RANCANG BANGUN ALAT UKUR KONDUKTIVITAS TERMAL BAHAN LOGAM BERBASIS MIKROKONTROLER.

RANCANG BANGUN ALAT UKUR KONDUKTIVITAS TERMAL

BAHAN LOGAM BERBASIS MIKROKONTROLER

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Jurusan Pendidikan Fisika

Disusun Oleh:

MOH. WIRANTANA 0708827

PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

Rancang Bangun Alat Ukur

Konduktivitas Termal Bahan Logam

Berbasis Mikrokontroler

Oleh Moh. Wirantana

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

© Moh. Wirantana 2011 Universitas Pendidikan Indonesia

Desember 2011

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari penulis.

LEMBAR PENGESAHAN

MOH. WIRANTANA NIM 0708827

RANCANG BANGUN ALAT UKUR KONDUKTIVITAS TERMAL BAHAN LOGAM BERBASIS MIKROKONTROLER

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING

Pembimbing I

Ahmad Aminudin, M.Si. NIP. 197211122008121001

Pembimbing II

Yuyu Rachmat Tayubi, M.Si. NIP. 195806081987031003

Mengetahui,

Ketua Jurusan Pendidikan Fisika

Dr. Ida kaniawati, M.Si NIP. 196807031992032001

Rancang Bangun Alat Ukur Konduktivitas Termal Bahan Logam Berbasis Mikrokontroler

Disusun oleh : Moh. Wirantana

Pembimbing : 1. Ahmad Aminudin, M.Si : 2. Yuyu Rachmat Tayubi, M.Si.

ABSTRAK

Telah dirancangbangun alat ukur konduktivitas termal bahan logam berbasis mikrokontroler ATmega8535 dengan sampel bahan uji menggunakan logam aluminium. Aluminium berbentuk silinder pejal berdiameter 10 mm dan panjang 20 cm. Bahan uji diberi kalor dari kawat tembaga berbentuk solenoida dengan panjang 3 cm dan diameter 11 mm yang dialiri arus listrik DC dengan tegangan 10 volt dan arus 1,5 ampere. Kawat tembaga dimasukkan pada salah satu ujung bahan sedalam 3 cm dari ujung aluminium, kemudian diukur perubahan suhu pada kedua ujung bahan menggunakan sensor suhu LM35. Keluaran sensor LM35 akan dikuatkan empat kali agar dapat bekerja maksimal pada mikrokontroler yang membutuhkan tegangan referensi 5 volt. Di dalam mikrokontroler, masukan dari kedua sensor akan dibaca, lalu di simpan pada komputer dengan sistem logger menggunakan software Hyper Terminal. Selain itu mikrokontroler juga menampilkan output berupa tampilan pada LCD yang merupakan pembacaan sensor tiap detik. Kawat solenoida dipanaskan terlebih dahulu hingga lima menit agar cukup panas, barulah batang uji dimasukkan salah satu ujungnya pada solenoida sedalam 3 cm. Saat itu juga proses logging

dimulai dan dapat dilihat pembacaan sensor pada layar LCD maupun di komputer. Hasil pengukuran menunjukkan sistem pengukur suhu oleh sensor LM35 terhadap perubahan suhu adalah linier. Dari pengukuran suhu pada rentang 26,37 oC sampai 37,5 oC didapat nilai konduktivitas termal bahan logam aluminium dengan error . Tingkat akurasi cukup baik dengan nilai yang sering muncul 1447, 597 . Resolusi alat bergantung pada resolusi sensor suhu LM35 yang digunakan. Sensor mampu membaca suhu paling kecil 0,005 .

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

1.6 Metode Penelitian ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1Kalor dan Konduktivitas Termal ... 5

v

2.3 Mikrokontroler ATmega8535... 9

2.4 Sensor Suhu LM35... 14

2.5 LCD 16×2 Character...17

2.6 Hyper Terminal... 20

2.7BASCOM AVR... 21

BAB III METODE PENELITIAN 3.1Metode Penelitian ... 23

3.2Lokasi Penelitian ... 23

3.3Prosedur Penelitian ... 24

3.3.1 Persiapan ... 24

3.3.2 Perancangan Sistem... 25

3.3.2.1Sistem Pemanas ... 25

3.3.2.2Bahan Uji... 28

3.3.2.3Blok Sensor Suhu LM35 ... 29

3.3.2.4Blok Sistem Mikrokontroler ... 30

3.3.2.5Program Pembacaan Suhu ... 31

3.4Pengolahan Data di Komputer ... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Sensor Suhu LM35 ... 35

