i
ALAT AKUISISI DATA SENSOR TERMOKOPEL 8 KANAL DENGAN
MIKROKONTROLER
Oleh
Imanuel Adityo Galang Roestomo NIM: 612007031
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
ii
ALAT AKUISISI DATA SENSOR TERMOKOPEL 8 KANAL DENGAN
MIKROKONTROLER
Oleh
Imanuel Adityo Galang Roestomo
NIM : 612007031
Skripsi ini telah diterima dan disahkan
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Disahkan oleh :
Pembimbing I Pembimbing II
Daniel Santoso, M.S. Deddy Susilo, S.T.,M.Eng
iii
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:
NAMA : Imanuel Adityo Galang Roestomo NIM : 612007031
JUDUL SKRIPSI : Alat Akuisisi Data Sensor Termokopel 8 Kanal dengan Mikrokontroler
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, Maret 2015
iv
INTISARI
Alat akuisisi data sensor sangat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan, seperti dalam hal penelitian apalagi sistem tersebut memiliki banyak kanal masukkan, jadi dapat digunakan untuk mengamati lebih dari satu obyek. Alat akuisisi data dipasaran memiliki beberapa kekurangan yaitu ukuran alat dan harga yang mahal. Alat akuisisi data dalam skripsi ini dirancang berdasarkan masalah tersebut.Alat akuisisi data sensor ini memiliki banyak kanal masukkan dengan ukuran yang lebih kecil dan menggunakan termokopel tipe-K.
Alat ini memiliki 8 kanal masukkan untuk termokopel, sensor termokopel tipe-K, sistem mikrokontroler, penampil LCD, dan aplikasi komputer sebagai perekam data. Alat ini dapat digunakan hanya sebagai alat ukur atau dapat juga digunakan sebagai perekam data pengukuran. Alat akuisisi data ini memiliki tingkat eror pengukuran rata-rata 1 %.
v
ABSTRACT
The acquisition data sensing device is very useful for science, such as research more often the system has a multichannel input, so in the operation it can be use to observe more than one object. The acquisition data device on market have saveral shortage such as the size of device and have an expensive price. This acquisition data device on this thesis is designed based on that case. This device has multichannel input with smaller size and using thermocouple K-type. This designed device has 8 input channel for thermocouple,
Thermocouple K-type sensor, microcontroller system, LCD display, and computer aplication as data logger. This device can be used for measuring instrument or can be used for measurement data recorder. This acquisition data device has 1% error rate.
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang selalu menyertai
dan memberkati penulis selama menempuh pendidikan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana sehingga penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan tugas akhir sebagai syarat kelulusan masa studi.
Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini :
1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu memberikan berkat yang melimpah dan selalu menyertai dalam setiap langkah yang diambil oleh penulis.
2. Papa Siswo Roestomo,S.E. dan mama Retno Wijayanti, orang tua luar biasa yang selalu mendukung dan mendoakan penulis dan selalu menjadi inspirasi bagi penulis.
3. Kedua adikku Gideon Rio Roestomo,S.Psi. dan Sammuel Indra Kurniawan Roestomo yang selalu memberikan semangat dan doa sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi dan studinya.
4. Nenekku tercinta Eyang Ninik Suwarsi yang mengasuh penulis selama di Salatiga dan tak pernah lelah mendukung dan mendoakan penulis.
5. Bapak Daniel Santoso, M.S. dan Bapak Deddy Susilo, S.T.,M.Eng selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan dan saran yang
telah diberikan kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini.
6. Sahabat – sahabatku di Salatiga Rizal, Andhika, Adit, Rendi, Mima, Tio, Sebastian, Rino, Septhyan, dan Samuel serta teman - teman satu angkatan selama masa studi penulis di FTEK UKSW yang selalu menemani hari- hari penulis dari awal masa studi hingga akhir masa studi penulis.
vii
8. Pengurus Cafe Rindang UKSW mas Tom, mas Ari, mas Uki, Mami dan karyawan yang lain yang selalu menemani penulis “nongkrong” dan menyediakan kebutuhan konsumsi bagi penulis.
