BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Pengujian Alat
A. Pembangkit Sinyal osilator
Pembangkit sinyal dibangun dari sebuah IC XR2206 yang dikonfigurasi dengan resistor dan kapasitor eksternal untuk menghasilkan suatu nilai frekuensi tertentu.
Sinyal yang dipakai dari rangkaian pembangkit sinyal ini adalah sinyal sinusoidal. Berdasarkan persamaan 2.6, dengan konfigurasi nilai RC eksternal dengan nilai
kapasitor tetap sebesar 1 nF, dan resistor yang digunakan adalah resistor variabel 100 Kohm, maka diperoleh hasil pengujian rangkaian pembangkit sinyal pada suhu tetap
29
o
C yang dibangun dari sebuah IC XR2206 dengan menvariasikan resistansi resistor variabel dengan interval 10 Kohm ditunjukkan dari gambar grafik berikut.
Gambar 4.1 Grafik frekuensi teori dan frekuensi praktek vs resistansi resistor variabel eksternal
Dari grafik diatas menunjukkan hubungan resistansi resistor serta perbedaan frekuensi secara teori dan secara praktek dari rangkaian pembangkit sinyal. Terlihat
bahwa IC XR2206 memiliki kinerja yang baik dari frekuensi 20 KHz kebawah yang ditunjukkan oleh grafik yang behimpit, sedangkan untuk frekuensi diatas 20 KHz
memiliki ralat yang semakin besar secara praktek. Frekuensi gelombang osilator
20 40
60 80
100 120
20 40
60 80
100 120
F re
k u
e n
si K
H z
Resistansi Resistor KOhm
F teori KHz F praktek KHz
diukur menggunakan multimeter digital Sanwa CD800a dan juga dengan perhitungan periode gelombang pada osiloskop OWON.
Namun penurunan kinerja IC XR2206 bukan menjadi masalah, karena frekuensi yang digunakan tidak harus nilai frekuensi yang sangat besar. Frekuensi
gelombang yang dibutuhkan mampu melewati sampel oli sebagai bahan dielektrik dan memiliki gelombang keluaran yang baik.
B. Penguat Sinyal amplifier
Penguat sinyal memiliki peran yang sangat penting dalam sistem alat pengukuran tingkat kerusakan oli. Perbedaan amplitudo gelombang yang sangat kecil dari sampel
oli sangat sulit untuk dapat dibaca dan dibedakan oleh mikrokontroller. Penguat sinyal berfungsi untuk memperoleh perbedaan tegangan yang lebih besar dari sampel
yang berbeda dan untuk menyesuaikan besar tegangan agar dapat dibaca oleh mikrokontroller.
Penguatan dan pengkondisi sinyal dibangun dari dua buah IC LM741. Gambar 3.6 menunjukkan rangkaian skematik penguat sinyal. IC pertama terhubung
ke pelat sejajar. Berdasarkan persamaan 2.13 penguatan IC pertama pada frekuensi 50 KHz dengan medium udara adalah:
�
1
= 51
�Ω 180
�Ω = 0,283
���� Dan tegangan keluaran dari IC pertama sebagai masukan pada IC kedua dengan
penguatan : �
2
=
22,86 �Ω
1 �Ω
= 22,86 kali Resistansi 180
�Ω diperoleh dari perhitungan impedansi pelat sejajar sebagai transduser kapasitif apabila dilewatkan gelombang dengan frekuensi 50 KHz pada
medium udara. Sedangkan resistansi 22,86 �Ω adalah resistansi maksimum dari
potensiometer 20 �Ω sebagai resistor feedbackpada IC kedua. Sehingga penguatan
dari kedua IC adalah 0,283
� 22,86 = 6,477 kali.
C. Pelat Sejajar sebagai Transduser Kapasitif
Pelat sejajar yang difungsikan sebagai transduser kapasitif pada pembuatan alat pengukur tingkat kerusakan oli yang dibangun dari dua buah pelat tembaga.
Pemilihan pelat tembaga karena tembaga memiliki hambatan jenis yang lebih kecil
dari bahan yang lain yaitu sebesar 0,017 Ω�. Sehingga membuat pelat ini lebih
konduktif. Kedua pelat tembaga dipisahkan dengan jarak tertentu menggunakan bahan plastik dengan tebal sebesar 1,5 mm. Salah satu pelat terhubung langsung
dengan pembangkit sinyal melalui sebuah kabel dan pelat yang lain terhubung ke rangkaian penguat sinyal.
Gambar 4.2 Pelat tembaga sebagai Transduser Pengaruh perubahan bahan dielektrik yang terdapat diantara kedua pelat
terhadap gelombang yang dilewatkan merupakan hal yang sangat penting. Karena apabila tidak terdapat perbedaan interaksi gelombang dengan perubahan bahan
dielektrik maka sistem alat akan sulit untuk membedakan setiap sampel yang akan diuji. Pelat sejajar harus sensitif terhadap perubahan sampel oli yang akan di uji.
Pelat tembaga akan berhubungan langsung dengan sampel oli yang diuji tingkat kerusakannya. Untuk melihat tingkat sensitifitasnya dilakukan pengujian pada pelat
dengan frekuensi 10 KHz sampai 100 KHz dengan interval 5 KHz pada medium udara dan oli fresh. Hasil pengujian ditunjukkan oleh grafik berikut.
