T1 192006027 Full text
data dari sampel yang diuji. Bagian ini terdapat dua buah komponen utama yaitu sebuah
motor stepper untuk menggerakkan sampel yang akan diuji bergerak ke arah sumbu x,
dan sebuah motor stepper kedua untuk menggerakkan sensor inframerah ke arah
sumbu y, sehingga proses scaning radiasi dapat berlangsung. Alat ini memakai sensor
infamerah MLX 90614 sebagai pendeteksi radiasi inframerah dan rangkaian
mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pengendali keseluruhan alat. Bagian software
berfungsi memprogram mikrokontroler dan mengolah data sehingga didapat informasi
dari sampel yang diuji. Bagian ini lalu menganalisanya kedalam bentuk warna-warna
yang berbeda untuk tiap tingkatan radiasi. Aplikasi program yang dipakai adalah AVR
Studio4 dan Microsoft visual basic 5 Express Edition.
Tujuan akhir dari penelitian ini adalah mendesain dan membangun sistem untuk
memetakan distribusi suhu berdasarkan radiasi inframerah yang berbasis
mikrokontroler ATMega 8535. Penelitian ini hanya dibatasi pada pembuatan dan
pengujian alat dalam memetakan distribusi suhu berdasarkan radiasi inframerah dari
benda.
2. TINJAUAN PUSTAKA
Hukum Radiasi Boltzman
Dari persamaan Stefan Boltzman dapat diketahui bahwa energi yang
dipancarkan oleh suatu permukaan dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu (Q/t)
sebanding dengan luas permukaan (A) dan sebanding dengan pangkat empat suhu
mutlak permukaan (T4). Secara matematika ditulis [1]:
P=
= eσAT
(1)
dengan nilai tetapan Stefan Boltzman
σ =5,67 x 10-8Wm-2K-4
P = Daya radiasi/energi kalor tiap sekon (W/m2)
Q = kalor/panas yang diradiasikan (kalori)
e = emisitas, nilainya di antara 0 dan 1 (0 ≤e≤ 1)
A = luas permukaan benda (m2)
T = Suhu Mutlak (K)
t = waktu selama benda meradiasai (sekon)
Sensor Inframerah
Sensor ini berfungsi sebagai pendeteksi intensitas radiasi inframerah yang
pancarkan objek/benda uji. Sensor yang dipakai adalah MLX 90614 tampak pada
Gambar 1. Sensor ini mampu mendeteksi radiasi pada temperatur objek antara -700C
hingga 3800C. Keluaran dari sensor ini telah berbentuk digital karena telah ada ADC di
dalamnya[4].
2
Gambar 1. MLX 90614[4]
Sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah yang dimiliki
benda yang terdeteksi olehnya. Prinsip kerjanya dengan menangkap energi panas yang
dihasilkan dari pancaran inframerah yang dimiliki setiap benda kemudian
mengkonfersinya dalam betuk besaran suhu.
Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan sistem mikroprosesor yang di dalamnya terdapat
CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainya. Mikrokontroler ini dikemas
dalam sebuah chip siap pakai, sehingga proses pemrograman isi ROM dapat langsung
dilakukan sesuai aturan penggunaan. Sedangkan format penulisan dapat memakai dua
pilihan yaitu format pemrograman assembly dan format pemrograman C[2].
ATMega 8535 merupakan chip mikrokontroler buatan perusahaan Atmel yang
memiliki fitur antara lain:[5]
1. Memori flash 8 KB yang bisa diprogram ulang sampai 10.000 siklus baca/tulis
2. 512 Byte EEROM
3. 512 Internal SRAM
4. Fungsi penguncian memori program untuk memproteksi isi memori program
internal
5. Bekerja pada frekuensi sampai 16 Mhz
6. Mendukung program serial USART
7. 32 pin masukan/luaran (I/O)
Motor Stepper
Dalam rancangan alat ini motor stepper berguna sebagai penggerak mekanik
untuk sensor inframerah maupun objek/benda uji. Prinsip kerjanya mengubah dari
energi listrik menjadi energi mekanis. Motor stepper memakai antar muka digital
sebagai pengatur posisi, arah putaran, dan kecepatan motornya. Motor jenis ini memiliki
dua buah bagian utama yaitu rotor dan stator. Rotor adalah bagian motor yang
berputar, sedangkan stator adalah rumah dari motor itu sendiri. Bagian rotor terbuat
dari magnet permanen, dengan satu keping kutub magnet utara, dan satu keping kutub
magnet selatan. Pada bagian stator terbuat dari inti besi elektromagnet yang kutubkutubnya sama lebar dengan gigi rotor, tetapi ada jarak antara rotor dan stator. Pada
stator terdapat 8 buah kutub elektromagnet, empat di depan (untuk pole utara rotor)
dan empat di belakang (untuk pole selatan rotor). Cara kerja motor stepper adalah
3
perubahan polaritas yang membuat kundisi yang tadinya tarik-menarik menjadi tolak
menolak atau sebaliknya. Prinsip kerja motor stepeer yaitu sebenarnya berputar secara
penuh penuh tetapi melalui serangkaian step-step pemutaran diskrit.
AVR Studio4
Bagian ini menggunakan dua software yang memiliki fungsi masing-masing.
Software pertama yang dipakai adalah AVR Studio4, fungsinya memprogram
mikrokontroler dengan bahasa C. Sedangkan sorfware kedua yang dipakai adalah Visual
Basic 5 Express Edition berfungsi menggolah data dan kemudian menampilkanya pada
warna.
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan melalui beberapa tahap. Tahap-tahap diantaranya adalah
perancangan alat baik hardware maupun software, kemudian pembuatan alat, dan yang
terakhir pengujian kinerja alat.
3.
Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras (Hardware)
Dalam mengembangkan sebuah rancangan harus selalu memperhatikan tujuan
utama penelitian ini, yaitu dengan cara meninjau kembali permasalah awalnya.
Perancangan alat yang akan dibuat berdasarkan pada blok diagram pada Gambar 2.
Gambar 2. Blok diagram alat
Selanjutnya setelah memperoleh gambaran kasar berdasarkan blok diagram
diatas langkah selanjutnya adalah merancang mekanik dari alat ini. Karena bagian
mekanik ini memegang peran agar proses pemetaan dapat terlaksana. Komponen
utamanya adalah dua motor stepper sebagai penggerak.
Prinsip kerja dari motor steper adalah mengubah dari energi listrik menjadi
energi mekanis. Perputaran motor stepper sebenarnya berputar penuh tetapi melalui
serangkaian step-step pemutaran diskrit. Pemilihan penggunaan motor stepper
dikarenakan motor stepper memakai antar muka digital sebagai pengatur posisi, arah
putaran dan kecepatan dari motor itu sendiri. Dengan mengacu pada keunggulan dari
motor jenis ini maka penggunaanya akan sesuai dengan yang dibutuhkan untuk prinsip
kerja rancangan mekanis
4
Gambar 3. Desain sistem mekanis motor stepper
Karena tujuan utama penelitian ini adalah untuk memetakan stuktur
keseluruhan yang ada pada suatu objek/benda, maka penting untuk mengetahui
koordinat dari posisi titik pada objek saat proses pengambilan data berlangsung.
berlangsung Cara
kerja sistem mekanisnya adalah memetakan objek kedalam koordinat x dan y. Untuk
dapat melakukan itu perlu adanya pergerakan dari objek ataupun sensor sendiri agar
dapat ke arah x dan y. Maka pada penelitian ini dibuat rancangan mekanis seperti pada
Gambar 3 yang memanfatkan gerakan diskrit dari kedua motor stepper guna
mendapatkan posisi ke arah sumbu x dan y.
