LAPORAN PRAKTIKUMINSTRUMENTASIKARAKTERISTIK DAN KALIBRASI SENSOR SUHU LM35

Oleh: Rizki HardiA1H011010

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2013I. PENDAHULUANA. Latar BelakangSensor suhu adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Ada beberapa metode yang digunakan untuk membuat sensor ini, salah satunya dengan cara menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap arus listrik sesuai dengan suhunya.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 sehingga 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.Pada praktikum kali ini akan dijelaskan mengenai karakteristik dan kalibrasi sensor suhu, yaitu sensor LM35.

B. TujuanTujuan dilaksanakannya praktikum kali ini adalah:1. Mengenal dan mengetahui karakteristik (linearitas) sensor LM352. Mendapatkan persamaan kalibrasi LM35

II. TINJAUAN PUSTAKASensor 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 (Imas F P. 2009).Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 A hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 C pada suhu 25 C .LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal. LM35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperatur ruang. Jangka sensor mulai dari 55C sampai dengan 150C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indikator tampilan catu daya terbelah. IC LM35 dapat dialiri arus 60 A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 C di dalam suhu ruangan.Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antena penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai penata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan menggunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Berikut adalah karakteristik dari sensor LM35.1. Memiliki sensitivitas suhu dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/oC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celsius.2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5 oC pada suhu 25 oC.3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 oC sampai +150 oC4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 A6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 oC pada udara diam.7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah, yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar oCAlat ukur perlu diteliti kalibrasinya sebelum dipergunakan agar hasil ukurnya dapat dipercaya. Saat kalibrasi harus selalu menempatkan jarum penunjuk pada titik nol yang sesungguhnya, saat alat ukur akan digunakan. Sering pada sebuah alat ukur jarum penunjuk tidak berada pada titik nol yang semestinya sehingga saat digunakan nilai baca selalu lebih besar atau lebih kecil dari yang seharusnya sehingga menyumbang apa yang disebut ralat sistematis.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 antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius.

Gambar diatas menunjukkan bentuk dari LM35 tampak depan. 3 pin LM35 menunjukkan 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 derajat celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :

III. METODOLOGIA. Alat dan Bahan1. Sensor LM352. Termometer3. Multimeter4. Elemen pemanas (solder)5. Power supply6. Stopwatch

B. Prosedur Kerja1. Mengambil satu buah sensor LM35, digambar dan dicatat bentuk fisik serta konfigurasi kaki/pin-nya pada lembar data.2. Mengambil salah satu unit power supply dan diatur pada tegangan 6 volt (besarnya tegangan keluaran power supply dicatat).3. Power Supply dimatikan terlebih dahulu dan kabel konektor dipasang sesuai posisi pin LM35 dengan power supply, yaitu:a. Kaki 1 dengan (+) power supplyb. Kaki 2 dengan probe merah multimeter (output)c. Kaki 3 dengan (-) power supply dan probe hitam multimeter4. Meletakkan sensor LM35 dan termometer standar dekat dengan sumber panas (solder). Diukur dan dicatat besar keluaran LM35 dan suhu yang terbaca pada termometer standar sebelum sumber panas dihubungkan ke sumber listrik.5. Menghubungkan sumber panas ke PLN dan mengukur besarnya keluaran LM35 dan suhu yang terbaca pada termometer standar tiap 5 detik selama 3 menit. Mencatat data pengukuran pada lembar data.

IV. HASIL DAN PEMBAHASANA. HasilDiketahui: Vs = 5,6 voltNoWaktu (s)LM35 (mV)Suhu Standar (oC)

1330731

2630631

3930631

41230531

51530731

61830631

72130731

82430631

92730631

103030731

113331031

123631131

133931131

144231031

154530931

164831031

175131131

185431231

195731231

206031431,5

216331431,5

226631631,5

236931331,5

247231731,5

257532332

267832632

278132732

288432632

298732832

309032732

319334432

329634432

339934632

3410235432

3510536232

3610836632

3711136632

3811436732

3911736632

4012036832

4112337432

4212637932

4312937832,5

4413237232,5

4513536932,5

4613836833

4714137833

4814439233

4914739233

5015039133

5115339033

5215638133

5315932533

5416236933

5516536633

5616836833

5717138334

5817428434

5917738034

6018037534

B. PembahasanSensor suhu adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Ada beberapa metode yang digunakan untuk membuat sensor ini, salah satunya dengan cara menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap arus listrik sesuai dengan suhunya.Contoh dari sensor suhu itu sendiri salah satunya adalah sensor suhu LM35, selain itu ada beberapa contoh sensor suhu, diantaranya:1. ThermokopelBerfungsi sebagai sensor suhu rendah dan tinggi, yaitu suhu serendah 300 0F sampai dengan suhu tinggi yang digunakan pada proses industri baja, gelas dan keramik yang lebih dari 3000 0F. Thermokopel dibentuk dari dua buah penghantar yang berbeda jenisnya (besi dan konstantan) dan dililit bersama.Prinsip KerjaJika salah satu bagian pangkal lilitan dipanasi, maka pada kedua ujung penghantar yang lain akan muncul beda potensial (emf). Thermokopel ditemukan oleh Thomas Johan Seebeck tahun 1820. Tegangan keluaran emf (elektro motive force) thermokopel masih sangat rendah, hanya beberapa milivolt. Thermokopel bekerja berdasarkan perbedaan pengukuran. Oleh karena itu jika ukntuk mengukur suhu yang tidak diketahui, terlebih dulu harus diketahui tegangan Vc pada suhu referensi (reference temperature). Bila thermokopel digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi makaa akan muncul tegangan sebesar Vh. Tegangan sesungguhnya adalah selisih antara Vc dan Vh yang disebut net voltage (Vnet).2. ThermistorBerfungsi untuk mengubah suhu menjadi resistansi/hambatan listrik yang berbanding terbalik dengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, semakin kecil resistansi. Thermistor dibentuk dari bahan oksida logam campuran, kromium, kobalt, tembaga, besi atau nikel.

Pemakaian Thermistor didasarkan pada tiga karakteristik dasar, yaitu: Karakteristik R (resistansi) terhadap T (suhu) Karakteristik R (resistansi) terhadap t (waktu) Karakteristik V (tegangan) terhadap I (arus)3. RTD (Resistance Temperature Detectors)Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi resistansi/hambatan listrik yang sebanding dengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, resistansinya semakin besar. RTD terbuat dari sebuah kumparan kawat platinum pada papan pembentuk dari bahan isolator. RTD dapat digunakan sebagai sensor suhu yang mempunyai ketelitian 0,030C dibawah 5000C dan 0,10C diatas 10000C.Prinsip KerjaBila RTD berada pada suhu kamar maka beda potensial jembatan adalah 0 Volt. Keadaan ini disebut keadaan setimbang. Bila suhu RTD berubah maka resistansinya juga berubah sehingga jembatan tidak dalam kondisi setimbang. Hal ini menyebabkan adanya beda potensial antara titik A dan B. Begitu juga yang berlaku pada keluaran penguat diferensial.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.IC LM35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear berpadanan dengan 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.

