!
!" # !
" $ %&'&&(%&)
*
+
,
-
/ 0
+ * 0
1 # 1 + 2 !2 3 1
! 4 "
5 5 " " # !"
$
$ "
# 4 $ %&'&&(%&)
0
0
-+
0
0
+ 0
-
+ 0
0
0
-,
--
&6 # 1 # 5 # # 6
" ! # " 5 1 7 4 1 6
)6 * " # 1 "" 4 # " 5 8 # " ""
4 4 4 " # # # " " " 9
-
-Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak
memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam
kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, Oktober 2007
Penulis
Heri Nugraha
Timbangan Digital Berbasis EPROM
0 Heri Nugraha
Digital Weighing3Machine Base on EPROM
Weight is a value had by an object with certain quantity. Heavy measurement to an
object is frequently to know the value from the object,especially in course of
Puji dan Syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
terselesainya skripsi ini. Skripsi yang berjudul
ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik di Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini dapat selesai berkat dukungan, bantuan,
dan kerjasama dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis menyampaikan terima
kasih kepada pihak3pihak yang telah mendukung antara lain :
1. Ir Greg. HeliarkoS.J.,S.S.,B.S.T.,M.A.,M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan kesempatan untuk menulis
skripsi ini dan menyelesaikan studi di Fakultas Teknik;
2. Ag. Bayu Primawan, S.T. M.Eng, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro
yang telah memberikan kesempatan dan kemudahan dalam menyusun skripsi
ini;
3. Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T, selaku dosen pembimbing yang telah
meluangkan waktu dan dengan sabar membimbing dan membantu penulis
serta memberi kesempatan dan kemudahan dalam menyusun dan
menyelesaikan skripsi ini;
4. Para dosen Teknik Elektro yang telah membantu dan mendidik penulis;
5. Para laboran Teknik Elektro dan MIPA atas bantuan dan kerjasamanya;
6. Para karyawan dan karyawati sekretariat Fakultas Teknik dan Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma yang telah membantu penulis selama ini;
7. Bapak dan Ibu yang telah membesarkan, mendidik, dan memberikan
dukungan materiil maupun spiritual kepada penulis selama ini;
8. Kakakku dan keluarga yang telah memberikan dorongan semangat dalam
menyelesaikan skripsi ini;
9. Semua keluarga besarku dan saudara sepupuku atas bantuannya selama ini;
10. Semua temanku di Teknik Elektro : Tri, Diaz “Dre”, Eling, Rinto Ginting,
Nomo, Frankie, Sulist, Cahyo “Bajuri”, Tyo, Toni, Erik, Hadi, Roy, Freddy,
12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan
bantuan baik material maupun spiritual.
Penulis menyadari bahwa skipsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena
itu, penulis dengan rendah hati bersedia menerima kritik dan saran untuk
penyempurnaan skripsi ini. Selain itu, penulis berharap semoga skripsi ini dapat
bermanfaat bagi pembaca.
Yogyakarta, Oktober 2007
Penulis,
+
Halaman
Judul ……… i
………. ii
Persetujuan Pembimbing ……… iii
Pengesahan ………. iv
Persembahan ……….. v
Motto ……….. vi
Pernyataan Keaslian Karya ………. vii
ABSTRAK ……….. viii
……….. ix
Kata Pengantar ………. x
Daftar Isi ……….. xii
Daftar Gambar ………. xiv
Daftar Tabel ………. xv
BAB I PENDAHULUAN ……… 1
1.1 Latar Belakang ……… 1
1.2 Batasan Masalah ………. 3
1.3 Tujuan Penelitian ……… 3
1.4 Manfaat Penelitian ……….. 3
1.5 Sistematika Penulisan ………. 4
BAB II DASAR TEORI ……… 5
2.1 Potensiometer ……….. 5
2.2 Pengkondisi Sinyal ……….. 6
2.3 ADC ( ) ……… 7
2.4 ……… 10
2.5 EPROM ( ) …………. 11
2.6 Penggerak BCD ke (Dekoder) ……… 13
2.7 Penampil ( ) ……….. 13
BAB III PERANCANGAN ALAT ……… 16
3.1 Alat Ukur ……….. 17
3.4 ADC ( ) ……… 21
3.5 EPROM ……… 23
3.6 Penggerak BCD ke ………. 26
BAB IV ANALISA ALAT ……… 30
4.1 Pengamatan dengan Potensiometer ………. 30
4.2 Pengamatan ADC ( ) ……….. 31
4.3 PengamatanEPROM ( ) 35 BAB V PENUTUP ……… 37
5.1 Kesimpulan ………. 37
5.2 Saran ……… 37
DAFTAR PUSTAKA ……… 38
LAMPIRAN I ……… 39
+
Gambar 2.1. Gambar rangkaian potensiometer ………. 6
Gambar 2.2. Gambar diagram blok ADC ………. 8
Gambar 2.3. Gambar isi dari IC 555 ………. 10
Gambar 2.4. Gambar kaki3kaki pada IC 7447 ……….. 13
Gambar 2.5. Gambar sistem identifikasi pada 7 ………. 14
Gambar 2.6. Gambar rangkaian pembacaan pada 7 ……… 14
Gambar 3.1. Gambar bentuk timbangan ……… 16
Gambar 3.2. Gambar blok diagram alat ………. 17
Gambar 3.3. Gambar rangkaian sensor berat ………. 20
Gambar 3.4. Gambar rangkaian ADC 0804 ke EPROM ………... 23
Gambar 3.5. Gambar rangkaian EPROM ke dekoder ……… 26
Gambar 3.6. Gambar IC 7447 ke 7 ……….. 26
Gambar 3.7. Gambar penyandi BCD ke 7 ……… 28
+
Tabel 3.1. Tabel resistansi dan tegangan keluaran pada sensor ……… 18
Tabel 3.2. Tabel alamat dan data EPROM ……… 24
Tabel 3.3. Tabel yang menyala pada LED ……….. 27
Tabel 4.1. Tabel hasil pengamatan tegangan masukan ADC ……… 31
&6&
"
Sistem digital sekarang ini merupakan suatu teknologi di bidang elektronika
yang berkembang pesat. Segala sesuatu yang banyak dibutuhkan manusia dalam
berbagai bidang kehidupan sudah menggunakan teknik3teknik digital dalam
penggunaannya. Hal ini disebabkan karena suatu peralatan dengan teknik digital
memiliki berbagai keunggulan, misalnya hasilnya lebih memuaskan, lebih teliti, dan
lebih baik dalam tampilannya. Dari berbagai sarana elektronika yang digunakan oleh
manusia banyak yang menggunakan teknologi digital sehingga teknologi ini akan
terus berkembang dan berinovasi untuk menciptakan alat3alat yang baru yang
bermanfaat dan banyak dibutuhkan manusia dan memperingan pekerjaan manusia.
Sedangkan untuk teknologi yang masih bersifat analog walaupun masih
digunakan dalam kehidupan sehari3hari, apabila dilihat dari segi tampilan dan
ketelitiannya sangat berbeda dengan teknologi yang sudah berbasis teknologi digital.
Sebelum ditemukan suatu alat yang digunakan untuk mengukur berat suatu
benda atau barang, jarang diketahui berapa berat suatu benda karena berat suatu benda
mungkin tidak terlalu penting dalam kehidupan sehari3hari. Seiring dengan
berkembangnya teknologi dan ilmu pengetahuan dan semakin diperlukannya data dari
suatu benda secara lengkap maka saat ini banyak ditemukan alat3alat yang berguna
untuk mengetahui berat suatu benda dengan bermacam3macam model dan bentuk.
Karena itu penulis mencoba merancang suatu alat yang berbasis pada teknologi digital
memori berupa EPROM. Alasan pemakaian EPROM supaya data yang didapat saat
melakukan penimbangan dapat disimpan dalam sebuah memori sehingga data tersebut
suatu saat dapat ditampilkan kembali, karena IC EPROM memiliki kemampuan
menyimpan data sampai 10 tahun dengan suhu maksimal mencapai 70oC. Dengan
timbangan digital maka berat benda yang ditimbang dapat langsung diketahui
beratnya karena menggunakan tampilan angka pada suatu layar yang telah dipasang
sebagai bagian dari alat tersebut, sehingga dapat dilihat langsung tanpa harus
melakukan pengamatan dan menentukan skala seperti pada timbangan yang
menggunakan tampilan analog yang biasanya masih menggunakan sebuah jarum
penunjuk untuk mengetahui angka yang tepat.
Kegunaan suatu alat yang disebut timbangan sangat diperlukan dalam
kehidupan sehari3hari. Alat ini biasanya banyak digunakan terutama dalam bidang
perdagangan yang memang sangat memerlukan data suatu benda atau barang untuk
dapat diluhat dari beratnya bukan hanya dilihat dari segi bentuk dan ukurannya saja.
Alat rancangan ini hanya dapat mengukur berat suatu benda hanya bila benda tersebut
diletakkan pada suatu tempat yang berhubungan langsung dengan timbangan tersebut.
