1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gaya merupakan besaran fisika (vektor) yang dapat diukur

menggunakan teori fisika yang pernah dikemukakan oleh seorang

ahli fisika Issac Newton, seperti yang telah kita ketahui ada

berbagai macam jenis gaya berdasarkan pengaruh perubahan

objek yang akan dikenai gaya, yakni ada gaya tekan/dorong, gaya

tarik, gaya angkat. Namun pada dasarnya perbedaan dari semua

jenis gaya tersebut adalah pada prosedur dalam mengenakan gaya

itu pada objek yang dituju.

Alat ukur gaya digital khususnya gaya tekan merupakan

suatu kebutuhan di Jurusan Teknik Fisika ITS Surabaya untuk

keperluan edukasi (kuliah, praktikum, penelitian dan keperluan

akademik lain) utamanya dalam hal pengukuran dan kalibrasi,

namun sampai saat ini belum ada satupun laboratorium dijurusan

Teknik Fisika ITS yang memiliki alat dengan sistem kerja digital

seperti ini, jadi perancangan dan pembangunan sistem

pengukuran gaya digital secara tidak langsung merupakan solusi

dalam mempermudah kegiatan atau aktifitas akademik utamanya

dalam hal pengukuran dan kalibrasi gaya.

Saat ini sudah banyak ditemukan sensor yang dapat

membaca besaran fisis gaya namun keluarannya masih berupa

data analog sehingga memerlukan beberapa proses untuk

merubah data tersebut menjadi data digital, dan pada umumnya

prinsip kerja sensor gaya hampir sama seperti kebanyakan sensor

yang ada dipasaran yaitu memanipulasi hambatan, dari hambatan

tersebut apabila dialiri arus maka akan muncul tegangan yang

berfariasi, yang membedakan sensor gaya dengan sensor lain

adalah pada perlakuan sensor ini akan bekerja dengan

mengenakan tarikan atau dorongan supaya dapat membaca

pengaruh kondisi lingkungan disekitarnyanya.

Dalam tugas akhir ini akan dirancang dan dibangun alat

pengukur gaya digital untuk mengetahui besarnya nilai gaya

tekan yang bekerja saat alat ini diberi input berupa gaya tekan

2

dari piston. Setting pembacaan data analog gaya sendiri

menggunakan ADC internal mikrokontroller ATmega8535 yang

sebelumnya telah dikondisikan dengan menggunakan rangkaian

op-amp sehingga data yang didapat oleh sensor dengan gaya

tekan yang terjadi dapat terukur.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang harus diselesaikan dalam tugas akhir ini

adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana cara merancang dan membuat serta cara kerja alat

ukur gaya berbasis mikrokontroler ATMEL-ATMega8535.

2. Bagaimana kalibrasi serta nilai dari ketidakpastian alat ukur

gaya berbasis mikrokontroler ATMEL-ATMega8535.

1.3 Batasan Masalah

Untuk memfokuskan penyelesaian masalah pada penelitian

tugas akhir ini diperlukan beberapa batasan masalah. Adapun

batasan masalahnya adalah sebagai berikut :

1. Sensor yang digunakan adalah Force Sensitive Resistor (FSR)

tipe 400 dengan area sensitif 4x4 cm yang akan mendeteksi

pengaruh lingkungan, alat yang dibuat memiliki range

pengukuran 0 - 9 N

2. Cara memperoleh gaya tekan adalah dengan menggunakan

piston dual action yang diberi tekanan pneumatic sehingga

terjadi dorongan pada piston dan dilakukan pengukuran.

3. Kontrol dari seluruh sistem menggunakan microcontroller

ATmega8535 yang sudah dilengkapi dengan rangkaian catu

daya dan rangkaian Op-Amp untuk menstabilkan sinyal yang

masuk ke controller. Sedangkan pengubah sinyal analog ke

digital atau rangkaian ADC menggunakan ADC internal dari

microcontroller dan tampilan (display) menggunakan LCD

2x16.

1.4 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan membangun

sebuah alat pengukuran gaya digital berbasis microcontroller

3

ATmega8535, dengan range pengukuran antara 0 s.d 9 N yang

dapat dipergunakan sebagai media pembelajaran dalam

memahami tentang sistem pengukuran gaya dan kalibrasi.

1.5 Sistematika Laporan

Dalam penyusunan tugas akhir ini, sistematika laporan akan

disusun secara sistematis yang terbagi dalam beberapa bab, yakni

dengan perincian sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan Bab ini menjelaskan tentang latar belakang,

permasalahan, batasan masalah, tujuan, sistematika

laporan dan manfaat.

BAB II Dasar Teori Bagian bab ini menjelaskan tentang teori penunjang

tugas akhir atau tinjauan pustaka yang digunakan,

adapun teori yang digunakan antara lain teori tentang

gaya, sensor fsr 400 (force sensitive resistor),

microcontroller ATmega 8535, power supplay (catu

daya), standar deviasi dan ketidakpastian dalam sistem

pengukuran, op-amp dan sistem pengukuran.

BAB III Perancangan dan Pembuatan Alat Bab ini menjelaskan secara detail mengenai langkah-

langkah yang harus dilalui untuk mencapai tujuan dan

kesimpulan akhir dari penelitian. Produk akhir dari

tahap ini adalah perancangan dan model yang siap

untuk dibuat, diuji, dan dianalisa

BAB IV Pengujian dan Analisa Pada bab ini merupakan tindak lanjut dari Bab III,

dimana pengujian yang telah dilakukan dan akan

didapatkan data kinerja alat secara keseluruhan

kemudian akan dilakukan analisa dan pembahasan.

BAB V Kesimpulan dan Saran

Dalam bab ini adalah berisi mengenai kesimpulan dari

penelitian yang telah dilakukan dan saran yang dapat

dijadikan rekomendasi sebagai pengembangan

penelitian selanjutnya

4

1.6 Manfaat

Dari tugas akhir yang dirancang dan dibangun nantinya dapat

dimanfaatkan untuk keperluan edukasi atau proses pembelajaran

dilaboratorium, baik untuk keperluan kuliah, praktikum,

peneletian bahkan untuk dikembangkan sistemnya menjadi lebih

baik, utamanya dapat dipergunakan sebagai bahan pembelajaran

akademis dalam pemahaman tentang sistem pengukuran gaya dan

kalibrasi.