HALAMAN JUDUL
TUGAS AKHIR – TF 145565
RANCANG BANGUN MODUL OPERATIONAL AMPLIFIER
PRAKTIKUM
Arief Satyo Priyantoro NRP. 2413 031 076 Dosen Pembimbing Dr. Ir. Purwadi Agus Darwito, MSc NIP. 19620822 198803 1 001
PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI JURUSAN TEKNIK FISIKA Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017
ALAMAN JUDUL
FINAL PROJECT TF 145565
PROTOTYPE OF EXPERIMENT MODULE OPRATIONAL AMPLIFIER Arief Satyo Priyantoro NRP. 2413 031 076 Advisor Lecturer Dr. Ir. Purwadi Agus Darwito, MSc NIP. 19620822 198803 1 001
Study Program Of D3 Metrology And Instrumentation Department of Engineering Physics Faculty of Industrial Technology Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2017 ii
LEMBAR PENGESAHAN
RANCANG BANGUN MODIJL PRAKTIKUM OPERATIONAL AMPLIFIER
TUGAS AKHIR O leh :
Arief Satvo Privantoro NRP. 2413 031 076 Surabaya, 18 Januari 2017 Menyetujui, Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Purwadi Aeus Darwito. M.Sc NIP. 19620822 198803 1 001
Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi
IN 11*. !9 7 J 1 0 ^ r2 § ^ U f 0 0 2
NIP. 19620822 198803 1 001 iii
IIAl\< 'ANG BANGUN MODUL PRAKTIKUM OPERATIONAL AMPLIFIER TUGAS AKHIR I>iajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya Pada Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember O leh: Arief Satyo Priyantoro NRP. 2413 031 076 i >isclujui oleh Tim Penguji Tugas Akhir : I I)r Ir. Purwadi Agus Darwito, M Sg^^^^V em bim bing) ’ 11 Tutug Dhanardono, MT
Tim Penguji)
t Arief Abdurrakhman, ST, MT
(Penguji I)
4. Ilerry Sufyan Hadi, ST, MT
^PenguJi n)
5. Murry Raditya, ST, MT
(Penguji III)
SURABAYA JANUARI 2017 IV
RANCANG BANGUN MODUL PRAKTIKUM OPERATIONAL AMPLIFIER Nama NRP Jurusan
: Arief Satyo Priyantoro : 2413031076 : D3 Metrologi dan Instrumentasi, Teknik Fisika, ITS Surabaya Pembimbing : Dr. Ir. Purwadi Agus Darwito, MSc
ABSTRAK Berbagai macam perangkat elektronik dikembangkan untuk memudahkan manusia dalam beraktifitas, berkomunikasi, dan menyampaikan informasi. Adapun beberapa perangkat tersebut seperti komputer, kalkulator, radio, pengeras suara, dan lain sebagainya. Untuk membuat perangkat-perangkat elektronik tersebut komponen-komponen elektronik dirangkai menjadi satu sehingga dapat berfungsi sesuai dengan kegunaannya. Dari berbagai komponen elektronik yang digunakan, operational amplifier merupakan salah satu dari komponen yang sering dijumpai pada perangkat elektronik yang digunakan sehari-hari. Pada tugas akhir ini akan dilakukan monitoring tegangan dc berbasis mikrokontroler ATMega128 pada modul operational amplifier, yang dimonitoring adalah output dari keluaran dari modul operational amplifier. Pada sistem monitoring ini menggunakan mikrokontroler ATMega128 sebagai alat pemroses sinyal analog ke digital maupun sebaliknya dan setelah dilakukan monitoring, didapat Nilai Ketidakpastian, akurasi, dan koreksi dari pembacaan rangkaian pembagi tegangan sebesar 0.17; 97.71%; 0.374. Berdasarkan dari hasil yang didapat, alat dapat dikatakan dalam keadaan baik. Kata kunci : Operational Amplifier, Monitoring, ATMega128
v
PROTOTYPE OF EXPERIMENT MODULE OPRATIONAL AMPLIFIER Name NRP Program study
Advisor Lecturer
: Arief Satyo Priyantoro : 2413031076 : Diploma of Metrology and Instrumentasi, Engineering Physics FTI-ITS : Dr. Ir. Purwadi Agus Darwito, MSc
ABSTRACT Many of electronic devices were developed to make it easier for people in work, communicate, and convey information. As for some devices such as computers, calculators, radios, loudspeakers, etc. To make electronic devices the electronic components assembled into one so can be function accordance with its use. Of the various electronic components are used, the operational amplifier is one of the components that are commonly found in electronic devices that are used everyday. In this Final Project will be done monitoring dc voltage based microcontroller ATMega128 on output of operational amplifier module, monitoring system are using microcontroller ATMega128 as analogue to digital signal processing or otherwise and, after monitoring that got uncertainity value, accuracy, and correction from reading of voltage divider circuits 0.17; 97.71%; 0.374. Based of the results obtained, the measuring tool can be said in good condition. Keywords : Operational Amplifier, Monitoring, ATMega128
vi
KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta Laporan Tugas Akhir yang berjudul “RANCANG BANGUN MODUL PRAKTIKUM OPERATIONAL AMPLIFIER”. Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih atas bantuan dan motivasi kepada : 1. Kedua Orang tua saya yang selalu memberikan dukungan baik secara materiil, moril, dan doa, dan juga selalu memberikan semangat kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Agus Muhamad Hatta, ST, MSi, Ph.D selaku ketua Jurusan Teknik Fisika ITS. 3. Bapak Dr. Ir. Purwadi Agus Darwito, MSc selaku Ketua Program Studi Diploma III Metrologi dan Teknik Instrumentasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember yang juga telah menjadi Dosen Pembimbing yang selalu memberikan bimbingan, arahan dan motivasi dalam pengerjaan tugas akhir. 4. Bapak Andi Rahmadiansah ST. M.T selaku dosen wali yang membimbing selama menjalani masa perkuliahan. 5. Bapak dan Ibu dosen Teknik Fisika yang telah menambah wawasan penulis selama perkuliahan 6. Seluruh staff Jurusan Teknik Fisika yang telah membantu penuli dalam administrasi selama perkuliahan. 7. Sahabat JMMII yang selalu mendukung serta memberikan motivasi dalam pembuatan tugas akhir. 8. Teman-teman seperjuangan dan satu angkatan F48 yang selalu mendukung dan memotivasi penulis. 9. Rekan-rekan yang membantu kelancaran pembuatan Tugas Akhir.
vii
.Penulis menyadari bahwa penulisan laporan Tugas Akhir ini tidaklah sempurna tetapi penulis berharap laporan ini dapat memberikan kontribusi yang berarti bagi pembacanya. Surabaya, 20 Januari 2017 Penulis
viii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL................................................................ i LEMBAR PENGESAHAN .................................................... iii ABSTRAK................................................................................ v KATA PENGANTAR ............................................................. vii DAFTAR ISI ............................................................................ ix DAFTAR GAMBAR ............................................................... xi DAFTAR TABEL .................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN ........................................................ 1 1.1 Latar Belakang................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah.............................................................. 1 1.3 Batasan Masalah ................................................................ 2 1.4 Tujuan Penelitian ............................................................... 2 1.5 Sistematika Laporan .......................................................... 2 BAB II TEORI PENUNJANG ............................................... 5 2.1 Operational Amplifier........................................................ 5 2.2 Teori Pembagi Tegangan ................................................... 14 2.3 LCD (Liquid Crystal Display) 16x2 .................................. 14 2.4 Modul SD Card.................................................................. 15 2.5 Mikrokontroler ATMega 128 ............................................ 16 2.6 Analog Digital Converter .................................................. 17 2.7 Karakteristik Alat Ukur ..................................................... 18 2.8 Analisis Ketidakpastian ..................................................... 21 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT .... 25 3.1 Perancangan Sistem ........................................................... 25 3.1.1 Perancangan Modul Praktikum Operational Amplifier ............................................................................ 26 3.2 Perancangan Hardware ...................................................... 27 3.2.1 Perancangan Sensor Tegangan ................................. 27 3.2.2 Perancangan ATMega128 ........................................ 30 3.3 Perancangan Software ....................................................... 31 3.3.1 Sketch ATMega128 ................................................. 31 ix
3.4 Langkah-langkah Penggunaan Modul Praktikum Operational Amplifier .............................................................................. 33 BAB IV ANALISIS DATA .................................................... 39 4.1 Analisis Data ...................................................................... 39 4.1.1 Penempatan Alat Ukur .............................................. 39 4.1.2 Pengujian Alat Pengukur Tegangan ......................... 39 4.1.3 Pengambilan Data ..................................................... 47 4.2 Pembahasan ....................................................................... 64 BAB V PENUTUP ................................................................... 65 5.1 Kesimpulan ....................................................................... 65 5.2 Saran .................................................................................. 65 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A (Pengujian Sensor) LAMPIRAN B (Datasheet LM358) LAMPIRAN C (Datasheet ATMEGA128A) LAMPIRAN D (Listing Program ATMega128 pada Codevision) BIOGRAFI PENULIS
x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Simbol Operational Amplifier ............................. 5 Gambar 2.2 Circuit Diagram operational amplifier LM741 ... 6 Gambar 2.3 Grafik Saturation Op-amp .................................... 6 Gambar 2.4 Rangkaian Inverting Amplifier ............................ 7 Gambar 2.5 Rangkaian Non-Inverting Amplifier .................... 8 Gambar 2.6 Rangkaian Differentiator ..................................... 8 Gambar 2.7 Rangkaian Integrator ........................................... 9 Gambar 2.8 Rangkaian Penjumlah Inverting ........................... 10 Gambar 2.9 Rangkaian Penjumlah Non Inverting ................... 11 Gambar 2.10 Rangkaian Pengurang ....................................... 11 Gambar 2.11 Rangkaian High Pass Filter ................................ 12 Gambar 2.12 Rangkaian Low Pass Filter ................................ 13 Gambar 2.13 Rangkaian Buffer ............................................... 13 Gambar 2.14 Rangkaian Pembagi Tegangan ........................... 14 Gambar 2.15 LCD 16x2........................................................... 15 Gambar 2.16 Modul SD Card .................................................. 15 Gambar 2.17 Konfigutasi ATMega 128A ............................... 16 Gambar 2.18 Analog Digital Convertion ................................. 17 Gambar 2.19 Karakteristik Output Instrumen Linier ............... 18 Gambar 2.20 Grafik non-linieritas ........................................... 19 Gambar 2.21 Penjelasan Akurasi dan Presisi (a) akurasi rendah presisi rendah (b) akurasi rendah, presisi tinggi (c) akurasi tinggi presisi tinggi ................................ 20 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Tugas Akhir .................. 25 Gambar 3.2 Diagram Alir Modul Praktikum Oprational Amplifier ............................................................ 26 Gambar 3.3 Skematik Modul Oprational Amplifier ................ 28 Gambar 3.4 Rangkaian Pembagi Tegangan ............................. 28 Gambar 3.5 Sensor Tegangan .................................................. 28 Gambar 3.6 Sampling Sinyal Analog ...................................... 29 xi
