PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGATURAN SUHU INKUBATOR BAYI BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGATURAN SUHU INKUBATOR BAYI BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

OLEH : GEDE PANCA SETIAWAN 0605031054

JURUSAN TEKNIK ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2010

BAB III METODELOGI PENELITIAN

3.1 Perancangan Perancangan alat ini dimulai dengan perancangan di atas kertas. Komponen yang digunakan berdasar pada teori yang sudah ada dan nilai-nilai yang digunakan sesuai dengan datasheet, agar memberikan hasil sesuai harapan. 3.1.1 Rancangan Penelitian Langkah-langkah yang dilakukan dalam perancangan dan pembuatan rangkaian pengatur suhu inkubator bayi berbasis mikrokontroler AT89S51, adalah sebagai berikut:

Muliai

A

Perancangan Rangkaian dan Penentuan Catu Daya

Pembuatan Jalur pada Papan PCB Perbaikan Rangkaian

Pengecekan Rangkaian

Rangkaian Catu daya mengeluarkan tegangan 12 V, 15 V, -15 V?

Perakitan Jalur Papan PCB

Pengujian Rangkaian dan Jalur-Jalurnya

Tidak

Pengujian Rangkian Keseluruhan

Ya Perancangan dan Penentuan Komponen Rangkaian Kontrol

Rangkaian catu daya dan rangkaian kontrol Bekerja dengan Baik?

Pembuatan Rangkaian Kontrol pada PCB

Ya

Pengecekan Rangkaian Kontrol

Perbaikan rancangan

Pengambilan Data Alat

Tidak

Rangkaian dapat Mengontrol Lampu Redup dan Terang?

Analisa Data

Ya Perancangan dan Pembuatan Program

Pembuatan Laporan

Pengujian Program

Perbaikan Program Selesai

Program dapat mengontrol nyala lampu redup dan terang?

Analisa Jalur PCB

Tidak

Ya A

Gambar 3.1 Flowchart pembuatan tugas akhir

(Sumber : Hasil Perancangan)

Tidak

a. Perancangan dan pembuatan rangkaian catu daya pada PCB lubang Dalam merancangan dan pembuatan rangkaian catu daya ada beberapa tahapan yang diantaranya: 1. Penentuan tegangan yang digunakan, sehingga dalam penggunaannya tidak terjadi kerusakan pada komponennya. 2. Penentuan komponen regulator yang digunakan, sehingga hasil catu daya sesuai dengan kebutuhan rangkaian. 3. Merangkai komponen pada PCB b. Pengujian awal rangkaian power supply 1. Pengujian dilakukan pada rangkaian yang telah dirangkai pada papan PCB lubang yaitu pengujian rangkaian per blok (cek masing-masing blok jika sesuai dengan rancangan maka dilakukan pengecekan pada blok selanjutnya). c. Perancangan dan pembuatan rangkaian kontrol Dalam pembuatan rangkaian kontrol ada beberapa langkah yang harus diperhatikan diantaranya: 2. Menentukan komponen-komponen apa yang harus dibutuhkan sehingga rangkaian sesuai dengan rancangan yang dibuat. 3. Melakukan perhitungan untuk mengetahui berapa tegangan dan arus yang mampu dilewatkan dan dikontrol oleh rangkaian kontrol. 4. Pembuatan rangkaian pada papan PCB

d. Pengujian rangkaian kontrol Dalam pengujian rangkaian kontrol dilakukan per blok rangkaian mulai dari blok sensor dan penguatannya, blok driver ADC0804, modul penanam mikrokontroler, blok DAC0808, dan driver pengatur intensitas lampu. e. Perancangan dan pembuatan program Dalam perancangan dan pembuatan program harus mengacu pada keluaran dari rangkaian keluaran ADC0804, kemudian disesuaikan dengan pembacaan yang dapat dilakukan oleh mikrokontroler. Setelah itu, keluaran dari mikrokontroler harus disesuaikan dengan komponen apa yang yang dikontrol. f. Penguajian program 1. Pengujian program penampil suhu: dilakukan dengan menyesuaikan tegangan yang terukur pada keluaran sensor dengan multimeter dan tegangan yang ditampilkan seven segment, jika sudah mendekati pembacaan pada multimeter maka lakukan pengujian pada program kontrol. 2. Pengujian program kontrol; pengujian program kontrol dilakukan dengan mengambil nilai output sensor yang telah diproses oleh driver ADC jika nilai sensor sebanding dengan nilai inputan pada program maka keluaran ADC akan mengaktifkan DAC dan menghidupkan lampu dengan intensitas yang terang pada tegangan 0,29 V sampai dengan tegangan 0,38 V dan meredupkan lampu pada saat tegangan 0,38 V telah tercapai, sehingga tegangan output sensor menurun dan

