Pengukuran Kemiringan dengan Sensor Percepatan; Skripsiku

PROTOTIPE SENSOR KEMIRINGAN BERBASIS ACCELEROMETER UNTUK APLIKASI PADA TAMBANG BATU BARA

Hmm...inilah judul skripsi saya untuk menyelesaikan gelar sarjana saya di Elektronika dan Instrumentasi UGM. Luar biasa kawan, saya menyelesaikan skripsi(menulis dan membuat alat) lebih kurang hanya seminggu...Gimana kawan bener-benar "GILA" kan? .
Cobaan saya menjadi anak yatim-piatu sehingga sudah mandiri secara financial sejak kematian kedua orang tua saya terutama ayahanda tercinta. Hal ini membuat saya ingin cepat lulus 3,5 tahun untuk segera bebas dari pembiayaan perkuliahan. Hehe "The power of kepepet" memang dahsyat . Hehe jadi curhat . Sudah hampir 7 kali saya ganti judul, tapi selalu kurang cocok sama dosen pembimbing saya, Bpk Kuwat Triyana. Karena terinspirasi penggunaan sensor percepatan saat mengikuti lomba muatan roket LAPAN 2008, saya mendapatkan ide judul ini kawan-kawan. Di database perpustakaan maupun searching penggunaan sensor percepatan masih jarang. Saya pun menemukan aplikasi sensor percepatan untuk mengukur kemiringan.

Inilah intisari skripsi saya:

INTISARI

Telah dibuat prototipe sensor kemiringan berbasis accelerometer H48C untuk aplikasi pada tambang batu bara. Alat ini dibuat dengan tujuan untuk membantu pengontrolan kemiringan tanah pada proses penggalian pada tambang batu bara. Dengan alat ini diharapkan kemiringan tanah akan sesuai dengan apa yang diinginkan penggali.

Perangkat keras terdiri dari accelerometer H48C, keypad 3x4, mikrokontroller ATMega 8, alarm/buzzer dan Modul Liquid Crystal Display(LCD) 2x16 karakter. Accelerometer berfungsi untuk mengukur tingkat kemiringan tanah dengan membandingkan percepatan pada posisi bidang miring dengan posisi vertikal. Keypad berfungsi sebagai pemberi masukan nilai tingkat kemiringan tanah yang diinginkan. Mikrokontroller AT Mega 8 berfungsi sebagai pengolah output sensor dan pengolah data input bagi LCD dan alarm. Alarm berfungsi mengindikasikan secara audio kepada penggali kondisi kemiringan tanah. Jika kemiringan tanah terlalu curam dari tingkat kemiringan yang diinginkan maka alarm akan berbunyi untuk memberi peringatan kepada penggali. LCD berfungsi sebagai penampil nilai tingkat kemiringan tanah secara real time dan sarana komunikasi visual dengan penggali.

Gimana sich prinsip kerjanya ?

Pengukuran tingkat kemiringan merupakan salah satu aplikasi accelerometer disamping aplikasi lainnya seperti pengukuran percepatan kendaraan, getaran(vibrasi) dan pendeteksian gerak benda. Tingkat kemiringan dapat diukur dengan membandingkan nilai percepatan benda pada posisi miring dengan posisi vertikal yang disebut sinus.

Gambar 2.5. Accelerometer pada bidang miring

Dari Gambar 2.5, arah dan percepatan accelerometer pada bidang miring di atas dapat dirumuskan persamaan berikut :

Keterangan :

ax= Percepatan accelerometer pada bidang miring (m/s²)

g = Percepatan gravitasi bumi sebesar 9,8 m/s²

? = Sudut bidang miring

Ini dia blog diagramnya :

Pada bagian masukan terdapat keypad 3x4 untuk memberi nilai tingkat kemiringan yang diinginkan penggali. Accelerometer H48C untuk mengubah besaran percepatan gerak benda menjadi besaran sinyal analog listrik. Dengan port ADC internal mikrokontoler ATMEGA 8 yaitu port C, mengubah sinyal analog dari sensor ke data digital agar dapat dibaca oleh mikrokontroler tersebut. Data tingkat kemiringan tersebut ditampilkan ke penggali oleh mikrokontroler melalui modul LCD secara real time. Mikrokontroler juga mengirimkan data ke LCD dengan karakter tertentu dan membunyikan buzzer jika kemiringan tanah lebih curam dari yang diinginkan. Masing-masing blok akan dijelaskan lebih lanjut pada uraian di bawah ini.