vi

4.2 Pengujian Penguatan Tegangan Dengan LM358 ... 37

4.3 Pengujian Pemanasan bahan dengan LM35... 39

4.4 Pengujian ADC ... 43

4.5 Hasil Perhitungan Konduktivirtas Termal ... 46

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 52

5.2. Saran ... 52

DAFTAR PUSTAKA ... 53

vii

DAFTAR TABEL

2.1 Tabel nilai konduktivitas termal beberapa benda ... 7

2.2 Fungsi Pin-pin Port B ... 12

2.3

Konfigurasi pin LCD 2X16... 18

4.1 Data pengujian LM35 pertama ... 36

4.2 Data pengujian LM35 kedua ... 36

4.3 Hasil penguatan empat kali pada sensor I ... 38

4.4 Hasil penguatan empat kali pada sensor II ... 38

4.5 Perbandingan Respon Termometer dengan LM35 pertama ... 40

4.6 Perbandingan Respon Termometer dengan LM35 yang kedua ... 42

4.7 Hasil pengujian ADC (0) ... 45

4.8 Hasil pengujian ADC (1) ... 45

viii

DAFTAR GAMBAR

2.1. Percobaan Joule dengan kalorimeter ... 9

2.2. Pin Atmega 8535 ... 10

2.3. Sensor Suhu LM35 ... 15

2.4. Grafik hubungan tegangan terhadap suhu pada LM35 ... 17

2.5. Liquid Crystal Display...18

2.6. LCD 16×2 karakter ... 20

2.7. Alur Pemrograman mikrokontroler ... 22

3.1 Blok Diagram Perancangan Sistem Pengukur Konduktivitas Termal Bahan ... 24

3.2 Skema Sederhana Sistem Pemanas Bahan ... 26

3.3 Transfer kalor pada bahan uji ... 27

3.4 Blok rangkaian sensor LM35 dan OpAmp ... 29

3.5 Sistem minimum mikrokontroler Atmega8535 ... 30

4.1 Rangkaian penguatan dengan LM358 ... 37

4.2 Grafik pembacaan suhu termometer terhadap tegangan keluaran sensor LM35 pertama pada pemanasan bahan uji ... 41

4.3 Grafik pembacaan suhu termometer terhadap tegangan keluaran sensor LM35 kedua pada pemanasan bahan uji ... 43

ix

DAFTAR LAMPIRAN

3.2 Dokumentasi foto alat yang dibuat dalam pembacaan suhu dan system pemanas bahan uji

3.3 Listing Program lengkap pembacaan suhu dan penampilnya pada LCD

4.5.1 Gambar Grafik perubahan suhu tiap lima sekon

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kalor merupakan energi termal yang dimiliki oleh suatu zat yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Energi termal dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain dengan cara konduksi, konveksi maupun radiasi. Konduksi merupakan proses perpindahan energi kalor tanpa materinya ikut berpindah. Pada zat padat, kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan kalor disebut konduktivitas termal. Dalam kegiatan praktikum menentukan konduktivitas termal bahan logam, umumnya dilakukan dengan menggunakan memanaskan batang logam dengan panas uap air dari ketel air yang dipanaskan. Kemudian diukur suhunya dengan menggunakan termometer raksa. Akan menjadi cukup berbahaya jika uap air yang panas mengenai tubuh yang bisa menyebabkan rasa terbakar. Alat ukur yang digunakan juga kurang presisi karena respon termometer raksa kurang baik. Bila tabung kacanya pecah, raksa bisa berbahaya bila terkena kulit atau mata.

Penelitian telah dilakukan untuk menentukan konduktivitas termal suatu bahan yang lebih aman dan presisi. Salah satunya penelitian yang dilakukan oleh Rakhmat Syaepullah dkk (2006) dengan judul “Rancang Bangun Alat Ukur Konduktivitas Panas Bahan Dengan Metode Needle Probe Berbasis Mikrokontroler AT89S52”. Metode ini menggunakan kawat yang dialiri arus listrik dan dililitkan pada bahan uji, sehingga terjadi kalor. Suhu akibat kalor

2

dibaca oleh sebuah sensor LM35 yang kemudian diproses di mikrokontroler AT89S52 dan keluarannya berupa tampilan pada seven segment.

