data akusisi untuk pengukuran hall effect
Post on 19-Feb-2018
239 Views
Preview:
TRANSCRIPT
7/23/2019 Data Akusisi Untuk Pengukuran Hall Effect
http://slidepdf.com/reader/full/data-akusisi-untuk-pengukuran-hall-effect 1/8
DATA AKUSISI UNTUK MENGUKUR MASSA BENDA
Dalam merancang sistem pengukuran ada beberapa langkah ang perlu
diperhatikan !
"# $ariabel ang akan dideteksi ! medan magnet%# Sens&r ang akan digunakan ! 'all E(ect)# *engk&ndisi sinal ! Ampli+er dan AD,
A# *engertian Sens&r 'all E(ect
'all E(ect Sens&r adalah sens&r ang dapat meresp&n intensitas medan magnet
ang terdapat disekitarna dengan cara mengubah kekuatan medan magnet
men-adi sinal listrik# 'asil keluaran dari sens&r e.ek hall ini akan menghasilkan
sebuah tegangan ang pr&p&rsi&nal dengan kekuatan medan magnet ang
dideteksi &leh sens&r e.ek hall# Salah satu sensor hall effect adalah sensor UGN3503U.
Sensor ini akan menghasilkan tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang
dideteksi oleh sensor ini. Selain itu komponen ini dipilih karena relatif murah, mudah digunakan
dan mempunyai performa yang cukup baik. Sensor UGN3503 ini mempunyai 3 pin antara lain :
in ! : "##, pin tegangan suplai
in $ : GN%, pin ground
in 3 : "out, pin tegangan output.
7/23/2019 Data Akusisi Untuk Pengukuran Hall Effect
http://slidepdf.com/reader/full/data-akusisi-untuk-pengukuran-hall-effect 2/8
Gambar 1. Pinout Hall Effect Sensor UGN3503U
%i dalam sensor ini sudah dibangun sebuah penguat yang memperkuat sinyal dari
rangkaian sensor dan menghasilkan tegangan output ditengah&tengah tegangan suplai.
ada sensor ini 'ika mendapat pengaruh medan magnet dengan polaritas kutub utara
maka akan menghasilkan pengurangan pada tegangan output sebaliknya 'ika terdapat
pengaruh medan magnet dengan polaritas kutub selatan maka akan menghasilkan
peningkatan tegangan pada outputnya. Sensor ini dapat merespon perubahan kekuatan
medan magnet, dari kekuatan medan magnet yang statis maupun kekuatan medan magnet
yang berubah&ubah dengan frekuensi sampai $0()*. Sensor hall effect UGN3503 ini
mempunyai suplai tegangan yang cukup lebar yaitu mulai +.5" sampai " dengan
kepekaan perubahan kekuatan medan magnet sampai frekuensi $3()*.
*rinsip Ker-a 'all E(ect Sens&r
7/23/2019 Data Akusisi Untuk Pengukuran Hall Effect
http://slidepdf.com/reader/full/data-akusisi-untuk-pengukuran-hall-effect 3/8
Gambar 2 a.Tanpa Pengaruh Dari Medan Magnet Gambar 2 b.Dipengaruhi
Medan Magnet
Sensor hall effect ini terdiri dari sebuah lapisan silikon dan dua buah elektroda pada masing&
masing sisi silikon. )al ini akan menghasilkan perbedaan tegangan pada outputnya ketika
lapisan silikon ini dialiri oleh arus listrik. Tanpa adanya penaru! dari medan manet maka arus
yang mengalir pada silikon tersebut akan tepat ditengah&tengah silikon dan menghasilkan
tegangan yang sama antara elektrode sebelah kiri dan elektrode sebelah kanan sehingga
menghasilkan tegangan beda tegangan 0 -olt pada outputnya. "eti#a terdapat medan manet mempengaruhi sensor ini maka arus yang mengalir akan berbelok mendekatimen'auhi sisi yang
dipengaruhi oleh medan magnet. )al ini menghasilkan beda potensial diantara kedua elektroda
dari hall effect sensor, dimana beda potensial tersebut sebanding dengan kuat medan magnet
yang diterima oleh hall effect sensor ini. (etika arus yang melalui lapisan silikon tersebut
mendekati sisi silikon sebelah kiri maka ter'adi ketidak seimbangan tegagan output dan hal ini
akan menghasilkan sebuah beda tegangan di outputnya. Semakin besar kekuatan medan magnet
yang mempengaruhi sensor ini akan menyebabkan pembelokan arus di dalam lapisan silikon ini
akan semakin besar dan semakin besar pula ketidakseimbangan tegangan antara kedua sisi
lapisan silikon pada sensor. Semakin besar ketidakseimbangan tegangan ini akan menghasilkan
beda tegangan yang semakin besar pada output sensor ini.