9. Sahabat-sahabatku di Semarang yang selalu mendukung dalam doa.
10.Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis selama belajar di FTEK UKSW.
11.Keluarga besar mahasiswa FTEK UKSW yang selalu memberikan dukungan kepada penulis.
12.Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, Januari 2015
viii
DAFTAR ISI
INTISARI ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... ix
BAB I PENDAHULUAN... 1
1.1. ... Latar Belakang Masalah ... 1
1.2. ... Spes ifikasi Sistem ... 2
1.3. ... Siste matika Penulisan ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 4
2.1. Termokopel ... 4
2.2. Prinsip Kerja Sistem ... 7
2.3. Komponen Pembentuk Sistem ... 8
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 9
3.1. Gambaran Sistem ... 9
3.2. Perancangan Perangkat Keras ... 10
3.2.1. Sistem Kontrol ... 11
3.2.2. Perangkat Keras Elektronik ... 12
3.3. Perancangan Perangkat Lunak ... 25
3.3.1. Perangkat Lunak mikrokontroler ... 26
3.3.2. Perangkat Lunak komputer ... 27
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 29
4.1. Pengujian Sensor Termokopel pada setiap kanal ... 29
4.1.1... Peng ujian kanal 1 ... 29
ix
4.1.3.... Peng
ujian kanal 3 ... 35
4.1.4.... Peng ujian kanal 4 ... 38
4.1.5... Peng ujian kanal 5 ... 41
4.1.6.... Peng ujian kanal 6 ... 44
4.1.7... Peng ujian kanal 7 ... 47
4.1.8... Peng ujian kanal 8 ... 50
4.2. Pengujian Sensor Termokopel 4 Kanal ... 53
4.3. Pengujian Pengiriman Data ... 57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 59
5.1. Kesimpulan ... 59
5.2. Saran Pengembangan ... 59
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Agilent 34972A [1] ... 1
Gambar 2.1 Diagram skematik termokopel ... 4
Gambar 2.2 Pengukuran EMF ... 4
Gambar 2.3 Contoh Hukum termoelektrik ke 2 ... 6
Gambar 2.4 Contoh Hukum termoelektrik ke 3 ... 6
Gambar 2.5 Es Batu sebagai sambungan referensi (reference junction)[3] ... 7
Gambar 3.1 Diagram Blok sistem ... 9
Gambar 3.2 Gambaran umum sistem ... 11
Gambar 3.3 Skema perangkat keras elektronik ... 12
Gambar 3.4 Gambar konfigurasi pin Mikrokontroler ATMega32 ... 13
Gambar 3.5 Skema board Mikrokontroler ATMega32 ... 16
Gambar 3.6 Termokopel tipe K ... 17
Gambar 3.7 Analog Multiplexer 4051 ... 18
Gambar 3.8 konfigurasi pin multiplexer 4051 ... 19
Gambar 3.9 Skema rangkaian multiplexer 4051 ... 20
Gambar 3.10 Pengkondisi sinyal AD595 ... 21
Gambar 3.11 Konfigurasi pin AD595 ... 22
Gambar 3.12 Skema rangkaian AD 595 ... 22
Gambar 3.13 LCD Grafik 128 x 64 ... 23
xi
Gambar 3.15 Diagram Alir Perangkat Lunak dikomputer ... 27
Gambar 4.1 Grafik pengujian kanal 1 pada suhu ruangan ... 30
Gambar 4.2 Grafik pengujian kanal 1 pada solder ... 31
Gambar 4.3 Grafik pengamatan merebus air pada kanal 1 ... 32
Gambar 4.4 Grafik pengujian kanal 2 pada suhu ruangan ... 33
