Rancang bangun rangkaian osilator sederhana 10 MHz untuk Mengukur Frekuensi Sensor QCM berbasis arduino Uno R3

ABSTRAK:
uartz Crystal Microbalance (QCM) merupakan salah satu sensor yang digunakanuntuk mengukur perubahan massa pada tingkat molekuler pada permukaan kristal kuarsa.Pengukuran sensor QCM terdiri dari rangkaian osilator, penghitung frekuensi dan PC.Keakuratan dan presisi sensor bergantung pada kinerja rangkaian osilator. Penelitian inimerancang sebuah rangkaian sistem pengukur frekuensi sensor QCM berbiaya rendah.Penelitian ini juga melakukan evaluasi rangkaian sistem penghitung frekuensi, denganmenentukan akurasi dan presisi pada rangkaian sistem. Rangkaian sistem yang dibuat terdiridari 4 buah rangkaian osilator, 4 buah penghitung frekuensi, sebuah mikrokontroller sebagaipengatur pengiriman data hasil pembacaan frekuensi. Penggunaan Arduino Uno R3 sebagaipenghitung frekuensi dapat membaca frekuensi 7 MHz, stabil pada rentang frekuensi 1 –6,5 MHz. Sedangkan untuk rangkaian osilator yang dibuat dapat menghasilkan frekuensi10 MHz. Hasil analisis data menujukkan bahwa nilai rata – rata standar deviasi rangkaiansistem sebesar 16,203394. Koefisien variasi (KV) sebesar 0,000537%, dengan presisi rata– rata sebesar 99,99949%. Sedangkan untuk rata – rata akurasi dari rangkaian sistempembaca frekuensi sebesar 98%.

ABSTRACT:
Quartz Crystal Microbalance (QCM) is a sensor used to measure mass changes at the molecular level on the surface of a quartz crystal. The measurement of a QCM sensor consists of an oscillator circuit, a frequency counter, and a PC. The accuracy and precision of the sensor depend on the performance of the oscillator circuit. This research designs a low-cost QCM frequency measurement system circuit. This research also evaluates the frequency counting system circuit, by determining the accuracy and precision of the system circuit. The system circuit consists of 4 oscillator circuits, 4 frequency counters, and a microcontroller as a data controller for the results of frequency readings. The use of Arduino Uno R3 as a frequency counter can read frequencies of 7 MHz, stable in the frequency range of 1-6.5 MHz. Meanwhile, the oscillator circuit that was made can produce a frequency of 10 MHz. The results of data analysis show that the average standard deviation of the system circuit is 16.203394. The coefficient of variation (CV) is 0.000537%, with an average precision of 99,99949%. Meanwhile, the average accuracy of the frequency reading system circuit is 98%.

مستخلص البحث:

مجس الكوارتز البلوري الدقيق(QCM)هو أحد أجهزة االستشعار المستخدمة لقياس تغيرات الكتلةعلى المستوى الجزيئي على سطح بلورات الكوارتز. يتكون قياس مستشعرQCMمن دائرة مذبذبوعداد تردد وجهاز كمبيوتر.تعتمد دقة ودقة المستشعر على أداء دائرة المذبذب. يقوم هذا البحثبتصميم نظام قياس تردد مستشعرQCMمنخفض التكلفة لقياس التردد. يقوم هذا البحث أيضًا بتقييمدائرة نظام عداد التردد، من خالل تحديد دقة ودقة دائرة النظام. يتكون النظام من4دوائر مذبذب،و4عدادات تردد، ومتحكم دقيق كمنظم لنقل بيانات قراءات التردد. يمكن الستخدامArduino Uno R3كعداد تردد قراءة تردد7ميجاهرتز، وهو مستقر في نطاق التردد من1-6.5ميجاهرتز. وفي الوقتنفسه، يمكن لدائرة المذبذب المصنوعة إنتاج تردد10ميجاهرتز. تُظهر نتائج تحليل البيانات أنمتوسط قيمة االنحراف المعياري لدائرة النظام هو16.203394. ويبلغ معامل التباين%(KV)0.00053، بمتوسط دقة يبلغ%99.99949.أما بالنسبة لمتوسط دقة دارة نظام قارئ الترددات فيبلغ%98