kembali menerangkan lampu saat output sensor bernilai 0,36 V, begitu seterusnya. g. Pembuatan jalur pada papan PCB Dalam pembuatan papan PCB tercetak adapun pertimbangan yang harus diperhatikan seperti: 1. Penentuan tata letak komponen yang akan digunakan sehingga lebih efesien tempat. 2. Penyablonan adalah yang harus diperhatikan dalam pembuatan papan PCB tercetak sehingga gambar yang disablon benar-benar tampak jelas pada papan PCB. 3. Pelarutan dan pengeboran, dalam melarutkan papan PCB tercetak perlu diperhatikan bahan pelarutnya yang digunakan. Pada pengeboran ini harus menggunakan mata bor yang sesuai dengan lubang sehingga komponen-komponen yang terpasang tidak longar. h. Pengujian alat Pengujian alat dilakukan di Jln. Bukit Patas

No.7 Singaraja yang

dilakukan secara acak yaitu dari bulan Desember sampai Januari, jika terdapat kejanggalan-kejanggalan seperti alat tidak bekerja dengan normal dan terjadi error yang berlebihan maka alat harus dilakukakan pengecekan per blok. Jika terdapat permasalahan maka harus dilakukan perbaikan sampai alat bekerja secara normal, pada saat ini dilakukan pengambilan data. i.

Pembuatan laporan Bilamana alat berjalan dengan normal maka pengambilan data dapat

dilakukan. Setelah melakukan pengambilan data maka langkah selanjutnya

adalah pembuatan laporan, laporan ini berisi tentang langkah-langkah dalam perancangan dan pembuatan alat dan analisa permasalahan yang mungkin terjadi dan melakukan pemecahan masalahan.

3.1.2 Perancangan Sistem Adapun perancangan sistem Tugas Akhir ini sesuai dengan gambar diagram blok dibawah ini.

Gambar 3.2 Blok Diagram Sistem


Sistem pengontrolan suhu pada rentang ukur 36°C sampai dengan 38°C yang terancang menggunakan metode pangaturan intensitas lampu. Sensor yang dipilih untuk mengukur suhu adalah diode IN4148. Diode IN4148 dapat berfungsi sebagai sensor karena tegangan barriernya masi tergantung pada suhu lingkungan. Output sensor akan berbanding terbalik dengan suhu plant, bilamana suhu plant naik maka nilai output sensor akan turun, begitu pula sebaliknya, bila suhu plant turun, maka nilai output sensor akan naik. Tegangan sensor ini umumnya kecil maka dibutuhkan pengkondisi sinyal atau op-amp, op-amp yang digunakan adalah

tipe LM324N yang memiliki empat buah op-amp dalam IC nya. Keluaran op-amp ini yang kemudian dikonversikan menjadi data digital oleh ADC0804. Sistem antarmuka ke mikrokontroler AT89S51 melalui port parallel. Mikrokontroler AT89S51 digunakan mengolah data dan pengaturan dengan perangkat lunak yang dirancang menggunakan bahasa assembly. Keluaran mikrokontroler AT89S51 akan dikonversikan kembali menjadi data analog oleh DAC0808 agar dapat mengendalikan dan mengatur intensitas lampu serta menampilakan suhu pada seven segment sebagai outputnya

3.1.3 Perancangan Hardware Perancangan Hardware tugas akhir ini meliputi blok-blok sebagai berikut: a.Catu daya Catu daya yang dipakai dalam tugas akhir ini mengeluarkan output tegangan 12 V, 15 V dan tegangan -!5 V. Tegangan 12 V dipakai untuk catu daya modul penanam mikrokontroler AT89S51, ouput tegangan 15 volt digunakan untuk catu daya PWM kontrol, dan output tegangan -15 V digunakan sebagai catu daya DAC0808. Gambar rangkaian sebagai berikut:

