a. Mengetahui dan memahami prinsip kerja rangkaian jembatan wheatstone
b. Mengaplikasikan prinsip kerja rangkaian jembatan wheatstone dalam kehidupan sehari hari
Dalam membuat timbangan digital ini, digunakan prinsip jembatan Wheatstone. Pada salah satu variabel tahanannya bisa divariasikan tergantung dari pengaruh strain gauge. sehingga menggunakan potensio untuk mewakilkan sensor strain gauge pada rangkaian jembatan wheatstone yang dibuat.
Sensor strain gauge adalah sensor yang digunakan untuk mengukur berat atau beban dari suatu benda dalam ukuran besar. Sensor strain gauge ini sering diaplikasikan pada jembatan timbang mobil atau alat ukur berat dalam skala besar. Sensor strain gauge adalah grid metal-foil yang tipis yang dilekatkan pada permukaan dari struktur. Apabila komponen atau struktur dibebani, terjadi strain dan ditransmisikan ke foil grid. Tahanan foil grid berubah sebanding dengan strain induksi beban .
Sensor strain gauge pada umumnya adalah tipe metal-foil, dimana konfigurasi grid dibentuk oleh proses photoeching. Karena prosesnya sederhana, maka dapat dibuat bermacam macam ukuran gauge dan bentuk grid. Untuk macam gauge yang terpendek yang tersedia adalah 0,20 mm; yang terpanjang adalah 102 mm. Tahanan gauge standard adalah 120 mm dan 350 ohm, selain itu ada gauge untuk tujuan khusus tersedia dengan tahanan 500, 1000, dan 1000 ohm.
Stranin gauge menunjukan perubahan tahanan ΔR/R yang dihubungkan dengan strain ε dalam arah grid diekspresikan oleh :
Sg adalah factor gauge atau konstanta kalibrasi untuk gauge. Factor Sg selalu lebih kecil dari sensitivitas alloy metallic Sa karena konfigurasi grid dari gauge dengan konduktor transverse lebih kecil responsifnya ke strain axial dari pada konduktor lurus uniform.
prinsip kerja :
Sensor mempengaruhi nilai strain gauge( disimbolkan potensio) Nilai Resistansi total dari jembatan wheatstone tu masuk ke Vin(input)
Inputnya ada dua yaitu positif dan negatif. Input positif tergantung arah kutub baterai diawal dan sebaliknya. Dengan menekan tombol switch berarti kapasitor meluruh sebagai trigger (pemicu) untuk mendapatkan nilai sensor sebenarnya pada ADC. Pada sensor ADC, nilai analog tadi berubah menjadi bilangan digital 8 bit. 4 bit pertama untuk sevent segment pertama dan 4 bit sisanya untuk sevent segment kedua.
5. Video [kembali]
Pendekatan pertama, kita gambarkan dioda sebagai sebuah saklar yang terhubung seri dengan tegangan lutut Vk = 0,7 V. Jika tegangan pengganti tevenin yang tersambung ke dioda melebihi 0,7 V maka saklar akan menutup.
Pendekatan kedua, Pendekatan ini jarang dipergunakan karena nilai hambatan bulk sangat kecil sehingga bisa diabaikan. Jika nilai hambatan memenuhi syarat : RB < 0,01 RT (tahanan tevenin di depan dioda) maka RB bisa diabaikan. Dalam pendekatan ini dioda digambarkan sebagai sebuah saklar yang tersambung seri dengan tegangan lutut dan sebuah hambatan bulk.
Nilai VD = 0,7 V + IDRB
Pendekatan ideal suatu dioda dimana dioda disimpulkan seperti sebuah saklar pada suatu rangkaian yang akan menutup jika dibias maju dan akan terbuka jika dibiar mundur. Dari gambar kurva dioda ideal nampak bahwa dioda seolah-olah mempunyai hambatan = 0 saat dibias maju dan hambatan tak terhingga saat dibias mundur.
b. Konfigurasi Dioda Seri dengan Input DC
1. Forward Bias
Forward bias terjadi apabila tegangan positif baterai dihubungkan ke terminal Anoda (A) dan negatifnya ke terminal katoda (K), maka dioda. dengan VA-K adalah positif.
Gambar 2. Forward bias
2. Reverse Bias
Reverse bias adalah pemberian tegangan negatif baterai ke terminal anoda (A) dan tegangan positif ke terminal katoda (K) dari suatu dioda. sehingga tegangan anoda katoda VA-K adalah negatif.
