1 Latar Belakang
Sistem monitoring pada alat ukur digunakan untuk mengetahui besaran
fisis yang dihasilkan oleh sebuah benda atau sensor pada sebuah proses tertentu dalam rentang waktu
tertentu. Adapun
sistem monitoring yang saat ini sering digunakan adalah sistem monitoring
pada keadaan cuaca
yang dilakukan pada stasiun penerbangan, sistem monitoring pada pasokan tenaga
listrik yang dilakukan oleh PLN dan lain-lain. Sistem monitoring sangat dibutuhkan pada saat sekarang
ini karena dapat meminimalisir error.
Efek Seebeck adalah
fenomena yang terjadi pada termokopel yaitu fenomena dimana
dua buah logam yang berbeda disambungkan salah satu ujungnya, kemudian diberikan
suhu yang berbeda pada sambungan, maka akan terjadi perbedaan tegangan pada ujung
yang satu dengan ujung yang lain (Muhaimin, 1993). Untuk mengukur koefisien Seebeck
fenomena tersebut dapat didekati dengan cara memberikan suhu yang berbeda pada
ujung-ujung sampel logam sehingga perubahan suhu yang diberikan tersebut
sebanding dengan perubahan tegangan. Dalam pengukurannya hasil tersebut selalu
dibandingkan dengan logam referensi.
Pada
material tertentu, jika dipanaskan atau dideformasi pada rentang suhu tertentu
maka material tersebut akan mengalami perubahan struktur. Efek Seebeck sendiri
sangat sensitif terhadap perubahan-perubahan yang terjadi di dalam material.
Bahkan efek Seebeck dapat digunakan untuk menjejak perubahan material dalam
skala nano (Risanti, 2011). Oleh karena itu sistem monitoring efek
Seebeck diperlukan untuk mengetahui perubahan koefisien Seebeck suatu benda logam sebagai fungsi perubahan suhu.
2
Permasalahan
Dalam proses pengendalian suhu alat ukur thermoelectric power, dibutuhkan suatu proses
monitoring. Dalam hal
ini dibutuhkan sensor suhu,
pengkondisian sinyal,
setelah itu mikrokontroller yang menghubungkan antara sensor dengan PC.
Permasalahan yang diangkat dalam
Tugas Akhir kali ini adalah :
Bagaimana mengsikronisasi data
suhu dari perangkat keras ke perangkat lunak agar monitoring dan pengendalian
suhu dapat dilakukan.
3 Batasan
Masalahan
Batasan
masalah yang digunakan dalam pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai
berikut:
- Tugas akhir ini
hanya membahas sistem monitoring dan pengendalian suhu sebagai bagian dari
suatu sistem pada alat thermoelectric
power
- Sistem ini hanya mengontrol satu variabel yang berupa suhu pada loop
pengendaliannya.
- Dalam tugas akhir ini untuk pengendalian yang digunakan adalah
pengendalian on off.
- Sistem kontrol menggunakan mikrokontroller Visual Basic 6.0 yang dihubungkan dengan ATMEGA 8535L.
- Penghubung yang digunakan adalah kabel Rs323.
- Suhu yang digunakan antara suhu ruang sampai 100 0C
7. Karena nilai yang didapat dari hasil pengukuran
suhu pada heater tersebut berupa bilangan analog, maka diperlukan suatu
pengkonversi yaitu Analog to Digital Converter (ADC) pada mikrokontroler ATMega8535 agar pengukuran
tersebut dapat terbaca lebih spesifik. Data keluaran
dari ADC (Analog to Digital Converter)
tersebut akan diproses oleh mikrokontroler
ATMega8535 sesuai listing program yang disambungkan ke PC dengan menggunakan program Visual
Basic, yang kemudian akan ditampilkan pada layar monitor PC.
1.4
Tujuan
Sesuai
dengan latar belakang, maka tujuan tugas akhir ini antara lain :
- Dapat menghubungkan perangkat keras dan
perangkat lunak sebagai monitoring dan kontrol.
2. Dapat merancang dan membuat sistem pengendalian suhu
berbasis mikrokontroller.
