MAKALAH
MAKALAH
SENSOR
SENSOR
L O
L O
A D C E
A D C E
L L
L L
Disusun oleh:
Disusun oleh:
MUTAWAKKAMUTAWAKKAL L ZAINUDDINZAINUDDIN
D41115003
D41115003
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HASANUDDIN UNIVERSITAS HASANUDDIN GOWA GOWA 2017 2017
KATA PENGANTAR
Tiada kata yang layak kami ucapkan selain puji syukur atas kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas dalam bentuk makalah yang berjudul “Sensor Load Cell ”. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada Dosen Mata Kuliah Sistem Instrumentasi Elektronika yang telah memberikan motivasi dan inspirasi sehingga kami dapat menyelesaikan tugas makalah ini.
Sebagai penulis, Kami menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam pembuatan makalah ini. Untuk itu, Kami mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi mengembangkan dan menyempurnakan isi makalah ini di masa yang akan datang.
Demikianlah yang dapat kami sampaikan, akhir kata kami ucapkan terima kasih.
Gowa, 11 Oktober 2017
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada dunia industri dan keteknikan tidak akan lepas dari pengukuran dan pengujian berat dan massa. Alat pengukur massa tersebut selalu menggunakan sensor. Kebutuhan sensor pada sistem uji akan terus meningkat dan semakin rumit sejalan dengan kemajuan teknologi pengujian dan semakin bertambahnya jenis uji yang dibutuhkan industri. Jenis sensor yang sering dibutuhkan dalam pengujian diantaranya adalah sensor gaya (load cell).
Load cell adalah sebuah sensor gaya yang banyak digunakan dalam industri yang memerlukan peralatan untuk mengukur berat. Secara umum, load cell dan sensor gaya berisi pegas (spring) logam mekanik dengan mengaplikasikan beberapa foil metal strain gauge (SG). Load cell dalam aplikasinya selalu disesuaikan dengan kondisi dan keadaan di lapangan, dengan demikian kita selalu dituntut untuk melakukan inovasi mengenai perkembangan dari load cell tersebut
Keberadaan load cell sudah sangat mudah ditemukan di pasaran. Oleh karena itu, penulis merasa tertarik untuk membahas tentan g Load Cell
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan Latar Belakang yang telah dipaparkan, maka rumusan masalah makalah ini sebagai berikut.
1. Bagaimana prinsip kerja dari sensor Load Cell ? 2. Apa saja karakteristik dari s ensor Load Cell ? 3. Bagaimana pengaplikasian sensor Load Cell ?
1.3 Manfaat
1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja sensor Load Cell 2. Mahasiswa dapat mengetahui karakteristik sensor Load Cell
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Prinsip Kerja sensor Load Cell
Sensor load cell merupakan sensor yang dirancang untuk mendeteksi tekanan atau berat sebuah beban, sensor load cell umumnya digunakan sebagai komponen utama pada sistem timbangan digital dan dapat diaplikasikan pada jembatan timbangan yang berfungsi untuk menimbang berat dari truk pengangkut bahan baku, pengukuran yang dilakukan oleh Load Cell menggunakan prinsip tekanan.
Selama proses penimbangan akan mengakibatkan reaksi terhadap elemen logam pada load cell yang mengakibatkan gaya secara elastis. Gaya yang ditimbulkan oleh regangan ini dikonversikan kedalam sinyal elektrik oleh strain gauge (pengukur regangan) yang terpasang pada load cell. Prinsip kerja load cell berdasarkan rangkaian Jembatan Wheatstone dapat
dilihat pada gambar 1.1
Gambar 1.1 Rangkaian Jembatan Wheatstone tanpa beban
Pada gambar 1.1 nilai R = 350 O, arus yang mengalir pada R1 dan R3 = arus yang mengalir di R2 dan R4, hal ini dikarenakan nilai semua resistor sama dan tidak ada perbedaan tegangan antara titik 1 dan 2, oleh karena itu rangkaian ini dikatakan seimbang.
Gambar 1.2 Rangkaian Jembatan Wheatstone dengan beban
Jika rangkaian jembatan Wheatstone diberi beban, maka nilai R pada rangkaian akan berubah, nilai R1 = R4 dan R2 = R3. Sehingga membuat sensor load cell tidak dalam kondisi yang seimbang dan membuat beda potensial. Beda potensial inilah ynag menjadi outputnya. Untuk menghitung Vout atau A seperti pada gambar, maka rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :
Secara teori, prinsip kerja load cell berdasarkan pada jembatan Wheatstone dimana saat load cell diberi beban terjadi perubahan pada nilai resistansi, nilai resistansi R1 dan R3 akan turun sedangkan nilai resistansi R2 dan R4 akan naik. Ketika posisi setimbang, Vout load cell = 0 volt, namun ketika nilai resistansi R1 dan R3 naik maka akan terjadi perubahan Vout pada load cell . Pada load cell output data (+) dipengaruhi oleh perubahan resistansi pada R1, sedangkan output (-) dipengaruhi oleh perubahan resistansi R3.
