SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

RANCANG BANGUN ALAT PENYIMPAN DATA SUHUDENGAN MIKROKONTROLER

~UHTADAN*,DE~TA**,SU~AN**Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

JI. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta 55281Telepon 0274-484085, 489716, Faksimili 0274-489715

* *Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BA TAN

Jl. Babarsari Kotak Pos 6101/YKBB Yogyakarta 55281 Telp. (0274) 488435E-mail: tadan@sttn-batan.ac.id

Abstrak

RANCANG BANGUN ALAT PENYIMPAN DATA SUHU DENGAN MIKROKONTROLER. Telah dibuat

suatu alat dengan mikrokontroler untuk mengukur dan menyimpan data suhu secara otomatis. Alat ini terdiridari sensor suhu LM35, rangkaian pengkondisi sinyal buffer, penguat dan diferensial dengan IC Op-AmpLM324, rangkaian ADC 0804, Mikrokontroler AT89S8252 dan LCD tipe 16 x 2. Selisih penguatan rata-rataterukur dengan penguatan teoritis relatif kecil. Data suhu hasil pengukuran dengan selang waktu tertentu,disimpan dalam EEPROM internal mikrokontroler yang berkapasitas maksimal sebanyak 2046 data. Datayang tersimpan dapat dibaca dan ditampilkan kembali ke penampil. Alat ini memiliki sensitivitas 0.89"C,tingkat presisi sebesar 98,89% dan akurasi 99,99%. Dengan keandalan alat ini yang mampu mengukursekaligus menyimpan data suhu secara otomatis, diharapkan alat ini akan dapat membantu suatu penelitianyang memerlukan data pengukuran suhu sehingga meningkatkan efisiensi penelitian.

Kata-kata kunci: Suhu, Mikrokontroler, Penyimpan data

Abstract

DESIGN AND CONSTRUCT OF THE TEMPERATURE DATA RECORDER USINGMICROCONTROLLER. The automatically temperature data recorder device using microcontroller hasbeen made. This device consist of LM35 as temperature sensor, LM324 as signal conditioning circuit (buffer,gaining and differential circuit), ADC0804 circuit, microcontroller AT89S8252 and 16x2 type of LCDmodule. The measured signal gaining has small difference with theoretical signal gaining. The temperaturedata that certainly period measured, would saved into internal EEPROM of microcontroller with maximumcapacity until 2046 data. The stored data can be read and displayed again in LCD. This device has 0.89"C ofsensitivity, 98,89% of precision and 99.99% of accuration level.. With this ability, this device desired toincrease research efficiency and support a research that using temperature measuring data

Key words: Temperature, Microcontroller, Data recorder

PENDAHULUAN

Dalam banyak penelitian, infonnasi datasuhu sangat penting untuk diketahui. Misalnyadalam penelitian yang terkait dengan fenomenatransfer suatu fluida, iradiasi bahan denganmesin berkas elektron, pengamatan sOOudalamteras reaktor pada saat reaktor beroperasi,pengamatan kinetika suatu reaksi kimia danlain-lain. Dalam hal ini seringkali diperlukanpengamatan data sOOu dengan jumlah yang

banyak setiap selang waktu tertentu. Umumnyauntuk mendapatkan data sOOudari percobaan­percobaan itu, dilakukan dengan pengamatandan pencatatan secara manual ataukonvensional. Hal tersebut menjadi tidak efektifdan efisien, karena akan membuang banyakwaktu para peneliti, padahal variabel lain yanghams diamati masih banyak.

Keberadaan alat pengukur data sOOuberbasis mikrokontroler ini dapat menggantikanalat pengukur sOOu konvesional seperti

Muhtadan dkk 275 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

termometer dan termostat, yang tidakmemungkinkan untuk menyimpan data suhudalam jumlah banyak dengan selang waktutertentu.

