Abdillah, Muhammad Mufti (2020) KARAKTERISTIK SENSOR BERBASIS SEMIKONDUKTOR SENG OKSIDA (ZnO) UNTUK MENGUKUR KELEMBABAN. S1 thesis, Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.

	Text (Fulltext) Buku Skripsi - Muhamad Mufti Abdillah (3334150004).pdf Restricted to Registered users only Download (2MB)
	Text (Abstrak) Abstrak Skripsi - Muhamad Mufti Abdillah (3334150004).pdf Restricted to Registered users only Download (30kB)

Abstract

Indonesia merupakan negara dengan iklim tropis yang memicu kadar kelembaban dan temperatur yang cukup tinggi. Kelembaban dapat diartikan sebagai jumlah kadar air dalam udara. Secara komersil sensor kelembaban banyak dijumpai, semisal sensor DHT11. Sensor ini mampu menganalisis temperatur dan kelembaban sekaligus, namun begitu sensor ini masih memiliki kekurangan seperti pembacaan temperatur dan kelembaban di sekitar sensor yang kurang cepat, sehingga membutuhkan waktu tunda sebelum menampilkan suhu realtime. Penelitian sebelumnya telah berhasil mendepositkan material ZnO untuk dijadikan sensor kelembaban, namun dikarenakan lapisannya tipis dan tidak merata, performa sensor kurang maksimal. Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat lapisan yang terbentuk di atas substrat kaca dengan mengoptimasikan penambahan metode pembibitan, serta penggantian substrat. Material ZnO dipilih karena termasuk ke dalam material semikonduktor oksida golongan II-IV, selain itu karena produksinya yang efisien, serta proses sintesisnya mudah dan murah. Material ZnO termasuk ke dalam semikonduktor dengan nilai celah pita 3,37 eV. Kelebihan material dengan celah pitah lebar ini memungkinkan proses operasi pada frekuensi tinggi yang lebih mudah, sehingga mengkonsumsi daya listrik yang rendah. Hal tersebut diperoleh dari berkurangnya jumlah tegangan dan kapasitansi yang dibutuhkan untuk proses deteksi, sehingga perangkat yang nantinya dibuat akan berbentuk lebih sederhana dan kecil. Metode pembibitan menggunakan air brush dengan jarak antara nozzle dengan substrat 20 cm. Metode sintesis yang digunakan adalah Chemical Bath Deposition (CBD) dengan penggunaan konsentrasi laruton prekursor ZnO 0,05 M, waktu homogenisasi 1 jam, serta penumbuhan ZnO selama 3 jam pada temperatur 90°C. Dari penelitian ini diketahui bahwa morfologi ZnO yang didapat berbentuk rods dengan bentuk struktur hexagonal wurtzite. Perangkat lunak COMSOL Multiphysics 3.5 digunakan untuk membuat desain 3D dan melakukan simulasi dengan desain sensor dibuat dengan ukuran 5x7 cm. Osiloskop dan generator fungsi digunakan dalam proses karakterisasi sinyal sensor dengan nilai tegangan input 2, 3, 4 dan 6 V serta frekuensi pada 100 Hz hingga 40 kHz. Karakterisasi sinyal sensor kelembaban disimulasikan dengan cara penambahan volume air pada wadah. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan lapisan material ZnO cukup tebal dan merata dengan berstruktur rods, serta sensor yang telah dibuat dengan material ZnO mampu membedakan keadaan kering (24 %RH) dan lembab (94,2 %RH), ditandai dengan perubahan nilai tegangan output yang dihasilkan. Pada kondisi lembab nilai tegangan output cenderung lebih tinggi dibandingkan pada kondisi kering. Nilai tegangan output tertinggi ada pada tegangan input 6 V yang mencapai nilai 22,3 mV dibandingkan pada kondisi kering 8,32 mV.

Actions (login required)

View Item