Mikrokontroler yang digunakan masih tipe lama yang membutuhkan ADC eksternal dan tentunya membutuhkan rangkaian tambahan. Sekarang sudah banyak mikrokontroler yang tertanam ADC didalamnya, sehingga lebih praktis untuk mengkonversi pulsa analog menjadi digital. Tampilan yang digunakan juga dengan seven segment yang terbatas pada tujuh buah segmen, sehingga tidak bisa membuat karakter-karakter yang bervariasi.

Maka dari kekurangan tersebut penulis ingin merancang alat ukur konduktivitas termal bahan logam yang lebih akurat. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATmega8535 sudah tertanam ADC di dalamnya, sehingga lebih praktis, tidak perlu membeli ADC eksternal. Sensor suhu digunakan LM35 sebanyak dua buah untuk mengukur suhu di dua sisi bahan uji, dengan tujuan mengukur suhu sisi yang dipanaskan dan sisi lain yang tidak dipanaskan untuk mendapatkan selisih suhu yang mnujukkan transfer kalor. Tampilan menggunakan tampilan LCD sehingga karakter yang digunakan lebih bervariasi dan bisa mengamati suhu tiap waktu. Pembacaan suhu oleh sensor LM35 akan dikirim dan disimpan ke komputer dengan sistem logger, agar bisa diolah lebih mudah.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan deskripsi di atas, adapun rumusan masalah yang akan dikaji dari penelitian ini adalah:

3

1. Bagaimana rancangan alat ukur konduktivitas termal bahan logam yang akurat dengan dua sensor suhu LM35.

2. Bagaimana tingkat akurasi, presisi dan resolusi alat ukur konduktivitas terhadap nilai konduktivitas termal bahan logam pada literatur.

1.3 Batasan Masalah

1. Sensor suhu yang digunakan adalah sensor LM35. 2. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATmega8535.

3. Bahan uji yang digunakan adalah Aluminium dengan dimensi panjang 20 cm dan diameter 1 cm.

4. Isolasi dianggap sempurna sehingga kerugian kalor yang terjadi dapat diabaikan.

1.4 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini yaitu merancang alat ukur konduktivitas termal bahan logam berbasis mikrokontroler yang akurat dengan dua sensor LM35 dan tingkat akurasi, presisi dan resolusi alat ukur yag baik.

1.5 Manfat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah dapat menjadi instrumen yang dapat mengukur konduktivitas panas bahan logam berbasis mikrokontroler yang akurat dan presisi, serta menambah pengetahuan tentang konduktivitas panas bahan.

4

1.6 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

 Studi literatur, yaitu dengan mempelajari referensi yang dapat menunjang dalam melakukan penelitian ini. Referensi yang dapat digunakan diantaranya yaitu dengan mempelajari buku-buku, artikel, sumber dari internet, jurnal-jurnal dan sumber bacaan lainnya yang berhubungan dengan penelitian yang akan dilaksanakan.

 Metode eksperimen, yaitu dengan melakukan penelitian berupa perancangan dan pembuatan sistem serta menguji alat secara keseluruhan dengan sistem yang sudah dibuat.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan adalah metode aksperimen. Eksperimen yang dilakukan yaitu membangun sistem pengukur suhu dan pengambilan data suhu. Pembangunan sistem pengukur suhu meliputi elemen bahan aluminium, elemen pengukur suhu yaitu sensor LM35 dan mikrokontroler ATmega8535.

Sementara studi yang dilakukan mengamati respon sistem yang telah dibangun serta membandingkannya dengan data literatur. Banyak faktor yang mempengaruhi nilai konduktivitas termal bahan, terutama hal teknis saat melakukan percobaan. Maka diperlukan banyak referensi dan informasi tambahan dari buku, artikel, internet dan sumber-sumber lain yang berhubungan dengan penelitian yang dilakukan untuk mendapatkan nilai yang bagus.

3.2Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan dengan metoda eksperimen yang dilakukan di beberapa tempat diantaranya:

1. Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi (LEI) jurusan pendidikan fisika FPMIPA UPI, jalan Dr. Setiabudhi no 229 Bandung 40154.

24

2. Kediaman peneliti, jalan Cilimus no 16A, kel Isola, kec Sukasari, Bandung 40154.

3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Persiapan

Prosedur penelitian terdiri dari beberapa tahap, mulai tahap perancangan, pembuatan dan pengolahan data. Pada penelitian ini pengukuran suhu bahan, dalam hal ini aluminium dilakukan oleh sensor suhu LM35. Output dari sensor diolah oleh mikrokontroler ATmega8535, kemudian dikirim datanya menuju komputer melalui program Hyper Terminal untuk pengolahan data lebih mudah.