Gb. Skematik Rangkaian Sensor Suhu LM35Gb. Sensor Suhu LM35

Gambar diatas kanan adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ. Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad Celcius. Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajat Celcius.Adapun karakteristik sensor LM35 adalah sebagai berikut:1) Memiliki sensitivitas suhu dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/oC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celsius.2) Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5 oC pada suhu 25 oC.3) Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 oC sampai +150 oC4) Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt5) Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 A6) Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 oC pada udara diam.7) Memiliki impedansi keluaran yang rendah, yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.8) Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar oC

Tentunya dalam pengukuran, tegangan yang dihasilkan akan berbeda beda, ditunjukkan dalam grafik berikut:

Dari grafik di atas dapat disimpulkan bahwa tegangan keluaran dari sensor LM35 berubah seiring dengan perubahan suhu pada termometer standar yang digunakan pada praktikum ini yaitu termometer alkohol. Terdapat beberapa titik yang kurang sesuai dengan teori dari referensi karena kesalahan dalam pengukuran. Didapat pula untuk nilai persamaan linearnya yaitu y = 25,369 471,6.Menurut ISO/IEC Guide 17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM), Kalibrasi adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu.Dengan kata lain, Kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu telusur (traceable) ke standar nasional maupun internasional untuk satuan ukuran dan/atau internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi.

V. KESIMPULAN DAN SARANA. KesimpulanBerdasarkan hasil praktikum yang kami lakukan, dapat disimpulkan bahwa:1. Karakteristik dari sensor suhu LM35 diantaranya Memiliki sensitivitas suhu dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ oC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celsius. Selain itu emiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5 oC pada suhu 25 oC, dan memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 oC sampai +150 oC.2. Berdasarkan grafik data hasil kalibrasi, didapatkan untuk persamaan linearnya adalah y = 25,369 471,6.

B. SaranPada praktikum acara 1 ini terkendala masalah fasilitas, jumlah sensor suhu LM35 hanya 1 buah sehingga harus memakai bergantian, cukup memakan waktu yang lama. Alangkah baiknya kalau sensor ditambah lagi agar lebih efisiensi waktu dan juga asisten lebih mudah dalam menjelaskannya dari kelompok ke kelompok.

DAFTAR PUSTAKAAnonim. 2011. Multimeter. http://id.wikipedia.org/wiki/Multimeter. diakses pada tanggal 1 Juli 2013.

Anonim. 2008. LM35 Sebagai SensorSuhu. http://elektrokita.blogspot.com/2008/11/lm35-sebagai-sensorsuhu.html.Diakses tanggal 29 Juni 2013.

Ardiyanto. 2009. Sensor suhu LM35DZ. http://shatomedia.com/2008/12/sensor-suhu-lm35/. Diakses pada tanggal 1 Juli 2013.

Candra Robby. 2006. Alat Pemantau Suhu Ruangan Melalui Web Berbasiskan Mikrokontroler. Jurusan Sistem Komputer. Universitas Gunadarma.

Herlambang. 2010. Pengertian Sensor (online)http://nubielab.com/elektronika/analog/pengertian-sensor. diakses tanggal 1 Juli 2013.

LAMPIRAN

LAPORAN PRAKTIKUMINSTRUMENTASIPENGARUH KELUARAN SUPPLY TERHADAP KELUARAN LM35

Oleh: Rizki HardiA1H011010

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2013I. PENDAHULUANA. Latar BelakangSensor 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.LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal. LM35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperatur ruang. Bagaimana pengaruh tegangan supply terhadap keluaran LM35 akan dibahas dalam praktikum kali ini.

B. TujuanTujuan dilaksanakannya praktikum kali ini adalah:1. Mengetahui pengaruh tegangan supply terhadap keluaran LM352. Mengetahui range tegangan supply (Vs) pada LM35

II. TINJAUAN PUSTAKASensor 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 (Imas F P. 2009).Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran elektris tegangan. Sensor ini memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1C tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5 V pada suhu 150C.Pada perancangan kita tentukan keluaran ADC mencapai full scale pada saat suhu 100C, sehingga saat suhu 100C tegangan keluaran transduser (10mV/C x 100C) = 1 V.Dari pengukuran secara langsung saat suhu ruang, keluaran LM35 adalah 0.3V (300mV ). Tegangan ini diolah dengan menggunakan rangkaian pengkondisi sinyal agar sesuai dengan tahapan masukan ADC.Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100C setara 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 mudah (Anonim, 2011).Self-heating adalah efek pemanasan oleh komponen itu sendiri akibat adanya arus yang bekerja melewatinya. Untuk komponen sensor suhu, parameter ini harus dipertimbangkan dan diupakara atau di-handle dengan baik karena hal ini dapat menyebabkan kesalahan pengukuran. Seperti sensor suhu jenis RTD PT100 atau PT1000 misalnya, komponen ini tidak boleh dieksitasi oleh arus melebihi 1 miliampere, jika melebihi, maka sensor akan mengalami self-heating yang menyebabkan hasil pengukuran senantiasa lebih tinggi dibandingkan suhu yang sebenarnya.

Gambar LM 35 basic temperature sensorPower dari power supply dibagi dengan beberapa connector yang membagi antara 12V, 5V dan3.3Volt. Cara termudah adalah memeriksa output power ketika power sedang bekerja. Cara memeriksa power supply mengunakan multimeter, yaitu:Pada format power supply masih dibagi antara beberapa form factor. Standard power supply ATX dan BTX tetap mengunakan 3 bagian voltage seperti yang dikemukakan diatas. Versi ATX saat ini sudah memiliki versi 1.3 dimana terdapat tambahan power SATA untuk perangkat terbaru seperti SATA harddisk. Sedangkan form factor terbaru adalah BTX yang merubah pemakaian AUX dan menambahkan pin main power dari 20pin menjadi 24 pin. Tetapi dasarnya tetap sama dimana 12V, 5V dan 3.3V adalah voltage yang digunakan pada output voltage power.

III. METODOLOGIA. Alat dan Bahan1. Sensor LM352. Termometer3. Multimeter4. Elemen pemanas (solder)5. Variabel Power Supply6. Stopwatch7. Project board.B. Prosedur KerjaLangkah kerja yang dilakukan dalam praktikum kali ini adalah sebagai berikut:1. Mengambil satu buah sensor suhu LM35.2. Mengambil satu unit power supply dan mengatur pada tegangan 3 volt (besarnya tegangan keluaran power supply dicatat).3. Mematikan dulu power supply dan memasang kabel konektor sesuai posisi pin LM35 dengan power supply, yaitu : Kaki 1 dengan (+) power supply Kaki 2 dengan probe merah multimeter (output) Kaki 3 dengan (-) power supply dan probe hitam multimeter4. Meletakkan LM35 dan termometer standar dekat dengan sumber panas (solder). Mengukur dan mencatat besarnya keluaran LM35 dan suhu yang terbaca pada termometer standar sebelum sumber panas dihubungkan ke PLN.5. Menghubungkan sumber panas ke PLN dan mengukur besarnya keluaran Lm35 dan suhu yang terbaca pada termometer standar tiap 5 detik selama 2 menit. Mencatat data pengukurannya pada lembar data.

