? / ~ p / /$ q z / o - / g
DISAIN A l A T PENGLIRUR KECEPATAN ALlRWBQ ABW DIGI"BL OENGAH PENGlNDERA STRAIN GAUGE
Ole h ALFlRA
WlBlKSANA
F 24. 1381
1 9 9 2 FAKULIAS TEKMOLOGl PERTAMIM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
B O G O R
A l f i r a W i b i ksana.
Aliran A i r
D i s a i n A l a t Pengukur Kecepatan
F24.1381.
dengan Pengindera S t r a i n Gauge.
Di
bawah bim-
b i n g a n I r . S o e s i l o Sarwono dan I r . Dewa Made Subrata.
RINGKASAN
Indonesia
Di
dengan p e s a t ,
saat
ini
ilmu
tak t e r k e c u a l i
di
dan
teknologi
berkembang
bidang e l e k t r o n i k a .
Salah
s a t u penemuan dalam bidang e l e k t r o n i k a adalah s u a t u komponen yang d i s e b u t s t r a i n gauge,
yang dapat dimanfaatkan sebagai
Pengindera tekanan.
Di
bidang
pertanian,
Khususnya
b i d a n g Teknik Tanah dan A i r ,
yang
b e r k a i t a n dengan
a i r merupakan s a l a h s a t u unsur
yang d i b u t u h k a n dan sangat p e n t i n g .
D e b i t a l i r a n a i r harus
d i p e r h i t u n g k a n secara cermat agar menghasilkan k o n d i s i yang optimum dan h a s i 1 yang air
dapat
d i lakukan
maksimum.
secara
Pengukuran d e b i t
iangsung
dan
tidak
a1 i r a n
iangsung.
Pengukuran secara langsung d i l a k u k a n dengan bangunan-bangunan
ukur,
dengan
sedangkan
metoda
secara
kecepatan
u n t u k menunjang
ha1
tidak
penampang
tersebut,
langsung
dapat
dilakukan
(Velocity-area
~edepatana l i r a n
Method),
air
sangat
p e n t i n g untuk d i k e t a h u i . A l a t pengukur kecepatan a i r yang d i b u a t , terdiri
pada dasarnya
d a r ? 1 ima s i s t e m utama y a i t u Pencatu Daya Pemantap
Tegangan, Sistem Pengindera, Sistem Penguat, Sistem Konversi Analog ke D i g i t , dan Sistem Peraga D i g i t a l .
S i s t e m P e n c a t u Daya Pemantap Tegangan menjalankan
menjadi
perubahan tegangan sistem
perubahan
hambatan pada
cara
member? t e g a n g a n
penguat.
berfungsi
ini
listrik
menyebabkan
in i
yang
(Op Amp).
paaa
yang
besaran
berfungsi
strain
terjadinya
sistem
dibuat
analog untuk
gauge,
perubahan
aikuatkan
Sistem konversi
merubah
digital
pada
kemudian
Sistem' penguat
untuk
peraga
hambatan
S i stem
penguat o p e r a t i f
Sistem
dengan
untuk
S i s t e m p e n g i n d e r a ~ e r f u n g s i u n t u k merubah t e k z n a n
lainnya. air
Alat
berfungsi
adalah
pada
sisiem
analog ke d i g i t ke
pulsa-pulsa.
merubah
pulsa-pulsa
m e n j a d i s a n d i dengan s i s t e m d e c o d e r t u j u h s e g m e n t . Tujuan
penelitian
ini
adalah
rnendisain
Alat
Pengukur
K e c e p a t a n A i i r a n A i r D i g i t a l dengan P e n g i n d e r a S t r a i n Gauge, nielakukan
u ji
coba
karakteristik
dan
kemampuan
instrunlen
serta kaliSerasi. P e n g u j i a n d i 1a k u k a n dengan c a r a mei 1 h a t n c o u f l g a n a n t a r - a k e c e p a t a n a l i r a n a i r dengan cegangan yang d i n a s i l k a n p e n g l n dera.
