PEMODELAN DAN PENGUJIAN SENSOR THERMOPILE UNTUK APLIKASI SISTEM MONITORING SUHU NON CONTACT

PEMODELAN DAN PENGUJIAN SENSOR THERMOPILE UNTUK APLIKASI SISTEM MONITORING SUHU NON CONTACT Nangkok M.P. Lumban Tobing#1, Iwan Setiawan,ST,MT#2, Sumardi,ST,MT#3 #

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro jl. Prof Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia #1

@[email protected]

#2

[email protected] #3

[email protected]

Abstrak — Panas dan suhu adalah dua hal yang berbeda. Panas adalah energi total dari gerak molekular di dalam zat, energy panas bergantung pada kecepatan partikel, jumlah partikel (ukuran atau massa), dan jenis partikel di dalam sebuah benda. Sedangkan suhu adalah ukuran energi rata-rata dari gerak molekular di dalam zat. Suhu tidak bergantung pada ukuran atau jenis benda (Hermans etal, 2005). Secara sederhana suhu di defenisikan sebagai derajat panas atau dingin nya suatu benda. Hal ini berhubungan dengan seberapa cepat atom dan molekul zat bergerak. Pada level molekul, temperature di defenisikan sebagai energi rata-rata gerak mikroskopik partikel yang menyusun zat (Carpy et al, 2008). Pada Tugas akhir ini dibuat suatu alat yang dapat mengukur dan memantau suhu pada suatu objek. Sensor Thermopile MLX90247 digunakan sebagai sensor suhu pada objek dengan metode regresi untuk mendapatkan model dari sensor tersebut. Model yang didapat yaitu . Berdasarkan

tersebut maka diperlukan instrumen ukur yang mampu bekerja secara tidak kontak dengan obyek (non-contact), termasuk termometer. Sensor yang digunakan untuk mengukur suhu terbagi dua yakni sensor kontak dan sensor non-kontak. Beberapa sensor kontak adalah termokopel, termistor, dan RTDs. Salah satu sensor non-kontak adalah termometer infra merah. Alat ini mengukur panas (energi infra merah) dari objek dengan memfokuskan energi ini melalui sistem optik menggunakan detektor. Sinyal dari detektor kemudian disajikan dalam suhu setelah melalui serangkaian proses. Termometer infra merah menawarkan keuntungan yakni kemampuannya menentukan temperatur objek tanpa kontak fisik sehingga sistem pengukurannya tidak terkontaminasi, dan rusak. Penelitian ini bertujuan untuk merancang termometer non kontak. Termometer dirancang dari sebuah sensor suhu inframerah jenis thermopile MLX90247. Sensor ini telah dilengkapi sensor kompensasi suhu lingkungan. Luaran sensor yang berupa tegangan dikuatkan dengan rangkaian pengkondisi sinyal untuk menghasilkan tegangan yang sesuai untuk keperluan mencari persamaan matematis dari sensor tersebut. Hasil pengujian kinerja menunjukan bahwa termometer rancangan memiliki tanggapan yang baik terhadap perubahan suhu obyek yang diukur. Dalam aplikasinya, termometer rancangan dapat digunakan pada jarak pengukuran yang tetap. Pada jarak pengukuran 10 cm sampai 12 cm, sensor mampu membaca suhu objek dengan tingkat kesalahan yang berkisar antara 0°C hingga 1,5°C. Penggunaan pada berbagai variasi jarak pengukuran dapat dilakukan dengan melakukan kaliberasi pada jarak sama.

pengujian yang dilakukan, dapat diketahui bahwa secara keseluruhan alat dapat bekerja dengan baik pada jarak antara 10 cm sampai 12 cm dari objek. Suhu objek dan ruangan dapat diukur dan dipantau dengan melihat datadata hasil pembacaan yang tersimpan pada komputer. Suhu objek yang terukur memiliki tingkat kesalahan yaitu pada jarak 10 cm sebesar 0.86°C Kata kunci — Suhu objek, Thermopile MLX90247, LM35, Regresi, Interpolasi.

