PENGUKUR KECEPATAN MENGGUNAKAN SENSOR INFRARED DAN TEGANGAN dg ADC (Bab 4 & 5)

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM

4.1 Prinsip kerja

4.1.1 Pengukur Kecepatan

Alat pengukur kecepatan benda bergerak ini bekerja berdasarkan respon sensor yang kami hubungkan ke mikro. Sensor yang kami pakai berupa transmitter dan receiver infrared sebanyak dua pasang. Transmitter yang kami gunakan berupa LED yang memancarkan sinar infrared sedangkan receiver yang kami gunakan adalah photo dioda.

Sensor ini bekerja berdasarkan tegangan output yang dihasilkan receiver infrared. Ketika receiver menerima sinar infrared dari transmitter, tegangan output pada receiver adalah rendah yaitu sekitar 0.85 V dan kami beri logic low pada mikro. Lalu ketika receiver tidak menerima sinar infrared maka tegangan outputnya menjadi sekitar 4.3 V dan kami beri logic high pada mikro. Tegangan output kami ukur antara katoda dan anoda receiver.

Alat ini bekerja berdasarkan menerima dan tidaknya receiver infrared. Pada Atmega16 terdapat 3 buah eksternal interrupt, kami menggunakan dua eksternal interrupt yaitu INT0 dan INT1. Masing-masing interrupt kami hubungkan dengan masing-masing sensor. Inisialisasi awal pada sensor adalah logic low pada eksternal interrupt yaitu ketika sensor menerima sinar infrared. Eksternal interrupt kami setting rising edge yaitu program yang ada pada eksternal interrupt akan dieksekusi jika eksternal interrupt mengalami penaikan logic dari ’0’ ke ’1’ yang sebelumnya kami memberi logic ’0’ jika sensor menerima sinar infrared dan logic ’1’ jika sensor tidak menerima sinar infrared.

INT0 kami pasang didepan yaitu tempat awal dilaluinya benda, dan INT1 kami pasang di belakang. Program pada INT0 merupakan trigger untuk mengeksekusi atau menghidupkan timer yaitu untuk menghitung waktu yang ditempuh benda bergerak sampai jarak yang telah ditentukan, cara kerjanya adalah dengan increment terus menerus sampai overflow. Dalam perhitungan, 1 second didapat dari jumlah overflow dibagi 5400. Pada INT1 kami program untuk mematikan timer dan mengolah data yang didapat dan kemudian ditampilkan ke LCD. Kecepatan didapat dari jarak dibagi waktu, jaraknya telah kami tentukan yaitu sepanjang 15 cm pada papan yang telah kami buat untuk simulasi sedangkan waktu didapat dari timer yang disetting pada eksternal interrupt tadi.

Jadi ketika benda memasuki area pencatatan kecepatan, benda akan melalui sensor pertama kemudian INT0 aktif dan mulai menghitung waktu yang dilalui benda hingga sensor yang kedua dilalui. Ketika sensor yang kedua dilalui INT1 aktif dan timer off kemudian mikro langsung mengolah data lalu ditampilkan ke LCD.

4.1.2 Pengukur Tegangan

Tegangan merupakan besaran analog, agar dapat diolah maka harus dikonversi kedalam binary digit (bit). Untuk mengubahnya, kami menggunakan ADC (analog to digital converter) pada mikro Atmega 16. Seperti yang dijelaskan pada bab 2.2 pada mikro AVR Atmega16 terdapat port-port yang dapat menerima besaran analog yang dapat diconvert kedalam besaran digital, yaitu ADC (Analog to Digital Converter). Port tersebut terdapat pada PORTA (PA.0 .. PA.7) yaitu ADC0..ADC7. Pada alat yang kami buat, kami hanya menggunakan ADC0 karena kami gunakan hanya untuk mengukur tegangan. Alat ukur tegangan ini hanya mampu menerima tegangan maksimal sebesar 25 Volt DC.