Has1 1
p e r i g u j ian
nlenunjukkan
hubunga:i
yang
tnrjaoi
Gigitai
.uen3;ri:
adalah l i n i e r . Alat Pengindera
Peng~:i;ur Straiti
k e c e p a t a n a1 i r a n
Kecepataii Gauge
3 . 1r
i iii
n i : ~ l aI
A 1 1 rari
niempunyai
dari
50
14-
r
Keniarvpiia:i
cm/aeti k
mer;gut.ur
saiii;)ai
(:engar-
D I S A I N ALAT PENGUKUR KECEPATAN A L I R A N A I R D I G I T A L DENGAN PENGINDERA S T R A I N GAUGE
Oleh : A L F I R A WIBIKSANA
F 24.1381
SKRIPSI Sebagai
saiah satu s y a r a t u n t u k m e m p e r o l e h g e l a r SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN p a d a Jurusan M E K A N I S A S I PERTANIAN Fakuitas Teknologi
Pertanian
I n s t i t u t P e r t a n i a n Eogor
1992
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN I N S T I T U T P E R T A N I A N BOGOR BOGOR
I N S T I T U T P E R T A N I A N BOGOR : A K U L T A S TEKNOLOGI PERTANIAN
D I S A I N A L A T PENGUKUR KECEPATAN A L I R A N A I R D I G I T A L DENGAN PENGINDERA S T R A I N GAUGE
SKRIPSI Sebagai
salah satu syarat untuk mernperoieh g e l a r SARJANA TEKNOLOGI P E R T A N I A N
pada Jurusan M E K A N I S A S I PERTANIAN iakultas Teknologi Pertanian
I n s t it u t P e r t a n i a n Bogor
Oleh : A L F I R A WIBIKSANA F 24.1381 D i l a h i r k a n pada t a n g g a l
29 M a r e t 1969
dl Cimahi
Disetuju!, Sogor,
g
Januari
1992
. Dosen Pembimblng I 1
S o e s i l o Sarwono
KATA PENGANTAR
Puji Maha Esa,
syukur
p e n u l i s p a n j a t k a n ke h a d i r a t Tuhan Yang
Yang t e l a h memberi
rahmat dan anugerahnya s e r t a
b i m b i n g a n kepada p e n u l i s . T u l i s a n i n i d i s u s u n b e r d a s a r k a n h a s i l p e n e l i t i a n yang t e l a h d i l a k u k a n selama 8 b u l a n d i dan E l e k t r o n i k a dan d i
l a b o l a t o r i u m Ergonomika
L a b o l a t o r i u m Teknik
Tanah dan A i r
pada J u r u s a n M e k a n i s a s i P e r t a n i a n . P e n u l i s mengucapkan t e r i m a k a s i h kepada : 1.
I r . Soesi l o Sarwono dan I r . Dewa Made S u b r a t a sebagai dosen
pembimbing
yang
telah
memberikan
bimbingan
dan
pengarahan dalam penyusunan l a p o r a n i n i .
2.
Budi Mulyono dan K e l u a r g a I r .
Oetomo D j a j a n e g a r a yang
t e l ah menyedi akan f a s i 1 it a s dan bimbingan kepada penulis. 3.
I r . G o d f r i e d Sitompul
sebagai
p i h a k yang t e l a h rnemberi
dosen p e n g u j i
dan semua
b a n t u a n , bimbingan dan p e t u n -
j u k yang b e r h a r g a selarna p e n e l i t i a n . 4.
Ayah,
ibu,
kakak;
a d i k dan a d i k R i t a yang t e l a h
mem-
b e r i bantuan, b i a y a , dorongan s e r t a doa r e s t u . Akhirnya p e n u l i s
berharap
tulisan
ini
dapat
berman-
f a a t b a g i p i h a k yang memerlukan.
Bogor, 2 4 Desember 1 9 9 1
Penulis i
ii
DAFTAR I S 1
H a1 aman
........................... DAFTAR GAMBAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DAFTAR T A B E L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DAFTAR LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I. PENDAHULUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A . LATAR BELKAKANG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B . TUJUAN P E N E L I T I A N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I 1. T I N J A U A N PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A . A I R DAN FUNGSINYA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B . K A R A K T E R I S T I K M A T E R I A L LOGAM . . . . . . . . . . C . S T R A I N GAUGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D . PEREKAT S T R A I N GAUGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . E . PENCATU DAYA PEMANTAP TEGANGAN . . . . . . . . F . S I S T E M PENGINDERA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . KATA PENGANTAR
G . S I S T E M PENGUAT
........................
......................... I. DASAR-DASAR T E K N I K D I G I T . . . . . . . . . . . . . . I11. PENDEKATAN RANCANGAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A . PENCATU DAYA PEMANTAP TEGANGAN . . . . . . . . B . S I S T E M PENGINDERA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C . S I S T E M PENGUAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . H . S I S T E M PERAGA
. E.
