LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DASAR 1

KALIBRASI SENSOR SUHU LM35

Ruly Gumilar(1127030063)

Ridwan Setiawan (1127030058)

Rini Shoffa Aulia (1127030060)

Sity Nurlela (1127030065)

Ulya N (1127030071)

Mia Yuliani (1127030050)

Asisten : Hadian

Kelompok 3

December 30, 2013

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2013

1

Abstract

In the lab temperature calibration, temperature sensor used is LM35

whose output is connected to pin A.0 and displayed through the LCD. The

process of data retrieval is done when the performance, namely through

the microcontroller which has been programmed. Control is done by using

if-then logic, input data (temperature set and error rate) and the output,

grouped. At the moment the robot is at a certain room, the robot will

automatically detect the temperature of the room is through the LM35

sensor, and once calibrated value data on sensor LM35 will ditampilakan

on the LCD screen, the data is sent through the USART signals in the

form of digital data.

Keywords: temperature calibration, LM35 temperature sensor, LCD,

if-then logic, USART

Ringkasan

Pada praktikum kalibrasi suhu sensor suhu yang digunakan adalah

LM35 yang outputnya terhubung pada pin A0 dan ditampilkan melalui

LCD. Proses pengambilan data dilakukan saat unjuk kerja, yaitu melalui

mikrokontroler yang telah diprogram. Pengendalian dilakukan dengan

menggunakan logika if-then, data input (suhu yang diset dan tingkat er-

ror) dan output, dikelompokan. Pada saat robot berada pada suatu ruan-

gan tertentu, robot akan secara otomatis mendeteksi suhu ruangan yaitu

melalui sensor LM35, dan setelah dikalibrasi data nilai pada sensor LM35

akan ditampilakan pada layar LCD,data tersebut dikirim melalui sinyal

USART yang berupa data digital.

Kata Kunci: kalibrasi suhu, sensor suhu LM35, LCD, logika if-then,

USART

1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi dari masa ke masa berkembang

cepat terutama dibidang otomasi industri. Perkembangan ini tampak jelas

di industri pemabrikan, dimana sebelumnya banyak pekerjaan menggunakan

tangan manusia, kemudian beralih menggunakan mesin, berikutnya dengan

electro-mechanic (semi otomatis) dan sekarang sudah menggunakan robotic

(full automatic) seperti penggunaan Flexible Manufacturing Systems (FMS)

dan Computerized Integrated Manufacture (CIM) dan sebagainya. 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 se-

hingga 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. Di beberapa ne-

gara, termasuk Indonesia, terdapat direktorat metrologi yang memiliki standar

pengukuran (dalam SI dan satuan-satuan turunannya) yang akan digunakan

sebagai acuan bagi perangkat yang dikalibrasi. Direktorat metrologi juga men-

dukung infrastuktur metrologi di suatu negara (dan, seringkali, negara lain)

dengan membangun rantai pengukuran dari standar tingkat tinggi/internasional

dengan perangkat yang digunakan. Hasil kalibrasi harus disertai pernyataan

traceable uncertainity untuk menentukan tingkat kepercayaan yang di evaluasi

dengan seksama dengan analisa ketidakpastian. Hasil penelitian menunjukan

secanggih apapun sistem kendali yang dipakai akan sangat tergantung kepada

sensor maupun transduser yang digunakan.Sensor dan transduser merupakan

peralatan atau komponen yang mempunyai peranan penting dalam sebuah sis-

tem pengaturan otomatis. Ketepatan dan kesesuaian dalam memilih sebuah

sensorakan sangat menentukan kinerja dari sistem pengaturan secara otoma-

tis.Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala pe-

rubahan panas/temperature/suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ru-

ang tertentu. Maka dari itu praktikan akan membandingkan suhu ruangan

dengan thermometer dan suhu yang terdapat pada LCD.

1.2 Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah :

1. Mengetahui dan memahami system control suhu

2. Mampu mendesain dan memogram robot monitoring dengan control suhu

2

3. Mampu memahami cara merangkai rancang bangun kalibrasi

4. Mengetahui aplikasi robot monitoring control suhu

5. Mampu menampilkan data real time pada monitor LCD setelah mendapat

pesamaan pada excel

1.3 Dasar Teori

Sensor suhu adalah komponen yang dipakai untuk merubah besaran panas

jadi listrik dan sangat gampang untuk di analisa besarannya. Pembuatan sen-

sor ini bisa memakai sejumlah metode, dimana salah satu caranya adalah den-

gan cara memakai material yang terhadap suatu arus elektrik akan mengubah

hambatannya tergantung dari suhunya.

Sensor suhu yang biasa digunakan adalah LM35. Pengendalian dilakukan

dengan menggunakan logika if-then, untuk mempermudah pemrograman, data

input (suhu yang diset dan tingkat error) dan output, dikelompokan. Dalam

beberapa aturan didapat dengan percobaan , pada saat robot berada pada su-

atu ruangan tertentu, robot akan secara otomatis mendeteksi suhu ruangan

yaitu melalui sensor LM35, dan setelah didapat data misal nilai kalibrasi data

dan apabila tidak terjadi kenaikan suhu berarti rungan ada pada suhu normal

sekitar 20C, dan nilai kalibrasi tersebut akan ditampilakan ditampilkan pada

layar PC,data tersebut dikirim melalui sinyal USART yang berupa data. PWM

yang dibangkitkan mikrokontroler menghasilkan, suhu pada plant adalah berapa

maksimumnya. Rutin waktu pencuplikan fungsinya untuk membandingkan ni-

lai suhu sekarang dengan suhu seting dari komputer pada waktu tertentu terus

menerus, selama waktu pencuplikan belum terjadi, maka aksi aktuator akan ter-

jadi terus, sampai tercapai waktu pencuplikan maka akan terjadi lompatan ke

rutin perbandingan seting dengan nilai suhu sekarang. Rutin pencuplikan diset 1

detik, waktu pencuplikan tidak boleh terlalu lama dan tidak boleh terlalu cepat.

Terlalu cepat akan mengakibatkan pengemudi lampu dan kipas tidak bekerja

dengan baik (responnya tidak bagus) Dalam perancangan tampilan interface

di komputer harus user friendly, sederhana dan user langsung bisa mengerti

cara penggunaannya. Suhu yang dapat ditampilkan ordenya satu desimal di

belakang koma, agar lebih mudah dipahami.

Sensor suhu lm35 adalah satu dari empat jenis lainnya yang paling terkenal

akan mudahnya diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari dan kesederhanaan-

nya. Sumber tegangannya bisa tunggal atau dua sumberpun juga bisa. Berikut

beberapa karakteristik komponen sensor suhu lm35:

3

1. Kalibrasi secara langsung pd C

2. Skala faktor linear-nya 10mV/C

3. Range-nya diantara +150 C s/d -55C

4. Arusnya kurang dr 2A

5. Pemanasannya yg rendah di 0,08C

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegan-

gan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100C se-

tara 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 mu-

dah.

IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Inte-

grated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap

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.

IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar

karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada tem-

perature ruang. Jangka sensor mulai dari 55C sampai dengan 150C, IC LM35

penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampi-

lan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 A dari supplay, sehingga

panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 C di dalam suhu

ruangan.

Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat

dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic

temperature sensor. Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :

1. Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

2. Lineritas +10 mV/ C.

3. Akurasi 0,5 C pada suhu ruang.

4. Range +2 C 150 C.

5. Dioperasikan pada catu daya 4 V 30 V.

6. Arus yang mengalir kurang dari 60 a

4

Kalibrasi adalah suatu kegiatan untuk menentukan kebenaran kovensional

nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur. Kalibrasi dilakukan dengan cara

membandingkan alat ukur dan bahan ukur yang akan dikalibrasi terhadap san-

dar ukurnya yang mampu telusur (traceable) ke standar nasional dan atau in-

ternasional. Dengan kalibrasi dapat ditentukan deviasi kebenaran konvensinal

nilai penunjukkan suatu alat ukur, atau deviasi dimensi nominal yang seharus-

nya suatu bahan ukur. Dengan kalibrasi kondisi alat ukur dan bahan ukur dapat

dijaga tetap sesuai dengan spesifikasinya. Semua jenis alat ukur pelu dikalibrasi,

baik alat ukur besaran dasar (panjang, massa, waktu, arus listrik, suhu, jumlah

zat, intensitas cahaya), luas, isi, kecepatan, tekanan, gaya, frekuensi, energi,

gaya dan sebagainya. Bila suatu alat ukur termasuk katagori legal, maka peri-

ode kalibrasinya telah ditentukan, kalibrasinya tergantung pada keperluan dan

atau frekuensi penggunaanya.

