Modul 2

LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM INSTRUMENTASI (TEL61648) MODUL 2 INSTRUMENTASI SENSOR-SENSOR

Achmad Sofwan Mulyawan 1510631160001

LABORATORIUM DASAR TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SINGAPERBANGSA KARAWANG 2018

Titles you can't find anywhere else

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.





filter warna. Sensor warna TCS230 merupakan sensor yang dikemas dalam chip DIP 8 pin dengan bagian muka transparan sebagai tempat menerima intensitas cahaya yang berwarna. Gambar 2.1 menunjukkan bentuk fisik sensor warna TCS230, dan skema pin sensor tersebut.

Abstrak

Modul 2 pada praktikum sistem instrumentasi ini akan mempelajari mengenai karakteristik sensor - sensor yang akan di uji menggunakan software Arduino. Percobaan Percobaan dengan membuat membuat rangkaian menggunakan sensor pendeteksi gerakan yaitu dengan menggunakan sensor PIR. Tujuan dari praktikum ini agar praktikan dapat memahami karakteristik sensor sensor yang di ujikan. Kata Kunci: Sensor PIR, Pendeteksi Gerakan, Sensor Warna

(a)

1. Pendahuluan

Tujuan dari percobaan ini adalah memahami karakteristik dari sensor-sensor yang akan diuji. Agar pemahaman dari karakteristik sensor bisa tercapai, maka dalam percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu untuk: a. Mempelajari prinsip kerja dari Sensor Passive Infrared Receiver. b. Mampu mengantar-mukakan modul rangkaian sensor suhu ke arduino. c. Menguji Sensor Passive Infrared Receiver terhadap besaran fisis. d. Menganalisis prinsip kerja dan karakteristik Sensor Passive Infrared Receiver.

2. Studi pustaka 2.1. Sensor Warna TCS230 Sensor warna TCS230 adalah sensor warna yang sering digunakan pada aplikasi mikrokontroler untuk pendeteksian suatu objek benda atau warna seri objek yang dimonitor. Sensor warna TCS230 juga dapat digunakan sebagai sensor gerak, dimana sensor mendeteksi gerakan suatu objek berdasarkan perubahan warnayang diterima oleh sensor. Pada dasarnya sensor warna TCS230 adalah rangkaian

(b) G ambar bar 1 (a) Bentuk Fisik Sensor TCS230

(b) Skema Pin Sensor TCS230

Warna dapat didefinisikan secara obyektif/fisik sebagai sifat cahaya yang dipancarkan, atau secara subyektif/psikologis sebagai bagian dari pengalaman pengalaman indera pengelihatan. Secara obyektif atau fisik, warna dapat diberikan oleh panjang gelombang. Dilihat dari panjang gelombang, gelombang, cahaya yang tampak oleh mata merupakan salah satu bentuk pancaran energi yang merupakan merupakan bagian yang sempit dari gelombang elektromagnetik. Gelombang adalah getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Selain radiasi elektrom elektromagnetik agnetik , dan mungkin radiasi gravitasional, gravitasional, yang bisa berjalan lewat ruang hampa udara, gelombang juga terdapat





mengakibatkan partikel mengakibatkan partikel medium berpindah secara permanen; permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara massal. Photodiode atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Dioda Foto adalah komponen Elektronika yang dapat mengubah cahaya menjadi arus listrik. Dioda Foto merupakan komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan tergolong dalam keluarga Dioda. Seperti Dioda pada umumnya, umumnya, Photodiode atau Dioda Foto ini memiliki dua kaki terminal yaitu kaki terminal Katoda dan kaki terminal Anoda, namun Dioda Foto memiliki Lensa dan Filter Optik yang terpasang dipermukaannya sebagai pendeteksi cahaya. cahaya. Cara kerja Photodiode yaitu Photodiode terdiri dari satu lapisan tipis semikonduktor tipe-N yang memiliki kebanyakan kebanyakan elektron dan satu lapisan tebal semikonduktor tipe-P yang memiliki kebanyakan hole. Lapisan semikonduktor tipe-N adalah Katoda sedangkan lapisan semikonduktor semikonduktor tipe-P adalah Anoda. Saat Photodiode terkena cahaya, Foton yang merupakan partikel terkecil cahaya akan menembus lapisan semikonduktor tipe-N dan memasuki lapisan semikonduktor tipe-P. Foton-foton tersebut kemudian akan bertabrakan dengan elektron-elektron yang terikat sehingga elektron tersebut terpisah dari intinya dan menyebabkan menyebabkan terjadinya hole. Elektron terpisah akibat tabrakan dan berada dekat persimpangan persimpangan PN (PN junction) akan menyeberangi menyeberangi persimpangan persimpangan tersebut ke wilayah semikonduktor semikonduktor tipe-N. Hasilnya, Elektron akan bertambah di sisi semikonduktor N sedangkan sedangkan sisi semikonduktor semikonduktor P akan kelebihan Hole. Pemisahan muatan positif dan negatif ini menyebabkan perbedaan