Gambar 3.3 Rangkaian Catu Daya


b. Sensor suhu dan op-amp Output sensor diode IN4148 akan masuk ke input LM324, fungsi LM324 sebagai op-amp dimana

tegangan keluaran dari sensor diode

IN4148 berbanding terbalik dengan suhu oleh sebab itu maka keluaran sensor diode IN4148 perlu dikuatkan dan selanjutnya akan menjadi input dari sistem. Setelah masuk ke op-amp maka tegangan keluaran dari diode IN4148 ini nilainya berbanding lurus dengan suhu, selain itu karena tegangan dari diode sangat kecil maka diperlukan op-amp sebagai penguat tegangan. Dimana dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 3.4 Rangkaian sensor (Sumber : Hasil Perancangan)

Untuk mendapatkan suhu yang sebenarnya, maka tegangan masukan op-amp A1 harus sebagai penguat tak pembalik sederhana dengan metode hubung singkat agar diperoleh vo ≈ vs, vo/vs = 1 karena masukan pada op-

amp ini adalah pambagi tegangan jadi besarnya input dan output op-amp ini adalah 2,5 Volt.

Gambar 3.5 Penguat tak pembalik sederhana dan pembagi tegangan


Pembagi tegangan

gambar 3.6 dibawah ini menunjukkan gambar sumber arus konstan .

Gambar 3.6 Rangkaian Sumber Arus Konstan


I Rin =

V in Rin

Dimana If =Irin, selama tegangan input tetap konstan maka arus input atau arus referensi juga akan tetap konstan. Jika tahanan Rf diganti dengan dioda (gambar 3.6), maka arus yang mengalir pada dioda adalah: ID =

V in Rin

V out = V D + V in

Gambar 3.7 Modifikasi Rangkaian Sumber Arus Konstan


Tegangan diode sebesar 0,57 V maka keluaran op-amp ini adalah: Vout = Vin + Vdiode Vout = 2,5 V + 0,57 V Vout = 3,07 V Op-amp A3 merupakan rangkaian penguat selisih, adapun rumus yang berlaku di penguat selisih yakni:

Dimana R1 = R2 dan R3 = R4 ,diinginkan bahwa pada saat suhu ruangan, tegangan output op-amp A3 berkisar antara 0,3 volt. Sedangkan saat suhu ruangan Vout A2 sebesar 3,07 volt. Sehingga didapat nilai-nilai sebagai berikut:

Hal tersebut diatas dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.8 Rangkaian Penguat Selisih


Op-amp A4 berfungsi sebagai penguat tak pembalik sederhana maka output-nya akan sama dengan op-amp A3 yaitu 0.32 volt.

Nilai output akhir dari op-amp masih berupa besaran analog, sedangkan mikrokontroler hanya dapat memproses data digital, sehingga diperlukan ADC (Analog to Digital Converter).

c. ADC (Analog to Digital Converter) ADC0804 dapat dioperasikan pada mode kontrol agar ADC dapat bekerja, CS harus berlogika ‘0’. Ketika WR berlogika ‘0’, register SAR akan di-reset, sedangkan ketika sinyal WR kembali ‘1’, maka proses konversi segera dimulai. Selama konversi sedang berlangsung, sinyal INTR akan tidak aktif (berlogika ‘1’), sedangkan saat konversi selesai ditandai dengan aktifnya sinyal INTR (logika ‘0’). Setelah proses konversi selesai data hasil konversi tetap tertahan pada buffer ADC. Data hasil konversi tersebut akan dikeluarkan dengan mengirim sinyal RD berlogika ‘0’. Setelah adanya sinyal RD ini, maka sinyal INTR kembali tidak aktif perancangan untuk rangkaian ADC digunakan mode free running. Mode ini dipilih karena waktu konversi ADC jauh lebih cepat terhadap tingkat perubahan suhu dari plant, sehingga setiap kali suhu berubah,, sensor suhu yang dibuat memiliki rentang suhu 36ºC sampai dengan 38ºC. Saat suhu ruangan, output sensor berkisar antara 0,30volt sampai dengan 0,31volt, sedangkan saat suhu mencapai 38ºC, output sensor akan bernilai 0,38 volt. Agar pembacaan ADC lebih teliti, maka nilai Vref haruslah setengah dari nilai input-an tertinggi. 1 V ref = V in 2 1 V ref = x1volt 2 V ref = 0,5volt

