Tachometer Berbasis Mikrokontroler AT Mega 8 Dilengkapi dengan Mode Hold

Transkripsi

1 Seminar Tugas Akhir Juni 06 Tachometer Berbasis Mikrokontroler AT Mega 8 Dilengkapi dengan Mode Hold (Tera Hanifah Al Islami, Andjar Pudji, Triana Rahmawati ) ABSTRAK Tachometer adalah suatu alat ukur yang dibuat dan didesain untuk mengukur kecepatan objek yang berputar, misalnya mengukur putaran mesin per menit (RPM) pada centrifuge. Centrifuge merupakan salah satu jenis alat laboratorium yang digunakan untuk memisahkan larutan berdasarkan berat molekulnya. Rentang ukur dalam proses pengukuran kecepatan RPM pada centrifuge adalah 0 sampai dengan 0000 RPM ( Afif.I.R, 0 ). Cara kerja dari tachometer, yaitu menembakkan cahaya infra merah pada bidang reflektif yang akan memantulkan cahaya inframerah dan diterima oleh detektor. Tachometer ini menggunakan sensor LED Inframerah yang dapat memancarkan cahaya inframerah yang tidak kasat mata. Cahaya inframerah merupakan gelombang cahaya yang berada pada spectrum cahaya tak kasat mata yang ditembakkan ke daerah reflektif kemudian ditangkap oleh phototransistor sebagai receiver. Output receiver akan dikonversi dalam bentuk RPM oleh mikrokontroller. Nilai RPM akan ditampilkan melalui display LCD x6. Data hasil pengukuran centrifuge menggunakan tachometer menunjukkan bahwa error pengukuran paling kecil pada kecepatan 6000 RPM dengan prosentase error sebesar 0.00 %, sedangkan prosentase error terbesar pada kecepatan 00 RPM sebesar 0.0 %. Dari data yang telah di dapatkan, hasil pengukuran masih dalam batas toleransi ±0%. Kata Kunci : Tachometer, Centrifuge, kecepatan, LED inframerah, RPM PENDAHULUAN Latar Belakang Tachometer adalah suatu alat ukur yang dibuat dan didesain untuk mengukur kecepatan objek yang berputar. Objek yang akan diukur dalam penelitian ini adalah banyaknya putaran permenit (RPM) dari centrifuge. Kata tachometer berasal dari kata Yunani tachos yang berarti kecepatan dan metron yang berarti untuk mengukur (Wahyu Adi Wibowo,0). Cara kerja dari tachometer, yaitu menembakkan cahaya infra merah pada bidang reflektif yang akan memantulkan cahaya infra merah dan diterima oleh detektor. Cahaya yang diterima oleh detektor akan diproses oleh mikrokontroller dan ditampilkan pada display LCD. Jurusan Teknik Elektromedik saat ini memiliki tachometer digital yang

2 Seminar Tugas Akhir Juni 06 digunakan sebagai alat penunjang dalam mata kuliah kalibrasi. Tachometer digital ini dilengkapi dengan beberapa fitur pendukung, seperti penyimpanan data, lensa pemfokus cahaya, dan tampilan layar menggunakan LCD. Saat menggunakan tachometer digital peneliti mengalami kesulitan dalam proses pengambilan data karena hasil pengukuran yang ditampilkan tidak stabil. Tachometer dengan Ultrasonic berbasis Mikrokontroler AT89S pernah dibuat oleh Yanny Siwalette pada tahun 006 (Yanny, 006), dalam proses pengukuran RPM pada mesin centrifuge tachometer ini bekerja dengan menggunakan frekuensi Ultrasonic. Pada tahun 0 Tachometer Non Contact Berbasis Mikrokontroller Via Serial RS Ke Personal Computer dibuat oleh Andrik Kurnia dengan menggunakan laser DC sebagai pemancar cahaya dan phototransistor sebagai penerima cahaya. Rentang ukur dalam proses pengukuran kecepatan RPM pada centrifuge adalah 0 sampai dengan 0000 RPM (Andrik, 0). Ditinjau dari kecepatannya, centrifuge dibagi menjadi tiga, yaitu : (Afif I.R, 0). Centrifuge Sederhana, dengan kecepatan sebesar RPM. Centrifuge Rotasi Tinggi, dengan kecepatan sebesar >7000 RPM. Ultracentrifuge, dengan kecepatan sebesar > RPM Penelitian sebelumnya yang dilakukan di kampus Jurusan Teknik Elektromedik pernah dibuat beberapa centrifuge dengan kecepatan 0 sampai dengan 8000 RPM. Jadi centrifuge yang pernah dibuat di Kampus Jurusan Teknik Elektromedik termasuk jenis centrifuge rotasi tinggi. Dari permasalahan di atas peneliti ingin membuat TACHOMETER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8 DILENGKAPI DENGAN MODE HOLD. Batasan Masalah... Menggunakan Inframerah sebagai transmitter.... Menggunakan Phototransistor sebagai reciever.... Akuisisi data kecepatan motor ditampilkan dalam bentuk RPM... Display ditampilkan pada LCD X 6... Rentang pengukuran kecepatan 0 s.d 0000 RPM..6. Menggunakan penyimpanan data maksimal data..7. Menggunakan mode HOLD Rumusan Masalah Dapatkah dibuat Tachometer Bebasis Mikrokontroler ATMega 8 Dilengkapi dengan Mode Hold? Tujuan Penelitian... Tujuan Umum Dibuatnya alat ukur tachometer berbasis mikrokontroler ATMega 8 dilengkapi dengan mode hold... Tujuan Khusus... Membuat rangkaian transmitter menggunakan inframerah... Membuat rangkaian receiver menggunakan phototransistor... Membuat program konversi frekuensi ke satuan RPM... Membuat mode HOLD... Membuat rangkaian display LCD Karakter x Melakukan uji fungsi alat Manfaat Penelitian... Manfaat Teoritis Meningkatkan wawasan dan pengetahuan mahasiswa Teknik Elektromedik mengenai alat

