillator output
VSS I ____ Negative power supply, grounds
VDD I ____ Positive power supply
Pada tugas akhir ini Encoder berfungsi untuk mengubah jenis transmisi data yang
dihasilkan oleh mikrokontroller. Jenis tranmisi data yang dikeluarkan oleh mikrokontroller
berupa peralel, sedangkan jenis tranmisi data yang dibutuhkan oleh modul TLP433A adalah jenis
transmisi serial. Oleh karena itu dibutuhkan suatu rangkaian encoder untuk mengubah jenis
transmisi data parallel kedalam bentuk jenis transmisi data serial agar modul TLP433A dapat
mengirim data (memancarkan) kepada stasiun penerima. Selain itu, rangkaian encoder pada
tugas akhir ini juga berfungsi untuk menentukan alamat yang akan dituju pada saat melakukan
pengiriman data.
Sebuah rangkaian encoder menterjemahkan keaktifan salah satu inputnya menjadi urutan
bit-bit biner. Encoder terdiri dari beberapa input line, hanya salah satu dari input-input tersebut
diaktifkan pada waktu tertentu, yang selanjutnya akan menghasilkan kode output N-bit. Gambar
3.7 menunjukkan blok diagram dari sebuah encoder.
Gambar 3.6. Blok Diagram Encoder
Tabel Kebenaran dari Rangkaian Encoder ditunjukkan pada Tabel 3.2
Tabel 3.2. Tabel Kebenaran Encoder
Berdasarkan output dari Tabel Kebenaran di atas, dibuat rangkaian encoder yang
merupakan aplikasi dari gerbang OR, seperti ditunjukkan pada gambar 3.8
Gambar 3.7 Rangkaian Encoder
Rangkaian encoder berfungsi untuk menyandikan data digital paralel (AD8 s/d AD11)
pada masukkan dan merubahnya menjadi data digital serial pada keluaran (Dout). Penyadian di
lakukan berdasarkan pola kunci A0 s/d A7, sehingga hanya decoder dengan pola kunci yang
sama yang dapat menghasilkan data yang sebenarnya dari encoder.
Gambar 3.8 Skema Encoder
Pada perancangan ini penulis menggunakan saklar togle untuk merubah kombinasi kunci,
sehingga pada penerima juga harus menggunakan alamat yang sama decodernya agar data yang
di kirimkan dapat diterjemahkan.
3.3.6. Demodulator
Komponen yang digunakan sebagai Demodulator pada tugas akhir ini adalah modul RLP
433A. Modul ini merupakan pasangan dari modul TLP433A yang diterangkan pada Bab 3 alenia
3.2.4 diatas. Spesipikasi dari RLP 433A ini sama dengan modul TLP 433A yaitu membutuhkan
tegangan kerja 5 Volt dan jarak ukur frekuensi 50 MHz. Adapun jenis dari pin konector yang
terdapat pada modul ini dapat dilihat pada tabel dan gambar di bawah ini.
GND Digital DO Linier Output VCC VCC GND GND Antenna
Gambar 3.9 Bentuk Fisik RLP 433A Sebagai Receiver
3.3.7 Perancangan Rangkaian Decoder
Decoder adalah rangkaian logika yang menerima input-input biner dan menggantikan
salah satu outputnya sesuai dengan susunan biner inputnya. Decoder yang digunakan pada tugas
akhir ini adalah Decoder jenis HT12D yang mempunyai 8 pin address dan 4 pin data. Pin
address berfungsi untuk menetapkan alamat agar pada saat dilakukannya transmisi data, data
yang dikirimkan sampai pada tujuannya atau diterima oleh stasiun penerima. Sedangkan fungsi
pin data yaitu untuk tempat lalu lintas data pada saat terjadinya proses transmisi data. Pada tabel
3.4 dibawah akan dijelaskan jenis-jenis pin yang digunakan dalam transmisi data pada decoder
jenis HT12D.
Tabel 3.3 jenis-jenis pin yang digunakan pada HT12D (Holtek, 2000)
Pin Name I/OInternal
ConnectionDescription
A0~A11 I NMOS
TRANSMISSION
GATE
Input pins for address A0~A11 setting
They can be externally set to VDD or VSS.
