Pengertian Umum Sensor
-
Upload
danny-mausa -
Category
Documents
-
view
90 -
download
0
description
Transcript of Pengertian Umum Sensor
BAB I
PENDAHULUAN
Secara umum sensor didefenisikan sebagai alat yang mampu menangkap
fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal
electrik baik arus listrik ataupun tegangan. Fenomena fisik yang mampu
menstimulus sensor untuk menghasilkan sinyal electrik meliputi
temperatur, tekanan, gaya, medan magnet cahaya, pergerakan dan
sebagainya.Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah
besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis
besarnya.Karakteristik sensor suhu ditentukan dari sejauh mana sensor
tersebut memiliki kemampuan yang baik dalam mendeteksi setiap
perubahan suhu yang ingin dideteksinya. Kemampuan mendeteksi
perubahan suhu meliputi:
1. Sensitifitas, yaitu ukuran seberapa sensitif sensor terhadap suhu yang
dideteksinya. Sensor yang baik akan mampu mendeteksi perubahan
suhu meskipun kenaikan suhu tersebut sangat sedikit. Sebagai
gambaran sebuah inkubator bayi yang dilengkapi dengan sensor yang
memiliki sensitifitas yang tinggi.
2. Waktu respon dan waktu recovery, yaitu waktu yang dibutuhkan
sensor untuk memberikan respon terhadap suhu yang dideteksinya.
Semakin cepat waktu respon dan waktu recovery maka semakin baik
sensor tersebut.
1
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. Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt
akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat
digunakan dengan catum daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya
membutuhkan arus sebesar 60μA hal ini berarti LM35 mempunyai
kemampuan menghasilkan panas (selfheating) dari sensor yang dapat
menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu
kurang dari 0,5oC pada suhu 25oC.
2
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Umum Sensor
Suhu merupakan keadaan tingkat panas atau dingin pada benda, baik
benda padat, cair ataupun benda gas. Tingkatan suhu pada suatu ruang
dapat diukur dengan menggunakan sensor suhu yang terpasang pada ruangan
tersebut. Besaran suhu tidak langsung diterima oleh komponen elektronik,
perlu adanya perantara untuk mengubah perantara antara keadaan suhu
menjadi besaran elektronik.
3 pin LM 35 menunjukan fungsi masing masing pin diantaranya, pin 1
sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau di tengah digunakan
sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 volt
sampai 1,5 volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan
antar 4 volt sampai 30 volt.
3
Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga
di peroleh persamaan sebagai berikut :
V LM35 = Suhu* 10 mV
Gambar 2.1 Struktur LM35
Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan
keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10
milivolt per 1oC. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53
oC. Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32oC. Tegangan
keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian
pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian
filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan
rangkaian Analog-to-Digital Converter. Rangkaian dasar tersebut cukup
untuk sekedar bereksperimen atau untuk aplikasi yang tidak memerlukan
akurasi pengukuran yang sempurna.
4
2.2 Karateristik Sensor LM35
Adapun karakteristik dari sensor LM35, yaitu :
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan
dan suhu 10 mVolt/oC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam
celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5oC pada suhu 25oC
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55oC sampai +15 oC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 μA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang
dari 0,1oC pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1
mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ±1/4 oC.
Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
1. Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
2. Lineritas +10 mV/ oC.
3. Akurasi 0,5 o C pada suhu ruang.
5
4. Range +2 oC – 150 oC.
5. Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
6. Arus yang mengalir kurang dari 60 Μa
2.3 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah singel chip yang memiliki kemampuan untuk
diprogram dan dirancang khusus untuk aplikasi kontrol serta dilengkapi
dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip.
Mikrokontroler merupakan satu hasil dari kemampuan komputasi yang
sangat cepat dengan bentuk yang sangat kecil dan harga yang yang murah.
Mikrokontroler terus berkembang dengan tujuan untuk memenuhi
kebutuhan pasar terhadap alat-alat elektronik dengan perangkat cerdas, cepat
sebagai pengontrol dan pemroses sebuah data.
2.4 Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler merupakan keseluruhan sistem komputer yang dikemas
menjadi sebuah chip di mana di dalamnya sudah terdapat Mikroprosesor, I/O,
Memori bahkan ADC, berbeda dengan Mikroprosesor yang berfungsi sebagai
pemroses data (Heryanto, dkk, 2008:1).
Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) memiliki arsitektur
8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar
instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock atau dikenal dengan teknologi RISC
(Reduced Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat
6
dikelompokan ke dalam 4 kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega
dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing adalah
kapasitas memori, peripheral dan fungsinya (Heryanto, dkk, 2008:1). Dari
segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir
sama.
Berikut ini gambar Mikrokontroler Atmega8535 :
Gambar 2.1 Mikrokontroler ATMega8535
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega8535
7
2.5 Konfigurasi Pin ATMega8535
Secara umum konfigurasi dan fungsi pin ATMega8535 dapat dijelaskan
sebagai berikut :
1. VCC Input sumber tegangan (+)
2. GND Ground (-)
3. 3. Port A (PA7 … PA0) Berfungsi sebagai input analog dari ADC (Analog
to Digital Converter). Port ini juga berfungsi sebagai port I/O dua arah,
jika ADC tidak digunakan.
