Mendeteksi Suhu ruangan dengan LM35

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI 

1.Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4. Prinsip

5.Langkah percobaan

6. Gambar Rangkaian

7.Video Simulasi  

8. Link Download

SENSOR SUHU RUANG DENGAN LCD DAN LED 

1. Tujuan[back]

1.Untuk mengetahui cara pembuatan sensor suhu pada proteus

2.Untuk memenuhi tugas Mata kuliah kimia

3.Dapat mensimulasikan Rangkaian termometer

4.Mengetahui prinsip kerja aplikasi termometer

2. Komponen [back]

Di project ini komponen yang digunakan adalah :

• Sensor suhu LM35 

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan
klik disini untuk mengetahui lebih jelas tentang LM35

• 3 LED warna merah, kuning, hijau

Menampilkan hasil dari rangkaian
klik disini untuk mengetahui tentang LED dan cara kerjanya

• 3 Resistor 200 Ohm

Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.
klik disini untuk mengetahui cara menghitung resistor

• LCD 1602

LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya.
klik disini untuk mengetahui lebih jelas tentang LCD

• Kabel Jumper (Jumper cable)

Kabel jumper adalah kabel elektrik yang memiliki pin konektor di setiap ujungnya dan memungkinkanmu untuk menghubungkan dua komponen yang melibatkan Arduino tanpa memerlukan solder.Intinya kegunaan kabel jumper ini adalah sebagai konduktor listrik untuk menyambungkan rangkaian listrik.
klik disini untuk mengetahui lebih jelas tentang kabel jumper

• Bread Board / PCB

Papan sirkuit cetak (bahasa Inggris: printed circuit board atau PCB) adalah sebuah papan yang penuh dengan sirkuit dari logam yang menghubungkan komponen elektronik yang berbeda jenis maupun sama satu sama lain tanpa kabel.
klik disini untuk mengetahui lebih jelas tentang PCB

• Arduino

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat sumber terbuka, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Perangkat kerasnya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri.
klik disini untuk mengetahui lebih jelas tentang Arduino

3.Dasar Teori [back]

Sensor Suhu LM35 

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. sensor suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian berupa komponen elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor.

 LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sesor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan liniearitas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Pada Gambar diatas ditunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antara 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut: VLM35 = Suhu* 10 mV

Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya.

Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35:

·           Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

·           Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC

·           Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.

·           Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

·           Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

·           Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

·           Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

·           Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Grafik kerja sensor suhu LM35:

Analog to Digital Converter

Analog to Digital Converter atau ADC yang artinya pengubah dari analog ke digital. Fungsi dari ADC adalah untuk mengubah data analog menjadi data digital yang nantinya akan masuk ke suatu komponen digital yaitu mikrokontroller AT89S51. Inputan dari ADC ini ada 2 yaitu input positif (+) dan input negatif (-). ADC 0804 ini terdiri dari 8 bit microprocessor Analog to Digital Converter.

V (+) dan V (-) adalah inputan tegangan analog differensial sehingga data tegangan yang akan diproses oleh ADC adalah selisih antara Vi (+) dan Vi (-). Vref adalah tegangan referensi ADC yang digunakan untuk mengatur tegangan input pada Vi+ dan Vi-. Besarnya tegangan referensi ini adalah setengah dari tegangan input maksimal. Hal ini bertujuan agar pada saat inputan maksimal data digital juga akan maksimal. Frekuensi clock dari ADC dapat diatur dengan komponen R dan C eksternal pada pin Rclk dan Cclk dengan ketentuan :

Fclk = 1 / (1,1 RC)

Chip select fungsinya untuk mengaktifkan ADC yang diaktifkan dengan logika low. Read adalah inputan yang digunakan untuk membaca data digital hasil konversi yang aktif pada kondisi logika low. Write berfungsi untuk melakukan start konversi ADC diaktifkan pada kondisi logika low. Instruksi berfungsi untuk mendeteksi apakah konversi telah selesai atau tidak, jika sudah selesai maka pin instruksi akan mengeluarkan logika low. Data outputan digital sebanyak 8 byte (DB0-DB7) biner 0000 0000 sampai dengan 1111 1111, sehingga kemungkinan angka decimal yang akan muncul adalah 0 sampai 255 dapat diambil pada pin D0 sampai D7. DB0-DB7 mempunyai sifat latching.

Deskripsi Fungsi Pin ADC 0804 :

-        WR, pulsa transisi high to low pada input input write maka ADC akan melakukan konversi data, tegangan analog menjadi data digital. Kode 8 bit data akan ditransfer ke output lacht flip – flop.

-        INT, bila konversi data analog menjadi digital telah selesai maka pin INT akan mengeluarkan pulsa transisi high to low. Perangkat ADC dapat diopersikan dalam mode free running dengan menghubungkan pin INT ke input WR.

-        CS, agar ADC dapat aktif , melakukan konversi data maka input chip select harus diberi logika low. Data output akan berada pada kondisi three state apabila CS mendapat logika high.

-        RD, agar data ADC data dapat dibaca oleh sistem mikroprosessor maka pin RD harus diberi logika low.

