SINTESA DAN PENERAPAN FILM Ba0,55Sr0,45TiO3 SEBAGAI SENSOR ... · Sensor Cahaya dan Sensor Suhu Pada Model Sistem Pengering Otomatis Produk ... saat catu daya dihidupkan, catu daya

SINTESA DAN PENERAPAN FILM Ba0,55Sr0,45TiO3 SEBAGAI

SENSOR CAHAYA DAN SENSOR SUHU PADA MODEL

SISTEM PENGERING OTOMATIS PRODUK PERTANIAN

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

RIDWAN SISKANDAR

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Sintesa dan Penerapan

Film Ba0,55Sr0,45TiO3 Sebagai Sensor Cahaya dan Sensor Suhu Pada Model Sistem

Pengering Otomatis Produk Pertanian Berbasis Mikrokontroler ATMega8535

adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum

diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber

informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak

diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam

Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, 17 Februari 2014

Ridwan Siskandar

NIM G751120021

RINGKASAN

RIDWAN SISKANDAR. Sintesa dan Penerapan Film Ba0,55Sr0,45TiO3 Sebagai

Sensor Cahaya dan Sensor Suhu Pada Model Sistem Pengering Otomatis Produk

Pertanian Berbasis Mikrokontroler ATMega8535. Dibimbing oleh IRZAMAN

dan IRMANSYAH.

Telah dirancang dan direalisasikan suatu model sistem pengering otomatis

berukuran 50 cm x 50 cm dengan model atap louvre untuk proses pengeringan

produk pertanian berbasis mikrokontroler ATMega8535. Sistem ini bekerja

melalui perintah mikrokontroler yang berasal dari sensor. Sensor yang digunakan

adalah film BST yang dibuat dengan metode Chemical Solution Deposition (CSD)

dan spin coating pada kecepatan putar 3000 rpm selama 30 detik dengan

memvariasikan perlakuan substrat (enhancement (tanpa dipanaskan) dan depletion

(dipanaskan pada suhu 800 oC)) dan suhu pemanasan sebesar 800

oC, 850

oC dan

900 oC selama 15 jam. Selanjutnya film yang diperoleh dikarakterisasi sebagai

sensor cahaya dan sensor suhu. Film enhancemant-850 oC (film terbaik hasil

karakterisasi) digunakan sebagai sensor cahaya dan sensor suhu.

Model sistem pengering otomatis ini tersusun dari suatu perangkat keras

dan perangkat lunak. Sensor cahaya, sensor suhu, mikrokontroler ATMega8535,

motor servo, relay dan dryer adalah bagian dari perangkat keras yang digunakan.

Perangkat lunak yang digunakan dibuat menggunakan software Code Vision AVR

C dengan bahasa C sebagai bahasa pemrograman.

Prinsipnya, saat catu daya dihidupkan, catu daya memberikan tegangan

masukan yang dibutuhkan setiap rangkaian elektronika yang digunakan. Sistem

ini menggunakan 2 buah film BST yang digunakan sebagai sensor cahaya dan

sensor suhu. Sensor cahaya BST akan mendeteksi ada atau tidaknya cahaya yang

diterima, sedangkan sensor suhu BST digunakan untuk membaca perubahan suhu

di dalam ruangan sistem pengering otomatis. Data yang diterima dari sensor

cahaya BST dan sensor suhu BST kemudian dikirim ke mikrokontroler.

Mikrokontroler akan mengolah data yang terbaca dari kedua sensor BST.

Apabila data yang terbaca dari sensor cahaya BST adalah terang, maka

mikrokontroler akan memberikan perintah pada masing-masing motor servo untuk

membuka atap bagian kanan dan kiri. Mikrokontroler juga akan memberikan

perintah untuk nonaktifkan driver relay sehingga dryer dalam keadaan mati.

Jika data yang terbaca dari sensor cahaya BST adalah gelap, maka


menutup atap bagian kanan dan kiri. Mikrokontroler juga akan memberikan

perintah untuk mengaktifkan driver relay sehingga dryer dalam keadaan hidup.

Ketika data yang terbaca dari sensor cahaya BST adalah gelap, jika data

yang terbaca dari sensor suhu BST adalah ≤ 60 oC, mikrokontroler akan

memberikan perintah untuk mengaktifkan driver relay sehingga dryer dalam

keadaan hidup. Jika data yang terbaca dari sensor suhu BST > 60 oC,

mikrokontroler akan memberikan perintah untuk mengnonaktifkan driver relay

sehingga dryer dalam keadaan mati sampai data yang terbaca oleh sensor suhu

BST mencapai 30 oC. Saat data yang terbaca sensor suhu BST < 30

oC maka

mikrokontroler akan memberikan perintah untuk mengaktifkan kembali driver

relay sehingga dryer dalam keadaan hidup.

Kata kunci: Ba0,55Sr0,45TiO3, sensor, operational amplifiers, ATMega8535, liquid

crystal display

SUMMARY

RIDWAN SISKANDAR. Synthesis and Application of Ba0.55Sr0.45TiO3 Film as

Light Sensor and Temperature Sensor In Auto Dryer System Model of

Agricultural Products Based on Microcontroller ATMega8535. Supervised by

IRZAMAN and IRMANSYAH.

An automatic dryer system model has been designed and realized with the

dimension 50 cm x 50 cm with louvre roof models for the drying process of

agricultural products based on microcontroller ATMega8535. The system worked

through a microcontroller commands originating from the sensor. The sensor used

is BST films prepared by Chemical Solution Deposition method (CSD) and spin

coating at 3000 rpm rotational speed for 30 seconds with varying substrate

treatment (enhancement (non-heated) and depletion (heated at 800 °C)) and the

temperature of the heating at 800 °C, 850 °C and 900 °C for 15

hours. Furthermore, films that were obtainedthen were characterized as a light

sensor and a temperature sensor. Film enhancemant-850 °C (best film

characterization) was used as a light sensor and a temperature sensor.

This automatic dryer system model was composed of a hardware and

software. Light sensor, temperature sensor, microcontroller ATMega8535, servo

motors, relays, and dryer are part of the hardware that was used. The software that

was used was made using software Code Vision AVR C language C as the

programming language.

In principle, when the power supply was turned on, the power supply

provided the required input voltage of each electronic circuit that was used. The

system used two pieces of BST films that were used as a light sensor and a

temperature sensor. BST light sensor will detect the presence or absence of light

received, while the BST temperature sensor was used to read the changes in the

room temperature conditioning system automatically. Data received from a light

sensor BST and a temperature sensor BST then sent to the microcontroller. The

microcontroller will process the data that was read from both BST sensor.

When data read from the BST light sensor is bright, the microcontroller will

give the command to each servo motor to open right and left side of the roof. The

microcontroller also will give the command to disable the relay driver so that the

dryer is off.

If the data read from the BST light sensor is dark, then the microcontroller

will give the command to each servo motor to close right and left side of the roof.

The microcontroller also will give the command to activate the relay driver so the

dryer is on.

When the data read from the BST light sensor is dark, if the data read from

the BST temperature sensor is ≤ 60 °C, the microcontroller will give the command

to activate the relay driver so the dryer is on. If the data read from the BST

temperature sensor > 60 °C, the microcontroller will give the command to turned

off the relay driver so that the dryer is turned off until the data is read by the BST

temperature sensor reaches 30°C. When the data read by BST temperature sensor

<30 °C then the microcontroller will give the command to reactivate the relay

driver so the dryer is on.

Keyword: Ba0.55Sr0.45TiO3, sensor, operational amplifiers, ATMega8535, liquid

crystal display

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,

penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau

tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan

IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini

dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

Penguji pada ujian sidang tesis: Dr. Agus Kartono, M. Si

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sains

pada

Program Studi Biofisika

SINTESA DAN PENERAPAN FILM Ba0,55Sr0,45TiO3 SEBAGAI

SENSOR CAHAYA DAN SENSOR SUHU PADA MODEL

SISTEM PENGERING OTOMATIS PRODUK PERTANIAN

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

RIDWAN SISKANDAR

Penguji pada Ujian Tesis : Dr. Tony Sumaryada

Judul Tesis : Sintesa dan Penerapan Film Ba0,55Sr0,45TiO3 Sebagai Sensor

Cahaya dan Sensor Suhu Pada Model Sistem Pengering Otomatis

Produk Pertanian Berbasis Mikrokontroler ATMega8535

Nama : Ridwan Siskandar

NIM : G751120021

Disetujui oleh

Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Irzaman, M. Si

Ketua

Dr. Ir. Irmansyah, M. Si

Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi

Biofisika

Dr. Agus Kartono, M. Si

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian:

30 Januari 2014

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas

segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang

dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2012 ini ialah

sensor ferroelektrik dan aplikasinya, dengan judul Sintesa dan Penerapan Film

Ba0,55Sr0,45TiO3 Sebagai Sensor Cahaya dan Sensor Suhu Pada Model Sistem

Pengering Otomatis Produk Pertanian Berbasis Mikrokontroler ATMega8535.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Irzaman, M. Si dan

Bapak Dr. Ir. Irmansyah, M. Si selaku pembimbing. Di samping itu, penghargaan

penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Tony Sumaryada selaku penguji luar komisi

dan Bapak/Ibu Dosen yang telah banyak memberi saran. Ungkapan terima kasih

juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan

kasih sayangnya.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, 17 Februari 2014

Ridwan Siskandar

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL x

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xi

1 PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 3

Rumusan Masalah 3

Manfaat Penelitian 4

Ruang Lingkup Penelitian 4

2 SINTESA MATERIAL SEMIKONDUKTOR BERBASIS BAHAN

FERROELEKTRIK FILM Ba0,55Sr0,45TiO3 (BST) 5

Pendahuluan 5

Bahan dan Metode 5

Hasil dan Pembahasan 7

Simpulan 8

3 STUDI KARAKTERISASI BAHAN FERROELEKTRIK FILM

Ba0,55Sr0,45TiO3 (BST) SEBAGAI SENSOR CAHAYA 9

Pendahuluan 9

Bahan dan Metode 9


Simpulan 13

4 SENSOR SUHU BERBASIS BAHAN FERROLELEKTRIK FILM

Ba0,55Sr0,45TiO3 (BST) BERBANTUKAN MIKROKONTROLER

ATMEGA8535 14

Pendahuluan 14

Bahan dan Metode 14


Simpulan 20

5 PENERAPAN FILM Ba0,55Sr0,45TiO3 (BST) SEBAGAI SENSOR

CAHAYA DAN SENSOR SUHU PADA MODEL SISTEM PENGERING

OTOMATIS PRODUK PERTANIAN BERBASIS ATMEGA8535

Pendahuluan 21

Bahan dan Metode 21


Simpulan 32

6 PEMBAHASAN UMUM 33

7 SIMPULAN DAN SARAN 34

DAFTAR PUSTAKA 35

LAMPIRAN 38

DAFTAR TABEL

1 Data pengukuran sensitivitas film BST sebagai sensor cahaya 13

2 Data rentang nilai, sensitivitas, resolusi dan tingkat akurasi film BST

sebagai sensor suhu 18

3 Hasil pengukuran sensor suhu film BST 22

4 Hasil pengujian rangkaian relay 31

5 Data frekuensi sinyal PWM untuk membuka/menutup atap sistem

pengering otomatis 32

6 Data prinsip kerja input dan output pada sistem pengering otomatis 35

DAFTAR GAMBAR

1 Proses annealing 6

2 Model film BST 7

3 Diagram alir pembuatan film BST 7

4 Susunan dioda sambungan p-n 8

5 Kurva arus tegangan film BST (Putra, 2012) 8

6 Skema pengujian sensitivitas film BST: (a) bias maju, (b) bias mundur 10

7 Rangkaian jembatan wheatstone 11

8 Diagram alir karakterisasi film BST sebagai sensor cahaya 11

9 Sensitivitas film BST pada rangkaian bias maju dan bias mundur 12

10 Rangkaian penguat (op-amp) 16

11 Diagram alir pengujian sensor suhu BST 17

12 Histerisis BST enhancement-800 oC 18

13 Histerisis BST depletion-800 oC 19





18 Fungsi tegangan terhadap suhu film BST enhancement-850 oC 21

19 Fungsi tegangan terhadap suhu film BST enhancement-850 oC yang

sudah dikuatkan dengan op-amp 21

20 Tampilan suhu yang terukur oleh film BST 22

21 Model tampak depan 23

22 Model tampak belakang 24

23 Model tampak samping 24

24 Model tampak atas 24

25 Model tampak bawah 25

26 Model atap terbuka 25

27 Desain pemasangan motor servo 25

28 Skema power supply 26

29 Rangkaian mikrokontroler ATMega8535 27

30 Rangkaian driver relay 27

31 Rangkaian LCD 28

32 Rangkaian mikrokontroler sistem pengering otomatis 30

33 Tampilan suhu yang terukur sensor suhu BST pada LCD 16 x 2 31

34 Frekuensi sinyal PWM 32

35 Rangkaian keseluruhan elektronika sistem pengering otomatis 33

36 Diagram blok sistem 35

DAFTAR LAMPIRAN

1 Histerisis BST enhancement-800 oC ulangan 1 41



4 Histerisis BST depletion-800 oC ulangan 2 43














18 Flowchart program mikrokontroler 54

19 Model sistem pengering otomatis (a) Tampak depan, (b) Tampak atap

tertutup, (c) Tampak atap terbuka 55

20 Model film BST 56

21 Proses sintesa film BST 57

22 Proses karakterisasi film BST 57

23 Rancang rangkaian elektronik 58

24 Program sistem pengering otomatis produk pertanian 58

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang

Atap merupakan salah satu konstruksi utama dalam sebuah bangunan.

Atap memiliki fungsi penting dalam perencanaan sebuah bangunan. Fungsi utama

atap selain sebagai pelindung dari cahaya matahari dan hujan, pada

perkembangannya atap juga memiliki nilai estetika yang tinggi. Banyak dijumpai

berbagai jenis atap, mulai dari bentuknya hingga bahannya. Semua memiliki

berbagai kelebihan dan kekurangan. Bahkan akhir-akhir ini kerangka atap dengan

bahan baja sangat menjamur di pasaran. Hal ini membuktikan bahwa semakin

pentingnya fungsi suatu atap.

Atap louvre merupakan salah satu atap yang sering ditemukan. Atap jenis

ini paling cocok diaplikasikan sebagai atap otomatis karena kemampuannya

membuka dan menutup secara cepat dan efesien. Hal ini disebabkan perputaran

poros stripnya yang dapat membuka dan menutup hanya dengan 45o putaran

motor. Atap louvre dapat memanfaatkan beberapa sensor sebagai pengendali

sistem geraknya. Konstruksi dari sistem atap ini tidak memerlukan ruang lingkup

yang luas karena atap ini terdiri dari beberapa strip atap yang dapat menjalankan

fungsinya sebagai pelindung dari sinar matahari atau membuka agar sinar

matahari dapat masuk (Santoso, 2008).

Mengingat matahari adalah sumber panas terbesar, matahari banyak

dimanfaatkan manusia untuk melakukan kegiatan pengeringan proses produksi,

salah satunya proses produksi hasil pertanian. Kenyataannya, penjemuran proses

produksi dilakukan di ruangan terbuka yang langsung terkena sinar matahari

secara langsung. Proses ini membutuhkan tenaga untuk memindahkan bahan dari

tempat penyimpanan ke tempat penjemuran dan sebaliknya. Hal ini dirasakan

kurang efisien jika jumlah bahan proses produksi yang akan dijemur sangat

banyak. Belum lagi kendala cuaca yang buruk yang memungkinkan tidak

mendukung untuk penjemuran proses produksi.

Selama ini, sebagian besar petani di Indonesia mengeringkan gabah

dengan cara menjemurnya di lahan tertentu dengan mengandalkan panas matahari.