4. Port B (PB7 … PB0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah. Port PB5, PB6
dan PB7 juga berfungsi sebagai MOSI, MISO dan SCK yang
dipergunakan pada proses downloading. Fungsi lain port ini selengkapnya
bisa dibaca pada buku petunjuk ”AVR ATMega8535”.
5. Port C (PC7 … PC0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah. Fungsi lain port
ini selengk apnya bisa dibaca pada buku petunjuk ”AVR ATMega8535”.
6. Port D (PD7 … PD0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah. Port PD0 dan
PD1 juga berfungsi sebagai RXD dan TXD, yang dipergunakan untuk
komunikasi serial. Fungsi lain port ini selengkapnya bisa dibaca pad a
buku petunjuk ”AVR ATMega8535”.
7. RESET Input reset.
8
8. XTAL1 Input ke amplifier inverting osilator dan input ke sirkuit clock
internal.
9. XTAL2 Output dari amplifier inverting osilator.
10 AVCC Input tegangan untuk Port A dan ADC.
11 AREF Tegangan referensi untuk ADC.
2.5 Fitur Mikrokontroler ATMega8535
Adapun kapabilitas detail dari ATmega8535 adalah sebagai berikut :
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal16
MHz.
2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte.
3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5. Enam pilihan mode sleep untuk menghemat penggunaan daya listrik.
2.6 Arsitektur ATMega8535
9
Gambar 2.3 Blok diagram fungsional ATmega8535
Dari gambar blok diagram tersebut dapat dilihat bahwa ATMega8535 memiliki
bagian-bagian sebagai berikut :
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A,Port B,Port C dan Port D.
2. ADC 8 channel 10 bit.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. Watchdog timer dengan osilator internal.
6. SRAM sebesar 512 byte.
7. Memori Flash sebesar 8 KB dengan kemampuan Read While Write.
8. Interrupt internal dan eksternal
10
9. Port antarmuka SPI (Serial Peripheral Interface).
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial.
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Rangkaian Sensor Suhu
Adapun rangkaian sensor suhu dengan keluaran 7segment yaitu sebagai
berikut:
11
Gambar 3.1 Simulasi Rangkaian
12
Gambar 3.2 Layout Rangkaian Seven Segment
Gambar 3.3 Layout Rangkaian
3.2 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan yaitu sebagai berikut :
1. LM35
2. ATmega8535
3 3 buah Resis tor 5k
4 1 buah capasitor 10 µF
5 7segment.
13
6 PCB
7 IC741 ( Op – Amp )
3.3 Prinsip kerja
Adapun prinsip kerja dari rangkain sensor suhu diatas adalah:
Pertama pada sensor suhu atau LM35 keluarannya 10mV pada kenaikan suhu
1ºC maka pada outputnya di kuatkan oleh rangkaian op-amp non-inverting
sebesar dua kali lipat, misalkan pada suhu 30ºC maka keluaranya 0.37mV
maka keluaran yang di hasilkan op-amp 0.37x2=0.74mV. kemudian pada
keluaran op-amp dimasukan kedalam Atmega8535, kemudian pada tegangan
analog tersebut diubah kedalam bilangan biner oleh ADC yang terdapat pada
Atmega8535 tersebut. Kemudian keluaran dari Atmega ditampilkan kedalam
7 segment 2 digit yang menunjukan suhu pada ruangan tersebut berdasarkan
program atau intruksi yang diberikan pada Atmega 8535.
Adapun gambar hasil dari pembuatan alat pendeteksi suhu dapat dilihat
dibawah ini :
14
Gambar 3.4 Pendeteksi Suhu
Gambar 3.5 Pendeteksi Suhu
15
Resistor variabel ATMega 8535 7 Segment LM 35
Gambar 3.6 Keterangan Komponen
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang diperoleh dari pembuatan pendeteksi suhu ini
adalah sebagai berikut :
16
1. Pada alat pendeteksi suhu berbasis mikrokontroller ATmega 8535. Alat ini
mampu mendeteksi suhu disekitarnya
2. Pada alat ini dilengkapi potensio meter pada rangkaian OP- Amp yang
digunakan untuk penyesuaian dengan suhu sebenarnya.
3. Pada alat ini dapat menampilkan besar suhu ruangan dengan display
menggunakan 3 buah seven segment.
4. Pada alat ini dilengkapi fungsi reset untuk mereset data yang dibaca
apabila terjadi error.
DAFTAR PUSTAKA
Shatomedia. Sensor Suhu LM35. Tanggal akses: 26-06-2013
http://shatomedia.com /2008/12/sensor-suhu-lm35/
17
Teknik Elektro Links. Rangkaian Sensor Suhu LM3. Tanggal akses: 27-06-
2013 http://telinks.wordpress.com/2010/04/09/rangkaian-sensor-suhu-lm35/
Tutorial Elektronika. Apa dan Bagaimana Karakteristik Sensor. Tanggal akses:
26-06-2013 http://tutorial-elektronika.blogspot.com/2009/02/apa-dan-bagaimana-
karakteristik-sensor.html
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8866/NSC/LM35.html
18
LAMPIRAN
19