I. PENDAHULUAN Termometer merupakan salah satu instrumen ukur yang sangat diperlukan untuk kegiatan penelitian, pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, dan industri terutama dalam bidang teknik pertanian. Berbagai jenis termometer telah tersedia di pasaran yang umumnya termasuk dalam jenis termometer kontak. Pengukuran suhu objek dilakukan dengan cara menempelkan termometer tersebut pada objek atau yang dikenal dengan pengukuran kontak langsung (direct-contact). Dalam berbagai aplikasi pengendalian, pengukuran kontak langsung tidak dapat diterapkan dan cenderung mengganggu jalannya proses secara keseluruhan. Untuk mengatasi hal

II. DASAR TEORI Dasar teori dari makalah aplikasi dari tugas akhir ini mencakup: A. Regresi Analisis regresi dipergunakan untuk menelaah hubungan antara dua variabel atau lebih, terutama untuk menelusuri pola hubungan yang modelnya belum diketahui dengan sempurna, atau untuk mengetahui bagaimana variasi dari beberapa variabel independen mempengaruhi variabel dependen dalam

1

suatu fenomena yang kompleks. Jika X1, X2, … , Xi adalah variabel-variabel independen dan Y adalah variabel dependen, maka terdapat hubungan fungsional antara X dan Y, di mana variasi dari X akan diiringi pula oleh variasi dari Y. Secara matematika hubungan di atas dapat dijabarkan sebagai berikut: Y = f(X1, X2, …, Xi, e), di mana : Y adalah variabel dependen, X adalah variabel independen dan e adalah variabel residu (disturbance term). 1. Regresi Linier Regresi linier digunakan menentukan fungsi linier (garis lurus) yang paling sesuai dengan kumpulan titik data (xn,yn) yang diketahui.

B. Sistem Akuisisi Data Sistem akuisisi data pada sistem pengontrolan, berfungsi untuk mengambil data dari suatu besaran fisik yang dikirim berupa sinyal analog dan kemudian dikonversi menjadi sinyal digital untuk diolah pada mikrokontroler. Komponen-komponen tersebut antara lain sensor, amplifier, ADC dan filter. Gambar sistem akuisisi data ditunjukkan pada Gambar 3.

Proses

Pengukuran

Sinyal Analog

Pengkonversi Sinyal Analog ke Sinyal Digital

Sensor

Amplifier

A/D

Pengkondisi

Filter

sample

Gambar 3 Diagram blok elemen ukur

Pada sistem akuisisi data, sensor melakukan pembacaan pada suatu proses dengan besaran fisik, kemudian nilai proses tersebut dikirim berupa sinyal analog, yang selanjutnya dikuatkan komponen amplifier. C. Sensor Thermopile Sensor MLX90247 merupakan sensor thermopile inframerah yang menggunakan thermopile untuk mengukur perbedaan temperatur antara suhu objek dengan detektor, dan sebuah termistor untuk mengukur suhu detektor. Perhitungan suhu absolut dari objek yang disensor memungkinkan dari kombinasi output keduanya. Gambar 2.3 menunjukkan bentuk sensor thermopile MLX90247.

Gambar 1 Sebaran data dengan kurva linier

Dalam regresi linier ini yang dicari adalah nilai m dan c dari fungsi linier

y=mx+c, dengan:

2. Interpolasi Bentuk paling sederhana dari interpolasi adalah menghubungkan dua buah titik data dengan garis lurus. Metode ini disebut dengan interpolasi linier yang dapat dijelaskan pada Gambar 2.

Gambar 4 Sensor suhu Thermopile.

D. Penguat Instrumentasi Penguat instrumentasi merupakan penguat diferensial yang telah dilengkapi dengan buffer input untuk menghilangkan kebutuhan pencocokan impedansi input sehingga penguat sangat cocok untuk digunakan dalam pengukuran dan pengujian alat. Penguat instrumentasi memiliki karakteristik memiliki offset DC sangat rendah, drift dan noise rendah, serta gain loop terbuka, rasio penolakan common mode, dan impedansi input yang sangat tinggi. Gambar 5 menunjukkan simbol dari penguat instrumentasi.

Gambar 2 Interpolasi Linear

Dari dua segitiga sebangun ABC dan ADE seperti tampak dalam Gambar 2.5, terdapat hubungan berikut: BC AB

DE AD

f1 ( x) f ( x0 ) x x0

f1 ( x)

f ( x0 )

f ( x1 ) f ( x0 ) x1 x0 f ( x1 ) f ( x0 ) ( x x0 ) x1 x0

Gambar 5 Penguat Instrumentasi.

