KARYA AKHIR STUDI PENGUKURAN KECEPATAN PUTARAN MENGGUNAKAN TACHOMETER DIGITAL

Transkripsi

1 KARYA AKHIR STUDI PENGUKURAN KECEPATAN PUTARAN MENGGUNAKAN TACHOMETER DIGITAL Karya Akhir ini diajukan untuk Melengkapi Salah Satu Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan OLEH: MUHAMMAD ARSYAD PROGRAM DIPLOMA - IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 STUDI PENGUKURAN KECEPATAN PUTARAN MENGGUNAKAN TACHOMETER DIGITAL OLEH : MUHAMMAD ARSYAD Disetujui oleh : Pembimbing Karya Akhir IR. ZULKARNAEN PANE NIP Diketahui oleh : Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Ketua, IR. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si NIP PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

3 KATA PENGANTAR Bismillaahir rahmaanir rahiim(i) Assalamu a laikum Warahmatullahi Wabarokatuh. Syukur alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah memberikan kesehatan dan kekuatan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan tulisan Karya Akhir ini. Dan tidak lupa juga Selawat dan Salam pada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW yang kita harapkan safa atnya di akhir kelak, amin. Penulisan ini merupakan metode pemakaian alat pengukuran kecepatan putaran dengan berjudul Studi Pengukuran Kecepatan Putaran Menggunakan Tachometer Digital, yang merupakan salah satu syarat dalam penyelesaian Studi di Program Diploma IV. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Orang Tua (Saniah), Mertua (Drs. Junizar Noor, M.Pd dan Novialisa, S.Pd) serta Istri tercinta (Yulis Hati, S.Kep., Ns) dan Keluarga Besar yang telah memberikan semangat, motivasi dan dorongan baik material maupun spiritual kepada saya sehingga dapat menyelesaikan tulisan ini dan juga tidak lupa penulis ucapkan terima kasih, kepada : 1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, Sebagai Ketua Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik, yang memberikan kesempatan dan arahan yang baik selama proses pendidikan hingga penulisan ini, 2. Bapak Rachmat Fauzi, ST., MT, sebagai Sekretaris Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik yang memberikan kesempatan dan dorongan untuk dapat menyelesaikan studi ini,

4 3. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, sebagai dosen Pembimbing Karya Akhir yang memberikan masukan, semangat dan dorongan sehingga penulis lebih termotivasi dalam penyelesaian tulisan, 4. Bapak-bapak Staf Pegawai Departemen Teknik Elektro yang membantu proses Administrasi selama pendidikan yang tidak pernah lelah dalam pengabdiannya. 5. Teman-teman mahasiswa stambuk 04, 05, 06, 07 serta teman-teman mahasiswa lainnya yang tidak bisa disebut satu persatu namanya, yang memberikan semangat dan bantuannya selama proses penulisan sehingga dapat menyelesaikannya. Disini juga penulis mengharapkan adanya masukan dan saran kepada penulis terhadap tulisan dari semua pihak yang membaca sehingga menjadi lebih sempurna dalam penyampaiannya dan semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi orang banyak hingga menjadi amal ibadah bagi penulis, Amin. Demikian penulis sampaikan, kepada Allah SWT penulis mohon ampun dan kepada saudara-saudara mohon di maafkan. Wassalamu a laikum Warahmatullahi Wabarokatuh. Medan, Juni 2011 Penulis, Muhammad Arsyad NIM

5 ABSTRAK Tachometer merupakan alat yang digunakan untuk menghitung kecepatan putaran suatu motor. Dalam hal ini tachometer yang digunakan dibentuk dari beberapa rangkaian elektronik sehingga terbentuk suatu rangkaian lengkap berupa tachometer yang dapat dipergunakan untuk menghitung putaran tersebut, dimana tachometer tersebut di sebut Tachometer Digital. Adapun rangkaian-rangkaian yang digunakan dalam alat tersebut antara lain, Rangkaian Input, Rangkaian Pintu Utama, Rangkaian Clock, Rangkaian Kontrol dan Rangkaian Counter. Dimana masing-masing berfungsi sebagai berikut, Rangkaian Input berfungsi sebagai tempat proses pengukuran dilakukan sekaligus pengubahan sinyal analog ke sinyal digital atau persegi (komponen yang digunakan : Sensor, IC LM386, IC SN7413), Rangkaian Pintu Utama berfungsi sebagai penahan dan melewatkan pulsa yang masuk padanya (komponen yang digunakan : IC SN7400), Rangkaian Clock berfungsi untuk membentuk atau membangkitkan pulsa atau sinyal digital yang diinginkan (komponen yang digunakan : IC SN7400, osilator, IC SN7490 dan komponen lainnya) Selanjutnya Rangkaian Kontrol berfungsi untuk memberikan pulsa Set dan Reset ke rangkaian counter di bagian memori (komponen yang digunakan IC SN74121, resistor dan kapasitor) dan yang terakhir rangkaian counter berfungsi sebagai tempat memproses pulsa akhir yang akan diukur dan sekaligus memperlihatkan hasil pengukurannya (display atau segmen) (komponen yang digunakan IC SN7490, SN7475, SN7447 dan seven segmen.