Posisi antara motor stepper pertama dengan motor stepper dua adalah seperti
Gambar 3 yaitu letak sensor dihadapkan pada permukaan dari objek yang akan diukur.
Proses kerja mekanik ini adalah motor steper pertama difungsikan sebagai penggerak
dari sensor inframerah untuk dapat bergerak ke arah sumbu y. Sensor
sor inframerah
diletakkan pada bagian motor stepper pertama yang tepatnya pada tali penarik yang
diposisikan antara grigi motor stepper dengan sebuah laker di bagian atas seperti pada
gambar 3 sebelah kiri.. Dengan bantuan tali penarik maka sensor dapat leluasa untuk
bergerak ke arah sumbu y. Sehingga saat pengambilan datapun bisa diperoleh koodinat
y dari objek berdasarkan kemajuan tiap
tia pergerakan motor stepper pertama ini.
ini..
Sedangkan motor stepper kedua difungsikan sebagai penggerak wadah atau
tempat peletakan objek yang akan dipetakan. Dimana pada bagian atas dari motor
stepper kedua ini ditempatkan sebuah wadah khusus yang nantinya berfungsi sebagai
tempat objek/benda yang akan dipetakan seperti pada Gambar 3 sebelah kanan.
kanan Proses
pergerakan motor stepper kedua adalah memutar ke arah sumbu x, dan begitu juga
pergerakan wadah juga ke arah sumbu x seiring dengan setiap pergerakan dari motor
stepper kedua. Dengan begitu maka koordinat dari posisi titik (ke arah sumbu x) dapat
diketahui berdasarkan berapa jumlah kemajuan langkah motor stepper kedua ini.
5
Stepper kedua yang dipakai jumlah kemajuan langkah pergerakannya sebesar 200
kelajuan langkah yaitu 200 step untuk dapat berputar penuh 3600.
Gambar 4. Proses pengambilan data
Urutan proses pengambilan data ditunjukkan pada gambar 4, sensor bergerak
ke posisi awal kemudian mengambil data selanjutnya mengirimkanya ke bagian
mikrokontroler. Selanjutnya stepper pertama bergerak memutar satu step sehingga
sensor ikut naik, sedangkan motor stepper kedua diam, diikuti pengambilan data
selanjutnya mengirimkanya ke bagian mikrokontroler. Proses itu berlanjut hingga pada
posisi y yang telah ditentukan. Tahap berikutnya adalah motor stepper kedua bergerak
memutar ke arah kiri (sumbu y) satu step sedangkan motor stepper pertama diam,
kemudian dilakukan pengambilan data lalu mengirimkanya ke bagian mikrokontroler.
Kemudian dilanjutkan motor steper pertama bergerak kebalikan arah dari perputaran
saat naik, sehingga sensor ikut turun diikuti pengambilan data lalu mengirimkanya ke
bagan mikro kontroler. Inti dari urutan proses pengambilan data adalah sensor bergerak
ke arah y dengan bantuan motor stepper pertama untuk mengambil data pada posisi ke
arah sumbu y sedangkan pergerakan stepper kedua yang diikuti pergerakan benda
untuk mengambil data kearah sumbu x sampai pada luasan benda yang ingin dipetakan.
Bagian yang tidak kalah penting dalam susunan alat ini adalah rangkaian
mikrokontroler. Pada rangkaian ini terdapat ATMega 8535 yang berfungsi untuk
mengendalikan seluruh alat. Gambar 4 menunjukkan skema rangkaian mikrokontroler
yang akan digunakan dengan blok bagian-bagiannya adalah chip AVR ATMega 8535, IC
ULN2008 sebagai penguat arus, IC MAX232, dan bagian power supply memakai IC
regulator 7805 dan 7905 yang menghasilkan tegangan sebesar 5 volt. Rangkaian
mikrokontroler ini dilengkapi dengan port-port untuk masukan/luaran untuk proses data
untuk motor stepper ataupun rangkaian opto interrupter serta port lainya seperti untuk
dihubungkan dengan sensor inframerah yaitu port SDA dan SCL, kemudian port RxD dan
TxD sebagai sarana pengiriman dan penerima data ke PC atau laptop.
Urutan data proses pengambilan data berdasarkan gambar 5 dimulai dari sensor
inframerah yang mengirimkan data berupa data digital dengan akses protocol I2C (inter
integrated circuit) ke bagian mikro melalui port SDA dan SCL pada chip ATMega
6
ditunjukkan pada pin PC0 dan PC1 pada kaki nomor 22 dan 23. Selanjutnya data yang
diterima dari sensor diolah mikrokontroler menjadi berbentuk serial kemudian
mengirimkanya ke PC lewat port RxD dan TxD lewat IC MAX232 untuk mengubahnya
dari lewel TTL menjadi level serial melalui RS232 yaitu pada awalnya sebelum masuk
RS232 berupa level TTL (transistor transistor logic) tegangan dari 0-5 volt, dan dinilai 0
saat teganganya 0 Volt dan dinilai 1 saat tegangan 5 volt. Sedangkan setelah melalui
RS232 menjadi level serial yaitu keluaran teganganya dari-23Volt hingga +23 Volt, akan
dinilai 1 jika teganganya berada diantara -3 Volt hingga -23volt dan dinilai 0 jika level
teganganya dari+3 Volt hingga+23 Volt. Selanjutnya dengan konektor DB9 data serial
tersebut dikirim ke PC kemudian diolah dengan aplikasi program Microsoft visual basic 5
Express Edition.
Gambar 5. Skema rangkaian mikrokontroler ATMega 8535
Setelah desain alat telah jadi, maka tahap berikutnya merealisasikanya kedalam
bentuk sebenarnya. Dari skema rangkaian yang sudah ada, dibuat layout PCB kemudian
dilanjutkan dengan proses pemasangan tiap komponen sesuai dengan letak dan nilainya
masing-masing seperti yang ditunjukkan pada gambar 5. Berikutnya dilakukan proses
pengujian rangkaian namun yang lebih dahulu dilakukan adalah mengecek tegangan
pada bagian power supply sesuai atau tidak dengan ketentuan.
7
Gambar 5. Board PCB mikrokontroler
Begitu juga bagian mekanik alat, setelah desain gambar selesai maka dilakukan
proses pemilihan bahan, pengukuran bahan, kemudian perakitan keseluruhan alat.
