Post on 30-Jul-2015
“Rancang Bangun Data Logger Suhu Dengan Termokopel Menggunakan Labview”
Vicky Pratama Putra3332071111
Teknik ElektroUniversitas Sultan Ageng
Tirtayasa
Latar Belakang
• Sistem instrumentasi yang berbentuk akuisisi data telah digunakan secara luas dalam kegiatan perindustrian, karena merupakan bagian dari proses kontrol.
• Temperatur merupakan salah satu besaran fisis yang sering dipakai dalam suatu sistem kontrol baik hanya untuk sistem monitoring atau untuk proses pengendalian lebih lanjut.
• Termokopel sangat populer digunakan dalam aplikasi kontrol karena biayanya yang relatif rendah dan dapat beroperasi pada rentang temperatur yang luas, dimana sensor lain pada umumnya tidak dapat digunakan.
• Untuk menunjang sistem monitoring dari hasil pengukuran juga dibutuhkan perangkat data logger, yang dapat merekam data-data hasil pengukuran. Data-data hasil pengukuran tersebut, dapat dijadikan analisa sebagai salah satu cara untuk optimalisasi proses produksi.
Tujuan Penelitian
1. Merancang perangkat keras yang dapat menghubungkan secara langsung (plug and play) terhadap termokopel yang ada di pasaran dengan komputer.
2. Menampilkan seluruh data dan perubahan data yang diperoleh secara real time di layar monitor komputer.
3. Interface dari sistem monitoring tersebut dapat melakukan logging data maupun dicetak dengan bantuan software LabVIEW.
4. Menghasilkan peralatan yang lebih efisien dan aplikatif terhadap sistem yang sudah ada.
Sistem Keseluruhan• Termokopel• Signal Conditioning• Data Logger• Mikrokontroler• Software Labview
File format .tdms
TermokopelTransduser aktif yang digunakan untuk mengkonversi perubahan
termal suatu objek menjadi energi listrik.
Tahan terhadap efek getaran. Waktu respon pendek. Ukurannya kecil. Tidak memiliki self-heating. Harga yang relatif murah.
Signal Conditioning
IC LM324 : Amplifier (Gain) Filter
Low Pass Filter
Data Logger1. Stand Alone
Perangkat stand alone dapat secara kontinyu mengukur dan menyimpan data tanpa terkoneksi ke PC.
2. PC-Based
Data logger berbasis PC (PC-Based Data Logger) menggunakan komputer, biasanya PC untuk mengumpulkan data melalui sensor yang berfungsi untuk menganalisis dan menampilkan hasilnya.
Mengambil data dari sensor secara berkala. Menyajikan data dalam bentuk tampilan yang sesuai pada layar PC. Mencetak data tabel atau grafik pada kertas menggunakan printer yang terhubung
pada komputer tersebut. Menyimpan data pada hardisk komputer untuk penggunaan lebih lanjut.
Mikrokontroler
Mikrokontroler ATMega8535
8 KB flash memory
ADC (analog converter-to-digital) internal dengan resolusi hingga10 bit, sebanyak 8 channel.
Port Komunikasi Serial (USART), dengan kecepatan maksimum hingga 2.5 Mbps.
Software Labview
LabView Conventional Language
VI Program
Function Function
subVI Subroutine, subprogram, object
Front Panel User interface
Block diagram Program code
“G” or LabView C, C++, Java, Pascal, Basic, etc
Hasil Penelitian
Tampilan Hardware Tampilan Software Labview
Termokopel
Instrumen Penelitian
Gas Elpiji Blower Gas Inverter Blower
Tungku Pemanas Termometer Digital
Hasil Penelitian
Front Panel Labview
Hasil Penelitian
Block Diagram Labview
Hasil Pengujian
0 50 100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0
10
20
30
40
50
Percobaan 1
Percobaan 2
Percobaan 3
Suhu (oC)
Teg
anga
n (m
V)
Sensitivitas Termokopel : 45,4 µV/C
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 210
5
10
15
20
25
ADC tanpa filter
ADC dengan fil-ter
Waktu
Nil
ai A
DC
Low Pass Filter : 1Hz
Hasil Pengujian
Error : 3,475%
Error : 3,506%
Pengujian Akurasi Pembacaan Suhu
Pengujian Akurasi Pembacaan Tegangan
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 430
50100150200250300350400450
Termometer Digital
Data Logger
Suhu
(oC
)
Waktu
0
1
2
3
4
5
6
7
Multimeter
Data LoggerTeg
anga
n (m
V)
Waktu
Pengujian Time SamplingPosisi Knob Time Sampling Frekuensi Sampling
0 ms 337 data/detik
10 ms 100 data/detik
15 ms 66 data/detik
50 ms 20 data/detik
100 ms 10 data/detik
500 ms 2 data/detik
Time Sampling 50 ms Time Sampling 100 ms
Time Sampling 500 ms
Kesimpulan1. Perangkat akuisisi data yang telah dirancang, mampu terhubung dengan PC melalui
komunikasi serial RS232 untuk membentuk sistem data logger, namun belum dapat digunakan secara plug and play.
2. Perangkat data logger yang telah dirancang masih layak digunakan untuk pengukuran karena ambang batas kesalahan relatif sebesar 5%.
3. Sistem data logger dapat melakukan pencuplikan maksimal secara real-time, 337 data tiap detik, pada posisi knob time sampling 0 ms. Selain posisi tersebut, knob time sampling juga telah terbukti berfungsi dengan baik setelah melalui pengujian.
