Tempat Penelitian Diagram Blok Pembuatan Konversi Tekanan ke Massa Komponen dan Bahan Prosedur kerja sistem konverter

BAB III METODOLOGI PENELITIAN DAN PEMBUATAN

3.1. Tempat Penelitian

Penelitian, pengujian, dan pengukuran tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Elektronika Dasar di Fakultas Mipa USU.

3.2. Diagram Blok Pembuatan Konversi Tekanan ke Massa

Metodologi dalam pembuatan sistem pengkonversian tekanan pada tabung gas dan pembuatannya dibuat sedemikianrupa dengan diagram blok sebagai berikut. Gambar 3.1. Diagram blok konverter tekanan ke massa. Pressure Gas set Tabung Gas 3 kg Sensor Strain GaugeM PX 5500 Displai Power Suplai Mikrok ontroler ATMega 8535 Kran, Gas Buang Universitas Sumatera Utara

3.3. Komponen dan Bahan

Komponen dan bahan yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut. a. Power supply, berfungsi sebagai sumber tegangan dari seluruh sistem agar sistem dapat bekerja. b. Pengendali dan pengolah, berfungsi sebagai pengolah dan pengendali sekaligus sebagai pengecek sinyal yang dikirim dari sensor, digunakan mikrokontroler jenis AVR ATmega8535. d. Sensor arus MPX5500, berfungsi sebagai pembaca tekanan dari tabung gas f. LCD berfungsi sebagai displai atau indikator hasil keluaran dalam bentuk teks dan bilangan. g. Tabung Gas LPG berukuran 3 kg. h. Multieter Digital.

3.4. Prosedur Pembuatan

Pembuatan alat konversi tekanan gas di dalam tabung ke massa gas dalam tabung sesuai dengan diagram blok pada Gambar 3.1 adalah sebagai berikut.

3.4.1. Rangkaian Catu Daya

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian Catu daya Power Supply Adaptor ini terdiri dari satu keluaran, yaitu 5 volt. Keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke rangkaian mikrokontroller AVR Atmega8535, rangkaian, sensor MPX5700. Rangkaian catu daya ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini : Universitas Sumatera Utara Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya Baterai merupakan sumber tegangan DC. Kemudian tegangan akan diratakan oleh kapasitor 220 µF. Regulator tegangan 5 volt 7805 digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya, sementara R2 dengan nilai 330 ohm digunakan untuk membatasi arus yang melewati Led1 sekitar 15mA agar LED tidak terbakar. Tegangan dc pada titik A adalah 9 volt dan tegangan kerja LED adalah 1.5 volt sehingga arus yang mengalir melalui LED1 dan R1 adalah 15 mA. LED hanya sebagai indikator apabila Catu daya dinyalakan.

3.4.2. Rangkaian Mikrokontroller ATMEGA 8535

ATmega8535 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit daya-rendah berbasis arsitektur RISC yang ditingkatkan. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATmega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi komsumsi daya versus kecepatan proses. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.1 Rangkaian Minimum Mikrokontroler ATMega 8535. ATMega 8535 dapat dilihat pada gambar di atas. Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset aktif rendah. Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini. Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel. Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka Universitas Sumatera Utara pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon.

3.4.3. Sensor MPX5700 dan Rangkaian pengkondisi

Penelitian ini menggunakan sensor Strain Gauge dengan tipe MPX 5700 AP, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.4 berikut ini. Gambar 3.4. Strain Gauge MPX 5700 Sensor tekanan ini didesain untuk aplikasi range yang lebar. Terutama bekerja pada mikrokotroler atau mikroprosesor dengan analogdigital input, terbuat dari elemen tunggal yang dikombinasikan menggunakan teknik micromachining dengan logam film tipis dan diprose secara bipolar untuk menghasilkan level tinggi yang akurat dan proporsional untuk aplikasi tekanan. MPX 5500 digunakan untuk membangkitkan perubahan tegangan ketika terjadi perubahan resistansi akibat tekanan dari gas. Sensor MPX 5700 dapat bekerja pada sistem mikrokontroler pada umumnya. Rangkaian sensor yang dibuat ditunjukkan pada Gambar 3.5 dibawah ini. seterusnya, keluaran dari sensor dihubungkan ke port ADC pada mikrokontroller. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.5. Rangkaian pengkondisi sensor tekanan gas. Berdasarkan dari data sheetnya, sensor tersebut dapat mendeteksi tekanan gas dengan besar tekanan antara 0 – 700 kPa atau 0 – 101,5 Psi, dengan tegangan keluaran antara 0,2 – 4,7 Volt.

3.4.4. Display LCD Character 2x16

Display LCD 2x16 berfungsi sebagai penampil hasil pengolahan yang dikirim dari mikrokontroler. Spesifikasi LCD yang digunakan pada alat ini adalah mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom, LCD Character 2x16, dengan 16 pin konektor, yang dispesifikasi seperti pada Tabel 3.1, sebagai berikut. Tabel 3.1 fungsi pinLCD character 2x16 PIN Nama fungsi 1 VSS Ground voltage 2 VCC +5V 3 VEE Contrast voltage 4 RS Register Select Universitas Sumatera Utara 0 = Instruction Register 1 = Data Register 5 RW Read Write, to choose write or read mode 0 = write mode 1 = read mode 6 E Enable 0 = start to lacht data to LCD character 1= disable 7 DB0 LSB 8 DB1 - 9 DB2 - 10 DB3 - 11 DB4 - 12 DB5 - 13 DB6 - 14 DB7 MSB 15 BPL Back Plane Light 16 GND Ground voltage Bentuk fisik dari display LCD 2x16 adalah seperti pada Gambar 3.6 berikut. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.6 LCD character 2x16 Peta memori pada modul LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display. Semua teks yang dituliskan ke modul LCD akan disimpan didalam memorynya dan modul LCD secara berturutan membaca memory ini dan kemudian menampilkan teks ke modul LCD itu sendiri. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 3.7 berikut. Gambar 3.7. Peta memory LCD character 2x16 Pada peta memori diatas, daerah yang berwarna biru 00 sd 0F dan 40 sd 4F adalah display yang tampak. jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris dengan dua baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi dari layar. Dengan demikian dapat dilihat karakter pertama yang berada pada posisi baris pertama menempati alamat 00h. dan karakter kedua yang berada pada posisi baris kedua menempati alamat 40h Agar dapat menampilkan karakter pada display maka posisi kursor harus terlebih dahulu diset. Instruksi Set Posisi Kursor adalah 80h. dengan demikian untuk menampilkan karakter, nilai yang terdapat pada memory harus ditambahkan dengan 80h. Universitas Sumatera Utara Sebagai contoh, jika kita ingin menampilkan huruf “B” pada baris kedua pada posisi kolom kesepuluh.maka sesuai dengan peta memory, posisi karakter pada kolom 10 dari baris kedua mempunyai alamat 4Ah, sehingga sebelum kita menampilkan huruf “B” pada LCD, kita harus mengirim instruksi set posisi kursor, dan perintah untuk instruksi ini adalah 80h ditambah dengan alamat 80h + 4Ah =0Cah. Sehingga dengan mengirim perintah 0Cah ke LCD, akan menempatkan kursor pada baris kedua dan kolom ke 11.

3.5. Prosedur kerja sistem konverter

Prosedur pengukuran secara operasional pada sistem pengkonversi tekanan pada tabung gas ke massa dalam bentuk flow chart adalah seperti pada Gambar 3.8 berikut. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.8. Flow chart prosedur operasional Start Inisialisasi Port, ADC Baca Tekanan dan Tegangan Sensor Tampilkan Hasil LCD Proses, Kalkulasi P ‐vs‐M Baca Lagi ? Selesai Universitas Sumatera Utara

BAB IV HASIL PEMBUATAN DAN PENGUKURAN

4.1. Pengujian Rangkaian Power Supply

Pengujian dan pengukuran rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital.

4.1.1. Hasil Pengujian Power supply

Hasil pengujian pada pengukuran tegangan keluaran yang sesuai dengan rangkaian pada Gambar 3.2. diperoleh teganagan rata-rata sebesar 5 volt. Dengan demikian, tegangan pada catu daya dapat diandalkan untuk pensuplai be bagaian sistem secara keseluruhan dan hasilya cukup stabil bila dhubungkan ke bahagian lain dalam sistem.

4.2. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Karena pemrograman menggunakan mode ISP In System Programming mikrokontroler maka dapat diprogram secara langsung pada papan rangkaian dan dilakukan melalui rangkaian uji mikrokontroler seperti pada Gambar 3.3, yang telah dibuat melalui program downloader.

4.2.1. Hasil Pengujian Mikrokontroler

Pada pengujian mikrokontroler dilakukan dengan terlebih dahulu mengisi informasi Universitas Sumatera Utara