Gambar 3.7 Modul Praktikum Op-amp Tampak Atas ............. 30 Gambar 3.8 Modul Praktikum Op-amp Tampak Atas ............. 30 Gambar 3.9 Skematik Minimum System ATmega128 ............ 31 Gambar 3.10 Flowchart Perancangan Sensor Tegangan ......... 32 Gambar 3.11 Flowchart Penggunaan Alat ............................... 33 Gambar 3.12 Rangkaian Opamp Inverting Pada Modul .......... 34 Gambar 3.13 Rangkaian Opamp Non-Inverting Pada Modul .. 35 Gambar 3.14 Rangkaian Opamp Integrator Pada Modul ........ 36 Gambar 3.15 Rangkaian Opamp Differeniator Pada Modul ... 36 Gambar 3.16 Rangkaian Opamp Summing Pada Modul .......... 37 Gambar 3.17 Rangkaian Opamp Differential Pada Modul ...... 38 Gambar 4.1 Penempatan alat ukur pada modul praktikum operational amplifier ............................................. 39 Gambar 4.2 Pengujian Sensor Tegangan ................................. 40 Gambar 4.3 Grafik Pembacaan Standar dan Pembacaan alat .. 40 Gambar 4.4 Grafik pembacaan Alat dan Pembacaan Standar . 41 Gambar 4.5 Grafik Hysterisis .................................................. 43 Gambar 4.6 Opamp Non-Inverting Sinyal Sinusoida .............. 48 Gambar 4.7 Opamp Non-Inverting Sinyal Segitiga ................. 48 Gambar 4.8 Opamp Non-Inverting Sinyal Kotak .................... 49 Gambar 4.9 Opamp Non-Inverting Sinyal Ramp ..................... 50 Gambar 4.10 Opamp Non-Inverting Sinyal Pulse.................... 50 Gambar 4.11 Opamp Inverting Sinyal Sinusoida .................... 51 Gambar 4.12 Opamp Inverting Sinyal Segitiga ....................... 52 Gambar 4.13 Opamp Inverting Sinyal Kotak .......................... 53 Gambar 4.14 Opamp Inverting Sinyal Ramp........................... 53 Gambar 4.15 Opamp Inverting Sinyal Pulse............................ 55 Gambar 4.16 Opamp Summing Sinyal Sinusoida .................... 55 Gambar 4.17 Opamp Summing Sinyal Segitiga ....................... 56 Gambar 4.18 Opamp Summing Sinyal Kotak .......................... 56 Gambar 4.19 Opamp Summing Sinyal Ramp .......................... 57 Gambar 4.20 Opamp Summing Sinyal Pulse ........................... 58 xii
Gambar 4.21 Opamp Diferential Sinyal Sinusoida ................. 58 Gambar 4.22 Opamp Diferential Sinyal Segitiga .................... 59 Gambar 4.23 Opamp Diferential Sinyal Kotak ....................... 59 Gambar 4.24 Opamp Diferential Sinyal Ramp........................ 59 Gambar 4.25 Opamp Diferential Sinyal Pulse ........................ 60 Gambar 4.26 Opamp Differentiator Sinyal Kotak ................... 60 Gambar 4.27 Opamp Differentiator Sinyal Segitiga ............... 61 Gambar 4.28 Opamp Differentiator Sinyal Sinusoida ............. 61 Gambar 4.29 Opamp Differentiator Sinyal Ramp ................... 61 Gambar 4.30 Opamp Differentiator Sinyal Pulse .................... 62 Gambar 4.31 Opamp Integrator Sinyal Kotak ........................ 62 Gambar 4.32 Opamp Integrator Sinyal Segitiga ..................... 63 Gambar 4.33 Opamp Integrator Sinyal Sinusoida .................. 63 Gambar 4.34 Opamp Integrator Sinyal Ramp ......................... 63 Gambar 4.35 Opamp Integrator Sinyal Pulse.......................... 64
xiii
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data Karakteristik Statik Alat ............................... 41 Tabel 4.2 Data Kalibrasi ....................................................... 43 Tabel 4.3 Tabel Lanjutan ...................................................... 44 Tabel 4.4 Pembacaan Tegangan Sinyal Sinusoida................ 47 Tabel 4.5 Pembacaan Tegangan Sinyal Segitiga .................. 48 Tabel 4.6 Pembacaan Tegangan Sinyal Kotak...................... 49 Tabel 4.7 Pembacaan Tegangan Sinyal Ramp ...................... 49 Tabel 4.8 Pembacaan Tegangan Sinyal Pulse....................... 50 Tabel 4.9 Pembacaan Tegangan Sinyal Sinusoida................ 51 Tabel 4.10 Pembacaan Tegangan Sinyal Segitiga ................ 51 Tabel 4.11 Tabel Lanjutan .................................................... 52 Tabel 4.12 Pembacaan Tegangan Sinyal Kotak.................... 52 Tabel 4.13 Pembacaan Tegangan Sinyal Ramp .................... 53 Tabel 4.14 Pembacaan Tegangan Sinyal Pulse..................... 54 Tabel 4.15 Pembacaan Tegangan Sinyal Sinusoida.............. 54 Tabel 4.16 Tabel Lanjutan .................................................... 55 Tabel 4.17 Pembacaan Tegangan Sinyal Segitiga ................ 55 Tabel 4.18 Pembacaan Tegangan Sinyal Kotak.................... 56 Tabel 4.19 Pembacaan Tegangan Sinyal Ramp .................... 57 Tabel 4.20 Pembacaan Tegangan Sinyal Pulse..................... 57
xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Berbagai macam perangkat elektronik dikembangkan untuk memudahkan manusia dalam beraktifitas, berkomunikasi, dan menyapaikan informasi. Adapun beberapa perangkat tersebut seperti komputer, kalkulator, radio, pengeras suara, dan lain sebagainya. Untuk membuat perangkat-perangkat eletronik tersebut komponen-komponen elektronik dirangkai menjadi satu sehingga dapat berfungsi sesuai dengan kegunaannya. Dari berbagai komponen elektronik yang digunakan, operational amplifier merupakan salah satu dari komponen yang sering dijumpai pada perangkat elektronik yang digunakan seharihari sehingga diperlukannya pengetahuan dan pembelajaran mengenai kegunaan dari operational amplifier untuk merancang serta mengaplikasikan hasil pembelajaran menjadi perangkat elektronik yang berfungsi, namun terkadang teori yang didapat serta simulasi yang telah dilaksanakan tidak sesuai dengan pengaplikasiannya. Dalam penelitian ini dilakukan perancangan modul praktikum operational amplifier guna meningkatkan pemahaman menganai aplikasi operational amplifier. Dikarenakan proses pembelajaran yang aplikatif lebih bersifat efektif bila dibandingkan dengan pembelajaran secara teoritis. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana merancang bangun modul praktikum operational amplifier dengan fungsi rangkaian penguat inverting, rangkaian penguat non-inverting, rangkaian penguat integrator, rangkaian penguat diferentiator, rangkaian penjumlah dan rangkaian pengurang? 2. Bagaimana proses membuat sistem perekam data tegangan pada modul praktikum operational amplifier? 1
2 1.3 Batasan Masalah Pada tugas akhir ini , ada beberapa batasan yang digunakan antara lain: 1. Merancang sistem yang berfungsi sebagai media pembelajaran operational amplifier. 2. Membuat display yang menampilkan variabel yang diukur. 3. Membuat desain hardware modul operational amplifier. 1.4 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Merancang bangun modul praktikum operational amplifier. 2. Membuat sistem perekam data tegangan yang dihasilkan pada modul praktikum operational amplifier. 1.5 Sistematika Laporan Sistematika laporan yang digunakan dalam penyusunan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I Pendahuluan Bab ini berisi latar belakang, permasalahan, batasan masalah, tujuan dan sistematika laporan. . BAB II Teori Penunjang Bab ini berisi teori-teori dan alat yang digunakan dalam rancang bangun modul praktikum orational amplifier. BAB III Perancangan dan Pembuatan Alat Bab ini berisi tentang langkah – langkah dalam pengerjaan rancang bangun modul praktikum operational Amplifier. BAB IV Analisis Data Bab ini berisi tentang hasil dan pembahasan dari rancang bangun modul praktikum operational amplifier.
3 BAB V Penutup Bab ini berisi kesimpulan yang berasal dari hasil analisis dan pengambilan data yang ada serta saran penunjang untuk pengembangan penelitian kedepannya.
4
(Halaman Ini Memang Dikosongkan)
BAB II TEORI PENUNJANG Pada bab ini menjelaskan menegenai teori yang akan dijadikan referensi dalam melaksanakan penelitian tugas akhir ini. Referensi yang didapat ataupun yang disajikan berasal dari jurnal ilmiah, manual book dan dari website atau situs yang mendukung materi pada penelitian tugas akhir ini. 2.1. Oprational Amplifier Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan (op-amp) merupakan ic yang terbentuk dari kumpulan transistor-transistor, secara umum menggambarkan tentang sebuah rangkaian penguat yang membentuk dasar dari rangkaian rangkaian penguat, buffer, penggerak-penggerak saluran, penguat instrumentasi, komparator atau pembanding, osilator, dan berbagai rangkaian analog lainnya. Op-amp memiliki dua buah terminal masukan yaitu masukan pembalik (-) dan masukan non-pembalik (+), pada umumnya opamp memiliki keluaran tunggal akan tetapi bebarapa jenis op-amp memiliki dua buah terminal keluaran yang biasa digunakan pada rangkaian-rangkaian frekuensi radio. Op-amp merupakan sebuah rangkaian penguat arus searah dengan gain tinggi besarnya gain (pada umumnya lebih besar dari 10000 atau lenih besar dari 100 dB),
Gambar 2.1 Simbol Operational Amplifier Opamp yang terdiri dari transistor memiliki karakteristik transistor yaitu saturation, breakdown, cut-off, dan active region.
5
6
Gambar 2.2 Circuit Diagram operational amplifier LM741
Gambar 2.3 Kurva Daerah Aktif Transistor a. Saturation Saturation merupakan daerah dimana saat kedua penghubung kolektor-basis dan emitter-basis mengalirkan arus (forward bias) dengan tegangan Vce yang mendekati 0 volt, pada penggunaan transistor digunakan sebagai switch saat memasuki saturation region berarti switch menyala. b. Breakdown Breadown merupakan kondisi saat input tegangan melebihi 40 volt, dan arus Ic meningkat sehingga dioda kolektor akan rusak.
7 c. Cut-off Cut-off merupakan kondisi saat arus kolektor dibawah garis arus emitor (Ie=0) atau Ic = 0, transistor dikatakan cutoff saat penghubung kolektor - basis dan emitter - basis tidak mengalirkan arus, saat transistor digunakan sebagai switch saat memasuki cutoff region berarti switch tidak menyala. d. Active Region Active region merupakan kondisi saat penghubung emitterbasis mengalirkan arus dan penghubung kolektor basis tidak mengalirkan arus. Opamp memiliki beberapa rangkaian dasar yaitu inverting amplifier, non-inveerting amplifier, differentiator amplifier, dan integrator amplifier. Adapun penjelasan rangkaian-rangkaian dasar op-amp : a. Inverting Amplifier Pada rangkaian ini sinyal yang masuk kedalam op-amp akan diinverting (pembalik) dimana sinyal keluaran akan memiliki fasa yang berkebalikan dengan fasa sinyal masuk kedalam op-amp. sedangakan tegangan yang dikeluarkan sama dengan suplai negative karena gain op-amp tak berhingga. 𝑅𝑖𝑛 𝐴(𝑔𝑎𝑖𝑛) = 𝑅𝑓 + 𝑅𝑖𝑛 𝑅𝑖𝑛 𝑉𝑜𝑢𝑡 = − ( ) 𝑥 𝑉𝑖𝑛 𝑅𝑓 + 𝑅𝑖𝑛
8
Gambar 2.4 Rangkaian Inverting Amplifier b. Non-inverting amplifier Pada rangkaian ini sinyal yang masuk kedalam op-amp akan dikuatkan tetapi memiliki nilai fasa sinyal keluaran yang sama dengan fasa sinyal masuk kedalam op-amp. 𝑅𝑖𝑛 ) 𝐴(𝑔𝑎𝑖𝑛) = 1 + ( 𝑅𝑓 + 𝑅𝑖𝑛 𝑉𝑜𝑢𝑡 = (1 + (
𝑅𝑖𝑛 ))𝑥 𝑉𝑖𝑛 𝑅𝑓 + 𝑅𝑖𝑛
Gambar 2.5 Rangkaian Non-Inverting Amplifier c. Differntiator amplifier Pada rangkaian diferentiator sinyal masukan akan melalui kapasitor terlebih dahulu maka terdapat aliran arus yang menuju titik penjumlah op-amp dan tegangan keluaran tidak sama dengan nol hanya terjadi saat tegangan masukan berubah.