D8~D11 O CMOS OUT Output data pins
DIN I CMOS IN Serial data input pin
VT O CMOS OUT Valid transmission, active high
OSC1 I OSCILLATOR Oscillator input pin
OSC2 O OSCILLATOR Oscillator output pin
VSS I _______ Negative power supply (GND)
VDD I _______ Positive power supply
Sebuah Decoder adalah rangkaian logika yang menerima input-input biner dan
mengaktifkan salah satu output-nya sesuai dengan urutan biner input-nya.
Blok Diagram dari rangkaian Decoder diberikan pada gambar 3.14
Gambar 3.10 Blok Diagram Decoder
Tabel Kebenaran sebuah Decoder ditunjukkan pada Tabel 3.6.
Tabel 3.6 Tabel Kebenaran Decoder
Berdasarkan output dari Tabel Kebenaran di atas, dibuat rangkaian decoder yang
merupakan aplikasi dari gerbang AND, seperti ditunjukkan pada gambar 3.15
Gambar 3.11 Rangkaian Decoder
Rangkaian decoder berfungsi untuk menyandikan balik data digital serial (Din) pada
masukkan dan merubahnya menjadi data digital paralel pada keluaran (D8 s/d D11). Penyadian
balik di lakukan berdasarkan pola kunci A0 s/d A7, sehingga hanya data yang berasal dari
encoder dengan pola kunci yang sama yang dapat menghasilkan data yang menjadi keluaran dari
HT12D.
Gambar 3.12 Rangkaian Skema Decoder
Pada perancangan ini penulis menggunakan alamat diatur dari port b di mana isi port b
sendiri berasal dari penekanan tombol pada keypad, sehingga dengan memilih nomor yang sesuai
dengan alamat dari encoder dan decoder dapat menyandikan balik data yang di terimanya.
3.3.8. Rangkaian LCD
LCD yang digunakan adalah tipe alphanumeric 16x2 sehingga mampu menampilkan 32
karakter. Pemilihan LCD tipe ini didasarkan pada kebutuhan penampilan data adalah 2 baris.
Pengontrolan LCD dilakukan melalui mikrokontroler sehingga pin data langsung dihubungkan
ke Port C ATMega 8535. Pengatur kecerahan LCD adalah trimpot. LCD dalam tugas akhir di
sini befungsi untuk menampilkan informasi persentase suhu yang terdeteksi oleh sensor. Adapun
gambar rangkaian LCD yang digunakan pada alat ditunjukan pada gambar 3.3.
Gambar 3.13. Rangkaian LCD
3.3.9. Rangakaian Microkontroler ATMEGA8535
Untuk pengendali yang dirancang adalah menggunkan mikrokontroler ATMega8535 dan
bekerja dalam ragam single chip operation (operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan
memori luar. Adapun penggunaan port mikrokontroler yaitu untuk masukan sinyal tegangan
sensor Port ADC (A0) serta pin RS dan pin enable dari LCD penampil.
Kristal yang di gunakan untuk pengoperasikan mikrokontroler ATMega8535 adalah 8
MHz. Port C (PC0...PC2) digunakan untuk pin RS dan enable dari LCD yang berfungsi untuk
menampilkan hasil dari pengukuran suhu oleh pemancar.
Gambar 3.14. Rangkaian Mikrokontroler ATmega8535
3.2.10. Perancangan Rangkaian Catu daya DC
Pada pembuatan tugas akhir ini dibutuhkan rangkaian catu daya sebagai penyuplai
rangkaian. Gambar 3.3 di bawah ini akan menjelaskan mengenai skema rangkaian catu daya
yang akan digunakan.
Gambar 3.15 Skema Rangkaian Catu Daya
Catu daya yang digunakan pada gambar 3.3 di supplay menggunakan travo 2 Ampere, catu daya
ini memiliki keluaran sebesar 5 Vdc. Keluaran ini digunakan untuk men-supplay masing-masing
blok rangkaian. Keluaran dari rangkaian catu daya ini menggunakan IC regulator 7805 yan
bertujuan untuk mendapatkan tegangan keluaran yang stabil.
3.6. Proses Pembuatan Dan Perakitan alat
Dalam proses pembuatan dan perakitan alat ini bertujuan untuk memudahkan dalam
pengerjaan alat. Pembuatan alat ini harus memiliki pedoman dalam bentuk apa alat ini dibuat,
dan dalam perakitannyapun harus serapi mungkin.