2.2 Karakteristik sensor Load Cell
2.3 Aplikasi sensor Load Cell
Aplikasi dari sensor Load Cell adalah sistem pengukuran sederhana yaitu timbangan digital. Sistem pengukuran massa benda ini menggunakan sensor load cell, modul HX711 dan Labview sebagai penampil. Berikut ini adalah perangkat keras dari sis tem:
Sensor yang digunakan adalah load cell 2 kg dan sebagai penguat dari keluaran sensor load cell digunakan modul HX711 yang merupakan modul penguat tegangan dan ADC (Analog to Digital Converter). Sebagai pengolah data, digunakan Arduino dan untuk menampilkan informasi nilai pengukuran digunakan LabView. Berikut ini adalah block diagram sistem:
Penjelasan dari tiap block adalah sbb:
1. Load cell yang merupakan sensor transduser berat dapat merubah tekanan (force) menjadi sinyal listrik. Terdapat tiga cara load cell mengubah nilai tekanan(force) yang diterima menjadi nilai pengukuran, yaitu hidraulic load cell, pneumatic load cell dan strain gauge load cell. Pada sistem timbangan digital ini digunakan strain gauge load cell. Keluaran dari sensor ini berupa tegangan dalam orde mV yang terbaca terhadap perubahan nilai resistansi yang merepretasikan berat benda.
2. Modul HX711 adalah modul yang memudahkan kita membaca load cell dalam pengukuran berat. Modul ini berfungsi untuk menguatkan sinyal keluaran dari sensor dan mengonversi data analog menjadi data digital. Dengan menghubungkannya ke mikrokontroler, kita dapat membaca perubahan resistansi dari load cell. Setelah proses kalibrasi kita akan memperoleh pengukuran berat dengan keakuratan yang
tinggi.
3. Arduino sebagai pengolah data akan membaca data output dari modul HX711. Karena output dari modul HX711 sudah dalam bentuk gram ini menyebabkan beban kerja arduino cukup ringan. Hasil pembacaan tadi selanjutnya dibulatkan dengan ketelitian 0,5 dan dikirim ke Labview.
4. Labview akan menerima data dari arduino dan akan menampilkan data tersebut pada monitor PC.
Si kecil modul HX711 ini menawarkan banyak kemudahan. Modul ini memiliki 3 nilai penguatan, yaitu gain 32, 64 dan 128. Namun untuk timbangan digital ini digunakan gain sebesar 128 yaitu dengan menghubungkan output sensor pada channel A modul. Modul ini menggunakan interface “two wire” yaitu clock dan data untuk berkomunikasi. Untuk memudahkan pembacaan data dari HX711, telah disediakan pula library yang dapat digunakan. Adapun kelebihan lainnya dari modul HX711 ini adalah struktur sederhana, mudah dalam penggunaan, hasil yang stabil dan reliable, memiliki sensitifitas tinggi, dan mampu mengukur perubahan dengan cepat.
Untuk interface, anda bisa saja memilih untuk menggunakan LCD yang dirakit satu paket dengan hardware timbangan digital. Namun pada sistem ini, saya menggunakan LabView untuk menampilkan hasil pengukuran sistem. Berikut ini adalah interface dari timbangan digital menggunakan labview:
BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN
1. Sensor load cell merupakan sensor yang dirancang untuk mendeteksi tekanan atau berat sebuah beban dimana selama proses penimbangan akan mengakibatkan reaksi terhadap elemen logam pada load cell yang mengakibatkan gaya secara elastis. Prinsip kerja dari Load Cell bekerja berdasarkan rankaian jembatan Wheatstone.
2. Karakteristik dari sensor Load Cell terbagi menjadi 2 yaitu : mekanik dan elektrik.
3. Salah satu pengaplikasian sensor Load Cell adalah pada timbangan digital yang dirangkai dengan modul HX711 dan arduino.
3.2 SARAN
Saran yang kami sampaikan adalah agar pembaca dapat menjadikan makalah ini sebagai acuan untuk pembahasan wawasan ilmu di bidang Elektronika. Untuk itu kami sangat mengharapkan adanya pengembangan atas pembuatan makalah ini.
DAFTAR PUSTAKA
Alexander, R.F. 2013 . Aplikasi Sensor Berat Load Cell Pada Alat Pengering Herbal http://load-cell.com/2012/06/cara-kerja-load-cell-timbangan.html
http://sharingnode.blogspot.co.id/2016/01/timbangan-digital-menggunakan-sensor.html www.lapantech.com“Load-133”cell.2013