9 𝑉𝑜𝑢𝑡(𝑡) = −𝑅𝑓𝐶
𝑑𝑉𝑖𝑛 𝑑𝑡
Gambar 2.6 Rangkaian Differentiator d. Integrator amplifier Pada rangkaian integrator ideal mimiliki dua prinsip kerja yaitu Tegangan keluaran penguat hanya akan mengambil suatu nilai tertentu yang diperlukan untuk menjaga agar terminal masukan pembalik berada pada potensial yang sama dengan potensial terminal masukan non pembalik. Hal ini mencegah terjadinya akumulasi atau penumpukan muatan pada terminal masukan pembalik op-amp. Adapun prinsip kedua mengenai hubungan antara tegangan pada sebuah kapasitor dan muatan pada pelat-pelat kapasitor, tegangan pada kapasitor akan berbanding lurus terhadap integral waktu dari arus pengisian kapasitor. Arus masukan akan mengalir menuju terminal masukan pembalik op-amp, karena op-amp tidak menarik arus pada terminal masukan pembaliknya maka semua arus yang mengalir melalui resistor harus mengalir terlebih dahulu melalui kapasitor. 𝑉𝑜(𝑡) =
𝑡 −1 ∫ 𝑉𝑖𝑛(𝑡)𝑑𝑡 𝑅𝑖𝑛 𝐶 0
10
Gambar 2.7 Rangkaian Integrator Amplifier e. Rangkaian penjumlah Penguat dengan diberikan input lebih dari satu untuk menghasikan sinyal ouput yang linier sesuai dengan nilai penjumlahan sinyal input dan faktor penguatan Pada operasi adder/penjumlah sinyal secara inverting, sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3. Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting). 𝑅𝑓 𝑅𝑓 𝑅𝑓 ) + (𝑉2 𝑥 ) + (𝑉3 𝑥 )) 𝑉𝑜𝑢𝑡 = −((𝑉1 𝑥 𝑅2 𝑅3 𝑅1
Gambar 2.8 Rangkaian Penjumlah Inverting Rangkaian penjumlah non-inverting memiliki penguatan tegangan yang tidak melibatkan nilai resistansi input yang digunakan. Oleh karena itu dalam rangkaian penjumlah noninverting nilai resistor input (R1, R2, R3) sebaiknya bernilai sama persis, hal ini bertujuan untuk mendapatkan kestabilan dan akurasi penjumlahan sinyal yang diberikan ke rangkaian. Pada rangkaian
11 penjumlah non-inverting diatas sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke jalur input melalui resitor input masing-masing (R1, R2, R3). Besarnya penguatan tegangan (Av) pada rangkaian penguat penjumlah non-inverting diatas diatur oleh Resistor feedback (Rf) dan resistor inverting (Ri), 𝑉𝑜𝑢𝑡 =
𝑅1 𝑅2 𝑅3 𝑅𝑖 + 𝑅𝑓 ( + + ) 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 𝑅𝑖
Gambar 2.9. Rangkaian Penjumlah Non-Inverting f. Rangkaian Diferential Penguat dengan masukan non inverting berupa ground dan tegangan, yang akan menghasilkan output tegangan yang bernilai negatif. 𝑅3 𝑅4 𝑅1 + 𝑅3 )( ) 𝑉𝑜𝑢𝑡 = −𝑉1 ( ) + 𝑉2( 𝑅1 𝑅2 + 𝑅4 𝑅1
Gambar 2.10 Rangkaian Diferential
12 g. Rangkaian penyaring aktif Op-amp sebagai penyaring aktif memiliki dua jenis yaitu Low Pass Filter (LPF) dan High Pass Filter (HPF), Low Pass Filter aktif adalah filter yang akan meloloskan frekuensi yang berada dibawah frekuensi cut off (fc) dan meredam frekuensi diatas fc. rangkaian filter yang menggunakan penguat operasional (OpAmp) rangkaian terpadu (IC) dimana rangkaian filter aktif low pass ini akan meloloskan sinyal input dengan frekuensi dibawah frekuensi cut off rangkaian dan akan melemahkan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off rangkaian filter aktif low pass tersebut. Berikut rumus gain low pass filter : 1
𝑓𝑐 = 2𝜋𝑅𝐶 𝐴𝑓 = (1 +
𝑅2 ) 𝑅1
dengan penguatan sebesar : 𝐴𝑣 =
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛
𝐴𝑓 𝑓 √1 + ( )2 𝑓𝑐
Gambar 2.11 Rangkaian Low Pass Filter aktif Filter aktif high pass atau sering disebut dengan Active High Pass Filter (Active HPF) atau juga disebut dengan filter aktif lolos
13 atas adalah rangkaian filter yang akan melewatkan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off rangkaian dan akan melemahkan sinyal input dengan frekuensi dibawah frekuensi cutoff rangkaian dan ditambahkan rangkaian penguat tegangan menggunakan operasional amplifier (Op-Amp). Berikut rumus gain high pass filter : 𝑓 𝐴𝑓( ) 𝑉𝑜𝑢𝑡 𝑓𝑐 𝐴𝑣 = = 𝑉𝑖𝑛 𝑓 √1 + ( )2 𝑓𝑐
Gambar 2.12 Rangkaian High Pass Filter aktif h. Rangkaian Buffer Rangkaian buffer adalah rangkaian yang menghasilkan tegangan output sama dengan tegangan inputnya. Dalam hal ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1. Fungsi dari rangkaian buffer pada peralatan elektronika adalah sebagai penyangga, dimana prinsip dasarnya adalah penguat arus tanpa terjadi penguatan tegangan. Dengan menghubungkan jalur input inverting ke jalur output operasional amplifier (op-amp) maka rangkaian buffer pada gambar diatas akan memberikan kemampuan mengalirkan arus secara maksimal sesuai kemampuan maksimal operasional amplifier (op-amp) mengalirkan arus output
14
Gambar 2.13 Rangkaian Buffer 2.2. Teori Pembagi Tegangan Pengukuran tegangan pada rangkaian menggunkan rangkaian pembagai tegangan dengan menggunakan Rumus : 𝑅2 𝑥 𝑉𝑖𝑛 (𝑅1 + 𝑅2) Mikrokontroler memiliki batasan pembacaan 0-5 Volt, dengan rangkaian pembagi tegangan maka besar Vin yang akan dibaca oleh diubah menjadi tegangan 0-5 Volt. 𝑉𝑜 =
Gambar 2.14 Rangkaian Pembagi Tegangan 2.3. LCD 16x2 LCD (Liquid Crystal Display) terbagi menjadi dua yaitu alphanumeric dan grafik, LCD 16x2 merupakan penampil alphanumeric yang berfungsi untuk menampilkan data yang telah diolah mikrokontroler menjadi huruf dan angka. Data yang ditampilkan pada LCD 16x2 dapat berupa 4 bit dan 8 bit, perbedaan 4 bit dengan 8 bit terletak pada pengiriman data dari mikrokontroler ke LCD dimana 8 bit melakukan pengiriman data
15 sekali sedangkan 4 bit dua kali. LCD 16x2 memiliki 16 pin yang berupa VSS = GND VDD, Vo, RS, R/W, E, DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6, DB7, A, dan K.
Gambar 2.15 LCD 16x2 2.4. SD Card Modul Micro SD Card Modul SPI Antarmuka Mini card reader TF Modul (MicroSD Card Adapter) adalah modul pembaca kartu Micro SD, melalui sistem file dan SPI antarmuka driver, MCU untuk melengkapi sistem file untuk membaca dan menulis kartu MicroSD. Fitur modul adalah sebagai berikut: 1. Mendukung kartu Micro SD, kartu Micro SDHC (kartu kecepatan tinggi) 2. tingkat konversi papan sirkuit yang antarmuka level untuk 5V atau 3.3V 3. power supply adalah 4.5V ~ 5.5V, regulator tegangan 3.3V papan sirkuit 4. adalah komunikasi antarmuka SPI antarmuka standar 5, empat (4) M2 lubang sekrup posisi untuk kemudahan instalasi
16
Gambar 2.16 Modul SD Card 2.5. Mikrokontroler ATMega 128 Mikrokontroler Atmega128 merupakan generasi AVR ( Alf and Vegard’s Risk processor). Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit, dimana semua instruksi dalam kode 16-bit (16-bit word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock. AVR menjalankan sebuah instruksi komponen eksternal dapat dikurangi. Mikrokontroler AVR didesain menggunakan arsitektur Harvard, di mana ruang dan jalur bus bagi memori program dipisahkan dengan memori data. Memori program diakses dengan single-level pipelining, di mana ketika sebuah instruksi dijalankan, instruksinya akan di-prefetch dari memori program. Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATMega128 antara lain:
17
Gambar 2.17 Konfigutasi ATMega 128A[2] 2.6. Analog Digital Converter (ADC) Mikrokontroler untuk membaca signal analog membutuhkan ADC yang akan mengubah sinyal analog menjadi digital sehingga dapat terbaca oleh mikrokontroler, pengubahaan sinyal analog menjadi digital menggunakan sampling yang akan diubah menjadi bilangan biner. ADC memiliki tingkat ketelitian yang bergantung pada jumlah bit sampling. Semakin besar bit ADC maka semakin teliti proses sampling sinyal analog. Syarat Nyquist waktu pengambilan sampling data harus 2 kali lebih cepat dari frekuensi sinyal analog yang dibaca sehingga sinyal diskrit yang diproses dapat mewakili sifat aslinya, apabila syarat tersebut tidak terpenuhi maka pembacaan sampling tidak sesuai atau kurang akurat. 𝑓𝑠 > 2𝑓𝑖𝑛 𝑚𝑎𝑥
18
Gambar 2.18 Analog Digital Convertion 2.7. Karakteristik Alat Ukur Setiap Instrumen ukur mempunyai karakteristik yang melekat padanya. Terdapat dua karakteristik instrument ukur yang digunakan, yaitu karakteristik statik dan karakteristik dinamik. 2.7.1 Karakteristik Statik Alat ukur Karakteristik statis instrumen merupakan hubungan antara output sebuah elemen (instrumen) dengan inputnya ketika inputnya konstan maupun berubah perlahan. Karakteristik statis tidak bergantung pada waktu. Yang termasuk dalam karakteristik statis adalah range, linieritas, sensitivitas, resolusi, akurasi, presisi, toleransi. a. Range Range adalah nilai minimum hingga maksimum suatu elemen. Range terdiri dari range input dan range output. b. Span Span merupakan selisih nilai maksimum dengan nilai minimum. Span terdiri dari span input dan span output. c. Linieritas Pengukuran dapat dikatakan ideal saat hubungan antara input pengukuran (nilai sesungguhnya) dengan output pengukuran (nilai yang ditunjukkan oleh alat) berbanding lurus. Linieritas merupakan hubungan nilai input dan output alat ukur ketika terletak paada garis lurus. Garis lurus ideal merupakan garis yang menghubungkan titik minimum input/output dengan titik maksimum input/output. Berikut merupakan persamaannya: Oideal = KI + a (2.9)
19 Dengan K adalah kemiringan garis, dapat diketahui melalui persamaan:
K=
Omax -Omin
(2.10)
Imax -Imin
Dan a adalah pembuat nol (zero bias), dapat dihitung dengan persamaan: a = Omin – Kimin (2.11) Berikut merupakan grafik karakteristik statis linier suatu instrume:
Gambar 2.19 Karakteristik Output Instrumen Linier[12] d. Non – Linieritas Dalam beberapa keadaan, bahwa dari persamaan linieritas muncul garis yang tidak lurus yang biasa disebut non-linier atau tidak linier. Didalam fungsi garis yang tidak linier ini menunjukkan perbedaan antara hasil pembacaan actual / nyata dengan garis lurus idealnya. Dengan persamaan sebagai berikut : 𝑁(𝐼) = 𝑂(𝐼) − (𝐾𝐼 + 𝑎) (2.12) 𝑂(𝐼) = 𝐾𝐼 + 𝑎 + 𝑁(𝐼) (2.13) Sedangkan untuk persamaan dalam bentuk prosentase dari defleksi skala penuh, sebagai berikut: Prosentase maksimum Nonlinieritas dari defleksi skala penuh = =
̂ 𝑁 𝑥100% 𝑂𝑚𝑎𝑘𝑠 − 𝑂𝑚𝑖𝑛
(2.14)
20
Gambar 2.20 Grafik non-linieritas [5] e. Sensitivitas Sensitivitas diartikan seberapa peka sebuah sensor terhadap besaran yang diukur. Sensitivitas juga bisa diartikan sebagai perubahan output alat dibandingkan perubahan input dalam satu satuan. Sebagai contoh timbangan dengan kapasitas 700g mempunyai sensitivitas 1 mg. Ini berarti timbangan dapat digunakan untuk mengukur hingga 700g dengan perubahan terkecil yang dapat terbaca sebesar 1 mg. Sensitivitas =
∆O ∆I
(2.15)
f.