Mikrokontroler merupakan suatukomponen terintegrasi (Integrated Circuit)yang terdiri dari CPU, memori, timer, dan portmasukan-keluaran. Mikrokontroler telahbanyak digunakan sebagai komponenpengendali suatu sistem. Suatu pemrogramandiperlukan untuk memberikan instruksi kepadamikrokontroler agar dapat mengendalikansistem. Dalarn penelitian ini digunakansoftware BASCOM 8051 v.2.0.11.0 serialDEMO, yang merupakan software untukmembangun program mikrokontroler berbasisbahasa Basic dan mengkompilasi ke dalamkode biner maupun hexa.

Manfaat yang dihasilkan dari penelitianini antara lain adalah perangkat keras pengukurdan penyimpan data suhu otomatis berbasismikrokontroler yang efektif dan efisien dalammendukung penelitian-penelitian yang terkaitdengan pengamatan suhu. Data suhu dalam alatini akan tetap tersimpan selama data tidakdihapus. Alat ini juga mudah dirancang dandibangun dari bahan-bahan yang relatifekonomis yang banyak tersedia di pasaran. Hal­hal inilah merupakan inovasi dari sekedar alatpencatat suhu.

DASAR TEaR!

Alat penyimpan data suhu merupakanalat yang dapat mengukur suhu dengan caramengambil data suhu kemudian menyimpannyadalam memori. Komponen utama penyusun alatini adalah rangkaian sensor suhu, pengkondisisinyal, rangkaian pengkonversi tegangan analogmenjadi digital (ADC), rangkaian kendaliutaman, dan rangkaian penarnpil.

Sensor suhu adalah pengindera suhuyang mengubah besaran fisis suhu menjadibesaran tegangan analog atau temperaturtransducer (Fepriadi, 2003). Sensor suhuberfungsi sebagai komponen yangmengkonversi suhu menjadi tegangan.Rangkaian pengkondisi sinyal berfungsi untukmengkondisikan sinyal keluaran sensor agarmenghasilkan sinyal tegangan yang mampudiproses oleh sistem berikutnya. Prosespengkondisian sinyal bisa berupa penyanggategangan, penguatan, maupun manipulasi sinyal

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Rangkaian penyangga atau bufferdigunakan untuk menyangga agar sinyal tidakterganggu, karena gangguan menyebabkansinyal menjadi kecil. Penguatan yangdigunakan adalah penguat tak membalik yaiturangkaian yang memperkuat sinyal masukandan menghasilkan sinyal keluaran telahdiperkuat sefasa dengan masukan. Rangkaianselisih yang digunakan merupakan rangkaianpembanding, yang membandingkan teganganmasukan dengan tegangan masukan lainnya.Bila semua resistor luar bernilai sarna misal10Kohm , maka penguat ini berfungsi sebagairangkaian matematik analog dan dikenalsebagai pengurang tegangan (Fredrick, 1990).

Rangkaian ADC berfungsi untukmengkonversi tegangan analog menjadi digitalsehingga mampu diproses lebih lanjut olehsistem digital. Rangkaian kendali merupakanrangkaian yang berfungsi sebagai pengendaliutama sistem akan mengatur pengambilan datadigital dari ADC sebagai data suhu sesuaiselang waktu tertentu serta melakukanpenyimpanan data digital suhu di dalammemori internal. Adapun blok diagram sistempenyimpan data suhu dapat dilihat padaGambar 1.

Gambar 1. Blok Diagram Sistem Penyimpan DataSuhu

Sensor suhu yang digunakan adalahsensor yang memberikan tegangan keluaranberbanding langsung dengan suhu yangdiukurnya, dalam derajat Celcius, dengantegangan keluaran yang akan naik 10m Volttiap kenaikan 1°C. Rangkaian pengkondisisinyal yang digunakan untuk mengkondisikankeluaran sensor yaitu rangkaian penyangga(buffer), rangkaian penguat dan diferensialyang disusun dengan IC Op-Amp. Keluarananalog dari pengkondisi sinyal diubah menjadidigital oleh ADC 8 bit, selanjutnya sinyal

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 276 Muhtadan dkk

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

digital akan dikonversi oleh mikrokontrolermenjadi nilai suhu dan disimpan dalam memoriinternal serta ditampilkan pada penampil.

