Laporan Praktikum Fisika Modern EFEK HAL

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA MODERN

JUDUL PRAKTIKUM

EFEK HALL

OLEH:

NAMA

: THATHIT SUPRAYOGI

NIM

: 130322615513

OFFERING

: N-2

KELOMPOK

: 11

HARI/TANGGAL : 9 SEPTEMBER 2015

PEMBIMBING

: Dr. HARI WISODO, M. Si

LABORATORIUM FISIKA MODERN

JURUSAN FISIKA FMIPA

(2)

PERCOBAAN 5

EKSPERIMEN EFEK HALL

A. TUJUAN

1. Menentukan jenis pembawa muatan yang mengalir dalam penghantar. 2. Menetukan konstanta Hall pada penghantar.

3. Menentukan besarnya konduktivitas penghantar. B. DASAR TEORI

a) Pembawa Muatan dalam Logam dalam Pengaruh Medan Listrik Konduksi listrik dalam logam memenuhi hubungan

IR

V  ………(1)

dimana V adalah beda potensial, I adalah arus, dan R adalah resistansi batan logam. Jika batang tersebut mempunyai panjang  dan luas penampan A, maka

A I J  ,



V

E  dan

A

R  ………(2)

dimana J adalah rapat arus, E adalah medan listrik, dan  adaIah resistivitas listrik. Konduktivitas listrik dapat dirumuskan sebagai berikut:



  1 ………(3)

Substitusi persamaan (2) dan (3) ke dalam ( 1 ) menghasilkan

E

J  ………(4)

Persamaan terakhir sering disebut sebagai hukum Ohm, dan tampaklah bahwa arah arus searah medan. Jika dalam proses konduksi tersebut pembawa muatannya memiliki konsentrasi N, muatan Q dan kecepatan alir v, maka rapat arus dapat pula dinyatakan sebagai

v Q N

J  ………(5)

b) Efek Hall

Perhatikanlah batang logam berikut. Jika dalam batang logam, selain dialirkan arus

Iy, juga di lewatkan medan magnet homogen Bz yang tegak lurus dengan arah arus, maka akan dihasilkan beda tegangan, yaitu tegangan Hall, VH, antara dua sisi keping yang berlawanan dalam arah sumbu-X.

Gambar 1 Prinsip Eksperimen Efek Hall

(3)

Z y

L Q v B

F  ………(6)

Gaya Lorentz ini mengakibatkan terjadiya pembelokan gerak muatan ke arah salah satu sisi keping dalam sumbu-X. Dalam waktu bersamaan, tentulah, salah satu sisi keping yang lain yang berlawanan akan kekurangan muatan sehingga terjadilah tegangan Hall seperti tersebut di atas.

Tegangan Hall menyebabkan terjadinya medan Hall, E_H, yang selanjutnya gaya

Coulomb yang ditimbulkannya, F_C Q E_H, berlawanan arah dengan gaya Lorentz.

Hubungan tegangan Hall (VH), medan Hall (E_H) dan gaya Coulomb (FC) memenuhi



H H

V

E  dan F_C Q E_H………(7)

Bertambahnya jumlah pembawa muatan yang dibelokkan ke salah satu sisi keping, maka medan Hall-pun bertambah besar sehingga gaya Coulomb juga makin besar. Akhimya, pada keadaan setimbang gaya Coulomb bisa mengimbangi gaya Lorentz sehingga aliran pembawa muatan kembali lurus.