Resolusi Resolusi merupakan perubahan terbesar dari input yang dapat terjadi tanpa adaya perubahan pada output. Suatu alat ukur dapat dikatakan mempunyai resolusi tinggi saat mampu mengukur dengan ketelitian yang lebih kecil. Misalkan, alat ukut yang mampu mengukur perubahan dalam mV mempunyai resolusi yang lebih tinggi dibanding alat ukur yang mengukur perubahan dalam skala volt. g. Akurasi Akurasi merupakan ketepatan alat ukur untuk memberikan nilai pengukuran yang mendekati nilai sebenarnya. Karena pada eksperimen nilai sebenarnya tidak pernah diketahui oleh sebab itu diganti dengan suatu nilai standar yang diakui secara konvensional. Contohnya termometer dengan skala 0°-150°C mempunyai akurasi 1°C, ini berarti jika termometer menunjukkan nilai 80°C maka nilai sebenarnya adalah 79°C-81°C.
21 h. Presisi Presisi adalah kemampuan instrument/elemen untuk menampilkan nilai yang sama pada pengukuran berulang singkat.
(a)
(b)
(c)
Gambar 2.21 Penjelasan Akurasi dan Presisi (a) akurasi rendah, presisi rendah (b) akurasi rendah, presisi tinggi (c) akurasi tinggi presisi tinggi 2.8 Analisis Ketidakpastian Ketidakpastian adalah nilai ukur sebaran kelayakan yang dapat dihubungkan dengan nilai terukurnya. Dimana di dalam nilai sebaran tersebut terdapat nilai rentang yang menunjukkan nilai sebenarnya. a. Klasifikasi ketidakpastian, antara lain : Tipe A : nilai ketidakpastian yang dilihat dari analisis pengukuran statistik (ISO GUM B 2.15; VIM 3.5 dalam KAN DP.01.23). Di dalam tipe ini dilakukan pengukuran hingga n kali, dimana dari pengukuran tersebut akan mendapatkan nilai rata-rata, standar deviasi, dan data keterulangan. Dimana rumus umum ketidakpastian tipe A sebagai berikut : -
𝜎
𝑼𝒂𝟏 = 𝑛 (Ketidakpastian hasil pengukuran) √ Dimana : σ=Standart deviasi koreksi n = Jumlah data √∑(𝑦𝑖 −𝑦̅)2 𝑛−1 𝑆𝑆𝑅 √ (𝐾𝑒𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘𝑝𝑎𝑠𝑡𝑖𝑎𝑛 𝑛−2
σ= 𝜎 = 𝑼𝒂𝟐 =
(2.16)
(2.17) 𝑟𝑒𝑔𝑟𝑒𝑠𝑖)
(2.18)
22 Dimana : SSR (Sum Square Residual) = ∑SR (Square Residual) SR = R2 (Residu) Yi (Nilai koreksi) = ti – xi (2.19) 𝑌𝑟𝑒𝑔 = 𝑎 + (𝑏 𝑥 𝑡𝑖) (2.20) (2.21) 𝑎 = 𝑦̅𝑖 + (𝑏 𝑥 𝑡̅𝑖 ) 𝑛 .∑ 𝑡𝑖 𝑦𝑖 − ∑ 𝑦 . ∑ 𝑡𝑖 𝑏= ; (2.22) 2 2 𝑛 . ∑ 𝑡𝑖 − (∑ 𝑡𝑖 )
Dimana : ti = Pembacaan standar xi = Pembacaan alat yi = Nilai koreksi Tipe B : nilai ketidakpastian yang tidak dilihat dari analisis pengukuran statistik (ISO GUM B 2.15; VIM 3.5 dalam KAN DP.01.23). Berikut merupakan rumus umum dari ketidakpastian tipe B : 1
𝑥 𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑠𝑖
UB1 = 2
𝑎 𝑘
(2.23)
√3
UB2 = (2.24) Dimana : UB1 = Nilai ketidakpastian resolusi UB2 = Nilai ketidakpastian dari alat standar/kalibrator -
Ketidakpastian Baku Gabungan (Kombinasi) Ketidakpastian baku gabungan disimbolkan dengan Uc, dimana nilai ketidakpastian yang digunakan untuk mewakili nilai estimasi standar deviasi dari hasil pengukuran. Nilai ketidakpastian baku gabungan didapat dari menggabungkan nilai-nilai ketidakpastian baku dari setiap taksiran masukan (hukum propagasi ketidakpastian) (ISO GUM B 2.15; VIM 3.5 dalam KAN DP.01.23). Berikut merupakan rumus umum ketidakpastian baku gabungan : 2
2
2
Uc = U AI U A2 U B1 U B 2 Dimana :
2
(2.25)
23 Uc = Nilai ketidakpastian kombinasi UA1 = Nilai ketidakpastian hasil pengukuran UA2 = Nilai ketidakpastian regresi UB1 = Nilai ketidakpastian resolusi UB2 = Nilai ketidakpastian kalibrator - Derajat Kebebasan Efektif Derajat kebebasan efektif ini berfungsi sebagai pemilihan faktor pengali untuk distribusi Student’s T serta sebagai penunjuk perkiraan kehandalan ketidakpastian (ISO GUM B 2.15; VIM 3.5 dalam KAN DP.01.23). Derajat kebebasan disimbolkan dengan v, dengan rumus sebagai berikut : V = n-1 (2.26) Dimana : n = Jumlah data Sedangkan untuk derajat kebebasan efektif merupakan estimasi dari derajat kebebasan ketidakpastian baku gabungan yang dirumuskan sebagai berikut (rumus Welch-Setterthwaite): 𝑉𝑒𝑓𝑓 =
(𝑈𝑐 )4 (𝑈𝑖 )4⁄ ∑ 𝑉
(2.27) 𝑖
Dimana : Veff = Derajat kebebasan efektif dari ketidakpastian kombinasi vi = Derajat kebebasan dari komponen ketidakpastian ke-i Ui = Hasil ketidakpastian tipe A dan B Setelah ditentukan nilai derajat kebebasan effektif, maka dapat dilanjutkan dengan menghitung nilai faktor cakupan sesuai dengan tingkat kepercayaan yang diinginkan, dimana faktor cakupan (k) didapat dari tabel T-students. - Ketidakpastian Diperluas, Uexp Ketidakpastian diperluas merupakan akhir nilai ketidakpastian dengan tingkat kepercayaan. Tingkat kepercayaan tingkat keyakinan mengenai daerah nilai sebenarnya pada suatu pengukuran (LPF, 2013). Uexp = k x Uc
(2.28)
24 Dimana : k = Faktor cakupan Uc = Nilai ketidakpastian kombinasi[12]
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Perancangan Sistem Pada bab ini akan dijabarkan langkah-langkah alur penelitian perancangan modul praktikum operational amplifier. Berikut diagram alir penelitian tugas akhir : MULAI
RUMUSAN MASALAH
STUDI LITERATUR
PERANCANGAN HARDWARE
PERANCANGAN SOFTWARE
UJI COBA PEMBACAN TEGANGAN (0 - 15 Volt)
HASIL UJI PEMBACAAN SENSOR TIDAK TEGANGAN SESUAI DENGAN ALAT STANDAR?
YA PENGAMBILAN DATA
ANALISIS DATA dan KESIMPULAN
PENYUSUNAN dan PENYELESAIAN LAPORAN
SELESAI
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Tugas Akhir Untuk mencapai tujuan penyelesaian tugas akhir yang direncanakan, maka perlu dilakukan suatu langkah-langkah dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Adapun langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : 25
26
Studi literatur yaitu mengenai operational amplifier. Studi kebutuhan yaitu menunjang pemilihan dan pengerjaan perancangan hardware dan software. Perancangan hardware pada modul praktikum operational amplifier. Perancangan software pada modul operational amplifier menggunakan mikrokontroler Atmega 128 dengan menggunakan bahasa C. Pengujian hardware dan software pada modul praktikum operational amplifier untuk pengambilan data hasil percobaan.
3.1.1 Perancangan Modul Praktikum Operational Amplifier Perancangan sistem modul praktikum bertujuan untuk mengatur penampilan dan penyimpanan data dari hasil keluatan modul praktikum. Alur perancangan sistem charging control dapat dilihat pada diagram alir pada gambar 3.2 : START
Rangkaian Pembagi Tegangan
ATMEGA 128
LCD 16x2 & Micro SD
END
Gambar 3.2 Diagram Alir Modul Praktikum Oprational Amplifier
27 3.2 Perancangan Hardware Perancangan hardware dilakukan untuk membuat rangkaian komponen yang baik. Sistem ini dirancang dan digunakan pada modul praktikum operational amplifier. 3.2.1 Perancangan Sensor Tegangan Pada perancangan alat ini menggunakan rangkaian pembagi tegangan sebagai sensor tegangan. Pada rangkaian pembagi tegangan terdapat dua buah resistor yang berbeda nilainya, kedua resistor ini digunakan untuk membandingkan tegangan yang mengalir di kedua resistor. 𝑅2 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑅 +𝑅 × 𝑉𝑖𝑛 (3.1) 2
1
Rangkaian pembagi tegangan berfungsi sebagai konversi tegangan. Tegangan output dari generator DC adalah 0 sampai 36 Volt, sedangkan tegangan yang diinputkan pada mikrokontroller adalah 0 sampai 5 Volt. Oleh karena itu masuk ke mikrokontroller sesuai dengan kriteria pada komponen mikrokontroler. 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑅
𝑅2
2 +𝑅1
× 𝑉𝑖𝑛
(3.2)
Misalkan 𝑅2 = 1 𝐾Ω 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 5 Volt (V mikrokontroler) 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 15 Volt (𝑉𝑜𝑢𝑡 dari generator dan charger controller) 10 × 15 5= 10 + 𝑅1 15 = 5𝑅1 + 5 10 = 5𝑅1 𝑅1 = 20 𝐾Ω Sehingga, dalam rangkaian voltage divider sebagai sensor tegangan digunakan dua resistor yaitu resistor1 10 𝐾Ω dan resistor2 20 𝐾Ω, maka rangkaian untuk sensor tegangan adalah rangkaian voltage devider, rangkaiannya ditunjukkan pada gambar 3.3.