/rah pembelokan arah arus pada lapisan silikon ini dapat digunakan untuk mengetahui polaritas
kutub medanhall effect sensor ini. Sensor hall effect ini dapat beker'a 'ika hanya salah satu sisi
yang dipengaruhi oleh medan magnet. ika kedua sisi silikon dipengaruhi oleh medan magnet
maka arah arus tidak akan dipengaruhi oleh medan magnet itu. 1leh sebab itu 'ika kedua sisi
7/23/2019 Data Akusisi Untuk Pengukuran Hall Effect
http://slidepdf.com/reader/full/data-akusisi-untuk-pengukuran-hall-effect 4/8
silikon dipengaruhi oleh medan magnet yang mempengaruhi magnet maka tegangan outputnya
tidak akan berubah
B# *emr&sesan Sinal#ontoh pengaplikasian sensor )all 2ffect adalah dalam pengukuran massa benda. %alam
mengaplikasikan sensor sebagai pengukur massa, maka -ariabel yang men'adi subyek
adalah massa. erancangan dan realisasi rangkaian pendukung sistem meliputi desain perangkat mekanik, rangkaian sensor efek )all, rangkaian penguat selisih, rangkaian
pengubah analog ke digital /%#4, sistem minimum mikrokontroler dan rangkaian
penampil se-en segment. erancangan sistem tersebut ditun'ukkan gambar 5. (uatmedan magnet yang mengenai sensor, nilainya akan bergantung pada 'arak antara sumber
magnet dengan sensor 2fek )all. esaran kuat medan magnet ini akan dirubah men'adi
besaran listrik oleh sensor 2fek )all berupa tegangan keluaran "s4. /pabila diberikan beban massa4 maka 'arak sensor akan mendekati sumber magnet, 'arak semakin kecil
sehingga makin besar, oleh karena itu "s yang dihasilkan sensor akan semakin besar begitu 'uga sebaliknya. esarnya "out sebanding dengan massa suatu benda. (arena
perbedaan tegangan yang dihasilkan sensor sangat kecil maka diperlukan penguat untuk menguatkannya. (emudian, hasil penguatan berupa sinyal analog akan dikon-ersi oleh
/%# /nalog to %igital #on-erter4 dalam format data digital 6 bit. %ata hasil kon-ersi
akan dimasukkan secara paralel ke mikrokontroler yang selan'utnya oleh mikrokontroler data tersebut akan dibandingkan dengan massa benda yang telah diketahui. Nilai massa
benda kemudian ditampilkan di rangkaian penampil se-en segment
,&nt&h kasus ! Sebuah sensor )all 2ffect UGN3503 digunakan untuk mengukur
massa benda dengan induksi medan magnet sebesar $ gauss&!00 gauss dengan tegangan 0,75&!,75
". %iperlukan tegangan scale output 0" 8 5". %engan menggunakan pengkondisi sinyal lalu
7/23/2019 Data Akusisi Untuk Pengukuran Hall Effect
http://slidepdf.com/reader/full/data-akusisi-untuk-pengukuran-hall-effect 5/8
dihubungkan dengan /%# 060+, berapakah bit yang dihasilkan /%# 060+ untuk dapat di proses
pada mikrokontroller dan kemudian ditampilkan pada se-en segment 9
enyelesaian (asus:
egangan output sensor dihubungan dengan ;angkaian differential /mplifier dengan tegangan
"reff : 0,75 "
• ikategangan "$ < 0,75" maka :
"out <R2
R1 "$&"!4 <10k
10 k 0,75&0,754 < 0"
• ikategangan "$ < !,75 " maka :
"out <R2
R1 "$&"!4 <10k
10k !,75&0,754 < !"