Gambar 3.9 Rangkaian ADC 0804

(Sumber : Hasil Perancangan) Output dari ADC selanjutnya akan diproses oleh mikrokontroler AT89S51 dan nilai suhu yang terukur akan tampil pada seven segment. d. Perancangan Rangkaian Penampil Suhu (Seven Segment) IC BCD to seven segment digunakan untuk menentukan angka yang tampil pada seven segment. IC ini berfungsi mengubah data biner menjadi tampilan pada seven segment. Gambar 3.9 menunjukkan rangkaian seven segment dengan IC 7447.

Gambar 3.10 Rangkaian Seven Segmen dengan IC 7447 (Sumber : Hasil Perancangan) Dari gambar 3.9 diatas dapat dilihat bahwa P1.0 sampai dengan P1.3 digunakan untuk memberikan cacahan pada IC 7447. Sedangkan P1.4 sampai dengan P1.6 digunakan untuk menscanning transistor, dimana

transistor ini difungsikan sebagai saklar untuk memberika Vcc pada masingmasing segmen. Adapun fungsi dari IC 7447 adalah sebagai decorder input, dimana input yang berupa 4bit BCD di decorder menjadi seven segmen BCD. Tabel 3.1 Tabel kebenaran IC 7447 Heksa

Input 7447

Output 7447

A B

C

D

a

b

c

d

e

f

g

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

2

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

3

0

0

1

1

1

1

1

1

0

0

1

4

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

5

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

1

6

0

1

1

0

0

0

1

1

1

1

0

7

0

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0

8

1

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

9

1

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

A

1

0

1

0

0

0

0

1

1

0

1

B

1

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

C

1

1

0

0

0

1

0

0

0

1

1

D

1

1

0

1

1

0

0

1

0

1

1

E

1

1

1

0

1

0

0

1

1

1

1

F

1

1

1

1

1

0

0

0

1

1

1

(Sumber : Hasil Pengamatan)

e.Modul Penanam Mikrokontroler AT89S51

Gambar 3.11 Skema modul penanaman mikrokontroler AT89S51


Pada konektor downloader yang digunakan adalah komunikasi serial dengan menggunakan konektor DB25 yang digunakan adalah DB25 on board. Sedangkan untuk software yang digunkan adalah software compailer yaitu ASM51 dan software isp30.exe.

f. DAC (Digital to Analog Converter)

Gambar 3.12 Rangkaian DAC dan Op-amp


DAC0808 akan mengubah output dari mikrokontroler AT89S51 dari data digital menjadi data analog, dimana catu daya DAC berkisar pada level ± 12 V hingga ± 18 V seperti yang dibutuhkan oleh amplifier internal. Dimana output DAC ini akan memicu PWM (Pulse Width Modulation) untuk mengatur intensitas lampu. g. PWM (Pulse Width Modulation)

Gambar 3.13 Rangkaian PWM


Salah satu cara yang paling mudah untuk membangkitkan sebuah tegangan analog dari sebuah nilai digital adalah dengan menggunakan pulse width modulation (PWM). Dalam PWM gelombang kotak, frekuensi tinggi dibangkitkan sebagai output digital. Untuk contoh, sebuah port bit secara kontinyu melakukan kegiatan saklar on dan off pada frekuensi yang relatif tinggi. PWM ini menggunakan IC SG3524 dimana nilai komponenkomponen pada rangkaian ini merupakan nilai bawaan dari IC SG3524.