Pada keadaan setimbang berlaku FL=FC sehingga berdasarkan persamaan (6) dan (7) dapatlah diperoleh

Z X

H v B

V  ………(8)

Dengan persamaan (2) dan (5) untuk menggantikan ungkapan vx pada persamaan (8); maka diperoleh

Z y

H I B

NQA

V   ………(9)

Dalam gambar di atas luas penampang A=d. sehingga persamaan (9) menjadi

Z y

H I B

NQd

V  1 ………(10)

Karena NQd konstan, maka VHberbanding lurus dengan Iy dan Bz. Tetapan kesebandingan

NQ 1

sering disebut sebagai konstanta Hall

NQ

R_H  1 ………(11)

Secara eksperimen dapat diperoleh harga RH, yaitu bagian gradien grafik VH terhadap Iy atau VH terhadap Bz. Sedangkan tanda RH bergantung pada jenis pembawa muatan dalam proses konduksi. RH bertanda positip jika jenis pembawa muatannya positip, dan RH bertanda negatip jika jenis pembawa muatannya juga negatip.

c) Konduktivitas dan Mobilitas Pembawa Muatan

(4)

x x

I A V

l



 ………(12)

Dalam gambar di atas luas penampang A=d· sehingga persamaan (12) menjadi

x x

I d V

1



 ………(13)

Mobilitas pembawa muatan didefinisikan sebagai perbandingan antara, kecepatan alir dan medan luar. Berdasarkan gambar set efek Hall di atas, maka mobilitas memenuhi

x x

E v



 ………(14)

Berdasarkan persamaan (5), maka ungkapan rapat arus dalam mobilitas memenuhi

x

x NQ E

NQv

J    ………(15)

Jika persamaan (15) dibandingkan dengan persamaan (4), maka didapatkan ungkapan mobilitas pembawa muatan

 

NQ

1

 ………(16)

Sesuai dengan persamaan (11) maka persamaan (16) menjadi 

R_H ………(17)

C. ALAT DAN BAHAN Alat dan Bahan

1) Aparatus efek Hall

Ukuran : 13 x 16 x 0,2 cm3 Berat : 0,4 kg.

1. Keping konduktor perak (Ag) atau wolfram (W) dengan tebal 5.10-5 m.

2. Soket untuk arus transversal Iy. Arus ini maksimal 15 A.

3. Sepasang soket untuk mengukur potensial Hall ( 10-6_{V) dan tanda polaritasoya.}

4. Potensiometer 5 ohm untuk pengaturan titik nol.

5. Batang standard sebagai penyangga aparatus efek Hall di antara kedua kutub elektromagnet.

(5)

2) Mikrovoltmeter

Daya ukur : tegangan DC 100 nV s/d 20 V dengan display digital.

1. Sepasang soket input 4 mm, tegangan maks ± 20 V, resistansi input 1 M untuk range 20 V dan 100 k untuk range lain.

2. Saklar seleksi penguatan (gain) x l s/d xl05_{. Gain 10}5_{bersesuaian dengan} pengukuran dalam range 10-5_V.

3. Saklar selektor fungsi V, Reset dan Vs. Dalam eksnerimen efek Hall ini yang diperlukan hanya saklar V (untuk pengukuran voltase Hall).

4. Sepasang soket output analog 4 mm, tegangan maks ± 20 V.resistansi input 100 . 5. Indikator untuk pengukuran V atau Vs, yang bersesuaian dengan (3).

6. Display digital 3½-digit dengan order 100_{s/d 10}-5_{. Jika display menunjukkan nilai ±} 1999 berarti jangkauan ukur mikrovoltmeter tidak mampu lagi. Segeralah memutar saklar seleksi gain (2) ke arah yang lebih kecil (berlawanan arah jarum jam). Meskipun pada alat menunjuk lebih kecil, misanya 105 menjadi 103, tetapi sesungguhnya menunjukkan nilai ukur yang lebih besar, yaitu 10-5 menjadi 10-3 V. 7. Potensiometer offset.

8. Seting nol.

3) Sumber tegangan DC (variabel transformer tegangan rendah) 2 V, 20 A untuk mensuplay arus teransversal IY dan tegangar jatuh VY. Aparatus efek Hall memerlukan arus transversal maksimal 15 A.

4) Ampermeter DC 30 A untuk mengukur arus teransversal IY.

5) Sepasang elektromagnet inti-U, yang masing-masing 250 lilitan, untuk membangkitkan medan ma.gnet homogen pada aparatus efek Hall.