Cara ini umum dilakukan karena proses pengeringannya sederhana dan biayanya

yang dikeluarkan sedikit. Tetapi cara konvensional ini memiliki kelemahan-

kelemahan, antara lain: ketergantungan terhadap panas matahari, lamanya proses

pengeringan, luas lahan, jumlah pekerja, dan lain-lain (Taib et al, 1988). Akibat

pemanasan global ini, tidak dapat lagi dipastikan kapan musim kemarau tiba.

Petani tidak bisa mengeringkan padi dengan tenang karena hujan bisa datang

kapan saja. Sedangkan jika gabah tidak segera dikeringkan, gabah tersebut akan

tumbuh atau membusuk karena aktivitas metabolisme oleh mikroorganisme. Hal

ini tentu saja menurunkan kualitas gabah dan merugikan petani. menyebabkan

gabah rusak yang pada akhirnya beras yang dihasilkan memiliki kualitas jelek

(Daulay, 2005).

Affian Widjanark et al. (2012) menjelaskan kondisi suhu pengeringan

dengan penggunaan zeolite sintesis dalam pengeringan gabah dengan proses

fluidisasi indirect contact, efesien pada kisaran rentang suhu 30 oC sampai 60

oC.

2

Hal di atas melatarbelakangi betapa pentingnya fungsi suatu atap untuk

rumah tangga dan penjemuran proses produksi. Abdul Barr melakukan penelitian

tentang “Replika Rumah Pintar Dengan Otomatisasi Atap Terhadap Kondisi

Cuaca Berbasis Mikrokontroller AT89S51”. Neronzie Julardi melakukan

penelitian tentang “Sistem Pengatur Buka Tutup Atap dan Pemanas Ruangan

Menggunakan Sensor Cahaya LDR dan Sensor Suhu LM35”. Ridwan Anas

melakukan penelitian tentang “Rancang Bangun Prototipe Buka Tutup Atap

Otomatis Untuk Pengeringan Proses Produksi Berbasiskan Mikrokontroler

AT89S51”. Ketiga penelitian ini menitik beratkan pada otomatisasi buka tutup

atap untuk rumah tangga dan kegiatan penjemuran proses produksi dengan LDR

sebagai sensor cahaya dan LM35 sebagai sensor suhu.

Material BaSrTiO3 merupakan salah satu material yang beberapa tahun

terakhir ini gencar dikaji dan dikembangkan. Salah satunya adalah dalam bentuk

teknologi ferroelektrik film BST yang digunakan untuk aplikasi sensor cahaya

yang kemudian dapat dikembangkan menjadi sel surya (Irzaman 2008).

Seo dan Park (2004) memaparkan, bahwa material ferroelektrik merupakan

kelompok material yang dapat terpolarisasi listrik secara internal pada rentang

suhu tertentu, yang mana polarisasi terjadi sebagai akibat adanya medan listrik

dari luar dan simetri pada struktur kristalografi di dalam sel satuan. Lebih lanjut

menurut Irzaman et al. (2009) menjelaskan bahwa jika pada material ferroelektrik

dikenakan medan listrik, maka atom-atom tertentu mengalami pergeseran dan

menimbulkan momen dipol listrik, sehingga dengan adanya momen dipol ini

dapat mengakibatkan terjadinya polarisasi. Momen dipol per-satuan volume

disebut sebagai polarisasi dielektrik.

Souza et al. (2006) dan Bruzzese et al. (2009) menjelaskan bahwa BST

merupakan oskida kompleks yang terdiri dari solid solution barium titanat BaTiO3

(BT) yang merupakan bahan ferroelektrik dengan temperatur Curie-nya 130 oC,

strontium titanat SrTiO3 (ST) yang pada temperatur kamar merupakan bahan

paraelektrik. Lebih lanjut dijelaskan bahwa barium titanat (BT) sendiri memiliki

struktur ABO3 dengan A menyatakan ion Ba2+

dan B menyatakan ion Ti4+

.

Masing-masing ion barium dikelilingi oleh 12 ion oksigen, yang mana ion-ion

barium dan oksigen ini membentuk kisi kubus pusat muka (face centered cubic).

Sedangkan atom-atom titanium terletak di posisi interisti oktahedral dikelilingi

oleh 6 ion oksigen

Pembuatan film BST dapat dilakukan dengan beberapa teknik seperti

Metalorganic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) yang dijelaskan oleh E. S.

Choi et al. (1999), S. Momose et al. (2000), Gao et al. (2000); Chemical Vapor

Deposition oleh Auciello et al. (1999); Sol-Gel oleh Verma et al. (2012); N. V.

Giridharan et al. (2001), Chen et al. (2011), F. Wang et al. (1998); metode Atomic

Layer Deposition (ALD) oleh Tyunina (2008); Metal Organic Decomposition

(MOD) oleh Suherman (2009); Pulsed Laser Ablation Deposition (PLAD) oleh S.

Kim et al. (1999) dan Zhu et al. (2005); rf sputtering oleh M. Izuha et al.(1997)

dan J.S. Lee et al. (1999); dan Chemical Solution Deposition (CSD) oleh Irzaman

et al. (2003, 2010, 2011, 2013), B.A. Baumert et al. (1998), M.A. Itskovsky et al.

(1999), H. Darmasetiawan et al. (2002), dan M. Dahrul et al. (2010). Hikam et al.

(2004), Irzaman et al. (2010), dan Umiati et al. (2001) memaparkan keunggulan

dari metode CSD adalah dapat mengontrol stokiometri film dengan kualitas yang

baik, prosedur yang mudah dan membutuhkan biaya yang relatif murah. Metode

3

CSD merupakan cara pembuatan film tipis dengan pendeposisian larutan bahan

kimia di atas substrat, kemudian dipreparasi dengan spin coating pada kecepatan

putar tertentu (Hamdani et al, 2009).

Mikrokontroler merupakan otak dari sebuah sistem elektronika digital,

dimana sistem kerjanya diatur berdasarkan program dalam bahasa pemrograman

yang digunakan (A. Ardian et al, 2010). ATMega8535 merupakan salah satu

mikrokontroler 8 bit buatan Atmel untuk keluarga AVR (H . Syafutra, 2010).

ATMega8535 memiliki beberapa kemampuan, yaitu sistem mikrokontroler 8 bit

berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz, memiliki memori flash 8 KB,

SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable

Read Only Memory) sebesar 512 byte, memiliki ADC (Pengubah Analog ke

Digital) internal dengan ketelitian 10 bit sebanyak 8 saluran, memiliki PWM

(Pulse Wide Modulation) internal sebanyak 4 saluran, portal komunikasi serial

(USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps, dan enam pilihan mode sleep

untuk menghemat penggunaan daya listrik (A. Ardian et al. (2010), H . Syafutra

et al. (2010), Atmel (2003), Wardhani (2006)).

Penelitian ini bertujuan melakukan pembuatan film Ba0,55Sr0,45TiO3 (BST)

dengan metode Chemical Solution Deposition (CSD) yang dipanaskaskan pada

suhu 800 oC, 850

oC dan 900

oC selama 15 jam, di atas substrat silikon tipe-p

dengan dua perlakuan pada substrat yaitu enhancement (dengan kata lain substrat

tanpa dipanaskan terlebih dahulu) dan depletion (dengan kata lain substrat

dipanaskan terlebih dahulu pada suhu 800 oC selama 15 jam sebelum ditetesi

larutan BST); pengkarakterisasian film BST sebagai sensor cahaya dan sensor

suhu; dan penerapan fim BST terbaik sebagai sensor cahaya dan sensor suhu pada

model sistem pengering otomatis produk pertanian berbasis mikrokontroler

ATMega8535.

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah membuat, mengkarakterisasi, dan menerapkan

film BST sebagai sensor cahaya dan sensor suhu pada model sistem pengering

otomatis produk pertanian berbasis mikrokontroler ATMega8535.

Rumusan Masalah

1. Apakah persambungan Si tipe-p (anoda) dengan BST (katoda) bersifat

dioda?

2. Apakah film BST dapat dimanfaatkan sebagai sensor cahaya?

3. Apakah film BST dapat dimanfaatkan sebagai sensor suhu?

4. Apakah film BST dapat diterapkan pada model sistem pengering otomatis

produk pertanian berbasis mikrokontroler ATMega8535?

4

Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan menjadi landasan awal untuk pemanfaatan film

BST sebagai cikal bakal sensor dalam bidang elektronika terlebih khusus dalam

penerapannya di lingkungan masyarakat.

Ruang Lingkup Penelitian

1. Pada penelitian, film BST dibuat menggunakan metode CSD dengan

variasi suhu annealing (800 oC, 850

oC, dan 900

oC).

2. Dua variasi perlakuan pada substrat silikon tipe-p (enhancement dengan

kata lain tanpa dipanaskan terlebih dahulu, depletion dengan kata lain

dipanaskan terlebih dahulu pada suhu 800 0C) yang dilakukan sebelum

penetesan larutan BST di atas substrat.

3. Karakterisasi film BST sebagai sensor cahaya (sensitivitas) dan sensor

suhu (sensitivitas, rentang nilai, resolusi, tingkat akurasi, dan histerisis).

4. Penerapan film BST sebagai sensor cahaya dan sensor suhu pada model

sistem pengering otomatis produk pertanian berbasis mikrokontroler

ATMega8535.

5

2 SINTESA MATERIAL SEMIKONDUKTOR BERBASIS BAHAN

FERROELEKTRIK FILM Ba0,55Sr0,45TiO3 (BST)

Pendahuluan

Semikonduktor adalah bahan dasar untuk komponen aktif dalam alat

elektronika, digunakan misalnya untuk membuat dioda, transistor, dan IC

(integrated circuit). Dewasa ini bahan semikonduktor yang paling banyak

digunakan adalah kristal silikon.Dahulu orang juga menggunakan unsur

Germanium. Kedua unsur ini merupakan kelompok IV dalam susunan berkala.

Kristal galium-arsenida yang terbentuk dari unsur galium dan arsen mempunyai

sifat seperti unsur kelompok IV, sehingga dapat pula digunakan untuk membentuk

bahan semikonduktor (Sutrisno, 1986).

Pada umumnya semikonduktor bersifat isolator pada suhu dekat 0 oC dan

pada suhu kamar bersifat sebagai konduktor. Bahan semikonduktor murni, yaitu

yang terdiri dari unsur silikon saja atau unsur germanium saja yang disebut

semikonduktor intrinsik. Semikonduktor yang digunakan untuk membuat dioda

dan transistor terdiri dari campuran bahan semikonduktor intrinsik dengan unsur

kelompok V atau kelompok III. Semikonduktor yang dihasilkan desebut

simikonduktor ekstrinsik (Sutrisno, 1986).

BST telah dikembangkan secara luas sebagai bahan ferroelektrik yang

dapat digunakan dalam perangkat microwave tunable, seperti pada phase shifter,

tunable filter, resonator, antenna, dan delay line (Iskandar, 2011).

Suhu curie pada barium titanat adalah 130 oC, dengan adanya doping

stronsium suhu curie menurun menjadi suhu kamar dan dapat digunakan pada

piranti yang memerlukan suhu kamar (Iskandar, 2011).

Bahan dan Metode

Persiapan substrat

Substrat yang digunakan adalah silikon tipe-p. Substrat dipotong

membentuk persegi dengan ukuran 1 cm x 1 cm sebanyak 18 buah (masing-

masing enhancement dan depletion sebanyak 9 buah substrat). Setelah proses

pemotongan, kemudian dilanjutkan dengan pencucian menggunakan Asam

Flurida (HF) 5% yang dicampur aquabides dengan perbandingan 1 : 5 (volume).

Pembuatan larutan

Larutan BST yang ditumbuhkan di atas substrat dengan metode CSD

dibuat dari 0,3512 g Barium Asetat [Ba(CH3COOH)2, 99%], 0,2314 g Strontium

Asetat [Sr(CH3COOH)2, 99%)], 0,7105 g Titanium Isopropoksida [Ti(C12O4H28),

99%], dan 2,5 ml 2-metoksietanol [H3COOCH2CH2OH, 99%] sebagai pelarut untuk mendapatkan 1 M. Kemudian seluruh bahan tersebut kemudian disonikasi

dalam ultrasonik model Branson 2210 selama 1 jam (campuran disebut prekursor).

Persamaan reaksi film BST dengan fraksi mol 0,55 dan 0,45 untuk Barium

dan Stronsium adalah:

6

0,55Ba(CH3COO)2 + 0,45Sr(CH3COO)2 + Ti (OCH(CH3)2)4 + 22O2

Ba0,55Sr0,45TiO3 + 17H2O + 16CO2

Penumbuhan film

Proses penumbuhan film dilakukan dengan menggunakan reaktor spin

coating, dimana substrat silikon tipe-p yang telah dicuci sebelumnya diletakkan di

atas piringan reaktor spin coating yang telah ditempeli dengan double tape pada

bagian tengahnya. Kemudian 1/3 permukaan substrat silikon tipe-p yang telah

ditempelkan pada permukaan piringan spin coating ditutupi dengan merekatkan

seal tape. Perekatan seal tape bertujuan untuk menghindari agar tidak semua

permukaan substrat silikon tipe-p terlapisi atau tertutupi oleh larutan BST, dan

penempelan double tape bertujuan agar substrat tidak terlepas saat piringan

reaktor spin coating berputar.

Substrat yang telah ditempatkan di atas piringan spin coating ditetesi

larutan BST sebanyak 3 tetes, kemudian reaktor spin coating diputar dengan

kecepatan 3000 rpm selama 30 detik. Proses penetesan dilakukan sebanyak 3 kali

dengan jeda setiap ulangan adalah 60 detik (Hamdani et al. (2009), Seo et al.

(2004), dan Uchino et al (2000)). Setelah penetesan, substrat diambil dengan

menggunakan pinset.

Proses annealing

Proses annealing bertujuan untuk mendifusikan larutan BST dengan

substrat. Proses annealing dilakukan dengan menggunakan furnace model

VulcanTM-3-130

dan dilakukan secara bertahap. Pemanasan dimulai dari suhu ruang

kemudian dinaikkan hingga suhu annealing yang diinginkan yaitu sebesar 800 oC,

850 °C, dan 900 o

C dengan kenaikan suhu pemanasan yang disesuaikan

(1,7 °C/menit), kemudian suhu annealing ditahan konstan hingga 15 jam.

Selanjutnya dilakukan furnace cooling sampai didapatkan kembali suhu ruang.

Proses annealing ditunjukkan pada Gambar 1.

Hour

Furnace cooling

9 24 36

T0

Tann

T (oC)

Gambar 1. Proses annealing.

Pembuatan kontak pada film

Lubang kontak pada film dibuat berbetuk persegi dengan ukuran 2 mm x 2

mm pada lapisan BST dan menutup bagian lain dari film BST yang tersisa dengan

menggunakan aluminium foil. Poses selanjutnya adalah metalisasi aluminium (Al)

sebagai media kontak film yang dilakukan secara evaporasi pada ruang vakum

7

udara. Kemudian pemasangan hidder dan kawat tembaga yang berukuran halus

dengan menggunakan pasta perak. Model film BST ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Model film BST

Barium asetat

Ba(CH3COO)2, 99%

Stronsium asetat

Sr(CH3COO)2, 99%

2-metoksietanol

H3COOCH2CH2OH,

99%

Titanium

isopropoksida

Ti(C12O4H28), 99%

Dicampur dan disonikasi selama satu jam dengan

Branson 2210

Campuran BST

(prekursor)

Spin coating pada 3000 rpm selama 30 detik di atas substrat Si (100) tipe-p

sebanyak 3 tetes

Annealing pada suhu 850 0C

Film Ba0,55Sr0,45TiO3

Si (100) tipe-p

enhacement

Si (100) tipe-p

deplesi

Mulai

Gambar 3. Diagram alir pembuatan film BST.

Hasil dan Pembahasan

Film BST yang dibuat merupakan persambungan antara dua buah

semikonduktor. Substrat silikon yang digunakan merupakan semikonduktor tipe-p,

Si (100) p-type

Glass

Preparations

Ba0.55Sr0.45TiO3

(Al) contacts Silver

Paste

fine

wires

8

sedangkan larutan BST yang ditumbuhkan di atas substrat merupakan

semikonduktor tipe-n. Persambungan tipe-p dan tipe-n dikenal dengan istilah p-n

junction.