(3)

2

E. Low Pass Filter Pada dasarnya Low Pass Filter (LPF) adalah suatu rangkaian filter meloloskan frekuensi-frekuensi rendah tetapi menahan frekuensi tinggi. Hal ini bisa dijelaskan dari rangkaian Low Pass Filter yang ditujukkan pada gambar 6. Terdapat sebuah resistor yang diseri antara sumber dan beban dari sebuah kapasitor yang dipararel. Resistor akan menahan frekuensi yang tinggi daripada menahan frekuensi yang rendah.

Gambar 2.19 Sharp GP2D12

III. PERANCANGAN Perancangan alat pada tugas akhir ini meliputi perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.

R

ei

C

eo

A. Perancangan Perangkat Keras Perancangan perangkat keras sistem pendeteksi suhu ini terdiri dari mikrokontroler AVR ATmega8535, sensor suhu LM35, sensor thermopile, sensor jarak. Secara umum perancangan perangkat keras sistem ditunjukan pada gambar 8.

Gambar 6 Rangkaian Low Pass Filter (LPF).

Dari gambar 6 tersebut, diperoleh :

eo ei

1 i dt C Ri

(2.9)

ADC 5

(4)

USB

LM35 Sensor Jarak GP2D12

ADC 0

1 i dt C

Sistem Mikrokontroler

(5) Dari persamaan 4 dan 5 di Laplacekan, maka dapat dituliskan sebagai berikut: 11 EO s I s Cs (6) 11 Ei s RI s I s Cs (7) Dari persamaan 6 dan 7, diperoleh transfer function dalam kawasan Laplace adalah sebagai berikut: Eo 1 Ei RCs 1 (8)

PORT C

Penguat Instrumentasi

ADC 3 PORT B

Sensor Suhu MLX90247

objek

Rangkaian Sensor

Gambar 8 Rancangan perangkat keras.

Penjelasan dari masing-masing blok perancangan sistem hipertermia pada Gambar 3.1 adalah sebagai berikut :  Rangkaian Sensor merupakan blok sistem pengkondisi sinyal dari sensor suhu non kontak thermopile MLX90247 yang mengukur suhu permukan materi yang dipanaskan pada sistem hipertermia. Penguat instrumentasi AD620 memberi penguatan dengan gain tinggi pada keluaran thermopile.  Sensor GP2D12 berfungsi untuk mendeteksi jarak antara objek dengan sensor thermopile.  Komputer berfungsi sebagai penampil dan penyimpan data yang diterima dari mikrokontroller dengan program Microsoft Visual C# 2008, sehingga akan menampilkan temperatur. Gambar 9 menunjukkan rancangan sistem mikrokontroller ATmega8535 dan hubungannya dengan berbagai peralatan I/O (Input/Output). Peralatan I/O yang digunakan yaitu; thermopile MLX90247. Untuk melakukan fungsi-fungsinya tersebut, maka dilakukan pengalokasian penggunaan port yang ada pada mikrokontroler ATmega8535. PinA.0 merupakan pin masukan sensor jarak (sharp GP2D12). PinA.1 dan PinA.3 merupakan pin masukan sensor suhu ( thermopile MLX90247), PinA.1 sebagai masukan sinyal Vir thermopile MLX90247 yang telah dikuatkan rangkaian sensor sedangkan PinA.3 sebagai masukan sinyal keluaran NTC termistor pada sensor thermopile MLX90247.

F. LM35 LM35 merupakan IC yang digunakan sebagai sensor suhu. IC tersebut mengubah kondisi suhu lingkungan disekitarnya menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik keluaran LM35 ini memiliki nilai yang sebanding dengan suhu lingkungan dalam bentuk derajat celcius (ºC).

+Vcc Vout

ADC 1 ATmega8535

GND

Gambar 7 Sensor suhu LM35.

G. Sensor Jarak GP2D12 Sensor inframerah adalah sensor yang bekerja berdasarkan cahaya dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan objek tertentu yang berada didepannya. Sensor inframerah ini digunakan sebagai pirantimasukan pada mikrokontroller.

