kontrol pump

RANCANG BANGUN OTOMATISASI POMPA MOTOR DC DAN SOLENOID VALVE

PADA ALAT UKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT NADI

Taufik Agus Budiyanto

11306141023

Fisika FMIPA UNY

1. Sensor Mpx 2100gp

tekanan

(mmhg) delta(mm)

out

sensor(mV) delta(mV)

5 0.5 0.267 0.001

10 0.5 0.534 0.001

15 0.5 0.793 0.001

20 0.5 1.066 0.001

25 0.5 1.33 0.001

30 0.5 1.584 0.001

35 0.5 1.866 0.001

40 0.5 2.133 0.001

45 0.5 2.401 0.001

50 0.5 2.667 0.001

55 0.5 2.933 0.001

60 0.5 3.199 0.001

65 0.5 3.466 0.001

70 0.5 3.733 0.001

75 0.5 4.001 0.001

80 0.5 4.266 0.001

85 0.5 4.532 0.001

90 0.5 4.799 0.001

95 0.5 5.066 0.001

100 0.5 5.342 0.001

105 0.5 5.594 0.001

110 0.5 5.862 0.001

115 0.5 6.141 0.001

120 0.5 6.392 0.001

Untuk peramaan fungsi transfernya didapat dari gradient dari grafik hubungan antara

beasarnya tegangan dengan besarnya tekanan. Untuk nilainya dapat dilihat pada grafik dibawah

ini:

Dari grafik diatas kita dapat mengetahui persamaan fungsi transfernya yaitu y = 0.0534x -

0.0028. dari fungsi tersebut dapat diketahui bahwa nilai tekanan akan selalu linear terhadap

perubahan tegangannya.

2. Penguat instrumentasi (ad620)

out sensor(mV) gain(mV)

0.267 114

y = 0.0534x - 0.0028 R² = 1

0

1

2

3

4

5

6

7

0 20 40 60 80 100 120 140

tega

nga

n m

V

tekanan mmhg

out sensor(mV)

0.534 225

0.793 338

1.066 451

1.33 563

1.584 676

1.866 789

2.133 902

2.401 1015

2.667 1128

2.933 1242

3.199 1353

3.466 1466

3.733 1579

4.001 1691

4.266 1804

4.532 1917

4.799 2030

5.066 2143

5.342 2255

5.594 2368

5.862 2481

6.141 2594

6.392 2707

Dari grafik diatas kita dapat mengetahui persamaan fungsi transfernya yaitu y = 422.74x +

1.0853.

y = 422.74x + 1.0853 R² = 1

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 1 2 3 4 5 6 7

gain

(mV

)

out sensor (mV)

out sensor vs gain

3. Band pass filter

Selain low-pass filter ( sinyal yang lewat hanya frekuensi rendah ), jenis umum lainnya

yaitu high-pass filter( sinyal yang lewat hanya frekuensi tinggi ), band-reject (blok sinyal

tertentu) dan band-pass (menolak frekuensi tinggi dan rendah, hanya melewatkan sinyal sekitar

frekuensi menengah). Yang paling sederhana band-pass filter dapat dibuat dengan

menggabungkan Low-pass filter dengan High-pass filter.

Pada alat yang saya buat mengunakan Band pass filter skema rangkaian dapat dilihat

pada gambar dibawah ini:

Sebelum menentukan nilai R1, R2,C1 dan C2 alangkah baiknya kita mencari fungsi

transfer dari komponen diatas sehingga kita dapat meramalkan nilai R dan C nya, untuk

penurunan rumus fungsi transfernya dapat dilihat di bawah ini:

Sehungga,

( )

( )

( )

( ) (

)(

)

Dengan

Dengan ; maka

( ) (

) (

)

Dari rumus diatas kita dapat memprediksikan nilai dari R dan C nya dengan menggunakan

MATLAB. Adapun untuk program dan hasil plotnya dapat dilihat dibawah ini:

Program

function[] = bandpassfilter ()

% komponen

R1 = 10e3;

R2 = 120e3;

C1 = 47e-6;

C2 = 22e-9;

w = logspace(1,5,500);

H = -(R2*C1*j*w)./((R2*C2*j*w+1).*(R1*C1*j*w+1));

b = abs(H);

C = 20*log10(b);

D = angle(H)*180/pi;

figure;

subplot(2,1,1);

h = semilogx(w,C ,'r');

set(h,'LineWidth',1.4);

ylabel('|H(j\omega)| (dB)');

title('Bandpass Filter');

box off;

grid on;

ylim([min(C) max(C)]);

xlim([0 w(end)]);

subplot(2,1,2);

h = semilogx(w,D ,'r');


ylabel('\angleH(j\omega) (Deg)');

%box off;

grid on;

ylim([min(D) max(D)]);

xlim([0 w(end)]);

xlabel('Frekuensi (rad/s)');

%================================================

f = linspace(0,3000,500);

w = f*2*pi;

H =-2*(j*w+500)./(j*w + 1000);

figure;

subplot(2,1,1);

h = plot(f,b ,'r');


ylabel('|H(j\omega)|');

title('bandpassfilter');

box off;

grid on;

ylim([0 max(b)*1.05]);

xlim([0 max(f)]);

subplot(2,1,2);

h = plot(f,D ,'r');



box off;

grid on;


xlim([0 f(end)]);

xlabel('Frekuensi (Hz)');