Sebuah piranti elektronik memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Ada

yang memiliki sifat seperti resistor, transistor, atau dioda. Karakterisasi arus

tegangan merupakan suatu cara untuk menentukan apakah sebuah piranti

elektronik memiliki sifat seperti resistor, transistor, atau dioda.

Dioda adalah suatu komponen elektronik yang dapat melewatkan arus

pada satu arah saja. Bentuk dioda yang diperoleh berasal dari semikonduktor jenis

p (silikon tipe-p) yang dibuat bersambungan dengan semikonduktor jenis n (BST).

Penyambungan ini dilakukan saat penumbuhan kristal. Secara skematis dioda

sambungan p-n ditunjukkan pada Gambar 4.

Si tipe-p

(anoda)

BST

(katoda)

Gambar 4. Susunan dioda sambungan p-n

Gambar 5 memperlihatkan pola kurva karakterisasi arus tegangan yang

dilakukan oleh Putra (2012) setelah dibandingkan dengan literatur, menunjukan

bahwa sampel bersifat dioda. Hal ini menunjukan bahwa prinsip dasar

persambungan p-n pada sampel bekerja.

Tegangan (V)

-30 -20 -10 0 10 20 30

Aru

s L

istr

ik (

A)

x 1

0-4

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

fraksi mol 0,5

fraksi mol 0,6

fraksi mol 0,7

fraksi mol 0,8

Gambar 5. Kurva arus tegangan film BST (Putra, 2012)

Kurva karakterisasi arus tegangan yang ditunjukkan pada Gambar 5 adalah

kurva untuk film BST dengan fraksi mol 0,5; 0,6; 0,7; dan 0,8. Pada penelitian ini,

9

tidak dilakukan karakterisasi arus tegangan pada film BST dengan fraksi mol 0,55.

Namun, berdasarkan penjelasan Gambar 5, dapat diasumsikan film BST dengan

fraksi mol 0,55 memiliki karakterisasi arus tegangan bersifat dioda.

Perlakuan variasi substrat silikon tipe-p menghasilkan sampel yang diberi

label enhancement dan depletion. Sehingga dengan variasi suhu annealing 800 oC

diperoleh sampel enhancement-800 oC, depletion-800

oC. Begitu pula dengan

sampel suhu annealing 850 oC dan 900

oC. Pengulangan film BST setiap label

dilakukan sebanyak 3 kali, sehingga jumlah film BST yang dibuat sebanyak 18

sampel.

Simpulan

Telah berhasil dibuat bahan semikonduktor film BST dengan

menumbuhkan larutan BST diatas substrat silikon tipe-p. Film yang dibuat

merupakan persambungan antara dua buah semikonduktor (p-n junction) yang

memiliki sifat dioda.

10

3 STUDI KARAKTERISASI BAHAN FERROELEKTRIK FILM

Ba0,55Sr0,45TiO3 (BST) SEBAGAI SENSOR CAHAYA

Pendahuluan

Sensor adalah alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi dan sering

berfungsi untuk mengukur magnitude sesuatu. Sensor adalah jenis transduser yang

digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia

menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor biasanya dikatagorikan melalui

pengukuran dan memegang peranan penting dalam pengendalian proses pabrikasi

modern (Carr, 1993).

Fotodioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya.

Fotodioda merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah

besaran cahaya menjadi besaran listrik (Iskandar, 2011).

Irzaman (2008) menjelaskan bahan ferroelektrik film BST dapat

digunakan untuk aplikasi sensor cahaya yang kemudian dapat dikembangkan

menjadi sel surya.

Nilai konduktivitas listrik suatu bahan material menunjukkan material

tersebut bersifat isolator, semikonduktor, atau konduktor. Iskandar (2011)

memaparkan nilai konduktivitas listrik film BST semakin meningkat berdasarkan

lama waktu annealing. Meningkatnya nilai konduktivitas listrik disebabkan oleh

ketebalan film yang semakin besar seiring lamanya waktu annealing (Iskandar,

2011).

Bahan dan Metode

Karakterisasi meliputi pengujian film BST sebagai sensor cahaya

(sensitivitas) dengan rangkaian bias maju dan bias mundur yang ditunjukkan pada

Gambar 6.

Si tipe-p

(anoda)

BST

(katoda)

Si tipe-p

(anoda)

BST

(katoda)

(a) (b)

Gambar 6. Skema pengujian sensitivitas film BST: (a) bias maju, (b) bias

mundur.

Pengujian dilakukan dengan bantuan jembatan wheatstone, dengan tujuan

dapat menambah sensitivitas sensor. Rangkaian jembatan wheatstone ditunjukkan

pada Gambar 7.

11

100 Ω

1 M 4,7 K

Film

Ba0.55Sr0.45TiO3

Jembatan

Wheatstone

V

Gambar 7. Rangkaian jembatan wheatstone

Film BST memiliki hambatan berkisar ±106 Ω [40]. Dengan menentukan

nilai R1 dan R3, maka besarnya nilai R2 bisa diperoleh dengan menggunakan

persamaan R1.R3=R2.R4.

Langkah mendapatkan nilai R2 pada penelitian ini adalah, pertama

menentukan nilai R1 dan R3 sebesar 1 M dan 100 Ω. Kedua, pada rangkaian

jembatan wheatstone awalnya R2 menggunakan potensiometer 100 K, tujuannya

menjadikan V di potensiometer menjadi bernilai 0 volt. Kemudian potensiometer

dicabut, ukur hambatan pada potensiometer dengan multimeter. Nilai yang terbaca

pada multimeter adalah nilai hambatan yang digunakan sebagai R2. Nilai

hambatan yang terbaca adalah 4, 68 K, sehingga digunakan R2 = 4,7 K.

Pengukuran dilakukan pada kaki 1 dan 3 potensiometer.

Karakterisasi

sebagai sensor

cahaya

Mulai

Sensitivitas

Bias maju Bias mundur

Selesai

Gambar 8. Diagram alur karakterisasi film BST sebagai sensor cahaya

12


Pengukuran sensitivitas sensor cahaya BST, dilakukan dengan cara sensor

diberikan rangsangan berupa cahaya. Dengan adanya rangsangan, sensor akan

merespon dan mengeluarkan output berupa tegangan tertentu. Untuk menambah

sensitivitas, saat pengukuran film dirangkai dengan rangkaian jembatan

wheatstone.

Pengukuran dilakukan pada dua kondisi, yaitu gelap (±2 lux) dan terang

(±452 lux). Hasil pengukuran ditunjukkan pada Tabel 1. Meningkatnya intensitas

cahaya maka semakin banyak elektron yang tereksitasi dari pita valensi ke pita

konduksi. Hal ini sesuai, bahwa elektron yang tereksitasi ke pita konduksi ini akan

meningkatkan pembawa muatan yang pada akhirnya akan meningkatkan

konduktivitas listrik (Kurniawan, 2011).

Sensitivitas film BST sebagai sensor cahaya ditunjukkan oleh perbandingan

antara perubahan tegangan dengan perubahan intensitas (∆V/∆I). Semakin besar

perubahan tegangan maka film semakin sensitif. Tabel 1 menunjukkan

pengukuran dengan bias maju memiliki nilai sensitivitas yang lebih besar

dibandingkan dengan pengukuran bias mundur. Hal ini dikarenakan ketika kondisi

bias maju (Si tipe-p dihubungkan ke V(+), BST tipe-n dihubungkan ke V(-)) arus

akan mengalir dari katoda ke anoda, sehingga film BST bersifat konduktor. Pada

Gambar 9 menunjukkan pula film dengan sampel enhancement-850 oC memiliki

sensitivitas terbaik sebagai sensor cahaya. Film inilah yang bagus dijadikan sensor

cahaya dan selanjutnya dapat diintegrasikan ke mikrokontroler.

Gambar 9. Sensitivitas film BST pada rangkaian bias maju dan bias mundur

0

0,05

0,1

0,15

0,2

Sen

siti

vita

s (∆

V/∆lux)

Film BST

Bias maju

Bias mundur

13

14

Simpulan

Film BST menunjukkan perubahan nilai konduktivitas ketika intensitas

cahaya yang jatuh pada film berubah. Hal ini dikarenakan, meningkatnya

intensitas cahaya maka semakin banyak elektron yang tereksitasi dari pita valensi

ke pita konduksi. Sehingga elektron yang tereksitasi ke pita konduksi akan

meningkatkan pembawa muatan yang pada akhirnya akan meningkatkan

konduktivitas listrik.

15

3 SENSOR SUHU BERBASIS BAHAN FERROELEKTRIK FILM

Ba0,55Sr0,45TiO3 (BST) BERBANTUKAN MIKROKONTROLER

ATMEGA8535

Pendahuluan

Material ferroelektrik memiliki kemampuan untuk mengubah arah listrik

internalnya, dapat terpolarisasi secara spontan dan menunjukkan efek histerisis

yang berkaitan dengan pergeseran dielektrik dalam menanggapi medan listrik

internal1-3

. Sifat histeresis dan konstanta dielektrik yang tinggi dapat diterapkan

pada sel memori Dynamic Random Acsess Memory (DRAM) dengan kapasitas

penyimpanan melampaui 1 Gbit, sifat piezoelektrik dapat digunakan sebagai

mikroaktuator dan sensor, sifat piroelektrik dapat diterapkan pada sensor infra

merah dan sifat elektro optik untuk diterapkan pada switch termal infra merah,

sifat polaryzability dapat diterapkan sebagai Non Volatile Ferroelectric Random

Acsess Memory (NVFRAM) (Azizahwati, 2002), H . Syafutra et al. (2010),

Irzaman et al. (2003).

Mikrokontroler merupakan otak dari sebuah sistem elektronika digital, yang

dimana sistem kerjanya diatur berdasarkan program dalam bahasa pemrograman

yang digunakan. Bahasa pemrograman yang biasa digunakan dalam

memrogram mikrokontroler produksi Atmel adalah bahasa Assembler, bahasa C,

C++, basic, ataupun turbo pascal (Atmel (2003) dan A. Ardian et al. (2010)).

ATMega8535 merupakan salah satu mikrokontroler 8 bit buatan Atmel

untuk keluarga AVR yang diproduksi secara masal pada tahun 2006.

ATMega8535 memiliki beberapa kemampuan, yaitu sistem mikrokontroler 8 bit

berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz, memiliki memori flash 8 KB,

SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable

Read Only Memory) sebesar 512 byte, memiliki ADC (Pengubah analog-ke-

digital) internal dengan ketelitian 10 bit sebanyak 8 saluran, memiliki PWM

(Pulse Wide Modulation) internal sebanyak 4 saluran, portal komunikasi serial

(USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps, dan enam pilihan mode sleep,

untuk menghemat penggunaan daya listrik (Atmel (2003) dan A. Ardian et al.

(2010)).

Bahan dan Metode

Karakterisasi film BST sebagai sensor suhu

Rentang nilai

Rentang nilai dari suatu sensor adalah nilai maksimum dan minimum yang

dapat diberikan suatu sensor dari parameter yang dapat diukur[1]. Sensor dapat

dikatakan memiliki rentang nilai minimum ataupun maksimum jika sensor

tersebut tidak terjadi perubahan nilai keluaran (dalam hal ini berupa tegangan)

jika diberikan rangsangan suhu (A. Ardian et al, 2010).

Proses pengujian dimulai dengan memberikan suhu dengan cara

memasukan film BST ke dalam furnace, kemudian furnace diatur dengan suhu

kenaikan sebesar 1 oC/menit dengan suhu awal 30

oC hingga film tidak lagi

16

menunjukan data keluaran yang cukup berarti (dalam kata lain perubahan nilai

keluaran mendekati nol).

Sensitivitas

Secara umum, sensitifitas merupakan masukan minimum dari parameter

fisik yang dapat membuat perubahan pada nilai keluaran. Sensitivitas dari sebuah

sensor dapat didefinisikan sebagai kemiringan kurva karakteristik keluaran

(∆y/∆x). Sensitifitas diperoleh dengan cara memberikan input berupa suhu.

Dengan adanya input suhu, sensor akan merespon dan mengeluarkan output

berupa tegangan tertentu (A. Ardian et al, 2010).

Resolusi

Perubahan nilai terkecil sebagai nilai masukan yang dapat dibaca oleh

sensor disebut sebagai nilai resolusi (A. Ardian et al, 2010). Nilai resolusi dari

film BST dapat diamati dari perubahan output ketika film BST diberikan input

terkecil.

Tingkat akurasi Perbedaan output maksimum yang dihasilkan terhadap nilai yang

sebenarnya disebut sebagai tingkat akurasi (A. Ardian et al, 2010). Pengukuran

tingkat akurasi film BST dilakukan dengan cara membandingkan nilai parameter

keluaran film BST dengan dengan alat ukur lain.

Histerisis

Histerisis merupakan pola jalur yang berbeda dari output sensor ketika

diberikan input monoton naik dan dikembalikan monoton turun ke posisi semula

(A. Ardian et al, 2010).

Pengintegrasian film BST sebagai sensor pembaca suhu ruangan

berbantukan mikrokontroler ATMega8535

Sensor yang digunakan adalah film BST yang dirangkai dengan rangkaian

jembatan wheatstone. Sinyal tegangan keluaran dari jembatan wheatstone

diperkuat oleh rangkainan op-amp. Untuk op-amp digunakan IC LM324

(Kurniawan, 2011). Rangkaian op-amp ditunjukkan pada Gambar 10.

Gambar 10. Rangkaian penguat (op-amp)

17

Selesai

Data output

film BST

Di kuatkan dengan

rangkaian penguat (op-amp)

Mikrokontroler

ATMega8535

Tampilan di

LCD

Ya

Tidak

Mulai

Gambar 11. Diagram alir pengujian sensor suhu BST


Karakterisasi Film BST sebagai Sensor Suhu

Pengukuran karakterisasi film BST sebagai sensor suhu dilakukan dengan

cara pemberian rangsangan berupa suhu. Input suhu pada film diberikan di dalam

furnace. Furnace diatur dengan kenaikan suhu 1 oC/menit. Pengukuran dilakukan

dengan pemberian suhu awal 30 o

C sampai suhu kondisi dimana film tidak lagi

menunjukan output berupa tegangan yang cukup berarti. Proses pengukuran

menggunakan rangkaian jembatan wheatstone. Output dari jembatan wheatstone

menunjukan bahwa besarnya nilai output yang dihasilkan berbanding lurus

dengan nilai input yang diberikan. Ouput yang berasal dari rangkaian jembatan

wheatstone kemudian diplotkan dengan input (suhu) yang diberikan, sehingga

diperoleh hasil rentang nilai, sensitivitas, resolusi, tingkat akurasi dari masing-

masing film yang diolah dengan persamaan regresi linear.

Hasil pengukuran menunjukkan perlakuan substrat enhancement

menghasilkan nilai sensitivitas yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan

substrat depletion. Secara jelas, rentang nilai, sensitivitas, resolusi dan tingkat

akurasi dari masing-masing film BST ditunjukkan pada Tabel 2. Hasil

karakterisasi histerisis yang ditunjukan pada Gambar 12 sampai Gambar 17

menunjukkan bahwa histerisis pada film enhancement-850 oC (Gambar 14)

mempunyai selisih suhu monoton naik dan monoton turun yang kecil

dibandingkan film yang lainnya.