5

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilakukan pada hari Jumat 22 November 2013 bertempat di

Laboratorium Fisika UIN Sunan Gunung Djati Bandung .

2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain:

1. Software Proteus

2. Software Code Vision AVR

3. LCD LM016L

4. Ground

5. Power

6. Mikrokontroler ATmega16

7. LM35

8. Paku

9. Thermometer

6

2.3 Prosedur Percobaan:

2.3.1 Secara Paragraf

Pada praktikum kali ini, langkah pertama yang dilakukan yaitu membuat

program pada code vision AVR sesuai dengan program yang ada pada modul.

Setelah program benar, lalu hal selanjutnya yaitu membuat rangkaian. Ma-

sukkan beberapa komponen, selanjutnya setelah komponen semuanya dirangkai

masukkan program yang telah dibuat pada AVR ke mikrokontroler. Kemudian

didapatkan data dari hasil tersebut dan didapatkan pula nilai gradiennya.

Kemudian pada perbandingan, praktikan menggunakan paku yang dipanaskan

mencapai 50celcius kemudian ditempelkan pada LM35 yang telah dirangkai

dalam satu sistem minimum dengan LCD. Dan kemudian dengan cara mendekatkan

thermometer pada paku.

7

2.3.2 Diagram Alir

2.3.2.1 Percobaan Rangkaian ADC

Membuka software AVR

Buat program kalibrasi sensor suhu

Membuka software Proteus

Buat rangkaian Kalibrasi sensor suhu

Program dimasukkan pada rangkaian melalui mikrokontroler

Pengambilan data kalibrasi

Diuji dan dianalisis gradien yang didapat

8

2.3.2.1 Percobaan Perbandingan pada paku

Memanaskan paku sampai 50celcius

Menempelkan paku pada LM35 rangkaian sismin

Amati keluaran ADC yang muncul pada LCD

Menempelkan paku pada thermometer

Amati perubahan suhu yang terjadi

9

3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Data Hasil Pengamatan

3.1.1 Tabel Data Kalibrasi Suhu dengan menggunakan Paku dan

Thermometer

No LCD(x) Thermometer(y) No LCD(x) Thermometer(y)