Dalam tahap pemilihan bahan maupun pengukuran bahan berpengaruh pada tingkat
ketahanan alat serta ketepatan ukuran dalam proses perakitanya. Oleh karena itu perlu
mengumpulkan referensi maupun menguji terlebih dahulu ketahanan bahan yang akan
digunakan.
Langkah-langkah proses pembuatanya dimulai dari pencarian bahan yang cocok
terlebih dahulu. Untuk tumpuan dari motor stepper pertama dipilih dari bagian mekanik
printer. Keunggulannya dari segi bahan lebih kuat dan dari segi untuk desain mekanik
untuk peletakan sensor lebih mudah, karena sudah ada sebuah laker dan mengganti tali
penarik serta motornya kemudian menyesuaikan ukuran dengan jarak motor dengan
lakernya.
Untuk kerangka motor stepper kedua digunakan dari plat alumunium yang
cukup tebal sebagai tumpuan agar wadah pergerakanya dapat seiring dengan
pergerakan motor stepper. Pada wadah untuk letak benda diberi penjepit agar saat
benda ikut berputar tetap dapat menempel pada wadah. Dalam mekanik alat ini juga
dipasang rill dibawah motor kedua guna mengatur jarak sensor dengan benda.
8
Gambar 6. Alat setelah dirakit
Bila rangkaian mikrokontroler sudah benar dan bagian mekanik juga telah jadi
maka dilakukan proses pemasangan sambungan berupa kabel-kabel diantara kedua
bagian ini. Ada beberapa kabel yang perlu dihubungkan, yaitu sambungan untuk kedua
motor stepper, koneksi dengan sensor inframerah, dan beberapa kabel untuk komponen
opto-interrupternya, dan hasil rakitan seperti terlihat pada gambar 6.
Desain Perangkat Lunak (Software)
Pembuatan software dilakukan dengan AVR Studio4. AVR Studio4 merupakan
software firmware buatan Atmel yang digunakan khusus untuk membuat program
assembly maupun dengan bahasa pemrograman C[2]. Dalam proses pengisian program
pada mikrokontroler dilakukan dengan bantuan downloader STK500VUSB melalui
koneksi USB dengan PC. Pada rangkaian mikrokontroler yang dipakai untuk koneksi itu
adalah portB (PB5, PB6, PB7, dan pin untuk riset). Namun sebelumnya PC atau
komputer diinstal dahulu WinAVR. Sebelum mikrokontroler diprogram sebaiknya
mengerti dulu mengerti seluk beluk dan cara kerja dari piranti-piranti yang terkait.
Misalnya mengerti dulu prinsip kerja motor stepper berputar, bentuk dari keluaran dari
sensor inframerah, cara kerja opto-interrupter serta yang lainya. Yang perlu diperhatikan
adalah mengetahui rancangan fungsi masing-masing komponen kemudian diubahnya ke
dalam bahas pemrogramannya.
Untuk mempermudah proses pengendalian dan penampilan kedalam bentuk
visual maka dipakailah Visual Basic 5 Express Edition sebagai software yang kedua. Di
aplikasi ini telah disediakan peralatan yang kita butuhkan pada ToolBox sebagai alat atau
komponen untuk pembuatan program. Prinsipnya sebagai pengolah data menjadi
bentuk grafik, garis, gambar serta lainya[3].
9
Alur data dimulai dari boad mikrokontroler yang telah dilengkapi dengan
komunikasi USART sebagai transmisi menuju serial port yang berada pada PC.
komunikasi serial RS232 mempunyai kecepatan transfer(baudrate) 19200 bits/detik.
Proses pengiriman data dilakukan secara bit per bit dan kecepatan transfernya harus
sama antara pengirim dan penerima. Maka dalam program visual basic juga harus diatur
baudratenya sehingga keduanya sinkron. Setelah itu barulah data diterima dan diproses
menjadi tingkatan warna.
Aplikasi alat pemetaan distribusi radiasi ini dilengkapi dengan kolom masukan
untuk mengatur posisi dan luasan dari permukaan benda yang akan diketahui
radiasinya. Pada kolom x start dan x stop untuk mengatur pergerakan/pemetaan ke
sumbu arah x, dan kolom y start dan y stop untuk mengatur pergerakan/pemetaan ke
arah sumbu y. Besar nilai x start dapat dimulai dari 0 dan nilai maksimal x stop adalah
200 karena motor stepper yang digunakan pada alat ini menpunyai 200 pergerakan
untuk sekali putar atau 3600. Sedangkan untuk besarnya nilai y start dapat dimulai dari 0
dan nilai maksimal y stop adalah 300. Maka disimpulkan kemampuan pemetaan adalah
200x300. Aplikasi ini juga dilengkapi pengaturan tampilan nilai perbesaran dimulai dari
skala 1 hingga 20. Jika ingin mengatur perbedaan warna yang ditampilkan dapat dengan
mengubah warna maupun nilai dari jangkauan nilai yang diukur. Jika ingin mengetahui
besarnya suhu setelah melakukan pemetaan maka dapat ditujukkan dengan
mendekatkan cursor pada piksel yang ingin diketahui. Aplikasi ini juga dilengkapi dengan
pengaturan terminal untuk tiap com yang ingin dipakai sehingga aplikasi ini dapat
dipakai pada komunikasi serial port pada PC maupun pada laptop lewat USB bila
menggunakan kabel USB to serial.
10
4.
HASIL ANALISIS
Setelah dilakukan pengujian alat maka didapat hasil tampilan aplikasi pemetaan
distribusi suhu berdasarkan radiasi seperti pada Gambar 8. Pengabilan data ini
dilakukan pada besi yang suhunya berbeda. Dari gambar dibawah ini dapat dilihat
perbedaan suhu yang terdeteksi pada permukaan sensor pada jarak 10 cm dengan
luasan pemetaan 20x20.
Gambar 8. Tampilan akhir pemetaan suhu berdasarkan radiasi inframerah
Gambar 8 merupakan hasil dari pemetaan pada benda yang beda suhunya.
Dapat terlihat bahwa ada perbedaan warna pada hasil pemetaan. Pengambilan data
pada sumbu x ditunjukkan arah ke kanan tampilan, dan pengambilan pada sumbu y
ditunjukkan pada arah ke atas tampilan. Dengan melihat pada perbedaan warna maka
kita dapat mengetahui bagian mana suhu yang lebih tinggi dan bagian mana yang
suhunya lebih rendah.
Matrik 1 menunjukkan nilai dari suhu pada permukaan benda. Karena sensor
yang digunakan cara kerjanya mendeteksi radiasi benda lalu mekonversinya pada nilai
suhu. Melalui matrik ini dapat dijelaskan posisi titik letak saat pengambilan data dan
dapat dilihat nilai suhu yang terukur oleh sensor. Pada matik 1 terdapat 20 kolom dan 20
baris, dan pada tiap kolom berisi nilai suhu yang terukur. Dengan melihat matrik
tersebut maka dapat disimpulkan bahwa pengujian alat berhasil.
