ruly11
Post on 29-Dec-2015
23 Views
Preview:
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA DASAR 1
KALIBRASI SENSOR SUHU LM35
Ruly Gumilar(1127030063)
Ridwan Setiawan (1127030058)
Rini Shoffa Aulia (1127030060)
Sity Nurlela (1127030065)
Ulya N (1127030071)
Mia Yuliani (1127030050)
Asisten : Hadian
Kelompok 3
December 30, 2013
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG
2013
1
Abstract
In the lab temperature calibration, temperature sensor used is LM35
whose output is connected to pin A.0 and displayed through the LCD. The
process of data retrieval is done when the performance, namely through
the microcontroller which has been programmed. Control is done by using
if-then logic, input data (temperature set and error rate) and the output,
grouped. At the moment the robot is at a certain room, the robot will
automatically detect the temperature of the room is through the LM35
sensor, and once calibrated value data on sensor LM35 will ditampilakan
on the LCD screen, the data is sent through the USART signals in the
form of digital data.
Keywords: temperature calibration, LM35 temperature sensor, LCD,
if-then logic, USART
Ringkasan
Pada praktikum kalibrasi suhu sensor suhu yang digunakan adalah
LM35 yang outputnya terhubung pada pin A0 dan ditampilkan melalui
LCD. Proses pengambilan data dilakukan saat unjuk kerja, yaitu melalui
mikrokontroler yang telah diprogram. Pengendalian dilakukan dengan
menggunakan logika if-then, data input (suhu yang diset dan tingkat er-
ror) dan output, dikelompokan. Pada saat robot berada pada suatu ruan-
gan tertentu, robot akan secara otomatis mendeteksi suhu ruangan yaitu
melalui sensor LM35, dan setelah dikalibrasi data nilai pada sensor LM35
akan ditampilakan pada layar LCD,data tersebut dikirim melalui sinyal
USART yang berupa data digital.
Kata Kunci: kalibrasi suhu, sensor suhu LM35, LCD, logika if-then,
USART
1
1 Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dari masa ke masa berkembang
cepat terutama dibidang otomasi industri. Perkembangan ini tampak jelas
di industri pemabrikan, dimana sebelumnya banyak pekerjaan menggunakan
tangan manusia, kemudian beralih menggunakan mesin, berikutnya dengan
electro-mechanic (semi otomatis) dan sekarang sudah menggunakan robotic
(full automatic) seperti penggunaan Flexible Manufacturing Systems (FMS)
dan Computerized Integrated Manufacture (CIM) dan sebagainya. Kalibrasi,
pada umumnya, merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi
dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang
digunakan dalam akurasi tertentu. Contohnya, termometer dapat dikalibrasi se-
hingga kesalahan indikasi atau koreksi dapat ditentukan dan disesuaikan (melalui
konstanta kalibrasi), sehingga termometer tersebut menunjukan temperatur yang
sebenarnya dalam celcius pada titik-titik tertentu di skala. Di beberapa ne-
gara, termasuk Indonesia, terdapat direktorat metrologi yang memiliki standar
pengukuran (dalam SI dan satuan-satuan turunannya) yang akan digunakan
sebagai acuan bagi perangkat yang dikalibrasi. Direktorat metrologi juga men-
dukung infrastuktur metrologi di suatu negara (dan, seringkali, negara lain)
dengan membangun rantai pengukuran dari standar tingkat tinggi/internasional
dengan perangkat yang digunakan. Hasil kalibrasi harus disertai pernyataan
traceable uncertainity untuk menentukan tingkat kepercayaan yang di evaluasi
dengan seksama dengan analisa ketidakpastian. Hasil penelitian menunjukan
secanggih apapun sistem kendali yang dipakai akan sangat tergantung kepada
sensor maupun transduser yang digunakan.Sensor dan transduser merupakan
peralatan atau komponen yang mempunyai peranan penting dalam sebuah sis-
tem pengaturan otomatis. Ketepatan dan kesesuaian dalam memilih sebuah
sensorakan sangat menentukan kinerja dari sistem pengaturan secara otoma-
tis.Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala pe-
rubahan panas/temperature/suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ru-
ang tertentu. Maka dari itu praktikan akan membandingkan suhu ruangan
dengan thermometer dan suhu yang terdapat pada LCD.
1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah :
1. Mengetahui dan memahami system control suhu
2. Mampu mendesain dan memogram robot monitoring dengan control suhu
2
3. Mampu memahami cara merangkai rancang bangun kalibrasi
4. Mengetahui aplikasi robot monitoring control suhu
5. Mampu menampilkan data real time pada monitor LCD setelah mendapat
pesamaan pada excel
1.3 Dasar Teori
Sensor suhu adalah komponen yang dipakai untuk merubah besaran panas
jadi listrik dan sangat gampang untuk di analisa besarannya. Pembuatan sen-
sor ini bisa memakai sejumlah metode, dimana salah satu caranya adalah den-
gan cara memakai material yang terhadap suatu arus elektrik akan mengubah
hambatannya tergantung dari suhunya.
Sensor suhu yang biasa digunakan adalah LM35. Pengendalian dilakukan
dengan menggunakan logika if-then, untuk mempermudah pemrograman, data
input (suhu yang diset dan tingkat error) dan output, dikelompokan. Dalam
beberapa aturan didapat dengan percobaan , pada saat robot berada pada su-
atu ruangan tertentu, robot akan secara otomatis mendeteksi suhu ruangan
yaitu melalui sensor LM35, dan setelah didapat data misal nilai kalibrasi data
dan apabila tidak terjadi kenaikan suhu berarti rungan ada pada suhu normal
sekitar 20C, dan nilai kalibrasi tersebut akan ditampilakan ditampilkan pada
layar PC,data tersebut dikirim melalui sinyal USART yang berupa data. PWM
yang dibangkitkan mikrokontroler menghasilkan, suhu pada plant adalah berapa
maksimumnya. Rutin waktu pencuplikan fungsinya untuk membandingkan ni-
lai suhu sekarang dengan suhu seting dari komputer pada waktu tertentu terus
menerus, selama waktu pencuplikan belum terjadi, maka aksi aktuator akan ter-
jadi terus, sampai tercapai waktu pencuplikan maka akan terjadi lompatan ke
rutin perbandingan seting dengan nilai suhu sekarang. Rutin pencuplikan diset 1
detik, waktu pencuplikan tidak boleh terlalu lama dan tidak boleh terlalu cepat.
Terlalu cepat akan mengakibatkan pengemudi lampu dan kipas tidak bekerja
dengan baik (responnya tidak bagus) Dalam perancangan tampilan interface
di komputer harus user friendly, sederhana dan user langsung bisa mengerti
cara penggunaannya. Suhu yang dapat ditampilkan ordenya satu desimal di
belakang koma, agar lebih mudah dipahami.
Sensor suhu lm35 adalah satu dari empat jenis lainnya yang paling terkenal
akan mudahnya diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari dan kesederhanaan-
nya. Sumber tegangannya bisa tunggal atau dua sumberpun juga bisa. Berikut
beberapa karakteristik komponen sensor suhu lm35:
3
1. Kalibrasi secara langsung pd C
2. Skala faktor linear-nya 10mV/C
3. Range-nya diantara +150 C s/d -55C
4. Arusnya kurang dr 2A
5. Pemanasannya yg rendah di 0,08C
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegan-
gan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100C se-
tara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating)kurang
dari 0,1C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan
dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang sangat mu-
dah.
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Inte-
grated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap
perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu
ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /C yang berarti
bahwa kenaikan suhu 1 C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar
karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada tem-
perature ruang. Jangka sensor mulai dari 55C sampai dengan 150C, IC LM35
penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampi-
lan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 A dari supplay, sehingga
panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 C di dalam suhu
ruangan.
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat
dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic
temperature sensor. Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
1. Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
2. Lineritas +10 mV/ C.
3. Akurasi 0,5 C pada suhu ruang.
4. Range +2 C 150 C.
5. Dioperasikan pada catu daya 4 V 30 V.
6. Arus yang mengalir kurang dari 60 a
4
Kalibrasi adalah suatu kegiatan untuk menentukan kebenaran kovensional
nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur. Kalibrasi dilakukan dengan cara
membandingkan alat ukur dan bahan ukur yang akan dikalibrasi terhadap san-
dar ukurnya yang mampu telusur (traceable) ke standar nasional dan atau in-
ternasional. Dengan kalibrasi dapat ditentukan deviasi kebenaran konvensinal
nilai penunjukkan suatu alat ukur, atau deviasi dimensi nominal yang seharus-
nya suatu bahan ukur. Dengan kalibrasi kondisi alat ukur dan bahan ukur dapat
dijaga tetap sesuai dengan spesifikasinya. Semua jenis alat ukur pelu dikalibrasi,
baik alat ukur besaran dasar (panjang, massa, waktu, arus listrik, suhu, jumlah
zat, intensitas cahaya), luas, isi, kecepatan, tekanan, gaya, frekuensi, energi,
gaya dan sebagainya. Bila suatu alat ukur termasuk katagori legal, maka peri-
ode kalibrasinya telah ditentukan, kalibrasinya tergantung pada keperluan dan
atau frekuensi penggunaanya.
5
2 Metode Praktikum
2.1 Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilakukan pada hari Jumat 22 November 2013 bertempat di
Laboratorium Fisika UIN Sunan Gunung Djati Bandung .
2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain:
1. Software Proteus
2. Software Code Vision AVR
3. LCD LM016L
4. Ground
5. Power
6. Mikrokontroler ATmega16
7. LM35
8. Paku
9. Thermometer
6
2.3 Prosedur Percobaan:
2.3.1 Secara Paragraf
Pada praktikum kali ini, langkah pertama yang dilakukan yaitu membuat
program pada code vision AVR sesuai dengan program yang ada pada modul.
Setelah program benar, lalu hal selanjutnya yaitu membuat rangkaian. Ma-
sukkan beberapa komponen, selanjutnya setelah komponen semuanya dirangkai
masukkan program yang telah dibuat pada AVR ke mikrokontroler. Kemudian
didapatkan data dari hasil tersebut dan didapatkan pula nilai gradiennya.
Kemudian pada perbandingan, praktikan menggunakan paku yang dipanaskan
mencapai 50celcius kemudian ditempelkan pada LM35 yang telah dirangkai
dalam satu sistem minimum dengan LCD. Dan kemudian dengan cara mendekatkan
thermometer pada paku.
7
2.3.2 Diagram Alir
2.3.2.1 Percobaan Rangkaian ADC
Membuka software AVR
Buat program kalibrasi sensor suhu
Membuka software Proteus
Buat rangkaian Kalibrasi sensor suhu
Program dimasukkan pada rangkaian melalui mikrokontroler
Pengambilan data kalibrasi
Diuji dan dianalisis gradien yang didapat
8
2.3.2.1 Percobaan Perbandingan pada paku
Memanaskan paku sampai 50celcius
Menempelkan paku pada LM35 rangkaian sismin
Amati keluaran ADC yang muncul pada LCD
Menempelkan paku pada thermometer
Amati perubahan suhu yang terjadi
9
3 Hasil dan Pembahasan
3.1 Data Hasil Pengamatan
3.1.1 Tabel Data Kalibrasi Suhu dengan menggunakan Paku dan
Thermometer
No LCD(x) Thermometer(y) No LCD(x) Thermometer(y)
1 48 39 24 50 47
2 48 39 25 50 48
3 50 40 26 48 48
4 50 41 27 48 48
5 50 41 28 48 47
6 50 42 29 48 47
7 50 42 30 48 47
8 50 42 31 48 46
9 50 42 32 48 46
10 50 42 33 48 46
11 50 43 34 48 46
12 50 43 35 46 45
13 50 43 36 46 45
14 50 44 37 46 45
15 50 44 38 46 45
16 50 45 39 46 44
17 50 45 40 45 44
18 50 45 41 46 44
19 50 45 42 46 43
20 50 46 43 46 43
21 50 46 44 46 43
22 50 46 45 46 43
23 50 47
3.2 Pembahasan
Pada praktikum kali ini mengkalibrasikan sensor suhu LM35. Pengkalibrasian
dilakukan dengan cara membandingkan suhu rangkaian LM35 dengan suhu
pada thermometer lab. Percobaan dilakukan dengan menggunakan paku yang
dipanaskan kemudian diambil varisi data hingga mencapai 50 celsius. Hasil
dari data yang diperoleh dari rangkaian LM35 dan termometer lab tidak me-
nunjukan perbedaan yang signifikan, dimana kita ambil data ke 29 terdapat
hasil yang mendekati. Pada ADC layar LCD didapatkan 48 celcius dan pada
10
thermometer didapatkan 47 celcius. Hasil yang didapat memang tidak jauh
berbeda, karena LM35 merupakan sensor suhu yang akurat dimana tegangan
keluarannya berbanding lurus dengan suhu dalam derajat celcius sebesar 10
mV/derajat C, data yang diperoleh dari sensor suhu LM35 dan thermometer
lab diplotkan dalam bentuk grafik kemudian mengambil persamaan gradienya,
persamaan tersebut akan dijadikan formulasi sebagai daata hasil kalibrasi yang
digunakan dalam program, diamana persamaan tersebut berfungsi sebagai for-
mulasi konverter untuk nilai suhu yang sudah terkalibrasi.Di dalam mikrokon-
troler tegangan dikonversi ke data digital antara kisaran 0-225 yang kemudian
disebut dengan data ADC dan ditampilkan melalui LCD. Kalibrasi berfungsi
untuk mengkonversi data digital ke besaran fisika, namun data ADC harus di
program ulang lagi dan dimasukkan ke mikrokontroler sesuai dengan persamaan
konversi yang di dapat dari kalibras agar menjadi sebuah alat ukur yang akurat.
