1
PEMODELAN DAN PENGUJIAN
SENSOR THERMOPILE UNTUK APLIKASI
SISTEM MONITORING SUHU NON CONTACT
Nangkok M.P. Lumban Tobing
#1, Iwan Setiawan,ST,MT
#2, Sumardi,ST,MT
#3#Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
jl. Prof Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
Abstrak — Panas dan suhu adalah dua hal yang berbeda. Panas adalah energi total dari gerak molekular di dalam zat, energy panas bergantung pada kecepatan partikel, jumlah partikel (ukuran atau massa), dan jenis partikel di dalam sebuah benda.
Sedangkan suhu adalah ukuran energi rata-rata
dari gerak molekular di dalam zat.
Suhu tidak bergantung pada ukuran atau jenis benda (Hermans etal, 2005). Secara sederhana suhu di defenisikan sebagai derajat panas atau dingin nya suatu benda. Hal ini berhubungan dengan seberapa cepat atom dan molekul zat bergerak. Pada level mol ekul, temperature di defenisikan sebagai energi rata-rata gerak mikroskopik partikel yang menyusun zat (Carpy et al, 2008).
Pada Tugas akhir ini dibuat suatu alat yang dapat mengukur dan memantau suhu pada suatu objek. Sensor Thermopile MLX90247 digunakan sebagai sensor suhu pada objek dengan metode regresi untuk mendapatkan model dari sensor tersebut. Model yang didapat yaitu
. Berdasarkan
pengujian yang dilakukan, dapat diketahui bahwa secara keseluruhan alat dapat bekerja dengan baik pada jarak antara 10 cm sampai 12 cm dari objek. Suhu objek dan ruangan dapat diukur dan dipantau dengan melihat data-data hasil pembacaan yang tersimpan pada komputer. Suhu objek yang terukur memiliki tingkat kesalahan yaitu pada jarak 10 cm sebesar 0.86°C
Kata kunci — Suhu objek, Thermopile MLX90247, LM35, Regresi, Interpolasi.
I. PENDAHULUAN
Termometer merupakan salah satu instrumen ukur yang sangat diperlukan untuk kegiatan penelitian, pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, dan industri terutama dalam bidang teknik pertanian. Berbagai jenis termometer telah tersedia di pasaran yang umumnya termasuk dalam jenis termometer kontak. Pengukuran suhu objek dilakukan dengan cara menempelkan termometer tersebut pada objek atau yang dikenal dengan pengukuran kontak langsung (direct-contact). Dalam berbagai aplikasi pengendalian, pengukuran kontak langsung tidak dapat diterapkan dan cenderung mengganggu jalannya proses secara keseluruhan. Untuk mengatasi hal
tersebut maka diperlukan instrumen ukur yang mampu bekerja secara tidak kontak dengan obyek (non-contact), termasuk termometer.
Sensor yang digunakan untuk mengukur suhu terbagi dua yakni sensor kontak dan sensor non-kontak. Beberapa sensor kontak adalah termokopel, termistor, dan RTDs. Salah satu sensor non-kontak adalah termometer infra merah. Alat ini mengukur panas (energi infra merah) dari objek dengan memfokuskan energi ini melalui sistem optik menggunakan detektor. Sinyal dari detektor kemudian disajikan dalam suhu setelah melalui serangkaian proses. Termometer infra merah menawarkan keuntungan yakni kemampuannya menentukan temperatur objek tanpa kontak fisik sehingga sistem pengukurannya tidak terkontaminasi, dan rusak.
Penelitian ini bertujuan untuk merancang termometer non kontak. Termometer dirancang dari sebuah sensor suhu inframerah jenis thermopile MLX90247. Sensor ini telah dilengkapi sensor kompensasi suhu lingkungan. Luaran sensor
yang berupa tegangan dikuatkan dengan rangkaian
pengkondisi sinyal untuk menghasilkan tegangan yang sesuai untuk keperluan mencari persamaan matematis dari sensor tersebut. Hasil pengujian kinerja menunjukan bahwa termometer rancangan memiliki tanggapan yang baik terhadap perubahan suhu obyek yang diukur. Dalam aplikasinya,
termometer rancangan dapat digunakan pada jarak
pengukuran yang tetap. Pada jarak pengukuran 10 cm sampai 12 cm, sensor mampu membaca suhu objek dengan tingkat kesalahan yang berkisar antara 0°C hingga 1,5°C. Penggunaan pada berbagai variasi jarak pengukuran dapat dilakukan dengan melakukan kaliberasi pada jarak sama.
