laporan ikb acara 1

LAPORAN PRAKTIKUM INSTRUMENTASI DAN KONTROL

BIOSISTEM

Diajukan untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Instrumentasi dan Kontrol

Biosistem Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas

Jember

Oleh:

Nama : M. Yuwan Kilmi

NIM : 131710201007

Kelas : TEP – A

Acara : I (Pengenalan Beberapa Alat Ukur dan Kompenen

Elektronik)

Asisten : Eryal Setyo P.

LABORATORIUM ENERGI, OTOMATISASI, dan INSTRUMENTASI

PERTANIAN

JURUSAN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS JEMBER

2014

BAB 1. METODOLOGI PRAKTIKUM

1.1 Waktu dan Tempat

Hari : Sabtu

Tanggal : 10 Mei 2014

Pukul : 07.30 – selesai

Tempat : Laboratorium Instrumentasi Teknik Pertanian FTP Unej

1.2 Alat dan Komponen Yang Digunakan

1.2.1 Alat

1) Power Supply DC

2) AVO meter digital

3) AVO meter analog

1.2.2 Komponen

1) Resistor fixed (2K2 Ω; 4K7 Ω; 100K Ω; 470K Ω)

2) NTC

3) LDR

1.3 Prosedur Kerja

1) Pembacaan dan Pengukuran Resistor

mengulangi hingga tiga kali dengan resistor yang lain

membaca dan mencatat hasil pengukuran pada display

melekatkan masing-masing pena Avometer pada kaki resisitor

memposisikan pemutar Avometer pada tanda Ohm untuk melakukan pengukuran resistor

mengambil resistor dan mencatat warna

Mulai

Selesai

2) Pembacaan dan Pengukuran Rangkaian Seri

memposisikan pemutar AVO meter pada tanda OHM untuk melakukan pengukuran resistor

Membuat koneksi pada salah satu kaki resistor dengan satu kaki resistor yang lain dengan menggunakan Project Board

mengambil 2 buah sembarang resistor yang telah disiapkan, mencatat warna pd masing-masing resistor

mengulangi hingga dua kali dengan resistor yang lain

menbaca dan mencatat hasil pengukuran pada display

melekatkan masing-masing pena AVO meter pada 2 kaki resistor yang bebas

Mulai

Selesai

3) Pembacaan dan Pengukuran Rangkaian Paralel

Membuat koneksi pada salah satu kaki resistor dengan satu kaki resistor yang lain dengan menggunakan Project Board, pada sisi yang lain lakukan hal yang

sama

mengambil 2 buah sembarang resistor yang telah disiapkan, catat warna pada masing-masing resistor

memposisikan pemutar AVO meter pada tanda OHM untuk melakukan pengukuran resistor

melekatkan masing-masing pena AVO meter pada koneksi 2 kaki resistor pada Project Board dengan menggunakan jumper

membaca dan mencatat hasil pengukuran pada display

mengulangi hingga dua kali dengan resistor yang lain

mulai

Selesai

4) Pengukuran Arus DC

mengulangi dengan tegangan 9 volt dan 12 volt

mengkoneksikan pena negatif AVO meter dengan tegangan 0 volt

mengkoneksikan kaki resistor yang lain dengan pena positif AVO meter

mengambil resistor 4700 Ω, koneksikan salah satu kaki dengan sumber tegangan +5 volt dengan menggunakkan Project Board

memposisikan pemutar AVO meter pada tanda Amp untuk melakukan pengukuran arus DC

menbaca dan mencatat hasil pengukuran pada display

Mulai

Selesai

5) Pengukuran Tegangan DC

memposisikan pemutar AVO meter pada tanda Volt untuk melakukan pengukuran tegangan DC

memperhatikan tabel pada lembar kerja, koneksikan pena AVO meter pada terminal power suply, pena positif diberi tanda √ dan pena negatif diberi tanda

0.

menatatlah hasil pengukuran anda

melakukan sebanyak enam kombinasi

Mulai

Selesai

6) Karakteristik Sensor Suhu


mengkoneksikan pena negatif AVO meter dengan kaki NTC yang lain dan tegangan 0 volt, sehingga didapat rangkaian dengan gambar samping

mengulangi dengan tegangan 12 volt

membaca dan mencatat hasil pengukuran pada display AVO meter

menyalakan lilin dan perlakukan NTC dengan jarak yang semakin mendekat, hidupkan catu daya posisikan pemutar AVO meter pada tanda Volt DC → ukur tegangan, matikan catu daya putar AVO meter ke tanda Ohm → ukur

tahanan. Ulangi hingga didapat 5 pengukuran

mengkoneksikan kaki resistor yang lain dengan pena positif AVO meter dan salah satu kaki NTC