3 Seminar Tugas Akhir Juni 06 kalibrasi khususnya alat ukur tachometer.... Manfaat Praktis Manfaat praktis yang diharapkan oleh peneliti dalam pembuatan Tachometer Berbasis Mikrokontroler ATMega 8 dan Dilengkapi dengan Mode Hold adalah dapat mempermudah pengguna dalam pengambilan data saat proses kalibrasi alat medis yang menggunakan putaran motor di dalamnya. Diagram Alir Proses/Program METODOLOGI Diagram Blok Sistem INPUT PROSES OUTPUT Gambar. Diagram Blok Sistem Transmitter Inframerah memancarkan gelombang yang ditembakkan ke objek. Pada objek diberi garis putih sebagai bidang reflektif kemudian akan ditangkap oleh phototransistor sebagai receiver. Output receiver akan dikonversi dalam bentuk RPM oleh mikrokontroller. Nilai RPM akan ditampilkan melalui display LCD x6. Apabila nilai yang ditunjukan display mulai stabil dapat ditekan HOLD/SAVE. Display akan otomatis berhenti kemudian program akan menampilkan dan menyimpan nilai data pengukuran. Gambar. Diagram Alir Program Inisialisasi Timer/Counter berfungsi untuk mengolah frekuensi dari put rangkaian modul sensor D80NK. Frekuensi akan ditampilkan pada display LCD x 6 dalam satuan RPM. Saat data yang ditampilkan mulai stabil, tekan Hold/Save. Display otomatis berhenti, kemudian program akan menampilkan dan menyimpan nilai data pengukuran. Apabila tombol Hold/Save tidak ditekan maka proses counting akan terus berjalan. Saat proses pengambilan data telah selesai, tekan tombol Memory untuk menampilkan data yang telah disimpan. Diagram Mekanis Sistem Desain diagram mekanis sistem dibuat untuk mengetahui rancangan box alat. Rancangan box alat Tachometer Berbasis Mikrokontroller AT Mega8 Dilengkapi dengan Mode Hold terlihat seperti gambar dibawah ini: Gambar. Diagram Mekanis Sistem

4 Seminar Tugas Akhir Juni 06 HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS d. Kecepatan 000 RPM Hasil Pengukuran Test Point... Hasil Pengukuran Test Point Menggunakan Osiloskop a. Kecepatan 000 RPM Gambar. Pulsa Output Sensor saat 000 RPM e. Kecepatan 000 RPM Gambar. Pulsa Output Sensor saat 000 RPM b. Kecepatan 000 RPM Gambar. Pulsa Output Sensor saat 000 RPM f. Kecepatan 6000 RPM Gambar. Pulsa Output Sensor saat 000 RPM c. Kecepatan 000 RPM Gambar.6 Pulsa Output Sensor saat 6000 RPM g. Kecepatan 000 RPM Gambar. Pulsa Output Sensor saat 000 RPM Gambar.7 Pulsa Output Sensor saat 000 RPM