3

0.2k

-5V

D. Kalibrasi Termistor Untuk melakukan kalibrasi, diambil 26 pembacaan tegangan dengan perangkat pada suhu LM 35 berkisar antara 25 sampai 50 ° C. Sensor yang digunakan sebagai pembanding adalah mengunakan sensor LM 35, dimana keluaran suhu dari sensor tersebut dihubungkan dengan tegangan ADC dari termistor. Hasil yang peroleh dari kedua sensor dapat dicari hubungan antara besaran tegangan dari thermistor dengan suhu dari LM 35, yang akan dicari persamaan linear dari kedua nilai tersebut.

5V

OPAMP 1 2 3 4

C1

1 2 3 4

8 7 6 5

C2

8 7 6 5

AD620 2.5V

OUT

IN

3.3 v

R2

3 R1 220K

GND

1

2

1

GP2D12

57K C3 CAP

Thermopile 4

3

2

ATmega8535

8MHz 33nF

33nF

PB0(T0) PA0(ADC0) PB1(T1) PA1(ADC1) PB2(AIN0) PA2(ADC2) PB3(AIN1) PA3(ADC3) PB4(SS) PA4(ADC4) PB5(MOSI) PA5(ADC5) PB6[MISO) PA6(ADC6) PB7[SCK) PA7(ADC7) RESET AREF VCC AGND GND AVCC XTAL2 PC7(TOSC2) XTAL1 PC6(TOSC1) PD0(RXD) PC5 PD1(TXD) PC4 PD2(INT0) PC3 PD3(INT1) PC2 PD4(OC1B) PC1 PD5(OC1A) PC0 PD6(ICP) PD7(OC2)

40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21

4.8V

2.5V LM35 1

IN

GND

10uF

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

OUT

Dari Tabel 1, diatas dapat dicari persamaan matematika dengan menggunakan persamaan regresi linier, algoritma regresi sebagai berikut: 1. Jumlah N yang di ketahui adalah 26 2. Nilai 3. Nilai 4. Nilai 5. Nilai 6. Nilai rata-rata LM35, sebagai berikut:

3

2

RESET

10K

5V

Serial Rx Serial Tx

Gambar 9 Rangkaian lengkap sensor dengan Mikrokontroler ATmega8535.

B. Perancangan Perangkat Lunak Pada Mikrokontroler Pemrograman mikrokontroler Atmega8535 dapat dilakukan dengan menggunakan bahasa assembly dan C. Perancangan perangkat lunak Tugas Akhir ini digunakan bahasa C dengan kompiler CodevisionAVR versi 2.03.9. Pemilihan bahasa C dikarenakan kemudahan, kesederhanaan, serta fleksibilitas pemrograman karena selain perintahperintah dalam bahasa C dapat pula disisipkan bahasa assembly yang disebut dengan inline assembly. Program monitoring untuk menampilkan respon sistem ke komputer digunakan program Visual C#. Secara umum, perancangan perangkat lunak pada mikrokontroler Atmega8535 terdiri atas, perancangan Program Utama. C. Program utama sensor Diagram alir pemrograman pembacaan thermopile MLX90247 ditunjukkan pada Gambar 10.

7.

Nilai rata-rata ADC, sebagai berikut:

Sehingga dari algoritma diatas dicari nilai nilai m dan c sebagai berikut:

—

(9) (10) (11)

Sehingga persamaan kurva linier adalah: (12) Dari persamaan diatas menunjukkan nilai garis linier pada kalibrasi antara ADC dengan suhu dari LM35.

sensor E. Kalibrasi Thermopile Sensor thermopile menghasilkan tegangan keluaran sebanding dengan perbedaan suhu sumber panas (atau heat sink) dan suhu casing-nya. Tegangan induksi adalah fungsi kuadrat dari perbedaan suhu antara sambungan panas dan dingin. Oleh karena itu, perlu untuk mengkalibrasi sensor karena besarnya hubungan tergantung pada sensor yang spesifik. Sensor thermopile dikalibrasi pada suhu setiap 30°C sampai 75°C pada jarak, dengan membandingan suhu objek yang sesungguhnya dengan thermometer air raksa pada air yang dipanaskan. Hasil dari keluaran yang dideteksi thermopile dan thermometer air raksa digunakan untuk menghitung persamaan regresi kuadrat-terkecil berdasarkan titik-titik data untuk menentukan jarak dengan temperatur untuk thermopile tersebut. Kami kemudian menggunakan rumus regresi untuk memecahkan persamaan paling cocok untuk suhu sebagai fungsi dari jarak. Hasilnya adalah fungsi untuk menghitung perbedaan suhu sebagai fungsi persamaan linier dari jarak.