&6)
1
1
1. Berat benda yang ditimbang minimal 1 ons dan maksimal 40 ons, karena adanya
keterbatasan pada keakuratan potensiometer yang digunakan sebagai sensor berat
pada rangkaian.
2. Perubahan nilai resistansi yang digunakan adalah setiap perubahan berat sebesar 1
ons.
3. Menggunakan EPROM sebagai penyimpan data !" #
&6;
1. Membuat suatu alat yang dapat berfungsi sebagai timbangan digital dalam bentuk
yang lain.
2. Menerapkan teknologi digital yang digunakan untuk memicu data yang disimpan
pada suatu memori.
&6(
2
Timbangan sangat bermanfaat terutama di bidang perdagangan. Untuk itu alat
ini dirancang agar diperoleh suatu data yang akurat tentang suatu benda ataupun
barang terutama dilihat dari beratnya, serta memberikan alternatif lain tentang cara
pengukuran berat benda di luar berbagai cara yang sudah biasa digunakan.
Disamping itu perancangan alat ini juga dapat menghasilkan beberapa manfaat antara
lain dapat memberikan hasil yang akurat tentang berat suatu benda.
&6'
1
1
a. BAB I : Pendahuluan, berisi tentang latar belakang, batasan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
b. BAB II : Dasar Teori, berisi teori teori yang mendukung perancangan alat
berdasarkan gambar blok diagram.
c. BAB III : Perancangan Alat, berisi tentang proses3proses perancangan alat serta
data3data yang didapatkan dari percobaan3percobaan yang telah dilakukan
oleh penulis.
d. BAB IV : Analisa Alat, berisi data3data hasil pengamatan dan analisanya.
Pada bab ini berisi penjelasan umum tentang teori3teori dasar dari perangkat3
perangkat yang mendukung dalam proses perancangan alat, khususnya yang
berhubungan langsung dengan alat yang akan dirancang. Bagian3bagian yang
berhubungan dengan alat ini antara lain penggunaan potensiometer sebagai sensor,
pengkondisi sinyal pada suatu rangkaian digital, ADC yang digunakan dalam
merancang suatu rangkaian digital agar data3data analog dapat diubah kedalam bentuk
data digital, rangkaian untuk melakukan konversi data, memori yang digunakan
sebagai media penyimpan data, serta tampilan akhir yang digunakan pada suatu
rangkaian digital.
)6& !
1 !
Pada alat ini potensiometer berfungsi sebagai sensor untuk mengetahui
perubahan berat beban yang diukur dengan cara mencari nilai resistansi pada
potensiometer yang berubah seiring dengan perubahan berat beban. Potensiometer
adalah suatu komponen yang digunakan untuk mengukur tegangan yang tidak
diketahui dengan cara perbandingan dengan tegangan yang diketahui.
Tegangan yang diketahui dapat disuplai dari sebuah sel standar atau setiap sumber
tegangan referensi yang diketahui. Pengukuran3pengukuran dengan menggunakan
cara pebandingan mampu menghasilkan tingkat ketelitian yang sangat tinggi sebab
hasil yang diperoleh tidak tergantung pada defleksi aktual jarum penunjuk
ketelitian tegangan standar yang diketahui. Karena potensiometer memanfaatkan
kondisi setimbang atau disebut juga kondisi nol maka bila instrument tersebut dibuat
setimbang menyebabkan tidak ada daya yang diambil dari rangkaian yang
mengandung ggl yang tidak diketahui, akibatnya penentuan tegangan tidak
bergantung dari hambatan sumber. Walaupun potensiometerr mengukur tegangan,
dapat juga digunakan untuk menentukan arus dengan hanya mengukur penurunan
tegangan yang dihasilkan oleh arus tersebut melalui sebuah hambatan yang diketahui.
)6)
" ! # 1
Pengkondisi sinyal adalah rangkaian yang dapat mengubah suatu perubahan
pada masukan dan mengubah keluarannya dalam bentuk yang berbeda, dalam hal ini
dapat berupa tegangan atau arus. Dalam rangkaian pengkondisi sinyal memakai
rangkaian sebuah resistor dan sebuah potensiometer yang dipasang secara seri dengan
sebuah sumber tegangan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1. Rangkaian ini
juga digunakan sebagai rangkaian untuk mengukur setiap kenaikan berat beban. Nilai
tegangan keluaran dari potensiometer pada rangkaian tersebut akan digunakan sebagai
masukan sinyal pada rangkaian ADC.
Potensiometer pada gambar rangkaian 2.1 tersebut berfungsi sebagai sensor terhadap
perubahan beban, sedangkan Vo adalah tegangan keluaran dari rangkaian atau
tegangan pada potensiometer tersebut.
Dari gambar 2.1 tersebut dapat diperoleh persamaan3persamaan sebagai berikut :
V = V1 + V2
= I x R1 + I x R2
= I (R1 + R2)………...………..(231)
Maka :
V2 = I x R2………..….……….(232)
Nilai tegangan keluaran dari rangkaian tersebut akan masuk pada rangkaian ADC,
selanjutnya ADC mengubah perubahan Vo dalam bentuk biner yang selanjutnya
digunakan sebagai masukan alamat pada EPROM, dan perubahan nilai resistansi (R)
yang berasal dari potensiometer digunakan sebagai data pada EPROM dengan alamat
masukan dari perubahan berat beban.
)6;
0 9
:
(ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang
untuk mengubah sinyal3sinyal analog menjadi sinyal3sinyal digital. IC ADC 0804
dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. IC jenis ini
bekerja secara cermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan
spesifikasi yang harus diberikan dan dapat mengkonversi secara cepat suatu masukan
tegangan. Hal–hal yang juga perlu diperhatikan dalam penggunaan ADC ini adalah
tegangan maksimum yang dapat dikonversikan oleh ADC dari rangkaian pengkondisi
sinyal, resolusi, pewaktu eksternal ADC, tipe keluaran, ketepatan, dan waktu
1. Waktu konversi
2. Resolusi
3. Ketidaklinieran
4. Akurasi
Ada banyak cara yang dapat digunakan untuk mengubah sinyal analog
menjadi sinyal digital yang nilainya proporsional. Jenis ADC yang biasa digunakan
dalam perancangan adalah jenis ! "" $ atau pendekatan
bertingkat yang memiliki waktu konversi jauh lebih singkat dan tidak tergantung pada
nilai masukan analognya atau sinyal yang akan diubah. Dalam Gambar 2.2
memperlihatkan diagram blok ADC tersebut.
Gambar 2.2: Diagram Blok ADC
Secara singkat prinsip kerja dari konverter A/D adalah semua bit3bit diset kemudian
diuji, dan bilamana perlu sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan. Dengan
rangkaian yang paling cepat, konversi akan diselesaikan sesudah 8 , dan
keluaran D/A merupakan nilai analog yang ekivalen dengan nilai SAR.
Apabila konversi telah dilaksanakan, rangkaian kembali mengirim sinyal selesai
konversi yang berlogika rendah. Sisi turun sinyal ini akan menghasilkan data digital
yang ekivalen ke dalam register !%% . Dengan demikian, keluaran digital akan tetap
masukan diferensial. Masukan analog sebenarnya (Vin) sama dengan selisih antara
tegangan3tegangan yang dihubungkan dengan ke dua pin masukan yaitu Vin= Vin (+)
– Vin (3). Kalau masukan analog berupa tegangan tunggal, tegangan ini harus
dihubungkan dengan Vin (+), sedangkan Vin (3) di ! kan. Untuk operasi normal,
ADC 0804 menggunakan Vcc = +5 Volt sebagai tegangan referensi. Dalam hal ini
jangkauan masukan analog mulai dari 0 Volt sampai 5 Volt (skala penuh), karena IC
ini adalah SAC 83bit, resolusinya akan sama dengan :
&! ' ! (
IC ADC 0804 memiliki generator yang harus diaktifkan dengan
menghubungkan sebuah resistor eksternal (R) antara pin CLK ) dan CLK(*serta
sebuah kapasitor eksternal (C) antara CLK IN dan ! digital. Frekuensi
yang diperoleh di pin CLK ) sama dengan :
………(233)
Untuk sinyal ini dapat juga digunakan sinyal eksternal yang dihubungkan
ke pin CLK (*. ADC 0804 memiliki 8 keluaran digital sehingga dapat langsung
dihubungkan dengan saluran data mikrokomputer. Masukan ( ' " , aktif rendah)
digunakan untuk mengaktifkan ADC 0804. Jika berlogika tinggi, ADC 0804 tidak
aktif ( ) dan semua keluaran berada dalam keadaan impedansi tinggi.
Masukan (+ atau ) digunakan untuk memulai proses konversi.
) menyatakan akhir konversi. Pada saat dimulai konversi, akan berubah ke
logika 1. Di akhir konversi akan kembali ke logika 0.