PWM ini berfungsi sebagai pengatur intensitas lampu, saat suhu sama dengan suhu ruangan maka intensitas lampu akan terang dan pada saat suhu sama dengan 38°C maka lampu akan mati, dimana saat suhu mencapai 38°C lampu akan diatur redup dengan cara mengatur Vref pada PWM. Saat suhu mencapai 36°C maka lampu akan kembali terang, dan begitu seterusnya. h. Dimmer Digital

Gambar 3.14 Rangkaian dimmer digital


Dimmer digital ini menggunakan IC MOC3021 atau fotoTRIAC. MOC3021 merupakan jenis octocoupler sehingga relatif aman jika terjadi ketidaknornalan pada bagian beban. Rangkaian dimmer ini ditunjukkan gambar 3.13. Mengaktifkan TRIAC dengan cara menirimkan pulsa low (0 volt) pada kaki 2 pada MOC3021 maka akan terjadi beda potensial antara kaki 1 dan kaki 2 pada MOC3021 sehingga arus mengalir dan diode dalam MOC3021 memancarkan cahaya sehingga bilateral switch on, arus mengalir

dari kaki 6 ke kaki 4 pada MOC3021 akan mengaktifkan TRIAC menjadi on sehingga TRIAC mengalirkan arus.

i. Desain Alat Desain alat meliputi desain kotak inkubator dan kotak rangkaian

90 cm

cm 4040cm

10 cm

Lampu

Fan ventilasi

Kotak Rangkaian

Gambar 3.15 kotak Inkubator (Sumber : Hasil Perancangan)

Kotak inkubator ini merupakan kotak dengan ukuran yang sama dengan kotak inkubator aslinya yang memiliki dimensi kotak dengan panjang 90cm, lebar 60 cm dan tinggi 40 cm. Bagian bawah pada inkubator merupakan kotak alat dan lampu yang digunakan sebagai penghangat.

3.1.4 Perancangan Software Perancangan Software meliputi program kontrol dan tampilan a. Program Tampilan Program tampilan terdiri dari dua tahap yaitu: 1. Alur Program

Gambar 3.16 Algoritma program (Sumber : Hasil Perancangan)

2. Flowcart Program

Gambar 3.17 Flowchart program tampilan (Sumber : Hasil Perancangan)

b. Program Kontrol

1.

Alur Program

START

Inisialisasi suhu

Hidupkan lampu

Isi nilai R4=0

Ambil data ADC

R4=0 ?

tidak

Ya

tidak

Data ADC=38? Ya

Nilai R4=1

Redupkan lampu

Ya

Data ADC=36?

tidak

Gambar 3.18 Alur Program kontrol (Sumber : Hasil Perancangan)

2.

Flowcart Program Kontrol Lampu

Start

P2=#11111111b

R4=#00000000b A←P3 R3←A

tidak

R4=#11111111b ? Ya

tidak

R3=#01100111b ? Ya

R4=#11111111b Acall Tunda

R3=#01011111b ?

tidak

Ya

Gambar 3.19 Flowchart program kontrol lampu (Sumber : Hasil Perancangan)

Data yang diterima ADC akan dipindahkan ke Akumulator, selanjutnya memindahkan data yang terdapat pada akumulator ke P1 (LED

sebagai bahan pengambilan data), dan pindahkan juga nilai akumulator ke P3. Kemudian dilakukan pengecakan apakah nilai akumulator sama dengan suhu ruangan (30°C), jika “iya” maka lampu akan terang, jika “tidak” maka data akan terus diambil dari P0 (ADC dan sensor). Saat nilai akumulator sama dengan suhu ruangan maka lampu akan terang. Setelah pengecekan maka suhu akan terus dicek sampai nilai akumulator sama dengan 38°C, jika “iya” maka lampu akan redup sedangkan jika “tidak” maka lampu akan tetap terang. Pada saat suhu mencapai 38°C maka lampu akan redup dan pada saat ini juga dilakukan pengecekan setelah nilai akumulator bernilai 36°C. Pada saat suhu mencapai 36°C maka suhu akan akan kembali naik karena lampu terang, begitu seterusnya.

3.2 Lokasi Penelitian Adapun tempat dilakukan penelitian adalah di LAB 1 Jurusan D3 Teknik Elektro, Kampus Tengah Jln. Udayana, Jln. Bukit Patas, Lingkungan Bakung, Kecamatan Sukasada, Jln. Bisma Gg Nusa Indah No.7B, dan Jln Sudirman N0.41 Singaraja.