Mulai

Selesai

7) Karakteristik Sensor Cahaya


menyalakan senter dan perlakukan LDR dengan jarak yang semakin mendekat, hidupkan catu daya posisikan pemutar AVO meter pada tanda Volt DC → ukur tegangan, matikan catu daya putar AVO meter ke tanda Ohm →

ukur tahanan. Ulangi hingga didapat 5 pengukuran

mengulangi dengan tegangan 12 volt

membaca dan mencatat hasil pengukuran pada display AVO meter

mengkoneksikan pena negatif AVO meter dengan kaki LDR yang lain dan tegangan 0 volt, sehingga didapat rangkaian dengan gambar samping

mengkoneksikan kaki resistor yang lain dengan pena positif AVO meter dan salah satu kaki LDR

Mulai

Selesai

BAB 2. HASIL DAN PEMBAHASAN

2.1 Hasil dan Pembahasan

1. Pembacaan dan Pengukuran Resistor

Hasil Yang didapatkan dari pengukuran sebagai berikut :

No

.

Warna

Resistor

Pembacaan Kode Warna

(KΩ)

Pengukuran

(KΩ)

1 MMJE 22 K Toleransi 10 % 21,8

2 CHKE 100 K Toleransi 10% 98,1

3 KUKE 470 K Toleransi 10 % 460

R1 R2 R30

50100150200250300350400450500

TeoriPengukuran

Resis

tens

i ( K

OHM

)

Berdasarkan grafik diatas, hasil pengukuran atau pembacaan pada kode

warna resistor dengan menggunakan alat ukur yaitu multimeter digital

menunjukkan nilai yang hampir relatif sama atau mendekati nilai dengan

pembacaan kode warna secara teori walaupun sedikit berbeda. Untuk resistor

warna MMJE (dengan nilai teori 22K dan nilai pengukuran sebesar 21,8KΩ), dan

resistor warna CHKE (dengan nilai teori 100K dan nilai pengukuran sebesar

98,1KΩ). Sedangkan untuk resistor warna KUKE (dengan nilai teori 470 KΩ dan

nilai pengukuran sebesar 460 KΩ).

Adanya sedikit perbedaan nilai dari kedua metode (teori da pengukuran)

tersebut dapat terjadi dikarenakan, pertama adanya hambatan dari media lain

seperti tangan, meja, dan media – media lain yang berinteraksi atau kontak

langsung dengan resistor ketika resistor tersebut diukur menggunakan alat. Hal

tersebut kami sampaikan karena ketika pengukuran resistor, nilai yang

ditunjukkan pada alat ukur itu berbeda antara nilai pengukuran orang yang satu

dengan nilai pengukuran orang yang lain. Kedua, mungkin dari tingkat ketelitian

dalam pembacaan alat ukur tersebut yang dilakukan oleh praktikan. Yang ketiga

adalah umur dari alat tersebut. Karena semakin lama alat tersebut digunakan maka

nilai ketelitian dari alat tersebut semakin berkurang.

2. Pembacaan dan Pengukuran Rangkaian Seri


No. Warna Resistor Teori (KΩ)Pengukuran

(KΩ)

1CHKE +

KUKE100 + 470 = 570 573

2CHKE +

MMJE100 + 25 = 125 125

Seri 1 Seri 20

100200300400500600700

TeoriPengukuran

Resis

tens

i ( K

OHM

)

Berdasarkan gambar grafik hasil pengukuran diatas, menunjukkan bahwa

besar nilai hambatan antara kedua metode (pengukuran dan teori) yang disusun

secara seri adalah hampir mendekati sama atau relatif sama. Pada nilai untuk

warna resistor CHKE + KUKE, dengan nilai untuk teori sebesar 570 Ω dan untuk

pengukuran menggunakan alat nilainya 573 Ω. Sedangkan untuk warna resistor

CHKE + MMJE, nilainya sama-sama besar yaitu 125 Ω.

Untuk resistor yang memiliki nilai berbeda antara kedua metode (teori dan

pengukutan ) tersebut dapat terjadi dikarenakan adanya pengaruh hambatan dari

media lain seperti kabel, tangan, hambatan dari dalam resistornya sendiri yang

tidak tepat yang nantinya dapat mempengaruhi nilai resistor tersebut ketika

diserikan.