3.6.1. Perancangan Papan Rangkaian
Proses ini adalah proses dasar sebelum proses perangkaian komponen pada PCB yang sangat penting dilakukan untuk mempermudah proses perangkaian yang mudah dilihat garis rangkaian yang dilalui oleh komponen-komponen penyusun alat pengukur suhu dengan wireless menggunakan ASK. Perancangan papan rangkaian (PCB) bertujuan agar jalur yang digunakan dalam sependek mungkin dan tidak terlalu berdekatan sehingga dapat menganalisa kerja rangkaian. Jalur PCB
terbuat dari bahan pertinak yang atasnya dilapisi dengan tembaga. Lapisan tembaga inilah yang berfungsi sebagai kawat penghubung dari komponen satu ke komponen lainnya.
Ada beberapa tahapan/proses membentuk garis rangkain pada PCB: Print ke kertas putih,perbandingan print harus 100%,ini bertujuan agar saat proses pengkopian warna yang ditampilkan lebih jelas pada kertas transparan. Fotokopy ke plastic transparan,perbandingan 100% dan dipertebal tinta untuk kopyan tersebut. PCB polos digosok secara memutar sambil di siram dengan air mengalir secara acak,ini bertujuan agar pemindahan kopyan transparan tadi bisa menempel pada PCB dengan baik. Keringkan PCB Tempelkan plastic transparant yang telah di kopy tadi ke PCB Gosok menggunakan setrika panas sesuai dengan arah pengamplasan tadi ini bertujuan memindahkan tinta kopyian tadi ke PCB. Rendam PCB dalam air selama 5 menit,kemudian lepaskan transparant dari PCB lakukan di dalam air. Perbaiki jalur yang terputus dengan spidol permanen. Sediakan media dari plastic untuk proses pelarutan,usahakan memakai tutup agar proses pelarutanya lebih cepat . Masukkan pelarut (FECL) kemudian ditambahkan air panas perbandingan air dan pelarutnya satu gelas berbanding 2 FECL.Kemudian goncang media yang didalamnya telah dimasukkan PCB,goncang/aduk hingga garis /jalur PCB tadi terbentuk dan yang tidak dibutuhkan larut dengan FECL. Cuci PCB dengan air mengalir menggunakan sabun dan gosok menggunakan spons hingga garis dari tinta spidol atau kopyian tadi hilang dari jalur PCB yang telah terbentuk.Proses ini usahakan hingga 8 kali agar hasilnya lebih maksimal dan bagus. Setelah proses yang di atas kemudian mulailah bor PCB sesuai dengan jalur lubang untuk rangkaian yang telah disediakan pada proses pembentukan jalur di atas.lakukan dengan baik agar PCB tidak hancur atau rangkaianya terkelupas dari kedudukan papan PCB.
3.6.2. Pembuatan Box
Besar kecilnya kotak rangkaian ditentukan oleh banyaknya komponen yang dipasang pada PCB
dan di luar PCB. Setelah semua rancangan dan ukuran ditentukan maka pembuatan kotak dapat
dilakukan.
Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan kotak rangkaian adalah:
1) Memotong papan acrilic sesuai dengan kebutuhan
2) Mengaluskan permukaan acrilic bagian yang di potong dengan kikir
3) Melakukan pengeboran dan pengeleman
4) Melakukan pengecatan atau di beri stiker (les)
Adapun bentuk perancangan kotak yang dibuat dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Ukuran fisik dari setiap bagian box:
Diameter lubang Toggle: 0,5 cm Diameter lubang Led: 0,5 cm Ukuran lubang LCD: 7.2 x 3.2 Diameter lubang fuse : 1cm Diameter lubang tombol on/off: 1.3cm Lubang power suplay : 1.3cm x 2cm
Lihat gambar boc pemancar dan penerima pada gambar 3.18 dan 3.19 berikut:
Gambar 3.16 Gambar box pemancar
Gambar 3.17 Gambar box penerima
DAFTAR TABEL
DAFTAR TABEL
TABEL HALAMANTabel 2.1 Spesifikasi umum LCD.......................................................................................14
Tabel 2.2 Nilai maksimum operasi LCD..........................................................15
Tabel 2.3 Karakteristik elektris............................................................................................15-16
Tabel 2.4 Karakteristik Optik..............................................................................................16
Tabel 3.1 Jenis-jenis pin pada HT12E……………………………….. ...........29
Tabel 3.2 Tabel kebenaran encoder.....................................................................................30
Tabel 3.3 Jenis-jenis pin HT12D.........................................................................................32-33
Tabel 3.6 Tabel kebenaran decoder.....................................................................................33
Tabel 4.1 Tabel pengujian sensor pemancar 1.....................................................................43
Tabel 4.2 Tabel pengujian sensor pemancar 2.....................................................................43
Tabel 4.3 Tabel pengujian respon penerima pada pemancar 1............................................45
Tabel 4.4 Tabel pengujian respon penerima pada pemancar 2............................................45-46
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR HALAMAN
Gambar 2.1 Rangkaian aplikasi sensor IC LM 353.........................................5
Gambar 2.2 Bentuk fisik IC LM 353……... ……….......................................6
Gambar 2.3 Blog diagram IC LM 353.............................................................6
Gambar 2.4 Keypad matriks 3x4......................................................................7
Gambar 2.5 Modulasi FM dan AM..................................................................8
Gambar 2.6 Bentuk Fisik TLP 433..................................................................9
Gambar 2.7 Skematik RLP 434……...... ........................................................9
Gambar 2.8 Bentuk fisik ATMega8535...........................................................12
Gambar 2.9 Pin ATMega8535.........................................................................13
Gambar 2.10 Definisi tegangan operasi (Vop) definisi waktu respon(Tr,tf)....17
Gambar 2.11 Sudut penglihatan (CR≥2)............................................................17
Gambar 2.12 Input HT12D…... .........................................................................19
Gambar 2.13 Bentuk Fisik HT12D....................................................................19
Gambar 2.14 Input HT12E………….. .............................................................21
Gambar 2.15 Bentuk fisik HT12E... .................................................................21
Gambar 3.1 Blok perancangan alat..................................................................24
Gambar 3.2 Blok diagram pemancar...............................................................26
Gambar 3.3 Blok diagram penerima…... ........................................................26
Gambar 3.4 Rangkaian sensor suhu.................................................................27
Gambar 3.5 Bentuk fisik TLP 433A................................................................28
Gambar 3.6 Blok diagram encoder..................................................................30
Gambar 3.7 Rangkaian encoder.......................................................................30
Gambar 3.8 Skema encoder. ...........................................................................31
Gambar 3.9 Bentuk fisik RLP 434A................................................................32
Gambar 3.10 Blok diagram decoder..................................................................33
Gambar 3.11 Rangkaian dekoder.......................................................................34
Gambar 3.12 Rangkaian Skema decoder...........................................................34
Gambar 3.13 Rangkaian LCD ...........................................................................35
Gambar 3.14 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535...................................36
Gambar 3.15 Skema Rangkaian catu daya........................................................36
Gambar 3.16 Gambar box pemancar.................................................................39
Gambar 3.17 Gambar box penerima..................................................................40
Gambar 4.1 Thermometer… ...........................................................................42
KATA PENGANTAR
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas rahmat dan karunia yang telah allah berikan kepada penulis,sehingga penulis dapat menuliskan kata demi kata,lembar demi lembar laporan tugas akhir ini dengan sebaik baiknya sehingga bisa menghasilkan laporan yang nantinya bisa dibaca dan dicermati bagi yang membacanya.
Semua hasil laporan ini tak lepas juga dari banyak pihak yang telah membantu penulis dalam proses penulisan laporan ini,baik secara moril maupun materil. Banyak hal yang mungkin yang penulis jadikan acuan sebagai judul untuk tugas akhir yang telah penulis kerjakan,terutama pada teori terkait yang berhubungan dengan judul TA penulis yaitu “pengukuran suhu dengan wireless menggunakan ASK” hal ini menjadi tambahan wawasan bagi penulis mengenai sebagian materi maupun penerapan elektronika serta teori-teori yang telah penulis dapatkan di fakultas teknik elektro maupun pratikum-pratikum yang telah penulis jalani.