18

Tabel 2. Data rentang nilai, sensitivitas, resolusi dan tingkat akurasi film BST

sebagai sensor suhu

Film

BST

Ula

ngan

Rentang*

(oC)

Sensitivitas*

(mV/ oC)

Resolusi

Sensor*

(oC)

Tingkat

akurasi*

(%)

Enhancement-800 oC

1 30-74 0,639 1 93,8

2 30-112 0,653 1 95,3

3 30-79 0,642 1 96,3

Depletion-800 oC

1 - - - -

2 30-57 0,224 1 90,4

3 30-95 0,347 1 98,8

Enhancement-850 oC

1 30-115 0,734 1 92,6

2 30-109 0.862 1 92.2

3 30-109 0,814 1 94,4

Depletion-850 oC

1 30-95 0.316 1 99

2 30-95 0,742 1 97,1

3 30-54 0,407 1 91,4

Enhancement-900 oC

1 30-79 0.598 1 94.2

2 30-88 0,347 1 82,2

3 30-85 0,642 1 91,3

Depletion-900 oC

1 30-82 0.490 1 94.5

2 30-73 0,351 1 91,8

3 30-88 0,352 1 85,8

Sumber: *(A. Ardian et al, 2010).

Suhu (oC)

20 40 60 80 100 120 140

Te

ga

ng

an K

elu

ara

n (

mV

)

0

50

100

150

200

250

300

350

monoton suhu naik ulangan 1

monoton suhu turun ulangan 1





Gambar 12. Histerisis BST enhancement-800 oC

19

Suhu (oC)

20 40 60 80 100 120 140 160 180

Te

ga

ng

an K

elu

ara

n (

mV

)





Gambar 13. Histerisis BST depletion-800 oC

Suhu (oC)

0 50 100 150 200

Te

ga

ng

an k

elu

ara

n (

mV

)

0

50

100

150

200

250

300








Suhu (oC)

0 50 100 150 200

Te

ga

ng

an k

elu

ara

n (

mV

)

0

20

40

60

80

100

120

140








20

Suhu (oC)

0 50 100 150 200

Te

ga

ng

an k

elu

ara

n (

mV

)

100

150

200

250

300

350








Suhu (oC)

0 50 100 150 200

Te

ga

ng

an k

elu

ara

n (

mV

)

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220








Hasil karakterisasi secara keseluruhan menunjukkan film terbaik yang bisa

digunakan sebagai sensor suhu adalah film BST Enhancement-850 oC. Hal

tersebut ditunjukan dengan rentang nilai 30 oC - 109

oC, sensitivitas 0,862 mV/

oC, resolusi film sebesar 1

oC, tingkat akurasi 92,2% dan histerisis yang kecil.

Film inilah yang kemudian diintegrasikan ke mikrokontroler.

Pengintegrasian Sensor Suhu BST Berbantukan Mikrokontroler

ATMega8535

Hasil karakterisasi film BST digunakan sebagai data awal dalam

pengintegrasian mikrokontroler. Ketika pengintegrasian mikrokontroler, data yang

menjadi variabel tetap adalah tegangan, seperti ditunjukan pada Gambar 18.

21

y = 1.159x - 11.45R² = 0.944

Tegangan Keluaran (mV)

0 20 40 60 80 100

Suh

u (

oC

)

0

20

40

60

80

100

120

Gambar 18. Fungsi tegangan terhadap suhu film BST enhancement-850 oC

Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega8535 yang menggunakan

Analog to Digital Converte (ADC) dengan resolusi 10 bit dengan tegangan

referensi 4,8 volt, sehingga mikrokontroler dapat membedakan tegangan yang

masuk sebesar 0,0046875 volt. Untuk menyesuaikan resolusi film BST dengan

resolusi ADC maka digunakan rangkaian penguat (op-amp). Rangkaian penguat

yang digunakan adalah rangkaian penguat diferensial dan rangkaian penguat

noninverting, yang ditunjukan pada Gambar 10. Rangkaian penguat diferensial

adalah rangkaian yang membandingkan dua masukan. Rangkaian penguat

diferensial yang digunakan adalah gabungan dari rangkaian noninverting dan

inverting. Total penguatan rangkaian untuk film BST adalah 2 kali penguatan dari

rangkaian penguat diferensial dan 11 kali penguatan dari rangkaian penguat

noninverting, sehingga total penguatannya adalah 22 kali. Dari hasil penguatan

diperoleh hubungan fungsi tegangan keluaran terhadap suhu yang ditunjukan pada

Gambar 19.

y = 0.052x - 11.45R² = 0.944

Tegangan Keluaran (mV)

0 500 1000 1500 2000 2500

Suh

u (

oC

)

0

20

40

60

80

100

120

Gambar 19. Fungsi tegangan terhadap suhu film BST enhancement-850 oC

yang sudah dikuatkan dengan op-amp.

22

Melalui persamaan linear yang dihasilkan Gambar 19, mikrokontroler

dapat membaca masukan dari tegangan yang diberikan. Persamaan linear ini

selanjutnya dimasukan ke dalam listing program ADC pada Code Vision AVR.

Tampilan suhu dalam bentuk digital ditampilkan pada LCD berukuran 16 x 2

yang ditunjukkan pada Gambar 20. Port yang digunakan untuk LCD pada

ATMega8535 adalah PORTD.

Hasil pengukuran film BST sebagai sensor suhu dilakukan di dalam

furnace dengan kondisi suhu 30 oC, 35

oC, 40

oC, 45

oC yang ditunjukkan pada

Tabel 3. Perbedaan suhu yang terukur antara furnace dan sensor suhu film BST

dikarenakan pengaruh dari persamaan linear yang dimasukan ke dalam listing

program ADC pada Code Vision AVR. Dari pengukuran film BST sebagai sensor

suhu didapat nilai ketepatan (presisi) sebesar 99,58%.

Gambar 20. Tampilan suhu yang terukur oleh film BST.

Tabel 3. Hasil pengukuran sensor suhu film BST.

Suhu

(oC)

Sensor

suhu film

BST (oC)

Perbedaan

Suhu

(oC)

30 30,78 0,78

35 34,92 0,08

40 39,87 0,13

45 45,23 0,23

Simpulan

Telah berhasil membuat sensor suhu berbasis bahan ferroelektrik film BST

yang berbantukan mikrokontroller ATMega8535 dengan tingkat sensitivitas,

akurasi, dan presisi yang tinggi. Dengan demikian film BST dapat digunakan

sebagai sensor suhu untuk membaca perubahan lingkungan (dalam hal ini

perubahan suhu).

23

3 PENERAPAN FILM Ba0,55Sr0,45TiO3 (BST) SEBAGAI SENSOR

CAHAYA DAN SENSOR SUHU PADA MODEL SISTEM

PENGERING OTOMATIS PRODUK PERTANIAN BERBASIS

ATMEGA8535

Pendahuluan

Indonesia sebagai negara agraris yang memiliki lahan pertanian yang subur,

ironisnya justru mengimpor beras dari negara lain. Salah satu penghambat

produksi beras di Indonesia yaitu permasalahan pada proses pengeringan gabah.

Selama ini para petani Indonesia hanya mengandalkan panas matahari untuk

mengeringkan gabah hasil panennya sehingga pada saat musim hujan mereka

mengalami kesulitan dalam proses pengeringannya. Pengeringan menggunakan

panas matahari membutuhkan waktu minimal 3 hari untuk mencapai kadar air

minimal dalam gabah agar dapat digiling dengan sempurna sehingga jika hari

hujan petani tidak dapat mengeringkan gabah mereka dan hal ini dapat

menyebabkan gabah rusak yang pada akhirnya beras yang dihasilkan memiliki

kualitas jelek (Daulay, 2005).

Kelemahan menjemur dengan memanfaatkan panas matahari adalah ketika

malam hari atau cuaca tidak mendukung (mendung, hujan) maka proses

pengeringan produk pertanian tidak dapat berlangsung.

Dryer (pengering) digunakan sebagai alat kontrol ketika cuaca tidak

mendukung untuk proses pengeringan. Tentunya, dengan adanya dryer proses

pengeringan produk pertanian akan terus berjalan sehingga akan mempercepat

proses pengeringan produk pertanian.

Bahan dan Metode

Pembuatan mekanik sistem pengering

Model dibuat dengan ukuran alas 50 cm x 50 cm dari bahan plastik mika

membentuk sebuah rumah. Membuka/menutupnya atap bagian kanan dan kiri

digerakan oleh 2 motor servo. Model sistem pengering ditunjukkan pada Gambar

21 sampai Gambar 27.

Gambar 21. Model tampak depan

24

Gambar 22. Model tampak belakang

Gambar 23. Model tampak samping

Gambar 24. Model tampak atas

25

Gambar 25. Model tampak bawah

Gambar 26. Model atap terbuka

Gambar 27. Desain pemasangan motor servo

Rangkaian sensor cahaya dan sensor suhu

Sensor yang digunakan terdiri atas 2 buah film BST yang yang masing-

masing dirangkai dengan rangkaian jembatan wheatstone. Jembatan wheatstone

digunakan untuk menambah sensitivitas sensor. Sinyal tegangan keluaran dari

26

jembatan wheatstone diperkuat oleh rangkainan op-amp. Untuk op-amp

digunakan IC LM324. Rangkaian op-amp ditunjukkan pada Gambar 10.

Rangkaian catu daya

Supaya sistem pengering otomatis dapat bekerja maka sistem harus diberi

tegangan sumber. Input sumber tegangan sebesar 220 volt diturunkan dengan

menggunakan transformator step down. Output AC dari sisi sekunder

transformator kemudian disearahkan dengan menggunakan dioda bridge sebagai

penyearah gelombang penuh dan mengubah tegangan AC menjadi DC. Dari hasil

penyearahan menggunakan dioda bridge masih terdapat tegangan bolak-baliknya

(dengan kata lain tegangan riak). Untuk mengurangi tegangan riak hasil dari

penyearahan maka digunakan kapasitor yang berfungsi sebagai penapis.

Untuk mendapatkan output 5 volt DC digunakan IC regulator tegangan

LM 7805 sebagai penyetabil tegangan 5 volt DC. Sedangkan untuk mendapatkan

output 12 volt DC digunakan IC regulator tegangan LM 7812 sebagai penyetabil

tegangan 12 volt DC. Pada keluaran IC 7805 dipasang transistor 2N3055 yang

digunakan untuk memperkuat arus output. Dipasang juga kapasitor sebesar

100µF/25v sebagai filter tegangan. Gambar rangkaian catu daya ditunjukkan pada

Gambar 28.

47

00

uF

/25

V

GND

Vin Vout

GND

Vin Vout

7805

7812

+5V/2A

+12V/1A

10uF/25V3

30

10

0u

F/2

5V

10

K

10

0n

F1N

40

01

2N3055

5A

5A5A

5A

47

00

uF

/25

V

12V

CT

12V

Gambar 28. Skema power supply

Rangkaian mikrokontroler ATMega8535 Pada rangkaian sistem pengering otomatis, mikrokontroler ATMega8535

mendapat catu daya 5 volt. PORTA pada mikrokontroler digunakan sebagai input

yang dipakai untuk mengontrol tegangan analog dari sensor cahaya BST dan

sensor suhu BST yang masuk ke mikrokontroler. Rangkaian mikrokontroler

ATMega8535 ditunjukkan pada Gambar 29.

27

Gambar 29. Rangkaian mikrokontroler ATMega8535

Rangkaian driver relay

Driver relay digunakan untuk pensaklaran arus AC (mengaktifkan dryer

220 AC). Rangkaian driver relay disusun secara darlington yang terdiri 2 buah

transistor bipolar (Anas, 2010). Rangkaian driver relay ditunjukkan pada Gambar

30.

Gambar 30. Rangkaian driver relay

Rangkaian liquid crystal display (LCD)

Rangkaian LCD 16 x 2 yang ditunjukkan pada Gambar 31 dihubungkan

ke PORTB pada mikrokontroler. LCD digunakan untuk menampilkan output

perubahan tegangan baik dari sensor cahaya BST maupun dari sensor suhu BST

akibat pemberian rangsangan tertentu pada masing-masing sensor BST. Output

perubahan tegangan dari sensor cahaya BST dikonversi dan ditampilkan dalam

satuan lux, sedangkan output perubahan tegangan dari sensor suhu BST

dikonversi dan ditampilkan dalam satuan oC.

28

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

PB.0

PB.1

PB.2

PB.4

PB.5

PB.6

PB.7

Vcc

1

2

3

LCD

Connector50 K

Gambar 31. Rangkaian LCD

Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak mempergunakan bahasa C melalui

mikrokontroler sebagai sistem programmable. CPU, memori, dan I/O yang

dirangkai dalam satu chip merupakan parameter pendukung dalam perancangan

perangkat lunak untuk menjalankan sistem. Software yang digunakan adalah Code

Vision AVR untuk pembuatan program. Pembuatan program ini meliputi

pembuatan program pada mukrokontroler dengan Code Vision AVR, dan

pembuatan coding program dengan menggunakan bahasa C.


Rancangan Film Sebagai Sensor Cahaya BST dan Sensor Suhu BST

Film BST yang memiliki sensitivitas terbaik digunakan pada model sistem

pengering otomatis. Ada dua film yang digunakan sebagai sensor, satu untuk

sensor cahaya dan satu untuk sensor suhu (film BST terbaik). Kedua sensor ini

digunakan untuk membaca tegangan output dari masing-masing rangsangan yang

diberikan. Perubahan tegangan output yang kecil perlu diperkuat oleh rangkaian

penguat dengan tujuan dapat dibaca oleh mikrokontroler. Mikrokontroler

ATMega8535 menggunakan ADC dengan resolusi 8 bit=255 desimal, dengan

tegangan referensi 4,8 V, sehingga mikrokontroler dapat membedakan tegangan

yang masuk sebesar 0,0188 V.

Digunakan dua rangkaian penguat, yaitu rangkaian penguat diferensial

yang merupakan gabungan antara rangkaian penguat noninverting (penguat 1) dan

penguat inverting (penguat 2) yang berfungsi untuk membandingkan dua input

yang masuk. Rangkaian penguat diferensial digunakan karena pada tahap awal

film dirangkai dengan jembatan wheatstone yang mempunyai dua keluaran. Rangkaian penguat kedua adalah rangkaian penguat noninverting (penguat 3).

Pada rangkaian penguat inverting (penguat 2), tegangan referensi diberi tegangan

referensi positif, sehingga nilai penguatannya akan bernilai positif.

Besar penguatan untuk rangkaian penguat diferensial adalah 2 kali.

Sedangkan besar penguatan untuk rangkaian penguat noninverting (penguat 3)

29

adalah 11 kali. Sehingga total penguatan rangkaian sensor adalah 22 kali. Total

penguatan sensor sebesar 22 kali memberikan perubahan tegangan output yang

kecil menjadi 22 kali lebih besar, sehingga perubahan tegangan output tersebut

dapat dibaca oleh mikrokontroler.

Perhitungan besar penguatan pada rangkaian sensor cahaya dan sensor suhu

BST adalah sebagai berikut:

Besar penguatan untuk rangkaian penguat diferensial adalah:

Vout

Vin= 1 +

Rf

Rin

Rf

Rin

Vout

Vin= 1 +

R6

R5

R4

R3

Vout

Vin= 1 +

100K

100K

100K

100K

Vout

Vin= 2 kali

Besar penguatan untuk rangkaian penguat noninverting (penguat 3) adalah:

Vout

Vin= 1 +

Rf

Rin

Vout

Vin= 1 +

R2

R1

Vout

Vin= 1 +

1M

100K

Vout

Vin= 11 kali

Total penguatan rangkaian sensor adalah 22 kali.

Pengujian rangkaian catu daya

Tujuan pengujian rangkaian catu daya adalah untuk mengukur tegangan

keluaran dan arus keluaran pada catu daya. Dengan menggunakan sebuah

multimeter, maka tegangan dari output regulator dapat diukur. Tegangan yang

diperoleh dari pengujian sebesar 4,96 volt dan 12,04 volt. Tegangan yang

diperoleh dari hasil pengujian digunakan sebagai sumber tegangan untuk

mensuplay tegangan pada rangkaian elektronika. Sumber tegangan 4,96 volt

digunakan untuk mensuplay tegangan pada rangkaian mikrokontroler, sensor

cahaya BST, sensor suhu BST, motor servo dan LCD. Sedangkan sumber

tegangan 12,04 volt digunakan untuk mensuplay tegangan pada rangkaian driver

relay.