28
Gambar 3.3 Skematik Modul Oprational Amplifier
Gambar 3.4 Rangkaian Pembagi Tegangan
Gambar 3.5 Sensor Tegangan dan Rangkaian LCD Output sensor tegangan akan dibaca oleh ADC mikrokontroler dikarenakan output modul op-amp berupa sinyal sinusoida, sinyal kotak, sinyal segitga, sinyal ramp, dan berbagai sinyal lainya yang dapat dihasilkan function generator. Maka proses sampling dan
29 konversi sinyal harus dilakukan 2 kali lebih cepat dari sinyal yang dibaca, dengan frekuensi sinyal yang masuk sebesar 50 Hz dengan menggunakana rumus : 1 𝑓= 𝑇 Maka didapat besar periode 0.02 sekon, dikarenakan waktu sampling harus dua kali lebih cepat, maka waktu pengambilan sampling sebesar 200 milisekon .
Gambar 3.6 Sampling Sinyal Analog Data yang didapat dari sampling berupa biner 10-bit atau (01023) data tersebut lalu dikonversi menjadi tegangan menggunakan rumus : 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑉𝑎𝑑𝑐 = ( 𝑥 5) 𝑥3 1023
Rumus dapat berubah sesuai dengan rangkaian sensor yang digunakan karena pada rangkaian pembagi tegangan yang digunakan maksimum pembacaan 15 volt maka keluaran rangkaian pembagi tegangan dikalikan 3. Modul praktikum op-amp dapat dirangkai menjadi beberapa jenis rangkaian op-amp diantaranya op-amp inverting, noninverting, differentiator, integrator, summing, dan diferential. Pada modul op-amp telah disediakan beberapa resistor dan kapasitor pada bagian depan modul sehingga pada saat melakukan percobaan
30 praktikan hanya menghubungkan resistor dengan op-amp sesuai dengan yang akan diuji cobakan.
Output opamp Input opamp Lubang Komponen Gambar 3.7 Modul Praktikum Op-amp Tampak Atas
Gambar 3.8 Modul Praktikum Op-amp Tampak Depan 3.2.2
Perancangan ATmega128 Dalam perancangan sistem monitoring ini diperlukan suatu rangkaian ATmega128 yang berfungsi sebagai gerbang
31 pengidentifikasi data yang masuk maupun yang keluar melewati ATMega128.
Gambar 3.9 Skematik Minimum System ATmega128 Sebagai pemroses sinyal analog ke digital yang ada di dalam ATmega128 tersebut yang akan digunakan dalam monitoring arus, dan voltase pada keluaran generator dan charger controller. Sistem monitoring tersebut akan menggunakan sensor sebagai pembaca sinyal analog / digital yang akan diproses oleh ATmega32 sehingga dapat dibaca lcd 16 x 2 sebagai penampil data. Untuk penggunaannya minimum sistem ini pada PORT C akan digunakan sebagai keluaran LCD. Kemudian PORT A0 dan A1 (Analog 0 dan 1) sebagai inputan dari sensor Voltage Divider yang lalu data akan dikirim menuju lcd sebagai penampil data Sensor. 3.3 Perancangan Software Pada perancangan software, sistem menggunakan beberapa software untuk menjalankan program, yaitu Sketch ATMega128 sebagai pemrosesan sinyal. 3.3.1 Sketch ATmega128
32 Didalam Sketch ATMega128 inilah pengguna melakukan proses pengkodingan dengan berbagai macam perintah dan keinginan, sesuai ketentuan. Dari koding yang telah dilakukan perlu untuk diupload menuju perangkat keras dari ATMega128 tersebut sebagai alat yang digunakan sesuai keinginan dari pengguna melalu koding dari ATMega128. Koding yang digunakan dalam ATMega128 tersebut menggunakan bahasa C sebagai perintah atau ketentuan yang dibuat dalam koding. Pada Gambar 3.6 merupakan flowchart dari perancangan sensor tegangan pada ATMega128. START
Inisialisasi Port ADC (Port A0)
Data Pembacaan Tegangan Masuk
Mulai Proses Konversi
DATA SAMPLING <= 5 ?
TIDAK
YA
Data ADC
END
Gambar 3.10 Flowchart Perancangan Sensor Tegangan
33 Pada flowchart perancangan sensor tegangan, dilakukan penginisialisasian port adc yang akan digunakan, untuk sensor tegangan menggunakan port A0 dan A1. 3.4 Langkah-langkah Penggunaan Modul Praktikum Operational Amplifier Berikur merupakan flowchart langkah-langkah penggunaan modul operational amplifier : START
Mempersiapkan Peralatan Praktikum
Penetapan Rangkaian Opamp yang akan dirangkai dan menghitung output Opamp secara teori
Penyusunan rangkaian Opamp yang ditetapkan
TIDAK Apakah Output Opamp Sesuai atau mendekati hasil perhitungan?
YA
Modul Opamp Berhasil Dirangkai
END
Gambar 3.11 Flowchart Penggunaan Alat Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan percobaan dipersiapkan terlebih dahulu seperti function generator, osiloskop,
34 dan modul praktikum operational amplifier, setelah itu dilakukan peenetapan rangkaian operational amplifier yang akan dirangkai lalu dilakukan perhitungan gain rangkaian. Setelah perhitungan selesai maka ramgkaian dirangkai pada modul praktikum operational amplifier, output modul dihubungkan dengan osiloskop, sedangkan input modul dihubungkan dengan output function generator. Setelah itu output modul yang terlihat pada osiloskop dibandingkan dengan hasil perhitungan yang telah dihitung, apabila output sesuai atau mendekati maka rangkaian modul telah sesuai apabila output modul tidak sesuai maka rangkaian modul harus diperbaiki terlebih dahulu. 3.4.1 Rangkaian Opamp Inverting Pada Modul Pada percobaan rangkaian opamp inverting pada modul praktikum digunakan input berupa function generator dengan frekuensi diatur f=50 Hz yang dihubungkan dengan input inverting (-) sedangkan input non-inverting (+) diberikan pada ground, komponen yang digunakan 2 buah resistor 1MΩ yang ditempatkan pada input inverting opamp dan pada feedback output, lalu output dihubungkan pada osiloskop. Sinyal yang dikeluarkan function generator pada saat percobaan berupa sinyal sinusoida, kotak, segitiga, ramp, dan pulse.
Gambar 3.12 Rangkaian Opamp Inverting Pada Modul 3.4.2 Rangkaian Opamp Non-Inverting Pada Modul
35 Pada percobaan rangkaian opamp Non-Inverting pada modul praktikum digunakan input berupa function generator dengan frekuensi diatur f=50 Hz yang dihubungkan dengan input Noninverting (+) sedangkan input inverting (-) diberikan ground, komponen yang digunakan 2 buah resistor 1MΩ yang ditempatkan pada input inverting opamp dan pada feedback output, lalu output dihubungkan pada osiloskop. Sinyal yang dikeluarkan function generator pada saat percobaan berupa sinyal sinusoida, kotak, segitiga, ramp, dan pulse.
Gambar 3.13 Rangkaian Opamp Non-Inverting Pada Modul 3.4.3 Rangkaian Opamp Integrator Pada Modul Pada percobaan rangkaian opamp Integrator pada modul praktikum digunakan input berupa function generator dengan frekuensi diatur f=50 Hz yang dihubungkan dengan input Inverting (-) sedangkan input Non-inverting (+) diberikan ground, komponen yang digunakan 1 buah kapasitor 300nF yang ditempatkan pada input inverting opamp dan 1 buah resistor 1MΩ pada feedback output, lalu output dihubungkan pada osiloskop. Sinyal yang dikeluarkan function generator pada saat percobaan berupa sinyal sinusoida, kotak, segitiga, ramp, dan pulse.
36
Gambar 3.14 Rangkaian Opamp Integrator Pada Modul 3.4.4 Rangkaian Opamp Differentiator Pada Modul Pada percobaan rangkaian opamp Differeniator pada modul praktikum digunakan input berupa function generator dengan frekuensi diatur f=50 Hz yang dihubungkan dengan input Inverting (-) sedangkan input Non-inverting (+) diberikan ground, komponen yang digunakan 1 buah resistor 1MΩ yang ditempatkan pada input inverting opamp dan 1 buah kapasitor 300nF pada feedback output, lalu output dihubungkan pada osiloskop. Sinyal yang dikeluarkan function generator pada saat percobaan berupa sinyal sinusoida, kotak, segitiga, ramp, dan pulse.
Gambar 3.15 Rangkaian Opamp Differentiator Pada Modul
37 3.4.5 Rangkaian Opamp Summing Pada Modul Pada percobaan rangkaian opamp inverting pada modul praktikum digunakan input berupa function generator dengan frekuensi diatur f=50 Hz yang dihubungkan dengan input inverting (-) sedangkan input non-inverting (+) diberikan pada ground, komponen yang digunakan 3 buah resistor 1MΩ yang ditempatkan pada input inverting opamp dengan input function generator berbeda dan pada feedback output, lalu output dihubungkan pada osiloskop. Sinyal yang dikeluarkan function generator pada saat percobaan berupa sinyal sinusoida, kotak, segitiga, ramp, dan pulse.
Gambar 3.16 Rangkaian Opamp Summing Pada Modul 3.4.6 Rangkaian Opamp Differential Pada Modul Pada percobaan rangkaian opamp inverting pada modul praktikum digunakan input berupa function generator dengan frekuensi diatur f=50 Hz yang dihubungkan dengan input inverting (-) sedangkan input non-inverting (+) diberikan output function generator dengan frekuensi yang sama tetapi tegangan yang berbeda, komponen yang digunakan 2 buah resistor 1MΩ yang ditempatkan pada input inverting opamp dan pada feedback output, lalu output dihubungkan pada osiloskop. Sinyal yang dikeluarkan function generator pada saat percobaan berupa sinyal sinusoida, kotak, segitiga, ramp, dan pulse.
38
Gambar 3.17 Rangkaian Opamp Differential Pada Modul
(Halaman Ini Memang Dikosongkan)
BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Data 4.1.1 Penempatan Alat Ukur Penempatan alat ukur pada output Oprational Amplifier, sehingga dapat menampilkan tegangan output operational amplifier pada saat melakukan percobaan.
Gambar 4.1 Penempatan alat ukur pada modul praktikum operational amplifier 4.1.2 Pengujian Alat Pengukur Tegangan a, Pengujian Alat Setelah dilakukan perancangan alat, dilakukan pengujian alat. Pengujian pembacaan arus dilakukan pada rentang 2-12 Volt menggunakan regulator DC.
39
40
Gambar 4.2 Pengujian Sensor Tegangan Pada setiap ampere diambil pembacaan sebanyak 10 data dengan pembacaan naik dan pembacaan turun. Alat standar yang digunakan adalah regulator standard dan multimeter standar. Berikut ini data yang diperoleh dari pengujian alat, dan grafiknya pada Gambar 4.3.