II. DASARTEORI
Dasar teori dari makalah aplikasi dari tugas akhir ini mencakup:
A. Regresi
Analisis regresi dipergunakan untuk menelaah hubungan antara dua variabel atau lebih, terutama untuk menelusuri pola hubungan yang modelnya belum diketahui dengan sempurna, atau untuk mengetahui bagaimana variasi dari beberapa variabel independen mempengaruhi variabel dependen dalam
2
suatu fenomena yang kompleks. Jika X1, X2, … , Xi adalah
variabel-variabel independen dan Y adalah variabel dependen, maka terdapat hubungan fungsional antara X dan Y, di mana variasi dari X akan diiringi pula oleh variasi dari Y. Secara matematika hubungan di atas dapat dijabarkan sebagai berikut:
Y = f(X1, X2, …, Xi, e), di mana : Y adalah variabel dependen,
X adalah variabel independen dan e adalah variabel residu (disturbance term).
1. Regresi Linier
Regresi linier digunakan menentukan fungsi linier (garis
lurus) yang paling sesuai dengan kumpulan titik data (xn,yn)
yang diketahui.
Gambar 1 Sebaran data dengan kurva linier
Dalam regresi linier ini yang dicari adalah nilai m dan c dari fungsi linier
y=mx+c, dengan:
2. Interpolasi
Bentuk paling sederhana dari interpolasi adalah
menghubungkan dua buah titik data dengan garis lurus. Metode ini disebut dengan interpolasi linier yang dapat dijelaskan pada Gambar 2.
Gambar 2 Interpolasi Linear
Dari dua segitiga sebangun ABC dan ADE seperti tampak dalam Gambar 2.5, terdapat hubungan berikut:
AD DE AB BC 0 1 0 1 0 0 1( ) ( ) ( ) ( ) x x x f x f x x x f x f ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 0 0 1 0 1 0 1 x x x x x f x f x f x f
(3)
B. Sistem Akuisisi Data
Sistem akuisisi data pada sistem pengontrolan, berfungsi untuk mengambil data dari suatu besaran fisik yang dikirim berupa sinyal analog dan kemudian dikonversi menjadi sinyal digital untuk diolah pada mikrokontroler.
Komponen-komponen tersebut antara lain sensor, amplifier, ADC dan filter. Gambar sistem akuisisi data ditunjukkan pada Gambar 3.
Sensor Amplifier A/D Filter
Proses sample
Pengukuran Sinyal Analog
Pengkonversi Sinyal Analog ke
Sinyal Digital
Pengkondisi
Gambar 3 Diagram blok elemen ukur
Pada sistem akuisisi data, sensor melakukan pembacaan pada suatu proses dengan besaran fisik, kemudian nilai proses tersebut dikirim berupa sinyal analog, yang selanjutnya dikuatkan komponen amplifier.
C. Sensor Thermopile
Sensor MLX90247 merupakan sensor thermopile
inframerah yang menggunakan thermopile untuk mengukur perbedaan temperatur antara suhu objek dengan detektor, dan sebuah termistor untuk mengukur suhu detektor. Perhitungan suhu absolut dari objek yang disensor memungkinkan dari kombinasi output keduanya. Gambar 2.3 menunjukkan bentuk sensor thermopile MLX90247.
Gambar 4 Sensor suhu Thermopile.
D. Penguat Instrumentasi
Penguat instrumentasi merupakan penguat diferensial yang telah dilengkapi dengan buffer input untuk menghilangkan kebutuhan pencocokan impedansi input sehingga penguat
sangat cocok untuk digunakan dalam pengukuran
dan pengujian alat. Penguat instrumentasi memiliki
karakteristik memiliki offset DC sangat rendah, drift dan noise rendah, serta gain loop terbuka, rasio penolakan common mode, dan impedansi input yang sangat tinggi. Gambar 5 menunjukkan simbol dari penguat instrumentasi.