6) Sumber tegangan DC (variabel power supplay tegangan rendah) 20 V, l0A untuk mensuplay arus coil IB. Aparatus efek Hall memerlukan arus coil maksimal 5 A.

7) Ampermeter (6 A AC dan 10 A DC) untuk mengukur arus coil IB.

8) Teslameter dengan probe tangensial untuk mengukur medan magnet. 9) Voltmeter DC 30 V untuk mengukur output analog.

(6)

2. Skema Eksperimen

Gambar 4 Disain Eksperimen Efek Hall

D. METODE

1. Menentukan jenis pembawa muatan yang mengalir dalam penghantar. 2. Menentukan konstanta Hall pada penghantar.

Untuk tujuan 1 dan 2 dengan fluks magnet tetap: Potensial Hall sebagai fungsi arus transversal

a) variabel bebas : arus transversal sampel Ix b) variabel terikat : tegangan Hall VH

c) Variabel kontrol : medan magnet BZ 3. Menentukan besarnya konduktivitas penghantar.

(7)

(8)

F. ANALISIS

a) Data Pengamatan Tabel 1

Ix (A) Bz(T) VH (V) 2 0.053 -0.000112 4 0.053 -0.000219 6 0.053 -0.000334 8 0.053 -0.000444 10 0.053 -0.000559 12 0.053 -0.000674 14 0.053 -0.000794 16 0.053 -0.000917 18 0.053 -0.001052 20 0.053 -0.001183

Sesuai dengan persamaan H _z _x

H B I

d R

V 

    

 dengan pemodelan persamaan linier yabx

sehingga VH sebagai y , Bz Ixsebagai x, dan gradient garis/slope (b) adalah 

    

d R_H

dengan a=0

adalah intercept.

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

-0.0012 -0.0010 -0.0008 -0.0006 -0.0004 -0.0002 0.0000

Equation y = a + b*x Adj. R-Square 0.99865

Value Standard Error a Intercept 2.28667E-5 8.99882E-6

b Slope -1.11778E-3 1.3682E-5

Grafik hubungan antara V

_H

vs B

_Z

I

_X

V H

(vo

lt

)

V_H

Fitting linier

(9)

Ralat untuk gradient/slope

dengan ralat 0.893%

2) Menentukan jenis pembawa muatan

Dengan mengetahui bahwa nilai konstanta Hall berharga negatif maka jenis pembawa muatan yang ada pada keping konduktor Perak (Ag) adalah elektron dengan nilai muatan negatif.

b) Data Pengamatan Tabel 2

Sesuai dengan persamaan x Ix

(10)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

fitting linier

persamaan y = a + b*x

Adj. R-Square 0.99547

Value Standard Error

a Intercept 0.02 0.02256

b Slope 0.08091 0.00182

Grafik Hubungan Antara I

_x

vs V

_y 3) Menentukan konduktivitas ( )

(11)

m

dengan ralat 2,2249%

4) Menentukan mobilitas ()

Dengan nilai R_H 



5.6000.050



108m3 C dan  



2.470.06



105 m, maka nilai mobilitas sesuai dengan persamaan (17) didapat

(12)

G. PEMBAHASAN

Percobaan ini dilakukan dengan mengalirkan arus pada plat konduktor yang di uji yaitu keping perak (Ag) sehingga pada plat terjadi medan listrik. Plat di letakkan pada medan magnet yang arahnya ke sumbu z, maka akan terjadi gaya Lorentz. Arus akan mengalir pada sumbu x maka arah medan magnet ke sumbu z,maka gaya Lorentz akan tegak lurus dengan medan magnet. Pada saat plat tidak di beri medan magnet maka elektoron positif dan electron nengatif saling menyatuh, setelah medan magnet di berikan pada plat makan electron positf dan elektron negatif saling terpisah, sehingga terdapat beda potensial pada plat tersebut. Adanya beda

potensial yang terjadi itu maka terjadilah efek hall.