4. Pada pengujian hasil konversi ADC, nilai tegangan pada sensor mempunyai RMSE sebesar 0,1345 volt.
5. Output file dari sistem data logger berupa file dengan format .tdms, yang dapat di akses oleh Microsoft Excel untuk dicetak atau diolah lebih lanjut.
6. Ditinjau dari sisi harga, perangkat akuisisi data dalam sistem data logger ini memiliki efisiensi 88% dari perangkat yang telah ada.
Saran1. Pada penelitian selanjutnya, diharapkan pengujian termokopel dilakukan pada range
operasi yang sesuai dengan karakteristik minimum dan maksimum termokopel untuk mendapatkan nilai sensitivitas yang sebenarnya pada termokopel yang digunakan dalam penelitian. Untuk memperkecil error pengukuran, hardware yang dirancang harus memiliki output tegangan yang lebih stabil, agar konversi nilai ADC pada mikrokontroler juga lebih stabil.
2. Pengujian seharusnya dilakukan pada plant yang telah dirancang khusus untuk penelitian agar hasil pengujian mendekati kondisi real.
3. Kemasan alat yang dirancang sebaiknya dapat dirancang lebih ramping, dengan menggunakan sumber daya dari luar alat.
4. Channel sebaiknya lebih dari satu, tidak hanya untuk mengukur suhu.
5. Resolusi ADC sebaiknya ditingkatkan untuk memperkecil nilai error.
Daftar Pustaka [1] Afiandhie, Hafnie. 2010. Perancangan Alat Ukur Untuk Menghitung Tingkat Curah Hujan dengan Menggunakan Pengiriman
Data Wireless. Jakarta : UNIKOM.
[2] Albachrony, Moch Arief. 2011. Pemodelan dan Verifikasi Karakteristik Modul Sel Surya Berbasis Labview. Depok : Universitas Indonesia.
[3] Awaludin, Asif, dkk. 2010. Rancang Bangun Alat Pengukur dan Sistem Jaringan Data CO2 di Indonesia Berbasis Web.
Serpong : LAPAN. [4] Fadly, Muhammad. 2008. Sistem Instrumentasi. Jakarta [5] Hidayat, Sarip. 2011. Perancangan HMI untuk Pengendali Kecepatan Motor DC. Cilegon : Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. [6] Juanda, Enjang Akhmad. 2010. Rancang Bangun Mesin Penjawab SMS Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMega8535.
Bandung : FPTK-UPI. [7] Karim, Saeful, dkk. 2003. Penentuan Elektromotansi Termal Beberapa Jenis Termokopel dengan Pasangan Logam yang
Bervariasi. Bandung : Universitas Pendidikan Indonesia. [8] Kusanto, Didik.2008. Perancangan Sistem Akuisisi Data Sebagai Alternatif Modul DAQ Labview Menggunakan Mikrokontroler
ATMega8535. Surabaya : Institut Teknologi Surabaya. [9] Normandia, Yudhistira. 2006. Sistem Kontrol Temperatur Berbasis Labview V.8 dan NI-DAQ SCXI 1600. Jakarta : Politeknik
Negeri Jakarta. [10] Persea Americana, Harry, dkk. 2011. Laporan Kuliah Komponen Sistem Kontrol. Bandung : Fakultas Teknik Universitas Kristen
Maranatha. [11] Pramudijanto, Jos. 2008. Sensor Temperatur. Surabaya : Institut Teknologi Surabaya.
[12] Purnama, Cahya, dkk. 2010. Komputerisasi Elektromedik Serial Interface Microcontroler ATMega8535 ke PC Menggunakan Aplikasi Grafik Delphi. Bandung : Universitas Padjajaran.
[13] Rijanto, Estiko, dkk. 2004. Rancang Bangun Pengkondisi Sinyal Termokopel Tipe K yang Mudah di Tuning. Serpong : PPI-KIM.
[14] Setiawan, Andi. 2010. Rancang Bangun Sistem Akuisisi Data Suhu dan Kelembaban Udara Mengunakan Komputer.
Semarang : Universitas Diponegoro.
[15] Siswanto, Timothy Joy. 2008. Disain dan Implementasi Modul Akuisisi Data Sebagai Alternatif Modul DAQ Labview. Jakarta :
Universitas Kristen Petra.
[16] Siregar, Muhammad Irvan. 2009. Teknik Kalibrasi Thermocouple Type-K di PT. INALUM KUALA TANJUNG. Medan :
Universitas Sumatra Utara.
[17] Sulbi. 2010. Pengukuran Temperatur Jarak Jauh Secara Real Time Berbasis PC Menggunakan Gelombang Radio. Malang :
Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim.
[18] Syarif, Moh. 2005. Data Logger Suhu Ruaangan. Malang : D3 Teknik Elektro Universitas Negeri Malang.
[19] Wijaya, Sastra Kusuma. 2009. Pengenalan Instrumentasi Maya. Depok : Universitas Indonesia.
[20] ______________. 2012. Klasifikasi Alat Ukur Listrik. Diakses pada 10 April 2012, dari
www.klastika.com/klasifikasi-alat-ukur-listrik.html
[21] _______________. 2010. NI USB-6008. Diakses pada 4 April 2012, dari http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/201986
[22] _______________. 2010. Temperature-Electromotive Force Tables for Standardized Thermocouples. Diakses pada 3 April
2012, dari www.pyromation.comdownloadsdataspec_1.pdf
Terima Kasih. . . .