3
E. Low Pass Filter
Pada dasarnya Low Pass Filter (LPF) adalah suatu rangkaian filter meloloskan frekuensi-frekuensi rendah tetapi menahan frekuensi tinggi. Hal ini bisa dijelaskan dari rangkaian Low Pass Filter yang ditujukkan pada gambar 6. Terdapat sebuah resistor yang diseri antara sumber dan beban dari sebuah kapasitor yang dipararel. Resistor akan menahan frekuensi yang tinggi daripada menahan frekuensi yang rendah.
C R
ei eo
Gambar 6 Rangkaian Low Pass Filter (LPF).
Dari gambar 6 tersebut, diperoleh :
dt i C 1 eo (4)
(2.9)
dt i C 1 Ri ei(5) Dari persamaan 4 dan 5 di Laplacekan, maka dapat dituliskan sebagai berikut: s I s C s EO 1 1
(6) s I s C s RI s Ei 1 1
(7) Dari persamaan 6 dan 7, diperoleh transfer function dalam kawasan Laplace adalah sebagai berikut:
1 1 RCs E E i o
(8) F. LM35
LM35 merupakan IC yang digunakan sebagai sensor suhu. IC tersebut mengubah kondisi suhu lingkungan disekitarnya menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik keluaran LM35 ini memiliki nilai yang sebanding dengan suhu lingkungan dalam bentuk derajat celcius (ºC).
+Vcc Vout GND
Gambar 7 Sensor suhu LM35.
G. Sensor Jarak GP2D12
Sensor inframerah adalah sensor yang bekerja berdasarkan cahaya dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan objek tertentu yang berada didepannya. Sensor inframerah ini digunakan sebagai pirantimasukan pada mikrokontroller.
Gambar 2.19 Sharp GP2D12
III. PERANCANGAN
Perancangan alat pada tugas akhir ini meliputi perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.
A. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras sistem pendeteksi suhu ini terdiri dari mikrokontroler AVR ATmega8535, sensor suhu LM35, sensor thermopile, sensor jarak. Secara umum perancangan perangkat keras sistem ditunjukan pada gambar 8.
Penguat Instrumentasi USB ADC 1 ADC 3 PORT C PORT B ADC 5 Rangkaian Sensor Sistem Mikrokontroler ATmega8535 objek Sensor Suhu MLX90247 LM35 Sensor Jarak GP2D12 ADC 0
Gambar 8 Rancangan perangkat keras.
Penjelasan dari masing-masing blok perancangan sistem hipertermia pada Gambar 3.1 adalah sebagai berikut : Rangkaian Sensor merupakan blok sistem pengkondisi
sinyal dari sensor suhu non kontak thermopile MLX90247 yang mengukur suhu permukan materi yang dipanaskan pada sistem hipertermia. Penguat instrumentasi AD620 memberi penguatan dengan gain tinggi pada keluaran thermopile.
Sensor GP2D12 berfungsi untuk mendeteksi jarak antara objek dengan sensor thermopile.
Komputer berfungsi sebagai penampil dan penyimpan data yang diterima dari mikrokontroller dengan program Microsoft Visual C# 2008, sehingga akan menampilkan temperatur.
Gambar 9 menunjukkan rancangan sistem mikrokontroller ATmega8535 dan hubungannya dengan berbagai peralatan I/O (Input/Output). Peralatan I/O yang digunakan yaitu; thermopile MLX90247. Untuk melakukan fungsi-fungsinya tersebut, maka dilakukan pengalokasian penggunaan port yang ada pada mikrokontroler ATmega8535. PinA.0 merupakan pin masukan sensor jarak (sharp GP2D12). PinA.1 dan PinA.3 merupakan pin masukan sensor suhu ( thermopile MLX90247), PinA.1 sebagai masukan sinyal Vir thermopile MLX90247 yang telah dikuatkan rangkaian sensor sedangkan PinA.3 sebagai masukan sinyal keluaran NTC termistor pada sensor thermopile MLX90247.
4
Gambar 9 Rangkaian lengkap sensor dengan Mikrokontroler ATmega8535.
B. Perancangan Perangkat Lunak Pada Mikrokontroler
Pemrograman mikrokontroler Atmega8535 dapat
dilakukan dengan menggunakan bahasa assembly dan C. Perancangan perangkat lunak Tugas Akhir ini digunakan bahasa C dengan kompiler CodevisionAVR versi 2.03.9. Pemilihan bahasa C dikarenakan kemudahan, kesederhanaan, serta fleksibilitas pemrograman karena selain perintah-perintah dalam bahasa C dapat pula disisipkan bahasa assembly yang disebut dengan inline assembly.