IV. HASIL DAN PEMBAHASANA. HasilData pengukurana. Tegangan supply setting 5,6 voltNoWaktu (s)Keluaran LM35 (mv)Suhu standar (C)

1530831

21030731

31530731

42030631

52530731

63030931,5

73530931,5

84031632

94532032

105032132

115532332

126032332

136531532

147032832

157531633

168031533

178531733

189032433

199532033

2010031833,5

2110531933,5

2211032134

2311532534

2412032534,5

2512532635

2613032935

2713532936

2814032736,5

2914533537

3015033537,5

3115535638

3216033939,5

3316534140

3417034040

3517533941

3618034042

b. Tegangan supply setting 7,6 volt NoWaktu (s)Keluaran LM35(mv)Suhu standar (C)

1531333

21031433

31531333

42031234

52531034

63030934

73530934

84031034

94530934

105031034

115530934

126031334,5

136531234,5

147031135

157531135

168031235

178531735

189031435,5

199531335,5

2010031735,5

2110532036

2211031836

2311532036

2412031837

2512532137,5

2613031937,5

2713532037,5

2814032537,5

2914532537,5

3015032837,5

3115533138

3216032838

3316532738

3417032838

3517532738

3618032538,5

c. Tegangan supply setting 11.6 volt

NoWaktu (s)Keluaran LM35(mv)Suhu standar (C)

1531933

21031833

31531333

42031033

52530833

63030733

73530733

84030733

94530633

105030833

115531533

126031333

136530834

147030734

157530734

168030734

178530834

189030934

199530834

2010030834

2110530934

2211031034

2311530934

2412031034

2512530934

2613031135

2713531036

2814031037

2914531037

3015031137

3115531337

3216031437

3316531537

3417031637

3517531636

3618031637

B. PembahasanPraktikum instrumentasi kali ini berjudul pengaruh tegangan supply terhadap keluaran LM35. Praktikum ini, diadakan bersamaan dengan prektikum pada acara 1 dengan menggunakan alat-alat yang sama yaitu sensor suhu LM35, termometer standar, multimeter, elemen pemanas (solder), power supply, stopwatch dan project board. Dibawah ini penjelasan mengenai alat praktikum yaitu :1. Sensor Suhu LM35Sensor suhu LM35 merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran elektris tegangan. Sensor suhu LM35 memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1C tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5 V pada suhu 150C. Misalnya pada perancangan menggunakan sensor suhu LM35 kita tentukan keluaran adc mencapai full scale pada saat suhu 100C, sehingga saat suhu 100C tegangan keluaran transduser (10mV/C x 100C) = 1V.Bentuk Fisik sensor Suhu LM35

Meskipun tegangan sensor suhu LM35 ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 A hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 C pada suhu 25 C .2. Termometer StandarTermometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur), ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja termometer ada bermacam-macam, yang paling umum digunakan adalah termometer air raksa. Ada bermacam-macam termometer menurut cara kerjanya yaitu termometer raksa, termokopel, termometer inframerah, termometer galileo, termistor, termometer bimetal mekanik, sensor suhu bandgap silikon, merkuri termo dan termometer alkohol.Alat ini terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan Merkuri di ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran, pipa ini dibuat sedemikian rupa sehingga hampa udara. Jika temperatur meningkat, Merkuri akan mengembang naik ke arah atas pipa dan memberikan petunjuk tentang suhu di sekitar alat ukur sesuai dengan skala yang telah ditentukan. Skala suhu yang paling banyak dipakai di seluruh dunia adalah Skala Celcius dengan poin 0 untuk titik beku dan poin 100 untuk titik didih.3. MultimeterMultimeter adalah alat pengukur listrik yang sering dikenal sebagai VOM (Volt/Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (ohm-meter), maupun arus (amper-meter). Ada dua kategori multimeter: multimeter digital atau DMM (digital multi-meter)(untuk yang baru dan lebih akurat hasil pengukurannya), dan multimeter analog. Masing-masing kategori dapat mengukur listrik AC, maupun listrik DC. Pengukuran Resistansi Pada Multimeter yaitu : Memutar saklar pemilih pada posisi Ohm. Selanjutnya memutar saklar pemilih sekaligus mementukan batas ukur yang dipakai. Untuk mengetes kabel misalnya gunakan batas ukur x1. Untuk mengukur resistor yang tidak diketahui nilainya gunakan batas ukur yang paling besar. Jika nantinya setelah diukur jarum penunjuk hanya bergerak sedikit ke kiri, maka saklar putar dapat ke batas ukur yang lebih kecil lagi. Menghubung singkatkan kabel hitam dan merah pada multimeter. Mengatur pengatur nol sehingga jarum penunjuk berada pada tepat nol sebelah kanan skala. Menghubungkan kabel hitam dan merah secara bebas ke komponen yang akan ditest. Melihat skala apakah jarum bergerak atau tidak. Jika skala perlu dibaca untuk mengetahui resistansi maka bacalah skalanya. 4. Elemen pemanas (solder)Solder merupakan alat bantu dalam merakit atau membongkar rangkaian elektronika pada rangkaian yang terdapat pada papan pcb. Solder merupakan alat elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi panas. Solder banyak jenis dan beragam bentuknya, pada umumnya berbentuk seperti pistol, dan lurus dengan mata solder di ujung yang berbentuk lancip, dan dilengkapi tombol pengatur suhu ukuran tinggi rendahnya panas yang dihasilkan.Solder merupakan salah-satu perkakas yang utama bagi teknisi, solder berguna untuk memanaskan logam dan melelehkan timah solder. Penyolderan merupakan proses penyambungan dua logam dengan menggunakan logam campuran yang disebut timah solder, secara umum solder dapat dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu (1) solder dengan pemanas gas (2) solder Listrik. Tetapi disini hanya akan dibahas solder listrik saja, sedangkan solder dengan pemanas gas tidak. Solder listrik (selanjutnya disebut solder saja) terdiri atas 3 komponen utama, yaitu (1) Elemen pemanas, (2) Besi solder, dan (3) Gagang.5. Power supplyPower supply adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk memasok daya ke komponen lain pada perangakat elektronika. Semua komponen elektronika yang ada dalam suatu perangkat elektronika akan memperoleh pasokan daya dari power supply tersebut. Power supply sangat mempunyai peranan yang sangat penting dalam suatu perangkat elektronika. Oleh karena itu, tanpa power supply, maka suatu perangkat elektronika tidak akan dapat bekerja. Adapun tegangan yang umum disediakan oleh power supply adalah +5V, +12V, -5V, -12V. 6. StopwatchStopwacth adalah alat yang digunakan untuk mengukur waktu dalam bentuk digital. Pada praktikum instrumentasi stopwatch digunakan untuk mengukur keluaran pada LM35 dan suhu yang terbaca pada termometer standar tiap 5 detik selama 3 menit pada kalibrasi rangkaian LM35.7. Project BoardProject board merupakan papan yang digunakan untuk membuat rangkaian listrik, pada praktikum kali ini kami menggunakan project board untuk memudahkan melakukan pengukuran (kalibrasi).Pada format power supply masih dibagi antara beberapa form factor. Standard power supply ATX dan BTX tetap mengunakan 3 bagian voltage seperti yang dikemukakan. Versi ATX saat ini sudah memiliki versi 1.3 dimana terdapat tambahan power SATA untuk perangkat terbaru seperti SATA harddisk. Sedangkan form factor terbaru adalah BTX yang merubah pemakaian AUX dan menambahkan pin main power dari 20 pin menjadi 24 pin. Tetapi dasarnya tetap sama dimana 12V, 5V dan 3.3V adalah voltage yang digunakan pada output voltage power.Pemberian tegangan supply yang berbeda pastinya juga akan memberikan pengaruh yang berbeda pula pada keluaran sensor LM35. Semakin tinggi tegangan yang diberikan power supply, maka semakin cepat dan besar pula kenaikan tegangan keluaran yang dihasilkan oleh sensor LM35. Namun ada sedikit kejanggalan dalam pengukurannya, ada beberapa data yang seharusnya naik namun malah turun. Menurut saya hal ini diakibatkan dari posisi solder yang tidak konsisten (terkadang jaraknya terlalu jauh, terlalu dekat atau sedang), hasilnya pada detik tertentu terjadi penurunan nilai keluarannya.Jika dibuat grafik persamaan yang berhubungan antara tegangan keluaran dari power supply dan tegangan keluaran sensor terhadap suhu, sebagai berikut:Untuk Vs = 5,6 volt