3. Pembacaan dan Pengukuran Rangkaian Paralel


No

.Warna Resistor Teori (KΩ)

Pengukuran

(KΩ)

1 CHKE + KUKE 82,45 81,8

2 CHKE + MMJE 18,03 18,2

Paralel 1 Paralel 20

102030405060708090

TeoriPengukuran

Resis

tens

i (KΩ

)

Berdasarkan gambar grafik serta data pada tabel diatas, menunjukkan

bahwa besar nilai dari kedua metode (teori dan pengukuran) adalah hampir

mendekati sama. Untuk nilai warna resistor CHKE + KUKE pada nilai teori

sebesar 82,45 KΩ dan pada nilai pengukuran sebesar 81,8 KΩ serta selisih dari

kedua metode sebesar 0,65 KΩ. Sedangkan untuk nilai warna resistor CHKE +

MMJE pada nilai teori sebesar 18,03 KΩ dan pada nilai pengukuran sebesar 18,2

KΩ serta selisih dari kedua metode sebesar 0,17 KΩ. Selisih nilai sebesar 0,65

KΩ dan 0,17 KΩ dapat dikatakan bahwa nilai dari kedua metode tersebut hampir

mendekati sama.

Hal tersebut dikarenakan resistor yang diukur merupakan tipe resistor linier

yaitu resistor yang sifat tahanannya tetap. Tetapi, dalam pengukuran resistor

dengan menggunakan alat terdapat pengaruh hambatan dari lingkungan sekitar

seperti tangan, kabel, meja, dan lain sebagainya sehingga dapat menghasilkan

nilai yang memiliki selisih dengan nilai secara teori.

Pada prosedur 1, 2, 3, dan 4 menunjukkan hasil yang konsisten dimana

hasil pengukuran selalu nilainya hampir mendekati sama dari pembacaan warna.

Hal ini bisa terjadi dikarenakan yang diukur oleh multimeter digital berdasarkan

teori yang ada sebelumnya, sehingga nilai yang dihasilkan mendekati sama.

4. Pengukuran Arus DC


No

.Resistor

Tegangan DC

(V)

Arus Teori

(mA)

Arus Pengukuran

(mA)

1

4700 Ω

5 1,06 1,1

2 12 2,55 2,6

3 7 1,48 1,5

5 12 70

0.51

1.52

2.53

TeoriPengukuran

Tegangan (V)

Arus

(mA)

Berdasarkan gambar graafik serta data pada tabel diatas, menunjukkan

bahwa besar arus dari kedua metode (teori dan pengukuran) hampir mendekati

sama. Untuk besar arus pada tegangan 5 volt yaitu 1,06 mA (secara teori) dan 1,1

mA (berdasarkan pengukuran). Untuk besar arus pada tegangan 12 volt yaitu 2,55

mA (secara teori) dan 2,6 mA (berdasarkan pengukuran). Serta untuk besar arus

pada tegangan 7 volt yaitu 1,48 mA (secara teori) dan 1,5 mA (berdasarkan

pengukuran). Nilai arus ketika tegangan semakin lama diperbesar maka nilai arus

tersebut semakin besar pula meskipun nilai resistor pada percobaan tersebut

konstan atau tetap karena antara besar tegangan dengan kuat arus berbanding lurus

sesuai dengan persamaan I=VR

. Jadi semakin besar nilai tegangan maka semakin

besar pula nilai arus yang terdapat pada rangkaian tersebut begitu pula sebaliknya.

Adanya perbedaan nilai antara kedua metode (teori dan pengukuran) dapat

terjadi dikarenakan besar arus DC yang mengalir dan diukur menggunakan

multimeter digital berdasarkan teori yang ada sebelumnya, sehingga besar nilai

yang dihasilkan mendekati sama. Disamping itu, juga karena adanya pengaruh

dari tingkat ketelitian praktikan ketika membaca multimeter digital tersebut.

5. Pengukuran Tegangan DC (V)


No. 0 5 -12 12 Teori Pengukuran

1 √ 0 -7 -6,93

2 √ 0 12 11,92

3 0 √ 7 6,93

4 0 √ -17 -16,9

5 0 √ 5 4,98

6 0 √ 24 23,7

1 2 3 4 5 6

-20-15-10

-505

1015202530

TeoriPengukuran

Tega

ngan

(V)

Berdasarkan gambar grafik serta data pada tabel diatas, menunjukkan

bahwa besar nilai antara kedua metode tersebut (teori dan pengukuran) memiliki

nilai hampir mendekati sama. Adanya perbedaan nilai antara kedua metode (teori

dan pengukuran) dapat terjadi dikarenakan besar arus DC yang mengalir dan

diukur menggunakan multimeter digital berdasarkan teori yang ada sebelumnya,

sehingga besar nilai yang dihasilkan mendekati sama. Disamping itu, juga karena

adanya pengaruh dari tingkat ketelitian praktikan ketika membaca multimeter

digital tersebut.