Pengukuran suhu yang penulis paparkan dalam tugas akhir ini semuanya telah dirancang,diperhitungkan,serta di uji dengan seksama sehingga menghasilkan alat pengukur suhu berbasis wireless yang nantinya bisa bermamfaat bagi siapa saja yg melihat,memakai, dan mencoba alat yang penulis buat.
pengukuran merupakan proses mengukur parameter obyek (benda, ruang, kondisi alam), yang hasil pengukurannya di kirimkan ke tempat lain melalui proses pengiriman data baik dengan kabel maupun tanpa kabel (wireless), selanjutnya data tersebut untuk dimanfaatkan langsung atau perlu dianalisa. Secara umum sistem telemetri terdiri atas enam bagian pendukung yaitu objek ukur, sensor, pemancar, saluran transmisi, penerima dan tampilan/display. Atas dasar pemikiran tersebut mencoba merancang dan membuat alat ukur suhu digital (termometer digital) berbasis nirkabel dengan menggunakan sensor suhu LM35 yang memiliki kelebihan tanpa memerlukan kalibrasi dan timing khusus serta mempunyai karakteristik yang linier dengan gradien suhu 10 mV/0C.
Proses yang akan terjadi dalam pengukuran nantinya akan menjadi tolak ukur perbandingan dari alat-alat yang ada dipasaran yang juga mempunyai kesamaan dengan alat yang penulis buat. Penulis menggambarkan bahwa untuk mendekati kesempurnaan perlu pendalaman penguasaan mengenai alat yang akan dibuat.Untuk itu semua saran dan masukan untuk penulis sangat diharapkan untuk mendekati kesempurnaan tersebut.
Penulis
Jasmariono
LAPORAN
ELEKTRONIKA ANALOG
TRANSISTOR DALAM KEADAAN CUT OFF
OLEH :Jasmariono0807020958
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO DIIIFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS RIAU
2011
BAB I
PENDAHULUAN
I.I Tujauan Pembuatan Makalah.
a. Mengetahui kapasitor dalam keadan cut off
b. Daerah cut off
c. Grafik cut off
BAB II
TINJAUAN TEORI
Defenisi
Cutoff didefinisikan sebagai keadaan dimana IE = 0 dan IC = ICO, dan diketahui
bahwa bias mundur VBE.sat = 0,1 V (0 V) akan membuat transistor germanium (silikon)
memasuki daerah cutoff.Apa yang akan terjadi jika tegangan bias balik VBE.sat dibuat lebih
besar dari VBE.cutoff ?Jika VE negatif dan jauh lebih besar dari VT, sehingga arus kolektor
turun sedikit di bawah ICO dan arus emitor berbalik, namun nilainya masih kecil (lebih
kecil dari ICO).
2.I Daerah Cut-Off
Jika kemudian tegangan VCC dinaikkan perlahan-lahan, sampai tegangan VCE tertentu
tiba-tiba arus IC mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada
daerah cut-off yaitu dari keadaan saturasi (OFF) lalu menjadi aktif (ON). Perubahan ini dipakai
pada system digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat
direpresentasikan oleh status transistor OFF dan ON.
Gambar-6 : rangkaian driver LED
Misalkan pada rangkaian driver LED di atas, transistor yang digunakan adalah transistor
dengan = 50. Penyalaan LED diatur oleh sebuah gerbang logika (logic gate) dengan arus
output high = 400 uA dan diketahui tegangan forward LED, VLED = 2.4 volt. Lalu pertanyaannya
adalah, berapakah seharusnya resistansi RL yang dipakai.
IC = IB = 50 x 400 uA = 20 mA
Arus sebesar ini cukup untuk menyalakan LED pada saat transistor cut-off. Tegangan
VCE pada saat cut-off idealnya = 0, dan aproksimasi ini sudah cukup untuk rangkaian ini.
RL = (VCC - VLED - VCE) / IC
= (5 - 2.4 - 0)V / 20 mA
= 2.6V / 20 mA
= 130 Ohm
2.II Transistor dalam kondisi mati ekivalen dengan saklar terbuka
Suatu saklar adalah suatu alat dengan dua sambungan dan bisa memiliki dua
keadaan, yaitu keadaan on dan keadaan off. Keadaan off / tutup merupakan suatu
keadaan yang mana tidak ada arus yang mengalir. Keadaan on / buka merupakan
suatu keadaan yang mana arus bisa mengalir dengan bebas atau dengan kata lain
tidak ada resistivitas dan besar tegangan saklar sama dengan nol.