11
27
.3
27
.3
27
.1
27
.8
27
.9
28
.1
27
.8
29
.1
29
.5
28
.6
28
.8
28
.6
28
.5
29
.2
29
28
.7
28
.4
28
.3
28
.3
27
.7
28
.5
28
.8
28
.9
30
31
.5
31
.7
39
39
.2
31
29
.4
29
.4
29
.6
29
.5
29
.6
29
.7
28
.4
28
.1
28
.2
28
.1
27
.9
30
.7
30
.7
30
.8
31
.1
31
32
.4
32
.7
33
33
.2
33
.3
33
.3
33
33
.6
29
.1
29
37
.1
37
.2
37
.1
29
.5
28
.6
29
.2
29
.1
32
.3
32
.4
32
.5
30
.3
30
.4
32
.5
32
.6
32
.4
33
.4
32
.7
33
29
.9
29
.8
29
.8
29
.6
29
.6
31
.7
30
.5
31
.4
29
.3
29
.3
31
.8
31
.9
32
.3
32
.8
33
.2
33
33
.4
33
.3
31
.2
33
.5
30
.3
35
.3
35
.3
35
.4
29
.6
29
.4
31
36
.2
36
.4
36
.6
37
36
.8
37
37
.4
37
39
37
.5
37
.3
37
.1
37
32
35
.5
35
.3
34
.4
34
.7
35
35
35
34
.8
34
.7
36
.9
37
39
.3
39
39
.3
37
.8
43
.5
37
.8
36
.6
36
.8
35
.6
35
.8
32
.3
32
.1
32
32
.2
32
38
.1
41
.6
42
42
.2
42
.2
42
.5
43
43
43
44
.2
43
.4
37
.7
37
.5
37
.6
36
.7
36
.6
36
.7
36
.7
35
,7
32
.6
35
35
.3
35
.4
41
.8
41
.9
41
.8
42
.8
42
.7
42
.7
42
.6
44
36
.2
43
.2
37
.8
37
.6
36
.4
36
.4
36
.3
36
.3
36
.4
41
.3
41
.5
41
.6
41
.8
41
.9
41
.9
42
.9
42
.8
42
.9
42
.9
36
.4
37
.6
37
.5
37
.7
35
.5
35
.7
35
.8
35
.8
35
.8
35
.7
36
.8
40
.5
40
.5
40
.4
40
.3
40
.6
40
.7
36
.8
36
.6
36
.6
36
.6
37
37
.3
37
.2
37
36
.6
35
.7
36
.7
36
.5
35
.7
36
.2
36
.5
42
.6
42
.7
43
42
.4
43
.1
43
.5
43
.6
36
36
36
.4
36
.3
36
.4
36
.4
36
.4
36
.3
35
.7
35
.6
35
.6
35
.5
35
.2
35
.4
35
.5
35
.2
31
.2
31
.2
31
.4
31
.2
35
.7
41
.2
36
.4
36
.2
36
.4
32
31
.8
31
.8
31
.6
31
.6
31
.7
30
.7
35
.4
35
.4
30
.9
35
31
31
.2
31
.5
31
.4
35
.2
30
.8
31
.4
31
.4
31
.4
31
.6
31
.3
31
.5
31
.1
31
.2
30
30
.5
50
.3
30
.3
34
.3
34
.3
35
.1
34
.9
34
.9
41
.1
41
.3
34
.5
34
.4
34
.5
29
.3
29
.4
28
.7
29
.2
29
.4
29
.9
29
.9
33
.5
33
.5
33
.5
33
.7
33
.5
33
.6
33
.8
34
.4
34
.4
34
.3
34
.4
34
.4
34
.2
34
.1
33
.9
33
.8
33
.7
33
.6
33
.7
33
.9
28
.9
29
.3
29
.4
29
.7
29
.7
29
.6
28
.8
28
.8
28
.9
28
.6
28
.7
28
.7
40
.3
34
.2
40
.4
40
39
.3
38
.8
30
.1
30
.1
28
.7
30
.4
34
33
.2
31
.5
31
.3
31
.4
31
.4
31
.3
31
.3
31
.2
31
.9
31
.7
29
.5
29
.3
28
.9
29
.4
29
.5
29
.5
29
.4
29
28
28
.8
28
.8
28
.6
30
.8
30
.9
30
.8
34
.5
33
.3
32
.4
32
28
.2
28
.8
28
.9
30
.8
29
.9
29
.9
29
.6
31
31
.2
31
.2
31
.2
36
.2
35
.2
29
.3
29
.4
29
.4
28
.9
29
.8
29
.6
31
.4
31
.6
31
31
.2
30
.5
29
.5
29
.4
28
.9
28
.6
Matrik 1. matrik suhu pada sensor
Dalam proses pengambilan data antara besarnya suhu berdasarkan jarak maka
diperoleh data seperti Grafik 1 . Benda yang diukur adalah lampu pijar dengan daya 100
Watt dengan jarak diubah-ubah dengan titik pengambilan data tetap. Hasil dari
pengukuran menunjukkan bahwa suhu permukaan yang terukur oleh sensor berubahubah. Makin besar jarak sensor dengan permukaan benda, maka semakin rendah suhu
yang tertampil. Dengan melihat grafik tersebut diperoleh kesimpulan bahwa sensor
dapat mengukur suhu namun suhu yang terukur dengan sensor tidak tetap walau titik
pengukuranya tidak diubah. Sehingga kemungkinan ada yang kesalahan dalam proses
pengukuran, pemrograman ataupun ada kerusakan pada bagian kalibrasi pada sensor
sendiri.
12
data
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
50
100
150
200
250
jarak(cm)
Grafik 1. Hubungan suhu terhadap jarak
5.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil yang diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa desain sistem
pemetaan dapat dianggap berhasil dalam proses memetakan. Bagian hardware maupun
software mampu bekerja sesuai harapan dengan keluaran berupa beda warna. Namun,
pada proses pengukuran suhu muncul kendala ketidakcocokan antara suhu yang diukur
sensor dengan suhu sebenarnya pada benda.
Saran bagi peneliti selanjutnya bila ingin melakukan pemetaan suatu objek
dapat memakai alat ini. Peneliti dapat mengganti sensor sudah ada dengan sensor lain
sesuai dengan informasi yang ingin diketahui. Misalnya dapat diganti dengan sensor
cahaya, sensor ultrasonik ataupun sensor yang lainya. Karena tujuan utama penelitian
ini adalah mendesain sistem yang dapat memetakan keseluruhan permukaan benda.
Untuk pemilihan jenis sensor selain kita mengetahui spesifikasinya, ada baiknya untuk
menyediakan cadangan sensor agar bisa dibandingkan antara sensor satu dengan sensor
lain.