6. Karakteristik Sensor Suhu


No.

V Sumber

:5 Volt 12 Volt

R1 (Ω) V out R out V out R out

1

4700

24 4,1 0,03 12,2

2 25 4 0,031 12,1

3 23 3,6 0,026 10

4 21 2,3 0,021 9

5 18 1,8 0,018 4,2

1 2 3 4 502468

101214

5 Volt12 Volt

Ham

bata

n (O

HM

)

Jarak

Perlakuan jarak pada sensor suhu adalah semakin lama semakin dekat jaraknya

dengan sensor. Dengan menggunakan sumber panas lilin semakin lama sensor

suhu mendapatkan panas yang tinggi (maksimal) maka hambatan yang dihasilkan

semakin kecil. Dari hasil perhitungan kedua tegangan input terlihat bahwa

semakin besar panas yang diperlakukan pada sensor suhu maka nilai tegangan

keluarnya semakin kecil. Hasil perhitungan didapatkan dari persamaan

V out=V ¿ XR2

R2+R1

dimana R2 adalah tahanan sensor suhu. Dari persamaan tersebut

didapatkan persamaan untuk mencari R2 = V Out X( R2+R1 )

V ¿

. karena terjadi

penuruna nilai pada resistensi karena penambahan suhu maka sensor (R2) yang

digunakan adalah thermostat jenis NTC

7. Karakteristik Sensor Cahaya


No.

V Sumber

:5 Volt 12 Volt

R1 (Ω) V out R out V out R out

1

4700

2,3 3,3 0,108 29,7

2 2,01 1,8 0,075 16,5

3 1,56 1,4 0,34 6,0

4 1,20 1,3 0,35 4,0

5 0,32 1 0,008 2,6

1 2 3 4 505

101520253035

5 Volt12 Volt

Perlakuan jarak pada sensor cahaya adalah semakin lama semakin dekat jaraknya

dengan sensor. Dengan menggunakan sumber cahaya senter semakin lama sensor

cahaya mendapatkan cahaya yang tinggi (terang) maka hambatan yang dihasilkan

semakin kecil. Dari hasil perhitungan kedua tegangan input terlihat bahwa

semakin besar cahaya yang diperlakukan pada sensor cahaya maka nilai tegangan

keluarnya semakin kecil. Hasil perhitungan didapatkan dari persamaan

V out=V ¿ XR2

R2+R1

dimana R2 adalah tahanan sensor cahaya. Dari persamaan

tersebut didapatkan persamaan untuk mencari R2 = V Out X( R2+R1 )

V ¿

. karena terjadi

penurunan resistensi karena penambahan intensitas cahaya maka sensor (R2) yang

digunakan adalah LDR memiliki koefisien yang mempengaruhi nilai tahanan.

2.2 Resistor

Resistor merupakan komponen dari elektronika yang sifatnya menghambat

atau melawan arus listrik yang melewatinya. Satuan untuk resistor disimbolkan

dengan Ω. Resistor terbagi menjadi 2 macam (Poerwanto et al, 2003 : 17)

diataranya :

a) Resistor tetap yaitu resistor yang nilai hambatannya relatif tetap, biasanya

terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam. Nilainya hambatannya

ditentukan oleh tebalnya dan panjangnya lintasan karbon. Panjang lintasan

karbon tergantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral.

b) Resistor variabel atau potensiometer, yaitu resistor yang besarnya hambatan

dapat diubah-ubah. Yang termasuk kedalam potensiometer ini antara lain :

Resistor KSN (koefisien suhu negatif), Resistor LDR (light dependent

resistor) dan Resistor VDR (Voltage Dependent Resistor).

Hubungan antar resistor dengan tegangan dan kuat arus diformulasikan

dalam HK. Ohm sebagai I = V/R, dimana V: tegangan (volt); I= kuat arus

(ampere); R= tahanan (Ω ). Resistor dapat disusun secara seri, dan besar resistor

yang tersusun seri tersebut mengikuti persamaan RT = R1+R2+R3+...+Rn, dimana

RT adalah nilai hambatan total. Selain itu dapat pula disusun secara paralel dengan

persamaan 1/RT= 1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn. Untuk mengetahui hambatan suatu

resistor maka dapat dilihat pada badan resistor dan ada pula yang menggunakan

gelang warna. Pembacaan gelang warna pada resistor (dedy, 2010) adalah sebagai

berikut :

Gelang I : sebagai angka pertama

Gelang II : sebagai angka ke 2

Gelang III : sebagai faktor pengali

Gelang IV : prosentase nilai toleransi yang diijinkan.