Metode efek hall dapat digunakan sebagai indikator arus yang berfungsi untuk menampilkan arus masuk dari modul surya ke baterai serta arus yang dari baterai ke beban. Sistem pembacaan arus menggunakan metode efek Hall dan diaplikasikan dalam sebuah sensor arus yang akan memberikan data berupa sinyal tegangan kepada mikrokontroler (Made & Sidopekso, 2011). Sehingga dengan menggunakan metode efek hall ini berguna sebagai indikator arus yang dapat dipasang pada sel surya.

Pada percobaan ini bertujuan untuk menentukan nilai konstanta hall dari keping perak (Ag)

didapatkan RH 5.6000.050108m3 C dengan ralat 0.893%, tanda negative menunjukkan bahwa pembawa muatan pada keping perak adalah elektron. Secara teoritis dapat dijelaskan dengan menggunakan model elektron bebas yaitu suatu model dengan mengabaikan interaksi ini terhadap elektron sehingga elektron dapat bergerak bebas diantara inti-inti di seluruh volume bahan asalkan tidak sampai keluar dari permukaan. Pengabaian interaksi terhadap elektron lemah. Elektron bebas yang dimiliki Ag hanya satu yaitu elektron valensinya.

Selain mendapatkan konstanta hall untuk perak, juga didapatkan nilai konduktivitas dan mobilitas dari perak yaitu konduktivitas dari keping konduktor perak (Ag) adalah



2.470.06



105 m 

 dengan ralat 2,2249% dan mobilitas keping konduktor perak (Ag) adalah 



1.380.03



102m2 Vsdengan ralat 2.59%.

H. TUGAS

1. Grafik hubungan antara VH dan Bz Ix sudah ada di analisis

Dari Grafik menetukan RH sudah ada di analisis didapat Nilai konstanta hall untuk perak

didapat R_H 



5.6000.050



108m3 C dengan ralat 0.893%

2. Dari tugas 2 tentukan jenis pembawa muatan yang terdapat pada konduktor perak (Ag) adalah elektron, hal ini dapat dilihat dari nilai konstanta Hall bernilai negative.

3. Grafik hubungan antara Ix dan Vx dan tentukan nilai konduktivitas dengan menggunakan persamaan 3 sudah ada di analisis, didapat nilai konduktivitas dari keping konduktor perak (Ag) adalah  



2.470.06



105 mdengan ralat 2,229%

4. Penurunan rumus  NQ

Dari persamaan (5) dan persamaan (14) yaitu

NQv

J  ………(5)

E v



(13)

Maka didapat persamaan (15) yaitu

E NQ

J   ………(15)

E

J  ………(4)

Jika persamaan (15) dan persamaan (4) disubtitusikan didapat



Terbukti







 

NQ E NQ E

 

5. Mobilitas pembawa muatan � berdasar data hasil pengukuran sudah ada di analisis, didapat nilai mobilitas keping konduktor perak (Ag) adalah



1.380.03



10 2m2 Vs

 

 dengan ralat 2.59%.

I. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan efek Hall yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut.

1. Nilai konstanta hall untuk perak didapat R_H 



5.6000.050



108m3 C dengan ralat 0.893%

2. Jenis pembawa muatan yang mengalir dalam penghantar perak adalah elektron, hal ini dapat dilihat dari nilai kontanta hall yang berharga negatif.

3. Dapat ditentukan nilai konduktivitas dan mobilitas dari konduktor perak adalah

a) konduktivitas dari keping konduktor perak (Ag) adalah  



2.470.06



105 m

dengan ralat 2,229%

b) mobilitas keping konduktor perak (Ag) adalah 



1.380.03



102m2 Vs dengan ralat 2.59%.