)6(
Semua rangkaian analog ke digital menggunakan rangkaian untuk
melakukan konversi data. Tanpa maka pengubah analog ke digital tidak dapat
bekerja walaupun di dalam pengubah analog ke digital sudah tersedia
dari CLK (* dan CLK R, sehingga membutuhkan eksternal agar ADC dapat
mengkonversi isyarat analog menjadi data digital. Beberapa contoh IC yang bisa
digunakan sebagai antara lain IC 555 dan IC 7400.
Gambar 2.3 : Isi dari IC 555
IC 555 berfungsi sebagai sumber . IC ini mempunyai dua buah
pembanding flip3flop RS dan transistor seperti yang ditunjukkan pada gambar . Pada
prinsipnya rangkaian dirancang agar dapat memicu dirinya sendiri secara
berulang3ulang sehingga dapat menghasilkan sinyal osilasi pada keluarannya.
Rangkaian seperti pada gambar 2.3 dan prinsip kerja dari rangkaian
sampai mencapai tegangan 2/3 Vcc. Setelah tegangan ini tercapai maka komparator A
mulai bekerja mereset flip3flop dan selanjutnya membuat Q1 manjadi *. Pada saat
transistor Q1 * resistor Rb seolah dihubung singkat ke ! sehingga terjadi
pengosongan muatan ( ' ) pada kapasitor C melalui resistor Rb dan pada saat
ini keluaran pada pin 3 manjadi 0 ( ! ). Dan untuk memperjelas dapat dilihat dari
gambar 2.3. Gambar 2.3 menggambarkan isi IC 555 yang digunakan pada rangkaian
.
Pada saat pengosongan muatan maka tegangan pada pin 2 akan terus turun sampai
mencapai 1/3 Vcc. Setelah tegangan ini tercapai maka komparator B yang bekerja dan
kembali memicu transistor Q1 menjadi ,, sehingga menyebabkan keluaran pada
pin 3 kambali menjadi tinggi (Vcc). Demikian seterusnya terjadi berulang3ulang
sehingga akan terbentuk sinyal osilasi pada keluaran pin 3. Sinyal pemicu ( )
dari kedua komparator akan bekerja secara bergantian pada tegangan antara 1/3 Vcc
sampai dengan 2/3 Vcc.
Dari data yang diperoleh pada ' IC timer 555 membutuhkan sumber
tegangan searah sebesar 4,5 V sampai dengan 18 V, sedangkan untuk mengetahui
besarnya frekuensi yang dihasilkan dapat diperoleh dengan rumus :
F ═ 1 / T
= 1,44 / (Ra + 2 Rb) x C………(234)
)6'
9
:
EPROM merupakan ROM yang dapat dihapus dan diprogram kembali, cara
penghapusan pada EPROM dengan menggunakan sinar ultraviolet. EPROM bersifat
dan dapat menerima informasi tersandi biner dan banyak digunakan pada
sistem komputer mikro, sehingga pengguna dapat menghapus data yang telah
pada EPROM, digunakan sarana yang disebut dengan pengacara EPROM (
). Langkah –langkah melakukan pemrograman EPROm adalah sebagai
berikut :
1. Berikan tegangan sebesar 12 V pada Vpp.
2. Hubungkan kaki OE pada logika 1, sehingga akan men keluaran.
3. Berikan alamat lokasi yang akan deprogram ke dalam masukan3masukan
alamat dari kaki A0 sampai dengan A9.
4. Gunakan masukan data atau pin keluaran (D1/O0 – D1/O7) sebagai masukan,
selanjutnya berikan bit3bit data untuk menentukan bit3bit mana saja yang akan
diprogram sebagai “1” dan “0”.
5. Berikan pulsa kedalam kaki masukan PD/PGM.
6. Ulangi langkah3langkah tersebut untuk lokasi3lokasi yang lain.
Apabila program sudah tersimpan maka “jendela’ yang ada pada EPROM harus
ditutup dengan suatu stiker yang biasa disebut stiker opak untuk melindungi sel
memorinya. IC ini dapat mempertahankan data selama lebih dari 10 tahun dengan
batas maksimal suhu sampai dengan 70o C. Program yang telah tersimpan dapat
dihapus dengan cara menyinari sel memori dengan sinar ultra ungu (ultraviolet)
melalui “jendela” yang ada pada IC EPROM tersebut antara 20 sampai 30 menit.
Setelah proses ini IC tersebut dalam keadaan kosong kembali. Tetapi IC ini
mempunyai beberapa kelemahan antara lain :
1. Keseluruhan isi memori harus dihapus sebelum diprogram ulang, sehingga
penghapusan sebagian isi memori saat terjadi kesalahan dalam melakukan
pemrograman tidak bisa dilakukan.
2. IC ini harus dilepaskan dari rangkaian lebih dahulu apabila akan disinari atau
)6<
""
0
.
9
!# :
Penggerak BCD ke 7 menggunakan IC 7447. IC ini mempunyai jalan
keluar kolektor terbuka. IC ini mempunyai 4 alamat masukan yaitu A0, A1, A2, A3,
dan 7 alamat keluaran yaitu a, b, c, d, e, f, g, seperti yang ditunjukkan pada gambar
2.4 yang langsung berhubungan dengan 7 . Alamat ini yang akan menjadi
kode biner yang nantinya akan diubah menjadi kode desimal dengan masukan akan
dikenal atau disandi dengan logika rendah atau logika tinggi saja, misalnya 0000
maka keluarannya yaitu 0, jika 0001 maka keluarannya 1 dan seterusnya. IC ini
bekerja pada tegangan 5 volt dan sangat kompatibel dengan IC CMOS, TTL atau
piranti yang lain misalnya 7 atau LED.
Gambar 2.4 : Kaki3kaki pada IC 7447
)6.
9.
:
merupakan cacah segment minimum yang diperlukan untuk
menampilkan angka 0 sampai 9. Tampilan pada 7 mempunyai 2 tipe yaitu
' (LED) dan -! " (LCD). Tipe LCD memerlukan
daya yang lebih kecil tetapi harus memerlukan cahaya yang cukup disekitarnya agar
dapat terlihat tampilannya. Pada perancangan alat ini digunakan tipe LED karena
tampilannya dapat dilihat dalam kegelapan dan mudah didapatkan. Disamping itu tipe
memerlukan daya yang lebih besar. Karena tampilan yang diharapkan dalam alat ini
maksimalnya 2 digit maka harus menggunakan 7 sebanyak 2 buah sebagai
tampilannya.
Gambar 2.5: Sistem identifikasi pada 7
Untuk memperagakan suatu lambang, penampil ini bekerja dengan cara menyalakan
batang3batang atau ruas3ruas yang berkaitan dengan lambang tertentu. Semua angka
desimal mulai dari 0 sampai dengan 9 dapat ditampilkan oleh 7 . Sebagai
contoh untuk memperagakan angka 0, harus menyalakan ruas a sampai dengan f (lihat
gambar 2.5). LED merupakan suatu sumber cahaya yang biasa digunakan pada proses
pembacaan 7 ruas (7 ) tersebut. Pada 7 memerlukan suatu rangkaian
yang berguna untuk pembacaan seperti pada gambar 2.6.
Gambar 2.6 : Rangkaian pembacaan pada 7
Secara umum tegangan penyedia mencatu anoda3anoda pada LED tersebut. Apabila
dan mengemisikan cahaya. Hambatan3hambatan seri merupakan hambatan pembatas
arus yang dibutuhkan untuk mengatur arus3arus yang masuk pada LED agar tidak
terjadi arus yang labih besar daripada batas maksimal arus yang diijinkan.
Arus yang diijinkan pada 7 sekitar 5 mA sampai dengan 10 mA, sehingga
dibutuhkan resistor sebagai pembatas arus. Nilai resistor dapat ditentukan dengan
rumus :
V = I x R………(235)
Sehingga untuk menentukan nilai R dapat dicari dengan rumus :
0
Pada bab ini penulis akan menjelaskan tentang proses3proses perancangan alat
dan bagian3bagian yang mendukung terbentuknya timbangan digital berbasis
EPROM. Sebelum melakukan perancangan alat, penulis terlebih dahulu melakukan
beberapa percobaan kecil antara lain percobaan untuk mengetahui perbandingan
antara perubahan berat beban dengan perubahan hambatan (resistansi) pada
potensiometer yang berfungsi sebagai sensor. Dalam hal ini menggunakan sebuah
timbangan analog yang telah dilakukan sedikit modifikasi dengan menambahkan
sebuah potensiometer yang dipasang pada timbangan tersebut seperti yang
ditunjukkan pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 : Bentuk Timbangan
Pada bab ini terdiri dari beberapa bagian yang mendukung proses pembuatan
perubahan resistansi, sensor yang digunakan agar dapat menghasilkan keluaran
berupa tegangan, rangkaian yang digunakan agar rangkaian digital dapat bekerja
dengan baik, ADC yang digunakan sebagai pengubah sinyal3sinyal analog menjadi
sinyal digital, EPROM sebagai penyimpan data sementara, penggerak BCD ke
agar dapat menghasilkan tampilan akhir seperti yang ditunjukkan pada
gambar 3.2 yaitu gambar blok diagram alat yang akan dirancang. Berikut ini akan
dijelaskan bagian3bagian yang mendukung proses perancangan alat.