Program monitoring untuk menampilkan respon sistem ke komputer digunakan program Visual C#. Secara umum,
perancangan perangkat lunak pada mikrokontroler
Atmega8535 terdiri atas, perancangan Program Utama. C. Program utama sensor
Diagram alir pemrograman pembacaan sensor thermopile MLX90247 ditunjukkan pada Gambar 10.
Mulai Read_adc(0);//ADC GP2D12 Read_adc(1);//ADC termopile Read_adc(3);//ADC termistor Fungsi rata-rata dengan 50 sampling If (jarak==X) To=pers.garis interpolasi*(jarak-X) Konversi ADC GP2D12 ke tegangan (Vo)
Konversi ADC termopile ke tegangan (Vir) Konversi ADC termistor ke
suhu ambient (Ta)
Hitung Suhu objek (To)
Gambar 10 Diagram alir pembacaan sensor suhu thermopile MLX90247.
D. Kalibrasi Termistor
Untuk melakukan kalibrasi, diambil 26 pembacaan tegangan dengan perangkat pada suhu LM 35 berkisar antara 25 sampai 50 ° C. Sensor yang digunakan sebagai pembanding adalah mengunakan sensor LM 35, dimana keluaran suhu dari sensor tersebut dihubungkan dengan tegangan ADC dari termistor. Hasil yang peroleh dari kedua sensor dapat dicari hubungan antara besaran tegangan dari thermistor dengan suhu dari LM 35, yang akan dicari persamaan linear dari kedua nilai tersebut.
Dari Tabel 1, diatas dapat dicari persamaan matematika dengan menggunakan persamaan regresi linier, algoritma regresi sebagai berikut:
1. Jumlah N yang di ketahui adalah 26 2. Nilai
3. Nilai 4. Nilai 5. Nilai
6. Nilai rata-rata LM35, sebagai berikut: 7. Nilai rata-rata ADC, sebagai berikut:
Sehingga dari algoritma diatas dicari nilai nilai m dan c sebagai berikut:
(9) (10)
— (11) Sehingga persamaan kurva linier adalah:
(12) Dari persamaan diatas menunjukkan nilai garis linier pada kalibrasi antara ADC dengan suhu dari LM35.
E. Kalibrasi Thermopile
Sensor thermopile menghasilkan tegangan keluaran sebanding dengan perbedaan suhu sumber panas (atau heat sink) dan suhu casing-nya. Tegangan induksi adalah fungsi kuadrat dari perbedaan suhu antara sambungan panas dan dingin. Oleh karena itu, perlu untuk mengkalibrasi sensor karena besarnya hubungan tergantung pada sensor yang spesifik.
Sensor thermopile dikalibrasi pada suhu setiap 30°C sampai 75°C pada jarak, dengan membandingan suhu objek yang sesungguhnya dengan thermometer air raksa pada air yang dipanaskan. Hasil dari keluaran yang dideteksi thermopile dan thermometer air raksa digunakan untuk menghitung persamaan regresi kuadrat-terkecil berdasarkan titik-titik data untuk menentukan jarak dengan temperatur untuk thermopile tersebut. Kami kemudian menggunakan rumus regresi untuk memecahkan persamaan paling cocok untuk suhu sebagai fungsi dari jarak. Hasilnya adalah fungsi untuk menghitung perbedaan suhu sebagai fungsi persamaan linier dari jarak.