dengan memasukkan nilai m pada Persamaan 2maka

Vo= - 0,190

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

Persamaan 2 dan 3 disubstitusikan sehingga

-0,040m = -1,091m + 5

1,05lm = 5

m = 5/1,05

m = 4,757

tegangan keluaran sinyalconditioningpenguatan ( gain)tegangan masukan sinyalconditioningtegangan referensi

Agar sinyal keluaran sebesar 0 volt padaO°Cdan 5 volt pada 100°C, maka:pada suhu O°C\

0= m 0,040 + Vo

pada suhu 1000C

5 = m 1,091 + Vo

Sehingga persamaan transfer function nyasebagai berikut:

(4)

LM 32410K

VOU!= 4,757 Viu - 0,190

Gambar 2. Rangkaian Sensor Suhu denganPengkondisi Sinyal

LM35

b. Rangkaian ADC dan MikrokontrolerPada perancangan ini, ADC 0804 dibuat

free running sehingga setiap masukan ADCselesai dikonversi ADC akan melakukankonversi masukan selanjutnya secara periodik.Keluaran ADC dikirimkan ke mikrokontrolermelalui port 2.

Resolusi ADC bisa dinyatakan dalam bit,misalnya ADC dengan resolusi n-bit memiliki2u kode digital yang mungkin dan berarti jugamemiliki 2u tingkat undak (step level).Meskipun demikian, karena undak pertama danundak terakhir hanya setengah dari lebar penuh,maka rentang skala-penuh (FSR, full-scalerange) dibagi dalam (2U-1) lebar undak.Karenanya, lLSB=FSR/(2U-l) untuk konvertern-bit (www.elektroindonesia.com).

Resolusi ADC juga bisa dinyatakandalam satuan volt yang merupakan hasil bagidari tegangan skala penuh dengan 2u_l lebar

Dari Persamaan 4 diatas maka dapat dibuatrangkaian sinyal kondisioning dengan besarpenguatan 4,757 kali dan besarnya teganganreferensi adalah -0.190 volt. Rangkaian penguattak membalik DC dibuat untuk mendapatpenguatan sebesar 4,757 kali dan rangkaiandiferensial (selisih) untuk mengurangi dengan ­0,190 volt. Oleh karena itu rangkaianpengondisi sinyal sensor suhu LM 35 untuksuhu OoC hingga 1000C adalah sebagai berikut

(2)

(3)

dengan :YOU!

Vo

Alat dan Bahan

Dalam perancangan sistem penyimpandata suhu ini digunakan perangkat keras berupasensor suhu LM35DZ, ADC 0804, Op-AmpLM324, Mikrokontroler 89S8252, LCD modultipe 16x2 dan rangkaian keypad.

Tata Kerja

a. Perhitungan PersamaanPerancangan diawali dengan mencari

persamaan transfer function dari rangkaianpengkondisi sinyal. Masukan dari pengkondisisinyal merupakan keluaran dari sensor LM35.Berdasarkan pengukuran sensor LM35menghasilkan tegangan maksimum 1,091 Vpada suhu 100°C dan 0,040 V pada suhu O°C.Sinyal tersebut dikondisikan oleh rangkaianyang terdiri dari rangkaian penyangga,rangkaian penguat sehingga tegangan keluaranmenjadi maksimum 5V dan minimum OV.Adapun perancangan pengkondisi sinyal adalahsebagai berikut :

YOU! = m Viu + Vo (1)

Muhtadan dkk 277 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

undaknya (www.en.wikipedia.com). Maka daripernyataan diatas, jika ADC yang digunakanmemiliki resolusi 8 bit, dan diketahui jangkauantegangan 5 Volt maka resolusi ADC dalam voltadalah dituangkan pada Persamaan (5) :

Resolusi =~=19,6mV (5)\28-1 J

Mikrokontroler jika diartikan secaraharfiah, berarti pengendali bernkuran mikro.Sekilas mikrokontroler hampir sarna denganmikroprosesor. Namun mikrokontrolermemiliki banyak komponen terintegrasididalamnya, misalnya timer/counter. Padamikroprosessor komponen tersebut tidakterintegrasi. Mikroprosesor umumnya dijumpaipada komputer yang bertugas memproses datamasukan maupun keluaran dari berbagaisumber. Mikrokontroler lebih sesuai untuktugas-tugas yang lebih spesifik misal antarmukadengan komputer, pengendali suatu sistem, dansebagainya. (Christanto, 2004).