Gambar 3.2 : Blok Diagram Alat
;6&
Sebelum melakukan perancangan terlebih dahulu melakukan beberapa kali
percobaan dengan sebuah timbangan analog dengan menambahkan sebuah
potensiometer putar sebesar 5 K ohm dengan menambahkan roda gigi pada timbangan
dan pada potensiometer tersebut. Potensiometer tersebut akan berputar seiring dengan
Beban Sensor (Potensiometer) ADC
(( )
EPROM
Dekoder
berubah. Timbangan yang digunakan mempunyai skala antara 1 sampai dengan 4 kg.
Bagian dari timbangan ini tidak digunakan seluruhnya tetapi hanya diambil rangkaian
mekanisnya saja. Setelah melakukan percobaan dengan timbangan analog tersebut
dapat diketahui perbandingan antara perubahan berat beban dan perubahan hambatan
(resistansi) pada potensiometer yang dapat dilihat dengan bantuan sebuah multimeter
digital sehingga dapat diketahui hasilnya seperti yang terlihat pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 : Tabel resistansi dan tegangan keluaran pada sensor
Berat (ons)
Hambatan Sensor (ohm) Tegangan Sensor (mV) Output ADC
1 2 10 0000 0000
2 2 10 0000 0000
3 2 10 0000 0000
4 2 10 0000 0000
5 2 10 0000 0000
6 11 54 0000 0010
7 13 64 0000 0011
8 14 69 0000 0011
9 14 69 0000 0011
10 14 69 0000 0011
11 38 183 0000 1001
12 48 229 0000 1011
13 64 300 0000 1111
14 75 348 0001 0001
15 92 421 0001 0101
16 186 784 0010 1000
17 208 860 0010 1011
18 290 1124 0011 1001
19 407 1446 0100 1001
20 460 1575 0101 0000
21 500 1666 0101 0101
22 532 1736 0101 1000
23 633 1938 0110 0010
24 634 1940 0110 0010
25 672 2009 0110 0110
26 756 2152 0110 1101
27 775 2183 0110 1111
28 786 2200 0111 0000
29 804 2228 0111 0001
Tabel 3.1. &! /: Tabel resistansi dan tegangan keluaran pada sensor
Berat (ons)
Hambatan Sensor (ohm) Tegangan Sensor (mV) Output ADC
31 982 2477 0111 1110
32 987 2483 0111 1110
33 988 2484 0111 1110
34 991 2488 0111 1110
35 995 2493 0111 1111
36 996 2494 0111 1111
37 1002 2502 0111 1111
38 1010 2512 1000 0000
39 1012 2514 1000 0000
40 1563 3049 1001 1011
Dari data pada tabel 3.1 dapat diketahui bahwa perubahan kenaikan nilai hambatan
pada potensiometer tidak linear sehingga dalam pembuatan alat menggunakan
bantuan EPROM karena apabila langsung dikonversi ke dalam bentuk digital hasil
yang didapatkan akan mempunyai banyak kesalahan ( ).
;6)
1!
Sensor yang dimaksud pada alat ini adalah sebuah pendeteksi perubahan berat
beban. Sensor yang digunakan adalah sebuah potensiometer putar yang dipasang pada
timbangan dengan menambahkan roda gigi pada ujungnya agar dapat bergesekan
dengan roda gigi yang terpasang pada timbangan sehingga saat timbangan bergerak
turun saat diberi beban maka roda gigi pada timbangan akan berputar dan
menyebabkan potensiometer juga akan berputar sehingga dapat berfungsi untuk
mengubah berat beban ke dalam bentuk yang lain, bisa berupa arus, tegangan, atau
hambatan. Karena dalam perancangan alat ini menggunakan sebuah potensiometar
putar maka berat beban yang berubah akan diubah menjadi tegangan dan arus.
Keluaran dari sensor ini berupa tegangan yang nantinya akan menjadi masukan untuk
Gambar 3.3 : Rangkaian Sensor Berat
Dari gambar 3.3 di atas dan berdasarkan perubahan nilai resistansi pada
potensiometer R2 seperti pada tabel 3.1 maka nilai V2 yaitu nilai tegangan pada
potensiometer R2 dari rangkaian tersebut dapat dicari dengan cara melakukan
pengukuran langsung pada potensiometer tersebut dengan menggunakan voltmeter
digital atau dengan cara perhitungan secara teori dengan menggunakan prinsip
pembagi tegangan seperti pada rumus 2.1. Sistem sensor yang dipasang pada sistem
mekanik timbangan tersebut bertujuan untuk menghasilkan suatu tegangan dari setiap
beban yang diberikan pada timbangan tersebut.
Dalam hal ini menggunakan rangkaian berupa sebuah resistor dan sebuah
potensiometer yang dipasang secara seri dengan sebuah sumber tegangan. Nilai V2
juga dapat ditentukan dari perubahan hambatan (resistansi) pada potensiometer
seiring dengan perubahan berat beban yang ditimbang.
Untuk menentukan nilai V2 dapat juga dicari dengan menggunakan persamaan
sebagai berikut :
V = V1 + V2
= I x R1 + I x R2
= I (R1 + R2)
V2 = V – V1 atau V2 = I x R2
Dengan menentukan nilai dari resistor R1 maka nilai dari V2 atau tegangan pada
potensiometer R2 dapat dicari dengan menggunakan rumus (231) dan rumus (232).
Tetapi dalam perancangan ini data tegangan pada potensiometer yang berfungsi
sebgai sensor didapatkan dengan cara melakukan pengukuran langsung pada
potensiometer tersebut. Data yang akan diambil adalah perubahan tegangan pada
potensiometer R2 terhadap kenaikan berat beban seperti yang ditampilkan pada tabel
3.1.
;6;
Rangkaian sangat penting dalam suatu rangkaian digital terutama
sebagai rangkaian pembangkit pulsa agar IC digital dapat bekerja dengan baik.
Rangkaian juga sangat dibutuhkan oleh IC ADC untuk mengubah data3data
analog ke dalam bentuk data digital walaupun di dalam IC ADC tersebut sudah
terdapat . Rangkaian yang digunakan untuk melakukan konversi
data analog ke dalam bentuk data digital pada ADC 0804 menggunakan rangkaian
yang ada pada ADC 0804 itu sendiri. Untuk menentukan frekuensi
clock dari ADC 0804 dapat dilakukan berdasarkan rumus 233. Pada perancangan alat
ini menggunakan internal yang sudah disediakan oleh ADC 0804 itu sendiri,
yaitu menggunakan sebuah resistor 10 k Ohm dan kapasitor 150 pF.
;6(
0
(ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk
mengubah sinyal3sinyal analog menjadi sinyal3sinyal digital. Sinyal analog yang
pada rangkaian penguat. Sebagai contoh adalah perubahan berat beban yang diubah
ke dalam bermacam3macam hambatan seperti yang ditunjukkan dalam tabel 3.1.
Berdasarkan tabel 3.1 tersebut nilai dari Vo dari potensiometer yang digunakan
sebagai sensor berfungsi sebagai tegangan masukan pada ADC, sehingga didapatkan
tegangan keluaran dari ADC dalam bentuk biner yang didapatkan berdasarkan
resolusi dari ADC 0804 (19,6 mV) dengan cara membandingkan dengan tegangan
masukan (Vi) dari ADC tersebut seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.1 dari data
tegangan yang dihasilkan dari sensor tersebut.
Dalam perancangan alat ini menggunakan jenis IC ADC 0804 sebagai
pengubah tegangan analog menjadi bentuk digital. IC ADC 0804 mempunyai dua
masukan analog yaitu pada kaki Vin (+) dan Vin(3) dengan tegangan masukan yang
diinginkan berkisar antara 0 V sampai dengan 5 V dan setiap perubahan pada
tegangan masukan analog akan dibaca dan dikonversi ke dalam bentuk digital.
Pada kaki CLK R dan CLK (* menggunakan sebuah resistor 10 k ohm dan sebuah
kapasitor 150 pF yang berfungsi sebagai pada ADC 0804, sedangkan
kaki CS dan RD dihubungkan ke ! karena tidak dihubungkan dengan sistem
mikroprosessor atau IC mikrokontroler.
Karena dalam perancangan ini menggunakan IC EPROM maka kaki CS dan RD
dihubungkan ke ! karena pada saat konversi data harus selalu dalam keadaan
0 1atau nol.
Pada bagian "!, kaki masukan Vref/2 dihubungkan ke sumber tegangan 2,5 volt
karena menggunakan tegangan referensi sebesar 5 volt. Tegangan referensi berfungsi
untuk mengurangi kesalahan saat konversi data analog ke dalam bentuk data digital.