30

Pengujian rangkaian mikrokontroler ATMega8535

Rangkaian pengendali pada prototipe sistem pengering otomatis adalah

sebuah mikrokontroler 8 bit ATMega8535. Tegangan output dari rangkaian sensor

cahaya dan sensor suhu adalah sinyal input untuk mikrokontroler.

Mikrokontroler ATMega8535 mempunyai 42 pin. Pengujian

mikrokontroler dilakukan langsung pada rangkaian mikrokontroler sistem

pengering otomatis yang ditunjukan pada Gambar 32. Input untuk mikrokontroler

dari sensor cahaya BSTadalah PORTA.0, sedangkan input dari sensor suhu BST

adalah PORTA.1. PORTD.0 digunakan sebagai output untuk meng-on/off-kan

driver relay. PORTB digunakan sebagai output untuk LCD. PORTC.6 dan

PORTC.4 digunakan sebagai output ke motor servo 1 dan motor servo 2.

PORTD.6, PORTC.1, PORTC.0, dan PORTD.7 digunakan sebagai input dari

switch 1, switch 2, switch 3, dan switch 4.

PORTA.0

PORTA.1

PORTA.2

PORTA.3

PORTA.4

PORTA.5

PORTA.6

PORTA.7

AREF

GND

AVCC

PORTC.7

PORTC.6

PORTC.5

PORTC.4

PORTC.3

PORTC.2

PORTC.1

PORTC.0

PORTD.7

PORTB.0

PORTB.1

PORTB.2

PORTB.3

PORTB.4

PORTB.5

PORTB.6

PORTB.7

RESET

VCC

GND

XTAL2

XTAL1

PORTD.0

PORTD.1

PORTD.2

PORTD.3

PORTD.4

PORTD.5

PORTD.6

BST Light Sensor

Servo 1

Servo 2

Switch 1

Switch 2

Switch 3

Switch 4

Relay

RW

E

Data 4

Data 5

Data 6Data 7

LC

D

BST Temprature Sensor

Gambar 32. Rangkaian mikrokontroler sistem pengering otomatis

Pengujian rangkaian driver relay

Relay berfungsi sebagai saklar elektronik. Pada sistem pengering otomatis,

relay digunakan untuk mengaktifkan dan mematikan dryer 220 AC. Dryer 220

AC digunakan saat kondisi atap tertutup, sehingga proses pengeringan tetap

berlangsung.

Rangkaian driver relay terdiri dari dua transistor bipolar yang disusun

secara darlington (Gambar 30). Fungsi transistor ini adalah mengalirkan arus jika

terdapat arus bias pada kaki basisnya. Pada sistem pengering otomatis, relay

dikontrol oleh mikrokontroler ATMega8535.

Prinsipnya, jika PORTA.0 mendapat input gelap (kondisi atap tertutup),

maka PORTD.0 memerintahkan driver relay dalam keadaan NC yang akan

menghubungkan arus AC ke dryer 220 AC, sehingga dryer 220 AC hidup. Jika

PORTA.0 mendapat input terang (kondisi atap terbuka), maka PORTD.0

memerintahkan relay dalam keadaan NO yang akan memutuskan arus AC ke

dryer 220 AC, sehingga dryer 220 AC mati.

Dalam kondisi input gelap, sensor suhu berfungsi untuk membaca

perubahan suhu di dalam sistem pengering. Input dari PORTA.1 bekerja

memerintahkan PORTD.0. Jika PORTA.1 mendapat input suhu ≤ 60 oC, maka

PORTD.0 memerintahkan relay dalam keadaan NC yang akan menghubungkan

31

arus AC ke dryer 220 AC, sehingga dryer 220 AC hidup. Ketika PORTA.1

mendapat input suhu > 60 oC, maka PORTD.0 memerintahkan relay dalam

keadaan NO sampai suhu mencapai 30 oC, saat suhu < 30

oC maka PORTD.0 aktif

kembali memerintahkan driver relay dalam keadaan NC. Proses tersebut

berlangsung secara terus menerus saat kondisi atap tertutup.

Pengujian berfungsi atau tidaknya rangkaian driver relay dilakukan

dengan memberikan input tegangan. Tabel 4 menunjukkan hasil pengujian

rangkaian driver relay. Saat driver relay belum diberi input tegangan maka relay

belum tersinergis. Saat relay diberi input tegangan maka relay akan tersinergis.

Tabel 4. Hasil pengujian rangkaian relay

Input Tegangan

(V) Kondisi Output

0 Tidak Tersinergis/off Tegangan AC Tidak Terhubung

4, 96 – 5,00 Tersinergis/on Tegangan AC Terhubung

Pengujian rangkaian liquid crystal display (LCD)

Untuk menjalankan sebuah LCD supaya bisa bekerja dengan baik, maka

pin LCD dihubungkan dengan PORTB pada mikrokontroller. Pada pengujian

LCD dibuat sebuah tampilan suhu yang terukur di dalam ruangan sistem

pengering. Pin sensor suhu BST dihubungkan dengan PORTA.1. Suhu yang

terukur berasal dari data yang terbaca sensor suhu BST. Output berupa tegangan

diolah menjadi data digital pada Analog Digital Converter (ADC) internal

ATMega8535. Data digital diolah oleh mikrokontroler. LCD berukuran 16 x 2

akan menampilkan perubahan tegangan dalam satuan derajat Celcius (oC) ketika

sensor suhu BST diberikan rangsangan suhu, tentunya dengan tahapan

memasukan persamaan linear (hasil karakterisasi monoton naik sensor suhu BST )

ke dalam listing program ADC pada Code Vision AVR. Tampilan suhu terukur

ditunjukkan pada Gambar 33.

Gambar 33. Tampilan suhu yang terukur sensor suhu BST pada LCD 16 x 2

32

Pengujian motor servo

Motor servo yang digunakan adalah motor servo standar 180° produk

HITEC HS-646MG. Motor servo ini hanya mampu bergerak dua arah dengan

defleksi masing-masing sudut mencapai 90°, sehingga total defleksi sudut dari

kanan - tengah - kiri adalah 180°.

Pulsa kontrol motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ±20 ms,

dimana lebar pulsa antara 0,5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut

maksimum. Jika motor servo diberikan pulsa dengan besar 1,5 ms mencapai

gerakan 90°, maka bila berikan pulsa kurang dari 1,5 ms maka posisi mendekati

0° dan bila berikan pulsa lebih dari 1,5 ms maka posisi mendekati 180°.

Pada pengujian motor servo, bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM

dengan frekuensi 50,31 Hz yang ditunjukkan pada Gambar 34, dimana pada saat

sinyal dengan frekuensi 50,31 tersebut dicapai kondisi ton duty cycle 1,5 ms,

maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah.

Gambar 34. Frekuensi sinyal PWM

Pengujian motor servo dilakukan langsung pada mekanik atap sistem

pengering bagian kanan dan kiri dengan mengubah frekuensi sinyal PWM. Tabel

5 menunjukkan data frekunsi sinyal PWM yang digunakan motor servo untuk

membuka/menutup atap.

Tabel 5. Data frekuensi sinyal PWM untuk membuka/menutup atap sistem

pengering otomatis.

MotorServo

Frekuensi Sinyal

PWM untuk

Membuka Atap

(Hz)

Frekuensi Sinyal

PWM untuk Menutup

Atap

(Hz)

Servo 1 28 68

Servo 2 62 20

33

Dalam pengujian ini, motor servo langsung dikontrol dari mikrokontroler

yang terhubung dengan PORTC.6 untuk motor servo 1 dan PORTC.4 untuk motor

servo 2. Motor servo 1 digunakan untuk menggerakan atap bagian kanan,

sedangkan motor servo 2 digunakan untuk menggerakan atap bagian kiri.

Pengujian rangkaian keseluruhan sistem

Pengujian secara keseluruhan dilakukan dengan menggabungkan masing-

masing rangkaian menjadi satu sistem yang terpadu. Rangkaian sensor cahaya

BST, sensor suhu BST, driver relay, motor servo, LCD, switch, mikrokontroler

ATMega8535 digabungkan menjadi satu dalam suatu prototipe sistem pengering

sehingga terbentuk suatu sistem pengering otomatis yang berbasiskan

mikrokontroler ATMega8535 dengan bahasa C sebagai bahasa pemrograman

yang digunakan. Skema rangkaian keseluruhan elektronika sistem pengering

otomatis ditunjukkan pada Gambar 35.

BST film

BST film

-

+

+

-

-

+

+

-

+

-

-

+

LM324

R1

100 K

R2

1 M

R3

100 K

R4

100 KR5

100 K

R6

100 K

R7

100 Ω

R8

1 M

R9

4,7 K

LM324

LM324

-

+

+

-

-

+

+

-

+

-

-

+

LM324

R10

100 K

R11

1 M

R12

100 K

R13

100 KR14

100 K

R15

100 K

R16

100 Ω

R17

1 MR18

4,7 K

LM324

LM324

PORTA.0

PORTA.1

PORTA.2

PORTA.3

PORTA.4

PORTA.5

PORTA.6

PORTA.7

AREF

GND

AVCC

PORTC.7

PORTC.6

PORTC.5

PORTC.4

PORTC.3

PORTC.2

PORTC.1

PORTC.0

PORTD.7

PORTB.0

PORTB.1

PORTB.2

PORTB.3

PORTB.4

PORTB.5

PORTB.6

PORTB.7

RESET

VCC

GND

XTAL2

XTAL1

PORTD.0

PORTD.1

PORTD.2

PORTD.3

PORTD.4

PORTD.5

PORTD.6

1 V

cc

2 G

nd

3 V

EE

4 R

S

5 R

W

6 E

7 D

ata

0

8 D

ata

1

9 D

ata

2

10

Da

ta 3

11

Da

ta 4

12

Da

ta 5

13

Da

ta 6

14

Da

ta 7

15

Vcc

16

Gn

d

16 x 2 LCD

Switch 1

Switch 2

Switch 3 Switch 4

SERVO 2

SERVO 1

100 K

RELAY

COMMON

NC

NO

1N 4001

Q1

C828

Q2

TIP31C

Gambar 35. Rangkaian keseluruhan elektronika sistem pengering otomatis

Prinsipnya, saat catu daya dihidupkan, catu daya memberikan tegangan

input yang dibutuhkan setiap rangkaian elektronika yang digunakan. Sistem ini

menggunakan 2 buah film BST yang digunakan sebagai sensor cahaya dan sensor

suhu. Sensor cahaya BST akan mendeteksi ada atau tidaknya cahaya yang

diterima, sedangkan sensor suhu BST digunakan untuk membaca perubahan suhu

di dalam ruangan sistem pengering otomatis. Data yang diterima dari sensor

cahaya BST dan sensor suhu BST kemudian dikirim ke mikrokontroler.

Mikrokontroler akan mengolah data yang terbaca dari kedua sensor BST.

Apabila data yang terbaca dari sensor cahaya BST adalah terang, maka


membuka atap bagian kanan dan kiri. Mikrokontroler juga akan memberikan

perintah untuk mengnonaktifkan driver relay sehingga dryer dalam keadaan mati.

34

Jika data yang terbaca dari sensor cahaya BST adalah gelap, maka


menutup atap bagian kanan dan kiri. Mikrokontroler juga akan memberikan

perintah untuk mengaktifkan driver relay sehingga dryer dalam keadaan hidup.

Ketika data yang terbaca dari sensor cahaya BST adalah gelap, jika data

yang terbaca dari sensor suhu BST adalah ≤ 60 oC, mikrokontroler akan

memberikan perintah untuk mengaktifkan driver relay sehingga dryer dalam

keadaan hidup. Jika data yang terbaca dari sensor suhu BST > 60 oC,

mikrokontroler akan memberikan perintah untuk mengnonaktifkan driver relay

sehingga dryer dalam keadaan mati sampai data yang terbaca oleh sensor suhu

BST mencapai 30 oC. Saat data yang terbaca sensor suhu BST < 30

oC maka

mikrokontroler akan memberikan perintah untuk mengaktifkan kembali driver

relay sehingga dryer dalam keadaan hidup.

Penentuan data dari sensor cahaya BST terbaca terang atau gelap,

ditentukan dari nilai komparator yang ditentukan pada program. Jika data

intensitas cahaya sensor cahaya BST > intensitas cahaya komparator maka

dikatakan terang, dan sebaliknya. Data yang terbaca dari sensor cahaya BST dan

sensor suhu BST ditampilkan dalam LCD berukuran 16 x 2.

Switch pada rangkaian sistem pengering otomatis digunakan untuk

memasukan intensitas cahaya komparator, memasukan batasan pembacaan suhu

untuk sensor suhu BST, pengecekan dryer, pengecekan buka tutup atap yang

digerakan oleh motor servo. Dengan kata lain switch berfungsi untuk

mengendalikan sistem pengering secara manual.

Simpulan

Telah berhasil dilakukan penerapan film BST sebagai sensor cahaya dan

suhu pada model sistem pengering otomatis produk pertanian berbasis

mikrokontroler ATMega8535 dengan prinsip kerja memanfaatkan film BST

sebagai saklar otomatis.

35

7 PEMBAHASAN UMUM

Rancangan suatu model sistem pengering otomatis dengan prinsip kerja

buka tutup atap berfungsi untuk membantu proses pengeringan produk pertanian

dengan memanfaatkan energi panas matahari. Sistem ini menggunakan dua buah

sensor (sensor cahaya dan sensor suhu) yang disintesa dari bahan ferroelektrik

film BST. Film BST yang dibuat merupakan persambungan antara dua buah

semikonduktor, dimana Si sebagai tipe-p dan BST sebagai tipe-n. Sensor cahaya

berfungsi sebagai saklar yang mendeteksi ada atau tidaknya cahaya yang diterima

(fotodioda). Sensor suhu berfungsi untuk membaca perubahan suhu lingkungan di

dalam ruangan model sistem pengering.

Data hasil pembacaan kedua sensor diolah oleh pengkondisian sinyal

komparator. Komparator mengubah sinyal berupa analog menjadi sinyal dalam

bentuk digital. Data hasil konversi komparator kemudian dikirim ke

mikrokontroler untuk diproses. Mikrokontroler memberikan perintah kepada

motor servo dan driver relay sesuai input yang diterima untuk menjalankan

fungsinya masing-masing. Gambaran umum sistem kerja model sistem pengering

ditunjukkan pada Gambar 36. Prinsip kerja (input-output) pada sistem pengering

otomatis ditunjukkan pada Tabel 6.

Sensor cahaya

BST

Sensor suhu

BST

Komparator

Komparator

Mikrokontroller

ATMega8535

Driver relay

Motor servo 1 Motor servo 2

Dryer

Gambar 36. Diagram blok sistem

Tabel 6. Data prinsip kerja Input dan output pada sistem pengering otomatis

Input Output

Sensor cahaya

BST

Sensor suhu

BST Atap louvre Dryer

Terang Suhu < 30 oC Terbuka Mati

Terang Suhu > 60 oC Terbuka Mati

Terang 30 oC < Suhu < 60

oC Terbuka Mati

Gelap Suhu < 30 oC Tertutup Hidup

Gelap Suhu > 60 oC Tertutup Mati

Gelap 30 oC < Suhu < 60

oC Tertutup Hidup

36

8 SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Film BST dapat digunakan sebagai sensor cahaya dan suhu karena

menunjukkan adanya respon berupa perubahan tegangan ketika diberikan

perubahan intensitas cahaya (sebagai sensor cahaya) dan perubahan suhu (sebagai

sensor suhu).

Telah berhasil dilakukan penerapan film BST sebagai sensor cahaya dan

suhu pada prototipe sistem pengering otomatis produk pertanian berbasis

mikrokontroler ATMega8535.

Saran

1. Hindari pemasangan pasta perak secara berulang-ulang, karena penurunan

sensitivitas film BST salah satunya diakibatkan oleh pasta perak yang terlalu

sedikit atau pun sebaliknya.

2. Fokuskan pada pembuatan data sheet film BST enhancement-850 oC.

3. Tambahkan sensor hujan dan sensor kelembaban.

4. Untuk pembuatan prototipe dengan skala sebenarnya, diperlukan analisis

penyebaran panas di dalam ruangan (bentuk rumah mempengaruhi distribusi

aliran panas di dalam ruangan).