kabel tersebut dari Katoda ke Anoda atau biasanya kita sebut sebagai aliran arus listrik. 2.1.1 Karakteristik Sensor Warna TCS230 IC TCS230 dapat dioperasikan dengan supply tegangan pada Vdd berkisar antara antara 2,7Volt – 2,7Volt – 5,5Volt, 5,5Volt, dalam pengoperasiannya pengoperasiannya sensor tersebut dapat dilakukan dengan dua cara: i. Dengan mode supply tegangan maksimum, yaitu dengan menyuplai tegangan berkisar antara 2,7Volt – 5,5Volt pada sensor warna TCS230. ii. Mode supply tegangan minimum, yaitu dengan menyuplai tegangan 0 sampai 0,8V.

Sensor warna TCS230 terdiri dari 4 kelompok photodioda, masing – masing masing kelompok memilik isensitivitas yang berbeda satu dengan yang lainnya pada respon photodioda terhadap panjang gelombang cahaya yang dibaca, photodioda yang mendeteksi warna merah dan clear memiliki nilai sensitivitas yang tinggi ketika mendeteksi intensitas cahaya dengan panjang gelombang 715 nm, sedangkan pada panjang gelombang 1100 nm photodioda tersebut memiliki nilai sensitivitas yang paling rendah, hal ini menunjukkan bahwa sensor TCS230 tidak bersifat linearitas dan memiliki sensitivitas yang berubah terhadap panjang gelombang yang diukur, gambar 1.1 menunjukkan karakteristik photodioda terhadap panjang gelombang cahaya.





G ambar bar 1.1 Karakteristik sensitivitas sensitivitas dan

linearitas photodioda terhadap panjang gelombang cahaya. cahaya.

Semakin besar temperatur koefisien yang diperoleh dari photodioda, maka semakin jauh panjang gelombang yang dihasilkan oleh sensor, dimana besar atau kecil temperatur koefisien tersebut dipengaruhi oleh keadaan panjang gelombang atau pencahayaan, hal ini menunjukkan bahwa sensor TCS230 memiliki karaktersitik panjang gelombang yang linear.

bright terhadap objek, pembacaan nilai intensitas cahaya tersebut dilakukan melalui matrik 8x8 photodioda, dimana 64 photo dioda tersebut dibagi menjadi 4 kelomp ok pembaca warna setiap warna yang disinari led akan memantulkan sinar led menuju photodioda, pantulan sinar tersebut memiliki panjang gelombang yang berbeda – beda tergantung pada warna objek yang terdeteksi, hal ini yang membuat sensor warna TCS230 dapat membaca beberapa macam warna. Panjang gelombang dan sinar led yang dipantulkan objek berwarna berfungsi mengaktifkan mengaktifkan salah satu kelompok photodioda pada sensor warna tersebut, sehingga ketika kelompok photodioda yang digunakan telah aktif, S2 dan S3 akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler untuk menginformasikan warna yang dideteksi. Tabel 1.3 memperlihatkan pemilihan mode pengelompokkan pengelompokkan photodioda pembaca pembaca warna. warna.