Keluaran dari ADC 0804 ini selanjutnya akan berfungsi sebagai masukan pada IC
Gambar 3.4 : Rangkaian ADC 0804 ke EPROM
Masukan pada EPROM berasal dari semua kaki3kaki keluaran yaitu kaki DB0 sampai
dengan DB7 yang berupa data biner atau desimal. Karena IC ADC 0804 ini memiliki
keluaran data 8 bit maka banyaknya data yang dihasilkan oleh ADC 0804 ini
sebanyak 255 data (2^831=255), tetapi pada perancangan alat ini keluaran data yang
dibutuhkan hanya sebesar 6 bit sehingga dapat menghasilkan sebanyak 63 data (2^63
1=63 data) karena data yang akan diproses sebanyak 40 data.
;6'
EPROM adalah sebuah ROM yang dapat dihapus dan diprogram kembali.
EPROM bersifat 2 (tak sumirna) dan dapat menerima informasi tersandi
biner serta banyak digunakan pada sistem komputer mikro. Untuk menyimpan data
kedalam EPROM menggunakan suatu alat yang disebut pengacara EPROM (EPROM
) dan data tersebut dapat bertahan selama 10 tahun pada suhu maksimal
pada bagian atas EPROM harus disinari dengan sinar ultraviolet sehingga EPROM
dapat diprogram ulang. EPROM yang akan digunakan dalam perancangan alat ini
adalah jenis EPROM 27256 yang mempunyai 256 Kbit data (32 K x 8) serta
mempunyai 15 masukan data (A0 ampai A14) dengan 8 kaki keluaran (O0 sampai
O7). Dari 15 masukan tersebut hanya digunakan sebanyak 8 masukan (A0 sampai A7)
dan menggunakan 8 keluaran data seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.6. Setelah
EPROM mengalami penghapusan data, maka semau bit berada pada logika 1 (3(43)
dan data awal pada saat pemrograman berubah menjadi 0 (0 1). EPROM 27256
berada pada mode pemrograman saat tegangan input pada Vpp sebesar 12,5 volt dan
kaki E pada TTL berada pada kondisi 0 1. Setelah proses penghapusan dan
pemrograman tersebut maka “jendela” yang berada pada bagian atas EPROM harus
ditutup dengan sebuah stiker gelap yang berfungsi untuk melindungi EPROM dari
sinar ultraviolet dan matahari, seperti yang terlihat pada gambar 3.6 yaitu gambar
rangkaian EPROM.
Keluaran dari ADC merupakan alamat masukan bagi EPROM dan data dari
perubahan nilai resistansi pada potensiometer merupakan data EPROM sehingga
tampilan akhir adalah data pada EPROM seperti yang terlihat di tabel 3.2.
Tabel 3.2 : Alamat dan Data EPROM
Alamat Berat (ons)
A7A6A5A4A3A2A1A0
Data EPROM
1 0000 0000 0000 0000
2 0000 0000 0000 0001
3 0000 0000 0000 0011
4 0000 0000 0000 0100
5 0000 0000 0000 0101
6 0000 0010 0000 0110
7 0000 0011 0000 0111
8 0000 0011 0000 1000
9 0000 0011 0000 1001
Tabel 3.2 ( &! ): Alamat dan Data EPROM
Alamat Berat (ons)
A7A6A5A4A3A2A1A0
Data EPROM
11 0000 1001 0001 0001
12 0000 1011 0001 0010
13 0000 1111 0001 0011
14 0001 0001 0001 0100
15 0001 0101 0001 0101
16 0010 1000 0001 0110
17 0010 1011 0001 0111
18 0011 1001 0001 1000
19 0100 1001 0001 1001
20 0101 0000 0010 0000
21 0101 0101 0010 0001
22 0101 1000 0010 0010
23 0110 0010 0010 0011
24 0110 0010 0010 0100
25 0110 0110 0010 0101
26 0110 1101 0010 0110
27 0110 1111 0010 0111
28 0111 0000 0010 1000
29 0111 0001 0010 1001
30 0111 0111 0011 0000
31 0111 1110 0011 0001
32 0111 1110 0011 0010
33 0111 1110 0011 0011
34 0111 1110 0011 0100
35 0111 1111 0011 0101
36 0111 1111 0011 0110
37 0111 1111 0011 0111
38 1000 0000 0011 1000
39 1000 0000 0011 1001
40 1001 1011 0100 0000
Data masukan untuk EPROM berasal dari data keluaran ADC dan data dari
perubahan nilai resistansi pada potensiometer, sehingga tampilan akhir adalah data
dari EPROM tersebut.
Pada penggerak BCD ke mengharuskan masukan berupa sandi
BCD agar dapat ditampilkan pada , karena itu data pada EPROM berupa
rangkaian penyandi BCD ke 7 sehingga tampilan akhir pada 7
berupa angka desimal yang tepat seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 : Rangkaian EPROM ke dekoder
;6<
""
0
Penggerak BCD ke berfungsi untuk mengubah kode3kode desimal
dan menampilkannya ke dalam dengan tampilan berupa angka3angka
desimal. IC 7447 adalah salah satu jenis IC yang berfungsi sebagai penggerak BCD
ke 7 dan pada perancangan alat ini menggunakan jenis IC tersebut.
Untuk menambah keakuratan dalam mengkodekan BCD ke 7 IC 7447
mempunyai beberapa fitur3fitur tambahan yaitu pada kaki LT, RB1, B1/RB0 seperti
yang ditunjukkan pada gambar 3.6.
Dalam IC ini semua kaki keluaran (a sampai g) dalam kondisi aktif 0 1
sehingga semua keluarannya dapat langsung ditampilkan ke dalam
. Saat kondisi 0 1 diaplikasikan pada input LT dan B1/RB0 dalam kondisi
3(43, maka semua akan menyala. Kaki LT (0 " ) juga digunakan
untuk mendeteksi bahwa semua dalam keadaan baik atau tidak ada yang
rusak/terbakar.
Semua keluaran dari pada dekoder ini akan berada dalam kondisi tidak aktif
(3(43) apabila masukan dari BCD adalah nol (0000) dan kaki RB1 pada kondisi
0 1, sehingga tidak ada yang ditampilkan di atau dalam
kondisi tidak aktif.
Agar kode BCD dapat ditampilkan pada maka semua kode BCD harus
terlebih dahulu diubah kedalam bentuk biner. Setelah semua kode BCD diubah
kedalam bentuk biner maka dapat dilanjutkan dengan memasang penampil 7
seperti pada gambar 3.7, dengan demikian maka tampilan akhir pada 7
adalah bilangan desimal. Pada tampilan 7 segment yang terdiri dari 7 bagian yaitu a,
b, c, d, e, f, dan g pada setiap ruasnya dapat menyala sehingga dapat menunjukkan
suatu angka tertentu. Misalnya untuk menampilkan angka 2 maka ruas yang menyala
adalah ruas a, b, g, e, d, seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.3.
Tabel 3.3 : Tabel yang menyala pada LED
cacahan segment yang menyala
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
a, b, c, d, e, f b, c
a, b, g, e, d a, b, g, c, d f, g, b, c a, f, g, c, d a, f, e, d, c, g a, b, c
Dari tabel 3.6 tentang yang menyala pada LED dengan tampilan pada
maka bisa dilanjutkan dengan pemasangan penampil . Penampil
menggunakan dua buah karena tampilan akhir yang diharapkan adalah 2
digit bilangan. Karena menggunakan dua buah maka memerlukan dua buah
IC 7447 juga sebagai penggerak BCD ke seperti yang ditunjukkan pada
gambar 3.7.
! ! " # $ # # ! ! % & '
( )
! ! " # $ # # ! ! % & '
( )
Gambar 3.7 : Penyandi BCD ke 7
Karena IC 7447 memerlukan tegangan masukan sebesar 5 volt dan arus yang
dianjurkan sebesar 2,5 mA maka dibutuhkan resistor yang berfungsi sebagai
penyangga agar tidak rusak atau terbakar. Nilai resistor dapat ditentukan
berdasarkan rumus (235) dan rumus (236) sebagai berikut :
V = I x R
R =V / I
=5 / 2,5 x 1033
= 2 K ohm
Agar didapatkan arus yang sesuai dengan yang dibutuhkan oleh maka
memerlukan hambatan sebesar 2 K ohm. Karena di pasaran tidak terdapat resistor
,
Timbangan digital berbasis EPROM dirancang sebagai alat yang dapat
menampilkan berat beban yang ditimbang dari sebuah timbangan analog biasa, tetapi
dengan berbagai keterbatasan. Alat ini dapat membantu untuk membandingkan hasil
pengukuran biasa yang dilakukan secara manual dengan sebuah timbangan yang tidak
dimodifikasi dengan penambahan IC EPROM yang berfungsi sebagai penyimpan data
sementara ( !" ) dan beberapa rangkaian digital lainnya.
