Archive

Archive for the ‘Project’ Category

Lika Liku Pembuatan Data Acquisition System (DAS) ECVT

January 15, 2011 Leave a comment

Oleh: Arba’i Yusuf, Wahyu Widada, Warsito

Tahun 2006

Tahun 2006 dimulainya penelitian mengenai data akuisision ecvt.  Penelitian awal, dikhususkan untuk 2 channel dan komponen elektronik dirakit dalam pcb lubang.  Tujuan dilakukan penelitian ini adalah hanya untuk mengetahui bahwa ada perbedaan tegangan diantara kedua plat (sensor). Frekuensi yang digunakan
1MHz dengan amplitudo 5 volt menggunakan gerbang not schmit trigger.

Tahun 2007

Tahun 2007 dilanjutkan pengembangan hardware tomografi  lagi. Hardware yang dibuat sudah dalam bentuk pcb cetak dengan jumlah channel 4 channel. Masing-masing channel menggunakan satu sinyal kondisioning, jadi ada 4 rangkaian/pcb untuk satu sensor, kemudian masing-masing sinyal kondisioning tersebut dihubungkan dengan satu rangkaian multiplekser kemudian baru dihubungkan dengan mikrokontroller. Mikrokontroller yang digunakan adalah atmega32 dari atmel dengan clock frekuensi 16MHz. Frekuensi eksitasi yang digunakan sebesar 1 MHZ dengan amplitudo sebesar 5 volt menggunakan attiny2313. Metode charge discharge menggunakan teori dari WQ Yang yang menggunakan 2 switch (satu switch untuk charge dan satu switch untuk discharge). Switch yang digunakan adalah ADG5277 dari analog device. Hasil yang dicapai:

  • Sinyal jelek banyak noise.
  • Perbedaan sinyal tegangan tidak kelihatan walaupun sensor sudah dipegangi.

Tahun 2008 awal

Tahun 2008 awal dilanjutkan dengan pembuatan hardware ecvt lagi dengan 24 channel untuk masing-masing channel menggunakan satu sinyal kondisioning. Hardware selesai maret 2008 dan langsung dibawa ke OHIO Amerika Serikat untuk di tes. Switch untuk masingmasing channel menggunakan MC4066 dari motorola. Metode charge discharge menggunakan teknik dari WQ Yang. Mikrokontroller yang digunakan adalah Atmega128 dari atmel dengan clock frekuensi 11.0592 MHz. Hardware dipasang dengan menggunakan model slot untuk masing-masing channel. Frekuensi eksitasi menggunakan 1 MHz dengan tegangan 14 volt.

Spesifikasi:

  • Frekuensi Eksitasi 1 MHz 14 volt.
  • Sumber clock Attiny 2313.
  • Prosesor Atmega128L 5 volt 11.0592 MHz.
  • Switch MC4066.
  • Power suplai yang digunakan double suplai +- 15 volt 7 ampere.
  • Adc 12 bit dac 12 bit.
  • Kecepatan data 115200 bps.
  • Konektor pada sensor  dan pada das ecvt BNC female.
  • 24 sinyal kondisioning (Satu sinyal kondidioning untuk satu channel).
  • 3 kali kalibrasi: empty, full, empty.

Hasil yang dicapai:

  • Sinyal juga jelek, sebelum dibawa ke amerika hanya diuji coba untuk satu channel dan diperoleh  ada perubahan sinyal output jika sensor diberi beras.
  • Sempat diuji untuk melihat gambar dalam sensor tapi hasilnya gelap (dikomputer tidak tampak sama sekali gambar yang muncul).
  • Pada waktu di Amerika hardware mengalami masalah sehingga dibawa pulang kembali ke Indonesia.

Setelah semua yang dilakukan gagal, sinyal jelek banyak noise, gambar yang dihasilkan juga tidak tampak, maka kami semua berfikir apa masalahnya. Masalahnya adalah dalam rangkaian sinyal kondisioning yaitu di rangkaian charge discharge, switch dan filter. Switch yang digunakan adalah MC4066 yang mempunai resistansi on cukup besar sekitar 330 ohm, ini salah satu penyebab sinyal kurang sensitif. Selain itu pengesetan band past filter yang kurang pas yang menyebabkan bergesernya frekuensi cut off, jika frekuensi cut off bergeser akan menyebabkan sensitifitas menurun. Selain itu penggunaan dua switch (satu switch untuk charge dan satu switch untuk discharge), sinyal output yang keluar dari kedua switch tersebut menyebabkan noise sehingga sensitifitas menurun. Penggunaan phase shifter juga mengurangi sensitifitas jika tidak pas pengesetannya. Dalam hardware ini juga digunakan rangkaian full wave rectifier dengan harapan dapat mengurangi noise ripple sinyal output.

Tahun 2008 Pertengahan

Berdasarkan beberapa permasalah yang muncul sebelumnya maka pada pertengahan tahun 2008 bulan april dibuat hardware ecvt 8 channel. Hardware selesai bulan Juni 2008. Switch menggunakan ADG412 dari analog device  yang memiliki resistansi 35 ohm sehingga sinyal yang dilewatkan lebih bagus. Metode yang digunakan masih menggunakan sistem dari WQ Yang. Untuk desain ini digunakan satu sinyal rangkaian kondisioning untuk 8 chanel sehingga bentuk lebih kompak. Phase shifter masih digunakan dengan pengesetan shifter yang lebih tepat, kemudian band past filter dan full wave rectifier juga masih digunakan tentunya dengan pengesetan nilai resistansi yang tepat. Dengan cara tersebut sinyal yang dihasilkan lebih bagus sehingga dapat mengahasilkan gambar yang lebih baik seperti ditunjukkan dalam gambar di atas. Pada pengujian pertama kali, tabung diisi dengan beras sampai penuh kemudian beras dibuang secara perlahan-lahan. Gambar yang ada di komputer menunjukkan apa yang ada dalam tabung. Gambar yang ditampilkan masih dua dimensi. Ini adalah gambar pertama kali yang dihasilkan oleh das ecvt yang dibuat.