3.3 Subyek Penelitian Subyek penelitian dijadikan sebagai bahan penelitian yang dibutuhkan dalam pembuatan tugas akhir ini adalah berupa alat kontrol suhu inkubator bayi secara otomatis sehingga nantinya alat pengontrol suhu inkubator efisien.

agar lebih

3.4 Pengumpulan Data 3.4.1 Metode Pengumpulan Data Pengumpulan data dalam penelitian ini menggunakan metode observasi (pengamatan). Observasi adalah teknik pengumpulan data dengan cara melakukan pengamatan terhadap obyek yang mengalami permasalahan dengan cara mencari jawaban terhadap permasalahan yang dihadapi. Adapun langkah-langkah observasi yaitu: mengukur tegangan keluaran sensor, memantau

keluaran

sensor

yang

dihubungkan

dengan

ADC

dan

menterjemahkan kedalam bilangan biner dengan bantuan LED yang tersusun sesuai dengan port keluaran mikrokontroler.

Serta mengamati intensitas

lampu sebagai penghangat inkubator bayi. 3.4.2 Langkah-langkah Pengambilan Data 1. Mengukur tegangan keluaran sensor Pengukuran dilakukan dengan memanaskan sensor dengan sorder kemudian hasil keluaran sensor diukur dengan menggunakan multimeter selanjutnya data yang diperoleh dicatat.

2. Mengamati keluaran ADC a. Memprogram ADC dengan mode kontrol yang programnya sebagai berikut :

Gambar 3.20 Program ADC Kontrol (Sumber : Hasil Perancangan)

b. Memanaskan sensor dengan solder kemudian mengamati keluaran ADC pada LED sehingga didapatkan data binernya. 3. Mengamati display seven segment

Meletakkan sensor, thermometer digital dan thermometer analog pada ruangan inkubator bayi, kemudian melakukan pemanasan dengan mengunakan lampu yang terletak pada bagian bawah inkubator

bayi.

Kemudian

mengamati

seven

segmen,

membandingkan tampilan seven segmen dengan thermometer digital dan analog kemudian mencatat data hasil pengamatan. 4. Mengamati keluaran DAC Mengamati keluaran DAC saat lampu hidup terang, redup dan mati, dimana pengambilan data dengan bantuan LED untuk mengetahui tegangan yang keluaran DAC. Kemudian keluaran DAC diukur dengan multimeter. 5. Mengamati pulsa yang dikeluarkan PWM Dimana masukan tegangan PWM tergantung pada keluaran DAC, saat terang maka pulsa yang dikeluarkan PWM lebar, saat redup maka keluaran PWM menyempit dan saat lampu mati maka keluaran PWM akan datar.

3.4.3 Instrument Penelitain Di dalam perancangan TA ini digunakan instrument – instrument penelitian sebagai berikut:

1. Multimeter Digital dan Multimeter Analog Di dalam perancangan TA ini mutimeter digital dan multimeter analog berfungsi untuk

mengukur besar tegangan yang dihasilkan pada

rangkaian yang diuji. 2. Thermometer Digital dan Thermometer Analog Di dalam perancangan TA ini thermometer digital dan thermometer analog berfungsi sebagai alat penguji dan pembanding dari hasil pendeteksian suhu pada inkubator bayi berbasis mikrokontroler AT89S51. Di dalam proses pengujian ini digunakan thermometer digital buatan China dengan tipe “TPM-10G” yang mempunyai rentang suhu -50 ºC – 80 ºC, sedangkan thermometer analog yang digunakan adalah thermometer alkohol yang mempunyai rentang suhu -10 ºC – 110 ºC. 3. Oscilloscope Dalam perancangan TA ini, oscilloscope digunakan untuk mendeteksi keluaran gelombang rangkaian PWM

3.4.4 Data Hasil Pengamatan 1. Data Tegangan

Di dalam penelitian Tugas Akhir ini diamati beberapa data tegangan yang dihasilkan oleh sensor suhu dengan menggunakan diode IN4148, dan rangkaian Op – amp.