-        Tegangan analog input deferensial, input Vin (+) dan Vin (-) merupakan input tegangan deferensial yang akan mengambil nilai selisih dari kedua input. Dengan memanfaatkaninput Vin maka dapat dilakukan offset tegangan nol pada ADC.

-        Vref, tegangan referensi dapat diatur sesuai dengan input tegangn pada Vin (+) dan Vin (-), Vref = Vin / 2. Vresolusi = Vin max / 255.

-        CLOCK, clock untuk ADC dapat diturunkan pada clock CPU atau RC eksternaldapat ditambahkan untuk memberikan generator clock dari dalam CLK In menggunakan schmitt triger

Resolusi dari converter menandakan nilai angka diskret yang menghasilkan range nilai analog, biasanya ditulis dalam biner dalam bit-bit. Contoh ADC dengan resolusi 8 bit dapat mengenkode masukan analog ke 256 (2⁸=256), yang merepresentasikan range dari 0 sampai 255 (unsigned integer) atau dari -128 ke 127 (signed integer) tergantung pada aplikasi.

Resolusi juga dapat didefinisikan secara elektris dan diekspresikan dalam volt. Resolusi tegangan ADC sama dengan range pengukuran tegangan dibagi dengan jumlah interval diskret, sebagaimana ditunjukkan berikut;

Dimana Q merupakan resolusi dalam volt per step (volt per kode keluaran), E_FSR merupakan skala penuh range tegangan = V_RefHi – V_refLow, M merupakan resolusi ADC dalam bit dan N merupakan jumlah interval yang diberikan oleh kode keluaran dimana N=2^M.

 4.Prinsip Rangkaian [back]

Sensor suhu membaca data suhu dari lingkungan dan menghasilkan data tegangan secara analog. Hasil tegangan analog sensor suhu diubah menjadi data digital 8 bit melalui komponen ADC (Analog to Digital Converter) menggunakan IC ADC 0804. Output ADC 8 bit ditampilkan dengan menggunakan LED sebagai indikator kondisi logic. ON =1 dan OFF=0

5.Langkah Percobaan[back]

Step 1:SUSUN KOMPONEN 

Susunan rangkaian bisa dilakukan sesuai keinginan anda tidak harus sama persis seperti susunan saya, ini hanya untuk memudahkan proses penyambungan rangkaian

Step 2:RANGKAI KOMPONEN

Rangkai dan sambungkan komponen seperti gambar, untuk rangkaian LED saya buat seperti ini :

LED Merah kaki + ke output digital pin 4

LED kuning kaki + ke output digital pin 3

LED hiijau kaki + ke output digital pin 2

tiap tiap kaki - LED ke masing masing resistor 220 ohm

kaki masing masing resistor yang ujung satunya lagi ke ground

pin VSS, VEE, dan RW pada LCD ke pin ground pada arduino

pin VDD pada LCD ke power 5V pada arduino

pin RS pada LCD ke pin digital 7 pada arduino

pin E pada LCD ke pin digital 6 pada arduino

pin D4 - D7 pada LCD ke pin digital 9,10,11,12 secara berturut turut

VS (input voltage) pada sensor LM35 ke pin 5V pada arduino

VO (output voltage) pada sensor LM35 ke pin analog A0 pada arduino

Step 3: BUAT SIMULASI PADA PROTEUS

Setelah selesai merangkai sebelum kita coba ada baiknya kita lakukan simulasi terlebih dahulu pada proteus untuk memastikan rangkaian yang kita buat benar. Buat rangkaian proteus sesuai gambar karena jika berbeda akan berpengaruh pada program yang akan dibuat pada Arduino IDE.

Pada rangkaian simulasi proteus ground dan power 5V tidak di sambung dari arduino, karena pada proteus layout arduino tidak ada pin untuk ground dan power 5V. Sehingga anda harus menyediakan secara terpisah.

Jika rangkaian simulasi pada proteus sudah jadi kita buat program pada arduino IDE untuk di coba pada simulasi proteus dan di upload pada arduino.

Step 4: BUAT PROGRAM PADA ARDUINO IDE

Selanjutnya kita buat program pada aplikasi arduinon IDE dengan mencocokan dengan rangkaian komponen yang telah dibuat. Jika program sudah dibuat dan selesai di verify coba dahulu program pada rangkaian simulasi di proteus, jika rangkaian berjalan lancar, upload program pada arduinno untuk di coba. tapi jika ada masalah di rangkaian simulasi silahkan analisa program atau rangkaian, kemungkinan ada kesalahan pada rangkaian atau program yang dibuat.

Step 5: MERANGKAI

Setelah rangkaian selesai dicoba pada simulasi proteus dan hasilnya berjalan sesuai skema, maka langkah selanjutnya adalah merangkai komponen dan coba aplikasikan. Setelah rangkaian berjalan dengan baik, kemas rangkaian agar terlihat lebih rapih dan menarik

6.Gambar Rangkaian[back]

7.Video Simulasi [back]

8. Link Download [back]

download video di sini
download file rangkaian di sini
download datasheet sensor suhu LM35 di sini
download datacode Arduino IDE di sini
download html di sini

download library proteus disini