Untuk Vs = 7,6 volt

Dan untuk Vs = 11,6 volt

Didapat pula untuk persamaan linear masing-masing grafik. Untuk Vs = 5,6 volt didapatkan persamaan y = 0,2343x - 41,443. Vs = 7,6 volt didapatkan persamaan y = 0,228x - 36,613 dan untuk Vs = 11,6 volt didapatkan persamaan linearnya yaitu y = 0,154x - 13,36

V. KESIMPULAN DAN SARANA. KesimpulanSetelah melakukan praktikum acara kali ini, dapat disimpulkan:1. Pemberian tegangan yang berbeda pada LM35 memberikan sedikit pengaruh yang cukup signifikan.1. Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengkonversi besaran panas yang ditangkap menjadi besaran tegangan.1. Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengkonversi besaran panas yang ditangkap menjadi besaran tegangan.

B. SaranSaran untuk praktikum kali ini yaitu untuk lebih dijelaskan lagi penjelasan dari asisten agar tidak membingungkan praktikan.

DAFTAR PUSTAKAAnonim. 2008. LM35 Sebagai Sensor Suhu.http://elektrokita.blogspot.com/2008/11/lm35-sebagai-sensor-suhu.html.Diakses tanggal 30 Juni 2013.

Anonim. 2011. Multimeter. http://id.wikipedia.org/wiki/Multimeter. diakses pada tanggal 30 Juni 2013.

Anonim. 2007. Sensor Suhu Lm35. Dalam www.shatomedia.com. Diakses tanggal 1 Juli 2013.

Candra Robby. 2006. Alat Pemantau Suhu Ruangan Melalui Web Berbasiskan Mikrokontroler. Jurusan Sistem Komputer. Universitas Gunadarma

Hayt, Wiliam. 1998. Rangkaian Listrik. Erlangga, Jakarta.

LAMPIRAN

LAPORAN PRAKTIKUMINSTRUMENTASI

PENGUKURAN INTENSITAS CAHAYA MENGGUNAKAN SENSOR LDR DAN PENGARUH PEMBERIAN FILTER

Oleh:Rizki HardiNIM A1H011010

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2013I. PENDAHULUANA. Latar BelakangSensor cahaya adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik.Prinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energi dari foton menjadi elektron. Idealnya satu foton dapat membangkitkan satu elektron.Sensor cahaya sangat luas penggunaanya,salah satu yang paling populer adalah kamera digital. Pada saat ini sudah ada alat yang digunakan untuk mengukur cahaya yang mempunyai satu buah foton saja. Sebuah light dependent resistor atau biasa disingkat LDR, terdiri dari sebuah piringan bahan semikonduktor dengan dua buah elektroda pada permukaannya. Secara fungsinya, LDR merupakan jenis resistor yang nilainya dipengaruhi oleh cahaya.Pada praktikum acara kali ini akan mencoba melakukan pengukuran intensitas cahaya pada sensor LDR serta pengaruh pemberian filter.

B. TujuanTujuan dilaksanakannya praktikum kali ini adalah:1. Mengetahui keluaran LDR terhadap intensitas cahaya2. Mengetahui karakteristik LDR3. Mengetahui pengaruh filter warna pada keluaran LDR

II. TINJAUAN PUSTAKASebuah photoresistor atau resistor bergantung cahaya (LDR) adalah resistor yang resistensi menurun seiring dengan meningkatnya intensitas cahaya insiden. Hal ini juga dapat disebut sebagai sebuah fotokonduktor. Photoresistor adalah terbuat dari resistensi yang tinggi semikonduktor. Jika cahaya yang jatuh pada perangkat yang cukup tinggi frekuensi , foton diserap oleh semikonduktor memberikan terikat elektron energi yang cukup untuk melompat ke pita konduksi . Elektron bebas yang dihasilkan (dan lubang mitra) listrik melakukan, dengan demikian menurunkan resistensi . Perangkat fotoelektrik dapat berupa intrinsik atau ekstrinsik. Sebuah semikonduktor intrinsik memiliki sendiri biaya operator dan bukan merupakan semikonduktor efisien, misalnya silikon. Dalam perangkat intrinsik hanya elektron yang tersedia berada di pita valensi , dan karenanya foton harus memiliki energi yang cukup untuk merangsang elektron di seluruh celah pita. Perangkat ekstrinsik memiliki kotoran, juga disebut dopan , tambah energi yang tanah negara adalah lebih dekat dengan pita konduksi, karena elektron tidak perlu sejauh melompat, foton energi yang lebih rendah (yaitu, panjang gelombang yang lebih panjang dan frekuensi yang lebih rendah) yang cukup untuk memicu perangkat . Jika sampel silikon memiliki beberapa atom yang diganti dengan atom fosfor (kotoran), akan ada elektron ekstra tersedia untuk konduksi. Ini adalah contoh dari semikonduktor ekstrinsik.Resistor peka cahaya (Light Dependent Resistor/LDR) memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik listriknya berubah-ubah sesuai dengan cahaya yang diterima. Bahan yang digunakan adalah Kadmium Sulfida (CdS) dan Kadmium Selenida (CdSe). Bahan-bahan ini paling sensitif terhadap cahaya dalam spektrum tampak, dengan puncaknya sekitar 0,6 m untuk CdS dan 0,75 m untuk CdSe. Sebuah LDR CdS yang typikal memiliki resistansi sekitar 1 M dalam kondisi gelap gulita dan kurang dari 1 K ketika ditempatkan dibawah sumber cahaya terang (Mike Tooley, 2003). Dibawah ini adalah simbol LDR :

LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral:1. Laju RecoveryBila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu kedalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuaran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K /detik, untuk LDR type arus harganya lebih besar dari 200 K /detik (selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.2. Respon SpektralLDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja, emas, dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar baik.

