PEMANFAATAN MIKROKONTROLER
UNTUK ANALISIS DATA PADA ALAT OSK 4565-A
THERMAL CONDUCTIVITY MEASURING APPARATUS
Oleh:
IHSAN SURUR
G74102030
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
IHSAN SURUR. Pemanfaatan Mikrokontroler untuk Analisis Data pada Alat OSK 4565-A Thermal Conductivity Measuring Apparatus. Dibimbing oleh Ir. IRMANSYAH, M.Si dan ARDIAN ARIEF, M.Si.
Pengukuran merupakan hal yang sangat penting terutama dalam menentukan kadar maupun kualitas suatu bahan. Melalui pengukuran juga sifat, karakteristik dan informasi-informasi fisis lainnya bisa kita dapatkan. Konduktivitas termal suatu bahan merupakan sumber informasi fisis yang bisa dijadikan acuan untuk mendapatkan informasi lainnya seperti kualitas, jenis dan lebih jauh bisa menentukan kekuatan, maupun struktur makro suatu bahan. Konduktivitas termal dapat didefinisikan sebagai ukuran kemampuan bahan untuk menghantarkan panas. Untuk itu dirancang sebuah alat pengukur konduktivitas termal yang berdasarkan model makroskopik. Alat ukur secara digital memberikan banyak keunggulan dan keuntungan dibanding alat ukur secara analog (manual) terutama untuk penerkaan nilai dalam kualitas, efektivitas waktu dalam kuantitas pengukuran, efisiensi daya, portabilitas, pengoperasiannya yang user friendly serta ragam penyajian data yang lebih representatif. OSK 4565-A Thermal Conductivity Measuring Apparatus Tipe: HVS-40-200F buatan Ogawa Seiki Co., LTD. Japan tahun 1980, merupakan alat yang dapat digunakan untuk menentukan nilai konstanta konduktivitas termal suatu bahan. Untuk menambah nilai guna dalam pengukuran, alat tersebut dipadukan dengan mikrokontroler agar data dapat diproses lebih lanjut, kemudian hasilnya ditampilkan langsung melalui LCD dan dapat dikirim ke Personal Computer (PC) atau Laptop melalui port serial.
PEMANFAATAN MIKROKONTROLER
UNTUK ANALISIS DATA PADA ALAT OSK 4565-A
THERMAL CONDUCTIVITY MEASURING APPARATUS
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
IHSAN SURUR
G74102030
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul : Pemanfaatan Mikrokontroler untuk Analisis Data pada Alat OSK 4565-A
Thermal Conductivity Measuring Apparatus
Nama : Ihsan Surur
NRP : G74102030
Menyetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Ir. Irmansyah, M.Si
Ardian Arief, M.Si
NIP. 132 104 953
NIP. 132 321 392
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA
NIP. 131 578 806
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 19 Juli 1983 sebagai anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Salim Mahmud dan Dedah Nurlaela.
Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SD Negeri Gunung Batu 5 Bogor pada tahun 1996, pendidikan menengah tingkat pertama di SLTP Negeri 4 Bogor tahun 1999, dan melanjutkan ke SMU Negeri 5 Bogor.
Pada tahun 2002, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) sebagai mahasiswa di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama kuliah penulis aktif di berbagai kegiatan kemahasiswaan antara lain UKM Beladiri Al-Inayah tahun 2002, UKM Taekwondo tahun 2002, Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) di Departemen Kerohanian tahun 2003-2004, Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) sebagai Sekretaris Umum tahun 2004-2005, Pesta Sains 2004, Seminar Nasional Biofisika dan Fisika Medis 2005, Workshop On Nonlinearty 2K6, SerumXP Kontes Robot Indonesia 2006, QuantumXP Kontes Robot Cerdas Indonesia 2006 dan Cco-inside Kontes Robot Cerdas Indonesia 2007 juga sebagai Trainer acara Workshop Flash and Supporting Programs tahun 2006. Penulis juga pernah menjadi Asisten Elektronika I, Elektronika II dan Elektronika Lanjut tahun 2005, Asisten Elektronika Digital tahun 2006, Asisten Multimedia tahun 2005, Asisten Mikroprosesor dan Mikrokontroler tahun 2006, Asisten Perancangan Sistem Minimum tahun 2006 dan Asisten Jaringan Komputer tahun 2006.