Gambar 3.1 Blok Diagram Perancangan Sistem Pengukur Konduktivitas Termal Bahan.

Sistem pemanas berupa lilitan kawat berbentuk solenoida yang diberikan tegangan DC. Akibat hambatan yang dimiliki oleh kawat akan menimbulkan panas. Bahan yang akan diuji disisipkan di dalam gulungan solenoida, sehingga bahan terkonduksi oleh panas dari solenoida. Perubahan panas dari bahan yang

Sensor LM35 Bahan

Software

Komputer Max232

ADC

ATmega8535

Sistem pemanas

25

diuji akan disense oleh sensor LM35. Akibat perubahan suhu yang diterima LM35 menyebabkan tegangannya berubah. Perubahan tegangan tersebut diterima oleh sistem mikrokontroler melalui ADC (Analog to Digital Converter) terlebih dahulu agar data analog dari sensor LM35 dapat dibaca oleh mikrokontroler berupa data digital. Tampilan data suhu tiap waktu dapat diamati di layar LCD (Liquid Crystal Display). Hasil terjemahan mikrokontroler kemudian dikirim ke komputer melalui Max232 yang merupakan konektor koneksi mikrokontroler dengan komputer. Di komputer, data dari mikrokontroler dibaca dan disimpan oleh suatu program, yaitu Hyrper Terminal. Hasil pembacaan oleh komputer berupa log data suhu. Log data suhu tersebut kemudian diolah untuk mendapatkan nilai konduktivitas panas dari bahan yang diuji.

3.3.2 Perancangan 3.3.2.1Sistem Pemanas

Sistem pemanas menggunakan kawat yang dililit membentuk solenoida. Jumlah lilitan yang digunakan sebanyak 400 lilitan. Panjang solenoida 3 cm dengan diameter 1,5 cm. Dimensi ini disesuaikan dengan dimensi bahan uji yang berupa aluminium berbentuk silinder pejal. Sistem pemanas dihubungkan langung dengan sumber tegangan 10 volt DC. Karena hambatan lilitan kawat kecil maka arus dalam sistem tersebut akan besar. Dengan arus yang besar, disipasi dari hambatan yang berupa panas akan besar sehingga sistem menjadi panas. Hasil pembuatan hardware seluruh sistem ini dapat dilihat pada lampiran 3.3.2.

26

Gambar 3.2 Skema Sederhana Sistem Pemanas Bahan.

Dengan melihat hukum kekekalan energi dan hubungan konversi energi listrik ke enegi kalor, dimana 4,186 J = 1 kal, maka

4,186 Elistrik = Ekalor

Dan, daya listrik merupakan energi listrik Elistrik tiap waktu t, dinyatakan

oleh :

Dari persamaan (2.1) didapatkan :

+ -

Mikrokontrler

MAX232 PC bahan

LM35 LM35

penguat

LCD penguat

(3.1)

(3.2)

27

Maka nilai k

Dari persamaan di atas kita dapat menghitung nilai konduktivitas termal bahan dengan mengukur perubahan suhu tiap waktu atas energi atau daya yang diberikan berakibat mengalirnya kalor dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah.

3.3.2.2Bahan Uji

Jika suatu batang padat dengan penampang yang luasnya A, dipertahankan pada suatu suhu lebih tinggi dari ujung lainnya, maka energi termal terus menerus dikonduksikan lewat batang dari ujung yang panas ke ujung yang dingin.

Gambar 3.3 Transfer kalor pada bahan uji

Dalam keadaan mantap, suhu berubah secara uniform dari ujung yang panas ke ujung yang dingin. Laju perubahan suhu sepanjang batang ⁄ dinamakan gradien suhu. Suatu bagian kecil batang yang tebalnya L, dan adalah beda temparatur pada potongan. Jika adalah jumlah energi termal yang

Q  Tabung

uap

Tabung es

28

dikonduksikan lewat potongan itu dalam waktu . Secara eksperimen, ditemukan bahwa arus termal sebanding dengan gradien temaperatur dan luas penampang A.