PERANCANGAN
DAN PEMBUATAN ALAT
1 Blok Diagram
Perancangan Alat
Dalam perancangan dan pembuatan Tugas Akhir ini
menggunakan kabel RS323 yaitu kabel serial to usb, kabel ini
yang digunakan sebagai penghubung antara mikrokontroler dengan PC.
Tahapan-tahapan yang ditempuh
dalam pengerjaan Tugas Akhir.
2 Perancangan Program Monitoring Dan Kontrol
Sebelum
melakukan pembuatan program pada Tugas Akhir ini, maka terlebih dahulu
dilakukan suatu perancangan alat terhadap kerja dari alat yang akan dibuat,
baik perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).
Untuk
Perancangan perangkat keras (hardware) pada proses
sistem akuisisi data dari sensor hingga
tampilan pada
PC, meliputi: rangkaian catu daya, dan rangkaian minimum sistem mikrokontroler AVR 8535 dan interface
pada PC. Dalam hal ini dapat dilihat pada diagram blok pada
gambar 3.2
Dalam
diagram blok 3.2, maka dapat dilihat proses sistem akuisisi
data pengukuran dari sensor sampai pada PC. Pada program ini saya menggunakan beberapa data yang diambil dari data
hasil pengelolahan pada Mikrokontroler yaitu data 8 bit. Data yang diambil
dilewatkan melalui kabel RS232 yang akan di olah di dalam pc menggunakan
program Visual Basic. Data yang telah di olah akan di tampilkan dalam bentuk
grafik yang mana grafik tersebut sudah menampilkan bilangan asli dari sensor.
Selain itu untuk mengontrol perangkat kerang juga di lakukan melalui visual
basic 6.0 yang dikirim melalui kabel RS323 ke dalam mikrokontroler.
3.3
Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan
untuk perangkat lunak yang digunakan adalah menyiapkan sebuah Laptop,
Program VB 6.0, Avr, Proteus, Kabel RS232 dan membuat simulasi percobaan.
Perancangan di mulai dengan menentukan bahan logam
yang akan digukan sebagai bahan percobaan dan menentukan ∆T (perbedaan
suhu) antara Suhu A dan Suhu B.
pengambilan data dilakukan menggunakan sensor suhu LM35 yang diletakan
diruangan dimana ujung-ujung logam berada yang kemudian di kirim menuju
mikrokontroler. Data keluaran sensor yang berupa data analok diubah menggunakan
ADC (analog to digital converter) .
Tegangan keluaran dari perbedaan suhu A dan suhu B yang dihasilkan oleh logam
yang sudah dikuatkan sebesar 1000x penguatan berupa data analok juga di rubah
pada mikrokontroler menjadi data digital. Data-data tersebut dikirim menuju PC
menggunakan kabel RS323. Data suhu yang diterima disesuaikan dengan setpoint
yang sudah ditentukan pada program jika suhu dan setpoint sudah sesuai maka
program akan mengirim perintah menuju alat pemanas untuk mematikan relay. Sedangkan data tegangan perbedaan
suhu A dan suhu B di proses dengan menggunakan persamaan tegangan asli =
tegangan masuk / 256. Karena data digital yang di terima adalah data 8bit yang
diubah menjadi data digital desimal yang kemudian di rekam dan disimpan pada
database. Selain disimpan data juga di displaykan menggukan visual basick 6 berupa grafik perubahan
tegangan yang dihasilkan oleh logam karena perbedaan suhu yang diterima.
Gambar 3.3 flowchart Sistem pengambilan data
Gambar 3.4 flowchart
Sistem monitoring
Proses
monitoring data berdasarkan data keluaran dari mikrokontroler yang berupa data
digital 8 bit, data tersebut menampilkan data tegangan keluaran perbedaan suhu
logam sebagai grafik. Menampilkan data suhu A dan suhu B sebagai petunjuk suhu
yang berada dalam ruangan di setiap ujung logam.
Gambar
3.5 Tampilan Display grafik Efek
Seebeck
Tampilan
awal berisi Grafik tegangan perbedaan suhu logam di ujung-ujung nya yang menghasilkan
tegangan. Suhu ruangan di bagian ujung A dan di bagian ujung B. Terdapat
kontrol suhu juga sebagai kontrol untuk mengendalikan suhu pada ruangan A dan
ruangan B yang digunakan sebagai perbedaan suhu ruangan.