Untuk mengetahui temperatur lingkungan yang akan diukur menggunakan sensor LM35 yang merupakan salah satu sensor temperatur. Sensor ini akan mengeluarkan satu keluaran beruapa tegangan yang akan berubah sesuai dengan perubahan temperatur lingkungan.
Gambar 31. Gambar rancangan perangkain LM35
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0.1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian kontrol yang sangat mudah.
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
45 Pengubah sinyal dari analog ke digital yang akan digunakan adalah ADC 0804. IC yang sering digunakan untuk mengkonversi sinyal analog menjadi sinyal digital adalah IC ADC 0804. IC ADC 0804 mempunyai dua inputan analog, Vin+ dan Vin- sehingga dapat menerima input diferinsial. Input
analog sumbernya sama dengan selish antar tegangan-tegangan yang dihubungkan dengan kedua pin
input yaitu Vin=Vin+ - Vin-. Penggunaan IC ADC 0804 karena ADC 0804 ini sudah compatable
dengan mikrokontroler ATmega 8535. 3. Analisis Mikrokontroler
Mikrokontroler yang digunakan adalah DT AVR Low Cost Micro System ATmega 8535 karena modul ini merupakan sebuah modul single chip dengan basis mikrokontroler AVR dan memiliki kemampuan untuk melakukan komunikasi data serial secara UART RS-232 serta pemrograman memori melalui ISP (In -System Programming). Modul ini cocok untuk aplikasi-apalikasi sederhana hingga menengah.contohnya adalah aplikasi sensor, driver motor, komunikasi data antara modul dengan PC. selain itu, modul ini dilengkapi dengan ADC dengan resolusi 10 bit. DT Low Cost Micro System sudah dilengkapi dengan I/O program dan pemrogramannya sangat mudah dibandingkan dengan yang lainya yaitu menggunakan code vision AVR.
Mikrokontroler yang digunakan adalah DT-AVR Low Cost Micro System merupakan modul
single chip mikrokontroler ATmega8535 dengan 8 Kbyte Flash memory, 512 byte SRAM, dan 512 byte EEPROM. DT-AVR Low Cost Micro System juga memiliki ADC hingga 8 channel single-ended A/D converter dengan resolusi 10 bit.
4. Analisis peraga
Alat peraga yang digunakan adalah teks LCD 2x16, karena teks LCD untuk menampilkan data berupa karakter teks (angka dan huruf). Peraga digital yang akan digunakan adalah teks LCD. Karena untuk menampilkan angka dan huruf sudah cukup menggunakan teks LCD.
Rangkaian LCD display ini akan dikonesikan ke mikrokontroler pada PORT C dan kemudian akana diprogram dengan menggunakan softwar e codevision AVR dengan menggunakan bahasa C. Peraga komputer dapat menyimpan data hasil pengukuran nilai penetrasi tanah. Penyimpanan data menggunakan EMS Data flahMemory, karena dapat digunakan untuk menyimpan berbagai jenis data digital. Selain itu, ukuran dimensinya sangat kecil yaitu 4.1 cm x 4.1 cm x 1.2 cm.
D.
ANALISIS STRUKTURAL MEKANIK PENETROMETER
Gaya tekan maksimum yang mampu diterima oleh konstrusksi penetrometer adalah 100 kg. Bahan ring yang akan dipakai adalah besi baja ASSAB 760.. Analisis gaya yang bekerja dan dimensi pada ring transduser telihat pada gambar 24.
1. Analisis cincin gaya
a. Analisis gaya pada cincin
Pada cincin tranduser gaya yang dihasilkan adalah gaya tarik dan gaya tekan. Gaya tarik digunakan pada saat akan mencabut penetrometer yang telah digunakan, sedangkan gaya tekan diperoleh pada saat penggunaan penetrometer.
46 2
09
.
1
Ebt
Fr
Gambar 32. Cincin yang menerima gaya tekan
2. Analisis dimensi
a. Analisis dimensi cincin
Untuk menentukan dimensi cincin tranduser yang berupa lebar cincin, jari-jari cincin dan tebal cincin dapat menggunakan rumus:
(20)
dimana,
ε = strain yang terjadi F = gaya tarik atau tekan (N) r = jari-jari cincin transduser (m) E= modulus elastisitas bahan (GPa) b = tebal cincin (m)
t = tebal cincin(m)
Modulus elastisitas untuk semua baja ( yang secara relatif tidak tergantung dari kuat leleh ) adalah 28000 sampai 30000 ksi atau 193000 sampai 207000 Mpa. Nilai untuk desain lazimnya diambil sebesar 29000 ksi atau 200000 Mpa. Berdasarkan Peraturan Perencanaan Bangunan Indonesia ( PPBBI ), nilai modulus elastisitas baja adalah 2,1 x 106 kg/cm² atau 210 x 106 Pa.Dengan asumsi tebal cincin= 0.015 meter dan lebar cincin= 0.0035meter.
Berdasarkan perhitungan pada lampiran 10 didapat jari-jari ring tanduser yang digunakan adalah 4.4 cm.
47 Gambar 33. Dimensi cincin transduser
Tabel 2. Desain dimensi karakter cincin tranduser
Simbol Angka Satuan
F 980 newton R 0.41 meter 0.001 2.1 x1011 GPa b 0.015 meter T 0.0035 meter
Silinder penekan terbuat dari besi assental (SS41) dengan diameter 12 mm, panjang 70 cm a. Analisis dimensi handle
Berdasarkan nilai antropometri nilai genggaman tangan manusia adalah 29 mm, maka desain genggamana menggunakan diameter 29 mm. Bahan yang digunakan adalah baja dengan nilai modolus elastisnya 2.1 x 106. Gaya yang diperoleh handle adalah gaya tekan manusia.
Gambar 34. Diagram gaya dan stress yang terjadi pada handle
cm
24
cm
48
kgf
50
50kgf
kgf
100
48 Jadi untuk membuat handle yang menahan beban 100 kg diameter minimal handle adalah 17.3 mm. Supaya nyaman untuk dipegang. Berdasarkan nilai ergonomis pegangan adalah 27 mm.
Tabel 3. Desain dimensi handle
Simbol Angka Satuan
F 980 Newton
250x106 Pa
200 x109 Pa
D 2.4 cm
L 48 cm
b. Analisis batang penekan
Batang peraga menggunakan bahan stainlees steel karena batang penekan akan berhubungan langsung dengan tanah sehingga stenlesteel adalah bahan yang tepat untuk menghindari karat bahan. Panjang batang penekan adalah 70 cm alat ukur kekuatan tanah didesain dapat mengukur kedalaman sampai 60 centimeter. Panjang penekan lebih dari 60 centimeter karena 10 centimeter untuk melindungi sensor ultrasonik agar tidak bersentuhan dengan tanah yang dapat menimbulkan kerusakan. Antara pangkal batang penekan dengan handle berjarak kurang lebih 20 cm sehingga total ketinggian alat penetrometer kurang lebih 90 centimeter. Nilai kebutuhan batan g penekan berdasarkan pehitungan pada lampiran 12 dan lampiran 13 dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4. Desain dimensi batang penekan penetrometer
Simbol Angka Satuan
P 980 Newton
215x106 Pa
200 x109 Pa
D 1.2 cm
49