6.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid 1 (Terjemahan), Jakarta: Penerbit Erlangga
[2] Ardi Winoto, 2010, Mikrokontroler AVR ATmega8/16/32/8535 dan Pemrogramanya
dengan Bahasa C pada WinAVR, Bandung: Penerbit Informatika Bandung
[3] Hendrayudi, 2009, VB 2008 untuk Berbagai Keperluan Programing, Jakarta:
Penerbit PT Elex Media Kompotindo
[4] www.melexis.com, diakses tanggal 28 april 2011 pukul 9.57
[5] www. atmel.com/literature, diakses tanggal 9 april 2011 pukul 11.25
13
motor stepper untuk menggerakkan sampel yang akan diuji bergerak ke arah sumbu x,
dan sebuah motor stepper kedua untuk menggerakkan sensor inframerah ke arah
sumbu y, sehingga proses scaning radiasi dapat berlangsung. Alat ini memakai sensor
infamerah MLX 90614 sebagai pendeteksi radiasi inframerah dan rangkaian
mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pengendali keseluruhan alat. Bagian software
berfungsi memprogram mikrokontroler dan mengolah data sehingga didapat informasi
dari sampel yang diuji. Bagian ini lalu menganalisanya kedalam bentuk warna-warna
yang berbeda untuk tiap tingkatan radiasi. Aplikasi program yang dipakai adalah AVR
Studio4 dan Microsoft visual basic 5 Express Edition.
Tujuan akhir dari penelitian ini adalah mendesain dan membangun sistem untuk
memetakan distribusi suhu berdasarkan radiasi inframerah yang berbasis
mikrokontroler ATMega 8535. Penelitian ini hanya dibatasi pada pembuatan dan
pengujian alat dalam memetakan distribusi suhu berdasarkan radiasi inframerah dari
benda.
2. TINJAUAN PUSTAKA
Hukum Radiasi Boltzman
Dari persamaan Stefan Boltzman dapat diketahui bahwa energi yang
dipancarkan oleh suatu permukaan dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu (Q/t)
sebanding dengan luas permukaan (A) dan sebanding dengan pangkat empat suhu
mutlak permukaan (T4). Secara matematika ditulis [1]:
P=
= eσAT
(1)
dengan nilai tetapan Stefan Boltzman
σ =5,67 x 10-8Wm-2K-4
P = Daya radiasi/energi kalor tiap sekon (W/m2)
Q = kalor/panas yang diradiasikan (kalori)
e = emisitas, nilainya di antara 0 dan 1 (0 ≤e≤ 1)
A = luas permukaan benda (m2)
T = Suhu Mutlak (K)
t = waktu selama benda meradiasai (sekon)
Sensor Inframerah
Sensor ini berfungsi sebagai pendeteksi intensitas radiasi inframerah yang
pancarkan objek/benda uji. Sensor yang dipakai adalah MLX 90614 tampak pada
Gambar 1. Sensor ini mampu mendeteksi radiasi pada temperatur objek antara -700C
hingga 3800C. Keluaran dari sensor ini telah berbentuk digital karena telah ada ADC di
dalamnya[4].
2
Gambar 1. MLX 90614[4]
Sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah yang dimiliki
benda yang terdeteksi olehnya. Prinsip kerjanya dengan menangkap energi panas yang
dihasilkan dari pancaran inframerah yang dimiliki setiap benda kemudian
mengkonfersinya dalam betuk besaran suhu.
Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan sistem mikroprosesor yang di dalamnya terdapat
CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainya. Mikrokontroler ini dikemas
dalam sebuah chip siap pakai, sehingga proses pemrograman isi ROM dapat langsung
dilakukan sesuai aturan penggunaan. Sedangkan format penulisan dapat memakai dua
pilihan yaitu format pemrograman assembly dan format pemrograman C[2].
ATMega 8535 merupakan chip mikrokontroler buatan perusahaan Atmel yang
memiliki fitur antara lain:[5]
1. Memori flash 8 KB yang bisa diprogram ulang sampai 10.000 siklus baca/tulis
2. 512 Byte EEROM
3. 512 Internal SRAM
4. Fungsi penguncian memori program untuk memproteksi isi memori program
internal
5. Bekerja pada frekuensi sampai 16 Mhz
6. Mendukung program serial USART
7. 32 pin masukan/luaran (I/O)
Motor Stepper
Dalam rancangan alat ini motor stepper berguna sebagai penggerak mekanik
untuk sensor inframerah maupun objek/benda uji. Prinsip kerjanya mengubah dari
energi listrik menjadi energi mekanis. Motor stepper memakai antar muka digital
sebagai pengatur posisi, arah putaran, dan kecepatan motornya. Motor jenis ini memiliki
dua buah bagian utama yaitu rotor dan stator. Rotor adalah bagian motor yang
berputar, sedangkan stator adalah rumah dari motor itu sendiri. Bagian rotor terbuat
dari magnet permanen, dengan satu keping kutub magnet utara, dan satu keping kutub
magnet selatan. Pada bagian stator terbuat dari inti besi elektromagnet yang kutubkutubnya sama lebar dengan gigi rotor, tetapi ada jarak antara rotor dan stator. Pada
stator terdapat 8 buah kutub elektromagnet, empat di depan (untuk pole utara rotor)
dan empat di belakang (untuk pole selatan rotor). Cara kerja motor stepper adalah
3
perubahan polaritas yang membuat kundisi yang tadinya tarik-menarik menjadi tolak
menolak atau sebaliknya. Prinsip kerja motor stepeer yaitu sebenarnya berputar secara
penuh penuh tetapi melalui serangkaian step-step pemutaran diskrit.
AVR Studio4
Bagian ini menggunakan dua software yang memiliki fungsi masing-masing.
Software pertama yang dipakai adalah AVR Studio4, fungsinya memprogram
mikrokontroler dengan bahasa C. Sedangkan sorfware kedua yang dipakai adalah Visual
Basic 5 Express Edition berfungsi menggolah data dan kemudian menampilkanya pada
warna.
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan melalui beberapa tahap. Tahap-tahap diantaranya adalah
perancangan alat baik hardware maupun software, kemudian pembuatan alat, dan yang
terakhir pengujian kinerja alat.
3.
Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras (Hardware)
Dalam mengembangkan sebuah rancangan harus selalu memperhatikan tujuan
utama penelitian ini, yaitu dengan cara meninjau kembali permasalah awalnya.
Perancangan alat yang akan dibuat berdasarkan pada blok diagram pada Gambar 2.
Gambar 2. Blok diagram alat
Selanjutnya setelah memperoleh gambaran kasar berdasarkan blok diagram
diatas langkah selanjutnya adalah merancang mekanik dari alat ini. Karena bagian
mekanik ini memegang peran agar proses pemetaan dapat terlaksana. Komponen
utamanya adalah dua motor stepper sebagai penggerak.
Prinsip kerja dari motor steper adalah mengubah dari energi listrik menjadi
energi mekanis. Perputaran motor stepper sebenarnya berputar penuh tetapi melalui
serangkaian step-step pemutaran diskrit. Pemilihan penggunaan motor stepper
dikarenakan motor stepper memakai antar muka digital sebagai pengatur posisi, arah
putaran dan kecepatan dari motor itu sendiri. Dengan mengacu pada keunggulan dari
motor jenis ini maka penggunaanya akan sesuai dengan yang dibutuhkan untuk prinsip
kerja rancangan mekanis
4
Gambar 3. Desain sistem mekanis motor stepper
Karena tujuan utama penelitian ini adalah untuk memetakan stuktur
keseluruhan yang ada pada suatu objek/benda, maka penting untuk mengetahui
koordinat dari posisi titik pada objek saat proses pengambilan data berlangsung.
berlangsung Cara
kerja sistem mekanisnya adalah memetakan objek kedalam koordinat x dan y. Untuk
dapat melakukan itu perlu adanya pergerakan dari objek ataupun sensor sendiri agar
dapat ke arah x dan y. Maka pada penelitian ini dibuat rancangan mekanis seperti pada
Gambar 3 yang memanfatkan gerakan diskrit dari kedua motor stepper guna
mendapatkan posisi ke arah sumbu x dan y.
