Smart Anemometer berbasis PTC-Sensor Untuk Mengukur Kecepatan dan Sudut Vektor Aliran Udara
No Thumbnail Available
Date
2012-10-24
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Penelitian pada tahap pertama ini (2011) telah mengembangkan suatu
anemometer berbasis sensor suhu positive temperature coefficient (PTCthermistor)
untuk mengukur kecepatan udara (airflow) yang diatur pada
konfigurasi tunggal dan dipergunakan untuk mengukur sudut vektor arah aliran
udara mempergunakan konfigurasi tiga elemen sensor identik membentuk sudut
tertentu dalam medan aliran udara asimetris.
Sensor suhu PTC merespon perubahan kondisi pendinginan eksternal akibat aliran
udara yang akan menggeser kurva karakteristik arus dan tegangan (I-U)
characteristic, dan juga tahanan termalnya RW sebagai fungsi kecepatan fluida.
Tahanan termal ditentukan oleh pemodelan kurva sensor I(U) pada kondisi tertentu
seperti ketika v = 0 m/s, dan mengoreksi data pengukuran pada saat v ≠ 0 m/s.
Hasil pengamatan sensor pada beberapa kecepatan rendah pada suhu 23°C
berkisar antara 0 to 3,5m/s memberikan variasi tahanan termal RW dari 350 K/W
ke 143,5 K/W berturut-turut dengan kesalahan relative pemodelan sebesar 1,3%.
Selama pengoperasian, semua parameter sensor yang berubah dengan waktu
dimonitoring dan dikalibrasi ulang berdasarkan model ini.
Disamping itu akan dikembangkan sifat smart dimana sensor dapat memonitor
(self-monitoring) penurunan kemampuan mendeteksinya akibat terbentuknya
deposit pada permukaan elemen melalui eksperimen simulasi pengkerakan.
Untuk memastikan sensor bekerja dengan baik dalam waktu yang lama (long time
stability) maka diperlukan telah diamati perubahan parameter model sensor
sebagai fungsi dari waktu (ageing) sehingga dapat diperkirakan lama operasi
sebelum mengalami kerusakan (mean time before failure). Kedua prosedur ini
menghasilkan model matematis yang memberikan input untuk algoritma deteksi
dalam memberikan keputusan; sensor harus dibersihkan atau diganti.
Untuk meningkatkan kehandalan sistem pengukuran maka hasil penelitian ini
akan diimplementasikan dengan mikrokontroler dari keluarga mikrokontroler AT
Mega 8535 untuk penelitian selanjutnya pada tahun 2012. Penggunaan
mikrokontroler yang dilengkapi algoritma pengolahan sinyal akan memungkinkan
suplai arus dan tegangan terkontrol ke sensor, akuisisi data perubahan arus dan
tegangan sensor mempergunakan ADC built-in dan komunikasi data ke PC
melalui serial bus RS232. Dari prosedur pengolahan data akan ditentukan
kecepatan dan arah udara.
Dari hasil penelitian ini diharapkan diperoleh suatu prototipe smart anemometer
sensor yang handal, kompak dan biaya rendah berbasis mikrokontroler, yang
dapat dipergunakan untuk mengukur kecepatan dan sudut vektor aliran udara.
Sebagai tambahan, penggunaan mikroprosesor berbiaya rendah akan
meningkatkan linearitas dan kemampuan interchangeability sensor dalam proses
kalibrasi.