37

DAFTAR PUSTAKA

Affian Widjanarko, Ridwan, M. Djaeni, Ratnawati. 2012. Penggunaan Zeolite

Sintesis Dalam Pengeringan Gabah Dengan Proses Fluidisasi Indirect

Contact. J u r n a l T e k n o l o g i K i m i a d a n I n d u s t r i 1 ( 1 ) : x x -

x x .

Online di: http://ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/jtki

Anas R. 2010. Rancang Bangun Prototipe Buka Tutup Atap Otomatis untuk

Pengeringan Proses Produksi Berbasis Mikrokontroler AT89S51. [Tugas

Akhir]. Semarang: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Diponogoro.

Atmel. 2003. Data sheet ATMega 8535 2502E–AVR–12/03.

Auciello, O., Scott, J.F. and Ramesh, R, “The Physics of Ferroelectric Memories,”

Physics Today, American Institute of Physics, vol. 51, pp. 22-27, 1998.

Azizahwati. Studi Morfologi Permukaan Film Tipis PbZR0,525Ti0,475O3 yang

Ditumbuhkan Dengan Metode DC Unbalanced Magnetron Sputtering.

Jurnal Nasional Indonesia. 2002; 5(1):hal 50-56.

A. Ardian, L. Nady, R. Erviansyah, H. Syafutra, Irzaman, Siswandi. 2010.

Penerapan Film Tipis Ba0,25Sr0,75TiO3 (BST) yang didadah Ferium Oksida

sebagai Sensor Suhu Berbantukan Mikrokontroler. Berkala Fisika 13 (2):

53-64.

Bruzzese D et al. 2009. The optical dielectric function in monolithic BaxSr1-xTiO3

films. Integrated Ferroelectrics 111: 27-36.

B.A. Baumert, L.H. Chang, A.T. Matsuda and C.J. Tracy. A Study of BST Thin

Films for Use in bypass Capacitors. J. Mater. Res. 13 (1998), (1): 197.

Carr J J. 1993. Sensors and Circuit. A Simon and Schuster Company: United

States of America.

Clayton, G., Winder, S. (2005). Operational Amplifiers. Kastawan W,

penerjemah; Santika W, editor. England: Elsevier Ltd. Terjemahan dari:

Operational Amlifiers.

Chen, X., Cai, W., Fu, C., Chen, H. and Zhang, Q, “Synthesis and Morphology of

Ba(Zr0,20Ti0,80)O3 Powder Obtained by Sol-Gel Methode,” Jurnal Sol-Gel

Sci Technol. vol. 57, pp. 149-156, 2011.

Coughlin, Robert F. 1985. Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu liniear.

Jakarta: Erlangga.

Daulay, S.B. (2005). Pengeringan Padi (Metode dan Peralatan). Jurusan

Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara,

Sumatera Utara

(http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/778/1/tekper-saipul.pdf

akses 30 Desember 2013).

E.S. Choi, J.C. Lee, J.S. Hwang, S.G. Yoon. Electrical Characteristics of The

Contour Vibration Mode Piezoelectric Transformer with Ring/Dot Electrode

Area Ratio. Jpn. J. Appl. Phys. 38 (1999), (9B): 5317.

F. Wang, A. Uusimaki, S. Leppavuori, S.F. Karmanenko, A.I. Dedyk, V.I.

Sakharov, I.T. Serenkov. BST Ferroelectric Film Prepared with Sol-Gel

Process and Its Dielectric Performance in Planar Capacitor Structure. J.

Mater. Res. 13 (1998), (5): 1243.

38

Gao, Y. & He, S., Alluri, P., Engelhard, M. & Lea, A. S., Finder, J., Melnick, B.

& Hance, R. L, “Effect of Precusors and Substrate Materials on

Microstructure, Dielectric Properties and Step Coveage of (Ba, Sr)TiO3

Films Grown by Metalorgic Chemical Vapor Deposition,” Journal of

Applied Physics vol .87, pp. 124-132, 2000.

Hamdani A, Komaro M, Irzaman. 2009. Pembuatan sel surya berbasis

ferroelektrik LiTaO3 dengan metode spin coating sebagai pembangkit listrik

ramah lingkungan. Indonesian Science dan Technology Digital Library.

PDII-LIPI.

Hikam M, Sarwono E and Irzaman, “Perhitungan polarisasi spontan dan momen

quadrupol potensial listrik bahan PIZT (PbInxZryTi1-x-yO3-x/2),” Makara,

Sains, vol. 8, pp. 108-115, 2004. (in Indonesia)

H. Darmasetiawan, Irzaman, M.N. Indro, S. G. Sukaryo, M. Hikam and Na Peng

Bo, “Optical Properties of Crystalline Ta2O5 Thin Films,” Physica Status

Solidi (a), Germany, vol. 193, pp. 53 – 60, 2002.

H . Syafutra, Irzaman, I.D.M. Subrata. Integrated Visible Light Sensor Based on

Thin Film Ferroelectric Material BST to Microcontroller ATMega8535. The

International Conference on Materials Science and Technology 2010. 2010;

BATAN, vol. 1: pp. 291 – 296.

Irzaman, H. Darmasetiawan, M Hikam, P. Arifin, M. Budiman, and M. Barmawi,

“Pyroelectric Properties of Lead Zirconium Titanate (PbZr0.525Ti0.475O3)

Metal-Ferroelectric-Metal Capacitor and Its Application for IR Sensor,”

presented in International Conference on Materials for Advances

Technology (ICMAT), Materials Research Society, Singapore,. Dec.7-12,

2003.

Irzaman, Y. Darvina, A. Fuad, P. Arifin, M. Budiman, and M. Barmawi,

“Physical and Pyroelectric Properties of Tantalum Oxide Doped Lead

Zirconium Titanate [Pb0.9950(Zr0.525Ti0.465Ta0.010)O3] Thin Films and Its

Application for IR Sensor,” Physica Status Solidi (a), Germany, vol 199, pp.

416 – 424, 2003.

Irzaman. 2008. Studi fotodiode film tipis semikonduktor Ba0,6Sr0,4TiO3 didadah

tantalum. J. Sains Material Indonesia 10(1): 18-22.

Irzaman, Arif A, Syafutra H, Romzie M. 2009. Studi konduktivitas listrik, kurva

I-V, dan celah energi fotodioda berbasis film tipis semikonduktor

Ba0,75Sr0,25TiO3 (BST) yang didadah galium (BGST) menggunakan metode

chemical solution deposition (CSD). J.App. Fisika 5(1): 22-30.

Irzaman, H. Darmasetiawan, H. Hardhienata, M. Hikam, P. Arifin, S. N. Jusoh, S.

Taking, Z. Jamal, M. A. Idris. 2009. Surface Roughness And Grain Size

Characterization Of Annealing Temperature Effect For Growth Gallium and

Tantalum Doped Ba0.5Sr0.5 TiO3 Thin Film. Atom Indonesia, 35 (1), page 57

– 62.

Irzaman, Darmasetiawan H, Hardhienata H, Erviansyah R, Akhiruddin, Hikam M,

Arifin P. Electrical Properties of Photodiode BST Thin Film Doped with

Ferrium Oxide using Chemical Deposition Solution Method. Journal Atom

Indonesia, Batan. 6 (2010), (2): 57-62.

39

Irzaman, Maddu A, Syafutra H, Ismangil A. 2010. Uji konduktivitas listrik dan

dielektrik film tipis lithium tantalate (LiTO3) yang didadah nobium

pentaoksida (Nb2O5) menggunakan metode chemical solution deposition).

Prosiding Seinar Nasional Fisika 2010.

Irzaman, H. Syafutra, H. Darmasetiawan, H. Hardhienata, R. Erviansyah, F.

Huriawati, Akhiruddin, M. Hikam and P. Arifin. 2011. Electrical Properties

of Photodiode Ba0.25Sr0.75TiO3 (BST) Thin Film Doped with Ferric Oxide

on p-type Si (100) Substrate using Chemical Solution Deposition Method.

Atom Indonesia, 37 (3), page 133 – 138.

Irzaman, L. Nady, A. Ardian, R. Erviansyah, H. Syafutra, I. Surur. 2011.

Temperature Sensor Based Pyroelectric Thin Film Ba0,25Sr0,75TiO3. Jurnal

Sains Materi edisi Januari 2011, BATAN, Puspiptek Serpong.

Irzaman, Heriyanto Syafutra, Endang Rancasa, Abdul Wahidin Nuayi, Tb Gamma

Nur Rahman, Nur Aisyah Nuzulia, Idawati Supu, Sugianto, Farly

Tumimomor, Surianty, Otto Muzikarno, Masrur. 2013. The Effect of Ba/ Sr

ratioon Electrical and Optical Properties of BaxSr(1-x)TiO3 (x= 0.25; 0.35;

0.45; 0.55) Thin Film Semiconductor. Ferroelectrics, 445 (1), page 4-17.

Irzaman, Irmansyah, Heriyanto Syafutra, Ardian Arif, Yuli Astuti, Nurullaeli,

Ridwan Siskandar, Aminullah, Gusti Putu Agus Sumiarna, Zul Azhar Zahid

Jamal. 2013. Effect of Annealing Times for LiTaSiO5 Thin Films

Semiconductor on Structure, Nano Scale Grain Size and Band Gap

Characterizations. Submitted to Journal X-ray Sciences Technology.

Irzaman, Nurullaeli, Kania Nur Sawitri, Gusti Putu Agus Sumiarna, Ridwan

Siskandar, Aminullah, Heriyanto Syafutra, Ardian Arif, Mamat Rahmat,

Husin Alatas. 2013. OPTICAL, ELECTRICAL, AND

CRYSTALLOGRAPHIC PROPERTIES of MOS (Al/Ba0.55Sr0.45TiO3/ Si

(100)) FIELD-EFFECT TRANSISTOR (FET). Manuscipts with Decisions

to IEEE Transactions on Electron Devices.

Iskandar J. 2011. Uji Sifat Listrik dan Sifat Struktur Fotodioda Ferroelektrik Film

Barium Stronsium Titanate Ba0,5Sr0,5TiO3 Berdasarkan Perbedaan Waktu

Annealing. [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam, Institut Pertanian Bogor.

J.S. Lee, J.S. Park, J.S. Kim, J.H. Lee, Y.H. Lee, S.R. Hahn. Preparation of BST

Thin Films with High Pyroelectric Coefficients an Ambient Temperatures.

Jpn. J. Appl. Phys. 38 (1999 ), (5B): L574.

Kurniawan A. 2011. Penerapan Fotodioda Ba0,5Sr0,5TiO3 (BST) Sebagai Detektor

Garis Pada Robot Line Follower Berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535.

[Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut

Pertanian Bogor.

Mancini R. 2003. Op Amps for Everyone. United States of America: Elsevier.

M.A. Itskovsky. Kinetics of Ferroelectric Phase Transition : Nonlinear

Pyroelectric Effect and Ferroelectric Solar Cell. Jpn. J. Appl. Phys. 38

(1999), (8): 4812.

M. Dahrul, H. Syafutra, A. Arif, Irzaman, M. N. Indro, and Siswadi, “Synthesis

and Characterizations Photodiode Thin Film Barium Strontium Titanate

(BST) Doped Niobium and Iron as Light Sensor,” in The 4th

Asian Physics

Symposium, American Institute of Physics (AIP) Conference, vol 1325, pp.

43 – 46, 2010.

40

M. Izuha, K. Ade, M. Koike, S. Takeno, N. Fukushima. Electrical Properties and

Microstructure of Pt/BST/SrRuO3 Capacitors. Appl. Phys. Lett. 70 (1997 ),

(11): 1405.

N. V. Giridharan, R. Jayavel, P. Ramasamy. Structural, Morphological and

Electrical Studies on Barium Strontium Titanate Thin Films Prepared by

Sol-Gel Technique. Crystal Growth Centre, Anna University, Chennai,

India, 36, 65-72 (2001).

Putra, Irvan Raditya. 2012. Sel Surya Berbasis Film Semikonduktor BaxSr(1-x)TiO3

dengan x= 0,5; 0,6; 0,7; 0,8. [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Santoso A. 2008. Rancang Bangun Sistem Buka-Tutup Atap Louvre Otomatis

Pada Aplikasi Rumah Tangga. [Skripsi]. Semarang: Fakultas Teknik Mesin,

Universitas Muhammadiyah Semarang.

Seo YJ, Park SW. 2004. Chemical mechanical planarization characteristics of

ferroelectric film for FRAM applications. J. of the Korean Phy. Society

45(3): 769-772.

Souza IA et al. 2006. Ferroelectric and dielectric properties of

Ba0,5Sr0,5(Ti0,80Sn0,20)O3 thin films grown by the soft chemical method. J. of

Solid State Chemistry 179: 2972-2976.

Steven T. Karris. Electronic Devices and Amplifier Circuits with MATLAB

Applications. United States of America: Orchard Publications.

Suherman PM et al. 2009. 2009. Comparison of structural microstructural and

electrical analyses of barium strontium titanate thin films. J Appl. Phys. 105:

061604 1-6.

Sutrisno. 1986. Elektronika: Teori dan Penerapannya. ITB, Bandung.

S. Kim, T.S. Kang, J.H. Je. Structural Characterization of Laser Alblation

Epitaxial BST Thin Films on MgO (001) by Synchrotron x-Ray Scattering.

J. Mater. Res. 14 (1999), (7): 2905.

S. Momose, T. Nakamura, K. Tachibana. Effects of Gas Phase Thermal

Decompositions of Chemical Vapor Deposition Source Moleculeson The

Deposition of BST Films. Jpn. J. Appl. Phys. 39 (2000 ), (9B): 5384.

Taib, G., Said, G., Wiraatmaja, S. (1988). Operasi Pengeringan Pada Pengolahan

Hasil Pertanian. Mediatama Sarana Perkasa, Jakarta.

Tyunina M et al. 2008. Dielectric properties of atomic layer deposited thin film

Barium Strontium Titanate. Integrated Ferroelectrics 102: 29–36.

Uchino, K. 2000. Ferroelectric Devices. New York : Marcel Dekker.

Umiati N A K, Irzaman, Budiman M and Barmawi M, “Efek annealing pada

penumbuhan film tipis ferroelektrik PbZr0.625Ti0.375O3 (PZT),” In:

Kontribusi Fisika Indonesia, vol. 12, pp. 94-98, 2001. (in Indonesia).

Verma K, Sharma S, Sharma DK., Kumar R, Rai R. 2012 Sol gel processing and

characterization of nanometersized (Ba,Sr)TiO3 ceramics. Adv. Mat. Lett

3(1): 44-49.

Wardhani, L. (2006). Belajar sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535

simulasi, Hardware, dan Aplikasi. Yogyakarta: Penerbit Andi Yogyakarta.

Zhu, X. H., Zheng, D. N., Peng, J. L. and Chen, Y. F, “Enhanced Dielectic

Properties of Mn Doped Ba0,6Sr0,4TiO3 Thin Films Fabricated by Pulsed

Laser Deposition,” Materials Letters, vol. 60, pp. 1224-1228, 2005.

