FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Gambar 7 Hall effect sensor tipe ATS 276
III. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan Februari sampai dengan Agustus 2011 di
Workshop Instrumentasi Meteorologi,
Departemen Geofisika dan Meteorologi,
2.5.4 Integrated Circuit seri 4066
Gambar 13 Connection diagram IC4066
IC seri 4066 memiliki 14 pin. IC ini dapat berfungsi sebagai saklar. Dalam satu IC ini Terdapat empat sirkuit dengan fungsi seperti saklar . Masing-masing sirkuit terdiri dari input, output dan kontrol.
Tabel 4 Fungsi masing-masing pin pada IC 4066
(Sumber: National Semiconductor 1993)
2.5.5 Integrated Circuit seri 4071
IC seri 4071 terdiri dari empat sirkuit
berupa gerbang OR (OR gates). Dari 14 pin
yang ada, output (output) dari IC ini berada pada pin 3, 4, 10, dan 11. Output dari setiap pin akan bernilai 0 (low:L) hanya jika kedua
input bernilai 0, sedangkan kombinasi nilai
input lainnya akan menghasilkan nilai 1
(Philips 1995).
Gambar 14 Connection diagramIC 4071
Tabel 5 Truth table untuk OR gate
III. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan Februari sampai dengan Agustus 2011 di
Workshop Instrumentasi Meteorologi,
Departemen Geofisika dan Meteorologi,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan pada penelitian ini diantaranya adalah:
Hall effect sensor latch
Switch encoder pulley magnet pipa PVC pelampung IC seri 4093, 4066, 4069, 4047, dan 4071 tali nilon
Light emitting diode (LED)
catu daya 6 volt
project board
beberapa peralatan pendukung lainnya.
3.3 Metodologi Penelitian
3.3.1 Rancangan Fisik Alat Untuk
.Pengujian Rangkaian Penerjemah
.Arah Gerakan
Pengujian rangkaian penerjemah arah gerakan dilakukan dengan menggunakan alat ukur tinggi muka air sederhana. Alat ukur tinggi muka air terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian fisik dan elektronik (sensor dan rangkaian penerjemah arah gerakan). Bagian penting dari fisik alat
adalah pelampung, pulley, dan sumur
penenang (stilling well). Untuk dapat
mendukung cara kerja sensor, pelampung yang dibuat harus memiliki gaya berat yang lebih kecil dibandingkan dengan gaya dorong keatas oleh air. Gaya dorong oleh air tersebut merupakan gaya penggerak untuk
memutar pulley. Sumur penenang yang
dibuat juga harus bisa menjaga permukaan air dalam keadaan yang relatif tenang dan dapat meredam golakan air dari luar sumur penenang tersebut.
Gambar 15 Rancangan Alat ukur TMA tipe pelampung
Gambar 16 Gaya pada pelampung U = ρ x g x V (1)
W= m x g (2)
W = U (3)
U : gaya dorong keatas oleh air (N) W : gaya berat pelampung (N) ρ : massa jenis air (kg/m3) g : gravitasi : 9.8 (m/s2)
V : volume air yang dipindahkan (m3) m : massa benda
3.3.2 Pengujian Rangkaian Elektronik Penerjemah Arah Gerakan
Gambar 17 Rangkaian penerjemah arah gerakan
Rangkaian elektronik untuk
menerjemahkan arah gerakan pada pulley
akibat perubahan TMA dibentuk dengan menggunakan IC 4093. Rangkaian ini memanfaatkan empat gerbang NAND yang terdapat pada IC 4093. Pin 3 dan 4
gerakan, dimana pin 3 menghasilkan sinyal
sebagai indikator penurunan TMA,
sedangkan pin 4 sebagai indikator
peningkatan TMA. Untuk mengetahui cara kerja dan nilai output dari rangkaian tersebut dilakukan pengujian dengan menggunakan
switch encoder dan hall effect latch sensor
sebagai sensor yang akan memberikan nilai
input bagi rangkaian tersebut.
3.3.2.1 Pengujian dengan Switch Encoder
Pada tahap ini rangkaian
penerjemah arah gerakan diuji dengan
menggunakan input dari switch encoder.
Gabungan dari switch encoder dan
rangkaian penerjemah arah gerakan
tergambarkan pada gambar 18 berikut. Cara kerja dari switch encoder tersebut adalah seperti saklar (switch).
Gambar 18 Rangkaian penerjemah arah
gerakan dengan input dari
switch encoder
3.3.2.2 Pengujian dengan Hall Sensor
Gambar 19 Rangkaian penerjemah arah gerakan dengan input dari hall sensor
Pengujian rangkaian penerjemah arah gerakan dengan menggunakan hall sensor tergambarkan pada gambar 19. Pada gambar tersebut terdapat dua hall sensor dengan sifat yang berkebalikan. Pada sensor hall ini
magnet kutub selatan akan memberikan efek yang berkebalikan dibandingkan magnet dengan kutub utara.
3.3.3 Pemanfaatan Rangkaian Penerje
mah .Arah Gerakan Untuk
Pengukuran .Perubahan Tinggi
Muka Air
Agar dapat dimanfaatkan sebagai sensor perubahan TMA, dibutuhkan sensor yang dapat menerjemahkan arah dan
besarnya perubahan posisi pada pulley.
Sensor yang digunakan harus bisa
menghasilkan sinyal yang berbeda untuk gerakan naik dan gerakan turun setelah
melewati rangkaian penerjemah arah
gerakan. Sinyal untuk gerakan naik ataupun turun yang dihasilkan oleh sensor haruslah dikeluarkan pada pin yang berbeda. Setelah dilakukan pengujian dengan menggunakan dua sensor yang berbeda akan diketahui cara kerja dari rangkaian dan sensor yang dapat diaplikasikan dalam pengukuran tinggi muka air.
3.3.3.1 Pengolahan Sinyal Output dari
...Rangkaian Penerjemah Arah
...Gerakan
Sinyal Output dari rangkaian
penerjemah arah gerakan dapat dimodifikasi
terlebih dahulu sebelum dimanfaatkan
sebagai data perubahan TMA. Modifikasi
sinyal output tersebut bertujuan untuk
mengurangi pemakaian catu daya pada saat perekaman data perubahan TMA. Pada
penelitian ini ditambahkan beberapa
rangkaian elektronik yang bertujuan untuk
memodifikasi sinyal output tersebut,
diantaranya adalah rangkaian inverter(IC 4069), rangkaian Analog Switch (IC 4066), rangkaian monostablepositive edge trigger
-negative edge trigger dan gerbang OR
sebagai output terakhir. 3.3.3.2 Resolusi Pengukuran
Gambar 20 Resolusi pengukuran berdasar
Resolusi pengukuran merupakan ukuran terkecil dari perubahan TMA yang dapat terukur. Dengan menggunakan sensor hall, perubahan TMA akan diketahui apabila ada efek yang ditimbulkan oleh kontak antara magnet dan sensor. Kontak antara magnet dan sensor tersebut akan terjadi apabila ada putaran pada pulley. Karena hal tersebut maka resolusi pengukuran akan ditentukan oleh ukuran poros lingkaran yang dililiti tali pada pulley.
3.3.3.3 Visualisasi Output Rangkaian
..Penerjemah Arah Gerakan
Cara kerja rangkaian penerjemah arah gerakan akan lebih mudah dipahami melalui grafik. Pada tahap ini dilakukan simulasi untuk mendapatkan data perubahan arah gerakan. Berdasarkan data yang ada dibuat grafik perubahan tinggi muka air agar cara kerja rangkaian penerjemah arah gerakan lebih tergambarkan.