Seperti yang telah dijelaskan pada dasar teori, chip tersebut hanya mampu menerima tegangan maksimal sebesar 5 volt, untuk dapat menerima tegangan maksimal 25 volt kami membuat lagi rangkaian tambahan yang dihubungkan dengan mikro tersebut. Rangkaian tersebut kami buat menjadi pembagi tegangan, sehingga bisa menerima tegangan maksimal sebesar 25 volt, sebenarnya kami bisa membuatnya menjadi 100 volt tapi kami tidak mempunyai sumber tegangan sebesar itu untuk melakukan pengambilan data. Tegangan yang diterima rangkaian akan terbagi ke masing -,masing resistor sehingga tegangan input maksimal yang masuk ke dalam mikro hanya sebesar 5 volt. Besaran tersebut lalu diolah diprogram yang kami buat, dapat dilihat source code – nya pada lampiran, setelah diolah kemudian ditampilakan di LCD dalam bentuk desimal.

4.1 Pengujian Alat

4.1.1 Pengukur Kecepatan

Kami memeriksa kebenaran dan keakuratan data. Nilai kecepatan yang dihasilkan dibandingkan dengan perhitungan yang kami lakukan secara manual dengan stopwach.

Data percobaan

s = 15 cm

No t (terukur) (s) t (stopwatch) (s) v (cm/s) Error pada t(%)
1 0.7005 0.70 21.411 0.07
2 1.4383 1.44 10.428 0.12
3 2.2899 2.29 6.55 0.004
4 2.8874 2.89 5.194 0.09
5 3.1364 3.12 4.783 0.53
6 3.7772 3.78 3.971 0.074
7 4.1212 4.13 3.639 0.21
8 4.3774 4.35 3.426 0.63
9 4.5399 4.52 3.303 0.44
10 5.3794 5.35 2.788 0.55

Analisis

Alat yang kami buat memiliki ketelitian yang cukup akurat dalam perhitungan waktu, karena kami memakai kristal sebesar 11.0592 MHz yang memeiliki ketelitian tinggi. Kesulitan dalam percobaan ini adalah perhitungan manual dalam pencatatan waktu dengan stopwatch karena sangat sulit untuk menyamai kecepatan sensor ketika clock mulai berjalan dengan kecepatan tangan ketika memencet tombol stopwatch. Selain itu kami juga hanya memakai referensi pengukur waktu dengan stopwatch dan tidak tahu seberapa teliti stopwatch tersebut.

4.1.1 Pengukur Tegangan

Kami melakukan percobaan dengan mengukur beberapa sumber tegangan kemudian kami bandingkan dengan multimeter digital Heles UX35 sebagai referensi pengukur tegangan.

Data Percobaan

No V (terukur) (V) V (multimeter) (V) Error (%)
1 1.259 1.28 1.64
2 2.543 2.53 0.51
3 2.899 2.89 0.31
4 4.159 4.14 0.46
5 4.349 4.35 0.02
6 5.181 5.17 0.21
7 5.442 5.44 0.037
8 6.464 6.42 0.68
9 7.938 7.93 0.1
10 10.814 10.81 0.037

Analisis

Alat pengukur tegangan yang kami buat mampu mengukur tegangan hingga 25 volt DC. Dari hasil percobaan, kami menyimpulkan bahwa alat kami memiliki ketelitian yang cukup bagus.

Penyebab error tersebut adalah kami belum menemukan cara yang sangat pas dalam perhitungan didalam program yang kami buat sehingga tegangan yang terukur dibanding dengan multimeter berbeda.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

  • Ilmu kendali dan instrumentasi sangat berperan pada perancangan alat-alat ukur.
  • Mikrokontroler berfungsi sebagai prosesor dengan harga yang relatif terjangkau.
  • Kecepatan bisa diukur dengan beberapa cara yang berbeda.
  • Alat ini bisa dikomersialisasi dengan beberapa peningkatan mutu.

5.2 Saran

  • Ada follow up dari pembuatan alat ini, sehingga bisa dikomersialisasi.
  • Mikrokontroler merupakan perangkat serba guna yang relatif murah dan mudah digunakan

DAFTAR PUSTAKA

Wardhana, Lingga. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535. Penerbit ANDI: Yogyakarta.

Setiawan, Agfa Prayoga. 2006. Pengenalan Mikrokontroler Atmel Jenis AVR.

http://en.wikipedia.org

http://www.edaboard.com

http://www.atmel.com

http://www.datasheetcatalog.com

http://www.google.com

 

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s


%d bloggers like this: