Karakterisasi Lm35 Melalui Perbandingan Temperature Dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler Atmega8535L

UJI KELAYAKAN MELALUI KARAKTERISASI SENSOR LM35 DENGAN

PERBANDINGAN TEGANGAN DAN SUHU BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 8535L

EKSPERIMEN FISIKA II

IMAS FATONI PARMONO

3225061786

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

2009

1 | P a g e Universitas Negeri Jakarta 2009

A. Pendahuluan

Penggunaan instrumentasi sensor saat ini mulai berkembang seiring dengan

meningkatnya kebutuhan teknologi. Teknologi yang ada banyak menggunakan presisi data

sehingga dituntut untuk memiliki ketelitian tinggi dalam pengukuran serta tingkat efisien dan

efektif yang memberikan kemudahan lebih dalam pengaplikasian teknologi tersebut.

Sensor adalah device atau komponen elektronika yang digunakan untuk merubah

besaran fisik menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Dalam hal ini adalah sensor

LM35 yang mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik.

Setiap sensor membutuhkan uji kalibrasi atau proses verifikasi bahwa suatu akurasi

alat ukur sesuai dengan rancangannya. Oleh karena itu karakterisasi sangat diperlukan

sehingga dapat mengetahui apakah sensor tersebut layak pakai atau mempunyai tingkat

presisi yang tinggi dalam membaca besaran suhu.

B. Landasan Teori

1. Sensor LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk

mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. 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.

Gambar 1 Sensor suhu LM35


Dalam keadaan normal, keluaran sensor dapat membaca kompresi suhu 1oC dengan

kenaikan nilai 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 .

2. Mikrokontroler ATMega 8535

Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor di mana di dalamnya terdapat

CPU, ROM, RAM, I/O dan peralatan internal lainnya yang terintegrasi dan dikemas dalam

bentuk chip. Mikrokontroler dapat diprogram melalui ROM sesuai dengan standar yang

dikeluarkan oleh pabrik. Salah satu mikrokontroler yang banyak digunakan adalah

mikrokontroler ATmega8535, selain harganya terjangkau, juga telah tersedia ADC. Deskripsi

port dari chip dan deskripsi arsitektur AVR diperlihatkan pada gambar berikut.

Gambar 2 Mikrokontroler ATMEGA 8535L

3. Rangkaian Minimum ATMEGA 8535L

Untuk mengaktifkan mikrokontroler ATMEGA 8535L dibutuhkan suatu komponen

yang dirangkai menjadi seperti Gambar 3 yang merupakan rangkaian minimum


Gambar 3 Skema rangkaian minimum untuk ATmega 8535L

Gambar 4 Rangkaian minimum ATmega 8535L

4. USB ISP (In System Programming) dan Serial TTL (Transistor Transistor Logic)

Untuk mendownload program ke dalam mikrokontroler dibutuhkan suatu perangkat

yang dinamakan downloader. K-125i adalah salah satu jenis downloader yang sangat simple

dan sudah dsertai dengan koneksi USB (Universal Serial Bus) yang mempermudah pengguna

dalam mendownload program.


K-125i juga disertai dengan serial TTL dimana ini adalah suatu bentuk jaringan yang

dapat menghubungkan logika level tegangan yang dihasilkan dari mikrokontroler ke PC secara

langsung.

Gambar 5 K-125i

C. Percobaan

Dalam hal ini saya akan memulai dengan melihat tegangan output dari LM35, karena

LM35 adalah sensor yang merubah besaran suhu menjadi tegangan maka suhu dijadikan

variabel peubah.

Pengukuran besaran suhu menggunakan medium air yang diberi kalor berkisar antara

0-96 oC, untuk mengubah besaran suhu digunakan suatu pendingin dan pemanas yaitu es

batu dan heater.

Variabel terukurnya adalah nilai tegangan dan suhu air, pengukuran suhu air

menggunakan termometer biasa dan nilai tegangan dapat diketahui melalui ADC pada

mikrokontroler.


Gambar 6 Termometer

D. Hasil Percobaan

Setelah melakukan beberapa rangkaian tes, maka dihasilkan data sebagai berikut :

Suhu (oC) Tegangan (mV) Suhu (oC) Tegangan (mV)

