Sensor Rangkaian Pengkondisi Sinyal

21 Pada gambar 3.2 untuk Box pengendali utama terdiri dari rangkaian mikrokontroler, rangkaian driver LCD dan rangkaian pengkondisi sinyal. Untuk dimensi atau ukuran dari alat juga dapat dilihat pada gambar tersebut.

3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras

Pada bagian ini dijelaskan mengenai perancangan dari perangkat keras yang dibuat. Perancangan modul timbangan digital disusun dengan komponen seperti sensor berat strain gauge , untai penyeimbang jembatan wheatstone , rangkaian pengkondisi sinyal sebagai rangkaian penguat sinyal sensor berat. Dan perangkat keras lainnya seperti modul sensor tinggi, board mikrokontroler, LCD penampil maupun catu daya yang dibutuhkan.

3.2.1 Sensor

Strain Gauge Sensor berat yang digunakan adalah strain gauge disusun dengan konfigurasi rangkaian jembatan wheatstone . Dalam penerapannya untai jembatan wheatstone digabung dengan untai penyeimbang jembatan. Gambar 3.3 adalah contoh sensor strain gauge yang digunakan sebagai timbangan digital. Gambar 3.3 Strain Gauge Sensor Sedangkan untuk konfigurasi rangkaian jembatan wheatstone digabungkan dengan untai penyeimbang rangkaian jembatan dapat dilihat di bab dua pada gambar 2.10. Realisasi perangkat keras untuk sensor strain gauge dan untai penyeimbang rangkaian jembatan dapat dilihat pada gambar 3.4. 22 Gambar 3.4 Realisasi Sensor Berat dan Untai Penyeimbang

3.2.2 Rangkaian Pengkondisi Sinyal

Tegangan keluaran dari sensor berat sebelum masuk ke pin ADC mikrokontroler dihubungkan terlebih dahulu dengan rangkaian pengkondisi sinyal. Didalam perancangan ini digunakan IC Integrated Circuit INA125P yang merupakan IC instrumentasi yang mempunyai karakteristik[11] :  Low quiescent current 460 µA  Precision Voltage Reference : 1.24V, 2.5V, 5V or 10V  Sleep Mode  Low Offset Voltage 250µV maximal  Low Offset Drift 2µV o C maximal  Low Input Bias Current 20nA maximal  High CMRR 100dB minimal  Low noise 38nV √ at f=1kHz  Input Protection to ±40V  Wide Supply Range Single Supply 2.7V to 36V Dual Supply ±1.35V to ±18V Berdasarkan hasil pengukuran didapatkan selisih tegangan pada rangkaian jembatan modul sensor berat yang dapat dilihat pada tabel 3.1. 23 Tabel 3.1 Pengukuran Selisih Tegangan Modul Sensor Berat Beban Vo = V + - V - Sensor Berat 5kg 0,1mV 15kg 0,3mV 20kg 0,4mV 30kg 0,6mV 35kg 0,7mV 50kg 1,0mV 60kg 1,2mV 75kg 1,5mV 85kg 1,7mV 95kg 1,9mV 105kg 2,1mV 115kg 2,3mV 125kg 2,5mV 135kg 2,7mV 150kg 3,0mV Pada saat diberi beban maksimum yaitu 150 kg, tegangan selisih sensor berat sebesar 3,0 mV. ADC mikrokontroler hanya dapat diberi masukan tegangan dari 0 volt sampai 5 volt, jika ditentukan untuk berat maksimum nilai tegangannya adalah 4,5 volt setelah masuk rangkaian penguat. Maka besar penguatan yang diperlukan adalah : 3.1 Besar penguatan IC INA125P dapat diatur sesuai dengan rumus sebagai berikut 3.2 Jika besar penguatan yang dibutuhkan adalah 1500 kali maka nilai R G yang harus dipasang adalah : 24 Jadi nilai R G yang harus dipasang sebesar 40 Ω untuk mendapatkan penguatan sebesar 1500 kali. Bandgap V REF + - A 1 Ref Amp + - A 2 + - 30 kΩ 30 kΩ 10 kΩ 10 kΩ R R 2R 4R INA125 V+ SLEEP V- V IN + V IN - R G Sense V REF Out V REF BG V REF COM V REF 2.5 V REF 5 V REF 10 IA REF 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Pin ADC Arduino UNO 1kΩ 1kΩ 1kΩ 1kΩ 10 kΩ 10 kΩ 0,1µF 5V 40 Ω Gambar 3.5 Rangkaian Modul Sensor Berat 25 Gambar 3.6 Realisasi Modul Sensor Berat

3.2.3 Perancangan Modul Sensor Tinggi