(IC LM358N), rangkaian penguat sound amplifier

PEMBUATAN ALAT VIBRATION MONITOR BERBASIS
MIKROKONTROLER
UNTUK APLIKASI PADA MESIN INDUSTRI
NAMA
NIM
: ARIF SUBHAN
: L200090020
Abstrak
PEMBUATAN ALAT VIBRATION MONITOR BERBASIS MIKROKONTROLER UNTUK
APLIKASI PADA MESIN INDUSTRI. Telah dibuat alat Vibration Monitor sebuah
alat yang mampu membantu proses maintenance suatu mesin dalam hal ini
alat digunakan untuk mengukur vibrasi mesin finishing Mc Morrison.
Vibration Monitor terdiri dari mikrofon electret, rangkaian pre amplifier, op
amp (IC LM358N), rangkaian penguat sound amplifier (IC LM386N), LED driver
(IC LM 3914), speaker/earphones, rangkaian minimum sistem mikrokontroler,
untuk pemrograman mikrokontroler digunakan BASCOM-AVR. Pengujian
dilakukan meliputi linieritas ADC dan pengukuran besarnya penyimpangan
tegangan input IC LM3914 secara langsung dan secara teori. Dari hasil
pengujian diperoleh kemampuan nilai linieritas ADC 0,99 dengan
penyimpangan rata-rata 1,35%.
LANDASAN TEORI
• Parameter-parameter terukur secara periodik yang dimonitor ditunjukkan
pada gambar 1. Apabila ada parameter yang mengalami gejala memburuk,
maka monitor harus lebih diintensifkan dan diprediksi kapan kerusakan
sesungguhnya akan terjadi. Tujuannya adalah agar pemeliharaan dapat
dilakukan secara terukur baik menurut kondisi peralatan maupun menurut
waktu pelaksanaan pemeliharaan. Tetapi bisa juga unit harus segera
dihentikan jika ternyata dari hasil analisa menunjukan gejala yang
menurun sangat drastis. Dalam hal ini pemantauan dan analisa sifat-sifat
getaran peralatan, untuk mencari penyebabpenyebab getaran yang tidak
normal terhadap suatu mesin dapat diukur dengan menggunakan
Vibration Monitor
Vibration Monitor
Vibration monitor adalah sebuah alat yang berfungsi untuk memonitor
sebuah vibrasi (getaran) dengan membandingkan noise suatu motor dengan
acuan yang telah ditentukan untuk mengetahui layak tidaknya suatu alat.
 Mikrofon
Mikrofon pada dasarnya merupakan sebuah tranduser, sebuah alat yang
mengubah energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain, dalam hal ini
mengubah gelombang suara akustik menjadi sinyal listrik.
 IC LM358
Pada IC LM358 berisi dua buah op amp dimana op amp yang pertama
menggunakan pin 1, 2, 3 dan op amp yang kedua menggunakan pin 5, 6, 7,
seperti yang ditunjukkan pada gambar 2. dan gambar IC 358N ditunjukkan
pada gambar 3.
GAMBAR 2 DAN 3
 IC LM386
LM386 adalah penguat daya yang dirancang untuk digunakan dalam
tegangan rendah. Gain secara internal diatur sampai 20 untuk menjaga
menghitung bagian eksternal rendah, tetapi penambahan eksternal resistor
dan kapasitor antara pin 1 dan 8 akan meningkatkan untuk mendapatkan
nilai apapun hingga 200. Input tanah direferensikan sedangkan output secara
otomatis di biaskan ke satu setengah tegangan suplai. Saluran tenaga yang
diam hanya menguras daya 24 milliwatts saat dioperasikan dari suplai 6 volt,
membuat LM386 baterai ideal untuk operasi . Isi internal IC LM 386 dan
gambar IC 386 ditunjukkan pada gambar 4 dan 5.
• GAMBAR 4 DAN 5
 IC LM 3914 / IC LM 3915
IC LM 3914N yang berfungsi sebagai driver ditunjukkan pada gambar 6. IC LM
3914N adalah sebuah IC yang mengkonversikan level tegangan analog ke
tampilan LED,. IC LM3914 mempunyai 10 output yg tersambung ke LED
dengan masingmasing output mempunyai tegangan.berbeda-beda yang di
bandingkan/dikomparatorkan dengan tegangan referensi . Dengan kaki pin 8
di ground, tegangan referensi internal 1,25V. Oleh karena itu, 10 LED menyala
semua saat tegangan input 1,25V atau lebih. Kenaikan setiap nyala 1 LED
adalah setiap penambahan tegangan 0,125V.