Voltase
15 10 Pembacaan Standar
5
Rata - Rata Alat 0 2
4
6
8
10 12
Range Voltase
Gambar 4.3 Grafik Pembacaan Standar dan Pembacaan alat Jika tipe grafik dirubah menjadi tipe scatter, maka akan didapatkan grafik seperti Gambar 4.5.
41
Pembacaan Standar dan Pembacaan Alat
14
y = 0.9263x + 0.3793 R² = 0.9985
Pembacaan Alat
12 10 8
Pembacaan Alat
6 4
Pembacaan Standar
2 0 0
5
10
15
Pembacaan Standar
Gambar 4.4 Grafik pembacaan Alat dan Pembacaan Standar b. Data Spesifikasi Alat Berdasarkan data yang telah didapatkan dari pengujian spesifikasi alat melalui data karakteristik statik, menghasilkan data sebagai berikut: Tabel 4.1 Data Karakteristik Statik Alat No
Rentang Tegangan
Pembacaan Std
1
2
2.06
2
4
4.03
3
6
6.01
4
8
8
5
10
9.96
6
12
11.9
Pembacaan Alat
Rata Rata
O -Oideal
Koreksi (y)
Non Linearitas
2.1
2.14
0.02
-0.12
0
4.08
4.016
0.000599327
0.014
-0.042400673
6.05
5.949
0.07591807
0.051
0.06891807
7.91
7.86
0.119806958
0.12
0.128806958
9.74
9.6755
0.2545
0.06798541
11.3
11.1877
0.09648541 0.267777778
0.732222222
1.77636E-15
Sehingga menghasilkan nilai: Range : 2 - 12 Span : 10 Non-Linearitas : 1.379746%
42 Histerisis : 5.736729% Akurasi : 97.91441% Kesalahan : 2.085588% Berikut ini hasil perhitungan nilai karakteristik statik alat ukur arus berdasarkan data pada Tabel 4.3. Sensitivitas (dari data pengujian alat) : sensitivitas =
𝛥𝑂 𝛥𝐼
=
9,3356 9,9
= 0,942985
Non – linieritas maksimum per unit =
N x 100% Omax-Omin
Dimana : K (sensitivitas) = 0.942985
a (zero bias) = Omin – KImin a = 2.12– (0.942985)( 2.02) a = 0.215169 Non-Linearitas (maksimum) = 0.128806958 sehingga : Non-linieritas maksimum per unit 0,942985
= 11,45−2,12 𝑥 100% =1.379746%
Histerisis : H(I) = O(I)I↑ - O(I)I↓, Ĥ = H(I)max sehingga : Ĥ
% maksimum histerisis= Omax-Omin x 100% 1.379
= 11,45-2,12 x 100% = 5.736729%
Dari histerisis tersebut dapat dijadikan grafik. Berikut ini merupakan grafik histerisis dari pengukuran naik dan turun tersebut.
43
Pembacaan Naik
Hysterisis 15 10
Pembacaan Naik
5 Pembacaan Turun
0 0
5
10
15
Pembacaan Standart
Gambar 4.5 Grafik Hysterisis Akurasi : Yn-Xn A =1-│ │x 100% Yn Dengan : Yn = Pembacaan Standar Xn = Pembacaan Alat 6,98-6,83 A =1-│ │x 100% 6,98 = 97.91441% Setelah diketahui karakteristik statik dari alat ukur rpm, langkah berikutnya adalah kalibrasi alat ukur. Yang digunakan sebagai kalibrator adalah regulator standard. Berikut ini merupakan hasil pengukuran kalibrasi untuk mencari nilai ketidakpastian alat ukur. Tabel 4.2 Data Kalibrasi No
Range
1
2
2
2
4
4.08
3
6
5.98
Standar
Pembacaan Alat
Y
Yreg
Residu
SSR
2.14
-0.04
-0.0139
-0.0260
0.00067
4.016
-0.05
0.0618
-0.1118
0.01250
5.949
-0.04
0.1379
-0.1779
0.03167
44 Tabel 4.3 Tabel Lanjutan 4
8
7.99
7.86
0.09
0.2145
-0.1245
0.01550
5 6
10
9.98
9.6755
0.22
0.2898
-0.0698
0.00488
12
11.86
11.1877
0.6
0.3645
0.2354
0.05545
SSR =
0.12070
Jumlah
41.89
40.8282
0.78
Rata2
6.981
6.8047
0.13
Berikut merupakan perhitungan ketidakpastian alat ukur berdasarkan tabel 4.4.
σ=
√∑ (yi -y̅ )2 n-1
√0,002021931 5 Dimana, σ = 0.2533 Sehingga nilai ketidakpastian tipe A adalah : σ=
Ua1 = Ua1 =
σ √n 0,2533 √5
=0,08955
Sedangkan nilai ketidakpastian regresi Ua2 adalah SSR Ua2 = √ n-2 Dimana : SSR (Sum Square Residual) = ƩSR(Square Residual) SR = R2 (Residu) Yi (Nilai koreksi) = Pemb. standar (ti) – Pemb. alat (xi) Yreg=a+(b x ti) a= y̅+(b x t̅i ) i
45
b=
n . ∑ ti yi - ∑ y . ∑ ti ; 2 n . ∑ ti - (∑ ti )2
ti=Pemb.standar,
yi=Nilai koreksi, n=Jumlah data (5 x 1,90661 ) –(0,1085 x 41,89) b= (5 (41,89)2 x 360,5069)-
b = 0,03846 Sehingga nilai : a= y̅+(b x t̅i ) i a= 0,018083333+(0,009481958 x 6,981666667 ) a = -0,093164 Jadi, persamaan regresi menjadi Yreg=(-0,048116537)+(ti x (0,009481958)) yang menghasilkan nilai SSR = 0,040103535 0.12070753 6-2
Ua2 = √
Ua2 = 0.1418
Nilai ketidakpastian tipe B Pada ketidakpastian tipe B ini terdapat 2 parameter ketidakpastia, yaitu ketidakpastian Resolusi (UB1) dan ketidakpastian alat standar regulator DC (UB2). Berikut ini adalah perhitungan ketidakpastian tipe B : UB1 = UB2 =
1 x 2
Resolusi √3
a k
,
=
1 x 2
o,o1
√3
= 0,003
46 dikarenakan pada alat standar terdapat sertifikat kalibrasinya maka nilai a (ketidakpastian sertifikat kalibrasi) dianggap mendekati 0, dan nilai faktor cakupan dianggap 2,0. Sehingga hasil : UB2 = 0 Nilai ketidakpastian kombinasi Uc : Uc =
U AI U A2 U B1 U B 2
Uc =
0,0895544 2 0,1418376 2 0,003 2 0 2
2
2
2
2
Uc = 0.167770443 Dengan kondisi V atau derajat kebebasan dari kedua tipe ketidakpastian, sebagai berikut : V = n-1, sehingga : V1 = 5; V2 = 5; V3 = ∞; V4 = 60 (berdasarkan table T) Dengan nilai Veff (Nilai derajat kebebasan effektif) sebagai berikut : (Uc )4 Veff = 4 ∑ (Ui ) ⁄V i Veff =
(0.16777)4
0.0895544 4⁄ + 0.14183764⁄ + 0 + 0,004⁄ 60 5 5 Veff = 11.82332489 Sehingga, jika dibulatkan menjadi 10, dimana pada table Tstudent menghasilkan nilai k (faktor koreksi) sebesar 2,228. Oleh karena itu, hasil nilai ketidakpastian diperluang sebesar : Uexp =k x Uc Uexp =2,228x 0.1677 = 0.373792547 Sehingga berdasarkan perhitungan ketidakpastian diperluas diatas, menghasilkan nilai ketidakpastian alat sebesar ±0 0.373792547.
47 dengan tingkat kepercayaan 95% dari tabel T-Student. Nilai ketidakpastian tersebut akan menjadi acuan untuk pembacaan alat ukur selama alat ukut tersebut digunakan. 4.1.3 Pengambilan Data Berikut merupakan data dari hasil percobaan menggunakan pembangkit sinyal (signal generator) merangkai rangkaian operational amplifier inverting, non-inverting, differentiator, integrator. Rangkaian dibuat menggunakan resistor sebesar 4.7 K Ω dan kapasitor keramik sebesar 100 nJ dengan sinyal masukan berupa sinyal kotak, sinyal segitiga, dan sinyal sinusoida. a, Rangkaian Non-Inverting Dengan menggunakan penggunaan 2 buah resistor 4.7 K Ω maka besar Gain yang dihasilkan sebesar 2 kali penguatan. Tabel 4.4 Pembacaan Tegangan Sinyal Sinusoida Data opamp Non Inverting Sinyal Sinusoida
Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 2 (V)
Sampling 3 (V)
Sampling 4 (V)
Sampling 5 (V)
1
0.26
1.32
1.80
1.28
0.15
2
0.37
1.76
3.83
1.00
0.28
3
0.18
1.38
5.88
1.29
0.95
4
0.72
2.24
7.93
3.34
0.22
5
1.03
4.33
9.88
5.32
1.82
48
Gambar 4.6 Opamp Non-Inverting Sinyal Sinusoida Tabel 4.5 Pembacaan Tegangan Sinyal Segitiga Vpp (V)
Data opamp Non Inverting Sinyal Segitiga Sampling 1 Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V) (V)
Sampling 5 (V)
1
0.60
1.28
1.62
1.45
0.60
2
0.95
1.32
3.31
2.05
0.67
3
2.41
4.50
5.28
4.28
0.97
4
1.44
2.21
7.17
2.27
1.39
5
0.47
2.23
9.02
1.92
0.31
Gambar 4.7 Opamp Non-Inverting Sinyal Segitiga
49 Tabel 4.6 Pembacaan Tegangan Sinyal Kotak Data opamp Non Inverting Sinyal Kotak Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V)
Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 5 (V)
1
1.91
0
1.91
0
1.91
2
4.00
0
4.00
0
4.00
3
6.09
0
6.09
0
6.1
4
8.23
0
8.23
0
8.23
5
10.3
0
10.3
0
10.3
Gambar 4.8 Opamp Non-Inverting Sinyal Kotak Tabel 4.7 Pembacaan Tegangan Sinyal Ramp Data opamp Non Inverting Sinyal Ramp Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V)
Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 5 (V)
1
0.14
1.35
1.6
0.78
0.12
2
0.15
0.76
3.3
2.18
0.47
3
0.29
1.74
5.22
3.11
0.41
4
1.03
2.21
6.92
4.43
0.42
5
1.51
2.45
8.61
4.21
0.41
50
Gambar 4.9 Opamp Non-Inverting Sinyal Ramp Tabel 4.8 Pembacaan Tegangan Sinyal Pulse Data opamp Non Inverting Sinyal Pulse
Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 2 (V)
Sampling 3 (V)
Sampling 4 (V)
Sampling 5 (V)
1
0
1.16
1.82
1.54
0
2
0
1.2
3.4
2.21
0
3
0
3.36
5.5
3.67
0
4
0
2.89
3.18
1.64
0
5
0
2.58
8.8
2.6
0
Gambar 4.10 Opamp Non-Inverting Sinyal Pulse