Mulai

Read_adc(0);//ADC GP2D12 Read_adc(1);//ADC termopile Read_adc(3);//ADC termistor

Fungsi rata-rata dengan 50 sampling

Konversi ADC GP2D12 ke tegangan (Vo)

Konversi ADC termopile ke tegangan (Vir) Konversi ADC termistor ke suhu ambient (Ta)

Hitung Suhu objek (To) If (jarak==X) To=pers.garis interpolasi*(jarak-X)

Gambar 10 Diagram alir pembacaan sensor suhu thermopile MLX90247.

4

IV. PENGUJIAN DAN ANALISA

kali, kemudian diambil rata-rata ADC dari jumlah pengukuran untuk setiap kenaikan 1°C. Nilai rata-rata ADC yang didapat akan akan dicari hubungan antara suhu termometer dengan rata-rata ADC.

A. Pengujian termistor Pengujian diawali dengan pengujian terhadap suhu yang dideteksi oleh termistor. Sebelum pengujian termistor, dilakukan kalibrasi terlebih dahulu dengan sensor LM35, pemakaian sensor LM35, nilainya sudah dianggap akurat sehingga dapat digunakan sebagai pembanding termistor dari sensor thermopile. Tabel 1 menunjukkan hubungan antara termistor dengan sensor LM35, dimana nilai dari termistor dibandingkan dengan sensor LM35. Dari hasil pengujian dapat diketahui bahwa terdapat error dengan rata-rata sebesar 0.3°C.

1) Pengujian I Pengujian sistem secara keseluruhan dengan memanaskan air didalam wadah terbuat dari gelas yang diletakkan termometer untuk mengetahui suhu objek atau wadah, objek dipanaskan dari suhu 35°C sampai 75°C Tabel 3 Hasil pengukuran suhu pada jarak 10 cm. No

Tabel 1 Pengujian suhu termistor dengan sensor LM35 Termistor(°C) 27.42 27.42 27.68 27.42 27.42 27.42 27.68 27.42 27.42 27.03 27.42 27.42 27.42 27.03 27.03 26.76 27.03 26.76 27.03

Suhu LM35 (°C) 27.04 27.1 27.06 27.05 27.02 27.05 27.04 27.03 27.06 27.02 27.07 27.05 27.01 27.05 27.07 27.08 27.05 26.98 27.02 Σ Error Error Rata-rata

Error (°C) 0.38 0.32 0.62 0.37 0.4 0.37 0.64 0.39 0.36 0.01 0.35 0.37 0.41 0.02 0.04 0.32 0.02 0.22 0.01 9.02 0.3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 21 22

30 31 32 33 34 39 44 49 54 59 64 73 74 75

Data I 13 16 25 33 40 72 101 137 174 222 264 354 378 386

40 20

0

100

200

300

400

ADC

Gambar 11 Grafik hubungan antara suhu dengan adc

Pengukuran dilakukan pada jarak 11 cm. Dari data Tabel, didapat hasil pengukuran mendekati suhu aktual dengan error suhu 1.05°C Tabel 4 Hasil pengukuran suhu pada jarak 11 cm. Suhu aktual thermometer (°C) 35 40 45 50 55 60 65 70 75

No Rata-rata ADC 33.8 39.6 49.4 58.4 64.8 96.8 126.6 164.2 202.2 246.2 291.8 365.8 383.4 391.8

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Suhu terukur (°C) 37.1 41.5 45.9 50.8 54.4 60.1 65.8 71.2 76.5

Error (°C) 2.1 1.5 0.9 0.8 0.6 0.1 0.8 1.2 1.5

. Sehingga dari data diatas didapatkan sebuah grafik dari suhu terukur pada posisi yang berbeda.

suhu (°C)

No

60

0

Tabel 2 Data pengukuran pada jarak 10 cm sebanyak 5 kali pengukuran Pengukuran pada jarak 10 cm Nilai ADC (10bit) thermopile Data Data Data Data II III IV V 29 38 50 39 35 44 58 45 41 53 66 62 51 61 78 69 59 66 84 75 90 100 115 107 123 133 150 126 160 165 190 169 199 205 229 204 244 245 277 243 289 293 331 282 386 350 378 361 391 384 386 378 395 395 397 386

Error (°C) 2.1 1.7 0.9 0.8 0.2 0.1 0.9 1.2 1.5

80

B. Pengujian thermopile Suhu termometer (°C)

Suhu terukur (°C) 37.1 41.7 45.9 50.8 54.8 60.1 65.9 71.2 76.5

Dari data Tabel diatas, didapat hasil pengukuran mendekati suhu aktual dengan error suhu 1.04°C.