GAMBAR 6
 Earphone dan Speaker Untuk keluaran dari sound amplifier diperlukan suatu
perangkat yang dapat mengubah energi listrik yang dihasilkan menjadi gelombang
suara yaitu earphone dan speaker.
 Mikrokontroler
 Terdiri dari minimum sistem mikrokontroler ATMEGA8535 dibuat dengan
memasang Kristal dengan frekuensi detak sebesar 12 MHz dan kapasitor sebesar
22 pF V yang dihubungkan dengan pin XTAL1 dan XTAL2 dari mikrokontroler agar
diperoleh sumber clock. Tombol reset berfungsi untuk mereset program yang
sudah tertanam dalam IC tersebut. Reset tersebut diperoleh dengan prinsip
menghubungkan pin reset dari mikrokontroler (pin9) dengan logika 1 atau 5 volt.
Pin reset tidak langsung dihubungkan dengan tegangan masukan 5 V, namun
ditambah dengan kapasitor. Rangkaian ini juga dilengkapi dengan IC LM7805 yang
berfungsi sebagai regulator 5 V dan LED yang berfungsi sebagai indikator bahwa
rangkaian minimum sistem sudah menyala. Pada AVCC dan AREFF dipasang lilitan
yang berfungsi untuk menghindari perbedaan tegangan sebesar 0.3 V dengan VCC.
Dimana minimum system mikrokontroler tersebut digunakan Port A sebagai input
input dari keluaran amplifier sebagai adc dan port B untuk LCD. Dibuat program
untuk menyesuaikan keluaran amplifier yang dimasukkan ke port A. Inputan
tersebut akan ditampilkan ke LCD.
METODE
 Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam rancang bangun ini antara lain adalah IC LM 358,
IC LM 386, IC LM3914/3915 mikrokontroler ATMEGA8535, kristal, resistor, kapasitor,
potensio dll.
 Peralatan Penelitian
Selain komponen, juga dibutuhkan beberapa peralatan, diantaranya:
1. Seperangkat komputer beserta software pendukung, seperti EAGLE free version,
OPEN OFFICE, BASCOM dan sebagainya.
2. Project Boar, solder, multimeter, osiloskop, tang jepit, tang potong, heat solder dan
sebagainya.
 Tempat Penelitian
Pembuatan alat Vibration Monitor untuk hardware dan software dilaksanakan di
laboratorium elektronika STTN-BATAN Yogyakarta.
 Pembuatan Alat Penelitian
Secara umum Vibration Monitor dibentuk dari beberapa bagian, diagram blok
Vibration Monitor ditunjukkan pada gambar 7.
 Mikrofon
Pada pembuatan Vibration Monitor menggunakan mikrofon electret,
mikrofon ini merupakan jenis khusus dari mikrofon kapasitor yang sudah
mempunyai sumber muatan sendiri yang terpasang didalamnya sehingga
tidak perlu pencatu daya dari luar. Gambar mikrofon elektret ditunjukkan
pada gambar 8.
 Pre Amplifier
Pre amplifier adalah rangkain amplifier yang berfungsi sebagai penguat. Pada
rangkaian ini terdapat IC LM 358 yang berisi dua buah op amp dimana op
amp yang pertama digunakan untuk rangkaian pre amplifier dan op amp
yang kedua digunakan untuk rangkaian penguat tahap kedua.
 Sound Amplifier
Pada rangkaian sound amplifier, IC op amp yang digunakan adalah IC LM386,
IC ini didesain untuk aplikasi tegangan rendah.
 LED Driver
LED driver adalah rangkaian untuk menampilkan tegangan output yang
dihasilkan suatu rangkaian elektronik melalui penampil LED. Rangkaian ini
menggunakan IC LM 3914N yang berfungsi sebagai pen-driver, IC LM 3914N
adalah sebuah IC yang mengkonversikan level tegangan analog ke tampilan
LED, LCD display atau lampu pijar yang menunjukan perhitungan 3dB tiap
satu LED menyala.
ANALISIS
RANGKAIAN
• Dengan menggunakan driver LED IC 3915N maka dapat untuk mengetahui
tingkat getaran dalam dB, berurutan dari komparator 1 sampai 10 yaitu
3dB (0.055V) , 6dB (0.077V) , 9dB(0.110V) , 12dB (0.156V), 15dB (0.221V),
18dB (0.313V), 21dB (0.442V), 24dB (0.625V), 27dB (0.884V) dan
30dB(1.250V). Dari pengujian ADC dibuat grafik hubungan antara keluaran
ADC yang ideal dengan keluaran ADC yang terukur. Dari grafik tersebut
dapat diketahui bahwa linieritas ADC atau R2 adalah 0.999.
SEKIAN