Uji Kinerja Sensor Temperature pada Portable Biodigester Oleh : Mulyayanti 2406 100 086 Dosen Pembimbing : Suyanto,ST,MT JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010
CONTENT Latar Belakang Permasalahan tujuan Batasan Masalah Teori Dasar Flowchart Penelitian HASIL DAN ANALISA Kesimpulan
Saran Mengukur besarnya temperature (selain tegangan dan hambatan) pada saat pengambilan data agar meminimalkan error pengukuran.
TERIMA KASIH
Latar Belakang
Tidak ada Monitoring Temperature
Tidak ada sensor yang Connect dengan PC
Cont…
Mencari sensor yang tepat untuk memonitoring temperture
Permasalahan Bagaimana menguji karakteristik sensor IC LM 35 dan Thermistor untuk mendeteksi perubahan temperature.
Bagaimana menentukan sensor suhu yang tepat untuk memonitoring perubahan temperature pada portable biodigester
Bagaimana mengimplementasikan sensor yang telah diuji karakteristik pada Portable Biodigester
Tujuan Menguji kinerja sensor suhu IC LM 35 dan thermistor untuk monitoring perubahan temperature pada portable biodigester berdasarkan karakteristik respon dari sensor
Batasan Masalah Sensor temperatur yang digunakan adalah IC LM 35 dan Thermistor Uji kinerja adalah uji akurasi, uji ketahanan sensor, uji linieritas, dan uji sensitivitas Monitoring dilakukan pada reaktor biogas portable Kalibrasi dilakukan dengan media air
Teori Dasar Bioreaktor Parameter Biodigester Anaerob Sensor Akuisisi Data Finite Difference Method
Hasil dan Analisa Kalibrasi Sensor Uji Kinerja Hasil Perhitungan dengan Finite Difference Implementasi Sensor pada Portable Biodigester
Biogas
Teknologi yang memanfaatkan proses fermentasi (pembusukan) dari bahan organik secara anaerobik (tanpa udara/oksigen) oleh bakteri metanogenesis sehingga dihasilkan gas metana (CH4) yang mudah terbakar sehingga dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi
Bioreaktor
Tempat pembuatan biogas
Bioreaktor Anaerob
Reaksi fermentasi yang terjadi tanpa kehadiran oksigen sama sekali.
Parameter di Dalam Biodigester
pH Temperature C/N Ratio Retention Time Organic Loading Rate (OLR) Bacterial competition Nutrient content The presence of toxicants and solids content
Sensor Divais yang merubah besaran fisis menjadi besaran listrik agar bisa diproses dalam tahap selanjutnya Sensor suhu Sensor yang peka terhadap perubahan suhu
Uji kinerja Tujuan uji kinerja antara lain:
Parameter Uji Kinerja Uji Akurasi Uji Ketahanan Sensor Uji Linieritas Uji Sensitivitas
Suatu sistem yang digunakan untuk mengambil dan mengumpulkan data yang nantinya dapat diolah sesuai dengan kebutuhan yang kita inginkan
Sensor
Signal Conditioning
Signal Processing
Display
Flowchart Penelitian
Pengujian Biodigester Dari eksperimen 1 yang telah dilakukan, maka dapat dibuktikan bahwa substrat yang menghasilkan gas methane paling banyak adalah substrat dengan campuran air dan kotoran sapi. Maka dari itulah pada eksperimen 2 hanya digunakan 1 macam substrat saja Pemilihan Substrat
Air + Kotoran Sapi
Grafik kalibrasi Thermistor
Kalibrasi Thermistor 100 R² = 0.993
90 80 70
50 40 30 20 10 0 13.63 11.35 9.79 9.65 9.31 9.05 8.42 7.83 6.72 6.21 5.56 5.03 4.57 4.11 3.72 3.4 3.09 2.86 2.53 2.11 1.72 1.45 1.17
T (°C)
60
R (K Ohm)
Kalibrasi dilakukan dengan cara mencelupkan thermistor dan kabel kalibrator ke dalam air. Kaki-kaki yang ada pada thermistor nantinya akan dihubungkan dengan avometer. Awalnya kita menurunkan suhu dengan menambahkan air dingin pada air yang akan diukur suhunya, lalu memanaskan air hingga suhu 91.5 oC sementara suhunya diukur terus-menerus. Hal ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari sensor thermistor
IC LM 35 Kalibrasi dilakukan dengan cara mencelupkan LM 35 dan kabel kalibrator ke dalam air. Awalnya, air dipanaskan dengan menggunakan heater sampai suhu 97.1 ºC. Hal ini dilakukan agar dapat mengetahui karakteristik perubahan suhu naik pada LM 35.