Dengan pemberian polaritas tegangan yakni VA-K positip, maka pembawa mayoritas dari bahan tipe p (hole) akan tertarik oleh kutup negatip baterai me- lewati persambungan dan berkombinasi dengan elektron (pembawa mayoritas bahan tipe n). Demikian juga elektronnya akan tertarik oleh kutup positip baterai untuk melewati persam- bungan. Oleh karena itu daerah pengosongan terlihat semakin menyempit pada saat dioda di- beri bias maju. Dan arus dioda yang disebabkan oleh pembawa mayoritas akan mengalirkan elektron.
Sedangkan pembawa minoritas dari bahan tipe p (elektron) dan dari bahan tipe n (hole) akan berkombinasi dan menghasilkan arus. Arah arus dan elektron berlawanan adalah berlawanan.
Gambar 4.2 Rangkaian percobaan reverse bias
Karena pada ujung anoda (A) yang berupa bahan tipe p diberi tegangan negatip, maka hole-hole (pembawa mayoritas) akan tertarik ke kutup negatip baterai menjauhi persambun- gan. Demikian juga karena pada ujung katoda (K) yang berupa bahan tipe n diberi tegangan positip, maka elektron-elektron (pembawa mayoritas) akan tertarik ke kutup positip baterai menjauhi persambungan. Sehingga daerah pengosongan semakin lebar, dan arus yang dis- ebabkan oleh pembawa mayoritas tidak ada yang mengalir.
Sedangkan pembawa minoritas yang berupa elektron (pada bahan tipe p) dan hole (pada bahan tipe n) akan berkombinasi sehingga mengalir arus jenuh mundur (reverse satura- tion current) atau Is. Arus ini dikatakan jenuh karena dengan cepat mencapai harga maksi- mum tanpa dipengaruhi besarnya tegangan baterai. Besarnya arus ini dipengaruhi oleh tem- peratur. Makin tinggi temperatur, makin besar harga Is. Pada suhu ruang, besarnya Is ini da- lam skala mikro-amper untuk dioda germanium, dan dalam skala nano-amper untuk dioda silikon.
Mikrokontroller ATMEGA 128 merupakan mikrokontroller keluarga
AVR yang mempunyai kapasitas flash memori 128KB. AVR (Alf and Vegard’s Risc
Processor) merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan ATEMEL inc,
berdasarkan arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Secara umum,
AVR dapat terbagi menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx,
keluarga AT-Mega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing
kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan
instruksi yang digunakan, bisa dikatakan hampir sama. Semua jenis AVR
dilengkapi dengan flash memori sebagai memori program. Kapasitas dari flash
memori ini berbeda antara chip yang satu dengan chip yang lain. Tergantung dari
jenis IC yang digunakan. Untuk flash memori yang paling kecil adalah 1 kbytes
(ATtiny11, ATtiny12, dan ATtiny15) dan paling besar adalah 128 kbytes
(AT-Mega128). Berikut ini adalah spesifikasi Mikrokontroler AVR ATMega-128 dan
konfigurasi pin ATMEGA 128.
1. Saluran I/O sebanyak 56 buah, yaitu Port A,
Port B, Port C, Port D, Port E, Port F dan Port G. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran. 3. 2 buah Timer/Counter 8 bit dan 2 buah
Timer/Counter 16 bit. 4. Dua buah PWM 8 bit. 5. Watchdog Timer dengan osilator internal. 6. Internal SRAM sebesar 4 kbyte. 7. Memori flash sebesar 128 kBytes. 8. Interupsi Eksternal. 9. Port antarmuka SPI. 10. EEPROM sebesar 4 kbyte. 11. Real time counter. 12. 2 buah Port USART untuk komunikasi serial. 13. Enam kanal PWM. 14. Tegangan operasi sekitar 4,5 V sampai dengan
5,5V
Konfigurasipin
ATMEGA-128
B. LED
LED adalah
suaatu semikonduktor yang memancarkan cahaya, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n)
dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat
dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke
satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya
akan ada sedikit arus yang melewati LED. Ini menyebabkan LED tidak akan
mengeluarkan emisi cahaya.
Kondisi :Dengan input switch pertama,LED bergerak
dari kiri ke kanan dan kembali ke kiri delay 500 ms dan dengan input switch
kedua LED blink sebanyak 2 kali. Kondisi awal semua LED mati.
8. Analisa hubungan Rangkaian dan Program[kembali]
Dari praktikum ini dapat kita lihat bahwa antara rangkaian dengan program saling berhubungan. Jika program salah maka rangkaian tidak akan bisa disimulasikan dan begitu juga sebaliknya. Port yang digunakan pada rangkaian harus terlebih dahulu di deklarasikan diprogram sebagai port input atau output. Pada program diatas portc sebagai output dan porte sebagai input. Led digunakan sebagai penjelas dari output.