Figure1

Besarnya H(jw) dan phase H(jw) berdasarkan rumus transfer fungsinya

Grafik yang pertama merupakan hubungan antara omega dengan besarnya dari

H(jw). Dari grafik diatas kita dapat mengetahui besarnya cut off low dan cut off high, cut of low

merupakan memfilter frekuensi rendah sedangkan cutoff high frekuensi tinggi, sehingga

didapatkan frekuensi yang kita inginkan atau bandpass filter. Bandpassfilter ini merupakan filter

aktif sehingga tidak mengurangi daya input. Filter aktif ini tersusun dari 2 R dan 2 C, untuk

mengatur range yang kita inginkan kita dapat mengatur nilai komponen yang dipakai. Jika kita

ingin memperbsar rangenya maka kita harus memperbasar komponen komponenya. pada sumbu

x nilainya menggunakan skala logaritmik. Dari itu kita dapat memvariasi cutoff low atau pun

cutoff high apabila kita memvariasi c1 dan R1 maka kita juga sama saja akan memvariasi nilai

cut off lownya sedangkan untuk R2 dan C2 berarti kita juga akan memvariasi cutoff hignya.

Grafik yang kedua merupakn hubungan antara omega dengan phasenya.

Figure 2 ( respon frekuensi skala linear )

4. Coupling AC

Tahap ac kopling digunakan untuk menyediakan tingkat bias DC. Karena saya

ingin tingkat DC gelombang untuk mencari di sekitar setengah Vdd atau setengah dari

5V, yaitu 2,5 V. skema untuk AC tahap kopling ditunjukkan pada Gambar dibawah ini.

Mengingat tingkat bias ini, lebih mudah bagi kita untuk memproses sinyal AC

menggunakan pada -chip ADC dalam mikrokontroler.

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa setelah sinyal melewati pembagi tegangan, sinyal

tersebut merupakan sinyal AC. Dalam praktikum praktikan menggukan CRO, untuk mengetahui

bahwa sinyal tersebut adalah sinyal AC praktikan meletakan coupling pada CRO ke ground,

selanjutnya mengatur posisi garis yang terdapat pada layar CRO ketengah-tengah layar dan

tengah-tengah layar tersebut dianggap 0V atu gnd, selanjutnya mengarahkan coupling pada CRO

ke AC sehingga mengalami osilasi sehingga osilasinya sperti gambar di bawah ini

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

function[] = gauss()

% komponen

R1 = 64e3;

R2 = 640e3;

C1 = 47e-6;


H = (R2*C1*j*w)./((R2*C1*j*w).*((R1^2)*C1*j*w+R1));

b = abs(H);

C = 20*log10(b);


figure;

subplot(2,1,1);




title('COUPLING AC');

box off;

grid on;


xlim([0 w(end)]);

subplot(2,1,2);




Dari garfik diatas kita dapat mengetahui bedafasenya yaitu sebesar 180 derajad. Apabila

kita memperbesar nilai C nya maka akan mempengaruhi waktu responnya, sedangkan ke dua R

nya hanya untuk membuat osilasinya pada keadaan normal pada max = 2.5 v.

5. Pompa Motor DC dan valve

Karena untuk motor DC torsi sebanding dengan arus yang ada pada Ic (T = K * ic

dengan K adalah konstanta ), Sementara dalam mode aktif, persamaan yang

berkaitan ic ke Vin dapat ditemukan (catatan VBE = VBE (on/1)), sehingga

( )

( )

jika kita meningkatkan Vin, ib meningkat yang berarti meningkat ic dan VCEmenurun

Untuk Vin >> VBE dan VCE = VCE (sat): daerah saturasi,motor mencapai kecepatan maksimum.

Jika kita mengikuti model mekanik motor DC yang diasumsikan satu satunya torsi

diterapkan pada poros motor adalah bahwa poros inersia (Jm) dan redaman

(B) kita dapat menghitung fungsitransfer kecepatan (w) dibandingkan ΔV = Vin- VBE

( )

( )

( )

Menurut transfer fungsi hubungan steady state antara kecepatan dan tegangan dalam hal

ini tidak ada kondisi beban maka:

( )

6. Funsi transfer total

(

) (

) (

)(

)

( )

Untuk GS3 dan GS 4


% komponen

R1 = 10e3;

R2 = 120e3;

R3= 330e3

C3= 220e-9;

C1 = 47e-6;

C2 = 22e-9;


I = -(R2*C1*j*w)./((R2*C2*j*w+1).*(R1*C1*j*w+1));

J = -(R3*C1*j*w)./((R3*C3*j*w+1).*(R1*C1*j*w+1));

H = I+J;

b = abs(H);

C = 20*log10(b);


figure;

subplot(2,1,1);





box off;

grid on;


xlim([0 w(end)]);

subplot(2,1,2);




%box off;

grid on;


xlim([0 w(end)]);


Untuk GS diatas di gabung dengan GS 5( GStotal)=


% komponen

R1 = 10e3;

R2 = 120e3;

R3= 330e3;

C3= 220e-9;

C1 = 47e-6;

C2 = 22e-9;

w = logspace(-2,4,500);

I = -(R2*C1*j*w)./((R2*C2*j*w+1).*(R1*C1*j*w+1));

J = -(R3*C1*j*w)./((R3*C3*j*w+1).*(R1*C1*j*w+1));

K = (R2*C1*j*w)./((R2*C1*j*w+1));

H = (I+J)+K;

b = abs(H);

C = 20*log10(b);


figure;

subplot(2,1,1);





box off;

grid on;


xlim([0 w(end)]);

subplot(2,1,2);




%box off;

grid on;


xlim([0 w(end)]);


kontrol pump

Documents