J. DAFTAR PUSTAKA

Made Astraa, I & Sidopekso, Satwiko. 2011. Studi rancang bangun Solar Charge Controller dengan indikator arus, tegangan dan suhuberbasis mikrokontroler ATMEGA 8535. Jurnal Fisika dan Aplikasinya, Vol. XI No.1 Mei 2011: Universitas Negeri Jakarta

(14)

Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya, Vol. XI No.1 Mei 2011

21

Studi rancang bangun Solar Charge Controller dengan indikator arus, tegangan dan suhu berbasis mikrokontroler ATMEGA 8535

I Made Astraa, Satwiko Sidopeksoa

a

Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Jakarta

Jl. Pemuda No. 10 Rawamangun, Jakarta Timur, 13220

Abstrak

Suatu pengendali pengisian energi dalam sistem modul surya merupakan hal mendasar yang sangat dibutuhkan, dimana alat tersebut mengatur pengisian dan pengeluaran dari sebuah baterai. Saat ini, charge controller sudah memiliki fitur yang dibutuhkan, yaitu pengendali distribusi arus dan tegangan pada baterai sehingga baterai terhindar dari over charging maupun discharging. Dalam penggunaannya, suatu indikator diperlukan dalam menampilkan sistem kerja charge controller, seperti arus, tegangan dan suhu. Penelitian ini dilakukan untuk membuat charge controller dengan indikator arus, tegangan dan suhu dengan berbasis mikrokontroller ATMEGA 8535. Setelah dilakukan pengujian alat, didapat data hasil berupa tegangan penggerak charge controller sebesar 14 V, tegangan ambang pengisian sebesar 13.3 V, tegangan penghubung beban sebesar 12.8 V serta tegangan pemutus beban sebesar 11.4 V. Mikrokontroler ATMEGA 8535 memiliki kemampuan Analog to Digital Converter dengan ketelitian 10 bit, sehingga didapat ketelian 0.024 V/bit untuk pembacaan tegangan dengan menggunakan rangkaian Thevenin, 0.048 A/bit untuk pembacaan arus dengan menggunakan sensor arus DCS-01 serta 0.488 oC/bit untuk pembacaan suhu modul dengan menggunakan sensor suhu LM35. Keseluruhan data tersebut ditampilkan dalam sebuah Liquid Crystal Display (LCD).

Kata kunci : charge controller, mikrokontroler, indikator

1. Pendahuluan

Energi listrik yang dihasilkan oleh modul surya tidak semuanya langsung digunakan pada peralatan elektronik tetapi sebagian tersimpan dalam sebuah baterai agar dapat digunakan ketika malam hari, baterai yang biasa

digunakan adalah Lead-Acid Battery (Accu), karenadapat

diisi ulang sehingga sangat efisien untuk digunakan pada sistem modul surya.

Untuk mencegah kerusakan baterai, dibutuhkan sebuah alat pengendali yang berfungsi untuk

menghentikan proses pengisian (charging) ketika baterai

sudah terisi penuh dan untuk mensuplay energi listrik ke

peralatan elektronik ketika dibutuhkan (dischaghing)

serta untuk memulai pengisian kembali ketika baterai hampir kosong. Alat tersebut dikenal dengan sebutan

charge controller. Di pasaran, charge controller sudah memiliki fitur tersebut tetapi masih memiliki kekurangan, yaitu tidak terdapatnya indikator dari energi listrik yang masuk dari modul surya serta yang disimpan ke dalam baterai sehingga keadaan baterai yang sesungguhnya tidak diketahui. Hal tersebut membentuk

sebuah gagasan untuk membuat solar charge controller

dengan indikator arus, tegangan dan suhu berbasis mikrokontroler ATmega 8535.

2. Kajian teori

2.1. Solar Charge Controller

Solar charge controller adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk mengatur arus searah yang diisi

ke baterai dan dikeluarkan dari baterai ke peralatan

elektronik. Fungsi utama dari solar charge controller

ialah untuk mempertahan keadaan baterai dengan mencegah terjadinya distribusi arus dan tegangan yang berlebihan pada baterai. Sistem pengaturan pengendalian menentukan efektivitas pengisian baterai, pemanfaatan keluaran modul surya juga kemampuan sistem ketika memberikan energi listrik ke peralatan elektronik.