(6&
"
"
!
1 !
Data yang dihasilkan dari pengamatan dengan menggunakan potensiometer
dapat dilihat pada tabel 3.1. Dari tabel tersebut dilihat bahwa pada salah satu
percobaan pengukuran, perubahan nilai resistansi pada potensiometer tidak pernah
selalu stabil atau linear sehingga apabila dibuat sebuah grafik tidak dapat
menghasilkan grafik yang linear. Hal ini disebabkan oleh karena kepekaan
potensiometer atau sensor yang digunakan dalam rangkaian ini tidak terlalu sensitif
terhadap perubahan berat beban yang diberikan.
Potensiometer juga tidak dapat sampai pada nilai minimal (nilai nol) pada
(6)
"
0 9
:
ADC pada rangkaian mendapatkan masukan berupa tegangan analog yang
dihasilkan dari sensor potensiometer dengan prinsip pembagi tegangan. Dari sensor
tersebut, dilakukan pengamatan pada saat seluruh rangkaian terpasang, sehingga
penulis dapat memperoleh data3data tegangan keluaran dari sensor dengan melakukan
sebanyak lima kali pengamatan dan pengambilan data pada masing3masing beban
sehingga dapat diperoleh hasil seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 : Tabel hasil pengamatan tegangan masukan ADC
Hasil Pengukuran Tegangan Berat
(ons) I (mV) II (mV) III (mV) IV (mV) V (mV)
Rata3rata (mV)
1 5 4 4 44 4 12,2
2 5 5 5 55 4 14,8
3 37 5 5 111 5 32,6
4 39 37 5 157 40 55,6
5 48 44 5 200 49 69,2
6 53 45 35 270 53 91,2
7 140 110 48 310 121 145,8
8 226 180 76 410 189 216,2
9 271 230 91 570 242 280,8
10 300 270 140 770 287 353,4
11 578 300 278 880 351 477,4
12 690 350 357 1080 543 604
13 825 590 460 1230 737 768,4
14 976 790 530 1290 840 885,2
15 1170 900 776 1340 1015 1040,2
16 1255 1070 890 1360 1140 1143
17 1265 1190 974 1560 1210 1239,8
18 1360 1290 1054 1600 1280 1316,8
19 1454 1390 1236 1620 1460 1432
20 1640 1470 1326 1640 1510 1517,2
21 1660 1510 1405 1660 1590 1565
22 1670 1670 1503 1680 1640 1632,6
23 1755 1750 1561 1740 1700 1701,2
24 1865 1780 1625 1800 1740 1762
25 1920 1850 1672 1840 1810 1818,4
26 1942 1900 1730 1880 1860 1862,4
27 1975 1960 1825 1930 1900 1918
28 2040 1990 1844 1960 1960 1958,8
29 2060 2050 1878 1990 2020 1999,6
Tabel 4.1( &! ) : Tabel hasil pengamatan tegangan masukan ADC Hasil Pengukuran Tegangan
Berat
(ons) I (mV) II (mV) III (mV) IV (mV) V (mV)
Rata3rata (mV)
31 2180 2140 2010 2040 2100 2094
32 2200 2160 2020 2090 2110 2116
33 2240 2220 2050 2130 2170 2162
34 2250 2260 2070 2170 2210 2192
35 2260 2290 2120 2180 2230 2216
36 2270 2300 2150 2210 2240 2234
37 2280 2320 2180 2230 2220 2246
38 2300 2320 2200 2250 2220 2258
39 2310 2320 2230 2250 2220 2266
40 2320 2320 2250 2250 2230 2274
Berdasarkan tabel 4.1 tersebut hasil yang didapatkan digunakan untuk
membandingkan dengan hasil perancangan alat. Dalam hal ini data yang digunakan
sebagai pembanding dari hasil perancangan adalah data pada saat pengambilan data
yang pertama seperti yang ditabelkan pada tabel 4.2. Dari data pada tabel 4.1 terdapat
data yang nilai tegangannya sangat besar, hal ini terjadi karena pada saat melakukan
pengamatan, posisi potensiometer yang digunakan sebagai sensor berat tidak berada
pada posisi minimum karena pada saat melakukan proses pengambilan data, penulis
tidak memperhatikan posisi potensiometer tersebut. Data3data masukan yang berupa
tegangan analog tersebut selanjutnya akan dikonversi oleh ADC menjadi data3data
digital berupa bilangan biner 8 bit, seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.1 yang
didapatkan dengan cara penghitungan secara teori berdasarkan pada nilai resolusi dari
ADC 0804 yang digunakan pada rangkaian yaitu sebesar 19,6 mV. Jadi setiap
perubahan tegangan sebesar 19,6 mV akan terjadi perubahan sebesar 1 bit dari nilai
keluaran ADC nya. Dari hasil pengamatan pada rangkaian dengan menggunakan
& & "*& & & & & &
Gambar 4.1 : Rangkaian LED
Dari hasil pengamatan pada rangkaian LED seperti pada gambar 3.1 didapatkan hasil
seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.2 pada bagian pengamatan.
Tabel 4.2 : Tabel Keluaran ADC hasil perancangan dan pengamatan
Perancangan Pengamatan
Berat
(ons) Vi (mV) Output
ADC
V (mV) Output ADC
Error (%)
1 10 0000 0000 5 0000 0000 50
2 10 0000 0000 5 0000 0000 50
3 10 0000 0000 37 0000 0000 270
4 10 0000 0000 39 0000 0010 290
5 10 0000 0000 48 0000 0011 380
6 54 0000 0010 53 0000 0011 1,8
7 64 0000 0011 140 0000 0011 118
8 69 0000 0011 226 0000 0011 227
9 69 0000 0011 271 0000 0110 292
10 69 0000 0011 300 0000 0011 334
11 183 0000 1001 578 0001 0001 215
12 229 0000 1011 690 0001 0010 201
13 300 0000 1111 825 0001 0101 175
14 348 0001 0001 976 0010 0111 180
15 421 0001 0101 1170 0010 1011 177
16 784 0010 1000 1255 0011 0110 60
17 860 0010 1011 1265 0100 0011 47
18 1124 0011 1001 1360 0101 0010 20
19 1446 0100 1001 1454 0101 0101 0,5
20 1575 0101 0000 1640 0101 1010 4
21 1666 0101 0101 1660 0110 0010 0,3
22 1736 0101 1000 1670 0110 0101 3,8
23 1938 0110 0010 1755 0110 1101 9,4
24 1940 0110 0010 1865 0111 0001 3,8
25 2009 0110 0110 1920 0111 0100 4,4
26 2152 0110 1101 1942 0111 1110 9,7
Tabel 4.2( &! ) : Tabel Keluaran ADC hasil perancangan dan pengamatan
Perancangan Pengamatan
Berat
(ons) Vi (mV) Output
ADC
V (mV) Output ADC
Error (%)
28 2200 0111 0000 2040 1000 0101 7,2
29 2228 0111 0001 2060 1000 0110 7,5
30 2336 0111 0111 2150 1000 1001 7,9
31 2477 0111 1110 2180 1000 1100 11,9
32 2483 0111 1110 2200 1001 0001 11,3
33 2484 0111 1110 2240 1001 0101 9,8
34 2488 0111 1110 2250 1001 1000 9,5
35 2493 0111 1111 2260 1001 1010 9,3
36 2494 0111 1111 2270 1001 1100 8,9
37 2502 0111 1111 2280 1001 1100 8,8
38 2512 1000 0000 2300 1001 1100 8,4
39 2514 1000 0000 2310 1001 1101 8,1
40 3049 1001 1011 2320 1001 1101 23
Dengan metode pengamatan yang digunakan yaitu saat LED menyala berarti
“0” dan saat LED padam berarti “1”. Berdasarkan tabel perbandingan keluaran ADC
hasil perancangan dan pengamatan dapat dicari nilai kesalahan ( ) dengan rumus
sebagai berikut :
% error = {(Vperancangan– Vrata3rata pengamatan)/Vperancangan} x 100 %
Dari tabel 4.2 juga dpat dilihat bahwa ADC yang terpasang pada rangkaian, antara
hasil perancangan dan hasil pengamatan terdapat banyak perbedaan data yang
dihasilkan sehingga menyebabkan terjadinya nilai kesalahan ( ) yang sangat
mencolok. Untuk nilai kesalahan ( ), nilai terkecil adalah 0,3 % sedangkan
nilai terbesar mencapai 380 %. Kesalahan yang terbesar dapat terjadi karena
potensiometer yang berfungsi sebagai sensor tidak mampu mendeteksi adanya
perubahan beban terutama untuk beban yang beratnya kecil karena kurang sensitifnya
potensiometer tersebut, sehingga potensiometer yang digunakan sebagai sensor tidak
mampu mengubah tegangan sesuai dengan resolusi yang dimiliki oleh ADC 0804
Hasil yang didapatkan pada keluaran ADC yang diperoleh dengan cara pengamatan
dan dengan cara penghitungan secara teoritis terdapat banyak perbedaan karena pada
saat penghitungan secara teori banyak menggunakan sistem pembulatan angka dari
hasil yang didapatkan untuk lebih mempermudah dalam proses perhitungan.
