MODEL TIMBANGAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOAD CELL BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51. Oleh : JAENAL ARIFIN

Transkripsi

1 MODEL TIMBANGAN DIGITAL MENGGUNAKAN LOAD CELL BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 Oleh : JAENAL ARIFIN

2 PENDAHULUAN PENDAHULUAN LATAR BELAKANG Pengukuran yang selama ini ada barang bersifat manual sehingga sering kali terjadi kesalahan dalam pengukuran baik itu berasal dari alat ukur atau dari manusianya itu sendiri. Seiring dengan kemajuan teknologi dan industri, penggunaan timbangan digital merupakan suatu alat yang sangat penting. TUJUAN Membuat perangkat keras dan lunak dari model timbangan digital menggunakan Load Cell berbasis mikrokontroler AT89S51 dan LCD sebagai penampil dari pengukuran beban yang telah dilakukan.

3 Sensor Berat (Load Cell) Sensor berat yang digunakan DASAR TEORI adalah load cell. Load cell yang dipakai dalam Tugas Akhir ini memiliki kapasitas berat maksimum 8Kg. Tetapi dalam perancangan tugas akhir dibuat beban pengukuran maksimal 5Kg. Pada saat Load Cell digunakan dengan diberi alas, seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Pada saat dalam kondisi tidak ada beban tegangan keluaran dari load cell tersebut haruslah 0 volt. Oleh karena itu diperlukan suatu Rangkaian penyeimbang sebagai solusinya.. Gambar 1 Load Cell tampak samping

4 Jembatan Wheatstone dan Load Cell Rangkaian jembatan Wheatsone mempunyai empat lengan resistif beserta sebuah catu daya dan sebuah detektor nol untuk diperlukan. Jembatan disebut setimbang bila beda potensial dan detektor nol sama dengan 0 volt +10 Output - 1 L OAD CE L L ; ; 2 A B Mera h Biru Hija u Kuning 10K 10K 4 Output + Gambar 2 Rangkaian penyeimbang

5 Rangkaian pengkondisi sinyal dari sensor berat. Rangkaian pengkondisi sinyal yang digunakan adalah rangkaian penguat instrumentasi dan rangkian deferensial. Gambar 3 Rangakaian pengkondisi sinyal

6 Rangkaian Analog to Digital Converter (ADC) ADC digunakan untuk mengubah masukan analog dari keluaran sensor berat yang sudah dikuatkan menjadi data digital 8 bit. Tipe ADC yang digunakan adalah ADC 0804 pada mode kerja free running. 1 2 CS RD Vcc CLK R Kohm Vcc C= 10 uf 3 WR CLK JN 4 C = 150 pf 5 INTR DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 Vin (+) Vin (-) A GND V Ref/2 D GND Vin C= 570 uf C= 10 uf Vcc = 5 V Trimpot 10 Kohm Gambar 4 Rangkaian ADC

7 Mikrokontroler AT89S51 AT89S51 adalah sebuah mikrokontroller 8 bit terbuat dari CMOS, yang berkonsumsi daya rendah dan mempunyai kemampuan tinggi. Mikrokontroller ini memiliki 4Kbyte In-System Flash Programmable Memory, RAM sebesar 128 byte, 32 input/output, watchdog timer, dua buah register data pointer, dua buah 16 bit timer dan counter, lima buah vektor interupsi, sebuah port serial full-duplex, osilator on-chip, dan rangkaian clock. Gambar 5. IC Mikrokontroler AT89S51

8 PERANCANGAN SISTEM Perancangan Perangkat Keras LOAD CELL Pengkondisi Sinyal & ADC MIKROKONTROLER AT89S51 L C D Gambar 6. Blok diagram Perancangan Perangkat Keras

9 RANGKAIAN MIKROKONTROLER DAN LCD Gambar 7. Koneksi mikrokontroler ke lcd.

10 Pemrograman AT89S51 Gambar 8. Flowchart program

11 PENGUJIAN Pengujian Load Cell dan Jembatan Wheatstone Pengujian Load Cell dan jembatan Wheatsone dilakukan agar sensor tersebut dapat bekerja dengan baik,berdasarkan pengujian tanpa diberi beban terjadi pergeseran nilai pada jembatan whaetstone sebesar 0.19 mv,dengan menggunakan rangkaian yang ada keluaran load cell dan jembatan wheatsone diseting menggunakan Variable resistor supaya mendapatkan 0Volt dan ini berhasil. +10 Output - 1 L OAD CE L L 2 A B Mera h Biru Hija u Kuning 10K 10K 4 Output + Gambar 9. Pengujian Load Cell dan Jembatan Wheatsone

12 Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal Pengujian Rangkaian Pengkondisi sinyal bertujuan untuk mengetahui apakah output yang dihasilkan oleh rangkaian tersebut sudah sesuai dengan yang diinginkan dan menguji kestabilan rangkaian tersebut, pada rangkaian menggunakan variabel resistor sehingga penguatanya perlu diuji apakah terjadi perubahan tahanan pada VR Gambar 10. Diagram blok pengujian rangkaian.

13 Pengujian ADC ADC 0804 diuji terlebih dahulu untuk menentukan dapat tidaknya ADC ini digunakan sebagai pengubah analog menjadi bit-bit digital. Tabel 1. Hasil pengujian ADC

14 PENGUJIAN KESELURUHAN SISTEM Tabel 2 Perhitungan Tingkat Kesalahan (Error) terhadap pengukuran sebenarnya.

15 Kesimpulan Setelah melakukan perancangan dan pengujian perangkat keras dan perangkat lunak dari Model Timbangan Digital berbasis mikrokontroler AT89S51, maka penulis dapat menarik kesimpulan sebagai berikut: 1.Masa yang diukur oleh sensor Load Cell dapat diubah menjadi tegangan listrik yang diinginkan dengan menggunakan rangkaian jemnbatan wheastone. 2.Hubungan yang didapat antara beban yang diberikan terhadap ouput pengkondisi sinyal adalah liniear. 3.Adanya tegangan offset masukan yaitu sebesar 0,74mV pada saat tidak ada beban. 4.Dari hasil pengujian rata-rata tingkat kesalahan beban berat yang ditampilkan adalah sebesar 0,81 %.

16 Saran Agar sistem yang dibahas oleh penulis lebih bermanfaat, penulis menyampaikan saran-saran sebagai berikut: 1. Untuk dapat menambah kemampuan timbangan terutama dalam mengukur massa yang besar dapat digunakan sensor lain seperti LVDT. 2. Untuk aplikasi lebih lanjut tampilan dapat pula ditunjukan melalui komputer. 3. Untuk memperbaiki sensitivitas timbangan dapat pula digunakan konstruksi timbangan yang lebih mendekati standar industri. Dengan demikian timbangan diharapkan dapat membaca massa benda yang lebih besar. 4. Karena masih tersedianya port yang kosong pada mikrokontroler AT89S51, maka perangkat ini dapat dikembangkan untuk mencatat data beberapa masukan dengan memanfaatkan sisa port yang tersedia.

17 SELESAI SEKIAN DAN TERIMA KASIH KATA BIJAK HARI INI : Tak ada rahasia untuk menggapai sukses. Sukses itu dapat terjadi karena persiapan,kerja keras, dan mau belajar dari kegagalan.