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