D
S I S T E M KONVERSI ANALOG KE D I G I T . . . . . . . . S I S T E M PERAGA
......................... iv
iii vi v i i i
ix 1 1
2 3 3 4 7
13 14 16 18 22 24
32 33 34 36
37 40
IV
.
........................ DAN TEMPAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DAN ALAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PENGUJIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
METODE P E N E L I T I A N A
.
WAKTU
8 . BAHAN C . TAHAP
...................... E . PROSEDUR P E N G U J I A N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V . H A S I L DAN PEMBAHASAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A . HUBUNGAN ANTARA KECEPATAN A L I R A N A I R DENGAN S I S T E M PENGINDERA . . . . . . . . . . . . . . D.
METODE P E N G U J I A N
B . HUBUNGAN ANTARA SESARNYA TEGANGAN MASUKAN PADA S I S T E M KONVERSI ANALOG K E D I G I T DENGAN BESARNYA ANGKA PADA S I S T E M PERAGA
........................ C . KEMAMPUAN A L A T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D . K E T E L I T I A N PENGUKURAN . . . . . . . . . . . . . V I . KESIMPULAN DAN SARAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A . KESIMPULAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................ DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LAMPIRAN-LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B . SARAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 .
K u r v a s t r e s s - s c r a i n u n t u k "medium-carbon s t e e l ' ' . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar 2.
K o n s t r u k s i d a s a r s t r a i n gauge t i p e "bonded" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
amb bar
3.
Gambar 4 . Gambar 5.
H i s t e r i s t i s pada s t r a i n gauge t i p e "bonded gauge"
...................... C a t u daya t a n p a pemantap tegangan . . . I C 7 2 3 . s Q b a g a i pemantap tegangan . . . . .
Gambar 6 .
I C t i p e 78XX dan 79XX sebagaipemantap t e g a n g a n DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar 7.
R a n g k a i a n Jembatan Wheatstone
Gambar 8 .
Rangkaian p e n g u a t a n dengan T r a n s i s t o r
Gambar 9 .
Penguat t a k m e n j u n g k i r k a n
Gambar 10.
Penguat m e n j u n g k i r k a n
Gambar 1 1 .
Penguat D i f f e r e n t i a l
........
...........
................ .................
Gambar 12.. Penguat dengan masukan l e b i h d a r i s a t u Gambar 1 3 . Metode menyalakan LED Dada S i s ~ e mPer a g a Common Anoda . . . . . . . . . . . . . . . . . . ;. Gambar 1 4 . SR F l i p - f l o p dan s i m b o l n y a Gambar 1 5 .
...........
Bagan A l a t Pengukur K e c e p a t a n A l i r a n A i r D i g i t a l dengan P e n g i n d e r a S t r a i n
Gauge Gambar 1 6 .
................................
P e n c a t u Daya Pemantap Tegangan
.......
Gambar 1 7 . Cara K e r j a S i s t e m P e n g i n d e r a Mekanik Gambar 1 8 .
Rangkaian S i s t e m P e n g i n d e r a
Gambar 1 9 .
Rangkaian S i s t e m Penguat
.
..........
.............
......
Gambar 20.
Skema K o n v e r s i A n a l o g k e D i g i t
Gambar 21.
S i s t e m K o n v e r s i Analog ke D i g i t
Gambar 22.
S i s t e m Pencacah
Gambar 23.
Simbol L o g i k a S i s t e m K o n v e r s i Sandi
Gambar 24.
Rangkaian S i s t e m Peraga D i g i t a l
Gambar 25.
Hubungan a n t a r a Gaya ( F l ' d e n g a n Perubahan Panjang K a r e t ( X )
Gambar 26.
Hubungan a n t a r a k e c e p a t a n a l i r a n a i r dengan S i s t e m P e n g i n d e r a
Gambar 27.
Hubungan a n t a r a tegangan masukan pada S i s t e m ADC dengan b e s a r n y a angka pada S i s t e m Peraga
.....
..................... .
.....
.............
............
.......................
Gambar 28.
Hubungan a n t a r a k e l u a r a n pada S i s t e m P e n g i n d e r a dengan tegangan masukan pada S i s t e m K o n v e r s i Analog ke D i g i t
Gambar 29.
K a r a k t e r i s t i k S i s t e m Penguat
Gambar 30.
Hubungan a n t a r a S i s t e m P e n g i n d e r a , S i s t e m Penguat dan S i s t e m K o n v e r s i A n a l o g ke D i g i t
........
....................