Gambar 4.3 grafik hubungan frekuensi dan tegangan pada medium udara dan oli fresh
Berdasarkan data grafik pada gambar 4.3, ditunjukkan bahwa pada frekuensi 10 KHz sampai 45 KHz terjadi tren menurun dari tegangan. Pada range frekuensi ini
1 2
3 4
5 6
7
20 40
60 80
100 120
T e
g a
n g
a n
v o
lt
Frekuensi KHz
tegangan medium udara volt tegangan medium oli Fresh volt
juga ditunjukkan bahwa tegangan medium udara lebih tinggi dari tegangan medium oli fresh. Hal tersebut terjadi karena frekuensi gelombang 10-45 KHz yang
dilewatkan masih sulit melalui medium oli fresh.
Gambar 4.4 gelombang osilator merah dan gelombang keluaran kuning pada frekuensi 40 KHz
Sedangkan dari frekuensi 50 KHz sampai 100 KHz tegangan medium oli fresh lebih besar dari tegangan medium udara. Namun terkecuali pada frekuensi 65
KHz pada medium oli terjadi penurunan tegangan yang signifikan kemudian tegangan kembali naik hingga pada frekuensi 85 sampai 100 KHz tegangan konstan.
Perubahan ini disebabkan mulai terjadi pembatasan fasa gelombang seperti ditunjukkan pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 gelombang osilator merah dan gelombang keluaran kuning pada frekuensi 90 KHz
Demikian juga pada medium udara terjadi penurunan tegangan signifikan pada frekuensi 70 KHz. Perubahan ini juga terjadi karena pembatasan fasa gelombang
keluaran, namun hal ini terjadi mulai pada frekuensi 70 KHz kemudian tegangan naik sampai frekuensi 100 KHz.
Pada frekuensi 50 KHz sampai 60 KHz ditunjukkan perubahan tegangan yang tejadi pada medium udara dan oli fresh. Tegangan oli fresh lebih besar dari
pada udara. Pada range frekuensi ini juga gelombang keluaran lebih stabil dan pengukuran tegangan yang lebih konstan seperti ditunjukkan pada gambar 4.6
berikut.
Gambar 4.6 gelombang osilator merah dan gelombang keluaran kuning pada frekuensi 50 KHz
Selisih tegangan antara medium oli fresh dan udara pada frekuensi 50, 55 dan 60 KHz berturut-turut 1,94 volt; 2,21 volt dan 2,10 volt. Selisih tegangan terbesar
terjadi pada frekuensi 55 KHz sebesar 2,21 volt. Namun frekuensi yang dipilih sebagai frekuensi yang digunakan adalah frekuensi 50 KHz. Pilihan ini didasari
pengujian nilai frekuensi 55 dan 60 KHz pada oli buruk tingkat kerusakan tinggi, tegangan yang terukur melebihi 5 volt yang melampaui tegangan yang dapat dibaca
mikrokontroller. Meskipun pada frekuensi 50 KHz selisih tegangan antara udara dan oli fresh lebih kecil, namun pada frekuensi ini gelombang keluaran lebih stabil dan
dapat diperoleh perbedaan tegangan dari sampel oli dengan tingkat kerusakan yang berbeda yang dapat dibaca oleh mikrokontroller.
D. Pengujian Mikrokontroller ATMega8535
Pengujian pada rangkaian mikrokontroller bertujuan untuk memastikan mikrokontroller berfungsi dengan baik. Pengujian dilakukan pada port PA0 ADC0
yang digunakan sebagai masukan tegangan dari rangkaian penguat sinyal, PD0 RXD dan PD1 TXD masing-masing sebagai jalur komunikasi data serial dangan
PC melalui USB to TTL dengan percobaan menghidupkan LED pada port yang digunakan. Pengujian dilakukan dengan menginput listing program berikut ke
mikrokontroller ATMega8535.
include mega8535.h masukkan mikro ATMega yang digunakan include delay.h masukkan waktu tunda
void mainvoid {
PORTA=0x00; DDRA=0x00;
PORTD=0x00; DDRD=0x00;
while 1 {
PORTA=0x01; PORTD=0x03;
delay_ms500; delay 500 msec }
}
E. Visual Basic 6.0 pada PC
Untuk pengolahan data dari mikrokontroller agar dapat diamati secara langsung melalui PC diolah melalui software Visual Basic 6.0. Untuk menampilkan visualisasi
dari hasil pengukuran tingkat kerusakan oli dengan visual basic 6.0 digunakan listing program berikut:
Private Sub Command1_Click End
End Sub
Private Sub Form_Load MSComm1.PortOpen = True
End Sub
Private Sub Timer1_Timer x = MSComm1.Input
If x Then Text2 = x 204.6
Text1 = x
End If If Text1 596 Then
Text3 = Kualitas Oli Baik End If
If Text1 610 Then Text3 = Kualitas Oli Buruk
End If
If Text1 596 Then Level = 1
Label1.BackColor = HFF0000 Label2.BackColor = H8000000E
End If If Text1 610 Then
Level = 1 Label1.BackColor = HFF0000
Label2.BackColor = HFF End If
End Sub
Tampilan visual dari visual basic 6.0 menunjukkan nilai data digital yang diterima dari mikrokontroller. Visual Basic membaca data digital tegangan dari
mikrokontroller melalui commport pada PC. Data digital dikonversi kembali menjadi nilai tegangan yang akan ditampilkan seperti pada gambar 4.7 berikut.
a b
c Gambar 4.7 Tampilan pengujian pada a medium udara dan sampel b oli fresh,
c oli buruk pada visual Basic
4.1.2 Pengujian Sistem Alat pada Sampel Oli