SEMINARNASIONALIISDMTEKNOLOGINUKLIR

YOGYAKARTA,21-22DESEMBER2006ISSN 1978-0176

Mikrokontroler AT89S8252, harusdilengkapi dengan sumber clock dan rangkaianreset. Sumber clock diperoleh denganmemasang crystal dengan frekuensi detaksebesar 11,0592 MHz dan kapasitor sebesar30pF yang dihubungkan dengan pin XTAL 1dan XTAL2 dari mikrokontroler. Rangkaianreset yang berfungsi untuk mereset programdalam mikrokontroler diperoleh dengan prinsipmenghubungkan pin reset dari mikrokontroler(pin 9) dengan logika 1 atau 5 volt.

Rangkaian keypad berfungsi sebagaimasukan untuk mengatur waktu serta sebagaimasukan agar mikrokontroler mclakukan prosespengendalian, dihubungkan dengan port O.LCDsebagai penampil dihubungkan pada port 1,untuk pin R!W terhubung dengan ground,sedangkan VO diberikan ke rangkaian pembagitegangan untuk mengatur kontras LCD. Dengandemikian, rangkaian seluruh sistem penyimpandata suhu dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Rangkaian Alat Penyimpan Data Suhu

278

c. Pembuatan Program Kendali MikrokontrolerPembuatan program kendali

mikrokontroler menggunakan software Bascom8051 v.2.0.ll.0 serial Demo. Program inidibuat dalam bahasa Basic kemudiandikompilasi menjadi kode hexa yang

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN

sclanjutnya di-download ke mikrokontroler.Program yang dibuat merupakan program untukmenjalankan proses kendali yang dilakukanmikrokontroler. Adapun diagram alir proseskendali yang dilakukan mikrokontroler inidapat dilihat pada Gambar 4.

Muhtadan dkk

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGY AKART A, 2 I -22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Tombol ,ekam aklll

N

Tombol baca aklil

N

y

N

Gambar 4. Diagram Alir Proses Kendali dengan Mikrokontroler

Simpan data da'iADC ke EEPROM

internal

impan alamaakhi, ke EEPROMinternal di alamat

OOOH

(6)

Berikut proses kendali yang dilakukanoleh mikrokontroler. Pertama mikrokontrolermelakukan inisialisasi variabel, port I/O, LCDserta alamat awal EEPROM yaitu di alamat002H untuk penyimpanan data, sedang alamatOOOH dan OOlH digunakan untuk menyimpanalamat dan data yang tersimpan terakhir.

Selanjutnya mikrokontroler akan membaca datasuhu digital pada port 2 yang berasal dan ADC.Data digital tersebut merupakan data selebar 8bit selanjutnya dikonversi menjadi data suhudengan Persamaan (6):

D uh data digital 100ata s u =----x255

Muhtadan dkk 279 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

SEMINARNASIONALIISDMTEKNOLOGINUKLIR

YOGYAKARTA,21-22DESEMBER2006ISSN 1978-0176

Gambar5.. Peta EEPROMinternaluntukpenyimpanandata suhu

EEPROM internal pada AT89S8252yang digunakan untuk menyimpan data suhudipetakan Gambar 5.

PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini bertujuan untukmenghasilkan suatu alat yang mampumengukur dan menyimpan data suhu dengankisaran antara O°C hingga 100°C. Setelahdilakukan perancangan dan pembuatan alat,maka pada tiap-tiap bagian alat ini diuji ataudikarakterisasi untuk mendapatkan nilai-nilaikualitatif dan kuantitatif alat.

EEPROM internal AT89S8252 memiliki

ruang memori 2048 byte (2 Kb) dengan alamatdari OOOhhingga 7FFh. Memori tersebut dibagimenjadi dua bagian yaitu alamat OOOhdan OOlh(2 byte) digunakan untuk menyimpan nilaialamat terakhir penyimpanan pada EEPROMdan sisanya dari 002h hingga 7FFh (2046 byte)digunakan untuk menyimpan data suhu.

Digunakannya 2 byte (16 bit) memoridisini karena alamat EEPROM internalmaksimal memiliki nilai selebar 12 bit (112

byte) sehingga bila alamat yang disimpanmemiliki lebar 8 bit misal alamat 0 IOh hinggaOFFh maka nilai alamat tersebut cukupdisimpan pada alamat OOOh,namun bila lebihdari 8 bit yaitu antara 100 hingga 7FF makanilai 8 bit LSB-nya disimpan di alamat OOOhdan 4 bit MSB-nya disimpan di alamat OOlh.

Karena penggunaan ruang memori untukdata sebanyak 2046 byte, dan tiap data suhumemiliki lebar I byte ( 8 bit) maka banyaknyadata yang mampu disimpan adalah 2046 data.

SBi!00 m

02 0304Qj0601

000 OOJ002003

7FE

7FF

AUDl&t u:m.d.:

m~nyimp~~ cbta mhu(002h - 7FFh) f 2:046 byte

Alamat untuk mell}imp:m ~l~m~t {EEPRO\{ pa-da da:2 tt!mkhir(OOOh dID 001h) r 2 h"te

Setelah dikonversi maka data suhu akanditampilkan ke LCD. Demikian seterusnyaselama tombol "Rekam", "Baca" maupun"Hapus" ditekan mikrokontroler akanmelakukan pembacaan port2, mengkonversidan menampilkannya ke LCD.

Jika tombol "Rekam" ditekan maka,mikrokontroler akan memanggil sub programperekaman suhu. Pada sub program ini, pertamaakan diminta masukan selang waktu danbanyaknya data pencuplikan, selanjutnyamikrokontroler akan mulai membaca port2untuk mengambil data suhu, data tersebutkemudian disimpan di EEPROM internal padaalamat 002H serta menyimpan nilai 002Htersebut ke alamat OOOHdan OOIHsebagai dataalamat terakhir dari data tersimpan. Selamabanyaknya data belum terpenuhi makamikrokontroler akan melakukan pencuplikankembali dengan memberikan penundaan waktusebagai selang pencuplikan selama waktu yangtelah ditentukan sebelumnya, serta menambahalamat sebanyak I bit sebagai lokasipenyimpanan data berikutnya. Demikianseterusnya hingga banyanya data terpenuhi.

Jika tombol "Baca" ditekan makamikrokontroler akan memanggil sub programuntuk membaca data suhu yang tersimpan diEEPROM internal, dimulai dengan membacadata suhu pada alamat 002H, kemudianmengkonversi data digital tersebut danmenampilkannya ke LCD. Selanjutnya jikatombol pengatur alamat (tombol naik/turun)ditekan maka alamat tersebut akan bertambah Ibit (tombol naik) atau berkurang I bit (tombolturun), yang selanjutnya akan membaca datasuhu pada alamat tersebut, mengkonversi danmenampilkan ke LCD. Demikian seterusnyahingga tombol "Menu" ditekan sehinggapembacaan data suhu di EEPROM selesai danproses akan kembali ke program utama yaitupengukuran suhu.