3.3.2.3Blok Sensor Suhu LM35

Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengkonversi besaran panas yang ditangkap menjadi besaran tegangan. Sensor ini memiliki presisi tinggi. Sensor ini sangat sederhana dengan hanya memiliki buah 3 kaki. Dimana ketiganya terdapat kaki untuk sumber tegangan (Vcc) antara 4-20 Volt, kaki untuk ground dan kaki

untuk output. Output dari sensor ini dapat langsung dikonversi ke dalam satuan

celcius, sehingga lebih mudah dalam pengolahan data suhunya.

Kalor yang diberikan kawat solenoida kepada bahan akan mengalir dari ujung bahan yang diberi kalor menuju ujung yang lain. Sensor suhu LM35 ditempel di kedua ujung untuk mengetahui suhu aktual bahan di awal dan akhir pengukuran.

Data suhu dari sensor LM35 tidak langsung dimasukkan ke dalam mikrokontorler, namun dikondisikan terlebih dahulu agar sesuai dengan tegangan yang digunakan oleh mikrokontroler, biasanya 5 volt.

29

Gambar 3.4 Blok rangkaian sensor LM35 dan OpAmp

Keluaran LM35 dilengkapi rangkaian peredam berupa resistor dan kapasitor, selain itu rangkaian ini dilengkapi dengan rangkaian filter resistor dan kapasitor masing 1k5 dan 1n. LM358 berfungsi sebagai rangkaian penguat dengan faktor penguatan empat kali dengan keluaran yang tidak membalik. Keluaran rangkaian ini kemudian diumpankan ke blok mikrokontroler yang akan membandingkan nilai yang terukur dan nilai yang dikehendaki sehingga muncul nilai error.

3.3.2.4Blok Sistem Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan dapat menyimpan program di dalamnya. Masukan mikrokontroler ini berupa pulsa-pulsa analog yang dikirim dari sensor suhu LM35.

8 1 2 3 Gnd Vcc Vcc 1 4 8 -2 +3 10 k 2k

10k 1k5

1n

1uF/16v 150

k 150

k LM35

8

LM 35

30

Data ini tidak dapat diolah langsung, namun diubah terlebih dahulu ke dalam bentuk yang bisa dibaca oleh mikrokontroler, yaitu data digital. Jadi pertama data tersebut diubah ke dalam bentuk data digital oleh ADC (Analog to Digital Converter) yang sudah tertanam dalam mikrokontroler ATmega8535. Selanjutnya barulah bisa diolah di dalam mikrokontroler. Mikrokontroler berfungsi membaca data masukan perubahan suhu dari sensor LM35 yang selanjutnya akan dikirim menuju komputer.

Gambar 3.5 Sistem minimum mikrokontroler Atmega8535

3.3.2.5Program Pembacaan Suhu

Untuk dapat mengukur nilai suhu, serta menampilkan hasil pembacaannya, pada mikrokontroler harus diisikan program. Bagian program merupakan bagian

31

utama karena merupakan induk sistem kendali yang akan dibuat. Pemrograman mikrokontroler menggunakan software BASCOM-AVR versi 1.11.9.8.

Pemrograman mikrokontroler dibagi beberapa tahap diantaranya bagian deklarasi dan konfigurasi, bagian proses, bagian pengukuran temperatur dan bagian penampil pada layar. Program lengkap pembacaan suhu dan penampilnya pada LCD dapat dilihat pada lampiran 3.1.

a. Bagian Deklarasi dan Konfigurasi

Bagian deklarasi dan konfigurasi merupakan tahap awal dari pemrograman. Pada bagian ini, tipe chip, crystal, baudrate, konstanta, variabel, hardware tambahan seperti LCD yang digunakan dikenali oleh mikrokontroler. Berikut listing program bagian deklarasi dan konfigurasi:

$crystal = 11059200 $baud = 9600 Config Lcd = 20 * 2

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.4 , Db5 = Portc.5 , Db6 = Portc.6 , Db7 = Portc.7 , E = Portc.2 , Rs = Portc.0

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc 'Config Portd = Output

Start Adc

Dim W As Word , Channel As Byte , V As Single , A As Byte , Z As Integer , V1 As Single , V2 As Single , T1 As Single , T2 As Single

Dim B As Byte

'Dim Suhu As String * 10 Locate 1 , 1

Lcd "UKUR" Waitms 100 Lowerline Locate 2 , 1 Lcd "SUHU WR" Wait 2

Cls ...