C3 CAP 2.5V Serial Tx 5V Thermopile 1 2 3 4 R2 57K R ESET 5V ATmega8535 3 12 13 2 16 17 18 19 11 10 8 7 6 36 35 34 33 32 37 1 4 5 9 14 15 20 21 40 39 38 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 PB2(AIN0) XTAL2 XTAL1 PB1(T1) PD2(INT0) PD3(INT1) PD4(OC1B) PD5(OC1A) GND VCC PB7[SCK) PB6[MISO) PB5(MOSI) PA4(ADC4) PA5(ADC5) PA6(ADC6) PA7(ADC7) AREF PA3(ADC3) PB0(T0) PB3(AIN1) PB4(SS) RESET PD0(RXD) PD1(TXD) PD6(ICP) PD7(OC2) PA0(ADC0) PA1(ADC1) PA2(ADC2) AGND AVCC PC7(TOSC2) PC6(TOSC1) PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0 -5V 10uF 0.2k C1 2.5V 33nF 8MHz 3.3 v GP2D12 1 3 2 OUT IN GN D OPAMP AD620 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 4.8V C2 33nF LM35 1 3 2 IN OUT GN D Serial Rx R1 220K 10K
5
IV. PENGUJIAN DAN ANALISA
A. Pengujian termistor
Pengujian diawali dengan pengujian terhadap suhu yang dideteksi oleh termistor. Sebelum pengujian termistor, dilakukan kalibrasi terlebih dahulu dengan sensor LM35, pemakaian sensor LM35, nilainya sudah dianggap akurat sehingga dapat digunakan sebagai pembanding termistor dari sensor thermopile.
Tabel 1 menunjukkan hubungan antara termistor
dengan sensor LM35, dimana nilai dari termistor
dibandingkan dengan sensor LM35. Dari hasil pengujian dapat diketahui bahwa terdapat error dengan rata-rata sebesar 0.3°C.
Tabel 1 Pengujian suhu termistor dengan sensor LM35
No Termistor(°C) Suhu LM35 (°C) Error (°C)
0 27.42 27.04 0.38 1 27.42 27.1 0.32 2 27.68 27.06 0.62 3 27.42 27.05 0.37 4 27.42 27.02 0.4 5 27.42 27.05 0.37 10 27.68 27.04 0.64 15 27.42 27.03 0.39 20 27.42 27.06 0.36 21 27.03 27.02 0.01 22 27.42 27.07 0.35 23 27.42 27.05 0.37 24 27.42 27.01 0.41 25 27.03 27.05 0.02 26 27.03 27.07 0.04 27 26.76 27.08 0.32 28 27.03 27.05 0.02 29 26.76 26.98 0.22 30 27.03 27.02 0.01 Σ Error 9.02 Error Rata-rata 0.3 B. Pengujian thermopile
Tabel 2 Data pengukuran pada jarak 10 cm sebanyak 5 kali pengukuran
No
Suhu termo-meter (°C)
Pengukuran pada jarak 10 cm Nilai ADC (10bit) thermopile Data I Data II Data III Data IV Data V Rata-rata ADC 1 30 13 29 38 50 39 33.8 2 31 16 35 44 58 45 39.6 3 32 25 41 53 66 62 49.4 4 33 33 51 61 78 69 58.4 5 34 40 59 66 84 75 64.8 6 39 72 90 100 115 107 96.8 7 44 101 123 133 150 126 126.6 8 49 137 160 165 190 169 164.2 9 54 174 199 205 229 204 202.2 10 59 222 244 245 277 243 246.2 15 64 264 289 293 331 282 291.8 20 73 354 386 350 378 361 365.8 21 74 378 391 384 386 378 383.4 22 75 386 395 395 397 386 391.8
Pengujian pembacaan sensor thermopile dilakukan untuk mengetahui ketepatan pembacaan sensor terhadap objek dengan mengukur objek yang sudah diketahui suhunya yaitu 35°C sampai 75°C.
Data pada Tabel 2, merupakan hasil pengukuran suhu objek pada jarak 10 cm, pengukuran dilakukan sebanyak lima
kali, kemudian diambil rata-rata ADC dari jumlah pengukuran untuk setiap kenaikan 1°C. Nilai rata-rata ADC yang didapat akan akan dicari hubungan antara suhu termometer dengan rata-rata ADC.
1) Pengujian I
Pengujian sistem secara keseluruhan dengan memanaskan air didalam wadah terbuat dari gelas yang diletakkan termometer untuk mengetahui suhu objek atau wadah, objek dipanaskan dari suhu 35°C sampai 75°C
Tabel 3 Hasil pengukuran suhu pada jarak 10 cm.
No Suhu aktual thermometer (°C) Suhu terukur (°C) Error (°C)
1 35 37.1 2.1 2 40 41.7 1.7 3 45 45.9 0.9 4 50 50.8 0.8 5 55 54.8 0.2 6 60 60.1 0.1 7 65 65.9 0.9 8 70 71.2 1.2 9 75 76.5 1.5
Dari data Tabel diatas, didapat hasil pengukuran mendekati suhu aktual dengan error suhu 1.04°C.