Posisi antara motor stepper pertama dengan motor stepper dua adalah seperti
Gambar 3 yaitu letak sensor dihadapkan pada permukaan dari objek yang akan diukur.
Proses kerja mekanik ini adalah motor steper pertama difungsikan sebagai penggerak
dari sensor inframerah untuk dapat bergerak ke arah sumbu y. Sensor
sor inframerah
diletakkan pada bagian motor stepper pertama yang tepatnya pada tali penarik yang
diposisikan antara grigi motor stepper dengan sebuah laker di bagian atas seperti pada
gambar 3 sebelah kiri.. Dengan bantuan tali penarik maka sensor dapat leluasa untuk
bergerak ke arah sumbu y. Sehingga saat pengambilan datapun bisa diperoleh koodinat
y dari objek berdasarkan kemajuan tiap
tia pergerakan motor stepper pertama ini.
ini..
Sedangkan motor stepper kedua difungsikan sebagai penggerak wadah atau
tempat peletakan objek yang akan dipetakan. Dimana pada bagian atas dari motor
stepper kedua ini ditempatkan sebuah wadah khusus yang nantinya berfungsi sebagai
tempat objek/benda yang akan dipetakan seperti pada Gambar 3 sebelah kanan.
kanan Proses
pergerakan motor stepper kedua adalah memutar ke arah sumbu x, dan begitu juga
pergerakan wadah juga ke arah sumbu x seiring dengan setiap pergerakan dari motor
stepper kedua. Dengan begitu maka koordinat dari posisi titik (ke arah sumbu x) dapat
diketahui berdasarkan berapa jumlah kemajuan langkah motor stepper kedua ini.
5
Stepper kedua yang dipakai jumlah kemajuan langkah pergerakannya sebesar 200
kelajuan langkah yaitu 200 step untuk dapat berputar penuh 3600.
Gambar 4. Proses pengambilan data
Urutan proses pengambilan data ditunjukkan pada gambar 4, sensor bergerak
ke posisi awal kemudian mengambil data selanjutnya mengirimkanya ke bagian
mikrokontroler. Selanjutnya stepper pertama bergerak memutar satu step sehingga
sensor ikut naik, sedangkan motor stepper kedua diam, diikuti pengambilan data
selanjutnya mengirimkanya ke bagian mikrokontroler. Proses itu berlanjut hingga pada
posisi y yang telah ditentukan. Tahap berikutnya adalah motor stepper kedua bergerak
memutar ke arah kiri (sumbu y) satu step sedangkan motor stepper pertama diam,
kemudian dilakukan pengambilan data lalu mengirimkanya ke bagian mikrokontroler.
Kemudian dilanjutkan motor steper pertama bergerak kebalikan arah dari perputaran
saat naik, sehingga sensor ikut turun diikuti pengambilan data lalu mengirimkanya ke
bagan mikro kontroler. Inti dari urutan proses pengambilan data adalah sensor bergerak
ke arah y dengan bantuan motor stepper pertama untuk mengambil data pada posisi ke
arah sumbu y sedangkan pergerakan stepper kedua yang diikuti pergerakan benda
untuk mengambil data kearah sumbu x sampai pada luasan benda yang ingin dipetakan.
Bagian yang tidak kalah penting dalam susunan alat ini adalah rangkaian
mikrokontroler. Pada rangkaian ini terdapat ATMega 8535 yang berfungsi untuk
mengendalikan seluruh alat. Gambar 4 menunjukkan skema rangkaian mikrokontroler
yang akan digunakan dengan blok bagian-bagiannya adalah chip AVR ATMega 8535, IC
ULN2008 sebagai penguat arus, IC MAX232, dan bagian power supply memakai IC
regulator 7805 dan 7905 yang menghasilkan tegangan sebesar 5 volt. Rangkaian
mikrokontroler ini dilengkapi dengan port-port untuk masukan/luaran untuk proses data
untuk motor stepper ataupun rangkaian opto interrupter serta port lainya seperti untuk
dihubungkan dengan sensor inframerah yaitu port SDA dan SCL, kemudian port RxD dan
TxD sebagai sarana pengiriman dan penerima data ke PC atau laptop.
Urutan data proses pengambilan data berdasarkan gambar 5 dimulai dari sensor
inframerah yang mengirimkan data berupa data digital dengan akses protocol I2C (inter
integrated circuit) ke bagian mikro melalui port SDA dan SCL pada chip ATMega
6
ditunjukkan pada pin PC0 dan PC1 pada kaki nomor 22 dan 23. Selanjutnya data yang
diterima dari sensor diolah mikrokontroler menjadi berbentuk serial kemudian
mengirimkanya ke PC lewat port RxD dan TxD lewat IC MAX232 untuk mengubahnya
dari lewel TTL menjadi level serial melalui RS232 yaitu pada awalnya sebelum masuk
RS232 berupa level TTL (transistor transistor logic) tegangan dari 0-5 volt, dan dinilai 0
saat teganganya 0 Volt dan dinilai 1 saat tegangan 5 volt. Sedangkan setelah melalui
RS232 menjadi level serial yaitu keluaran teganganya dari-23Volt hingga +23 Volt, akan
dinilai 1 jika teganganya berada diantara -3 Volt hingga -23volt dan dinilai 0 jika level
teganganya dari+3 Volt hingga+23 Volt. Selanjutnya dengan konektor DB9 data serial
tersebut dikirim ke PC kemudian diolah dengan aplikasi program Microsoft visual basic 5
Express Edition.
Gambar 5. Skema rangkaian mikrokontroler ATMega 8535
Setelah desain alat telah jadi, maka tahap berikutnya merealisasikanya kedalam
bentuk sebenarnya. Dari skema rangkaian yang sudah ada, dibuat layout PCB kemudian
dilanjutkan dengan proses pemasangan tiap komponen sesuai dengan letak dan nilainya
masing-masing seperti yang ditunjukkan pada gambar 5. Berikutnya dilakukan proses
pengujian rangkaian namun yang lebih dahulu dilakukan adalah mengecek tegangan
pada bagian power supply sesuai atau tidak dengan ketentuan.
7
Gambar 5. Board PCB mikrokontroler
Begitu juga bagian mekanik alat, setelah desain gambar selesai maka dilakukan
proses pemilihan bahan, pengukuran bahan, kemudian perakitan keseluruhan alat.
Dalam tahap pemilihan bahan maupun pengukuran bahan berpengaruh pada tingkat
ketahanan alat serta ketepatan ukuran dalam proses perakitanya. Oleh karena itu perlu
mengumpulkan referensi maupun menguji terlebih dahulu ketahanan bahan yang akan
digunakan.