32

b. Bagian Proses

Bagian proses pemrograman berfungsi sebagai pusat kerja program. Pada bagian proses ini menempatkan posisi pembacaan suhu oleh sensor pertama dan kedua, yang diumpankan ke ADC 0 dan ADC 1 pada mikrokontroler. Kemudian hasil akan dikonversi agar tegangan yang terbaca senilai dengan suhu yang terukur. Selanjutnya ditempatkan pada baris dan kolom yang tersedia di LCD, dimana pembacaan suhu untuk sensor pertama diletakkan di baris pertama dan pembacaan suhu untuk sensor pertama diletakkan di baris kedua. Proses ini bekerja pada tegangan referensi mikrokontroler yaitu 5 volt. Listing programnya sebagai berikut:

... Do

Locate 1 , 1 Lcd "T1 (C)=" Locate 2 , 1 Lcd "T2 (C)=" W = Getadc(0) Z = Getadc(1) V1 = W / 1023 V1 = W * 5 V2 = Z / 1023 V2 = Z * 5 'konversi T1 = V1 / 40 T2 = V2 / 40 Locate 1 , 10 Lcd T1 Locate 2 , 10 Lcd T2 ...

33

c. Bagian Akhir

Pada bagian akhi ini hasil pembacaan sensor yang sudah dikoversi akan ditampilkan di layar komputer dengan perintah print. Kemudian proses pembacaan suhu ini dilakukan secara terus-menerus dengan perintah loop

dengan waktu pembacaan tiap satu detik. Listing programnya sebagai berikut:

...

Print T1 Print T2

Wait 1 Cls Loop End ...

3.4 Pengolahan Data di Komputer

Data perubahan suhu yang sudah diterima komputer akan disimpan di dalam memori komputer. Selanjutnya data tersebut akan diolah berdasarkan perhitungan perumusan konduktivitas termal suatu bahan

. Dari tegangan DC yang diberikan pada kawat solenoida merupakan kalor masukan yang akan mengkonduksi bahan sehingga kalor mengalir menuju ujung lain dari bahan. Pemberian kalor mengakibatkan perubahan suhu pada bahan. Perubahan suhu dijadikan variabel terikat dengan variabel bebasnya adalah tegangan yang diberikan dan mengkondisikan variabel-variabel lainnya dibuat tetap, yaitu dimensi bahan seperti luas penampang bahan A dan panjang bahan L.

34

Semua nilai masukan, keluaran dan semua variabel yang didapatkan diolah dengan Microsoft Excel untuk mendapatkan nilai konduktivitas bahan. Setelah sudah didapatkan nilai konduktivitas bahan dengan membuat grafik hubungan perubahan suhu terhadap waktu, maka akan terlihat perbandingannya dengan nilai konduktivitas bahan pada literatur. Itu akan menjadi faktor koreksi bagi percobaan yang dilakukan. Tentunya nilai yang didapat tidak akan persis sama dengan nilai literatur karena alat yang dibuat sangat sederhana.

BAB V

PENUTUP

1.1 KESIMPULAN

Pada penelitian yang telah dilakukan tentang rancang bangun alat ukur konduktivitas termal bahan logam berbasis mikrokontroler didapatkan hasil bahwa rancangan alat ukur konduktivitas termal dengan dua sensor suhu LM35 kurang akurat. Hasil yang didapatkan adalah nilai

. Kesalahan atau error sebesar Alat ukur cukup presisi dengan nilai sering muncul 1447, 597 dan resolusi alat mampu membaca suhu paling kecil 0,005 .

1.2 SARAN

Setelah dilakukan kegiatan penelitian ini saran yang mungkin nantinya dapat dikembangkan untuk menyempurnakan penelitian ini berupa penggunaan sistem pemanas yang terisolasi dari lingkungan agar kalor tidak ditransmisikan ke selain bahan uji. Buatkan sumber tegangan dengan arus yang lebih besar dari 1200 mA agar konsumsi daya semua komponen listrik yang digunakan bekerja dengan baik. Gunakan sumber tegangan yang berbeda untuk mikrokontroler dan MAX232 agar konsumsi cukup.

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, Mikrajuddin. (2006). IPA Fisika 3. Erlangga: Jakarta.

Ariningsih, Ni Luh Putu Ayu. (2010). Energi dan Daya Listrik, [online] Tersedia: http://maribelajarfisika.blogspot.com. [15 Oktober 2011].

Dominikus. (2005). Data Acquisition System using ATmega8. [online] Tersedia: http://www.kmitl.ac.th. [26 Agustus 2011].

Giancoli, Douglas C. (2001). Fisika. Erlangga: Jakarta.