Tabel 1.3 Mode Pemilihan Photodioda

Pembaca Warna Warna

G ambar bar 1.2 Menunjukkan karakteristik karakteristik

perbandingan antara temperatur temperatur koefisien koefisien terhadap panjang gelombang.

Saklar terprogram ini akan memilih dengan sendirinya jika salah satu kelompok photodioda membaca membaca intensitas cahaya terhadap objek yang disensor. Selanjutnya arduino akan mulai menginisialisasi menginisialisasi sensor TCS230, nilaiyang dibaca oleh sensor selanjutnya diubah menjadi frekuensi melalui bagian pengubah arus ke frekuensi, dimana pada bagian ini terdapat osilator yang dibangkitkan oleh saklar S0 dan S1 sebagai mode tegangan maksimum dan





(a)

(b) (a) Blok diagram fungsional TCS 230 (b) Setting sensorTCS230

frekuensi outputsensor

Gambar 1.4 Menunjukkan blok diagram fungsional sensor TCS230 dan cara setting skala frekuensi output sensor TCS230. 2.1.3 Perancangan Flowchart

Setelah perancangan konsep kerja awal, penulis membahas perancangan software. software. Perancangan software itu sendiri terbagi atas tiga bagian yaitu flowchart (diagram alir sistem), UML (Unified Modelling Language) I dan dan perancangan perancangan program yang digunakan. digunakan. Adapun tujuan flowchart tujuan flowchart adalah untuk memudahkan kita di dalam akan digunakan.

bar 1.7 Flowchart skalaG ambar

2.2 Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah adalah tubuh manusia. manusia.

Gambar Sensor PIR





tubuh kira-kira 32° C (panjang gelombangnya antara 9-10 9-10 μm). Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida (GaN), caesium nitrat (CsNo3) dan litium tantalate (LiTaO3) menghasilkan arus listrik.

Membuat Rangkaian Sensor LDR dengan Menggunakan Arduino

Tulislah Listing Program yang Akan Dicompiling dan Diupload pada Software Arduino

Compile dan Upload Progrm pada Rangkaian

Catat Hasil Pengamatan dan Dokumentasikan Hasil Pengukuran dengan Menggunakan Avometer dan Osiloskop

4. Hasil dan Analisis

Rangkaian dengan Sensor PIR Diagram cara kerja kerja dan sinyal Sensor Sensor PIR Arus listrik yang ti mbul akan menghasilkan tegangan yang akan diproses lebih lanjut yang dimana akan masuk ke IC komparator. Pada IC komparator akan dibandingkan tegangan yang dihasilkan dari hasil pembacaan pembacaan sensor dengan tegangan referensi (Vref) dan akan menghasilkan output berupa sinyal 1 bit. Sehingga output dari sensor ini yaitu berupa logika 1 (high) dan 0 (low). Pada saat kondisi logika HIGH berarti sensor terdeteksi adanya infrared, sedangkan logika LOW kebalikan dari itu. 3. Metodologi 3.1. Rangkaian Sensor PIR pada Arduino

Hasil Percobaan







Rangkaian

Hasil Percobaan 4





Rangkaian SENSOR WARNA TCS230 -Sensor Warna dengan Output LED Green

-Sensor Warna dengan Output LED Red





5. KESIMPULAN

Dari hasil perancangan dan pengujian alat didapat kesimpulan bahwa sistem pendeteksi warna menggunakan sensor TCS230 yang dibangun dapat bekerja dengan baik dan hasil implementasi menunjukkan bahwa tingkat akurasi alat sangat tergantung beberapa hal seperti pencahayaan, jenis benda berwarna yang akan dideteksi, jarak antara sensor dengan obyek warna... Pada pengamatan warna primer, dapat kita lihat bahwa pada warna merah persentase tertinggi tertinggi pada output R, warna hijau persentase tertinggi pada output G, warna biru persentase tertinggi pada output B. Pada pengamatan pengamatan warna-warna warna-warna sekunder, tinggi output R, output G, dan output B tergantung dari dominan warna penyusunnya. Warna sekunder yang telah diukur tidak hanya terbentuk dari 2 warna primer saja tetapi juga dari perpaduan 3 warna atau lebih

Modul 2

Recommend Documents