6 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... ix BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Masalah... 1 I.2. Tujuan Penulisan... 2 I.3. Batasan Masalah... 2 I.4. Sistematika Penulisan... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Tachometer... 4 II.2. Teori Elektronika... 6 II.2.1. Gerbang AND (gerbang pengali)... 8 II.2.2. Gerbang OR (gerbang penjumlah)... 9 II.2.3. Gerbang NOT (gerbang pembalik) II.2.4. Level (harga) Tegangan II.2.5. Operation Amplifier (Op-Amp) II.2.6. Rangkaian Flip-Flop II Flip-Flop RS (RESET SET FLIP-FLOP).. 14 II Flip-Flop RS Terdetak... 16

7 II Flip-Flop D (Data Flip-Flop atau Delayed Flip- Flop) II Flip-Flop JK II.2.7. Komponen-komponen Pendukung II Resistor (tahanan) II Kapasitor II Elektrolytic Capasitor II Ceramic Capasitor II Transistor II Seven Segment II.3. Sistem Pengukuran II.3.1 Sistem Pengukuran IRED Pasif II.3.2. Sistem Pengukuran IRED Aktif BAB III TACHOMETER DIGITAL III.1. Rangkaian Input III.2. Rangkaian Pintu Utama III.3. Rangkaian Clock (Pulsa) III.4. Rangkaian Kontrol III.5. Rangkaian Penghitung (Counter) BAB IV PEMBAHASAN IV.1. Cara Kerja Rangkaian Input IV.1.1. Sensor IV.1.2. Penguat (amplifier) IV.1.3. Rangkaian Schmitt Trigger... 42

8 IV.2. Cara Kerja Rangkaian Pintu Utama IV.3. Cara Kerja Rangkaian Clock IV.4. Cara Kerja Rangkaian Kontrol IV.5. Cara Kerja Rangkaian Penghitung (counter) IV.5.1. Counter Up IV.5.2. Counter Down IV.6. Cara Kerja Rangkaian Lengkap Tachometer Digital IV.7. Power Supplay IV.8. Rangkaian Lengkap Tachometer Digital BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan V.2. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DATA SHEET

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Diagram Blok Tachometer Digital... 5 Gambar 2.2. Simbol Gerbang AND... 8 Gambar 2.3. Bentuk Gelombang Gerbang AND... 8 Gambar 2.4. Simbol Gerbang OR... 9 Gambar 2.5. Bentuk Gelombang Gerbang OR... 9 Gambar 2.6. Simbol Gerbang NOT Gambar 2.7. Bentuk Gelombang Gerbang NOT Gambar 2.8. Harga tegangan IC jenis TTL Gambar 2.9. Simbol Op-Amp Gambar Simbol Flip-flop RS Gambar Flip-Flop RS menggunakan gerbang NAND Gambar Simbol logic clocked RS Flip Flop Gambar Rangkaian Flip-flop RS Terdetak dan ekivalennya Gambar Diagram Blok Flip-Flop D Gambar Rangkaian D Flip Flop secara blok Gambar Resistor Karbon Gambar Potentiometers Gambar Perubahan Nilai pada Potensiometer Gambar Skema Kapasitor Gambar Electrolytic Capasitor (ELCO) Gambar Jenis Kapasitor Gambar Transistor Through-hole... 26

10 Gambar Simbol Transistor dari Berbagai Tipe Gambar Konfigurasi Seven Segmen pada masing-masing common Gambar Susunan Seven Segmen Gambar Display Seven Segmen Gambar Prinsif Dasar Pengukuran Gambar Blok diagram Sistem Pengukuran Infra Red Gambar Blok diagram Sistem Pengukuran IRED Passip Gambar Pengukuran Infra Red Sistem Aktif Gambar 3.1. Rangkaian Input Gambar 3.2. Rangkaian Input secara Blok Gambar 3.3. Rangkaian Pintu Utama Gambar 3.4. Rangkaian Clock Gambar 3.5. Rangkaian Kontrol Gambar 3.6. Rangkaian Penghitung (Counter) Gambar 4.1. Rangkaian Input secara Blok Gambar 4.2. Pulsa yang akan diukur Gambar 4.3. Rangkaian TIL Gambar 4.4. Rangkaian TIL Gambar 4.5. Rangkaian Penguat LM Gambar 4.6. Multivibrator IC SN Gambar 4.7. Rangkaian Pembagi Pulsa hingga 0,1 Hz Gambar 4.8. Rangkaian Lengkap Tachometer Digital... 50

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Tabel Kebenaran Gerbang AND... 6 Tabel 2.2. Tabel Kebenaran Gerbang OR... 7 Tabel 2.3. Tabel Kebenaran Gerbang NOT... 8 Tabel 2.4. Tabel Kebenaran Flip-Flop RS Tabel 2.5. Tabel Kebenaran Flip-Flop RS terdetak Tabel 2.6. Tabel Kebenaran Flip-Flop D Tabel 2.7. Kode Warna Resistor Tabel 2.8. Nilai Kapasitor Tabel 4.1. Counter Up Tabel 4.2. Counter Down... 45