Kurniawan , Agus. (2011). Perpindahan Panas Konduktivitas Thermal [online] Tersedia: http://akurblog76.blogspot.com/2011/09/perpindahan-panas-konduktivitas-thermal.html [23 Desember 2011].

Listyanto , Anggoro Dwi. (2009). Apa dan Bagaimana Karakteristik Sensor Suhu

LM35 [online] Tersedia:

http://tutorial- elektronika.blogspot.com/2009/02/apa-dan-bagaimana-karakteristik-sensor.html. [26 Agustus 2011]

Putra, Agfianto Eko. (2009). Antarmuka PC: Dasar-dasar Akuisisi Data. [online]. Tersedia: http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/index.php/2009/02/ antarmuka-pc-dasar-dasar-akuisisi-data/. [26 Agustus 2011].

Sinurat, Dunov Saur Raja. (2010). Pengertian HyperTerminal [online] Tersedia : http://dunovteck.wordpress.com/2010/01/01/pengertian-hyperterminal/. [15 Oktober 2011].

Yasdinulhuda. (2008). Alat Ukur & Pengukuran [online] Tersedia: http://www.google.com. [24 Desember 2011].

utama karena merupakan induk sistem kendali yang akan dibuat. Pemrograman mikrokontroler menggunakan software BASCOM-AVR versi 1.11.9.8.

Pemrograman mikrokontroler dibagi beberapa tahap diantaranya bagian deklarasi dan konfigurasi, bagian proses, bagian pengukuran temperatur dan bagian penampil pada layar. Program lengkap pembacaan suhu dan penampilnya pada LCD dapat dilihat pada lampiran 3.1.

a. Bagian Deklarasi dan Konfigurasi

Bagian deklarasi dan konfigurasi merupakan tahap awal dari pemrograman. Pada bagian ini, tipe chip, crystal, baudrate, konstanta, variabel, hardware tambahan seperti LCD yang digunakan dikenali oleh mikrokontroler. Berikut listing program bagian deklarasi dan konfigurasi:

$crystal = 11059200 $baud = 9600 Config Lcd = 20 * 2

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portc.4 , Db5 = Portc.5 , Db6 = Portc.6 , Db7 = Portc.7 , E = Portc.2 , Rs = Portc.0

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc 'Config Portd = Output

Start Adc

Dim W As Word , Channel As Byte , V As Single , A As Byte , Z As Integer , V1 As Single , V2 As Single , T1 As Single , T2 As Single

Dim B As Byte

'Dim Suhu As String * 10 Locate 1 , 1

Lcd "UKUR" Waitms 100 Lowerline Locate 2 , 1 Lcd "SUHU WR"

32

Moh. Wirantana, 2013

Rancang Bangun Alat Ukur Konduktivitas Termal Bahan Logam Berbasis Mikrokontroler Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu| perpustakaan.upi.edu

b. Bagian Proses

Bagian proses pemrograman berfungsi sebagai pusat kerja program. Pada bagian proses ini menempatkan posisi pembacaan suhu oleh sensor pertama dan kedua, yang diumpankan ke ADC 0 dan ADC 1 pada mikrokontroler. Kemudian hasil akan dikonversi agar tegangan yang terbaca senilai dengan suhu yang terukur. Selanjutnya ditempatkan pada baris dan kolom yang tersedia di LCD, dimana pembacaan suhu untuk sensor pertama diletakkan di baris pertama dan pembacaan suhu untuk sensor pertama diletakkan di baris kedua. Proses ini bekerja pada tegangan referensi mikrokontroler yaitu 5 volt. Listing programnya sebagai berikut:

... Do

Locate 1 , 1 Lcd "T1 (C)=" Locate 2 , 1 Lcd "T2 (C)=" W = Getadc(0) Z = Getadc(1) V1 = W / 1023 V1 = W * 5 V2 = Z / 1023 V2 = Z * 5 'konversi T1 = V1 / 40 T2 = V2 / 40 Locate 1 , 10 Lcd T1 Locate 2 , 10 Lcd T2 ...

c. Bagian Akhir

Pada bagian akhi ini hasil pembacaan sensor yang sudah dikoversi akan ditampilkan di layar komputer dengan perintah print. Kemudian proses pembacaan suhu ini dilakukan secara terus-menerus dengan perintah loop

dengan waktu pembacaan tiap satu detik. Listing programnya sebagai berikut:

...

Print T1 Print T2

Wait 1 Cls Loop End ...