Dari grafik rangkaian seri transistor dengan resistor, yaitu grafik output
transistor (grafik Ic terhadap Vce) dengan grafik resistor beban, terlihat bahwa
transistor bisa memiliki sifat saklar tersebut. Ketika arus basis nol, tidak ada arus
kolektor, berarti transistor tutup. Titik itu juga disebut transistor dalam keadaan
putus atau cutoff dan merupakan saklar terbuka. Kalau arus basis bertambah besar,
arus kolektor bertambah besar sampai garis beban memotong garis output (Ic
terhadap Vce) terakhir. Pada titik itu arus kolektor tidak bisa bertambah lagi walau
pun arus basis terus naik. Titik itu disebut titik jenuh (saturation point). Kalau arus
basis lebih besar daripada yang diperlukan untuk mencapai titik jenuh atau
saturasi, dikatakan transistor dalam keadaan saturasi dan over saturation, tegangan
kolektor-emitor kecil (0,2-0,3 Volt). Itu berarti dalam situasi ini transistor
merupakan saklar tertutup.
Kalau transistor dipakai hanya pada dua titik tersebut (titik putus atau titik saturasi)
berarti transistor dipakai sebagai saklar. Daya yang diserap oleh transistor pada dua
titik ini kecil (bahkan nol atau titik putus), tetapi dalam keadaan aktif daya yang
diserap transistor lebih besar. Sebab itu dalam banyak pemakaian yang mana arus
besar harus diusahakan supaya daerah aktif dilewati dalam waktu yang singkat dan
transistor tidak menjadi terlalu panas. Agar transistor dalam keadaan jenuh atau
jenuh berlebihan, arus basis harus minimal sebesar arus kolektor maksimal dibagi
dengan penguatan arus hfe dari transistor.
Arus kolektor maksimal terdapat dari tegangan sumber (Vcc) dibagi dengan
resistivitas dari resistor kolektor (Rc), berarti arus kolektor maksimal adalah arus
yang paling besar yang bisa mengalir ketika tegangan kolektor-emitor nol. Saat
sebuah transistor digunakan pada suatu rangkaian, fungsi dari transistor tersebut
ditentukan oleh kurva karakteristik-nya.
Transistor memeliki kurva karakteristik input, output dan transfer, yang
paling umum digunakan adalah kurva karakteristik output. Pada saat Transistor
digunakan sebagai saklar, maka daerah yang digunakan pada kurva karakteristik
ialah daerah “cut-off” dan daerah “saturasi”, untuk lebih jelasnya lihat gambar
dibawah.
Daerah yang paling bawah adalah daerah “cut-off”. Pada saat “cut-off”
kondisi dari transistor adalah arus basis sama dengan nol (IB = 0), Arus output
pada kolektor sama dengan nol dan Tegangan pada kolektor maksimum atau sama
dengan tegangan supply (VCE = VCC).
Daerah yang diarsir merah adalah daerah “saturasi”. Pada saat “saturasi”
kondisi dari transistor adalah arus basis maksimal (IB=Max) sehingga
menghasilkan arus kolektor maksimal (IC=Max) dan tegangan Kolektor Emitor
minimum (VCE=0).
Satu contoh di mana transistor dipakai sebagai saklar adalah dalam
rangkaian elektronika digital biasanya hanya terdapat dua keadaan, yaitu
bertegangan dan tegangan nol atau dengan kata lain hanya terdapat keadaan on dan
keadaan off.
Dengan memanfaatkan sifat hantar transistor yang tergantung dari tegangan
antara elektroda basis dan emitter (Ube), maka kita dapat menggunakan transistor
ini sebagai sebuah saklar elektronik, dimana saklar elektronik ini mempunyai
banyak kelebihan dibandingkan dengan saklar mekanik, seperti :
a. Fisik relative jauh lebih kecil,
b.Tidak menimbulkan suara dan percikan api saat pengontakan.
c. Lebih ekonomis
2.III Sistem Transistor Sebagai Saklar
Transistor dapat difungsikan “sebagai saklar” dengan mengatur arus basis Ib
sehingga transistor dalam keadaan jenuh (saturasi) atau daerah mati(cut-off). Dengan mengatur
Ib>Ic/β kondisi transistor akan menjadi jenuh seakan kolektor dan emitorshort circuit. Arus
mengalir dari kolektor ke emitor tanpa hambatan dan Vce≈0. Besar arus yang mengalir dari
kolektor ke emitor sama dengan Vcc/Rc. Keadaan seperti ini menyerupai saklar dalam kondisi
tertutup (on). Dengan mengatur Ib = 0 atau tidak memberi tegangan pada bias basis atau basis
diberi tegangan mundur terhadap emitor maka transistor akan dalam kondisi mati (cut-off),
sehingga tak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor (Ic≈0) dan Vce ≈ Vcc. Keadaan ini
menyerupai saklar pada kondisi terbuka.