(6;
"
9
1 4
!"
4
#
!
1:
Setelah melakukan pengamatan pada ADC maka dilanjutkan dengan
pengamatan keluaran pada IC EPROM yang digunakan pada rangkaian. Metode
pengamatan pada IC EPROM menggunakan cara yang sama seperti yang dilakukan
saat penulis melakukan pengamatan pada ADC yaitu dengan menggunakan LED yang
terpasang seperti pada gambar 4.1. Pada saat melakukan pengamatan, EPROM yang
digunakan tidak dapat bekerja sehingga tidak ada data yang dihasilkan dari
pengamatan tersebut. Hal ini kemungkinan dapat terjadi karena IC EPROM yang
digunakan mengalami kerusakan pada saat akan dilakukan proses pengisian data
kembali. Karena sebelumnya IC tersebut sudah diberi masukan data seperti yang
ditunjukkan pada tabel 4 pada bagian lampiran 1. Data yang dihasilkan dari keluaran
EPROM yang ditunjukkan pada tabel pada lampiran merupakan data yang dihasilkan
dengan masukan EPROM seperti yang ditunjukkan pada tabel 5 pada lampiran 1.
Data keluaran pada IC EPROM yang didapatkan pada saat pengamatan
apabila dibandingkan dengan data pada waktu perancangan seperti yang ditunjukkan
pada tabel 3.5, pada saat dalam keadaan tanpa beban atau saat beban telah diberikan
terdapat beberapa kesamaan dengan hasil perancangan. Misalnya saat dalam keadaan
tanpa beban data yang diharapkan pada EPROM adalah 0000 0000 dan keluaran yang
terdapat perbedaan antara data yang diharapkan pada saat perancangan dengan data
yang terjadi setelah dilakukan pengamatan. Hal ini dimungkinkan dapat terjadi karena
pengaruh dari keluaran ADC yang tidak sempurna sehingga memicu masukan pada
IC EPROM sehingga EPROM tidak dapat bekerja dengan baik disamping Karena
pengaruh sensor yang digunakan pada rangkaian yang tidak bisa memicu ADC
dengan sempurna.
Karena hasil keluaran pada EPROM tidak sesuai dengan data pada saat
perancangan selanjutnya penulis mencoba untuk melakukan proses mengganti data
masukkan pada EPROM dengan data3data keluaran yang dihasilkan oleh ADC pada
saat melakukan pengamatan seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.2. Tetapi pada saat
melakukan proses pengisian, IC EPROM yang digunakan mengalami kerusakan
sehingga pada akhirnya hasil keluaran dari EPROM tersebut tidak ada, sehingga
,
'6&
Berdasarkan alat yang sudah dibuat dan hasil pengukuran maka dapat
disimpulkan bahwa alat tidak berhasil seperti yang diharapkan oleh penulis pada saat
perancangan.
'6)
Alat ini masih dapat dikembangkan dengan aplikasi dan fasilitas yang lain,
seperti pada bagian sensor dapat menggunakan sensor berat atau sensor yang lain
yang peka terhadap suatu perubahan dan menggunakan media tampilan yang lain,
misalnya LCD atau LED matriks. Selain itu untuk media penyimpan data sementara
+
Budiharto, Widodo dan Sigit Firmansyah. 2005.
" . Yogyakarta : Andy Offset.
Cooper, W.D. 1985.( ! ! ! . Jakarta :
Erlangga.
Ibrahim, K.F. 1996. #Yogyakarta : Andi Offset.
Malvino, Albert Paul dan Donald P. Leach. 1994. Prinsip3prinsip dan Penerapan Digital. Jakarta : Erlangga.
Roger, L.T. "2" " . Surabaya : Erlangga.
Sapiie, Soedjana dan Osamu Nishimo.1994. ! ! 2 ) ! 0 .
Jakarta : Erlangga.
Thomas, L.F. 1997. ,! . Prentice Hall International Inc.
Tokheim, Roger L. 2003. " "" . Mc Graw
Pada lampiran ini, Penulis mencoba menunjukkan data3data yang didapatkan
pada saat melakukan perancangan awal, yaitu dengan menggunakan sensor berupa
potesiometer geser 10 k Ohm.
Data – data tersebut ditampilkan dalam beberapa tabel berikut ini :
4 & : Tabel perubahan berat beban dengan perubahan resistansi pada potensiometer pada semua percobaan
5!4
I II III IV V
No Berat (ons) Resistansi (K ohm) Resistansi (K ohm) Resistansi (K ohm) Resistansi (K ohm) Resistansi (K ohm) Rata3rata Resistansi (K ohm)
1 1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,010
2 2 0,02 0,01 0,01 0,02 0,02 0,016
3 3 0,02 0,02 0,02 0,03 0,02 0,022
4 4 0,03 0,04 0,04 0,04 0,03 0,036
5 5 0,04 0,04 0,04 0,05 0,04 0,042
6 6 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,050
7 7 0,06 0,07 0,06 0,06 0,06 0,062
8 8 0,07 0,07 0,06 0,07 0,07 0,068
9 9 0,08 0,08 0,07 0,08 0,08 0,078
10 10 0,10 0,09 0,09 0,09 0,09 0,092
11 11 0,10 0,11 0,09 0,10 0,10 0,10
12 12 0,10 0,11 0,10 0,11 0,11 0,106
13 13 0,12 0,12 0,11 0,11 0,12 0,116
14 14 0,12 0,13 0,13 0,13 0,14 0,13
15 15 0,13 0,15 0,15 0,15 0,15 0,146
16 16 0,15 0,16 0,16 0,16 0,17 0,16
17 17 0,20 0,18 0,18 0,18 0,19 0,186
18 18 0,22 0,20 0,21 0,20 0,20 0,206
19 19 0,24 0,22 0,23 0,22 0,23 0,228
20 20 0,33 0,25 0,25 0,30 0,25 0,275
21 21 0,40 0,36 0,36 0,41 0,40 0,386
22 22 0,47 0,46 0,43 0,48 0,55 0,478
23 23 0,52 0,56 0,54 0,53 0,55 0,54
24 24 0,62 0,65 0,60 0,64 0,73 0,648
25 25 0,71 0,76 0,73 0,73 0,76 0,738
26 26 0,82 0,96 0,79 0,80 0,86 0,846
27 27 0,93 0,98 0,91 0,88 0,93 0,926
28 28 0,97 1,05 0,96 1,02 1,09 1,018
29 29 1,11 1,18 1,07 1,08 1,10 1,108
Tabel 1. &! /: Tabel perubahan berat beban dengan perubahan resistansi pada
potensiometer pada semua percobaan
5!4
I II III IV V
No Berat (ons) Resistansi (K ohm) Resistansi (K ohm) Resistansi (K ohm) Resistansi (K ohm) Resistansi (K ohm) Rata3rata Resistansi (K ohm
31 31 1,27 1,35 1,25 1,28 1,31 1,292
32 32 1,42 1,48 1,34 1,36 1,41 1,402
33 33 1,51 1,55 1,42 1,42 1,52 1,484
34 34 1,63 1,65 1,54 1,55 1,60 1,594
35 35 1,66 1,73 1,62 1,62 1,74 1,674
36 36 1,78 1,89 1,72 1,70 1,76 1,77
37 37 1,84 1,93 1,80 1,82 1,90 1,858
38 38 1,95 2,05 1,95 1,93 1,98 1,972
39 39 2,03 2,10 2,01 2,05 2,02 2,042
40 40 2,13 2,21 2,09 2,12 2,09 2,128
4 ): Tabel Tegangan Keluaran dari Sensor Potensiometer
5!4
I II III IV V
No Berat (ons) Vo (milivolt) Vo (milivolt) Vo (milivolt) Vo (milivolt) Vo (milivolt) Rata3rata Vo (milivolt)
1 1 90 80 80 80 70 80