LAMPIRAN

Lampiran 1. Histerisis enhancement-800 oC ulangan 1

Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 57.3 64.9

31 59.1 65.0

32 59.2 65.1

33 59.4 67.9

34 62.0 68.0

35 62.0 68.1

36 62.1 68.2

37 62.2 68.3

38 62.4 68.5

39 62.5 68.6

40 62.6 68.7

41 62.7 82.6

42 63.2 82.8

43 63.2 82.8

44 62.5 82.9

45 62.3 83.3

46 64.0 85.2

47 64.1 93.0

48 64.7 93.2

49 75.2 95.6

50 66.1 95.7

51 74.0 95.8

52 74.1 96.6

53 74.8 97.1

54 75.2 97.2

55 75.3 97.3

56 75.5 97.4

57 75.6 97.8

58 75.9 97.9

59 76.0 97.9

60 76.0 98.5

61 76.6 99.4

62 77.4 98.7

63 78.4 99.7

64 79.3 100.5

65 80.1 101.4

66 80.9 101.6

67 81.2 103.0

68 82.5 103.0

69 82.5 105.8

70 82.6 106.7

71 82.9 107.7

72 83.1 108.0

73 83.1 109.5

74 83.2 109.6


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 52.7 40.6

31 53.5 41.1

32 53.7 41.4

33 54.4 42.9

34 54.8 43.5

35 57.9 44.8

36 58.1 46.1

37 58.4 46.3

38 58.5 47.6

39 58.8 48.7

40 58.9 48.9

41 59.4 49.6

42 63.5 50

43 68.9 53.1

44 69.9 54.6

45 70.9 56.1

46 73.5 56.6

47 75.2 56.7

48 75.5 56.9

49 75.5 57.1

50 75.6 57.2

51 75.8 57.3

52 75.9 57.6

53 75.9 57.9

54 76 58

55 76 58.1

41

2

56 76 58.5

57 77.9 58.8

58 78.1 58.9

59 79.6 59.3

60 80.4 59.7

61 81.3 59.9

62 81.8 60.1

63 82.1 60.2

64 82.5 65.1

65 83.3 66.1

66 83.6 67.1

67 84 67.2

68 85.1 67.4

69 85.5 67.7

70 86 67.8

71 86.4 68

72 87.4 68.1

73 89.8 68.7

74 89.9 78.2

75 90.3 78.4

76 91.4 78.7

77 92.9 80.3

78 93.8 80.7

79 93.9 81.2

80 94.1 81.6

81 94.3 82.6

82 94.8 85

83 97.8 85.1

84 96.6 85.5

85 97.6 86.6

86 98.1 88.1

87 98.3 89

88 98.4 89.1

89 98.9 89.3

90 99.2 92.4

91 99.5 92.5

92 100.5 89.5

93 100.3 90

94 100.6 91.3

95 101.2 91.5

96 102.4 91.6

97 103 91.9

98 102.2 92.1

99 102.8 92.2

100 103.1 92.3

101 103.6 97.6

102 103.7 98.2

103 103.7 97.4

104 103.8 99.5

105 104 105.7

106 104.3 106.1

107 104.7 107.3

108 104.7 104.8

109 105.1 105.1

110 105.1 105.1

111 105.1 105.1

112 105.1 105.1


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 73.8 63.8

31 73.1 63.1

32 73.5 63.5

33 73.6 63.6

34 74 64

35 74.5 64.5

36 76.7 66.7

37 76.8 66.8

38 77 67

39 80.1 70.1

40 80.2 70.2

41 80.3 70.3

42 80.4 70.4

43 80.6 70.6

44 80.8 70.8

45 80.9 70.9

46 81 71

47 81.6 86.6

48 81.8 86.8

49 81.9 86.9

50 82 87

51 82.4 87.4

52 82.6 89.6

53 91.3 98.3

54 91.5 98.5

42

2

55 94.2 101.2

56 94.4 101.4

57 94.5 101.5

58 95.4 102.4

59 95.9 102.9

60 96 103

61 96.2 103.2

62 96.3 103.3

63 96.7 103.7

64 96.8 103.8

65 96.8 103.8

66 97.5 104.5

67 98.5 105.5

68 99.7 104.7

69 100.8 105.8

70 101.7 106.7

71 102.7 107.7

72 103 108

73 104.5 109.5

74 104.6 109.6

75 104.7 115.2

76 105 105.4

77 105.3 105.3

78 105.3 105.3

79 105.4 105.4

Lampiran 4. Histerisis depletion-800 oC ulangan 2

Suhu monoton

naik

monoton

turun

30.0 19.3 16.3

31.0 19.4 16.5

32.0 19.5 16.7

33.0 19.7 17.1

34.0 19.7 17.3

35.0 19.9 17.6

36.0 20.0 18.0

37.0 20.0 18.3

38.0 21.9 18.5

39.0 22.3 18.8

40.0 22.8 19.1

41.0 22.9 19.4

42.0 23.1 19.7

43.0 23.1 20.1

44.0 23.2 20.3

45.0 23.2 20.7

46.0 23.2 20.5

47.0 23.2 20.8

48.0 23.2 21.2

49.0 23.2 21.5

50.0 23.5 22.5

51.0 23.7 22.7

52.0 23.9 22.9

53.0 24.3 23.3

54.0 24.5 23.5

55.0 24.8 24.8

56.0 25.2 25.2

57.0 25.5 25.5


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 18.4 22.6

31 18.5 22.8

32 18.7 23

33 19.1 23.4

34 19.3 23.6

35 19.6 23.9

36 20 24.3

37 20.3 24.6

38 20.5 24.8

39 20.8 25.1

40 21.1 25.4

41 21.2 25.7

42 21.3 26

43 21.6 26.4

44 21.7 26.6

45 22.1 27

46 22.6 27.2

47 23.1 27.4

48 23.3 27.7

49 23.8 28.1

50 24.1 28.4

51 24.4 28.7

52 24.7 29

53 25.2 29.5

43

2

54 25.4 29.7

55 25.8 30.9

56 26.1 31.2

57 26.5 31.5

58 27 31.8

59 27.6 31.9

60 27.7 32

61 27.8 32.1

62 28.3 32.2

63 28.8 32.3

64 28.9 32.1

65 29.1 32.3

66 29.3 32.4

67 29.8 32.1

68 29.9 32.2

69 30.2 32.2

70 30.5 32.3

71 30.8 32.4

72 30.9 32.3

73 31.3 32.2

74 31.6 32.3

75 32.1 32.7

76 32.7 33.8

77 33.2 36.4

78 33.9 37.3

79 34.5 37.4

80 34.8 37.6

81 35.9 37.8

82 36.3 38.3

83 36.7 39.6

84 37.3 39.8

85 37.7 39.9

86 38.2 40

87 38.6 40

88 38.9 40

89 39.3 40

90 39.6 40

91 39.9 40

92 40 40

93 40 40

94 40 40

95 40 40


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 34.1 27.4

31 34.8 27.5

32 36.6 28

33 39.2 31.1

34 39.8 36.1

35 41.6 37.3

36 41.9 40

37 42.5 40

38 43.1 40.1

39 43.9 40.2

40 44.1 40.4

41 44.8 41.1

42 45.2 41.5

43 48.3 44.6

44 49.8 46.1

45 51.3 47.6

46 52 48.1

47 52.5 48.2

48 53.4 51.7

49 53.9 53.6

50 59.3 55.6

51 60.3 56.6

52 61.3 57.6

53 63.9 60.2

54 65.6 61.9

55 65.9 62.2

56 66.4 62.7

57 68.3 64.6

58 68.5 64.8

59 70 66.3

60 70.8 67.1

61 71.7 68

62 72.2 68.5

63 72.5 68.8

64 72.9 69.2

65 73.7 69.7

66 74 69.9

67 74.4 70.2

68 75.5 71.8

44

2

69 75.9 72.2

70 76.4 72.7

71 76.8 73.1

72 77.8 74.1

73 80.2 76.5

74 80.3 76.6

75 80.7 77

76 81.8 78.1

77 83.3 79.6

78 84.2 80.5

79 84.3 80.6

80 84.5 80.8

81 84.7 81

82 85.2 81.5

83 88.2 82.8

84 87 83

85 88 83.1

86 88.5 83.4

87 88.7 83.6

88 88.8 83.7

89 89.3 83.8

90 89.6 83.9

91 89.9 84

92 90.9 84.1

93 90.7 84.8

94 91 85.3

95 91.6 87.9

96 92.8 89.1

97 93.4 89.7

98 92.6 88.9

99 93.2 89.1

100 93.5 89.4

101 94 89.9

102 94.1 90

103 94.1 90.1

104 94.2 90.4

105 94.4 90.7

106 94.7 91.2

107 95.1 91.5

108 95.4 92.7

109 95.5 92.8

110 93.6 90.9

111 93.6 90.9

112 93.6 91.3

113 93.6 91.3

114 93.6 91.3

115 93.6 91.3


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 33.7 35.4

31 37.5 39.2

32 39.4 41.1

33 40.8 42.6

34 41.7 43.4

35 43.4 45.1

36 44.7 46.4

37 45.3 47.0

38 47.1 48.8

39 47.9 49.7

40 48.5 55.5

41 49.6 56.2

42 49.7 56.6

43 51.7 59.7

44 55.5 61.2

45 56.7 62.7

46 64.6 63.2

47 66.6 63.3

48 67.0 66.8

49 67.6 68.7

50 69.9 70.7

51 71.1 71.7

52 71.9 72.7

53 72.9 75.3

54 74.0 77.0

55 74.6 77.3

56 74.9 77.8

57 75.4 79.7

58 76.4 79.9

59 76.7 81.4

60 77.2 82.2

61 78.5 83.1

62 79.0 83.6

63 79.6 83.9

64 80.1 84.3

45

2

65 81.3 84.8

66 84.2 85.0

67 84.3 85.3

68 84.8 86.9

69 86.1 87.3

70 87.9 87.8

71 89.0 88.2

72 89.1 89.2

73 89.3 91.6

74 89.6 91.7

75 90.2 92.1

76 93.8 93.2

77 92.3 94.7

78 93.5 95.6

79 94.1 95.7

80 94.4 95.9

81 94.5 96.1

82 95.1 96.6

83 95.4 97.9

84 95.8 98.1

85 97.0 98.2

86 96.8 98.5

87 97.1 98.7

88 97.8 98.8

89 99.3 98.9

90 100.0 99.0

91 99.0 99.1

92 99.8 99.2

93 100.1 99.9

94 100.7 100.4

95 100.8 103.0

96 100.8 104.2

97 101.0 104.8

98 101.1 104.0

99 101.2 104.2

100 101.3 104.5

101 101.6 105.0

102 101.7 105.1

103 101.9 105.2

104 103.1 105.5

105 104.1 105.8

106 105.2 107.2

107 105.8 107.2

108 106.6 107.2

109 107.5 107.2


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 31.7 29.5

31 32.6 30.5

32 33.2 32

33 34.8 35

34 35.4 35.2

35 36.2 36.2

36 37.5 39.1

37 38.1 39.1

38 39.7 39.2

39 40.5 39.3

40 41.7 39.5

41 42.4 40.2

42 43.8 40.6

43 44.9 43.7

44 45.4 45.2

45 46.9 46.7

46 47.6 47.2

47 48.1 47.3

48 49 50.8

49 51.5 52.7

50 52.9 54.7

51 53.9 55.7

52 54.9 56.7

53 61.5 59.3

54 63.2 61

55 63.5 61.3

56 64 61.8

57 65.9 63.7

58 66.1 63.9

59 67.6 65.4

60 68.4 66.2

61 69.3 67.1

62 69.8 67.6

63 70.1 67.9

64 70.5 68.3

65 71.3 68.8

66 71.6 69

46

2

67 72 69.3

68 73.1 70.9

69 73.5 71.3

70 74 71.8

71 74.4 72.2

72 75.4 73.2

73 77.8 75.6

74 77.9 75.7

75 78.3 76.1

76 79.4 77.2

77 80.9 78.7

78 81.8 79.6

79 81.9 79.7

80 82.1 79.9

81 82.3 80.1

82 82.8 80.6

83 85.8 81.9

84 84.6 82.1

85 85.6 82.2

86 86.1 82.5

87 86.3 82.7

88 86.4 82.8

89 86.9 82.9

90 87.2 83

91 87.5 83.1

92 88.5 83.2

93 88.3 83.9

94 88.6 84.4

95 89.2 87

96 90.4 88.2

97 91 88.8

98 90.2 88

99 90.8 88.2

100 91.1 88.5

101 91.6 89

102 91.7 89.1

103 91.7 89.2

104 91.8 89.5

105 91.9 89.8

106 92 91.2

107 92.1 91.2

108 92.3 91.2

109 92.4 91.2


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 17.1 19.6

31 17.2 19.9

32 17.4 20.3

33 17.8 20.6

34 17.9 20.8

35 18.2 21.1

36 18.6 21.4

37 18.8 21.7

38 19.0 22.0

39 19.3 22.4

40 19.5 22.6

41 19.6 23.0

42 19.7 23.2

43 20.0 23.4

44 20.1 23.7

45 20.4 24.1

46 20.9 24.4

47 21.3 24.7

48 21.5 25.0

49 21.9 25.5

50 22.2 25.7

51 22.5 26.9

52 22.7 27.2

53 23.2 27.5

54 23.4 27.8

55 23.7 27.9

56 24.0 28.0

57 24.3 28.1

58 24.8 28.2

59 25.3 28.3

60 25.4 28.1

61 25.5 28.3

62 25.9 28.4

63 26.4 29.0

64 26.5 29.7

65 26.7 30.0

66 26.8 30.6

67 27.3 31.7

68 27.4 31.9

47

2

69 27.6 32.2

70 27.9 32.3

71 28.2 31.3

72 28.3 32.1

73 28.6 32.4

74 28.9 33.3

75 29.3 33.4

76 29.9 33.6

77 30.3 33.8

78 30.9 34.3

79 31.5 35.6

80 31.7 35.8

81 32.7 35.9

82 33.1 36.0

83 33.4 36.3

84 34.0 36.4

85 34.3 36.4

86 34.8 36.4

87 35.1 36.4

88 35.4 36.4

89 35.7 36.4

90 36.0 36.4

91 36.3 36.4

92 36.4 36.4

93 36.4 36.4

94 36.4 36.4

95 36.4 36.4


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 48.4 31.2

31 49.2 31.7

32 49.4 32

33 50.1 33.5

34 50.5 34.1

35 53.6 35.4

36 55.7 36.7

37 56.7 36.9

38 57.7 38.2

39 57.8 39.3

40 58 39.1

41 58.3 39.1

42 58.4 39.2

43 58.6 39.3

44 58.7 39.5

45 59.3 40.2

46 68.8 40.6

47 69 43.7

48 69.1 45.2

49 69.2 46.7

50 69.2 47.2

51 69.3 47.3

52 70.9 50.8

53 71.3 52.7

54 71.8 54.7

55 72.2 55.7

56 73.2 49.1

57 75.6 49.4

58 75.7 49.5

59 76.1 49.9

60 77.2 50.3

61 77.4 50.5

62 77.5 50.7

63 77.8 50.8

64 78.2 55.7

65 79 56.7

66 79.3 57.7

67 79.7 57.8

68 80.8 58

69 81.2 58.3

70 81.7 58.4

71 82.1 58.6

72 83.1 58.7

73 87 59.3

74 88.2 75.6

75 88.8 75.7

76 88 76.1

77 88.2 91.2

78 88.5 91.2

79 89 91.2

80 89.1 91.2

81 89.2 94.1

82 89.5 94.6

83 89.8 94.9

84 91.2 95.2

48

2

85 91.2 96.3

86 91.2 96.3

87 91.2 96.3

88 94.1 95.9

89 94.6 96.2

90 94.9 96.2

91 95.2 96.3

92 96.2 96.3

93 96 96.3

94 96.3 96.3

95 96.3 96.3


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 21.9 20.3

31 23.3 20.5

32 23.5 20.7

33 23.6 21.1

34 24 21.3

35 24.5 21.6

36 24.7 22

37 24.8 22.3

38 25.1 22.5

39 25.2 22.8

40 25.4 23.1

41 25.6 23.4

42 25.7 23.7

43 28.7 24.1

44 29.3 24.3

45 30.1 24.7

46 30.3 27.3

47 30.5 29.5

48 30.6 29.6

49 30.7 30.7

50 30.7 30.7

51 30.7 30.7

52 30.7 30.7

53 30.7 30.7

54 30.7 30.7


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 115.5 125.9

31 115.6 125.9

32 116.0 126.2

33 116.2 126.3

34 116.4 126.5

35 116.7 126.7

36 116.8 126.8

37 120.7 129.5

38 121.5 130.0

39 125.8 133.1

40 126.1 133.3

41 126.2 133.4

42 126.4 133.5

43 126.4 133.5

44 126.5 133.5

45 128.6 135.0

46 129.1 135.4

47 129.7 135.8

48 130.3 136.2

49 131.6 137.1

50 131.8 137.3

51 132.3 137.6

52 132.6 137.8

53 132.9 138.0

54 133.0 138.1

55 133.1 138.2

56 133.3 138.3

57 133.4 138.4

58 133.5 138.5

59 134.4 139.1

60 135.1 139.5

61 138.5 141.9

62 140.0 143.0

63 140.8 143.6

64 139.8 142.8

65 140.0 143.0

66 140.4 143.3

67 141.1 143.7

68 141.2 143.8

69 141.3 143.9

49

2

70 141.7 144.2

71 142.1 142.3

72 142.1 142.4

73 142.2 142.6

74 142.4 142.7

75 142.5 142.5

76 142.9 142.9

77 142.9 142.9

78 142.9 142.9

79 142.9 142.9


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 59.2 52.8