Rangkaian Solar Charge Controller terdiri dari 2 jenis yaitu rangkaian seri dan paralel, perbedaan dari kedua rangkaian tersebut ialah letak komponen pemutus pada rangkaian dimana pada rangkaian seri komponen pemutus rangkaian disusun secara seri antara modul surya dan baterai, sedangkan pada rangkaian paralel komponen pemutus rangkaian disusun secara paralel sehingga mengizinkan terjadinya hubungan arus pendek pada modul surya.

Distribusi arus dan tegangan pada baterai memerlukan parameter titik tegangan maksimum dan minimum untuk mencegah kerusakan pada baterai akibat pengisian

berlebih dan pengeluaran berlebih. Charge controller

memiliki pengatur tegangan atau voltage regulator (VR)

(15)

22 Gambar 1. Kurva pengaturan tegangan baterai pada charge

controller

Pengatur tegangan menentukan tegangan maksimum yang dapat diterima oleh baterai pada saat pengisian serta menentukan tegangan minimum yang dapat diberikan oleh baterai pada saat pengeluaran. Saat

baterai mencapai tegangan maksimum, charge controller

akan menghentikan pengisian baterai atau mengurangi besar arus listrik yang masuk ke baterai dan ketika

baterai mencapai tegangan minimum, charge controller

akan memulai kembali pengisian pada baterai.

2.2 Indikator arus, tegangan, dan suhu

2.2.1 Indikator arus

Indikator arus berfungsi untuk menampilkan arus masuk dari modul surya ke baterai serta arus yang dari baterai ke beban. Sistem pembacaan arus menggunakan metode efek Hall dan diaplikasikan dalam sebuah sensor arus yang akan memberikan data berupa sinyal tegangan kepada mikrokontroler.Teroi efek Hall diciptakan oleh Dr. Edwin Hall pada tahun 1879 ketika dia mengambil gelar Doctor di Jhon Hopkins University.Prinsip efek Hall berbunyi “Ketika konduktor pembawa arus diletakan di dalam sebuah medan magnet, akan tercipta tegangan yang tegak lurus dengan arus dan medan magnet.”

Gambar 2. Prinsip efek Hall dengan medan magnet

Gambar 2 menunjukan prinsip efek Hall ketika diberikan aliran medan magnet yang tegak lurus terhadap arus pada material semikondultor, gaya Lorentz bekerja pada arus. Gaya tersebut mengganggu aliran arus dan menyebabkan terciptanya beda potensial atau tegangan pada keluaran yang tegak lurus terhadap arah arus dan medan magnet. Tegangan keluaran tersebut

dinamakan tegangan Hall (VH).

Hubungan antara arus dan medan magnet dalam menghasilkan tegangan Hall diberikan pada persamaan

VH~ I X B (1)

VH = Tegangan Hall (Volt)

I = Arus (Ampere) B = Medan Magnet (Tesla)

Tegangan Hall sebanding dengan hasil dari perkalian vektor antara arus dan medan magnet.

2.2.2 Indikator tegangan

Indikator tegangan berfungsi untuk menampilkan tegangan masuk dari modul surya ke baterai serta tegangan keluar dari baterai ke beban.Sistem pembacaan tegangan dapat dilakukan langsung oleh mikrokontroler, tetapi dibutuhkan rangkaian pembagi tegangan yang

berfungsi menjaga tegangan masuk ke dalam

mikrokontroler tidak lebih dari 5 volt.

Rangkaian pembagi tegangan digunakan untuk meghasilkan tegangan keluaran yang diinginkan dari suatu sumber tegangan yang besar.

