Pengintregasian Sensor Suhu Berbasis Film

BAB I. PENDAHULUAN
4. Menguji rangkaian termometer digital.
1.1. Latar Belakang
1.3. Perumusan Masalah
Perkembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi saat ini semakin pesat, terutama
pada bidang elektronika. Saat ini, penelitian
tentang bahan material masih banyak yang
dapat dikembangkan, salah satunya material
ferroelektrik.
Ferroelektrik
merupakan
material
elektronik
yang
dielektrik
terpolarisasi secara spontan dan memiliki
kemampuan untuk mengubah arah listrik
internalnya.
Polarisasi
yang
terjadi
merupakan hasil dari penerapan medan yang
mengakibatkan adanya ketidaksimetrisan
struktur kristal pada suatu material
ferroelektrik.1
Salah satu bahan ferroelektrik adalah
Ba0.5Sr0.5TiO3 (BST). Pembuatan BST ini
dapat dilakukan menggunakan metode
chemical solution deposition (CSD) karena
menggunakan
peralatan
yang
cukup
sederhana, biaya murah dan dilakukan dalam
waktu yang relatif singkat.2
Suatu kontroler digunakan untuk
mengontrol keluaran suatu proses misalnya
tegangan keluaran dari film BST yang
terintegrasi pada rangkaian elektronik. Salah
satu alat kontrol yaitu menggunakan
mikrokontroler. Mikrokontroler ATMega
8535 tipe AVR memiliki kemampuan khusus,
kemampuan tersebut sudah memiliki ADC
internal dengan 8 saluran dan fidelitas 10 bit.
ADC ATMega 8535 memiliki konfigurasi
pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi,
dan kemampuan filter derau yang amat
fleksibel sehingga dapat dengan mudah
disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu
sendiri. Pada ATMega 8535 digunakan
PORTA sebagai saluran ADC, port ini
khusus untuk penggunaan ADC internal.
Tegangan keluaran dari BST setelah
dirangkai dengan jembatan wheatstone akan
dikuatkan dengan penguat tegangan lalu
dikonversi dalam bentuk sinyal digital
menggunakan ADC. Data-data digital yang
masuk ke mikrokontroler akan diolah
menggunakan pemrograman dan ditampilkan
menggunakan LCD yang dirancang menjadi
termometer digital.
1.
1.2. Tujuan Penelitian
1.
2.
3.
Membuat film BST.
Mengkarakterisasi film BST (I-V,
konduktivitas listrik, dan piroelektik)
Membuat rangkaian termometer digital.
2.
Apakah film BST termasuk bahan
semikonduktor yang memiliki sifat
piroelektrik agar dapat digunakan untuk
sensor suhu yang diolah menggunakan
mikrokontroler ATMega 8535?
Apakah termometer berbasis BST
piroelektrik dapat mengukur suhu
dengan akurat?
1.4. Hipotesis
Film
BST
merupakan
bahan
semikonduktor
yang
memiliki
sifat
piroelektrik yang sensitif terhadap perubahan
suhu, sehingga dapat digunakan sebagai
sensor suhu pada termometer digital yang
diintegrasikan pada mikrokontroler ATMega
8535
dan
hasil
pengukuran
suhu
menggunakan termometer digital BST cukup
akurat.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Piroelektrik
Piroelektrisitas
adalah
kemampuan
bahan-bahan tertentu untuk menghasilkan
sebuah potensial listrik saat bahan-bahan itu
dipanaskan atau didinginkan.
Akibat
perubahan suhu ini, muatan positif serta
negatif bergerak ke ujung-ujung yang
berlawanan melalui migrasi (misalnya bahan
menjadi terpolarisasi) dan dengan begitu,
terbentuklah sebuah potensial listrik.3
Koefisien
piroelektrik
(Pi)
bisa
dideskripsikan sebagai perubahan vektor
polarisasi terhadap perubahan suhu seperti
pada persamaan 2.1:
(2.1)
dimana satuan Pi adalah C.m-2K-1 yang
merupakan vektor bagi koefisien piroelektrik,
∂Pi (C.cm-2) merupakan perubahan vector
polarisasi spontan, ∂T (K) merupakan
perubahan suhu.