Jika tombol "reset" ditekan makamikrokontroler akan memanggil sub programreset, dimana dalam sub program ini alamatdari data suhu terakhir yang tersimpan di alamatOOOHdan OOIH akan direset menjadi bernilai002H. Sehingga untuk perekaman/penyimpanandata suhu berikutnya akan dimulai dari alamat002H dan menimpa data suhu yang lama.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 280 Muhtadan dkk

SEMINARNASIONALIISDMTEKNOLOGINUKLIRYOGYAKARTA,21-22DESEMBER2006ISSN 1978-0176

PENGUJIAN KlSARAN SENSOR SUHU

Gambar6.. LinieritasSensorSuhuLM35

Pengujian Rangkaian Pengkondisi Sinyal

Pengujian rangkaian pengkondisi sinyalbertujuan untuk mengetahui besarnya keluarankarakteristik dari rangkaian terhadap perubahansuhu, sehingga dapat diketahui apakahrangkaian telah bekerja sesuai peraneangan.Pengujian dilakukan dengan mengukurtegangan keluaran dari rangkaian tiapperubahan suhu mulai dari suhu kamarkemudian dinaikkan sebesar 1°C. Grafik hasilpengujian dapat dilihat pada Gambar 7.

Pengujian karakteristik sensor suhudilakukan untuk mengetahui kemampuan alatdalam mengkonversi besaran suhu menjaditegangan analog, yaitu dengan mengukurtegangan keluaran sensor suhu LM35 tiapkenaikan suhu mulai dari suhu 0 °C hinggalOO°C. Pengujian ini merupakan uji linieritasuntuk kisaran kerja tertentu ..Sebagai alat ukurpembanding (standar) digunakan termometerdigital merk UNI-T seri UT 50C.

Hasil pengujian ini menunjukkan bahwasetiap kenaikan suhu 1°C sebanding dengankenaikan tegangan keluaran sekitar 0,01 voltatau lOmV (AV=IOmVolt), jadi sensor LM35,seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 6,dengan nilai R2 sama dengan 0,9992 daridengan persamaan Y = 0,0 100x+0,0259.Karena pada kisaran suhu 0-100°C, persamaanyang diperoleh merupakan garis lurns, makadapat disimpulkan bahwa kisaran kerja alat iniadalah O-lOO°C.

y = 0.011J6x + 0.0259

R2 = 0.9992

12010080GO

Suh •• (q40

y = 0.045$. - 0.0477R' =0 9893

20

oo

Gambar7. KarakteristikKe\uaranPengkondisiSinya1

Dari data hasil pengujian keluaranpengkondisi sinyal dan keluaran sensor sebagaimasukan, kemudian dieari nilai penguatanuntuk dibandingkan dengan peraneangan.Penguatan ini dihitung menggunakanPersamaan (1), (2), (3), dan (4).

Dari data hasil pengujian keluaran sinyalconditioning dan keluaran sensor sebagaimasukan rangkaian sinyal conditioning ini,kemudian dieari nilai penguatannya untukdibandingkan dengan teori. Misalnya diambildata pada suhu 27°C maka nilai penguatandiperoleh dengan:

Vout = m Vin + VO

Vout = 1,26 volt

Vin = 0.303

VO= - 0.190

Maka, m = 4.792

Hasil perhitungan penguatan daribeberapa data ditampilkan pada Tabel 1.Dengan perhitungan itu diperoleh nilaipenguatan rata-rata sebesar 4,459 kali, hal inimendekati nilai penguatan hasil peraneanganyaitu sebesar 4,757 kali. Sehingga nilaipenguatan di sini telah sesuai denganperaneangan clan hanya memiliki selisih yangkecil.

10060

Sunu (q

4020

1.200

0000

o

t~~ 0.400¢8'

I- 0.200

E 1.000

g

; 0.800Co

5o 0.600

Muhtadan dkk 281 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIR

YOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Tabel 1. Pengukuran Keluaran dan Penguatan yangDihasilkan

dengan, :S = standar deviasi relatif

a = standar deviasi

X = suhu rerata hasil pengujianHasil pengujian akurasi dan preslsl

ditunjukkan pada Tabel2 dan Gambar 9.

data digital dan menghasilkan keluaran yangproporsional dengan masukan.

Pengujian Pengukuran dan PenyimpananData Suhu

Pengujian akurasi pengukuran dilakukandengan mengamati suhu yang tertera padadisplay LCD dari alat dengan menggunakanUNI-T seri UT50-C, sebagai alat pembandingatau standar. Pengujian kedapatulangan(presisi) dilakukan sebanyak 10 kalipengamatan. Standar deviasi relatif (RSD)pengukuran dihitung menggunakan Persamaan(9).