3.4 Pengolahan Data di Komputer

Data perubahan suhu yang sudah diterima komputer akan disimpan di dalam memori komputer. Selanjutnya data tersebut akan diolah berdasarkan perhitungan perumusan konduktivitas termal suatu bahan

. Dari tegangan DC yang diberikan pada kawat solenoida merupakan kalor masukan yang akan mengkonduksi bahan sehingga kalor mengalir menuju ujung lain dari bahan. Pemberian kalor mengakibatkan perubahan suhu pada bahan. Perubahan suhu dijadikan variabel terikat dengan variabel bebasnya adalah tegangan yang diberikan dan mengkondisikan variabel-variabel lainnya dibuat tetap, yaitu dimensi bahan seperti luas penampang bahan

34

Moh. Wirantana, 2013

Rancang Bangun Alat Ukur Konduktivitas Termal Bahan Logam Berbasis Mikrokontroler Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu| perpustakaan.upi.edu

Semua nilai masukan, keluaran dan semua variabel yang didapatkan diolah dengan Microsoft Excel untuk mendapatkan nilai konduktivitas bahan. Setelah sudah didapatkan nilai konduktivitas bahan dengan membuat grafik hubungan perubahan suhu terhadap waktu, maka akan terlihat perbandingannya dengan nilai konduktivitas bahan pada literatur. Itu akan menjadi faktor koreksi bagi percobaan yang dilakukan. Tentunya nilai yang didapat tidak akan persis sama dengan nilai literatur karena alat yang dibuat sangat sederhana.

BAB V

PENUTUP

1.1 KESIMPULAN

Pada penelitian yang telah dilakukan tentang rancang bangun alat ukur konduktivitas termal bahan logam berbasis mikrokontroler didapatkan hasil bahwa rancangan alat ukur konduktivitas termal dengan dua sensor suhu LM35 kurang akurat. Hasil yang didapatkan adalah nilai

. Kesalahan atau error sebesar Alat ukur cukup presisi dengan

nilai sering muncul 1447, 597 dan resolusi alat mampu membaca suhu paling kecil 0,005 .

1.2 SARAN

Setelah dilakukan kegiatan penelitian ini saran yang mungkin nantinya dapat dikembangkan untuk menyempurnakan penelitian ini berupa penggunaan sistem pemanas yang terisolasi dari lingkungan agar kalor tidak ditransmisikan ke selain bahan uji. Buatkan sumber tegangan dengan arus yang lebih besar dari 1200 mA agar konsumsi daya semua komponen listrik yang digunakan bekerja dengan baik. Gunakan sumber tegangan yang berbeda untuk mikrokontroler dan

Moh. Wirantana, 2013

Rancang Bangun Alat Ukur Konduktivitas Termal Bahan Logam Berbasis Mikrokontroler Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu| perpustakaan.upi.edu

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, Mikrajuddin. (2006). IPA Fisika 3. Erlangga: Jakarta.

Ariningsih, Ni Luh Putu Ayu. (2010). Energi dan Daya Listrik, [online] Tersedia: http://maribelajarfisika.blogspot.com. [15 Oktober 2011].

Dominikus. (2005). Data Acquisition System using ATmega8. [online] Tersedia: http://www.kmitl.ac.th. [26 Agustus 2011].

Giancoli, Douglas C. (2001). Fisika. Erlangga: Jakarta.

Kurniawan , Agus. (2011). Perpindahan Panas Konduktivitas Thermal [online] Tersedia: http://akurblog76.blogspot.com/2011/09/perpindahan-panas-konduktivitas-thermal.html [23 Desember 2011].

Listyanto , Anggoro Dwi. (2009). Apa dan Bagaimana Karakteristik Sensor Suhu

LM35 [online] Tersedia:

http://tutorial- elektronika.blogspot.com/2009/02/apa-dan-bagaimana-karakteristik-sensor.html. [26 Agustus 2011]

Putra, Agfianto Eko. (2009). Antarmuka PC: Dasar-dasar Akuisisi Data. [online]. Tersedia: http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/index.php/2009/02/ antarmuka-pc-dasar-dasar-akuisisi-data/. [26 Agustus 2011].

Sinurat, Dunov Saur Raja. (2010). Pengertian HyperTerminal [online] Tersedia : http://dunovteck.wordpress.com/2010/01/01/pengertian-hyperterminal/. [15 Oktober 2011].

Yasdinulhuda. (2008). Alat Ukur & Pengukuran [online] Tersedia: http://www.google.com. [24 Desember 2011].