Gambar 11 Grafik hubungan antara suhu dengan adc
Pengukuran dilakukan pada jarak 11 cm. Dari data Tabel, didapat hasil pengukuran mendekati suhu aktual dengan error suhu 1.05°C
Tabel 4 Hasil pengukuran suhu pada jarak 11 cm.
No Suhu aktual thermometer
(°C) Suhu terukur (°C) Error (°C)
1 35 37.1 2.1 2 40 41.5 1.5 3 45 45.9 0.9 4 50 50.8 0.8 5 55 54.4 0.6 6 60 60.1 0.1 7 65 65.8 0.8 8 70 71.2 1.2 9 75 76.5 1.5
. Sehingga dari data diatas didapatkan sebuah grafik dari suhu terukur pada posisi yang berbeda.
Gambar 12 Grafik hubungan antara suhu dengan adc
0 20 40 60 80 0 100 200 300 400 Su h u ( °C) ADC 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 100 200 300 400 su h u ( °C) ADC
6
Pengukuran dilakukan pada jarak 12 cm, didapat hasil pengukuran mendekati suhu aktual dengan error suhu 0.88°C.
Tabel 5 Pengukuran Suhu pada jarak 12 cm.
No
Suhu aktual thermometer
(°C) Suhu terukur (°C) Error (°C)
1 35 35.8 0.8 2 40 40.1 0.1 3 45 43.5 1.5 4 50 48.1 1.9 5 55 54.1 0.9 6 60 59.6 0.4 7 65 64.4 0.6 8 70 69.9 0.1 9 75 73.3 1.7
Sehingga didapatkan sebuah grafik dari suhu terukur.
Gambar 13 Grafik hubungan antara suhu dengan adc
2) Pengujain II
Pengujian ini dilakukan dengan cara yang sama dengan pengujian I. Pengukuran dilakukan pada jarak 10 cm.
Tabel 6 Hasil Pengukuran suhu pada jarak 10 cm
No Suhu aktual thermometer (°C) Suhu terukur (°C) Error (°C)
1 35 35.1 0.1 2 40 40.1 0.1 3 45 45.3 0.3 4 50 50.6 0.6 5 55 55.7 0.7 6 60 60.8 0.8 7 65 66.5 1.5 8 70 71.8 1.8 9 75 76.9 1.9
Dari Tabel 9 diatas dapat dilihat bahwa nilai dari pengukuran dan suhu aktual hampir sama dengan selisih sebesar 0.86°C.
Gambar 14 Grafik hubungan suhu aktual dengan suhu terukur
Pengukuran dilakukan pada jarak 11 cm, didapat selisih sebesar 0.37°C.
Tabel 7 Hasil Pengukuran suhu pada jarak 11 cm
No Suhu aktual thermometer (°C) Suhu terukur (°C) Error (°C)
1 35 35.2 0.2 2 40 40.2 0.2 3 45 44.8 0.2 4 50 49.5 0.5 5 55 54.4 0.6 6 60 59.8 0.2 7 65 65.3 0.3 8 70 70.6 0.6 9 75 75.6 0.6
Sehingga didapatkan sebuah grafik dari suhu terukur.
Gambar 4.16 Grafik hubungan Suhu aktual dengan suhu terukur
Pengukuran dilakukan pada jarak 12 cm dengan selisih sebesar 0.55°C.
Tabel 8 Hasil Pengukuran suhu pada jarak 12 cm
No Suhu aktual thermometer
(°C) Suhu terukur (°C) Error (°C)
1 35 33.8 1.2 2 40 39.3 0.7 3 45 44.2 0.8 4 50 49.4 0.6 5 55 54.4 0.6 6 60 59.8 0.2 7 65 65.3 0.3 8 70 70.5 0.5 9 75 75.1 0.1
Dari Tabel 4.20 diatas dapat dilihat bahwa nilai dari pengukuran dan suhu aktual hampir sama dengan Berdasarkan data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara suhu aktual dan nilai suhu terukurnya.