III. METODOLOGIA. Alat dan Bahan1. LDR2. Lux Meter3. Project Board4. Kabel Penghubung5. Sumber cahaya6. Filter warna: merah, hijau biru.B. Prosedur KerjaPercobaan 11. Ambil satu buah komponen LDR dan letakkan pada project board.2. Ambil lux meter.3. Ukur nilai resistansi LDR pada kondisi :a) Diluar ruangan (terkena sinar matahari langsung)b) Didalam ruangan, danc) Kondisi LDR tertutup4. Lakukan percobaan 2 sebanyak 3 kali ulangan. Catat hasil pengukuran pada lembar data.Kondisi LDRUlanganResistansi LDRFlux

Luar ruanagnUlangan 1

Ulangan 2

Ulangan 3

Dalam ruanganUlangan 1

Ulangan 2

Ulangan 3

TertutupUlangan 1

Ulangan 2

Ulangan 3

Percobaan 21. Ambil beberapa filter warna yang tersedia.2. Letakkan salah satu filter diantara sumber cahaya dan LDR.3. Ukur nilai resistansi LDR pda kondisi :a) Diluar ruangan (terkena sinar matahari langsung)b) Didalam ruangan, danc) Kondisi LDR tertutup4. Lakukan percobaan sebanyak 3 kali ulangan. Catat hasil pengukuran pada lembar data.

IV. HASIL DAN PEMBAHASANA. HasilPercobaan 1: Tanpa FilterKondisi LDRPengulanganResistansi LDR ()Flux

Luar RuanganUlangan 11563810

Ulangan 21403810

Ulangan 31393810

Dalam RuanganUlangan 1109085

Ulangan 290085

Ulangan 3115085

TertutupUlangan 14800000

Ulangan 27550000

Ulangan 33870000

Percobaan 2: Dengan FilterKondisi LDRPengulanganResistansi LDR ()Flux

BiruMerahHijauBiruMerahHijau

Luar RuanganUlangan 10,2540,2720,317801072822

Ulangan 20,2580,2380,3227801072822

Ulangan 30,2550,2390,3247801072822

Dalam RuanganUlangan 13,012,432,9621,5322,7529,82

Ulangan 22,812,322,9121,5322,7529,82

Ulangan 33,212,283,421,5322,7529,82

TertutupUlangan 115452164000

Ulangan 222456126000

Ulangan 315752119000

B. PembahasanSensor cahaya adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Prinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energi dari foton menjadi elektron.Sensor cahaya berfungsi untuk mengubah intensitas sinar/ cahaya menjadi konduktivitas/ arus litrik. Jenis-jenis sensor cahaya antara lain: 1. Fotovoltaic (Solar Cell/Fotocell)Berfungsi untuk mengubah sinar matahari menjadi arus listrik DC. Tegangan yang dihasilkan sebanding dengan intensitas cahaya yang mengenai permukaan solar cell. Semakin kuat sinar matahari tegangan dan arus listrik DC yang dihasilkan semakin besar.

Gambar 1. Simbol Solar Cell:

Bahan pembuat solar cell adalah silicon, cadmium sullphide, gallium arsenide dan selenium.

Gambar 2. Penampang solar cell :Depletion layer adalah pertemuan antara substrat tipe P dan subtrat tipe N. Prinsip kerja: Bila cahaya jatuh pada solar cell, depletion layer akan berkurang dan elektron berpindah melalui hubungan pn. Besarnya arus yang mengalir sebanding dengan perpindahan elektron yang ditentukan intensitas cahayanya.2. FotoconductivBerfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi perubahan konduktivitas. Kebanyakan komponen ini erbuat dari bahan cadmium selenoide atau cadmium sulfide. Tipe-tipe Fotoconductiv:a. FotodiodeBerfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduktivitas dioda. Fotodiode sejenis dengan dioda pada umummya, perbedaannya pada fotodiode ini adalah dipasangnya sebuah lensa pemfokus sinar untuk memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan pn.

Gambar 3. Simbol fotodiodaPrinsip kerja : Energi pancaran cahaya yang jatuh pada pertemuan pn menyebabkan sebuah elektron berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron berpindah ke luar dari valensi band meninggalkan hole sehingga membangkitkan pasangan elektron bebas dan hole.b. FototransistorBerfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduktivitas transistor. Fototransistor sejenis dengan transistor pada umummya. Bedaannya, pada fototransistor dipasang sebuah lensa pemfokus sinar pada kaki basis untuk memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan pn. Simbol Fototransistor :

Gambar 4. Simbol fototransistorc. LDR (Light Dependent Resistor)Berfungsi untuk mengubah itensitas cahaya menjadi hambatan listrik. Semakin banyak cahaya yang mengenai permukaan LDR hambatan listrik semakin besar. Simbol LDR :

Gambar 5. Simbol LDR

Berikut adalah gambar rangkaian LDR sebagai sensor cahaya:

Gambar 6. Rangkaian LDRPada praktikum kali ini, alat-alat yang digunakan diantaranya LDR (Light Dependent Resistor), lux meter, project board, kabel penghubung, multimeter (ohm meter), seumber cahaya. Di bawah ini akan dibahas menegnai komponen-komponen apa saja yang digunakan.1. LDR (Light Dependent Resistor)LDR singkatan dari Light Dependent Resistor adalah resistor yang nilai resistansinya berubah-ubah karena adanya intensitas cahaya yang diserap. LDR juga merupakan resistor yang mempunyai koefisien temperature negative, dimana resistansinya dipengaruhi oleh intrensitas cahaya. LDR dibentuk dari cadium Sulfied (CDS) yang mana CDS dihasilkan dari serbuk keramik. Secara umum, CDS disebut juga peralatan photo conductive, selama konduktivitas atau resistansi dari CDS bervariasi terhadap intensitas cahaya. Jika intensitas cahaya yang diterima tinggi maka hambatan juga akan tinggi yang mengakibatkan tengangan yang keluar juga akan tinggi begitu juga sebaliknya disinilah mekanisme proses perubahan cahaya menjadi listrik terjadi.CDS tidak mempunyai sensitivitas yang sama pada tiap panjang gelombang dari ultraviolet sampai dengan infra merah. Hal tersebut dinamakan karakteristik respon spectrum dan diberikan oleh pabrik. CDS banyak digunakan dalam perencanaan rangkaian bolak-balik (AC) dibandingkan denagn photo transistor dan photo dioda.2. Lux meterLux meter untuk mengukur kecerahan dalam lux, fc atau cd / m. Beberapa meter lux dilengkapi dengan memori internal atau data logger untuk mencatat hasil pengukuran. Hasil pengukuran intensitas cahaya dengan lux meter ini penting di tempat kerja dimana dibutuhkan pelindung layar. Teknik pengukuran kondisi lingkungan, dimana pengukuran cahaya berada, juga menempati posisi utama dalam skala penting. Lux meter dengan penebang data sangat dihargai terutama karena koreksi cosinus lux meter tersebut dari sudut cahaya insiden.Pembahasan yang lain mengenai lux meter adalah bahwa luxmeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur kuat penerangan (tingkat penerangan) pada suatu area atau daerah tertentu. Alat ini didalam memperlihatkan hasil pengukurannya menggunakan format digital. Alat ini terdiri dari rangka, sebuah sensor dengan sel foto dan layar panel. Sensor tersebut diletakan pada sumber cahaya yang akan diukur intenstasnya. Cahaya akan menyinari sel foto sebagai energi yang diteruskan oleh sel foto menjadi arus listrik. Makin banyak cahaya yang diserap oleh sel, arus yang dihasilkan pun semakin besar.Bagian-bagian Lux meter : Fungsi bagian- bagian alat ukur : Layar panel : Menampilkan hasil pengukuran Tombol Off/On : Sebagai tombol untuk menyalakan atau mematikan alat Tombol Range : Tombol kisaran ukuran Zero Adjust VR : Sebagai pengkalibrasi alat (bila terjadi error) Sensor cahaya : Alat untuk mengkoreksi/mengukur cahaya. 3. Breadboard atu project boardBread board atau project board adalah susunan kartu (papan) tipis yang terbuat dari fiberglass atau plastik dengan banyak lubang kecil, dan digunakan dengan menghubungkan sejumlah chip dan komponen elektronika lainnya. Cara penggunaan papan ini sangatlah sederhana dan praktis. Dengan menggunakan papan rangkaian ini, kita dapat dengan mudah memasang, merubah, dan memperbaiki suatu rangkaian yang dianggap belum sempurna atau mengalami salah hubung, sehingga kesalahan fatal tidak terjadi. Dengan menggunakan project board, kita dapat memasang komponen elektronika tidak permanen.4. Kabel penghubungKabel penghubung merupakan kabel-kabel yang digunakan untuk menghubungkan rangkaian elektronika yang berfungsi agar pengukuran intensitas cahaya dapat dilakukan dengan benar.5. Multi meterMultimeter adalah alat pengukur listrik yang sering dikenal sebagai VOM (Volt/Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (ohm-meter), maupun arus (amper-meter). Ada dua kategori multimeter: multimeter digital atau DMM (digital multi-meter)(untuk yang baru dan lebih akurat hasil pengukurannya), dan multimeter analog. Masing-masing kategori dapat mengukur listrik AC, maupun listrik DC. Fungsi Dasar Multimeter : Amperemeter DC Voltmeter DC Voltmeter AC OhmmeterPengukuran Resistansi Pada Multimeter yaitu : Memutar saklar pemilih pada posisi Ohm. Selanjutnya memutar saklar pemilih sekaligus mementukan batas ukur yang dipakai. Untuk mengetes kabel misalnya gunakan batas ukur x1. Untuk mengukur resistor yang tidak diketahui nilainya gunakan batas ukur yang paling besar. Jika nantinya setelah diukur jarum penunjuk hanya bergerak sedikit ke kiri, maka saklar putar dapat ke batas ukur yang lebih kecil lagi. Menghubung singkatkan kabel hitam dan merah pada multimeter. Mengatur pengatur nol sehingga jarum penunjuk berada pada tepat nol sebelah kanan skala. Menghubungkan kabel hitam dan merah secara bebas ke komponen yang akan ditest. Melihat skala apakah jarum bergerak atau tidak. Jika skala perlu dibaca untuk mengetahui resistansi maka bacalah skalanya. 6. Sumber CahayaSumber cahaya di sini adalah saat LDR terkena sinar matahari atau di luar ruangan, di dalam ruangan, ataupun saat LDR dalam keadaan tertutup.7. Filter WarnaPenggunaan filter warna pada dasarnya untuk menguji apakah ada pengaruhnya ketika LDR ditutupi oleh filter warna.Karakteristik keluaran LDR melalui plot grafik hubungan antara intensitas cahaya dengan keluaran LDR yaitu :1. Resistor peka cahaya (Light Dependent Resistor/LDR) memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik listriknya berubah-ubah sesuai dengan cahaya yang diterima.2. Laju RecoveryBila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu kedalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Laju recovery merupakan suatu ukuaran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu.3. Respon SpektralLDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna).Nilai hambatannya dipengaruhi oleh juga cahaya yang diterima olehnya. Jika intensitas cahaya yang diterima tinggi maka hambatan juga akan tinggi yang mengakibatkan tegangan yang keluar akan tinggi begitu juga sebaliknya disinilah mekanisme proses perubahan cahaya menjadi listrik terjadi.Digambarkan dalam grafik sebagai berikut:

Grafik pada kondisi tanpa filter:

Grafik dengan kondisi menggunakan filter:Filter Merah

Filter Hijau

Filter Biru

Pengaruh penggunaan filter terlihat terutama pada saat pengukuran nilai resistansi. Semakin gelap warna filter, maka semakin besar nilai resistansi yang didapatkan. Ini disebabkan karena semakin gelap warna filter maka semakin sulit cahaya untuk menembus filter tersebut.

V. KESIMPULAN DAN SARANA. KesimpulanBerdasarkan dari hasil praktikum yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan:1. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral.2. Semakin gelap/sedikit cahaya yang ditangkap oleh LDR, maka semakin besar pula nilai resistansinya dan semakin rendah nilai fluxnya3. Pemberian filter warna dalam praktikum kali ini berpengaruh terhadap intensitas cahaya yang dapat ditangkap oleh LDR.

B. SaranSaran untuk praktikum kali ini yaitu untuk alat seperti Lux meter alangkah baiknya ditambah, guna lebih memahami fungsi dari lux meter sendiri dan praktikan dapat memakainya dengan prosedur yang tepat.

DAFTAR PUSTAKAAbisabrina. 2010. Cara Menggunakan Multimeter. http://abisabrina.wordpress.com/2010/07/30/cara-menggunakan-multimeter/. Diakses tanggal 2 Juli 2013.

Anonim. 2008. LDR Sebagai Sensor cahaya.http://elektrokita.blogspot.com/2008/11/ldr-sebagai-sensor-cahaya.html. Diakses tanggal 30 Juni 2013.

Anonim. 2007. Sensor Cahaya. Dalam www.shatomedia.com.Diakses tanggal 30 Juni 2013Effendi, Rony Bachtiar. 2011. Aplikasi Keamanan Ruangan Menggunakan SensorLdr Dan Sms Gateway. Yogyakarta: Sekolah Tinggi Manajemen Informasi dan Komputer.Hayt, Wiliam. 1998. Rangkaian Listrik. Erlangga, Jakarta.

Lister. 1998. Mesin dan Pengkajian Listrik. Erlangga, Jakarta.

