Laporan Fisika Komputasi 2, 2014
-
Upload
ahmad-ridwan-sidiq -
Category
Documents
-
view
60 -
download
5
description
Transcript of Laporan Fisika Komputasi 2, 2014
ANALISIS DATA SIMULASI SENSOR SUHU LM35
MENGGUNAKAN ARDUINO
08-Maret-2014
Oleh :
AHMAD RIDWAN SIDIQ
1127030002
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI
BANDUNG
2014
ABSTRAK
Nama : Ahmad Ridwan Sidiq
Teman Sekelompok : Ginanjar, Ajeng Nurmalasari, Ajeng Purnamasari, Anti Khoerul F
Nama Asisten Dosen : Winandar
An Arduino board consists of an Atmel 8-bit AVR microcontroller with comple-
mentary components to facilitate programming and incorporation into other circuits.
An important aspect of the Arduino is the standard way that connectors are expo-
sed, allowing the CPU board to be connected to a variety of interchangeable add-on
modules known as shields. Some shields communicate with the Arduino board dire-
ctly over various pins, but many shields are individually addressable via an IC serial
bus, allowing many shields to be stacked and used in parallel. Official Arduinos have
used the megaAVR series of chips, specifically the ATmega8, ATmega168, ATme-
ga328, ATmega1280, and ATmega2560. A handful of other processors have been
used by Arduino compatibles. Most boards include a 5 volt linear regulator and a
16 MHz crystal oscillator (or ceramic resonator in some variants), although some
designs such as the LilyPad run at 8 MHz and dispense with the onboard voltage
regulator due to specific form-factor restrictions. An Arduino’s microcontroller is
also pre-programmed with a boot loader that simplifies uploading of programs to the
on-chip flash memory, compared with other devices that typically need an external
programmer.
Kata Kunci : Arduin,Avr, Microcontroller, chip, megaAVR
i
DAFTAR ISI
ABSTRAK i
DAFTAR ISI ii
DAFTAR GAMBAR iii
1 PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Rumusan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Tujuan Praktikum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 Sistematika Penulisan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 LANDASAN TEORI 3
3 METODE PERCOBAAN 8
3.1 Waktu dan Tempat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.2 Alat dan Bahan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.3 Diagram Alir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.4 Prosedur Percobaan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4 HASIL DAN PEMBAHASAN 10
5 PENUTUP 13
5.1 Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.2 Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
DAFTAR PUSTAKA 13
ii
DAFTAR GAMBAR
2.1 Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 konfigurasi Lm35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.1 Diagram Alir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.1 Rangkaian Sensor Lm35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.2 Program Arduiono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.3 Hasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
iii
Bab 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Arduino dimulai pada tahun 2005 sebagai sebuah proyek bagi siswa di Interaksi
Design Institute Ivrea di Ivrea, Italia. Pada saat itu mahasiswa program menggu-
nakan ”BASIC Stamp” dengan biaya 100, dianggap mahal bagi siswa. Massimo
Banzi, salah satu pendiri, mengajar di Ivrea. Sebuah tesis hardware disumbangkan
untuk desain kabel oleh siswa Kolombia Hernando Barragan. Setelah platform kabel
itu selesai, para peneliti bekerja untuk membuatnya lebih ringan, lebih murah, dan
tersedia untuk komunitas open source. Sekolah akhirnya ditutup, sehingga para pe-
neliti, salah satunya David Cuartielles, dipromosikan ide. Arduino terdiri dari Atmel
8-bit mikrokontroler AVR dengan komponen pelengkap untuk memfasilitasi pemro-
graman dan penggabungan ke sirkuit lainnya. Sebuah aspek penting dari Arduino
adalah cara standar yang konektor yang terkena, memungkinkan papan CPU di-
hubungkan ke berbagai add-on dipertukarkan modul yang dikenal sebagai perisai.
Beberapa perisai berkomunikasi dengan papan Arduino langsung di atas berbagai
pin, tetapi banyak perisai secara individual dialamatkan melalui bus serial I C,
sehingga banyak perisai untuk ditumpuk dan digunakan secara paralel. Arduinos
resmi telah menggunakan seri megaAVR chip, khususnya ATmega8, ATmega168,
ATmega328, ATmega1280, ATmega2560 dan. Sejumlah prosesor lainnya telah di-
gunakan oleh Arduino compatibles. Kebanyakan forum termasuk linear regulator
5 volt dan osilator kristal 16 MHz (atau resonator keramik di beberapa varian),
meskipun beberapa desain seperti LilyPad dijalankan pada 8 MHz dan membu-
ang dengan regulator tegangan onboard, karena pembatasan form-factor tertentu.
Mikrokontroler Arduino itu juga pra-diprogram dengan boot loader yang menyeder-
hanakan upload program ke memori flash on-chip, dibandingkan dengan perangkat
lain yang biasanya membutuhkan programmer eksternal. Hal ini membuat meng-
gunakan Arduino lebih mudah dengan memungkinkan penggunaan komputer biasa
sebagai program
1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.2 Rumusan Masalah
1. Apabila program telah dimasukkan pada rangkaian akan muncul apa pada
LCD?
2. Bagaimana logika yang dimasukkan pada program sensor suhu tersebut?
1.3 Tujuan Praktikum
Adapun Tujuan dari praktikum ini adalah Menganalisis Data Simulasi Sensor
suhu lm35 dengan program Arduino.
1.4 Sistematika Penulisan
Laporan ini disusun dengan urutan sebagai berikut :
1. Bab 1 Pendahuluan
Pendahuluan ini menjelaskan : Latar Belakang, Rumusan Masalah, Tujuan
Praktikum, Sistematika Penulisan.
2. Bab 2 Landasan Teori
3. Bab 3 Metode Percobaan
Metode Percobaan ini menjelaskan : Waktu dan Tempat, Alat dan Bahan,
Diagram Alir, Prosedur.
4. Bab 4 Hasil dan Pembahasan
5. Bab 5 Penutup
Penutup ini menjelaskan : Kesimpulan dan Saran.
Ahmad Ridwan Sidiq
Bab 2
LANDASAN TEORI
1. ARDUINO
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source
yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler
dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Mikrokontroler itu sendiri adalah
chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan kompu-
ter. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkai-
an elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian
menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas
sebagai otak yang mengendalikan input, proses dan output sebuah rangkaian
elektronik. Mikrokontroler ada pada perangkat elektronik di sekeliling kita.
Misalnya handphone, MP3 player, DVD, televisi, AC, dll. Mikrokontroler
juga dipakai untuk keperluan mengendalikan robot. Baik robot mainan, mau-
pun robot industri. Karena komponen utama Arduino adalah mikrokontroler,
maka Arduino pun dapat diprogram menggunakan komputer sesuai kebutuh-
an kita. Kegunaan Arduino tergantung kepada kita yang membuat program.
Arduino bisa digunakan untuk mengontrol LED, bisa juga digunakan untuk
mengontrol helikopter. Contoh yang sudah pernah dibuat adalah MP3 player,
pengontrol motor, mesin CNC, monitor kelembaban tanah, pengukur jarak,
penggerak servo, balon udara, pengontrol suhu, monitor energi, statiun cuaca,
pembaca RFID, drum elektronik, GPS logger, monitoring bensin dan masih
banyak lagi.
3
4
Gambar 2.1: Arduino
Kelebihan Arduino
(a) Tidak perlu perangkat chip programmer karena di dalamnya sudah ada
bootloader yang akan menangani upload program dari komputer.
(b) Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop yang
tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakan nya.
(c) Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi
dengan kumpulan library yang cukup lengkap.
(d) Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board
Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.
Bahasa Pemrograman Arduino
Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah
dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun
bisa mempelajarinya dengan cukup mudah.
2. Software Arduino
Software arduino yang digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih
ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan ardu-
ino. IDE atau Integrated Development Environment suatu program khusus
untuk suatu komputer agar dapat membuat suatu rancangan atau sketsa pro-
gram untuk papan Arduino. IDE arduino merupakan software yang sangat
canggih ditulis dengan menggunakan java. IDE arduino terdiri dari:
(a) Editor Program
Sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit
program dalam bahasa processing
(b) Compiler
Ahmad Ridwan Sidiq
5
Sebuah modul yang mengubah kode program menjadi kode biner ba-
gaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa
processing.