5 Seminar Tugas Akhir Juni 06 Kec Hasil Pengukuran Terhadap Kalibrator Alat Ukur Pengukuran 6 p m 7 p m p m 6 p m p m p m p m p m p m p m p m p m PEMBAHASAN Rangkaian J C C DOWNLOADER 0PF 0PF mosi miso sck rst R K C 00NF SW RESET X MHz pc0 pc pc pc pc pc start J SUPPLY rst pb0 pb pb mosi miso sck hold/sav e memory Gambar. Rangkaian Keseluruhan Kinerja Sistem Keseluruhan R K U6 PC6 (RESET) ATMEGA8 pb0 pb PB0 (ICP) (RxD) PD0 PB (OCA) (TxD) PD PB (SS/OCB) (INT0) PD PB (OC/MOSI) (INT) PD PB (MISO) (XCK/T0) PD PB (SCK) (T) PD PB6 (XT/TOSC) (AIN0) PD6 PB7 (XT/TOSC) (AIN) PD7 PC0 (ADC0) PC (ADC) PC (ADC) PC (ADC) PC (SDA/ADC) PC (SCL/ADC) pb J D R6 0 sensor LED Sensor D80NK terdiri dari rangkaian transmitter dan reciever yang bekerja pada tegangan input sebesar VDC. Output receiver berupa tegangan digital DC threewire system (NPN), apabila sensor mengenai bidang reflektif maka receiver menerima logika 0 sehingga indikator LED pada receiver akan menyala. Output sensor terhubung dengan PORTC. pada pin interupsi (INT0) AT MEGA 8. Mikrokontroler AT Mega 8 bekerja dengan input tegangan sebesar V dengan sumber tegangan dari baterai. Indikator supply yang berupa LED akan menyala menandakan bahwa mikrokontroler telah mendapat supply tegangan. Terdapat tiga tombol pada rangkaian diatas yang berfungsi untuk: Start, Hold/Save, dan Memory. Saat tombol Start ditekan proses pengukuran RPM akan berlangsung, sensor yang ditembakkan ke permukaan centrifuge akan mendeteksi bidang reflektif berwarna putih dengan memberikan input logika 0 (Low) pada pin interupsi (INT0) mikrokontroler dan berlogika (High) apabila mengenai bidang yang berwarna hitam. Banyaknya perubahan logika (High) ke logika 0 (Low) (falling edge) akan membentuk frekuensi yang akan diolah dan di ubah ke dalam satuan rotasi per menit (RPM). RPM GND A AREF AGND pd0 pd pd pd pd pd pd6 pd7 R 00K R 0K R 0K J CON pd0 pd pd pd pd7 pc0 pd6 D LED R pc pc pc pc pc J CON6 pd pd J6 PD. J7 PD.

6 Seminar Tugas Akhir Juni 06 akan ditampilkan pada LCD karakter x6. Setelah proses berjalan dan data yang ditampilkan mulai stabil, tekan Hold/Save. Display akan otomatis berhenti, kemudian program akan menampilkan dan menyimpan nilai dari hasil pengukuran. Tombol Memory digunakan untuk menampilkan data yang telah tersimpan pada mikrokontroler dengan maksimal penyimpanan lima data. Setelah proses pengukuran selesai dapat ditekan tombol Reset untuk memulai proses pengukuran kembali. PENUTUP Berdasarkan hasil pembahasan dan tujuan pembuatan modul dapat disimpulkan bahwa :. Telah dibuat Tachometer Berbasis Mikrokontroler Atmega 8 Dilengkapi Dengan Mode Hold.. Mode Hold dan penyimpanan data dapat bekerja sesuai yang diharapkan, dengan penyimpanan maksimal data.. Perlu dilakukan percobaan yang lebih saat menetapkan timer periode, karena nilai timer periode berpengaruh terhadap keakurasian pengukuran RPM.. Semakin tinggi setting RPM yang dilakukan saat pengukuran semakin tinggi juga nilai errornya.. Pengukuran menggunakan metode frekuensi meter pada pin interupt mikrokontroler cukup efektif, akan tetapi karakteristik sensor yang digunakan juga berpengaruh terhadap keakurasian hasil. 6.. Saran Saran peneliti untuk pengembangan penelitian ini dapat dilakukan pada :. Sensor yang digunakan. Sebaiknya menggunakan laser DC agar saat proses penembakan rangkaian transmitter pada bidang reflektif tepat sasaran.. Pengolahan frekuensi menggunakan frekuensi to volt converter.. Dilengkapi dengan rata-rata pengukuran. DAFTAR PUSTAKA Adi Wahyu Wibowo. Tachometer Dan Penggunaan Serta Macam Macamnya, digital.com/tachometer-dan- penggunaanya.html, diakses 0 Desember 0. Andrik Kurnia. 0. Tachometer Non Contact Berbasis Mikrokontroller Via Serial RS Ke Personal Computer. Tugas Akhir tidak diterbitkan, Prodi D- Teknik Elektromedik Poltekkes Kemenkes Surabaya, Surabaya. Ardi Winoto Mikrokontroler AVR ATMega8//6/8 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C

7 Seminar Tugas Akhir Juni 06 pada WinAVR. Bandung. INFORMATIKA. Terry King, 0. Infrared Distance Sensor Type E8-D80NK esensor, diakses pada 8 April 06. Yanny Siwallete Tachometer dengan Ultrasonic berbasis Mikrokontroler AT89S. Tugas Akhir tidak diterbitkan, Prodi D- Teknik Elektromedik Poltekkes Kemenkes Surabaya, Surabaya.