Morris, Alan S. 2001. Measurement And Instrumentation Principles. Butterworth Heinemann.Isbn 0-7506-5081-8

LAMPIRAN

Tanpa Filter

Dengan Filter

LAPORAN PRAKTIKUMINSTRUMENTASI

PENGKONDISI RANGKAIAN LDR MENGGUNAKAN PEMBAGI TEGANGAN DAN JEMBATAN WHEATSTONE

Oleh:Rizki HardiNIM A1H011010

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO2013I. PENDAHULUANA. Latar BelakangSensor cahaya adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Prinsip kerja dari alat ini adah mengubah energi dari foton menjadi electron. Idealnya satu foton dapat membangkitkan satu electron. Sensor cahaya sangat luas penggunaannya, salah satu yang paling popular adalah kamera digital. Pada saat ini sudah ada alat yang digunakan mengukur cahaya mempunyai 1 buah foton saja.Pratikum pengukuran intensitas cahaya menggunakan LDR kali ini dengan tujuan mendapat pembelajaran mandiri mengenai rangkaian elektronika Rangkaian sensor cahaya ini menggunakan aplikasi LDR sebagai sensornya. LDR bekerja saat keadaan gelap dan berhenti saat keadaan terang. Penggunaan berbagai macam sensor bias kita atur sesuai dengan keperluan.

B. TujuanTujuan dilaksanakannya praktikum kali ini adalah:1. Mengetahui rangkaian pembagi tegangan untuk sensor LDR2. Mengetahui hubungan antara luaran pembagi tegangan LDR

II. TINJAUAN PUSTAKA

LDR (Light Dependent Resistance) merupakan resistor yang dapat berubah - ubah nilai resistansinya jika permukaannya terkena cahaya. Kondisinya ialah jika terkena cahaya nilai resistansinya kecil, sedangkan jika tidak terkena cahaya (kondisi gelap) maka nilai resistansinya besar.

Simbol LDR

Jenis resistor ini perubahan nilainya tergantung pada banyaknya cahaya yang mengenai dirinya. Banyak sekali tipe dari komponen ini tergantung pada sensitivitas cahaya, ukuran, nilai hambatan, dll. Pada gambar dibawah menunjukkan salah satu bentuk contoh LDR. LDR ada yang berbahan dasar CDS (Cadmium Sulfide Photocell). CDS ini mempunyai diameter 8 mm, tinggi 4 mm, dengan bentuk silinder. Pada kondisi ruangan yang terang nilai hambatannya adalah 200 ohm, sedangkan saat kondisi ruangan nilai hambatannya 2 M ohm.Resistor tergantung cahaya, LDR, dikenal dengan banyak nama termasuk photoresistor itu, resistor foto, fotokonduktor, sel fotokonduktif, atau hanya fotosel tersebut. Ini mungkin adalah fotosel istilah yang paling banyak digunakan dalam lembar data dan instruksi untuk peralatan rumah tangga.Resistor foto, atau resistor bergantung cahaya, LDR, menemukan banyak menggunakan foto sebagai elemen biaya rendah sensitif dan digunakan selama bertahun-tahun dalam meter cahaya fotografi sebagai aplikasi lain juga di seperti api, asap dan detektor pencuri, pembaca kartu dan pencahayaan kontrol untuk lampu jalan. Seringkali dalam literatur photoresistor ini disebut fotosel sebagai istilah yang lebih umum.Fotokonduktivitas - mekanisme di balik photoresistor tersebut - hasil dari generasi operator selular saat foton diserap oleh bahan semikonduktor yang digunakan untuk fotokonduktor tersebut. Sedangkan berbagai jenis bahan yang digunakan untuk resistor bergantung cahaya semikonduktor, ketika digunakan sebagai resistor-foto, mereka digunakan hanya sebagai elemen resistif dan tidak ada sambungan PN. Dengan demikian perangkat adalah murni pasif.Ada dua jenis photoresistor fotokonduktor dan karenanya: * Intrinsik: Jenis photoresistor menggunakan bahan fotokonduktif yang melibatkan eksitasi biaya operator dari pita valensi ke pita konduksi. * Ekstrinsik: Jenis photoresistor menggunakan bahan fotokonduktif yang melibatkan eksitasi operator biaya antara kotoran dan pita valensi atau pita konduksi. Hal ini membutuhkan dopan pengotor dangkal yang tidak terionisasi di hadapan cahaya. Photoresistors Extrinisc atau photocells umumnya dirancang untuk radiasi gelombang panjang - sering infra-merah, tapi untuk menghindari generasi termal mereka harus dioperasikan pada suhu rendah.

Bentuk Fisik LDR

Jembatan Wheatstone adalah rangkaian yang terdiri dari empat buah hambatan seperti pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.3 rangkaian jembatan Wheatstone

R1 , R2 dan R3 merupakan hambatan yang sudah diketahui, sedangkan Rx adalah hambatan yang akan di cari besarnya. Pada keadaan setimbang, galvanometer akan menunjukkan angka nol. Karena tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer tersebut. Dalam keadaan iniberlaku hubungan :(1)Metode jembatan Wheatstone dapat di gunakan untuk mengukur hambatan listrik. Cara ini tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemater,cukup satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian.

III. METODOLOGIA. Alat dan Bahan1. LDR2. Project board3. Multimeter (ohm meter)4. Sumber cahaya5. Filter warna: merah, kuning, hijau6. Alat tulis7. Power supply. B. Prosedur KerjaPercobaan 1.0. Mengambil satu buah komponen LDR dan resistor. Mencatat besarnya nilai resistor tersebut.0. Mengambil lux meter0. Menyusun LDR, resistor dan LED pada project board seperti rangkaian dibawah ini:

Pin 1 tehubung ke: + power supplyPin 2 terhubung ke: probe merah multimeter0. Mengatur tegangan power supply pada tegangan tertentu (missal 6 v)0. Mengukur tegangan LDR (pin2) pada kondisi:0. Diluar ruangan (terkena sinar matahari langsung),0. Dalam ruangan dan0. Kondisi LDR tertutup0. Melakukan percobaan sebanyak 3 kali ulangan. Mencatat hasil pengukuran pada lembar data

Percobaan 21. Mengambil sebuah LDR, dua resistor, dan sebuah potensio. Mencatat besarnya nilai masing-masing komponen tersebut.2. Mengambil lux meter3. Menyusun LDR, resistor dan LED pada project board seperti rangkaian dibawah ini: 4. Mengatur tegangan power supply pada tegangan tertentu (missal 6 v)5. Mengukur tegangan LDR (pin2) pada kondisi:a. Diluar ruangan (terkena sinar matahari langsung),b. Dalam ruangan danc. Kondisi LDR tertutup6. Melakukan percobaan sebanyak 3 kali ulangan. Mencatat hasil pengukuran pada lembar data.