51 b, Rangkaian Inverting Dengan menggunakan penggunaan 2 buah resistor 4.7 K Ω maka besar Gain yang dihasilkan sebesar 1 kali penguatan dan sinyal yang dihasilkan akan memiliki beda fasa 180o. Tabel 4.9 Pembacaan Tegangan Sinyal Sinusoida Vpp (V)
Sampling 1 (V)
1 2 3 4 5
0.22 0.66 0.51 0.82 1.63
Data opamp inverting Sinyal Sinusoida Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V)
0.56 1.3 1.19 2.4 2.98
0.79 1.72 2.73 3.68 4.67
0.49 0.47 1.87 2.27 3.55
Sampling 5 (V)
0.19 0.12 0.98 0.94 1.12
Gambar 4.11 Opamp Inverting Sinyal Sinusoida Tabel 4.10 Pembacaan Tegangan Sinyal Segitiga Data opamp inverting Sinyal Segitiga Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 2 (V)
Sampling 3 (V)
Sampling 4 (V)
Sampling 5 (V)
1
0.1
0.41
0.7
0.66
0.27
2
0.97
1.07
1.69
1.42
1.09
52 Tabel 4.11 Tabel Lanjutan 3
0.56
3.57
2.42
1.41
0.16
4
0.76
2.21
3.31
1.73
0.72
5
0.47
2.55
4.15
2.14
0.73
Gambar 4.12 Opamp Inverting Sinyal Segitiga Tabel 4.12 Pembacaan Tegangan Sinyal Kotak Vpp (V)
Sampling 1 (V)
1 2 3 4 5
0.82 1.86 2.82 3.78 4.75
Data opamp inverting Sinyal Kotak Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V)
0 0 0 0 0
0.82 1.86 2.82 3.78 4.75
0 0 0 0 0
Sampling 5 (V)
0.82 1.86 2.82 3.78 4.75
53
Gambar 4.13 Opamp Inverting Sinyal Kotak Tabel 4.13 Pembacaan Tegangan Sinyal Ramp Data opamp inverting Sinyal Ramp Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 2 (V)
Sampling 3 (V)
Sampling 4 (V)
Sampling 5 (V)
1
0.14
0.43
0.66
0.52
0.34
2
0.15
0.73
1.54
1.32
0.95
3
0.29
1.51
2.45
1.67
0.41
4
0.21
2.21
3.18
2.24
0.37
5
0.44
1.42
4.15
1.36
0.69
Gambar 4.14 Opamp Inverting Sinyal Ramp
54 Tabel 4.14 Pembacaan Tegangan Sinyal Pulse Data opamp inverting Sinyal Pulse Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V)
Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 5 (V)
1
0
0.21
0.82
0.32
0
2
0
1.11
1.77
0.92
0
3
0
1.26
2.67
1.26
0
4
0
1.51
3.59
1.13
0
5
0
2.86
4.28
1.67
0
Gambar 4.15 Opamp Inverting Sinyal Ramp c,
Rangkaian Summing Dengan menggunakan penggunaan 2 buah resistor 4.7 KΩ dan 1 buah Resistor 2 KΩ, rangkaian summing biasanya menghasilkan sinyal dc dengan gain yang besar karena terdapat dua input yang diparalel dalam 1 masukan. Tabel 4.15 Pembacaan Tegangan Sinyal Sinusoida Data opamp summing Sinyal Sinusoida Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V)
Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 5 (V)
1
0.45
1.1
2.83
1.01
0.54
2
0.28
1.33
5.98
1.47
0.32
55 Tabel 4.16 Tabel Lanjutan 3
0.53
4.88
8.97
3.62
1.42
4
2.52
6.8
11.9
7.02
2.45
5
4.15
9.63
12.9
3.89
0.79
Gambar 4.16 Opamp Summing Sinyal Sinusoida Tabel 4.17 Pembacaan Tegangan Sinyal Segitiga Data opamp summing Sinyal Segitiga Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V)
Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 5 (V)
1
0.54
1.66
2.58
1.42
0.32
2
0.16
1.48
5.31
2.3
0.12
3
0.73
4.82
8.06
4.24
1.01
4
2.98
5.41
10.8
5.48
2.49
5
1.13
4.54
11.2
5.35
1.2
56
Gambar 4.17 Opamp Summing Sinyal Segitiga Tabel 4.18 Pembacaan Tegangan Sinyal Kotak Data opamp summing Sinyal Kotak Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V)
Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 5 (V)
1
2.98
0
2.96
0
2.98
2
6.16
0
6.14
0
6.14
3
9.24
0
9.24
0
9.24
4
12.3
0
12.3
0
12.3
5
13.3
0
13.3
0
13.3
Gambar 4.18 Opamp Summing Sinyal Kotak
57 Tabel 4.19 Pembacaan Tegangan Sinyal Ramp Data Opamp Summing Sinyal Ramp Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V)
Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 5 (V)
1
0.62
1.17
2.52
1.79
0
2
0.21
2.36
5.04
0.91
0
3
0.97
3.71
7.43
1.82
0
4
1.03
4.46
9.79
4.13
0
5
1.4
4.93
12.5
6.8
0
Gambar 4.19 Opamp Summing Sinyal Ramp Tabel 4.20 Pembacaan Tegangan Sinyal Pulse Data Opamp Summing Sinyal Pulse Sampling 2 Sampling 3 Sampling 4 (V) (V) (V)
Vpp (V)
Sampling 1 (V)
Sampling 5 (V)
1
0
0
1.64
2.83
0
2
0
3.7
5.85
2.16
0
3
0
2.32
8.8
1.38
0
4
0
4.34
12.4
1.85
0
5
0
9.47
12.53
6.55
0
58
Gambar 4.20 Opamp Summing Sinyal Pulse d, Rangkaian Diferential Dengan menggunakan penggunaan 2 buah resistor 4.7 KΩ pada masukan negatif dan 1 buah Resistor 2 KΩ pada masukan positif, rangkaian diferential akan menghasilkan sinyal dc dari hasil perbandingan masukan positif dan negatif.
Gambar 4.21 Opamp Diferensial Sinyal Sinusoida
59
Gambar 4.22 Opamp Diferensial Sinyal Segitiga
Gambar 4.23 Opamp Diferensial Sinyal Kotak
Gambar 4.24 Opamp Diferensial Sinyal Ramp
60
Gambar 4.25 Opamp Diferensial Sinyal Pulse e, Rangkaian Differentiator Dengan menggunakan penggunaan 1 buah resistor 4.7 K Ω dan 1 buah kapasitor 100 nJ, rangkaian differentiator digunakan untuk membatasi sinyal masukan. Besar Gain yang dihasilkan dipengaruhi kapasitor yang menguatkan tegangan menjadi besar.
Gambar 4.26 Opamp Differentiator Sinyal Kotak
61
Gambar 4.27 Opamp Differentiator Sinyal Segitiga
Gambar 4.28 Opamp Differentiator Sinyal Sinusoida
Gambar 4.29 Opamp Differentiator Sinyal Ramp
62
Gambar 4.30 Opamp Differentiator Sinyal Pulse f, Rangkaian Integrator Dengan menggunakan penggunaan 1 buah resistor 4.7 K Ω dan 1 buah kapasitor 100 nJ, rangkaian integrator biasanya menghasilkan sinyal dc yang stabil bila dibandingkan dengan penguat lainnya. Besar Gain yang dihasilkan dipengaruhi kapasitor yang menguatkan tegangan menjadi besar.
Gambar 4.31 Opamp Integrator Sinyal Kotak
63
Gambar 4.32 Opamp Integrator Sinyal Segitiga
Gambar 4.33 Opamp Integrator Sinyal Sinusoida
Gambar 4.34 Opamp Integrator Sinyal Ramp
64
Gambar 4.35 Opamp Integrator Sinyal Pulse 4.2 Pembahasan Pada Tugas Akhir modul operational amplifier, dilakukan pengujian pada variabel terukur dengan pengambilan data pembacaan berulang, pembacaan naik dan pembacaan turun yaitu dengan melakukan pengujian dengan sensor yang digunakan, dengan menggunakan alat ukur standart sebagai acuannya. Tegangan keluaran modul operational diukur menggunakan rangkaian pembagi tegangan sebagai alat ukur uji dan alat ukur standar menggunakan multimeter. Data tegangan yang diukur memiliki rentang 2-12 Volt, setelah pengambilan data selesai, dapat dilakukan perhitungan dari rata-rata koreksi, akurasi dari sensor dan ketidakpastian diperluas dari hasil perhitungan data tersebut yaitu 0.17; 97.71%; 0.374; dari sensor pembagi tegangan dengan variabel volt. Rangkaian operational amplifier dasar yang dibuat yaitu operational amplifier Inverting, Non-Inverting, Summing, Differential, Integrator, dan Differentiator. Dari keseluruhan data, dilihat dari pengambilan data variabel, pembacaan uji hampir menyerupai dengan pembacaan standar dan variabel itu adalah Arus dan Volt. Variabel voltage memiliki error 2.086 %. Sehingga dapat dikatakan sensor tersebut dalam keaadaan baik dan telah membaca variabel dengan kepresisian yang bagus, dan hampir akurat.
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan pengujian yang telah telah dilakukan, maka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Telah dirancang dan dibuat modul operational amplifier dengan sistem monitoring tegangan, menggunakan sensor pembagi tegangan, dimana pemrosesan sinyal keluaran sensor digunakan ATMega 128. Output sensor akan dibaca ADC dari ATMega 128 dan akan ditampilkan pada display dan disimpan dalam MMC. Pada monitoring ini didapat dari rangkaian pembagi tegangan nilai ketidakpastian sebesar 0.17; akurasi sebesar 97.71%; dan koreksi sebesar 0.374. 2. Telah dibuat sistem monitoring tegangan yang ditampilkan menggunakan LCD, dan disimpan menggunakan MMC sebagai data logger dalam bentuk file “.txt”. 5.2 Saran Adapun saran yang dapat diberikan dalam pembuatan modul operational amplifier antara lain : 1. Sebaiknya ditambahkan rangkaian virtual ground untuk menghasilkan sinyal output keluaran opamp dengan sedikit noise. 2. Dalam melakukan pengambilan data lebih baik bila noise yang dihasilkan dapat dikurangi secara signifikan.