Spesifikasi:

  • Frekuensi Eksitasi 1 MHz 14 volt.
  • Sumber clock Attiny 2313.
  • Prosesor Atmega128L 5 volt 11.0592 MHz.
  • Switch ADG412.
  • Power suplai yang digunakan double suplai +- 15 volt 1 ampere.
  • Adc 12 bit dac 12 bit.
  • Kecepatan data 115200 bps.
  • Konektor pada sensor  dan pada das ecvt BNC female.
  • Satu sinyal kondisioning untuk 8 channel.
  • 3 kali kalibrasi: empty, full, empty.

Hasil yang dicapai: Sangat memuaskan karena berhasil membedakan gelembung, air, dan zat padat.

Lihat Video: http://www.youtube.com/watch?v=BPF-vaEd298

Tahun 2008 akhir

Setelah keberhasilan pembuatan hardware ecvt 8 channel tersebut kemudian dikembangkan lagi hardware ecvt dengan jumlah sensor sebanyak 32 buah. Hardware ini merupakan pesanan Ohio State University (OSU). Switch yang digunakan masih menggunakan ADG412 seperti ecvt 8 channel. Metode yang digunakan masih menggunakan sistem dari WQ Yang. Untuk desain ini digunakan satu sinyal rangkaian kondisioning untuk 32 chanel sehingga bentuk lebih kompak. Komponen yang digunakan sama dengan hardware ecvt 8 channel hanya ditambah siwtch sebanyak 64 buah untuk menyeleksi masing-masing elektroda. Peak detektor menggunakan dioda schotcky ditambah dengan low past filter.

Spesifikasi:

  • Frekuensi Eksitasi 1 MHz 5 volt.
  • Sumber clock Attiny 2313.
  • Prosesor Atmega1280  frekensi 14.7456 MHz.
  • Switch ADG412.
  • Power suplai yang digunakan double suplai +- 12 volt 600 mA.
  • Adc 10 bit internal, dac 12 bit eksternal.
  • Kecepatan data 115200 bps.
  • Konektor pada sensor  dan pada das ecvt BNC female.
  • Satu sinyal kondisioning untuk 32 channel.
  • 3 kali kalibrasi: empty, full, empty.

Hasil yang dicapai:

Tidak memuaskan, gambar yang ditampilkan kurang bagus disebabkan hardawre ecvt kurang mampu mendeteksi sinyal. Sinyal yang dihasilkan kurang sensitif. Hardware ini telah dibawa
ke OSU Amerika.

Tahun 2009 awal hingga pertengaan

Hardware diperbaiki dengan mengganti rangkaian charge diascharge dengan metode dari F.T. Khun. Switch masih menggunakan AGD412 sebanyak 64 buah. 32 elektroda dihandle oleh satu sinyal kondisioning sehingga bentuk menjadi kompak. Pengetesan menggunakan sensor persegi panjang dan segitiga, hasilnya seperti ditunjukkan dalam gambar di atas. Rangkaian peak detektor diubah dengan menggunakan rangkaian sebelumnya. Spesifikasi:

  • Frekuensi Eksitasi  500KHz 5 volt.
  • Sumber clock Attiny 2313.
  • Prosesor Atmega1280  frekensi  14.7456 MHz.
  • Switch ADG412.
  • Power suplai yang digunakan double suplai +- 12 volt 600 mA.
  • Adc 10 bit internal, dac 12 bit eksternal.
  • Kecepatan data 115200 bps.
  • Konektor pada sensor  dan pada das ecvt BNC female.
  • Satu sinyal kondisioning untuk 32 channel.
  • 3 kali kalibrasi: empty, full, empty.

Hasil yang dicapai: Sangat memuaskan karena telah berhasil mengukur dan menampilkan gambar cukup bagus. Hardware ini telah dibawa ke OSU Amerika Serikat.

Tahun 2009 akhir

Tahun 2009 akhir dibuat hardware ecvt 32 channel dengan adanya beberapa perubahan komponen, misalnya switch menggunakan DG470 yang memiliki resistansi on sebesar 8 ohm, kemudian tegangan eksitasi clock sebesar 10 volt. Hardware ini merupakan pesanan dari Universitas Malaya Malaysia.

Spesifikasi:

  • Frekuensi Eksitasi  500KHz 10 volt.
  • Sumber clock Attiny 2313.
  • Prosesor At32UC1512A  frekuensi  16MHz dengan PLL 96 MHz.
  • Switch ADG412.
  • Power suplai yang digunakan double suplai +- 12 volt 600 mA.
  • Adc 10 bit internal, dac 12 bit eksternal.
  • Kecepatan data 115200 bps.
  • Konektor pada sensor  dan pada das ecvt BNC female.
  • Satu sinyal kondisioning untuk 32 channel.
  • 3 kali kalibrasi: empty, full, empty.

Hasil yang dicapai:
Sangat memuaskan karena telah berhasil mengukur dan menampilkan gambar cukup bagus. Hardware ini telah dibawa ke Universitas Malaya Malaysia.


1. Circuit.JPGSensor1.JPGTahun 2006

Categories: Project