Gambar 4.5 Grafik pengujian kanal 2 pada solder ... 34
Gambar 4.6 Grafik pengamatan merebus air pada kanal 2 ... 35
Gambar 4.7 Grafik pengujian kanal 3 pada suhu ruangan ... 36
Gambar 4.8 Grafik pengujian kanal 3 pada solder ... 37
Gambar 4.9 Grafik pengamatan merebus air pada kanal 3 ... 38
Gambar 4.10 Grafik pengujian kanal 4 pada suhu ruangan... 39
Gambar 4.11 Grafik pengujian kanal 4 pada solder ... 40
Gambar 4.12 Grafik pengamatan merebus air pada kanal 4 ... 41
Gambar 4.13 Grafik pengujian kanal 5 pada suhu ruangan... 42
Gambar 4.14 Grafik pengujian kanal 5 pada solder ... 43
Gambar 4.15Grafik pengamatan merebus air pada kanal 5 ... 44
Gambar 4.16 Grafik pengujian kanal 6 pada suhu ruangan... 45
Gambar 4.17 Grafik pengujian kanal 6 pada solder ... 46
Gambar 4.18 Grafik pengamatan merebus air pada kanal 6 ... 47
Gambar 4.19 Grafik pengujian kanal 7 pada suhu ruangan... 48
Gambar 4.20 Grafik pengujian kanal 7 pada solder ... 49
Gambar 4.21 Grafik pengamatan merebus air pada kanal 7 ... 50
Gambar 4.22 Grafik pengujian kanal 8 pada suhu ruangan... 51
Gambar 4.23 Grafik pengujian kanal 8 pada solder ... 52
Gambar 4.24 Grafik pengamatan merebus air pada kanal 8 ... 53
Gambar 4.25 Grafik pengujian 4 kanal pada suhu ruangan... 54
Gambar 4.26 Grafik pengujian 4 kanal pada solder ... 55
Gambar 4.27 Grafik pengamatan merebus air pada 4 kanal ... 56
Gambar 4.28 Aplikasi penerima data pada komputer ... 57
Gambar 4.29 Data yang dikirim dilihat melalui aplikasi Realterm ... 57
Gambar 4.30 Hasil penyimpanan data yang tersimpan dikomputer ... 58
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Tabel perbandingan Agilent 349272A dengan alat yang dibuat ... 2
Tabel 3.1. Konfigurasi pin pada mikrokontroler ATMega 32 ... 15
Tabel 3.2. Konfigurasi pin multiplexer 4051 ... 19
Tabel 3.3. Tabel kebenaran 4051 ... 20
Tabel 3.4. Konfigurasi pin LCD Grafik ... 24
Tabel 4.1 Hasil Percobaan kanal 1 pada suhu ruangan ... 30
Tabel 4.2. Hasil Percobaan kanal 1 pada solder ... 31
Tabel 4.3 Hasil Percobaan kanal 2 pada suhu ruangan ... 33
Tabel 4.4. Hasil Percobaan kanal 2 pada solder ... 34
Tabel 4.5 Hasil Percobaan kanal 3 pada suhu ruangan ... 36
Tabel 4.6. Hasil Percobaan kanal 3 pada solder ... 37
Tabel 4.7 Hasil Percobaan kanal 4 pada suhu ruangan ... 39
Tabel 4.8. Hasil Percobaan kanal 4 pada solder ... 40
Tabel 4.9 Hasil Percobaan kanal 5 pada suhu ruangan ... 42
Tabel 4.10. Hasil Percobaan kanal 5 pada solder ... 43
Tabel 4.11 Hasil Percobaan kanal 6 pada suhu ruangan ... 45
Tabel 4.12. Hasil Percobaan kanal 6 pada solder ... 46
Tabel 4.13 Hasil Percobaan kanal 7 pada suhu ruangan ... 48
Tabel 4.14. Hasil Percobaan kanal 7 pada solder ... 49
xiii
Tabel 4.16 Hasil Percobaan kanal 8 pada solder ... 52 Tabel 4.17 Hasil Percobaan 4 kanal pada suhu ruangan ... 54