Langkah-langkah proses pembuatanya dimulai dari pencarian bahan yang cocok
terlebih dahulu. Untuk tumpuan dari motor stepper pertama dipilih dari bagian mekanik
printer. Keunggulannya dari segi bahan lebih kuat dan dari segi untuk desain mekanik
untuk peletakan sensor lebih mudah, karena sudah ada sebuah laker dan mengganti tali
penarik serta motornya kemudian menyesuaikan ukuran dengan jarak motor dengan
lakernya.
Untuk kerangka motor stepper kedua digunakan dari plat alumunium yang
cukup tebal sebagai tumpuan agar wadah pergerakanya dapat seiring dengan
pergerakan motor stepper. Pada wadah untuk letak benda diberi penjepit agar saat
benda ikut berputar tetap dapat menempel pada wadah. Dalam mekanik alat ini juga
dipasang rill dibawah motor kedua guna mengatur jarak sensor dengan benda.
8
Gambar 6. Alat setelah dirakit
Bila rangkaian mikrokontroler sudah benar dan bagian mekanik juga telah jadi
maka dilakukan proses pemasangan sambungan berupa kabel-kabel diantara kedua
bagian ini. Ada beberapa kabel yang perlu dihubungkan, yaitu sambungan untuk kedua
motor stepper, koneksi dengan sensor inframerah, dan beberapa kabel untuk komponen
opto-interrupternya, dan hasil rakitan seperti terlihat pada gambar 6.
Desain Perangkat Lunak (Software)
Pembuatan software dilakukan dengan AVR Studio4. AVR Studio4 merupakan
software firmware buatan Atmel yang digunakan khusus untuk membuat program
assembly maupun dengan bahasa pemrograman C[2]. Dalam proses pengisian program
pada mikrokontroler dilakukan dengan bantuan downloader STK500VUSB melalui
koneksi USB dengan PC. Pada rangkaian mikrokontroler yang dipakai untuk koneksi itu
adalah portB (PB5, PB6, PB7, dan pin untuk riset). Namun sebelumnya PC atau
komputer diinstal dahulu WinAVR. Sebelum mikrokontroler diprogram sebaiknya
mengerti dulu mengerti seluk beluk dan cara kerja dari piranti-piranti yang terkait.
Misalnya mengerti dulu prinsip kerja motor stepper berputar, bentuk dari keluaran dari
sensor inframerah, cara kerja opto-interrupter serta yang lainya. Yang perlu diperhatikan
adalah mengetahui rancangan fungsi masing-masing komponen kemudian diubahnya ke
dalam bahas pemrogramannya.
Untuk mempermudah proses pengendalian dan penampilan kedalam bentuk
visual maka dipakailah Visual Basic 5 Express Edition sebagai software yang kedua. Di
aplikasi ini telah disediakan peralatan yang kita butuhkan pada ToolBox sebagai alat atau
komponen untuk pembuatan program. Prinsipnya sebagai pengolah data menjadi
bentuk grafik, garis, gambar serta lainya[3].
9
Alur data dimulai dari boad mikrokontroler yang telah dilengkapi dengan
komunikasi USART sebagai transmisi menuju serial port yang berada pada PC.
komunikasi serial RS232 mempunyai kecepatan transfer(baudrate) 19200 bits/detik.
Proses pengiriman data dilakukan secara bit per bit dan kecepatan transfernya harus
sama antara pengirim dan penerima. Maka dalam program visual basic juga harus diatur
baudratenya sehingga keduanya sinkron. Setelah itu barulah data diterima dan diproses
menjadi tingkatan warna.
Aplikasi alat pemetaan distribusi radiasi ini dilengkapi dengan kolom masukan
untuk mengatur posisi dan luasan dari permukaan benda yang akan diketahui
radiasinya. Pada kolom x start dan x stop untuk mengatur pergerakan/pemetaan ke
sumbu arah x, dan kolom y start dan y stop untuk mengatur pergerakan/pemetaan ke
arah sumbu y. Besar nilai x start dapat dimulai dari 0 dan nilai maksimal x stop adalah
200 karena motor stepper yang digunakan pada alat ini menpunyai 200 pergerakan
untuk sekali putar atau 3600. Sedangkan untuk besarnya nilai y start dapat dimulai dari 0
dan nilai maksimal y stop adalah 300. Maka disimpulkan kemampuan pemetaan adalah
200x300. Aplikasi ini juga dilengkapi pengaturan tampilan nilai perbesaran dimulai dari
skala 1 hingga 20. Jika ingin mengatur perbedaan warna yang ditampilkan dapat dengan
mengubah warna maupun nilai dari jangkauan nilai yang diukur. Jika ingin mengetahui
besarnya suhu setelah melakukan pemetaan maka dapat ditujukkan dengan
mendekatkan cursor pada piksel yang ingin diketahui. Aplikasi ini juga dilengkapi dengan
pengaturan terminal untuk tiap com yang ingin dipakai sehingga aplikasi ini dapat
dipakai pada komunikasi serial port pada PC maupun pada laptop lewat USB bila
menggunakan kabel USB to serial.
10
4.
HASIL ANALISIS
Setelah dilakukan pengujian alat maka didapat hasil tampilan aplikasi pemetaan
distribusi suhu berdasarkan radiasi seperti pada Gambar 8. Pengabilan data ini
dilakukan pada besi yang suhunya berbeda. Dari gambar dibawah ini dapat dilihat
perbedaan suhu yang terdeteksi pada permukaan sensor pada jarak 10 cm dengan
luasan pemetaan 20x20.
Gambar 8. Tampilan akhir pemetaan suhu berdasarkan radiasi inframerah
Gambar 8 merupakan hasil dari pemetaan pada benda yang beda suhunya.
Dapat terlihat bahwa ada perbedaan warna pada hasil pemetaan. Pengambilan data
pada sumbu x ditunjukkan arah ke kanan tampilan, dan pengambilan pada sumbu y
ditunjukkan pada arah ke atas tampilan. Dengan melihat pada perbedaan warna maka
kita dapat mengetahui bagian mana suhu yang lebih tinggi dan bagian mana yang
suhunya lebih rendah.
Matrik 1 menunjukkan nilai dari suhu pada permukaan benda. Karena sensor
yang digunakan cara kerjanya mendeteksi radiasi benda lalu mekonversinya pada nilai
suhu. Melalui matrik ini dapat dijelaskan posisi titik letak saat pengambilan data dan
dapat dilihat nilai suhu yang terukur oleh sensor. Pada matik 1 terdapat 20 kolom dan 20
baris, dan pada tiap kolom berisi nilai suhu yang terukur. Dengan melihat matrik
tersebut maka dapat disimpulkan bahwa pengujian alat berhasil.