(c) Uploader
Sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam me-
mory di dalam papan arduino, Dalam bahasa pemrograman arduino ada
tiga bagian utama yaitu struktur, variabel dan fungsi
3. Struktur Program Arduino
(a) Kerangka Program
Kerangka program arduino sangat sederhana, yaitu terdiri atas dua
blok. Blok pertama adalah void setup() dan blok kedua adalah void
loop.
i. Blok Void setup ()
Berisi kode program yang hanya dijalankan sekali sesaat setelah
arduino dihidupkan atau di-reset. Merupakan bagian persiapan atau
instalasi program.
ii. Blok void loop()
Berisi kode program yang akan dijalankan terus menerus. Meru-
pakan tempat untuk program utama.
(b) Sintaks Program
Baik blok void setup loop () maupun blok function harus diberi tanda
kurung kurawal buka sebagai tanda awal program di blok itu dan kurung
kurawal tutup sebagai tanda akhir program.
4. Variabel
Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi un-
tuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas dengan menggunakan sebu-
ah varibel.
5. Fungsi
Ahmad Ridwan Sidiq
6
Pada bagian ini meliputi fungsi input output digital, input output analog,
advanced I/O, fungsi waktu, fungsi matematika serta fungsi komunikasi. Pa-
da proses Uploader dimana pada proses ini mengubah bahasa pemrograman
yang nantinya dicompile oleh avr-gcc (avr-gcc compiler) yang hasilnya akan
disimpan kedalam papan arduino. Avr-gcc compiler merupakan suatu bagian
penting untuk software bersifat open source. Dengan adanya avr-gcc compiler,
maka akan membuat bahasa pemrogaman dapat dimengerti oleh mikrokontro-
ler. Proses terakhir ini sangat penting, karena dengan adanya proses ini maka
akan membuat proses pemrogaman mikrokontroler menjadi sangat mudah.
Berikut ini merupakan gambaran siklus yang terjadi dalam melakukan pem-
rogaman Arduino:
(a) Koneksikan papan Arduino dengan komputer melalui USB port.
(b) Tuliskan sketsa rancangan suatu program yang akan dimasukkan ke da-
lam papan Arduino.
(c) Upload sketsa program ke dalam papan Arduino melalui kabel USB dan
kemudian tunggu beberapa saat untuk melakukan restart pada papan
Arduino.
(d) Papan Arduino akan mengeksekusi rancangan sketsa program yang telah
dibuat dan di-upload ke papan Arduino.
6. LM35
LM 35 adalah sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integra-
ted Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear berpadanan
dengan perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pengubah 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 sebe-
sar 10 mV. IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan
dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius
pada temperatur ruangan atau suhu kamar. Jangkauan sensor mulai dari 55C
sampai dengan 150C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah. LM 35 dapat
dialiri arus 60 mA dari supply sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat
rendah di dalam suhu ruangan. Selain LM35 ini memiliki keakuratan yang
tinggi, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas
yang tinggi.
Karakteristik dari LM 35 adalah :
(a) Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
Ahmad Ridwan Sidiq
7
(b) Lineritas +10 mV/ C.
(c) Akurasi 0,5 C pada suhu ruang.
(d) Jangkauan suhu -55 C sampai +150 C.
(e) Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
(f) Arus yang dibutuhkan kurang dari 60 A.
(g) Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1
mA.
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran te-
gangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan
100C setara dengan 1 volt. Keluaran sensor ini linier mengalami kenaikan
sebesar 10 mV setiap derajad celcius, sehingga persamaan untuk menghitung
Vout sebagai berikut : Vout = Suhu x 10 mV
Berikut adalah konfigurasi dari LM35 :
Gambar 2.2: konfigurasi Lm35
dimana : 1. Vs merupakan Tegangan Supply 2. Vout merupakan tegangan
keluaran sensor 3. GND merupakan Ground
Ahmad Ridwan Sidiq
Bab 3
METODE PERCOBAAN
3.1 Waktu dan Tempat
Adapun Praktikum ini dilaksanakan pada :
Waktu : 05 Maret 2014
Pukul : 15.30-18.00 WIB
Tempat : Lab Fisika
3.2 Alat dan Bahan
1. Computer/PC
2. Software Matlab
8
3.3. Diagram Alir 9
3.3 Diagram Alir
Gambar 3.1: Diagram Alir
3.4 Prosedur Percobaan
Prosedur dari praktikum ini adalah : Membuat Rangkaian LM 35 di proteus,
Kemudian buat program pada Arduino, setelah program itu di eksekusi masukkan
program tersebut pada rangkaian LM35
Ahmad Ridwan Sidiq
Bab 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Arduino didefinisikan sebagai sebuah platform elektronik yang open source,
berbasis pada software dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang
ditujukan untuk seniman, desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam
membuat objek atau lingkungan yang interaktif .Arduino sebagai sebuah platform
komputasi fisik (Physical Computing) yang open source pada board input ouput
sederhana, yang dimaksud dengan platform komputasi fisik disini adalah sebuah
sistem fisik hyang interaktif dengan penggunaan software dan hardware yang dapat
mendeteksi dan merespons situasi dan kondisi. Komponen sensor suhu LM35 memi-
liki 3 pin, yaitu pin 1 sebagai menerima input 1 sampai dengan 5 volt, pin 2 sebagai
output (Vout) analog dan pin 3 dihubungkan dengan ground. Pada tahap ini pin
arduino yang digunakan adalah pin Analog yaitu A0 sebagai output dari Sensor
LM35. Gambar di bawah ini adalah gambar rangkaian Arduino dengan sensor suhu
LM35.