2 2 130 130 130 120 110 124
3 3 160 160 170 160 160 162
4 4 180 190 220 200 190 196
5 5 230 240 240 230 220 232
6 6 270 270 290 280 260 274
7 7 280 310 320 320 290 304
8 8 340 340 360 350 320 342
9 9 380 370 390 380 370 378
10 10 420 410 420 410 400 412
11 11 460 410 460 450 440 444
12 12 510 500 500 490 480 496
13 13 540 540 550 530 530 538
14 14 590 590 600 590 570 588
15 15 640 670 650 630 650 648
16 16 710 740 710 710 710 716
17 17 760 800 800 800 760 784
18 18 850 980 870 870 900 894
Tabel 2. &! /: Tabel Tegangan Keluaran dari Sensor Potensiometer
5!4
I II III IV V
No Berat (ons) Vo (milivolt) Vo (milivolt) Vo (milivolt) Vo (milivolt) Vo (milivolt) Rata3rata Vo (milivolt)
20 20 1310 1390 1330 1350 1180 1312
21 21 1520 1570 1530 1540 1480 1528
22 22 1630 1700 1630 1630 1610 1640
23 23 1750 1880 1770 1840 1760 1800
24 24 1890 1980 1880 1920 1830 1900
25 25 2010 2100 2020 2030 1980 2028
26 26 2090 2180 2110 2130 2000 2102
27 27 2230 2270 2200 2240 2100 2208
28 28 2320 2350 2300 2350 2200 2304
29 29 2410 2450 2400 2450 2260 2394
30 30 2450 2540 2460 2510 2360 2464
31 31 2540 2610 2520 2580 2450 2540
32 32 2610 2660 2620 2640 2500 2606
33 33 2660 2710 2670 2690 2540 2654
34 34 2720 2760 2700 2750 2600 2706
35 35 2760 2820 2780 2790 2650 2760
36 36 2810 2880 2820 2820 2710 2808
37 37 2840 2900 2850 2880 2750 2844
38 38 2870 2940 2870 2900 2770 2870
39 39 2890 2980 2920 2910 2770 2894
40 40 2900 3000 2940 2970 2790 2920
4 ;: Tabel konversi beban tegangan "! ADC menjadi ! "! ADC untuk nilai rata3rata Berat (ons) Vi (mV) Rata3rata Vo ADC
1 80 0000 0100
2 124 0000 0110
3 162 0000 1000
4 196 0000 1010
5 232 0000 1011
6 274 0000 1101
7 304 0000 1111
8 342 0001 0001
9 378 0001 0011
Tabel 3. &! /: Tabel konversi beban tegangan "! ADC menjadi ! "! ADC
untuk nilai rata3rata
Berat (ons)
Vi (mV) Rata3rata
Vo ADC
11 444 0001 0110
12 496 0001 1001
13 538 0001 1011
14 588 0001 1110
15 648 0010 0001
16 716 0010 0100
17 784 0010 1000
18 894 0010 1101
19 1188 0011 1100
20 1312 0100 0010
21 1528 0100 1011
22 1640 0101 0011
23 1800 0101 1011
24 1900 0110 0000
25 2028 0110 0111
26 2102 0110 1011
27 2208 0111 0000
28 2304 0111 0101
29 2394 0111 1010
30 2464 0111 1101
31 2540 1000 0001
32 2606 1000 0101
33 2654 1000 0111
34 2706 1000 1010
35 2760 1000 1100
36 2808 1000 1111
37 2844 1001 0001
38 2870 1001 0010
39 2894 1001 0011
40 2920 1001 0100
4 (: Alamat dan Data EPROM
9! 1:
. < ' ( ; ) & %
0 0 0 0 0 0 0 0 0
s.d.
0 0 0 0 0 0 1 0
0000 0000
1 0 0 0 0 0 0 1 1
s.d.
0 0 0 0 0 1 0 0
Tabel 4 ( &! 5): Alamat dan Data EPROM
9! 1:
. < ' ( ; ) & %
2 0 0 0 0 0 1 0 1
s.d.
0 0 0 0 0 1 1 0
0000 0010
3 0 0 0 0 0 1 1 1
s.d.
0 0 0 0 1 0 0 0
0000 0011
4 0 0 0 0 1 0 0 1
s.d.
0 0 0 0 1 0 1 0
0000 0100
5 0 0 0 0 1 0 1 1
s.d.
0 0 0 0 1 1 0 0
0000 0101
6 0 0 0 0 1 1 0 1
s.d.
0 0 0 0 1 1 1 0
0000 0110
7 0 0 0 0 1 1 1 1
s.d.
0 0 0 1 0 0 0 0
0000 0111
8 0 0 0 1 0 0 0 1
s.d.
0 0 0 1 0 0 1 0
0000 1000
9 0 0 0 1 0 0 1 1 0000 1001
10 0 0 0 1 0 1 0 0
s.d.
0 0 0 1 0 1 0 1
0001 0000
11 0 0 0 1 0 1 1 0
s.d.
0 0 0 1 0 1 1 1
0001 0001
12 0 0 0 1 1 0 0 0
s.d.
0 0 0 1 1 0 1 0
0001 0010
13 0 0 0 1 1 0 1 1
s.d.
0 0 0 1 1 1 0 0
0001 0011
14 0 0 0 1 1 1 0 1
s.d.
0 0 0 1 1 1 1 0
0001 0100
15 0 0 1 0 1 1 1 1
s.d.
0 0 1 0 0 0 1 0
0001 0101
16 0 0 1 0 0 0 1 1
s.d.
0 0 1 0 0 1 0 1
Tabel 4 ( &! 6): Alamat dan Data EPROM
9! 1:
. < ' ( ; ) & %
17 0 0 1 0 0 1 1 0
s.d.
0 0 1 0 1 0 0 0
0001 0111
18 0 0 1 0 1 0 0 1
s.d.
0 0 1 0 1 1 0 0
0001 1000
19 0 0 1 0 1 1 0 1
s.d.
0 0 1 1 1 0 1 1
0001 1001
20 0 0 1 1 1 1 0 0
s.d.
0 1 0 0 0 1 1 0
0010 0000
21 0 1 0 0 0 0 0 1
s.d.
0 1 0 1 0 0 0 0
0010 0001
22 0 1 0 1 0 0 0 1
s.d.
0 1 0 1 0 1 1 0
0010 0010
23 0 1 0 1 0 1 1 1
s.d.
0 1 0 1 1 1 1 1
0010 0011
24 0 1 1 0 0 0 0 0
s.d.
0 1 1 0 0 1 0 1
0010 0100
25 0 1 1 0 0 1 1 0
s.d.
0 1 1 0 1 0 1 1
0010 0101
26 0 1 1 0 1 1 0 0
s.d.
0 1 1 0 1 1 1 1
0010 0110
27 0 1 1 1 0 0 0 0
s.d.
0 1 1 1 0 0 1 1
0010 0111
28 0 1 1 1 0 1 0 0
s.d.
0 1 1 1 0 1 1 1
0010 1000
29 0 1 1 1 1 0 0 0
s.d.
0 1 1 1 1 1 0 1
0010 1001
30 0 1 1 1 1 1 1 0
s.d.
1 0 0 0 0 0 0 1
Tabel 4 ( &! 7): Alamat dan Data EPROM
9! 1:
. < ' ( ; ) & %
31 1 0 0 0 0 0 1 0
s.d.
1 0 0 0 0 1 0 1
0011 0001
32 1 0 0 0 0 1 1 0
s.d.
1 0 0 0 0 1 1 1
0011 0010
33 1 0 0 0 1 0 0 0
s.d.
1 0 0 0 1 0 1 0
0011 0011
34 1 0 0 0 1 0 1 0
s.d.
1 0 0 0 1 1 0 0
0011 0100
35 1 0 0 0 1 1 0 1
s.d.
1 0 0 0 1 1 1 1
0011 0101
36 1 0 0 1 0 0 0 0
s.d.
1 0 0 1 0 0 1 0
0011 0110
37 1 0 0 1 0 0 1 1 0011 0111
38 1 0 0 1 0 1 0 0
s.d.
1 0 0 1 0 1 1 0
0011 1000
39 1 0 0 1 0 1 1 1
s.d.
1 0 0 1 1 0 0 0
0011 1001
40 1 0 0 1 1 0 0 1
s.d.
1 1 1 1 1 1 1 1
0100 0000
4 ': Tabel perbandingan antara keluaran ADC dan keluaran EPROM
Output ADC Output EPROM
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0
0000 0000 0000 0000
0000 0000 0000 0000
0000 0000 0000 0000
0000 0010 0000 0000
0000 0011 0000 0000
0000 0011 0000 0000
0000 0011 0000 0000
Tabel 5 ( &! ): Tabel perbandingan antara keluaran ADC dan keluaran EPROM
Output ADC Output EPROM
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0
0000 0110 0000 0001
0000 0011 0000 0001
0001 0001 0000 0001
0001 0010 0001 1001
0001 0101 0001 1001
0010 0111 0000 0001
0010 1011 0000 0001
0011 0110 0000 0000
0100 0011 0000 0001
0101 0010 0001 1000
0101 0101 0000 0000
0101 1010 0001 1001
0110 0010 0000 1001
0110 0101 0001 1001
0110 1101 0000 0000
0111 0001 1001 1011
0111 0100 1000 0001
0111 1110 0000 0000
0111 1111 0000 0000
1000 0101 1000 0001
1000 0110 1000 0001
1000 1001 0000 0000
1000 1100 1001 1001
1001 0001 1001 1001
1001 0101 0000 0000
1001 1000 1001 0001
1001 1010 1001 1001
1001 1100 1000 0001
1001 1100 1001 0001
1001 1100 1001 1000
1001 1101 1001 1000