11
27
.3
27
.3
27
.1
27
.8
27
.9
28
.1
27
.8
29
.1
29
.5
28
.6
28
.8
28
.6
28
.5
29
.2
29
28
.7
28
.4
28
.3
28
.3
27
.7
28
.5
28
.8
28
.9
30
31
.5
31
.7
39
39
.2
31
29
.4
29
.4
29
.6
29
.5
29
.6
29
.7
28
.4
28
.1
28
.2
28
.1
27
.9
30
.7
30
.7
30
.8
31
.1
31
32
.4
32
.7
33
33
.2
33
.3
33
.3
33
33
.6
29
.1
29
37
.1
37
.2
37
.1
29
.5
28
.6
29
.2
29
.1
32
.3
32
.4
32
.5
30
.3
30
.4
32
.5
32
.6
32
.4
33
.4
32
.7
33
29
.9
29
.8
29
.8
29
.6
29
.6
31
.7
30
.5
31
.4
29
.3
29
.3
31
.8
31
.9
32
.3
32
.8
33
.2
33
33
.4
33
.3
31
.2
33
.5
30
.3
35
.3
35
.3
35
.4
29
.6
29
.4
31
36
.2
36
.4
36
.6
37
36
.8
37
37
.4
37
39
37
.5
37
.3
37
.1
37
32
35
.5
35
.3
34
.4
34
.7
35
35
35
34
.8
34
.7
36
.9
37
39
.3
39
39
.3
37
.8
43
.5
37
.8
36
.6
36
.8
35
.6
35
.8
32
.3
32
.1
32
32
.2
32
38
.1
41
.6
42
42
.2
42
.2
42
.5
43
43
43
44
.2
43
.4
37
.7
37
.5
37
.6
36
.7
36
.6
36
.7
36
.7
35
,7
32
.6
35
35
.3
35
.4
41
.8
41
.9
41
.8
42
.8
42
.7
42
.7
42
.6
44
36
.2
43
.2
37
.8
37
.6
36
.4
36
.4
36
.3
36
.3
36
.4
41
.3
41
.5
41
.6
41
.8
41
.9
41
.9
42
.9
42
.8
42
.9
42
.9
36
.4
37
.6
37
.5
37
.7
35
.5
35
.7
35
.8
35
.8
35
.8
35
.7
36
.8
40
.5
40
.5
40
.4
40
.3
40
.6
40
.7
36
.8
36
.6
36
.6
36
.6
37
37
.3
37
.2
37
36
.6
35
.7
36
.7
36
.5
35
.7
36
.2
36
.5
42
.6
42
.7
43
42
.4
43
.1
43
.5
43
.6
36
36
36
.4
36
.3
36
.4
36
.4
36
.4
36
.3
35
.7
35
.6
35
.6
35
.5
35
.2
35
.4
35
.5
35
.2
31
.2
31
.2
31
.4
31
.2
35
.7
41
.2
36
.4
36
.2
36
.4
32
31
.8
31
.8
31
.6
31
.6
31
.7
30
.7
35
.4
35
.4
30
.9
35
31
31
.2
31
.5
31
.4
35
.2
30
.8
31
.4
31
.4
31
.4
31
.6
31
.3
31
.5
31
.1
31
.2
30
30
.5
50
.3
30
.3
34
.3
34
.3
35
.1
34
.9
34
.9
41
.1
41
.3
34
.5
34
.4
34
.5
29
.3
29
.4
28
.7
29
.2
29
.4
29
.9
29
.9
33
.5
33
.5
33
.5
33
.7
33
.5
33
.6
33
.8
34
.4
34
.4
34
.3
34
.4
34
.4
34
.2
34
.1
33
.9
33
.8
33
.7
33
.6
33
.7
33
.9
28
.9
29
.3
29
.4
29
.7
29
.7
29
.6
28
.8
28
.8
28
.9
28
.6
28
.7
28
.7
40
.3
34
.2
40
.4
40
39
.3
38
.8
30
.1
30
.1
28
.7
30
.4
34
33
.2
31
.5
31
.3
31
.4
31
.4
31
.3
31
.3
31
.2
31
.9
31
.7
29
.5
29
.3
28
.9
29
.4
29
.5
29
.5
29
.4
29
28
28
.8
28
.8
28
.6
30
.8
30
.9
30
.8
34
.5
33
.3
32
.4
32
28
.2
28
.8
28
.9
30
.8
29
.9
29
.9
29
.6
31
31
.2
31
.2
31
.2
36
.2
35
.2
29
.3
29
.4
29
.4
28
.9
29
.8
29
.6
31
.4
31
.6
31
31
.2
30
.5
29
.5
29
.4
28
.9
28
.6
Matrik 1. matrik suhu pada sensor
Dalam proses pengambilan data antara besarnya suhu berdasarkan jarak maka
diperoleh data seperti Grafik 1 . Benda yang diukur adalah lampu pijar dengan daya 100
Watt dengan jarak diubah-ubah dengan titik pengambilan data tetap. Hasil dari
pengukuran menunjukkan bahwa suhu permukaan yang terukur oleh sensor berubahubah. Makin besar jarak sensor dengan permukaan benda, maka semakin rendah suhu
yang tertampil. Dengan melihat grafik tersebut diperoleh kesimpulan bahwa sensor
dapat mengukur suhu namun suhu yang terukur dengan sensor tidak tetap walau titik
pengukuranya tidak diubah. Sehingga kemungkinan ada yang kesalahan dalam proses
pengukuran, pemrograman ataupun ada kerusakan pada bagian kalibrasi pada sensor
sendiri.
12
data
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
50
100
150
200
250
jarak(cm)
Grafik 1. Hubungan suhu terhadap jarak
5.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil yang diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa desain sistem
pemetaan dapat dianggap berhasil dalam proses memetakan. Bagian hardware maupun
software mampu bekerja sesuai harapan dengan keluaran berupa beda warna. Namun,
pada proses pengukuran suhu muncul kendala ketidakcocokan antara suhu yang diukur
sensor dengan suhu sebenarnya pada benda.
Saran bagi peneliti selanjutnya bila ingin melakukan pemetaan suatu objek
dapat memakai alat ini. Peneliti dapat mengganti sensor sudah ada dengan sensor lain
sesuai dengan informasi yang ingin diketahui. Misalnya dapat diganti dengan sensor
cahaya, sensor ultrasonik ataupun sensor yang lainya. Karena tujuan utama penelitian
ini adalah mendesain sistem yang dapat memetakan keseluruhan permukaan benda.
Untuk pemilihan jenis sensor selain kita mengetahui spesifikasinya, ada baiknya untuk
menyediakan cadangan sensor agar bisa dibandingkan antara sensor satu dengan sensor
lain.
6.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid 1 (Terjemahan), Jakarta: Penerbit Erlangga
[2] Ardi Winoto, 2010, Mikrokontroler AVR ATmega8/16/32/8535 dan Pemrogramanya
dengan Bahasa C pada WinAVR, Bandung: Penerbit Informatika Bandung
[3] Hendrayudi, 2009, VB 2008 untuk Berbagai Keperluan Programing, Jakarta:
Penerbit PT Elex Media Kompotindo
[4] www.melexis.com, diakses tanggal 28 april 2011 pukul 9.57
[5] www. atmel.com/literature, diakses tanggal 9 april 2011 pukul 11.25
13