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pemanfaatan Mikrokontroler untuk Analisis Data pada Alat OSK 4565-A Thermal Conductivity Measuring Apparatus”, yang dilakukan dalam rangka memenuhi tugas akhir guna mencapai gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada junjungan dan tauladan kita Rasulullah Muhammad SAW beserta para sahabat, keluarga dan ummatnya hingga akhir zaman.
Suatu kebahagiaan yang sangat besar, karya ini dapat diselesaikan dengan penuh perjuangan dan kesabaran serta dukungan dari berbagai pihak untuk melaluinya. Patutlah melalui kesempatan ini penulis ingin sampaikan terima kasih kepada :
Bapak Irmansyah dan Bapak Ardian Arief selaku pembimbing dalam penelitian ini yang telah membimbing dengan penuh motivasi, petunjuk dan kesabaran dari awal hingga akhir.
Bapak Faozan Ahmad selaku penguji.
Mba Yessie dengan tawaran proyek-proyeknya pada penulis.
Bapak Nur Indro selaku Ketua Program Studi S1 Departemen Fisika yang menjadi ketua sidang dan seluruh dosen yang telah mengajarkan ilmunya kepada penulis dari TPB sampai semester terakhir ini.
Pak Setyo yang selalu memberikan izinnya untuk tidak masuk kerja.
Pak Firman atas bantuan administrasinya juga Pak Mus, Pak Yani, Pak Faisal dan Pak Tony atas bantuannya di Lab bengkel, Lab Komputer dan Lab Elektronika.
Ibu, Bapak, Aa Uyung, Teteh Neni, Tatat serta Umi yang senantiasa memotivasi, mendoakan penulis baik diwaktu pagi, siang dan malam serta didikan dan kasih sayang yang selalu tercurah untuk penulis.
Keluarga kostan Elvo : Niko, Sonny, Arif, Marwan, Eko S., Eko F., Rian, Tedi, Anam, dan Nono serta pelengkap suasana Luthfan, Didit, Ananto, Tyo, Erus.
Erus, Hasti, Rizal dan Rika yang telah banyak membantu penulis di kampus.
Rekan-rekan seperjuangan Fisika 39. Terima kasih atas segala bantuan dan kerjasamanya selama di bangku perkuliahan, semoga kita tetap menjaga silaturahmi selamanya.
Rekan-rekan Fisika 38, Fisika 40, Fisika 41, Instek 39, Eltek 40 dan Eltek 41.
Seluruh sahabat penulis semasa di sekolah.
Walau bagaimanapun tidak ada satupun gading yang tak retak, karya ini jauh dari kesempurnaan untuk itu penulis sangat membutuhkan segala macam saran dan kritik dari pembaca. Semoga apa yang disampaikan oleh penulis dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Do the best as you can...!
Bogor, Desember 2007
Free -energy!
Kalawan nyebat asma Allah, Nu Maha Welas, tur Maha Asih. Baca, kalawan kakasih Gusti manéh nu nyiptakeun, Anjeunna parantos nyiptakeun manusa tina saguruntul getih. Baca, sarta Gusti manéh nu Mahabéréhan. Nu ngajar (manusa) maké kalam. Anjeunna ngajarkeun ka manusa naon nu teu dipikanyaho. (QS. Al-’Alaq:1-5)
ii
DAFTAR ISI
Halaman
PRAKATA ... i
DAFTAR ISI ... ii
DAFTAR TABEL... iii
DAFTAR GAMBAR ... iii
DAFTAR LAMPIRAN... iv PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1 Perumusan Masalah ... 1 Tujuan Penelitian ... 1 TINJAUAN PUSTAKA Kalor ... 1 Perpindahan Kalor ... 2 Konduksi ... 2 Konduktivitas Termal ... 2
Alat Pengukur Konduktivitas Termal ... 3
Termokopel... 4
Mikrokontroler ATmega8535 ... 5
DT-AVR Low Cost Micro System ... 5
Penyajian Data ... 6
Komunikasi Serial ... 6
Multiplekser ... 6
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ... 7
Alat dan Bahan... 7
Diagram Alir Alat ... 7
Thermometer RI-501 ... 7
Data Loger ... 7
Pembuatan Rangkaian dan Pengujian ... 8
Kalibrasi Alat dan Pengujian ... 8
Penyelesaian Alat ... 8
Pengambilan Data ... 8