31 59.3 53.3

32 60.2 55.2

33 60.8 55.4

34 67.4 56.9

35 61.8 57.7

36 62.9 58.6

37 63.2 59.1

38 63.4 59.4

39 63.9 59.8

40 64.3 60.3

41 64.9 60.5

42 65.2 60.8

43 65.5 62.4

44 65.9 62.8

45 67.2 63.3

46 68 63.7

47 69.2 64.7

48 69.8 67.1

49 70.6 67.2

50 70.9 67.6

51 71.8 68.7

52 73.1 70.2

53 73.3 71.1

54 73.5 71.2

55 73.9 71.4

56 74.2 71.6

57 74.5 72.1

58 75 73.4

59 75.4 73.6

60 77.1 73.7

61 76.1 74

62 76.4 74.2

63 77.7 74.3

64 78 74.4

65 78.5 74.5

66 68.6 74.6

67 68.9 74.7

68 70.5 75.4

69 70.9 75.9

70 71.4 78.5

71 71.8 79.7

72 72.8 80.3

73 75.2 79.5

74 75.3 79.7

75 75.7 80

76 76.8 80.5

77 78.3 80.6

78 79.2 80.7

79 79.3 81

80 79.5 81.3

81 79.7 81.3

82 80.2 81.4

83 81.5 81.5

84 81.7 81.6

85 81.8 81.9

86 82.1 81.9

87 81.9 81.9

88 81.9 81.9


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 82.8 87.4

31 83.3 87.4

32 83.5 87.7

33 83.6 88

34 84 88.3

35 84.5 88.6

36 84.7 89

37 84.8 89.2

50

2

38 85.1 89.3

39 85.2 89.6

40 85.4 90

41 85.6 90.2

42 85.7 90.6

43 88.7 91

44 89.3 91.3

45 98.8 91.8

46 99 92.1

47 99.1 92.4

48 99.2 92.7

49 99.2 93.1

50 99.3 93.2

51 100.9 93.6

52 101.3 93.9

53 101.8 101.8

54 102.2 102.2

55 103.2 103.2

56 103.4 103.4

57 103.8 103.8

58 104 104.4

59 104.2 104.5

60 104.3 104.6

61 104.4 104.7

62 104.5 104.8

63 104.6 104.9

64 104.7 105.6

65 105.4 106.1

66 105.9 108.7

67 108.5 109.9

68 109.7 110.5

69 110.3 109.7

70 109.5 109.9

71 109.7 110.2

72 110 110.7

73 110.5 110.8

74 110.6 110.9

75 110.7 111.2

76 111 111.5

77 111.3 111.5

78 111.3 111.6

79 111.4 111.9

80 111.5 111.9

81 111.6 111.9

82 111.9 111.9

83 111.9 111.9

84 111.9 111.9

85 111.9 111.9


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 42.5 41.7

31 42.7 41.9

32 42.8 42.0

33 42.9 42.1

34 43.2 42.4

35 43.4 42.6

36 43.9 43.1

37 44.3 43.5

38 44.9 44.1

39 45.2 44.4

40 45.5 44.7

41 45.3 45.1

42 45.8 46.4

43 45.9 44.4

44 46.4 44.7

45 47.2 45.1

46 47.3 46.4

47 47.4 47.2

48 47.6 48.4

49 47.8 49.0

50 47.9 49.8

51 48.2 50.1

52 48.4 51.0

53 49.4 52.3

54 53.1 52.5

55 53.3 52.7

56 53.5 54.4

57 55.2 55.3

58 56.1 56.7

59 57.5 56.9

60 57.7 57.4

61 58.2 57.5

62 58.3 57.8

51

2

63 58.6 57.9

64 58.7 59.3

65 60.1 60.6

66 61.4 60.9

67 61.7 61.8

68 62.6 61.8

69 62.6 61.8

70 62.6 61.9

71 62.7 61.9

72 62.7 61.9

73 62.7 61.9

74 62.7 61.9

75 63.0 61.8

76 62.6 61.8

77 62.6 61.8

78 62.6 61.8

79 62.6 61.9

80 62.7 62.0

81 62.8 62.0

82 62.8 62.0


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 12.3 11.5

31 12.8 12

32 13 12.2

33 13.1 12.3

34 13.5 12.7

35 14 14.8

36 14.2 15

37 14.3 15.1

38 14.6 15.4

39 14.7 15.5

40 14.9 15.7

41 15.1 15.9

42 15.2 16

43 16.9 17.7

44 19.3 20.1

45 19.6 20.4

46 19.8 20.6

47 20.1 20.9

48 21.4 22.2

49 21.6 22.4

50 22 21.2

51 22.3 21.5

52 22.6 21.8

53 22.9 22.1

54 23.1 22.3

55 23.2 22.4

56 23.5 22.7

57 23.6 22.8

58 23.7 22.9

59 23.8 23

60 24.1 23.3

61 24.3 23.5

62 24.5 23.7

63 24.7 23.9

64 24.9 23.8

65 25.4 23.9

66 25.5 24.1

67 25.5 24.3

68 25.5 24.7

69 25.5 25.5

70 25.5 25.5

71 25.5 25.5

72 25.5 25.5

73 25.5 25.5


Suhu Monoton

naik

Monoton

turun

30 41.2 42.5

31 41.2 42.7

32 42.3 42.8

33 42.5 42.9

34 42.7 43.2

35 42.8 43.4

36 42.9 43.9

37 43.2 44.3

38 43.4 44.9

39 43.9 45.2

40 44.3 45.5

41 44.9 45.9

52

2

42 45.2 47.2

43 45.5 45.2

44 45.9 45.5

45 47.2 45.9

46 48 47.2

47 49.2 48

48 49.8 49.2

49 50.6 49.8

50 50.9 50.6

51 51.8 50.9

52 53.1 51.8

53 53.3 53.1

54 53.5 53.3

55 53.9 53.5

56 54.2 55.2

57 54.5 56.1

58 55 57.5

59 55.4 57.7

60 57.1 58.2

61 52.1 58.3

62 52.4 58.6

63 52.6 58.7

64 52.7 60.1

65 52.9 61.4

66 48.6 61.7

67 48.9 62.6

68 50.5 62.6

69 50.9 62.6

70 51.4 62.7

71 51.8 62.7

72 52.8 62.7

73 55.2 62.7

74 55.3 79.7

75 55.7 62.6

76 56.8 62.6

77 59.4 62.6

78 60.3 62.6

79 60.4 62.7

80 60.6 62.8

81 60.8 62.8

82 61.3 62.8

83 62.6 62.9

84 62.8 62.9

85 62.9 63

86 63 63

87 63 63

88 63 63

53

2

Lampiran 18. Flowchart program mikrokontroler

Mulai

Menerima data dari sensor

cahaya

Terang

?

Redup?

Tutup atap dan hidupkan

relay

Buka atap dan matikan relay

Suhu

<30 0C

Suhu

>60 0C

Tutup atap dan matikan relay

Tutup atap dan hidupkan

relay

Ulangi?

Selesai

Tidak

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Ya

54

3

Lampiran 19. Model sistem pengering otomatis

(a) Tampak depan

(b) Tampak atap tertutup

s

55

4

(c) Tampak atap terbuka

Lampiran 20. Model Film BST

56

5

Lampiran 21. Proses sintesa film BST

Lampiran 22. Proses karakterisasi film BST

57

6

Lampiran 23. Rancang rangkaian elektronik

Lampiran 24. Program sistem pengering otomatis produk pertanian

#include <mega16.h>

// Alphanumeric LCD Module functions

#asm

.equ __lcd_port=0x18 ;PORTB

#endasm

#include <lcd.h>

#include <stdio.h>

#include <delay.h>

eeprom int servo_1=40;

eeprom int servo_2=40;

int count,pos_1, pos_2;

interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)

if(count>620) count=0; PORTC.4=1; PORTC.6=1;

count++;

if(count==pos_1) PORTC.4=0;

if(count==pos_2) PORTC.6=0;

58

7

#define ADC_VREF_TYPE 0x20

// Read the 8 most significant bits

// of the AD conversion result

unsigned char read_adc(unsigned char adc_input)

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

delay_us(10);

// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCH;

#define sw_up PIND.6 //sw4

#define sw_down PINC.0 //sw 2

#define sw_left PINC.1 //sw 1

#define sw_right PIND.7 //sw 3

eeprom int komp_cahaya=0;

eeprom int komp_suhu=0;

int adc_cahaya, adc_suhu, adc_kanan, adc_kiri, status_relay=1,status_atap;

char lcd_buffer[30];

void menu()

awal:

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Mulai Setting");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("<--- --->");

delay_ms(50);

if(sw_right==0)delay_ms(200); goto set_1;

if(sw_left==0)delay_ms(200); goto cibedug;

else goto awal;

set_1:

komp_cahaya=komp_cahaya;

if(sw_right==0)delay_ms(200); komp_cahaya++;

if(sw_left==0)delay_ms(200); komp_cahaya--;

if(komp_cahaya>255)komp_cahaya=255;

if(komp_cahaya<0)komp_cahaya=0;

lcd_clear();

59

8

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("1.Set. S. Cahaya");

adc_cahaya=read_adc(1);

lcd_gotoxy(0,1);

sprintf(lcd_buffer,"%i", adc_cahaya);

lcd_puts(lcd_buffer);

lcd_gotoxy(12,1);

sprintf(lcd_buffer,"%i", komp_cahaya);


delay_ms(50);

if(sw_up==0)delay_ms(200); goto set_6;

if(sw_down==0)delay_ms(200); goto set_2;

else goto set_1;

set_2:

komp_suhu=komp_suhu;

if(sw_right==0)delay_ms(200); komp_suhu++;

if(sw_left==0)delay_ms(200); komp_suhu--;

if(komp_suhu>255)komp_suhu=255;

if(komp_suhu<0)komp_suhu=0;

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("2.Set. S. Suhu");

adc_suhu=read_adc(0);

lcd_gotoxy(0,1);

sprintf(lcd_buffer,"%i", adc_suhu);


lcd_gotoxy(12,1);

sprintf(lcd_buffer,"%i", komp_suhu);


delay_ms(50);



else goto set_2;

set_3:

if(sw_right==0)delay_ms(200); status_relay=1;

if(sw_left==0)delay_ms(200); status_relay=0;

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("3.Tes Blower");


lcd_gotoxy(12,1);

if(status_relay==1) lcd_putsf("Off"); PORTD.0=0;

if(status_relay==0) lcd_putsf("On"); PORTD.0=1;

delay_ms(50);

if(sw_up==0)delay_ms(200); PORTD.0=0; goto set_2;

if(sw_down==0)delay_ms(200); PORTD.0=0; goto set_4;

60

9

else goto set_3;

set_4:

servo_1=servo_1;

if(sw_right==0)delay_ms(200); servo_1++;

if(sw_left==0)delay_ms(200); servo_1--;

if(servo_1>255)servo_1=255;

if(servo_1<0)servo_1=0;

pos_1=servo_1;

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("4.Tes Atap Kanan");

lcd_gotoxy(12,1);

sprintf(lcd_buffer,"%i", servo_1);


delay_ms(50);



else goto set_4;

set_5:

servo_2=servo_2;

if(sw_right==0)delay_ms(200); servo_2++;

if(sw_left==0)delay_ms(200); servo_2--;

if(servo_2>255)servo_2=255;

if(servo_2<0)servo_2=0;

pos_2=servo_2;

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("5.Tes Atap Kiri");

lcd_gotoxy(12,1);

sprintf(lcd_buffer,"%i", servo_2);


delay_ms(50);



else goto set_5;

set_6:

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("<---Kembali");

delay_ms(50);

if(sw_left==0)delay_ms(200); goto awal;



else goto set_6;

61

10

cibedug:

lcd_clear();

void tampilan_awal()

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("SISTEM PENGERING");

lcd_gotoxy(4,1);

lcd_putsf("OTOMATIS");

delay_ms(500);

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Ridwan Siskandar");

lcd_gotoxy(3,1);

lcd_putsf("G751120021");

delay_ms(500);

lcd_clear();

void main(void)

PORTA=0x00; DDRA=0x00;

PORTB=0x00; DDRB=0xFF;

PORTC=0xFF; DDRC=0xFC;

PORTD=0xFF; DDRD=0x00;

DDRD.0=1;

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: 8000,000 kHz

// Mode: Normal top=FFh

// OC0 output: Disconnected

TCCR0=0x01;

TCNT0=0x00;

OCR0=0x00;

PORTC.2=1;

PORTC.7=1;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=0x01;

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 1000,000 kHz

// ADC Voltage Reference: AREF pin

// ADC Auto Trigger Source: None

// Only the 8 most significant bits of

62

11

// the AD conversion result are used

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

ADCSRA=0x83;

// LCD module initialization

lcd_init(16);

// Global enable interrupts

#asm("sei")

PORTB.3=0;

PORTD.0=0;

pos_1=servo_1;

pos_2=servo_2;

tampilan_awal();

menu();

while (1)

//Program Utama

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);


sprintf(lcd_buffer,"%i", adc_cahaya);


lcd_gotoxy(0,1);


sprintf(lcd_buffer,"%i", adc_suhu);


delay_ms(50);


if(adc_cahaya>komp_cahaya)

pos_1=50;

pos_2=50;

status_atap=1;

PORTD.0=0;

if(adc_cahaya<komp_cahaya)

pos_1=30;

pos_2=30;

status_atap=0;


if((status_atap==0)&&(adc_suhu<(komp_suhu-2)))

PORTD.0=1;

if((status_atap==0)&&(adc_suhu>komp_suhu))

PORTD.0=0;

;

63

12

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kuningan pada tanggal 3 Januari 1989 dari pasangan

Bapak Wawan Setiawan dan Ibu E. Aisah. Penulis merupakan putra pertama dari

dua bersaudara.

Penulis mengikuti pendidikan Dasar di SDN Bojong 1 dan lulus pada

tahun 2001. Pendidikan tingkat menengah dapat diselesikan penulis pada tahun

2004 di SLTPN 1 Cilimus. Pendidikan tingkat atas dapat diselesaikan penulis

pada tahun 2007 di SMAN 1 Mandirancan. Pada tahun yang sama penulis

diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalus USMI dan lulus tahun 2011.

Tahun 2012 penulis melanjutkan studi di program Pascasarjana, mayor Biofisika,

Insititut Pertanian Bogor dan lulus tahun 2014. Penulis pernah menjadi asisten

praktikum fisika dasar periode ajaran 2009/2010 dan 2010/2011, asisten fisika

program Diploma periode ajaran 2013/2014. Anggota HIMAFI staf infokom

periode 2008/2009. Badan pengurus HIMARIKA periode 2010/2011. Selama

perkuliahan penulis aktif dalam berbagai kegiatan seminar-seminar baik di dalam

kampus maupun di luar kampus.

64

SINTESA DAN PENERAPAN FILM Ba0,55Sr0,45TiO3 SEBAGAI SENSOR ... · Sensor Cahaya dan Sensor Suhu Pada Model Sistem Pengering Otomatis Produk ... saat catu daya dihidupkan, catu daya

Documents