Skematik rancangan :

5.1. Kesimpulan
1. Accelerometer H48C dapat diaplikasikan untuk mengukur kemiringan tanah yang
mudah, cepat, akurat dan relatif murah sehingga dapat membantu dalam
mengontrol tingkat kemiringan tanah pada proses penggalian di tambang batu bara.

2. Telah berhasil disimulasikan alat ukur kemiringan dengan menggunakan
mikrokontroler AVR ATMega 8 sebagai pengolah data dalam sensor kemiringan
berbasis accelerometer untuk aplikasi pada tambang batu bara yaitu sebagai
pengubah tegangan analog menjadi sinyal digital dari accelerometer, pengolah
data percepatan menjadi data tingkat kemiringan dalam sinus dan pengambil data
dari keypad 3x4 serta pengatur output ke LCD dan buzzer.

3. Data kalibrasi accelerometer pada temperatur 30-31º C yaitu nilai 0 g = 348, 1 g
= 425, - 1g = 271, kepekaan = 77/g dan temperature 21-22º C yaitu nilai 0 g =
347, 1 g = 424, - 1g = 270, kepekaan = 77/g sehingga mempunyai kesalahan
pembacaan 1 bit yaitu tingkat kemiringan sekitar 1,2º oleh pengaruh temperatur
pada siang dan malam hari.

4. Pengukuran tingkat kemiringan dilakukan pada jangkauan sudut 0-90º dengan
hasil pengukuran yang linear.


5.2. Saran
Prototipe sensor kemiringan berbasis accelerometer yang dibuat pada tugas akhir
ini menggunakan modul accelerometer H48C yang kepekaan 1 g atau 9,8 m/s2 per
333 mV sehingga memiliki ketelitian sampai 1,2º. Accelerometer ini mempunyai
kesalahan pembacaan 1 bit yaitu tingkat kemiringan sekitar 1,2º oleh pengaruh
temperatur pada siang dan malam hari. Alat ini belum dicobakan langsung di daerah tambang batu bara bawah tanah. Agar hasil pengukuran kemiringan lebih baik lagi maka diperlukan accelerometer yang memiliki kepekaan lebih tinggi. Berikut ini adalah saran untuk pengembangan sensor kemiringan berbasis accelerometer berdasarkan proses pembuatan dan hasil pengujian alat.

1. Untuk mengurangi kesalahan pembacaan tiingkat kemiringan akibat faktor
perubahan temperatur perlu dibuat kompensator temperatur pada alat ini.

2. Untuk hasil pengukuran kemiringan lebih teliti lagi maka diperlukan
accelerometer yang memiliki kepekaan lebih tinggi.

3. Pengujian alat ini hendaknya dilakukan langsung di daerah tambang batu bara
bawah tanah.

4. Agar lebih mempermudah dalam penggunaannya sebaiknya tingkat
kemiringan dinyatakan dalam besaran sudut dengan satuan derajat.

5. Agar tampilan hasil lebih menarik dapat digunakan LCD grafik pada
komunikasi visual dan alarm bersuara bahasa manusia atau musik pada
komunikasi audio.

6. Agar alat ini menjadi lebih praktis dan dapat dikomersilkan untuk
kelanjutannya maka seharusnya bentuk alat ini didesign semenarik dan
sepraktis mungkin sehingga memudahkan penggali saat menggunakannya

Inilah skripsi saya yang diabadikan dalam blog ini dimana menjadikan saya menjadi lulusan tercepat di angkatan kelas....*sombong* . Semoga bermanfaat dan menambah khasanah teknologi elektronika.