65
66
(Halaman Ini Memang Dikosongkan)
DAFTAR PUSTAKA [1] Clayton G. dan Winder Steve. 2004 Operational Amplifiers Edisi kelima. Erlangga: Jakarta [2] Atmel, 2015 Datasheet 8-bit AVR ATMega 128A. [3] Bogart T.F, Jr. 1997 Electronic Devices And Circuits Edisi ke empat Prantice Hall inc. New Jersey [4] L. Wardhana, Belajar sendiri Mikrokontroller AVR Seri ATMega32 Simulasi, Haerdware,dan Aplikasi, Yogyakarta: Andi, 2006. [5] Bentley, Principles of Measurement Systems in: Principles of Measurement Systems., University of Teesside : Pearson,p. Fourth Edition, 2005. [6] Anonim, “Katalog Pudak Scientific”. Bandung. [7] Selviyani S. , Rancang Bangun Sistem Monitoring Arus Dan Tegangan Dc Berbasis Mikrokontroler Atmega32 Pada Turbin Angin Horizontal Axis, Surabaya : ITS 2016
LAMPIRAN A PENGUJIAN SENSOR Tabel 1. Data Pengujian Sensor Tegangan Pembacaan Std (V) 2
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
Rentang Tegangan (V) 2
2.02
2.05
1.82
2.08
1.95
2.14
1.95
2.1
2.1
2
4
4.08
4.18
4.33
4.12
3.9
3.94
4.34
3.87
4.15
3
6
5.98
5.98
5.91
6.29
6.38
6.33
5.87
6.36
4
8
7.99
8.2
8.26
7.96
7.7
7.71
7.7
8.08
5
10
9.98
10.11
10.23
9.6
10.12
10.04
10.1
6
12
11.86
11.35
11.41
11.47
11.32
11.57
12
No
Pembacaan Alat Naik (V)
Pembacaan Alat Turun (V)
Naik
Turun
Rata Rata
koreksi
2.11
1.98
2.08
2.032
-0.032
4.33
3.87
4.09
4.112
4.103
-0.023
6.28
6.2
6.01
6.18
6.144
6.161
-0.181
8.12
7.79
7.74
7.97
7.886
7.926
0.064
9.7
9.69
9.89
9.93
10
9.862
9.941
0.039
11.78
11.4
12
11.6
11.4
11.754
11.589
0.271
LAMPIRAN B DATASHEET LM358
LAMPIRAN C DATASHEET ATMEGA 128A
LAMPIRAN D LISTING PROGRAM ATMEGA 128 PADA CODEVISION /**************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V2.05.3 Standard Automatic Program Generator © Copyright 1998-2011 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 30/12/2016 Author : MISTER Company : Comments: Chip type : ATmega128A Program type : Application AVR Core Clock frequency: 8.00000 MHz Memory model : Small External RAM size :0 Data Stack size : 1024 ***************************************************** / #include <mega128.h> #include <stdio.h> #include <delay.h> #include <stdlib.h> #include
#include #include #include <sdcard.h> #include
#include <spi.h> #include <string.h> /* FAT function result */ FRESULT res; /* number of bytes written/read to the file */ unsigned int nbytes; /* will hold the information for logical drive 0: */ FATFS fat; /* will hold the file information */ FIL file; /* will hold file attributes, time stamp information */ FILINFO finfo; /* Timer1 overflow interrupt frequency [Hz] */ #define T1_OVF_FREQ 100 /* Timer1 clock prescaler value */ #define T1_PRESC 1024L /* Timer1 initialization value after overflow */ #define T1_INIT (0x10000L(_MCU_CLOCK_FREQUENCY_/(T1_PRESC*T1_OVF_F REQ))) #define xtal 7372800L #define baud 9600 #define ADC_VREF_TYPE 0x00 // Timer1 overflow interrupt service routine interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void) { TCNT1H=T1_INIT>>8; TCNT1L=T1_INIT&0xFF; /* card access low level timing function */ disk_timerproc();
} flash char * flash error_msg[]= { "", "FR_DISK_ERR", "FR_INT_ERR", "FR_NOT_READY", "FR_NO_FILE", "FR_NO_PATH", "FR_INVALID_NAME", "FR_DENIED", "FR_EXIST", "FR_INVALID_OBJECT", "FR_WRITE_PROTECTED", "FR_INVALID_DRIVE", "FR_NOT_ENABLED", "FR_NO_FILESYSTEM", "FR_MKFS_ABORTED", "FR_TIMEOUT" }; char buffer[100]; char filename[30]; unsigned int panjangdatammc; unsigned char status,status_tulis; unsigned int sector_size; unsigned long int sector_count; char display_buffer[64]; unsigned char counter_detik, vdc[8], counter_detik ; unsigned int tegangann,j,tamp[33],nilai_adc,pinsensor,tump; float Voltage,y, receive; char FBuffer[100]="Fisika UB\n\r"; unsigned int bw;
float receive; unsigned char lcd_buffer[33]; // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; } float tegangan () { nilai_adc = 0; tamp[tegangann] = pinsensor; for(j=0;j<20;j++) { pinsensor = read_adc(0); nilai_adc = (nilai_adc + pinsensor); delay_ms(1); } if(tegangann>20)tegangann = 0; tump = nilai_adc/20; Voltage = (((float)tump*5/1023)*3)-0.3; return(Voltage); } void volt_lcd (void)
{
receive=y; y=tegangan(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("V="); lcd_gotoxy(4,0); ftoa(y,2,vdc); lcd_puts(vdc); lcd_gotoxy(8,0); lcd_putsf("V"); delay_ms(5000);
}
void init_mmc (void) { status=disk_initialize(0); status=0; lcd_puts("Init OK"); delay_ms(2000); /* clear the LCD */ lcd_clear(); /* get the sector size */ if (disk_ioctl(0,GET_SECTOR_SIZE,§or_size)==RES_O K) { /* sector size read OK, display it */ sprintf(display_buffer,"size=%1u",sector_size); lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts(display_buffer); /* wait 2 seconds */ /* clear the LCD */ /* get the sector count */
if (disk_ioctl(0,GET_SECTOR_COUNT,§or_count)==RE S_OK) { /* sector count read OK, display it */ sprintf(display_buffer,"count=%lu",sector_count); lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(display_buffer); } else lcd_puts("Error reading\nsector count"); } else lcd_puts("Error reading\nsector size"); /* wait 2 seconds*/ delay_ms(2000); lcd_clear(); } void timer_mmc() { TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x05; TCNT1H=T1_INIT>>8; TCNT1L=T1_INIT&0xFF; TIMSK=1<>8; TCNT1L=T1_INIT&0xFF; TIMSK&=~(1<
void error(FRESULT res) { if ((res>=FR_DISK_ERR) && (res<=FR_TIMEOUT)) printf("ERROR: %p\r\n",error_msg[res]); } void display_status(char *file_name) { if ((res=f_stat(file_name,&finfo))==FR_OK) { } } //============================================== == void inisialisasi_fat(void) { timer_mmc(); for(;;) { if ((res=f_mount(0,&fat))==FR_OK) { break; } else { error(res); } } stop_timer_mmc(); } void reset_filename(void)
{
}
unsigned char i_reset; for(i_reset=0;i_reset<30;i_reset++) { filename[i_reset]=0; }
void file_data_suhu(void) { filename[0]='0'; filename[1]=':'; filename[2]='/'; filename[3]='o'; filename[4]='0'; filename[5]='m'; filename[6]='.'; filename[7]='t'; filename[8]='x'; filename[9]='t'; } void file_baru(void) { reset_filename(); file_data_suhu(); timer_mmc(); res=f_open(&file,filename,FA_OPEN_ALWAYS FA_WRITE); if (res == FR_OK) { //res=f_write(&file, FBuffer, strlen(FBuffer),&bw); lcd_puts("file berhasil dibuat"); delay_ms(2000);
|
f_close(&file); } else if (res == FR_EXIST) { //status=0; lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts("file exist"); delay_ms(2000); lcd_clear(); }
}
stop_timer_mmc();
void isi_file(void) { unsigned ulang; reset_filename(); file_data_suhu(); display_status(filename); for(ulang=0;ulang<10;ulang++) { timer_mmc(); res=f_open(&file,filename,FA_WRITE); if (res==FR_OK) { lcd_puts("file siap tulis"); delay_ms(2000); lcd_clear(); } else { lcd_puts("error open");
delay_ms(2000); lcd_clear(); } res=f_lseek(&file,finfo.fsize); if (res==FR_OK) { lcd_puts("set lokasi"); delay_ms(2000); lcd_clear(); } else { lcd_puts("error set"); delay_ms(2000); lcd_clear(); } res=f_write(&file,buffer,panjangdatammc+1,&nbytes); if(res==FR_OK) { lcd_puts("data written"); delay_ms(2000); lcd_clear(); } else { lcd_puts("error write"); delay_ms(2000); lcd_clear(); } res=f_close(&file); if(res==FR_OK) { lcd_puts("data written");
delay_ms(2000); lcd_clear();
}
} else { lcd_puts("error write"); delay_ms(2000); lcd_clear(); } } stop_timer_mmc();
void volt_mmc (void) { panjangdatammc++; buffer[panjangdatammc]='v'; panjangdatammc++; buffer[panjangdatammc]='o'; panjangdatammc++; buffer[panjangdatammc]='l'; panjangdatammc++; buffer[panjangdatammc]='t'; panjangdatammc++; buffer[panjangdatammc]=':'; panjangdatammc++; buffer[panjangdatammc]=(pinsensor); panjangdatammc++; buffer[panjangdatammc]='V'; panjangdatammc++; buffer[panjangdatammc]=13; panjangdatammc++; buffer[panjangdatammc]=10; }
void main(void) { // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x01; DDRA=0x00; // Port B initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=Out Func1=Out Func0=Out // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=0 State1=0 State0=0 PORTB=0x00; DDRB=0x07; // Port C initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00; DDRC=0x00; // Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00; DDRD=0x00;
// Port E initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTE=0x00; DDRE=0x00; // Port F initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTF=0x00; DDRF=0x00; // Port G initialization // Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTG=0x00; DDRG=0x00; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC0 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 7372.800 kHz
// Mode: Normal top=0xFFFF // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // OC1C output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: On // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off // Compare C Match Interrupt: Off //TCCR1A=0x00; //TCCR1B=0x05; //TCNT1H=T1_INIT>>8; //TCNT1L=T1_INIT&0xFF; //ICR1H=0x00; //ICR1L=0x00; //OCR1AH=0x00; //OCR1AL=0x00; //OCR1BH=0x00; //OCR1BL=0x00; //OCR1CH=0x00; //OCR1CL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer2 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC2 output: Disconnected //TCCR2=0x00; //TCNT2=0x00; //OCR2=0x00; // Timer/Counter 3 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer3 Stopped
// Mode: Normal top=0xFFFF // OC3A output: Discon. // OC3B output: Discon. // OC3C output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer3 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off // Compare C Match Interrupt: Off //TCCR3A=0x00; //TCCR3B=0x00; //TCNT3H=0x00; //TCNT3L=0x00; //ICR3H=0x00; //ICR3L=0x00; //OCR3AH=0x00; //OCR3AL=0x00; //OCR3BH=0x00; //OCR3BL=0x00; //OCR3CH=0x00; //OCR3CL=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off // INT3: Off // INT4: Off // INT5: Off // INT6: Off // INT7: Off //EICRA=0x00; //EICRB=0x00; //EIMSK=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x04; ETIMSK=0x00; UCSR0A=0x00; UCSR0B=0x10; UCSR0C=0x06; UBRR0H=(xtal/16/baud-1) >> 8; UBRR0L=(xtal/16/baud-1) & 0xFF; // USART1 initialization // USART1 disabled UCSR1B=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // ADC initialization // ADC disabled ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x83; // SPI initialization // SPI Type: Master // SPI Clock Rate: 1843.200 kHz // SPI Clock Phase: Cycle Start // SPI Clock Polarity: Low // SPI Data Order: MSB First SPCR=0x50; SPSR=0x00;
// TWI initialization // TWI disabled TWCR=0x00; lcd_init(16); lcd_clear(); // Global enable interrupts #asm("sei") init_mmc(); inisialisasi_fat(); file_baru(); while (1) { file_data_suhu(); display_status(filename); lcd_clear(); volt_lcd(); counter_detik++; if(counter_detik>=4) { lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts("simpan data"); volt_mmc(); isi_file(); delay_ms(1000); lcd_clear(); } } }
BIODATA PENULIS Nama lengkap penulis Arief Satyo Priyantoro lahir di Surabaya, 25 September 1995. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara. Saat ini penulis berdomisili di perumtas 3 blok f9, Wonoayu, Sidoarjo. Pada tahun 2007 penulis menyelesaikan pendidikan tingkat dasar di SDN 04 Pagi Bintaro, Jakarta Selatan, kemudian tahun 2010 penulis menyelesaikan pendidikan tingkat menengah pertama di SMPN 178 Jakarta Selatan, lalu penulis menyelesaikan pendidikan tingkat atas di SMA Kartika X1 Pesanggrahan Jakarta Selatan dan melanjutkan studi di Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Jurusan Teknik Fisika FTIITS. Bagi pembaca yang memiliki kritik, saran atau ingin brdiskusi lebih lanjut mengenai Tugas Akhir maka dapat menghubungi penulis melalui email [email protected].
