Home >Science >Kapasitansi meter digital menggunakan metode pembandingan frekuensi berbasis mikrokontroler at89...

Kapasitansi meter digital menggunakan metode pembandingan frekuensi berbasis mikrokontroler at89...

Date post:22-Nov-2014
Category:
View:381 times
Download:5 times
Share this document with a friend
Description:
my paper
Transcript:
  • 1. KAPASITANSI METER DIGITAL MENGGUNAKAN METODE PEMBANDINGAN FREKUENSI BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 Yudhi Andrian1 Email : yudhi@potensi-utama.ac.id ABSTRAKSI Salah satu komponen sederhana namun sangat penting dalam dunia elektronika adalah kapasitor. Karena pentingnya kapasitor tersebut, maka dibutuhkan suatu alat yang dapat mengukur nilai (kapasitansi) dari kapasitor sehingga tidak ada kesalahan pada saat penggunaannya. Hal ini diperlukan karena sering ditemukan kapasitor dengan nilai sebenarnya yang tidak sesuai dengan nilai yang tertulis pada badan kapasitor itu sendiri, dan jika dipakai dalam sebuah rangkaian akan menyebabkan ketidaktepatan pada hasil yang diharapkan. Dibutuhkan suatu alat ukur kapasitansi yang dapat dioperasikan secara mudah, hasil yang cukup akurat, sederhana dan murah. Pada penelitian ini dirancang alat pengukur kapasitansi dari kapasitor yang diberi nama Kapasitansi Meter Digital, dengan jangkah ukur dari 20 nF hingga 100 F dengan menggunakan metode pembandingan frekuensi. Kapasitor yang akan diukur dihubungkan menggunakan probe ke rangkaian pembangkit frekuensi. Rangkaian pembangkit frekuensi ini dirangkai menggunakan rangkaian RC dengan menggunakan IC gerbang logika NOT. Besarnya frekuensi mengukuti besarnya kapasitor yang diukur. Frekuensi hasil pengukuran lalu dikalkulasi oleh mikrokontroler dan hasil kalkulasi ditampilkan dalam satuan mikro farad. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan tingkat akurasi alat sudah cukup baik, error maksimum hanya 2,27 persen atau akurasinya mencapai 97,73 persen. Kata kunci : Kapasitor, Kapasitansi, Kapasitansi meter digital, farad, Perbandingan Frekuensi, AT89S51. ABSTRACT One the simple but very important electronic component in the world is a capacitor. Because of the importance of the capacitor, it needs an instrument that can measure the value (capacitance) of the capacitor so that there will be no errors during the use. This is necessary because it is often found that many capacitors have inappropriate value to the actual value that is written on the body of the capacitor itself. and if it is used in a circuit, it will cause inaccuracies in the expected results. It takes a capacitance measurement tool that can be easily operated, has accurate results, simple and cheap. In this research, A tool for measuring capacitance of capacitor was designed and named Digital Capacitance Meter, with measuring ranges from 20 nF to 100 F by using frequency comparation method. The Capacitor that will be measured is connected by using a probe to a frequency generator circuit. The Frequency generator circuit is assembled by using RC circuit and NOT logic gate IC. The Value of frequency follows the capacitors measured. The frequency of the measurement result then calculated by the microcontroller and the calculated results are displayed in the micro farad units. From this research, we can conclude that the accuracy of the tool is good enough, the maximum error is only 2.27 percent or the accuration is 97.73 percent. Keywords: Capacitor, Capacitance, Digital Capacitance Meter, farad, Frequency Comparison, AT89S51. 1 Dosen Program Studi Teknik Informatika, STMIK Potensi Utama Jl. K.L. Yos Sudarso Km 6,5 No. 3A Medan, Telp (061) 6640525
  • 2. PENDAHULUAN Dalam dunia industri elektronika ditemukan banyak sekali komponen penyusun dan pendukung untuk membuat suatu rangkaian ataupun alat elektronika. Mulai dari yang paling sederhana hingga komponen yang cukup rumit, baik dari segi pembuatan maupun penggunaan atau fungsinya. Komponen-komponen tersebut memiliki ciri dan karakteristik masing-masing yang berbeda-beda satu dengan yang lainnya, sesuai dengan pembuatan maupun fungsinya. Suatu komponen selalu penting dan berarti jika ditempatkan dengan benar sesuai dengan kebutuhan dan sesuai dengan fungsi masing-masing. Salah satu komponen sederhana namun sangat penting dalam dunia elektronika adalah kapasitor. Karena pentingnya kegunaan kapasitor tersebut, maka dibutuhkan suatu alat yang dapat mengukur nilai (kapasitansi) dari suatu kapasitor sehingga tidak ada kesalahan pada saat penggunaannya. Hal ini diperlukan karena saat ini sering ditemukan kapasitor dengan nilai sebenarnya yang tidak sesuai dengan nilai yang tertulis pada badan kapasitor itu sendiri, dan jika dipakai dalam sebuah rangkaian