Gambar 3. Rangkaian pembagi tegangan

Gambar 3.menunjukan rangkaian sederhana dari rangkaian pembagi tegangan, yaitu diinginkan tegangan

keluaran V0 dari sumber tegangan VI dengan memasang

hambatan R1 dan R2 secara seri. Besar arus yang mengalir pada setiap hambatan akan sama, sehingga terdapat hubungan:

VI = VS + VO(2)

VI = I.R1 + I.R2 (3)

Maka:

VO / VS = R2/R1 (4)

VI = Sumber tegangan (Volt)

VO dan VS = Tegangan keluar (Volt)

I = Arus (Ampere)

R1 dan R2 = Hambatan (Ohm)

Tegangan keluaran terbagi menjadi dua yaitu VO dan

VS, nilai keduanya bergantung pada harga resistor yang

dilewati tegangan tersebut. Sehingga akan dihasilkan tegangan keluaran yang diinginkan dengan persamaan

(16)

23

Rangkaian pembagi tegangan adalah dasar untuk memahami rangkaian arus searah atau rangkaian elektronika yang melibatkan berbagai komponen yang lebih rumit.

2.2.3 Indikator suhu

Indikator suhu berfungsi untuk menampilkan keadaan suhu di sekitar charge controller. Dalam sistem modul surya, faktor suhu sangat diperlukan untuk mengetahui

performa kerja charge controller pada saat proses

distribusi arus dan tegangan.

Sistem pembacaan suhu menggunakan sebuah sensor suhu yang mengubah suhu masukan menjadi sinyal tegangan yang nantinya akan di konversi kembali oleh mikrokontroler. Prinsip kerja sensor suhu seperti

Thermistor yang merupakan bahan semionduktor dengan resistansi temperatur yang dapat berubah terhadap kenaikan temperatur, setiap terjadi kenaikan suhu akan menambah resistansi dari sensor suhu tersebut sehingga arus yang lewat akan semakin besar.

2.3 Akuisisi data

Akuisisi data merupakan proses sampling dari kondisi besaran fisis dan konversi dari sampel yang dihasilkan menjadi data digital yang dapat dimanipulasi oleh komputer. Dalam penelitian ini didapat data berupa besaran fisis, yaitu arus, tegangan dan suhu.Sebuah perangkat dibutuhkan untuk mengubah data berupa besaran fisis tersebut menjadi sinyal listrik yang sesuai, maka digunakanlah sensor jenis transuder.Perangkat yang digunakan ialah sensor arus DCS-01 dan sensor suhu LM35.

DCS-01 adalah sensor pengukur arus dengan metode efek Hall buatan DELTA ELECTRONIC yang disusun khusus untuk teknologi kontroler.Ukuran sensor ini cukup kecil (1,4cm X 3,1cm), mampu megnukur arus dari 0 – 20 Ampere. Keluaran dari DCS-01 berupa sinyal tegangan yang mempresentasikan arus.

Gambar 4. Sensor arus DCS-01

Pada sensor DCS-01 terdapat 3 pin yang masing –

masing digunakan untuk jalur power supplay (4,5 V –

5,5 V), ground, output. Pin output dapat langsung

dihubungkan dengan mikrokontroler tanpa perlu komponen lain. DCS-01 mendeteksi arus dengan prinsip efek Hall, aliran arus yang masuk menimbulkan medan

magnet dan menginduksi bagian dynamic offset

cancellation, bagian tersebut akan dikuatkan oleh

amplifier dan melalui proses filter sebelum dikeluarkan

oleh pin signal.

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.LM35 memiliki

ketelitian cukup baik, yaitu 0,5oC pada suhu kamar

(25oC).Ukurannya cukup kecil, namun dapat mengukur

suhu pada rasio -55 oC - 150 oC.