Suhu Vout V in

27 1,26 0,303

30 1,37 0,332

35 1,58 0,37

40 1,78 0,436

45 2 0,488

50 2,22 0,543

55 2,45 0,602

60 2,66 0,655

65 2,89 0,713

70 3,09 0,765

75 3,41 0,816

80 3,54 0,874

85 3,8 0,923

90 4,02 0,984

95 4,19 1,038

100 4,98 1,091

PenguatanRata-rata

Penguatan4,792

4,705

4,789

4,523

4,492

4,442

4,389

4,354

4,323

4,290

4,414

4,270

4,325

4,280

4,222

4,741

4,459

0"S==xlOO%

X(9)

desimal

Gambar 8. Karakteristik ADC

0.00

o 40 80 120 160 200 240

Gambar 8 menunjukkan bahwa hasilkonversi ADC (digital) memiliki nilai yangsebanding (linier) dengan masukan ADC,sehingga rangkaian ADC ini dapat dikatakanmampu mengkonversi masukan analog menjadi

Suhu (0C) StandarRSD

Pembanding

Rata-ratadeviasi%

Pengukuran29

290,6672,30

30

30,20,6322,09

33

32,60,5161,58

35

35,10,7382,10

40

40,10,7381,84

43

43,10,5681,32

45

45,10,5681,26

49

49,30,4830,98

54

54,60,5160,95

59

59,30,4830,82

64

640,6671,04

69

69,20,4220,61

74

74,30,4830,65

79

79,20,4220,53

84

84,30,4830,57

90

90,10,7380,82

94

93,70,4830,52

95

95,30,4830,51

98

97,60,5160,53

Rata-rata

0,5581,11

Tabel2. Pengujian Pengukuran Suhu Alat TerhadapAlat Pembanding

y = 0.01891<

R' = 1:;:;-4.00g- 3_00c••

g> 2.00••0>

~ 1.00

Pengujian ADC

Pengujian ADC 0804 dimaksudkan untukmengetahui kinerja ADC 0804 serta hasilkonversinya. Pengujian ini dilakukan denganmemberikan masukan ADC dari tegangananalog 0 - 5 V de dan mengukur teganganmasukan ADC pada tiap bit dari keluaran ADC.Data hasil pengujian ditunjukkan pada grafiklinieritas ADC ditunjukkan pada Gambar 8.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN 282 Muhtadan dkk

SEMINAR NASIONAL IISDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006ISSN 1978-0176

Grafik perbandingan dengan standardapat dilihat pada Gambar 9.

Dari Tabel 2 dapat dilihat nilaiketidakpastian alat atau standar deviasi relatif(RSD) dari kedapatulangan pengukuran adalah0,558 atau 1,11%., sehingga presisi alat adalah98,89%. Dari Gambar 9, dapat dilihat bahwanilai akuarasi dengan alat pembanding adalah0,9999 (mendekati I atau 100%). Sensitivitasalat dalam mengukur suhu dihitung denganPersamaan (8).

y = m!as (8)

Gambar 9. Perbandingan Suhu dangan AlatPembanding

Suhu Pembanding (e)

12010060

y = sensitivitas (dalam sinyal terukur)m - slope/kemiringan dari penentuan

daerah kerja (dilihat dari grafik)a standar deviasi relatif

y = 0,9993/1,11=0,89Sehingga nilai sensitivitas alat ini adalah0,89°C.

Selanjutnya dilakukan pengujianpenyimpanan data untuk mengetahui apakahalat ini mampu menyimpan data suhu sesuaidengan yang diinginkan dan menguji apakahdata yang tersimpan tetap tersimpan atau tidakhilang meskipun eatu daya mati. Tahap inidilakukan dengan menyimpan data suhu tetapkemudian data dibaea. Dari pengujian,diperoleh hasil pembaeaan suhu pengukurandan jurnlah data tersimpan dalam memori yangsesuai dengan data yang ditentukan.