Gambar 4.17 Grafik hubungan suhu aktual dengan suhu terukur
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 50 100 150 200 250 300 350 Su h u ( °C) ADC 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 su h u A kt u al ( °C) Suhu Terukur (°C) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Su h u A kt u al ( °C) Suhu Terukur (°C) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Su h u A kt u al ( °C) Suhu Terukur (°C)
7
Pada saat pengujian bahwa jarak yang diharuskan antara sensor dengan objek, pada jarak 10 cm dengan selisih 0.86°C, yang mendekati suhu aktualnya, begitu juga dengan jarak 11 cm memenuhi karena selisih suhu terukur dengan suhu objek, yaitu 0.37°C dan pada jarak 12 cm juga memiliki selisih sebesar 0.55°C.
V. PENUTUP A. Kesimpulan
Berdasarkan pengujian dan analisis yang dilakukan pada sistem pengendalian suhu, didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada pengujian pengukuran suhu objek dengan sensor thermopile, sangat dipengaruhi oleh posisi sensor dari objek atau jarak.
2. Model yang didapatkan dari pengujian yaitu
jarak 10 cm adalah .
jarak 15 cm adalah jarak 20 cm adalah
3. Fungsi persamaan interpolasi yang dihasilkan antara jarak 10 cm sampai 15 cm adalah
4. Fungsi persamaan interpolasi yang dihasilkan antara jarak 16 cm sampai 20 cm adalah
5. Selisih antara suhu aktual dengan suhu terukur pada jarak 10 cm adalah 0.86°C, pada jarak 11 cm adalah 0.37°C, dan pada jarak 12°C adalah 0.55°C.
6. Termometer yang digunakan untuk pembanding adalah termometer air raksa.
7. Termistor memiliki tingkat kesalahan rata-rata
pengukuran temperatur lingkungan yaitu sebesar 0.3°C B. Saran
Pada pengembangan sistem lebih lanjut ada beberapa saran yang dapat dilakukan yaitu sebagai berikut:
1. Penggunaan sensor yang lebih baik dengan keluaran
digital untuk mendeteksi suhu secara non-kontak akan memperbaiki ketelitian pembacaan suhu suatu benda.
2. Objek yang akan diukur sebaiknya memiliki suhu yang
konstan agar memudahkan untuk pengukuran.
3. Untuk mengetahui jarak dari 0 cm sampai jarak
maksimal, sebaiknya menggunakan sensor yang mampu mengukur dari 0 cm sampai jarak maksimal.
4. Termometer pembanding yang digunakan sebaiknya
memiliki karakter yang lebih baik dari sensor.
5. Penggunaan media komunikasi non kabel akan lebih
efektif dan efisien karena akan lebih terpantau pada jarak yang jauh.
6.
Penggunaan sistem database akan mempermudah dalampenyimpanan dan pemantauan data pengukuran.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Bejo, Agus, C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C
dalam Mikrokontroler ATmega8535, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2008.
[2] Choiron, M.A., Bab V. Curve Fitting, Jurusan Teknik
Mesin Universitas Brawijaya.
[3] Hartanto, Budi, Memahami Visual C#.net Secara
Mudah, Penerbit Andi, Yogyakarta. 2008.
[4] Heryanto, Mary dan Wisnu Adi, Pemrograman Bahasa
C untuk Mikrokontroler ATMEGA8535, Penerbit Andi, Yogyakarta. 2008.
[5] Kurniawan, Dayat, Aplikasi Elektronika dengan Visual
C# 2008 Express Edition, Elex Media Komputindo, 2010.
[6] Wardhana, Lingga, Belajar Sendiri Mikrokontroler
AVR Seri ATMega8535 Simulasi, Hardware dan Aplikasi, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2006.
[7] ---, Datasheet Mikrokontroler ATmega8535,
http://atmel.com/dyn/resource/prod_documents/doc250 2.pdf, diakses September 2011.
[8] ---, Datasheet LM35,
http://alldatasheet/img/d/LM35z.pdf, diakses Agustus 2011.
[9] ---, Datasheet AD620,
http://analog/img/d/AD620.pdf, diakses Juli 2011.
[10] ---, Datasheet MLX90247,
http://www.datasheetarchive.com/MLX90247-datasheet.html.pdf, diakses Oktober 2011
BIODATA MAHASISWA Nangkok M.P. Lumban Tobing (L2F 309 003)
Saat ini sedang melanjutkan studi pendidikan strata I di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Konsentrasi Kontrol.
