LCD Karakter 20x4 Perancangan Modul Sensor Gas Perancangan Modul Sensor Suhu

umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor – sensor yang sebagian besar mempunyai data analog dengan sistem komputer. Seperti sensor suhu, sensor tekanan, sensor gas,dll. ADC memiliki resolusi 10 bit output data digital yaitu sinyal input dapat dinyatakan dalam 1024 nilai desimal, dan resolusi 8 bit output data digital yaitu sinyal input dapat dinyatakan dalam 256 nilai desimal. Sebagai contoh untuk memperoleh hasil perhitungan tegangan yang dimasukan ke pin ADC digunakan persamaan berikut: Nilai digital untuk input ADC resolusi 10 – bit 1024 adalah: Data digital ADC = �� � �� x1024 ………………………………………….3.1 Nilai digital untuk input ADC resolusi 8 – bit 256 adalah: Data digital ADC = �� � �� x 256 ………....……………………...........…...3.2 Dimana, ADC : Nilai digital yang terbaca oleh ADC mikrokontroler Vref : Tegangan referensi Vinput : Tegangan masukan yang akan dikonversi Dalam perancangan tugas akhir ini menggunakan ADC 10 –bit 1024 yang digunakan untuk pengolahan data sensor – sensor.

3.2.1.4 LCD Karakter 20x4

LCD karakter 20x4 digunakan untuk menampilkan data hasil pengolahan sensor. Data sensor yang ditampilkan adalah suhu Celcius, kadar gas ppm part per million, dan tekanan gas kPa kiloPascal. Gambar 3.4 LCD karakter 20x4

3.2.1.5 Perancangan Modul Sensor Gas

Berdasar hasil pengukuran, didapat nilai arus untuk keluaran sensor gas sebagai berikut: Tabel 3.2 Pengukuran arus keluaran TGS 2610 Kadar Gas Arus keluaran sensor Normal ruangan 97 uA Gas 640ppm 460 uA Konsentrasi 640 ppm adalah nilai konsentrasi maksimal yang dapat diukur oleh alat pendeteksi gas yang digunakan gas detector seri 7291. Jika ditentukan nilai untuk tegangan maksimum adalah 4.5 V, maka nilai resistor R S yang dibutuhkan adalah: V = I x R …………………………………...3.3 4.5v = 460 uA x R R = 9782 Ω Nilai resistor tersebut tidak ada sehingga dibulatkan menjadi 10 KΩ, maka nilai tegangan untuk konsentrasi gas 640 ppm adalah : V = I x R …………………………………….3.4 = 460 uA x 10 KΩ = 4.6 V Sedangkan nilai tegangan untuk konsentrasi pada ruangan normal adalah V= I x R..... …………………………………..3.5 = 97 uA x 10 KΩ = 0.97 V Gambar 3.5. Skema sensor gas

3.2.1.6 Perancangan Modul Sensor Suhu

Termokopel tipe K adalah yang umum digunakan, mudah ditemukan, dan harganya yang murah. Pada perancangan ini menggunakan termokopel tipe K baut Chromel Ni-Cr alloy Alumel Ni-Al alloy dengan rentang suhu 0 ℃ hingga +400 ℃. [7] Gambar 3.6. Termokopel tipe K Tegangan keluaran dari sensor termokopel umumnya sangat kecil dan memiliki noise yang besar. Perbandingan tegangan keluaran terhadap perubahan suhu untuk termokopel tipe K adalah sebesar 40.44 uV setiap 1 C. Agar sinyal keluaran termokopel dapat diolah oleh mikrokontroler, yaitu sebagai masukan pada Analog to Digital Converter ADC maka diperlukan rangkaian yang mampu menghasilkan tegangan yang lebih besar dan menghilangkan noise. Dalam perancangan ini digunakan penguat instrumentasi yang mempunyai cold junction compensation, amplification, dan output buffer dalam 1 paket IC tunggal, tegangan catu daya IC diantara 5V – 30V. untuk pengukuran suhu diatas 0 C, dengan menggunakan IC penguat instrumentasi ini hanya menggunakan single supplay 5V. Gambar 3.7. Blok diagram AD595 [10] AD595 thermocouple amplifiers with cold juction compensation digunakan untuk menguatkan nilai tegangan keluaran termokopel tipe K karena memiliki fitur sebagai berikut:  Terkalibrasi untuk termokopel tipe J dan tipe K  Impedansi tegangan keluaran kecil : 10mV C  Terdapat kompensasi titik beku Ice Point Compensation  Rentang tegangan input besar : +5 V sampai ±15 V  Daya kecil: 1 mW  Alarm termokopel  Mode operasi setpoint  High Impedance Differential Input [10] AD595 Mempunyai gain nilai penguatan sebesar 247.3 kali dengan kenaikan tegangan keluaran sebesar 10mV C. Untuk menentukan tegangan keluaran termokopel dari penguat AD595 digunakan persamaan sebagai berikut: Type K voltage = AD595 output 247.3 – 11 uV..............................3.6 Pengukuran tegangan keluaran AD595 pada suhu 25 C adalah 250 mV. Untuk mencari nilai tegangan termokopel sebelum dikuatkan dengan menggunakan persamaan tersebut diatas, yaitu : Tegangan termokopel = 250 mV 247,3 – 11uV = 999.9 uV ……3.7 Berdasarkan tabel konversi nilai tegangan termokopel, nilai tegangan sebelum dikuatkan adalah 999.9 uV dan nilai tegangan keluaran AD595 adalah 250 mV. Tabel 3.3 Nilai perubahan tegangan termokopel dan AD595 terhadap suhu [10] Thermocouple Temperature C Type K Voltage mV AD595 Output mV -20 -0.777 -189 -10 -0.392 -94 2.7 10 0.397 101 20 0.798 200 25 1.000 250 30 1.203 300 40 1.611 401 50 2.022 503 60 2.436 605 80 3.266 810

3.2.1.7 Perancangan Modul Sensor Tekanan