Smart Anemometer Berbasis Ptc-Sensor Untuk Mengukur Kecepatan Dan Sudut Vektor Aliran Udara
No Thumbnail Available
Date
2013-04-02
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Penelitian ini (2011-2012) telah mengembangkan suatu anemometer berbasis
sensor suhu positive temperature coefficient (PTC-thermistor) 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. 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 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.