HASIL DAN PEMBAHASAN Pemindaian ... 8
Data Pemindaian ... 11
Perhitungan ... 11
Material Uji ... 15
Data Pengujian ... 15
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ... 18
Saran ... 18
DAFTAR PUSTAKA ... 18 LAMPIRAN
iii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Konduktivitas termal pada berbagai bahan ... 3
Tabel 2. Sifat dari beberapa tipe termokopel pada 25° C ... 4
Tabel 3. Konfigurasi pin LCD... 6
Tabel 4. Konfigurasi pin Multiplekser ... 7
Tabel 5. Tabel kebenaran multiplekser 16 bit ... 7
Tabel 6. Tabel koding pemindaian SevenSegment ... 9
Tabel 7. Tabel pengujian Data Loger ... 11
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Proses perpindahan kalor... 1Gambar 2. Proses perpindahan kalor pada dua benda yang bersentuhan ... 2
Gambar 3. Proses aliran kalor pada suatu penampang ... 2
Gambar 4. Laju aliran kalor ... 2
Gambar 5. Segmentasi pada proses pengukuran ... 3
Gambar 6. OSK 4565-A Thermal Conductivity Measuring Apparatus... 3
Gambar 7. Skema umum OSK 4565-A Thermal Conductivity Measuring Apparatus ... 3
Gambar 8. Skema flow chart OSK 4565-A Thermal Conductivity Measuring Apparatus ... 3
Gambar 9. Sensor termokopel... 5
Gambar 10. DT-AVR Low Cost Micro System... 5
Gambar 11. Liquid Crystal Display (LCD) ... 6
Gambar 12. HyperTerminal ... 6
Gambar 13. Multiplekser 74HC/HCT4067 ... 6
Gambar 14. Diagram alir kerja alat ... 7
Gambar 15. Hubungan antar alat... 8
Gambar 16. Thermometer RI-501 ... 8
Gambar 17. Dual SevenSegment ... 8
Gambar 18. Pemasangan multiplekser pada Thermometer RI-501 ... 9
Gambar 19. Skema rangkaian Data Loger ... 9
Gambar 20. Kurva hubungan antara nilai pembacaan Data Loger dengan referensi suhu ... 11
Gambar 21. Pengujian Data Loger ... 11
Gambar 22. Material-material yang diuji ... 15
Gambar 23. Penempatan material uji ... 15
Gambar 24. Kurva pengukuran stainless steel pada rentang suhu 100°C dan 27.6°C... 16
Gambar 25. Kurva pengukuran stainless steel pada rentang suhu 200°C dan 28.0°C... 16
Gambar 26. Kurva pengukuran fiberplastik pada rentang suhu 50°C dan 26.4°C. ... 16
Gambar 27. Kurva pengukuran fiberplastik pada rentang suhu 100°C dan 26.0°C.. ... 16
Gambar 28. Kurva pengukurankayu pada rentang suhu 100°C dan 27.4°C. ... 17
Gambar 29. Kurva pengukuran kayu pada rentang suhu 200°C dan 27.2°C... 17
Gambar 30. Kurva pengukuran kuningan pada rentang suhu 100°C dan 26.9°C. ... 17
iv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Diagram Alir Penelitian ... 20
Lampiran 2. Spesifikasi dan dimensi alat OSK 4565-A TCMA ... 21
Lampiran 3. Skema umum OSK 4565-A Thermal Conductivity Measuring Apparatus ... 22
Lampiran 4. Skema flow chart OSK 4565-A Thermal Conductivity Measuring Apparatus ... 23
Lampiran 5. Skema pemasangan pengukuran OSK 4565-A TCMA ... 24
Lampiran 6. Skema pengkabelan OSK 4565-A Thermal Conductivity Measuring Apparatus .. 25
Lampiran 7. Skema rangkaian Data Loger ... 26
Lampiran 8. Data hasil pengukuran material uji stainless steel ... 27
Lampiran 9. Data hasil pengukuran material uji fiberplastik ... 28
Lampiran 10. Data hasil pengukuran material uji kayu ... 29
Lampiran 11. Data hasil pengukuran material uji kuningan ... 30
Lampiran 12. Tabel pengolahan manual pada buku instruction manual ... 31
Lampiran 13. Metoda grafik pada buku instruction manual ... 32
Lampiran 14. Datasheet ATMEGA 8535 ... 34
Lampiran 15. Datasheet DT-AVR Low Cost Micro System ... 37
Lampiran 16. Datasheet Multiplekser 74HC/HCT4067 ... 38