Tabel 3.2 Pengamatan suhu dengan tegangan keluaran sensor No

Suhu (◦C)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Tegangan (mV) 293 303 315 325 335 344 352 364 372 384


2. Data Bilangan Desimal Di dalam penelitian Tugas Akhir ini diamati beberapa data bilangan desimal yang dihasilkan oleh rangkaian ADC 0804.

Tabel 3.3 Data Biner Sensor No

Tegangan

Biner

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

MSB 0100 0100 0100 0100 0100 0101 0101 0101 0101 0101 0110

0.28 0.29 0.30 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 0.36 0.37 0,38

LSB 0010 0101 1010 1011 1110 0010 0111 1000 1010 1101 0000


3. Data Output DAC dan Tegangan Output PWM Tabel 3.4 Data DAC dan Tegangan Output PWM Biner Set Poin 00000000 11111111

Tegangan DAC (V) 0 3,7

Tegangan PWM (V) 0 2,46

Kondisi Lampu Mati Terang


4. Data Suhu dan Waktu Di dalam penelitian Tugas Akhir ini diamati beberapa data suhu pada inkubator bayi berbasis mikrokontroler, thermometer digital, dan thermometer analog. Adapun data yang diamati antara lain: 1. Data suhu dan waktu sejak inkubator dihidupkan hingga lampu mati secara otomatis

Tabel 3.5 Data Hasil Pengamatan Suhu dan Waktu1

Waktu (menit) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Sensor (°C) 29,6 31 31 31,3 31,3 32,3 33,3 34,3 34,9 35,3 35,3 35,9 36,3 36,9 36,9 37,6 38,3

Thermometer Digital (°C) 30,8 31,1 31,5 32,2 32,9 33,5 34,1 34,6 35,1 35,6 36 36,4 36,8 37,1 37,3 37,5 37,8

Thermometer Analog (°C) 29,8 31 32 33 33,9 34,6 35 35,6 36 36,4 36,5 36,7 37 37,3 37,5 37,6 37,9

Waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu 38,3 adalah 16 menit 12 detik.

2. Data suhu dan waktu sejak lampu inkubator mati secara otomatis hingga hidup lagi secara otomatis Tabel 3.6 Data Hasil Pengamatan Suhu dan Waktu2 Waktu Sensor Thermometer Digital (menit) (°C) (°C) 0 38,0 37,8 1 37,6 37 2 36,3 36,5 (Sumber : Hasil Pengamatan)

Thermometer Analog (°C) 37,9 37,5 37

Waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu 36,3 adalah 2 menit.

3. Data suhu dan waktu sejak lampu inkubator hidup hingga mati lagi secara otomatis Tabel 3.7 Data Hasil Pengamatan Suhu dan Waktu3 Waktu Sensor Thermometer Digital (menit) (°C) (°C) 0 36,3 36,4 1 37 37,2 2 37,3 37,3 3 37,6 37,5 4 38,3 37,7 (Sumber : Hasil Pengamatan)

Thermometer Analog (°C) 37 37,5 37,9 38,2 38,5

Waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu 38,3 adalah 4 menit. 4. Data suhu dan waktu dari lampu inkubator mati hingga hidup lagi secara otomatis Tabel 3.8 Data Hasil Pengamatan Suhu dan Waktu4 Sensor Thermometer Digital Waktu (menit) (°C) (°C) 0 38,0 37,8 1 37,9 37,5 2 37,3 36,6 3 36,3 36,3 (Sumber : Hasil Pengamatan)

Thermometer Analog (°C) 37,9 37,5 37,2 37

Waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu 36,3 adalah 2menit.

