PENGINTEGRASIAN SENSOR SUHU BERBASIS FILM PIROELEKTRIK Ba 0.5 Sr 0.5 TiO 3 (BST) PADA MIKROKONTROLER ATMEGA8535 MENJADI TERMOMETER DIGITAL DANI YOSMAN

Transkripsi

1 PENGINTEGRASIAN SENSOR SUHU BERBASIS FILM PIROELEKTRIK Ba 0.5 Sr 0.5 TiO 3 (BST) PADA MIKROKONTROLER ATMEGA8535 MENJADI TERMOMETER DIGITAL DANI YOSMAN DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012

2 ABSTRAK DANI YOSMAN. Pengintegrasian Sensor Suhu Berbasis Piroelektrik Film Ba 0.5 Sr 0.5 TiO 3 (BST) Pada Mikrokontroler ATMega8535 Menjadi Termometer Digital. Dibimbing oleh Dr. Ir. IRZAMAN, M.Si dan ARDIAN ARIEF, M.Si. Bahan semikonduktor memiliki beberapa karakteristik, salah satu karakteristik tersebut adalah karakteristik piroelektrik. Piroelektrik ini terjadi akibat adanya perubahan momen dipol ketika diberikan gangguan berupa suhu. Semakin besar suhu yang diberikan maka semakin besar pula arus yang keluar sehingga tegangan yang dikeluarkan akan semakin besar. Barium Stronsium Titanat (BST) merupakan semikonduktor yang memiliki sifat tersebut. Pada penelitian ini menggunakan film BST sebagai sensor suhu pada termometer badan digital. Pembuatan film BST menggunakan metode chemical deposition solution (CSD) dengan variasi waktu annealing ditahan pada suhu 850 o C selama 8 jam, 15 jam, 22 jam, dan 29 jam. Film BST tersebut diuji karakteristik I-V, konduktivitas listrik, dan piroelektrik. Lalu dirangkai menggunakan jembatan wheatstone agar hambatan dalam sensor terbaca ketika diberikan suhu pada film tersebut. Tegangan keluaran yang berasal dari jembatan wheatstone akan dikuatkan sebanyak 10 kali manggunakan operational amplifier (Op-Amp). Tegangan ini yang diolah menggunakan mikrokontroler ATMega8535 yang sebelumnya dikonversi menjadi sinyal digital menggunakan analog to digital converter (ADC). Dengan resolusi mikrokontroler sebesar 48,83 mv, ketika diberikan gangguan suhu setiap perubahan tegangan sebesar 48,83 mv maka akan terbaca 1 bilangan desimal oleh ADC. Pada kondisi ini memakai fidelitas mikrokontroler 10 bit atau 1024 bilangan desimal. Hasil sinyal digital ini akan diolah melalui program yang dibuat menggunakan bahasa pemrograman basic compiler (BASCOM). LCD akan memperlihatkan hasil dari perubahan tegangan dari film BST ketika diberikan suhu dan tampilannya berupa derajat celcius, dan dapat digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia. Kata kunci: Piroelektrik, BST, Op-Amp, mikrokontroler, termometer.

3 PENGINTEGRASIAN SENSOR SUHU BERBASIS PIROELEKTRIK FILM Ba 0.5 Sr 0.5 TiO 3 (BST) PADA MIKROKONTROLER ATMEGA8535 MENJADI TERMOMETER DIGITAL Dani Yosman Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012

4 LEMBAR PENGESAHAN Judul Skripsi : Pengintegrasian Sensor Suhu Berbasis Piroelektrik Film Ba 0.5 Sr 0.5 TiO 3 (BST) Pada Mikrokontroler ATMega8535 Menjadi Termometer Digital Nama NIM : Dani Yosman : G Disetujui Pembimbing 1 Pembimbing 2 Dr. Ir. Irzaman, M.Si NIP Ardian Arif, M.Si NIP Diketahui : Ketua Departemen Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si NIP Tanggal Lulus :

5 i KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidahyah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pengintegrasian Sensor Suhu Berbasis Piroelektrik Film Ba 0.5 Sr 0.5 TiO 3 (BST) Pada Mikrokontroler ATMega8535 Menjadi Termometer Digital. Termometer ini digunakan untuk termometer klinis yang berfungsi sebagai alat ukur suhu tubuh manusia. Penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada Ibu tersayang, kakek, nenek, saudara kandung dan lain-lain yang telah memberikan semangat yang luar biasa dan doa yang tak terhingga kepada penulis. Bapak Dr. Ir. Irzaman, M.Si selaku pembimbing pertama yang selalu motivasi dan pengarahan yang terbaik dilakukan oleh penulis. Bapak Ardian Arief, M.Si sebagai pembimbing kedua dan Heryanto Syafutra, M.Si yang banyak membantu motivasi dan saran yang terbaik kepada penulis. Irma Purnama Ramadhani yang telah memberikan support yang besar kepada penulis, Ade Kurniawan, Johan Iskandar, dan M. Nur Hilaludin selaku tim penelitian tugas akhir dan semua anak fisika 44 yang telah membantu penulis. Akhir kata, penulis mengharapkan dapat memberikan manfaat yang besar untuk bangsa Indonesia dari laporan akhir ini. Kritik dan saran yang membangun untuk kemajuan dari penelitian-penelitian selanjutnya. Bogor, Mei 2011 Penulis

6 ii RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 14 Juni 1989 dari pasangan alm. Osman dan Rini Hendarin. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara yaitu Rani Yulianti kakak penulis, Rima Apriyanti dan Bayu Yosman adik penulis. Penulis menyelesaikan pendidikan di SDN Polisi V Bogor selama 6 tahun, di SMPN 4 Bogor selama 3 tahun, di SMAN 9 Bogor selama 3 tahun, dan melanjutkan ke perguruan tinggi S1 di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetehuan Alam, Institut Pertanian Bogor melalui jalur SPMB. Selama pendidikan di perguruan tinggi penulis pernah aktif di UKM Koperasi Mahasiswa, menjadi anggota Himpunan Mahasiswa Fisika IPB (HIMAFI) divisi Intrumentasi dan Teknologi, menjadi pengajar kelas 2 dan 3 SMA di bimbingan belajar Vision, menjadi pengajar untuk mahasiswa TPB IPB di bimbingan belajar ETOS, menjadi asisten praktikum pada matakuliah fisika dasar (S1 Fisika), elektronika dasar (S1 Fisika), elektronika lanjut (S1 Fisika), sensor dan transduser (S1 Fisika), elektronika 2 (D3 Teknik Komputer), rangakaian digital (D3 Teknik Komputer), dan mikroprosesor (D3 Teknik Komputer) dan sekarang bekerja di BKB Nurul Fikri Bogor sebagai guru Fisika dan Matematika.