Suhu (°C)

No 0 1 2 3 4 5 10 15 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Suhu aktual thermometer (°C) 35 40 45 50 55 60 65 70 75

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Pengujian pembacaan sensor thermopile dilakukan untuk mengetahui ketepatan pembacaan sensor terhadap objek dengan mengukur objek yang sudah diketahui suhunya yaitu 35°C sampai 75°C. Data pada Tabel 2, merupakan hasil pengukuran suhu objek pada jarak 10 cm, pengukuran dilakukan sebanyak lima

80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

100

200

300

ADC

Gambar 12 Grafik hubungan antara suhu dengan adc

5

400

Pengukuran dilakukan pada jarak 11 cm, didapat selisih sebesar 0.37°C.

Pengukuran dilakukan pada jarak 12 cm, didapat hasil pengukuran mendekati suhu aktual dengan error suhu 0.88°C. Tabel 5 Pengukuran Suhu pada jarak 12 cm. Suhu aktual thermometer (°C) 35 40 45 50 55 60 65 70 75

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Suhu terukur (°C)

Tabel 7 Hasil Pengukuran suhu pada jarak 11 cm

Error (°C)

35.8 40.1 43.5 48.1 54.1 59.6 64.4 69.9 73.3

No

0.8 0.1 1.5 1.9 0.9 0.4 0.6 0.1 1.7

50

100

150

200

250

300

Suhu terukur (°C) 35.2 40.2 44.8 49.5 54.4 59.8 65.3 70.6 75.6

Error (°C) 0.2 0.2 0.2 0.5 0.6 0.2 0.3 0.6 0.6

Sehingga didapatkan sebuah grafik dari suhu terukur.

80 70 60 50 40 30 20 10 0

Suhu Aktual (°C)

Suhu (°C)

Sehingga didapatkan sebuah grafik dari suhu terukur.

0

Suhu aktual thermometer (°C) 35 40 45 50 55 60 65 70 75

1 2 3 4 5 6 7 8 9

350

80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

ADC Suhu Terukur (°C)

Gambar 13 Grafik hubungan antara suhu dengan adc Gambar 4.16 Grafik hubungan Suhu aktual dengan suhu terukur

2) Pengujain II Pengujian ini dilakukan dengan cara yang sama dengan pengujian I. Pengukuran dilakukan pada jarak 10 cm.

Pengukuran dilakukan pada jarak 12 cm dengan selisih sebesar 0.55°C. Tabel 8 Hasil Pengukuran suhu pada jarak 12 cm

Tabel 6 Hasil Pengukuran suhu pada jarak 10 cm

Suhu aktual thermometer (°C) 35 40 45 50 55 60 65 70 75

No No

Suhu aktual thermometer (°C) 35 40 45 50 55 60 65 70 75

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Suhu terukur (°C) 35.1 40.1 45.3 50.6 55.7 60.8 66.5 71.8 76.9

Error (°C) 0.1 0.1 0.3 0.6 0.7 0.8 1.5 1.8 1.9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

Error (°C)

33.8 39.3 44.2 49.4 54.4 59.8 65.3 70.5 75.1

1.2 0.7 0.8 0.6 0.6 0.2 0.3 0.5 0.1

Dari Tabel 4.20 diatas dapat dilihat bahwa nilai dari pengukuran dan suhu aktual hampir sama dengan Berdasarkan data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara suhu aktual dan nilai suhu terukurnya.

Suhu Aktual (°C)

suhu Aktual (°C)

Dari Tabel 9 diatas dapat dilihat bahwa nilai dari pengukuran dan suhu aktual hampir sama dengan selisih sebesar 0.86°C.