3.5 Analisa Data

Dalam analisa data dibutuhkan data-data yang akurat untuk mendukung kinerja alat yang dibuat dengan membandingkannya dengan hasil perhitungan sehingga diketahuai error yang terjadi. 1. Error yang terjadi pada waktu pertama kali inkubator dihidupkan hingga lampu mati secara otomatis a. Perbandingan dengan Thermometer Digital Tabel 3.9 Kondisi1 Thermometer Digital Sensor (°C) 29,6 31 31 31,3 31,3 32,3 33,3 34,3 34,9 35,3 35,3 35,9 36,3 36,9 36,9 37,6 38,3

Thermometer Digital (°C) 30,8 31,1 31,5 32,2 32,9 33,5 34,1 34,6 35,1 35,6 36 36,4 36,8 37,1 37,3 37,5 37,8 Error

å error (Sumber : Hasil Pengamatan)

å error =

å error å data

å error =

9,6 17

Selisih (°C) 1,2 0,1 0,5 0,9 1,6 1,2 0,8 0,3 0,2 0,3 0,7 0,5 0,5 0,3 0,4 0,1 0,5 9,6

0,56

å error = 0,56°C

b. Perbandingan dengan Thermometer Analog Tabel 3.10 Kondisi1 Thermometer Analog Sensor (°C) 29,6 31 31 31,3 31,3 32,3 33,3 34,3 34,9 35,3 35,3 35,9 36,3 36,9 36,9 37,6 38,3

Thermometer Analog Selisih (°C) (°C) 29,8 0,2 31 0 32 1 33 1,7 33,9 2,6 34,6 2,3 35 1,7 35,6 1,3 36 1,1 36,4 1,1 36,5 1,2 36,7 0,8 37 0,7 37,3 0,4 37,5 0,6 37,6 0 37,9 0,4 Error 16,3

å error (Sumber : Hasil Pengamatan)

å error =

å error =

å eror å data 16,3 17

å error = 0,95°C

0,95

2. Error yang terjadi pada waktu lampu mati hingga hidup kembali secara otomatis a. Perbandingan dengan Thermometer Digital Tabel 3.11 Kondisi2 Thermometer Digital Sensor (°C) 37,9 37,6 36,3

Thermometer Digital (°C) 37,8 37 36,5 Error

Selisih (°C) 0,1 0,6 0,2 0,9

å error

0,3


å error =

å error å data

å error =

0,9 3

å error = 0,3°C

b. Perbandingan dengan Thermometer Analog Tabel 3.12 Kondisi2 Thermometer Analog Sensor (°C) 37,9

Thermometer Analog (°C) 37,9

Selisih (°C) 0

37,6 36,3

37,5 37 error å error

0,1 0,7 0,8 0,26


å error =

å error å data

å error =

0,8 3

å error = 0,26°C 3. Error yang terjadi pada waktu lampu hidup hingga mati kembali secara otomatis a. Perbandingan dengan Thermometer Digital Tabel 3.13 Kondisi3 Thermometer Digital Sensor (°C) 36,3 37 37,3 37,6 38,3

Thermometer Digital (°C) 36,4 37,2 37,3 37,5 37,7 Error å error


å error =

å error å data

å error =

1,0 5

å error = 0,2°C

Selisih (°C) 0,1 0,2 0 0,1 0,6 1,0 0,2

b. Perbandingan dengan Thermometer Analog Tabel 3.14 Kondisi3 Thermometer Analog Sensor (°C) 36,3 37 37,3 37,6 38,3

Thermometer Analog (°C) 37 37,5 37,9 38,2 38,5 Error å error

Selisih (°C) 0,7 0,5 0,3 0,6 0,2 2,3 0,46


å error =

å error å data

å error =

2,3 5

å error = 0,46°C

4. Error yang terjadi pada waktu lampu mati hingga hidup kembali secara otomatis a. Perbandingan dengan Thermometer Digital Tabel 3.15 Kondisi4 Thermometer Digital

Sensor (°C) 38,0 37,9 37,3 36,3

Thermometer Digital (°C) 37,8 37,5 36,6 36,3 Error å error

Selisih (°C) 0,2 0,4 0,7 0 1,3 0,325


å error =

å error å data

å error =

1,3 4

å error = 0,325°C b. Perbandingan dengan Thermometer Analog Tabel 3.16 Kondisi4 Thermometer Analog Sensor (°C) 38,0 37,9 37,3 36,3

Thermometer Analog (°C) 37,9 37,5 37,2 37 error å error


å error =

å error å data

å error =

1,3 4

å error = 0,325°C

Selisih (°C) 0,1 0,4 0,1 0,7 1,3 0,325

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGATURAN SUHU INKUBATOR BAYI BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

Recommend Documents