Pengujian selanjutnya yaitu dilakukanpenyimpanan data sebanyak 5 data denganselang waktu 2 detik. Pada saat prosespenyimpanan berjalan, eatu daya dimatikanseeara tiba-tiba. Dari pembaeaan data, diperolehdata yang tersimpan sebanyak 3 data, hal inimenunjukkan bahwa dengan adanya lost power,data yang disimpan sebelum eatu daya matitidak hilang. Hasil pengujian penyimpanan datadiperlihatkan pada Tabel3.

Tabel3. Hasil Pengujian Penyimpanan Data

6040

y= 0.9993x+ 0.1564

W=O.9999

120

100§:

80:;; c;;

60" J::." 40<J)

20020

dengan:

Suhu Banx,ak data

5 data

3 data

Hasil pembacaan memoriData ke 1 = 27

Data ke 2 = 27

Data ke 3 = 27

Data ke 4 = 27

Data ke 5 = 27

Data ke 6 = 30

Data ke 7 = 30

Data ke B = 30

Total data

5 data

Bdata

KESIMPULAN

Dari rancang bangun yang telah

dilakukan, dapat disimpulkan beberapa halsebagai berikut:

1. T elah dihasilkan alat penyimpan datasuhu menggunakan mikrokontroler.

2. Selisih antara penguatan rata-rata

terukur dan teoritis relatif kecil, yaitu:penguatan rata-rata sebesar 4,459 kali,

sedang penguatan teoritis adalahsebesar 4,757 kali.

3. Alat penyimpan data suhu itu dapat

digunakan untuk mengukur suhu antara

o - 100°C dan dapat menyimpan datahasil pengukuran suhu tersebut dalam

memori EEPROM internal sebanyakmaksimal 2046 data.

Muhtadan dkk 283 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN

4. Alat ini memiliki nilai sensitivitas

O.89°C, tingkat presisi sebesar 98,89%dan akurasi 99,99%.

5. Alat ini dapat digunakan dalammembantu pengukuran suhu danpeneatatan data suhu dalam jumlahyang banyak seeara otomatis.

DAFTARPUSTAKA

1. CHRISTANTO and DANNY., 2004, "PanduanDasar Mikrokontroler Keluarga MCS-51".Innovative Electronics, Surabaya.

2. FEPRlADi, 2003, "Rancang Bangun PengukurSuhu dan Akuisisi Data MenggunakanPersonal Komputer", Tugas Akhir, STTN­BATAN, Yogyakarta.

3. HUGHES and FREDRICK W, 1990, "PanduanOP-AMP", PT Gramedia, Jakarta.

4. http://en.wikipedia.com

5. http://www.elektroindonesia.com

TANYAJAWAB

Pertanyaan:

1. Berapa volt tegangan keluaran dari sensorsuhu ?

2. Bagaimana jika tanpa rangkaianpenyangga, apakah memungkinkan denganADC yang ada ? (Nugroho )

3. Berapa lama data tersebut mampudisimpan?

4. Mampukah menyimpan data melebihikapasitas maksimal ? (Sudiono)

Jawaban:

1. Keluaran sensor LM 35 memiliki keluaran1,091 volt pada suhu 100°C dan 0,040 voltpada O°C.

2. Masih memungkinkan selama panjangkabel dari sensor ke rangkaian pengkondisisinyal pendek sehingga gangguan sinyalkeeil. Bisa saja keluaran sensor langsungdihubungkan ke ADC, namun akan sulituntuk menguji ADC dalam memberikaninput yang kecil dibawah 1 volt.

3. Data akan tersimpan dalam EEPROMinternal, selama IC Mikrokontroler tidakrusak, dan selama tidak mereset memoriEEPROM.

SEMINAR NASIONAL II

SDM TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA, 21-22 DESEMBER 2006

ISSN 1978-0176

4. Tidak mampu, kapasitas dibatasi maksimal2046 data, jika selama pencuplikanmenggunakan data melebihi kapasitas,maka proses perekaman akan terhentidengan menampilkan pesan memori penuh,pada LCD.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 284 Muhtadan dkk