IV. HASIL DAN PEMBAHASANA. HasilPercobaan 1Kondisi LDRPengulanganTegangan Luaran (V)Flux

Luar RuanganUlangan 19211300

Ulangan 211411300

Ulangan 310611300

Dalam RuanganUlangan 10,4803

Ulangan 20,4803

Ulangan 30,4803

TertutupUlangan 11,10

Ulangan 21,050

Ulangan 31,330

Nilai :Dalam Ruangan Resistor = 2,5 LDR = 1,2 Tegangan = 7,01 VTertutup Resistor = 26,8 kLDR = 12,93 kTegangan = 11,9 VLuar Ruangan Resistor = LDR = 280 Tegangan = 6,8 V

Percobaan 2Kondisi LDRPengulanganTegangan Luaran (V)Flux

Luar RuanganUlangan 15,0111300

Ulangan 25,1411300

Ulangan 35,0611300

Dalam RuanganUlangan 14,02803

Ulangan 24,19803

Ulangan 34,17803

TertutupUlangan 13,030

Ulangan 23,50

Ulangan 33,250

Nilai:Dalam ruangan R1 = 0,3 R2 = 14,8 Potensio = 0,56 Luar Ruangan R1 = 14,7 kR2 = 99 kPotensio = 2,41 kTertutup R1 = 26,3 kR2 = 2,8 kPotensio =

B. PembahasanRangkaian pembagi tegangan digunakan untuk mengkonversi perubahan resistansi menjadi perubahan tegangan. Sering digunakan untuk melakukan konversi variasi resistansi ke tegangan.

(1)dengan : VS = tegangan catu R1, R2 = resistansi pembagi tegangan.

Gambar 4.6 rangkaian pembagi tegangan

Karakteristik Rangkaian Pembagi Tegangan:1. Perubahan VD terhadap R1 maupun R2 tidaklah linier2. Impedansi keluaran efektif rangkaian adalah kombinasi paralel R1 dan R2 Karena arus mengalir melalui kedua resistor, maka rating daya resistor maupun sensor harus diperhatikan.Rangkaian jembatan digunakan untuk mengkonversi perubahan impedansi menjadi perubahan tegangan, terutama untuk fraksi perubahan yang kecil. Keluarannya dapat dibuat berubah di sekitar nol, sehingga penguatan dapat digunakan untuk memperbesar level sinyal (guna meningkatkan sensitivitas terhadap perubahan impedansi). Gambar di bawah ini merupakan rangkaian jembatan wheatstone :

Gambar 4.7 rangkaian jembatan Wheatstone

R1 , R2 dan R3 merupakan hambatan yang sudah diketahui, sedangkan Rx adalah hambatan yang akan di cari besarnya. Pada keadaan setimbang, galvanometer akan menunjukkan angka nol. Karena tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer tersebut. Dalam keadaan iniberlaku hubungan :(2)Metode jembatan Wheatstone dapat di gunakan untuk mengukur hambatan listrik. Cara ini tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemater,cukup satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian. Prinsip dari rangkaian jembatan Wheatstone di perlihatkan pada gambar (4.8).

RSRaGRX

RbbB

Gambar 4.8 Rangkaian Jembatan Wheatstone

Keterangan Gambar :S: Saklar penghubungG:GalvanometerE: Sumber tegangan arusRs:Hambatan geserRa dan Rb:Hambatan yang sudah di ketahui nilainya.Rx: Hambatan yang akan di tentukan nilainya.Saat saklar S di tutup,maka arus akan melewati rangkaian.Jika jarum Galvanometer menyimpang artinya ada arus yang melewatinya,yaitu antara titik C dan D ada beda potensial.Dengan mengatur besarnya Ra dan Rb juga hambatan geser Rs akan dapat di capai galvanometer G tak teraliri arus,artinya tak ada beda potensial antara titik C dan D. Dengan demikian akan berlaku persamaan :

Pada Praktikum kali ini, kami menggunakan beberapa alat diantaranya ada LDR, Lux meter, Project Board, Kabel Penghubung, multimeter. Fungsi dari alat-alat yang digunakan pada saat praktikum adalah sebagai berikut:1. LDR: sebagai sensor merupakan resistor yang dapat berubah-ubah nilai resistansinya jika permukaannya terkena cahaya.2. Lux meter: untuk mengetahui besarnya lux dalam suatu benda3. Project board: tempat untuk merakit komponen elektronika4. Kabel pengubung: berfungsi untuk mengbungkan komponen elektronika satu dengan yang lainnya5. Multimeter (ohm meter): untuk mengetahui besarnya hambatan listrik dalam suatu komponen elektronika6. Sumber cahaya: sebagai bahan untuk mempengaruhi besarnya nilai resistansi dalam LDRKarakteristik keluaran LDR melalui plot grafik hubungan antara intensitas cahaya dengan nilai keluaran LDR adalah sebagai berikut:

Percobaan 1

Percobaan 2

Berdasarkan praktikum yang dilakukan, untuk rangkaian pembagi tegangan pengaruhnya terhadap pengkondisian sinyal terlihat ketika keadaan semakin gelap, sinyal yang diperoleh semakin kuat sedangkan untuk rangkaian jembatan Wheatstone sinyal yang diperoleh ketika kondisi semakin rendah atau kekurangan cahaya menjadi semakin kecil.

V. KESIMPULAN DAN SARANA. KesimpulanBerdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:1. LDR (Light Dependent Resistor) adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya.2. Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya.3. Rangkaian pembagi tegangan dapat mengkondisikan sinyal LDR menjadi lebih tinggi, untuk rangkaian jembatan wheatstone tegangan luarannya semakin rendah ketika kondisinya semakin gelap.

B. SaranSaran untuk pelaksanaan praktikum pada kali ini agar lebih dikondusifkan lagi ketika ingin melakukan penjelasan, terutama pada praktikan yang tentunya sangat membutuhkan penjelasan sebelum melakukan praktikum agar meminimalkan terjadinya kesalahan.

DAFTAR PUSTAKAAnggraini, Dian. 2010. Aplikasi Mikrokontroler Atmega 16 Sebagai Pengontrol Sistem Emergency Dan Lampu Jalan Yang Dilengkapi Dengan Sensor Cahaya (Ldr) Pada Miniatur Kompleks Perumahan Modern. Diakses tanggal 3 Juli 2013Anonim. 2008. LDR Sebagai Sensor cahaya.http://elektrokita.blogspot.com/2008/11/ldr-sebagai-sensor-cahaya.html. Diakses tanggal 4 Juli 2013.

Anonim. 2007. Sensor Cahaya. Dalam www.shatomedia.com. Diakses tanggal 3 Juli 2013.

Effendi, Rony Bachtiar. 2011. Aplikasi Keamanan Ruangan Menggunakan Sensor Ldr Dan Sms Gateway. Yogyakarta: Sekolah Tinggi Manajemen Informasi dan Komputer. Diakses tanggal 4 Juli 2013

Hayt, Wiliam. 1998. Rangkaian Listrik. Erlangga, Jakarta.

Lister. 1998. Mesin dan Pengkajian Listrik. Erlangga, Jakarta.

Morris, Alan S. 2001. Measurement And Instrumentation Principles. Butterworth Heinemann.Isbn 0-7506-5081-8

LAMPIRAN

LDR27 K1 K30 KLED Ultra BrightGNDVCC OutputBC 547