Gambar 5. Sensor suhu LM35

LM35 memiliki 3 kaki, yaitu kaki power supplay (4V

– 50V), ground, dan output. Pin output menghasikan

tegangan keluaran berkisar antara 0V – 1,5V, sehingga

setiap kenaikan 0,1oC akan terjadi kenaikan tegangan

keluaran sebesar 10mV. LM35 memiliki nilai yang linier antara tegangan keluaran dengan suhu yang masuk, sehingga sangat mudah untuk dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

2.4 Perangkat keras akuisisi data

Mikrokontroler adalah single chip computer yang

memiliki kemampuan untuk di program dan digunakan untuk tugas - tugas yang berorientasi control. Pada alat ini digunakan mikrokontroler jenis AVR yaitu ATmega

8535 produksi ATMEL yang bersifat low cost dan high

performance, dengan fitur yang cukup lengkap, mudah di dapat, dan harga yang relatif terjangkau.

Gambar 6. Mikrokontroler ATmega 8535

Untuk mengisi program ke dalam mikrokontroler dibutuhkan suatu perangkat yang dinamakan

downloader.K-125 adalah salah satu jenis downloader

yang sangat simple dan sudah disertai dengan koneksi USB (Universal Serial Bus) yang mempermudah pengguna untuk menggunakannya.

(17)

24

K-125 juga disertai dengan serial TTL yang merupakan suatu bentuk jaringan yang dapat menghubungkan logika level tegangan yang dihasilkan dari mikrokontroler ke PC secara langsung.

Gambar 8. LCD 2X16 digit

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD digunakan dalam bidang elektronik karena daya listrik yang dibutuhkan rendah, bentuknya tipis, mengeluarkan sedikit panas dan beresolusi tinggi.

2.5. Perangkat Lunak Akuisisi Data

Codevision AVR merupakan salah satu perangkat

lunak compiler C yang khusus digunakan untuk

mikrokontroler keluaran AVR ATMEL. Compiler C

melaksanakan semua elemen dari bahasa C ANSI, sesuai dengan yang diperbolehkan oleh arstektur AVR dengan beberapa fitur yang ditambahakan guna memaksimalkan

dari arsitektur AVR dan kebutuhan. Untuk debugging

embedded system yang menggunakan komunikasi serial, IDE (Integrated Development Environment) sudah

memiliki built-in internal.

3. Hasil

Rangkaian yang digunakan ialah rangkaian paralel, dimana saat pengisian berhenti maka arus dari modul tidak lagi mengisi ke baterai, melainkan akan dihubungkan secara arus pendek dengan modul itu sendiri. Berikut ialah rangkaian dari charge controller

yang dibuat.

Gambar 9. Rangkaian charge controller

Dengan melihat data hasil pengujian charge controller, maka di dapat spesifikasi dari charge controller tersebut

Besar tegangan = 12 V

4. Kesimpulan

1. Alat yang dibuat dapat bekerja sesuai dengan charge controller yang ada di pasaran dengan memiliki karaktersitik tersendiri pada spesifikasinya.

2. Pada suhu kamar antara 25 oC – 30 oC tegangan penggerak pengisian charge controller sebesar 14 V, tegangan ambang pengisian sebesar 13.3 V dan tegangan equalisasi sel – sel baterai sekitar 15 – 15.5 V. Data tersebut dapat berubah bergantung dari keadaan dan kapasitas baterai yang digunakan serta suhu di sekitar baterai.

3. Penggunaan baterai akan berhenti ketika baterai mencapai tegangan 11.4 V dan akan dimulai kembali ketika baterai mencapai tegangan 12.8 V.

4. Ketelitian data tegangan ialah sebesar 0.024 V/bit, ketelitian data arus ialah sebesar 0.048 A/bit, sedangkan ketelitian data suhu ialah sebesar 0.48 o

C/bit.

Daftar pustaka

[1] Agus B. 2008. “Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler Atmega 8535”

[2] ATMEL. 2006.

. Graha Ilmu, Jakarta.

“Atmega 8535 datasheet”

[3] Delta Electronic. 2007.

. Orchard Parkway, USA.

“Delta Current Sensing DCS-01”

[4] Honeywell ,Inc. 2004. . Surabaya, INA.

“Hall Effect Sensing and Application”

[5] James P, Dunlop. 1997. . Illinois, USA.