akan menyebabkan ketidaktepatan pada hasil yang diharapkan. Beberapa jenis alat pengukur telah dipakai untuk mengukur kapasitansi suatu kapasitor, baik analog maupun alat ukur yang menggunakan metode digital, namun harganya sangat mahal serta pengoperasian yang rumit. Dibutuhkan suatu alat ukur kapasitansi yang dapat dioperasikan secara mudah, dan untuk alasan itu maka penulis berusaha untuk membuat sebuah alat ukur kapasitansi sederhana yang memiliki jangkah ukur cukup luas, hasil yang cukup akurat, sederhana dan murah. Penulis menamakan alat ini sebagai Kapasitansi Meter Digital, dengan jangkah ukur dari 20 nF hingga 100 F dengan menggunakan metode pembandingan frekuensi. Kapasitor-kapasitor dari jenis keramik, mika, dan elektrolit dapat diukur dengan menggunakan alat ini. RANCANGAN SISTEM Diagram Blok Rangkaian Diagram blok dari sistem yang dirancang adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar 1. berikut ini: Gambar 1. Diagram Blok Rangkaian Cara kerja alat berawal dari saat alat dihidupkan tampilan C METER DIGITAL. Kapasitor yang akan diukur dihubungkan menggunakan probe ke rangkaian pembangkit frekuensi. Rangkaian pembangkit frekuensi ini dirangkai menggunakan rangkaian RC dengan menggunakan IC gerbang logika NOT. Besarnya frekuensi mengukuti besarnya kapasitor yang diukur. Frekuensi hasil pengukuran lalu dikalkulasi oleh mikrokontroler dan hasil kalkulasi langsung ditampilkan berupa satuan mikro farad. Kapasitor yang akan diukur AT89S51 Saklar selector LCD Rangkaian pembangkit frekuensi
  • 3. Desain Hardware Rangkaian Mikrokontroler AT89S51 Rangkaian ini berfungsi untuk menghitung nilai kapasitansi dari kapasitor yang akan diukur, selanjutnya menampilkan hasil perhitungannga ke display LCD. Kompoen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler AT89S51. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Dalam menjalankan chip IC mikrokontroler AT89S51 memerlukan komponen elektronika pendukung lainnya. Suatu rangkaian yang paling sederhana dengan komponen pendukungnya yang minimum disebut sebagai suatu rangkaian sistem minimum. Sistem minimum ini berfungsi untuk membuat rangkaian mikrokontroller dapat bekerja, jika ada komponen yang kurang, maka mikrokontroller tidak akan bekerja. Dalam perancangan alat ini, sistem minimum mikrokontroler AT89S51 terdiri dari: 1. Chip IC mikrokontroler AT89S51 2. Kristal 12 MHz 3. Kapasitor 4. Resistor Rangkaian mikrokontroler AT89S51 ditunjukkan pada gambar 2 berikut ini: Gambar 2 Rangkaian mikrokontroller AT89S51 Mikrokontroler ini memiliki 32 port I/O, yaitu port 0, port 1, port 2 dan port 3. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit. Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3 Pin 40 dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt. Dan pin 20 dihubungkan ke ground. Rangkaian mikrokontroler ini menggunakan komponen kristal 12 MHz sebagai sumber clocknya. Nilai kristal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler dalam mengeksekusi suatu perintah tertentu. Pada pin 9 dihubungkan dengan sebuah kapasitor 10 uF yang dihubungkan ke positip dan sebuah resistor 10 Kohm yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen ini berfungsi agar program pada mikrokontroler dijalankan beberapa saat setelah power aktip. Lamanya waktu antara aktipnya power pada IC mikrokontroler dan aktipnya program adalah sebesar perkalian antara kapasitor dan resistor tersebut. Jika dihitung maka lama waktunya adalah : ikFxKRxCt det1,01010 === Jadi 0,1 detik setelah power aktip pada IC kemudian program aktif.
  • 4. Pada perancangan ini display LCD akan dihubungkan ke PORT 1 dan sisanya di PORT 0, yaitu P0.0, P0.1 dan P0.2. sedangkan rangkaian osilator dihubungkan ke Port0.7. Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah LCD LMB162ABC karena harganya cukup murah. LCD LMB162ABC merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Gambar 3 berikut menampilkan hubungan antara LCD dengan port mikrokontroler: Gambar 3 Rangkaian Skematik dari LCD ke mikrokontroler Pada gambar rangkaian di atas pin 2 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 1 dan 16 dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler AT89S51. Fungsi dari potensiometer (R4) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD. Rangkaian Osilator (Pembangkit gelombang frekuensi) Rangkaian pembangkit gelombang frekuensi dibentuk menggunakan CMOS gerbang logika NOT yang dikemas dalam bentuk IC 4069. Bentuk rangkaian pembangkit gelombang frekuensi dapat dilihat dalam Gambar 4 berikut: Gambar 4 Rangkaian pembangkit gelombang frekuensi Dalam rangkaian ini 2 buah gerbang NOT disusun secara seri dan diberi hambatan beban rangkai
Embed Size (px)
Recommended