Suhu terukur (°C)

80

Suhu Terukur (°C)

80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

Suhu Terukur (°C)

Gambar 14 Grafik hubungan suhu aktual dengan suhu terukur Gambar 4.17 Grafik hubungan suhu aktual dengan suhu terukur

6

80

Pada saat pengujian bahwa jarak yang diharuskan antara sensor dengan objek, pada jarak 10 cm dengan selisih 0.86°C, yang mendekati suhu aktualnya, begitu juga dengan jarak 11 cm memenuhi karena selisih suhu terukur dengan suhu objek, yaitu 0.37°C dan pada jarak 12 cm juga memiliki selisih sebesar 0.55°C.

DAFTAR PUSTAKA [1]

[2] [3]

V. PENUTUP A. Kesimpulan Berdasarkan pengujian dan analisis yang dilakukan pada sistem pengendalian suhu, didapatkan kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada pengujian pengukuran suhu objek dengan sensor thermopile, sangat dipengaruhi oleh posisi sensor dari objek atau jarak. 2. Model yang didapatkan dari pengujian yaitu jarak 10 cm adalah . jarak 15 cm adalah jarak 20 cm adalah 3. Fungsi persamaan interpolasi yang dihasilkan antara jarak 10 cm sampai 15 cm adalah 4.

5.

6. 7.

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

Fungsi persamaan interpolasi yang dihasilkan antara jarak 16 cm sampai 20 cm adalah

[9] [10]

Selisih antara suhu aktual dengan suhu terukur pada jarak 10 cm adalah 0.86°C, pada jarak 11 cm adalah 0.37°C, dan pada jarak 12°C adalah 0.55°C. Termometer yang digunakan untuk pembanding adalah termometer air raksa. Termistor memiliki tingkat kesalahan rata-rata pengukuran temperatur lingkungan yaitu sebesar 0.3°C

Bejo, Agus, C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler ATmega8535, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2008. Choiron, M.A., Bab V. Curve Fitting, Jurusan Teknik Mesin Universitas Brawijaya. Hartanto, Budi, Memahami Visual C#.net Secara Mudah, Penerbit Andi, Yogyakarta. 2008. Heryanto, Mary dan Wisnu Adi, Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATMEGA8535, Penerbit Andi, Yogyakarta. 2008. Kurniawan, Dayat, Aplikasi Elektronika dengan Visual C# 2008 Express Edition, Elex Media Komputindo, 2010. Wardhana, Lingga, Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 Simulasi, Hardware dan Aplikasi, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006. ----------, Datasheet Mikrokontroler ATmega8535, http://atmel.com/dyn/resource/prod_documents/doc250 2.pdf, diakses September 2011. ----------, Datasheet LM35, http://alldatasheet/img/d/LM35z.pdf, diakses Agustus 2011. ----------, Datasheet AD620, http://analog/img/d/AD620.pdf, diakses Juli 2011. ----------, Datasheet MLX90247, http://www.datasheetarchive.com/MLX90247datasheet.html.pdf, diakses Oktober 2011

BIODATA MAHASISWA Nangkok M.P. Lumban Tobing (L2F 309 003) Saat ini sedang melanjutkan studi pendidikan strata I di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Konsentrasi Kontrol.

B. Saran Pada pengembangan sistem lebih lanjut ada beberapa saran yang dapat dilakukan yaitu sebagai berikut: 1. Penggunaan sensor yang lebih baik dengan keluaran digital untuk mendeteksi suhu secara non-kontak akan memperbaiki ketelitian pembacaan suhu suatu benda. 2. Objek yang akan diukur sebaiknya memiliki suhu yang konstan agar memudahkan untuk pengukuran. 3. Untuk mengetahui jarak dari 0 cm sampai jarak maksimal, sebaiknya menggunakan sensor yang mampu mengukur dari 0 cm sampai jarak maksimal. 4. Termometer pembanding yang digunakan sebaiknya memiliki karakter yang lebih baik dari sensor. 5. Penggunaan media komunikasi non kabel akan lebih efektif dan efisien karena akan lebih terpantau pada jarak yang jauh. 6. Penggunaan sistem database akan mempermudah dalam penyimpanan dan pemantauan data pengukuran.

Mengetahui dan mengesahkan, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Iwan Setiawan, ST, MT Sumardi, ST, MT NIP.197309262000121001 NIP.196811111994121001 Tanggal:____________ Tanggal: ___________

7