0 0.8 51 491.1

1 11.11538 52 504.5

2 19.41667 53 513

3 33.57143 54 522

4 48 55 532.2

5 58 56 540

6 63 57 552.8

7 75.5 58 549

8 82 59 551

9 92 60 561.8

10 102 61 569.4

11 115.3333 62 571.2

12 124 63 577.2

13 136 64 585

14 144 65 586

15 152.25 66 592

16 162 67 606.8

17 172.1429 68 611.4

18 184.1667 69 619

19 192.1429 70 625

20 203.3333 71 638

21 213.4444 72 643

22 221.2727 73 659

23 230.9231 74 667


24 246.5294 75 684.8

25 252.6154 76 697

26 264.1111 77 711

27 272.375 78 735.4

28 284.4 79 744.2

29 290.75 80 777.2

30 302.625 81 788

31 305.646 82 825.2

32 315.8125 83 839

33 326.15 84 847

34 331.8182 85 861.3333

35 343.25 86 889

36 351 87 900.3333

37 367.3667 88 923.125

38 374.4 89 933.8333

39 383.8 90 938.5

40 396 91 939.75

41 403.7 92 946

42 414.75 93 950.75

43 426.75 94 960

44 439.35 95 970.5

45 450.5 96 973.65

46 456.1 97 978.5

47 464 98 982.5

48 470.5 99 986.75

49 478 100 988.75

Tabel 1. Data suhu dan tegangan

E. Analisa

Dari data percobaan dapat dilihat bahwa tejadi perubahan tegangan seiring dengan

perubahan suhu. Setelah dibuat grafik maka akan terlihat seperti grafik 1, dimana diambil

suatu garis linear dari kedua data tersebut yang menghasilkan suatu persamaan y = 9.818x -

2.054.


Grafik 1 Perbandingan suhu dan tegangan output mikrokontroler

Persamaan tersebut mempunyai gradiennya sebesar 9.818, ini membuktikan bahwa

setiap kenaikan suhu sebesar 1 oC nilai tegangan naik sebesar 9.818 mV (9.818 mV/oC). Hasil

ini hampir sesuai dengan nilai karakterisasi dari sensor LM35 yaitu setiap kenaikan suhu

sebesar 1 oC maka nilai tegangan akan naik sebesar 10.0 mV (10.0 mV/oC).

Ketelitian dari sensor LM35 yang dipakai kurang seakurat dibandingkan karakter

sensor dari pabrikasinya, sehingga perlu dikalibrasi lagi untuk setiap sensor yang akan dipakai

karena tidak semua sensor pada pabrikasi yang sama mempunyai nilai karakterisasi yang

sama dan nilai toleransi yang berbeda.

F. Kesimpulan

1. Sensor LM 35 yang dipakai mempunyai nilai karakterisasi 9.818 mV/oC

2. Sensor LM 35 dalam pabrikasinya mempunyai nilai karekterisasi 10.0 mV/oC

3. Range suhu berkisar 0-100 oC

4. Nilai toleransi dari sensor LM 35 adalah 0.5 oC

5. Digunakan es batu dan heater sebagai penurun dan penaik suhu

6. Termometer alkohol dijadikan pembanding besaran suhu

7. Tidak semua sensor LM 35 memiliki nilai karakterisasi yang sama

y = 9.818x - 2.054

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

0 20 40 60 80 100 120

T

e

g

a

n

g

a

n

(

m

V)

Suhu (oC)

Hubungan Tegangan dan Suhu


G. Daftar Pustaka

Fraden, Jacob.2003.”Handbook of Modern Sensors”.California : Advanced Monitors

Corporation.

Heryanto, Ary. 2008.”Pemograman Bahasa C untuk Mikrokontroler Atmega 8535”.

Yogyakarta : ANDI.

Datasheet, LM35

Vision, Creative.2009.”Buku Manual K-125i”.Jakarta Timur : Klinik Robot

H. Lampiran

1. Program suhu pada mikrokontroler

#include <mega8535.h>

#include <stdio.h>

#include <delay.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0x40

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)

{

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

delay_us(10);

ADCSRA|=0x40;

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

}

void sensor()

{

int it,signal,tegangan,x,y;

x=0;


tegangan=read_adc(0)*4.88;

y=y+1;

printf("%d Tegangan Output = %d mV

\n\r",y,tegangan);

delay_ms(1000);

}

void main(void)

PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

PORTB=0x00;

DDRB=0x00;

PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

PORTD=0x00;

DDRD=0x00;

TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00;

OCR0=0x00;

TCCR1A=0x00;

TCCR1B=0x00;

TCNT1H=0x00;

TCNT1L=0x00;

ICR1H=0x00;

ICR1L=0x00;

OCR1AH=0x00;

OCR1AL=0x00;

OCR1BH=0x00;

OCR1BL=0x00;

ASSR=0x00;

TCCR2=0x00;

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

MCUCR=0x00;

MCUCSR=0x00;

TIMSK=0x00;

UCSRA=0x00;

UCSRB=0x18;

UCSRC=0x86;

UBRRH=0x00;

UBRRL=0x47;

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;

ADCSRA=0x84;

SFIOR&=0xEF;

while (1)

{

sensor();

};

}

Karakterisasi Lm35 Melalui Perbandingan Temperature Dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler Atmega8535L

Documents

Transcript of Karakterisasi Lm35 Melalui Perbandingan Temperature Dan Tegangan Berbasis Mikrokontroler Atmega8535L