3.3 Analisis Data
Pada praktikum kali ini, ada beberapa kendala yang praktikan alami didalam
pembuatan rangkaian simulasi Kalibrasi Suhu. Diantaranya masalah pada peng-
gunaan komponen yang ada pada desain, maupun masalah mekanikal pada
software. Pada saat menggunakan software CV AVR, kendala mulai muncul
dengan adanya error yang disebabkan salah dalam penulisan dan dalam pem-
buatan logika. Maka dari itu pada saat menggunakan CV AVR praktikan
harus teliti dan cermat dalam memasukkan program yang sesuai dengan sim-
ulasi rangkaian yang dibahas. Kendala lainnya ketika mencoba menampilkan
pada layar LCD, namun tidak didapat data yang sesuai karena kesalahan dalam
pemograman.Pada rangkaian ini sensor LM35 akan memunculkan seberapa de-
rajat ketika memvariasikan sensornya tersebut. Dan akan memunculkan nilai
data ADC yang diberikan pada layar LCD.
11
4 Kesimpulan
Robot monitoring thermal merupakan salah satu dari robot kontrol suhu, di-
mana robot ini dapat mendeteksi suhu disekitarnya. Kalibrasi merupakan cara
untuk menbandingkan data dari alat satu dengan yang lainnya atau dengan data
yang dihasilkan oleh alat yang sudah standar. Pada praktikum ini termome-
ter dikalibrasi sehingga kesalahan indikasi atau koreksi dapat ditentukan dan
disesuaikan (melalui konstanta kalibrasi).Untuk mendeteksi suhu digunakan se-
buah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius),
LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor. Sensor LM35 bekerja
dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Sistem kontrol
monitoring suhu antara LM35 dan suhu memiliki pemanasan diri (self heating)
kurang dari 0.1C pada setiap suhunya. Ketika suhu menunjukkan nilai tertentu
maka sensor akan membaca nilai 0.1C diatas suhu yang ada. Data suhu dari
kalibrasi sensor suhu LM35 secara real time di tampilkan pada LCD sebagai
data digital. LM35 mampu mengukur suhu hingga 100C. Dengan tegangan
keluaran yang terskala linear dengan suhu terukur.
12
References
[1] Resnick, Halliday. ”‘ Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga ” .(1988). Jakarta
[2] Tipler, Paul. ”‘ Fisika Untuk Sains dan Teknik ” .(1996). Erlangga: Jakarta
[3] Budiharto, Widodo, Firmansyah, Sigit. 2005. ”Elektronika Digital + Mikro-
prosesor”. Andi. Yogyakarta.
[4] Andrianto, Heri. 2008. ”Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16
Menggunakan Bahasa C (CodeVision AVR)” . Informatika. Bandung.
[5] Malik, M Ibnu. 2003. ”Belajar Mikrokontroler ATMEL”. Penerbit : Gava.
[6] H, Erico Darmawan. 2010. ”Pemrograman Dasar C-Java-C”. Penerbit :
Informatika. Bandung.
[7] Hannan, Arief. 2012. ”Perancangan sistem pemanggil perawat berbasis
mikrokontroller ATMega16”. Jurusan Teknik Informatika.STMIK Amikom.
Yogyakarta
[8] Hadi, Mokh.Sholihul. 2011. ”Mengenal Mikrokontroller AVR ATMega16”.
submit http//ilmukomputer.org
[9] ”http://www.tridinamika.com/calibration-detail/bidang-suhu”.
13
LAMPIRAN
Figure 1: Grafik Kalibrasi
Figure 2: Rangkaian ADC Kalibrasi Suhu
14
top related