Uji Kinerja Sensor Mengetahui karakteristik sensor Sensor yang di uji kinerja adalah thermistor dan IC LM 35 Mengimplementasikan sensor yang sudah diplih pada Portable Biodigester
Uji Akurasi Suhu biodigester di Indonesia
Suhu rata –rata pada Termometer Digital
Suhu rata-rata pada thermistor
Suhu rata-rata pada IC LM 35
20 oC – 30 oC
28.08 oC
23.86 oC
32.97 oC
Uji Ketahanan Sensor
Thermistor lebih unggul daripada IC LM 35
Uji Linieritas
Grafik kalibrasi IC LM 35
Grafik kalibrasi thermistor 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
R² = 0.993
13.63 11.49 10.43 9.62 9.53 9.28 8.81 8.42 7.94 6.82 6.38 5.91 5.31 4.89 4.57 4.22 3.88 3.59 3.22 3.01 2.82 2.53 2.15 1.85 1.58 1.36
Thermistor lebih linier dibanding IC LM 35
T (°C)
Kalibrasi Thermistor
R (K Ohm)
Uji Sensitivitas Dilakukan pada saat kalibrasi dan pengukuran
Dipengaruhi oleh linieritas sensor
R 2 Thermistor = 0.993
R 2 IC LM 35 = 0.985
Thermistor lebih sensitif dibanding IC LM 35
Thermometer Digital
25.74 ºC
Thermistor
24.4ºC
IC LM 35
42.27ºC
Thermistor lebih sensitif dibanding IC LM 35
Finite Difference Metode ini digunakan untuk mengetahui distribusi suhu yang ada di dalam biodigester. Dengan hanya mengukur beberapa titik, kita dapat mengetahui besarnya titik lain dengan cara menghitung titik yang kita inginkan menggunakan persamaan matematis
Titik yang diketahui Suhunya: T1= 24.05 T4= 24.09 T7= 24.11 T19= 24.08 T22= 24.08 T25= 24.07 T21= 24.07 T24= 24.08 T27= 24.08 T3= 24.08 T6= 24.09 T9= 24.06
T2 T5 T8 T10 T11 T12 T13 T14
= 24.07 = 24.09 = 24.09 = 24.07 = 24.08 = 24.08 = 24.09 = 24.09
T15 T16 T17 T18 T20 T23 T26
= 24.09 = 24.09 = 24.08 = 24.07 = 24.08 = 24.08 = 24.08
Instalasi Sensor pada Portable Biodigester Sensor yang digunakan untuk memonitoring temperature pada Portable Biodigester adalah thermistor Setelah sensor thermistor dimasukkan ke dalam portable biodigester, besarnya temperature akan ditampilkan di LabView.
Grafik sebelah kanan besarnya tegangan Grafik sebelah kiri besarnya temperature
Kesimpulan Pada uji akurasi, thermistor lebih akurat dibanding IC LM 35. Misalnya data temperature pada tanggal 10 Juni pukul 16.30: suhu sebenarnya adalah 28.70 oC, sedangkan pada thermistor menunjukkan suhu sebesar 23.68 oC dan IC LM 35 menunjukkan suhu 48.46 Oc Thermistor lebih tahan pada keadaan asam dibanding IC LM 35. Hanya pada hari pertama saja IC LM 35 mampu membaca suhu dengan benar, yaitu 26.81, sedangkan untuk hari kedua, ketiga, dan keempat sudah tidak dapat membaca suhu dengan benar. Kisaran suhunya adalah 11.34 oC – 48.46 oC, sedangkan sensor thermistor lebih stabil. Pembacaan suhu pada keempat hari pengukuran stabil dan memiliki kisaran suhu antara 23.54 oC – 24.54 oC.
Cont..... Untuk uji linieritas, thermistor lebih linier dibanding IC LM 35. Ini terlihat dari nilai R2 thermistor = 0.993, sedangkan nilai R2 IC LM 35 adalah 0.985 Untuk uji kinerja sensor yang meliputi uji linieritas, uji ketahanan, uji sensitifitas, dan uji akurasi, thermistor lebih unggul jika dibandingkan IC LM 35 Sensor suhu yang digunakan untuk memonitoring temperature di luar dan di dalam biodigester pada eksperimen ketiga adalah thermistor Temperature biodigester pada eksperimen kedua memiliki range sekitar 26 oC – 29 oC