Tabel Kode warna Resistor

2.3 Mekanisme Kerja LDR

LDR (Light Dependent Resistor) adalah komponen elektronika yang pada

dasarnya mempunyai sifat yang sama dengan resistor, hanya saja nilai resistansi

dari LDR berubah-ubah sesuai dengan tingkat intensitas cahaya yang diterimanya.

LDR merupakan sensor yang bekerja apabila terkena cahaya. LDR memiliki

Warna Ukuran Toleransi

Hitam 0Coklat 1 ± 1%Merah 2 ± 2%Jingga 3Kuning 4Hijau 5Biru 6Ungu 7

Abu-abu 8Putih 9Emas - ± 5%Perak - ± 10%Polos - ± 20%

hambatan yang sangat tinggi jika tidak terkena cahaya dan memiliki hambatan

yang sangat kecil jika terkena cahaya.

Prinsip kerja LDR, pada saat mendapatkan cahaya maka tahanannya turun,

sehingga pada saat LDR mendapatkan kuat cahaya terbesar maka tegangan yang

dihasilkan adalah tertinggi. Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram

pada LDR menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil.

Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya

pada saat cahaya redup LDR menjadi pengantar arus yang kurang baik, atau bisa

disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya

redup. Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari bahan

semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk

mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi

konduktor atau bisa disebut juga LDR memilki resistansi yang kecil pada saat

cahaya terang.

2.4 Mekanisme Kerja NTC

NTC adalah salah satu jenis dari tranducer suhu dimana nilai resistansinya

berbanding terbalik dengan kenaikan suhu. NTC banyak digunakan sebagai sensor

pada panel-panel instrumen elektronika karena kepekaannya terhadap kenaikan

suhu. Jadi, jika NTC tersebut didekatkan atau diberi suhu yang nilai suhunya

semakin dinaikkan maka nilai tahanan pada NTC tersebut akan semakin kecil.

Dan sebaliknya jika NTC tersebut dikenai suhu yang rendah maka nilai tahanan

dari NTC tersebut akan semakin besar.

BAB 3. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan dapat disimpulkan sebagai berikut ini.

1) AVO meter dapat digunakan sebagai alat ukur untuk mengukur kuat arus,

tegangan dan hambatan.

2) Nilai resistensi sebuah resistor dapat diketahui dengan menggunakan AVO

meter digital.

3) Besar resistor yang disusun secara seri sesuai dengan persamaan R = R1

+ R2 + R3 ........... + Rn.

4) Besar resistor yang disusun secara paralel sesuai dengan persamaan

1R

= 1R1

+ 1R2

+ 1R3

+……… ..+ 1Rn

.

5) Thermistor jenis NTC mempunyai sifat nilai tahanannya semakin kecil jika

thermistor NTC suhunya dinaikkan.

6) Tipikal dari sensor cahaya (LDR) adalah sensor yang nilai tahanannya

bergantung pada besar kecilnya intensitas cahaya yang diterima.

DAFTAR PUSTAKA

Dedy, S. 2010. Makalah Resistor.

http://sami-dedy.blogspot.com/2010/06/makalah-resistor.html. [ 17 mei

2014 ].

Poerwanto., Hidayati. J., Anizar. 2003. Dasar Elektronika Analog dan Digital.

Graha Ilmu : Yogyakarta.

W, Bolton, 1996, Mechatronics, Longman, London

Woolard, Barry, 1999, ElektronikaPraktis, PT PradnyaParamitha, Jakarta

http://digilib.unimed.ac.id/public/UNIMED-Undergraduate-22394-Bab%20II.pdf.

[18 Mei 2014].

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/24855/3/Chapter%20II.pdf. [18

Mei 2014].

http://listrikd3.itn.ac.id/asset/download/2013-08-30-16-31-27_NSTASI.pdf. [18

Mei 2014].

http://listrikd3.itn.ac.id/asset/download/2013-08-30-16-31-27_NSTASI.pdf

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/24855/3/Chapter%20II.pdf

http://digilib.unimed.ac.id/public/UNIMED-Undergraduate-22394-Bab%20II.pdf

http://sami-dedy.blogspot.com/2010/06/makalah-resistor.html

laporan ikb acara 1

Engineering