10
11
Gambar 4.1: Rangkaian Sensor Lm35
Sensor LM35 merupakan sensor yang dapat mengukur suhu dari 0 sampai de-
ngan 100 C. Sensor ini menerima inputan mulai dari 1V sampai dengan 5V dan
memiliki output 10mV per 1 C. Output sensor ini sebagai masukan bagi Arduino
pada pin analog yang nantinya akan dikalkulasikan agar menampilkan suhu sebe-
narnya. T = (V axV bx100.0)/1024.0
dimana:
T = Temperature sebenarnya
Va = Vin dari output LM35
Vb = Vin Arduino
Berikut adalah program yang dibuat pada Arduino
Ahmad Ridwan Sidiq
12
Gambar 4.2: Program Arduiono
Apabila Porgram Arduino telah dimasukkan kedalam rangkaian maka hasilnya
akan seperti ini:
Gambar 4.3: Hasil
Ahmad Ridwan Sidiq
Bab 5
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source
yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler
dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.
2. Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi de-
ngan kumpulan library yang cukup lengkap.
3. Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah di-
permudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun
bisa mempelajarinya dengan cukup mudah.
4. LM 35 adalah sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integra-
ted Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear berpadanan
dengan perubahan suhu.
5. Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegang-
an.
5.2 Saran
Saran saya selaku penulis yaitu modul praktikum seharusnya dibagikan bebe-
rapa hari sebelum praktikum, dan pada praktikum kali ini sama sekali tidak ada
modul, sehingga kami merasa kesulitan dalam penulisan laporan ini.
13
DAFTAR PUSTAKA
[1] Serway, R., 1989, Cognition: Physics for Scientists and Engineers with Modern
Physics, James Madison University Harrison Burg, Virginia.
[2] Haliday,R.,1960, Fisika Jilid I , Jakarta: Erlangga (Terjemahan).
[3] Haliday,R.,1984, Fisika Jilid II , Jakarta: Erlangga (Terjemahan).
[4] Tipler, P.,1998 , Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid I, Jakarta:Erlangga (Ter-
jemahan).
[5] Tipler, P.,2001 , Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid II, Jakarta:Erlangga (Ter-
jemahan).
[6] Rangkuti, S., 2001, Mikrokontroler ATMEL AVR,Bandung: Informatika.
[7] Bidang Keprofesian., 2009, Modul AVR ,Bandung,Badan Pengurus HME ITB.
[8] Winoto, A., 2010, mikrokontroler AVR ATmega 8/32/16/8535, Ban-
dung,Informatika.
[9] Gani, R.,Wahyudi.,Setiawan., 2005, Perancangan Sensor Gyroscope dan Acce-
lerometer Untuk Menentukan Sudut dan Jarak, Makalah Seminar Tugas
Akhir,Semarang,Universitas Diponegoro,
[10] Ihyaudin., 2010, Op Amp Sebagai Komparator, Modul Pembelajaran, Sekolah
Tinggi Manajemen Informatika Dan Teknik Computer,Surabaya.
[11] Sanjaya,M., 2010, Modul Fisika Dasar 1, Universitas Islam Negeri Sunan Gu-
nung Djati, Bandung.
14