egangan ini lalu dikuatkan dengan penguat non&in-erting
%ik : Scale 1utput < 0" 8 5"
;ange 1utput < 0" 8 !"
7/23/2019 Data Akusisi Untuk Pengukuran Hall Effect
http://slidepdf.com/reader/full/data-akusisi-untuk-pengukuran-hall-effect 6/8
Gain <Scale Output
Range Output <0V - 5 V
0V – 1 V <-5V
- 1V < 5 kali
%engan rumus enguat =n-erting :
"out < ! > Rf R1 4 ? "in
ika "in < 0"
"out < ! >1 2 K
3 K 4 ? 0 "
"out < 0"
ika "in < ! "
"out < ! >12 K
3 K 4 ? ! "
"out < 5 "
adi tegangan output dari penguat op& adalah 0 8 5 "
Selan'utnya tegangan analog diubah ke format digital dengan menggunakan /%# 060+ 6 bit.Kita akan melakukan k&n/ersi dengan menggunakan AD, -enis SAR 0
bit# *engubah tegangan anal&g ke tegangan digital ber.ungsi untuk
mengubah harga tegangan sinal ang telah dicuplik 1tegangan
anal&g2 kedalam k&de3k&de biner 1besaran digital2# *ada alat ini
digunakan k&mp&nen AD, 4045# I, AD, 4045 adalah sebuah ,M6S 0
bit ang beker-a diba7ah "448s dan menggunakan met&de successi/e
appr&9imati&n untuk pengk&n/ersina# I, AD, -enis ini mena7arkan
beberapa keuntungan antara lain kecepatan ang tinggi dan k&nsumsi
daa rendah # AD,4045 mempunai lebar data 03bit maka .&rmat data
maksimal adalah %:; 14<<'2# AD,4045 mempunai tegangan re.erensipada pin => tegangan tersebut sebagai acuan dalam k&n/ersi bit?/<#
Bila diketahui $in masukan AD, sebesar 5>0 $ dan $re( AD,
sebasar : $< dengan lebar data %:; bit# Maka k&de binar na adalah
! Step "
7/23/2019 Data Akusisi Untuk Pengukuran Hall Effect
http://slidepdf.com/reader/full/data-akusisi-untuk-pengukuran-hall-effect 7/8
Set b" @" > $9 @ : 9128
256 @%>: $
$in $9 > b" tidak direset > masih " 1MSB2 "4444444
Step %
Set b% @" > $9 @ %>: 964
256 @4>;%: $
$in $9 > b% tidak direset masih " ""444444 Step )
Set b) @" > $9 @ 4>;%: 932
256 @4>4 $
$in $9 > b) tidak direset masih " """44444
Step 5
Set b5@"> $9 @ 4>4 916
256 @5>): m$
$in $9 > b5 tidak direset masih " """"4444 Step :
Set b:@"> $9 @ 5>):m$ 98
256 @4>")m$
$in $9 > b: tidak direset masih " """""444 Step ;
Set b;@"> $9 @ 4>")m$ 94
256 @ % u$
$in $9 > b; tidak direset masih " """"""44
Step
Set b@"> $9 @ %u$92
256 @4>4":u$
$in $9 > b tidak direset masih " """""""4
Step 0
Set b0@"> $9 @ 4>4": 91
256 @4>4;n$
$in $9 > b0tidak direset masih " """"""""
Maka binar k&de na adalah 11111111 (0FFH)
top related