2.IV Rangkain Transistor sebagai Saklar
Transitor sebagai saklar memanfaatkan keadaan kerja penuh (saturasi) dan keadaan tidak
bekerja sama sekali (cut off) sebagai saklar transitor hanya mempunyai dua keadaan, yaitu On
dan Off. Keadaan On dicapai pada saat VCE mendekati nol, karena pada keadaan On (saturasi)
VCE sangat rendah sedangkan IC sangat tinggi, sehingga transitor tersebut seperti sebuah saklar
yang tertutup dari kolektor ke emitor. Keadaan OFF akan dicapai pada saat VCE mendekati
VCC. Karena pada keadaan OFF (cut off) akan dicapai pada saat VCE mendekati VCC. Karena
pada keadaan OFF (cut off) VCE sangat besar sedangkan arus yang mengalir sangat kecil,
sehingga transitor seperti sebuah saklar terbuka.
Dalam kondisi normal, masukan kaki basis transitor tidak dibias sehingga titik kerjanya
berada pada daerah Cut off, tidak ada arus yang mengalir melalui tahanan colector. Apabila
masukan kaki basis transitor mendapat bias yang cukup untuk mengaktifkan transitor, maka titik
kerjanya berubah dari cut off ke saturasi.s Besarnya arus yang mengalir melalui tahanan basis
adalah :
(a) Rangkaian Switching Transistor
(b) Rangkaian Switching Transistor Disederhanakan
(C) Garis Beban DC
2.V Kondisi Mati atau Cutt Off
Vce = Vcc – Ic . Rc
Karena kondisi mati Ic = 0 (kondisi Ideal) maka:
Vce = Vcc – 0 . R c
Vce = Vcc
Besar arus basis Ib adalah
Ib = Ic / β
Ib = 0/β = 0
2.VI Cara Kerja Transistor Pada Saat Cut Off
1. Susun rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VCC = 12 Vdc.
2. Posisikan Rvar pada nilai minimum (VBE=0). Catat harga VCE awal.
3. Naikan tegangan di Base (dengan memutar Rvar) perlahan‐lahan hingga terlihat lampu menyala
(relay bekerja).
4. Tepat pada saat lampu menyala, catat harga: IB, IC, VBE dan VCE.
5. Naikkan tegangan di Base (dengan memutar Rvar), catat IB dan IC. Tentukan tiga nilai
pengukuran antara saat lampu menyala sampai potensiometer Rvar maksimum.
6. Kemudian turunkan tegangan catu perlahan‐lahan hingga lampu padam kembali. Catat harga‐harga IBB, IC, VBE dan VCE yang menyebabkan lampu padam.
7. Ulangi langkah 3 sampai 7 dengan beberapa VCC lain (11, 10, 9 VDC, dll).
8. Gambarkan kurva yang menunjukkan VBE minimum yang menyebabkan Saturasi, VBE
maksimum yang menyebabkan Cut‐Off, dan beberapa nilai VCC & VCE yang berbeda‐beda
dalam satu grafik.
2.VII Grafik Transistor Dalam Keadaan CUT OFF
Transistor memeliki kurva karakteristik input, output dan transfer, yang paling umum
digunakan adalah kurva karakteristik output. Pada saat Transistor digunakan sebagai saklar,
maka daerah yang digunakan pada kurva karakteristik ialah daerah "cut-off" dan daerah
"saturasi", untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah.
Daerah yang diarsir kuning adalah daerah "cut-off". Pada saat "cut-off" kondisi dari transistor
adalah arus basis sama dengan nol (IB = 0), Arus output pada kolektor sama dengan nol dan
Tegangan pada kolektor maksimum atau sama dengan tegangan supply (VCE = VCC).
DAFTAR PUSTAKA