Ultrasonic Cleaner Berbasis  Field Programable Gate Array (FPGA)

Achmad Zubair; Andani Achmad; Faizal Arya Samman

doi:10.25042/jpe.112017.06

Achmad Zubair Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin Makassar
Andani Achmad Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin Makassar
Faizal Arya Samman Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin Makassar

DOI: https://doi.org/10.25042/jpe.112017.06

Keywords: FPGA, frekuensi, mosfet, transducer, ultrasonic

Abstract

Pada penelitian ini dibuat pembangkit pulsa ultrasonik dengan menggunakan teknologi FPGA dengan type chip Altera Cyclone IV EP4CE22F17C6N. Pembangkit pulsa ultrasonic sangat diperlukan untuk inspeksi tak merusak menggunakan karena memiliki kelebihan jika dibandingkan dengan sumber radiasi lain, diantaranya: portable (bisa dibawa ke mana-mana), bahaya radiasi kecil, harga relatif murah, lebih banyak data fisis yang diperoleh, dan penggunaan energi pencatu daya kecil. Tigggi pulsa dan frekuensi gelombang ultrasonik yang diradiasikan pada obyek disesuaikan dengan material yang di radiasi. Pada medium gas diperlukan tegangan pulsa 20 volt, sedangkan untuk material padat ketinggian pulsa pembangkit ultrasonik hingga 350 volt. Lebar pulsa ultrasonik dibangkitkan melalui bahasa pemrograman assembly mikrokontroler tersebut. Pulsa keluaran dikuatkan menggunakan IC Optocoupler agar memperoleh taraf arus yang cukup untuk memicu rangkaian MOSFET IRF832. Rangkaian saklar MOSFET digunakan untuk membangkitkan pulsa tegangan tinggi dan tegangan keluarannya dapat divariasi dari resistor yang dipasang pada kaki Drain. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh variasi lebar pulsa yang dapat diatur melalui prosedur permrograman tunda dengan frekuensi keluaran 33 KHz – 48 KHz. Dari hasil pengujian kestabilan pulsa diperoleh nilai kestabilan 99,89% pada lebar 1 us dan 99,07 % pada lebar pulsa 250 ns. Tegangan tinggi pulsa dapat diatur dari 36,8 volt hingga 354,8 volt melalui resistor Drain (RD) dari MOSFET IRF832 yang digunakan. Nilai resitansi dari resistor RD yang digunakan tersebut berada pada kisaran 10Ω hingga 470kΩ. Pulsa yang dihasilkan pada rangkaian tersebut dapat menembus material padat yang digunakan sebagai bahan uji.