1 48 39 24 50 47

2 48 39 25 50 48

3 50 40 26 48 48

4 50 41 27 48 48

5 50 41 28 48 47

6 50 42 29 48 47

7 50 42 30 48 47

8 50 42 31 48 46

9 50 42 32 48 46

10 50 42 33 48 46

11 50 43 34 48 46

12 50 43 35 46 45

13 50 43 36 46 45

14 50 44 37 46 45

15 50 44 38 46 45

16 50 45 39 46 44

17 50 45 40 45 44

18 50 45 41 46 44

19 50 45 42 46 43

20 50 46 43 46 43

21 50 46 44 46 43

22 50 46 45 46 43

23 50 47

3.2 Pembahasan

Pada praktikum kali ini mengkalibrasikan sensor suhu LM35. Pengkalibrasian

dilakukan dengan cara membandingkan suhu rangkaian LM35 dengan suhu

pada thermometer lab. Percobaan dilakukan dengan menggunakan paku yang

dipanaskan kemudian diambil varisi data hingga mencapai 50 celsius. Hasil

dari data yang diperoleh dari rangkaian LM35 dan termometer lab tidak me-

nunjukan perbedaan yang signifikan, dimana kita ambil data ke 29 terdapat

hasil yang mendekati. Pada ADC layar LCD didapatkan 48 celcius dan pada

10

thermometer didapatkan 47 celcius. Hasil yang didapat memang tidak jauh

berbeda, karena LM35 merupakan sensor suhu yang akurat dimana tegangan

keluarannya berbanding lurus dengan suhu dalam derajat celcius sebesar 10

mV/derajat C, data yang diperoleh dari sensor suhu LM35 dan thermometer

lab diplotkan dalam bentuk grafik kemudian mengambil persamaan gradienya,

persamaan tersebut akan dijadikan formulasi sebagai daata hasil kalibrasi yang

digunakan dalam program, diamana persamaan tersebut berfungsi sebagai for-

mulasi konverter untuk nilai suhu yang sudah terkalibrasi.Di dalam mikrokon-

troler tegangan dikonversi ke data digital antara kisaran 0-225 yang kemudian

disebut dengan data ADC dan ditampilkan melalui LCD. Kalibrasi berfungsi

untuk mengkonversi data digital ke besaran fisika, namun data ADC harus di

program ulang lagi dan dimasukkan ke mikrokontroler sesuai dengan persamaan

konversi yang di dapat dari kalibras agar menjadi sebuah alat ukur yang akurat.

3.3 Analisis Data

Pada praktikum kali ini, ada beberapa kendala yang praktikan alami didalam

pembuatan rangkaian simulasi Kalibrasi Suhu. Diantaranya masalah pada peng-

gunaan komponen yang ada pada desain, maupun masalah mekanikal pada

software. Pada saat menggunakan software CV AVR, kendala mulai muncul

dengan adanya error yang disebabkan salah dalam penulisan dan dalam pem-

buatan logika. Maka dari itu pada saat menggunakan CV AVR praktikan

harus teliti dan cermat dalam memasukkan program yang sesuai dengan sim-

ulasi rangkaian yang dibahas. Kendala lainnya ketika mencoba menampilkan

pada layar LCD, namun tidak didapat data yang sesuai karena kesalahan dalam

pemograman.Pada rangkaian ini sensor LM35 akan memunculkan seberapa de-

rajat ketika memvariasikan sensornya tersebut. Dan akan memunculkan nilai

data ADC yang diberikan pada layar LCD.

11

4 Kesimpulan

Robot monitoring thermal merupakan salah satu dari robot kontrol suhu, di-

mana robot ini dapat mendeteksi suhu disekitarnya. Kalibrasi merupakan cara

untuk menbandingkan data dari alat satu dengan yang lainnya atau dengan data

yang dihasilkan oleh alat yang sudah standar. Pada praktikum ini termome-

ter dikalibrasi sehingga kesalahan indikasi atau koreksi dapat ditentukan dan

disesuaikan (melalui konstanta kalibrasi).Untuk mendeteksi suhu digunakan se-

buah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius),

LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor. Sensor LM35 bekerja

dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Sistem kontrol

monitoring suhu antara LM35 dan suhu memiliki pemanasan diri (self heating)

kurang dari 0.1C pada setiap suhunya. Ketika suhu menunjukkan nilai tertentu

maka sensor akan membaca nilai 0.1C diatas suhu yang ada. Data suhu dari

kalibrasi sensor suhu LM35 secara real time di tampilkan pada LCD sebagai

data digital. LM35 mampu mengukur suhu hingga 100C. Dengan tegangan

keluaran yang terskala linear dengan suhu terukur.

12

References

[1] Resnick, Halliday. ”‘ Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga ” .(1988). Jakarta

[2] Tipler, Paul. ”‘ Fisika Untuk Sains dan Teknik ” .(1996). Erlangga: Jakarta

[3] Budiharto, Widodo, Firmansyah, Sigit. 2005. ”Elektronika Digital + Mikro-

prosesor”. Andi. Yogyakarta.

[4] Andrianto, Heri. 2008. ”Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16

Menggunakan Bahasa C (CodeVision AVR)” . Informatika. Bandung.

[5] Malik, M Ibnu. 2003. ”Belajar Mikrokontroler ATMEL”. Penerbit : Gava.

[6] H, Erico Darmawan. 2010. ”Pemrograman Dasar C-Java-C”. Penerbit :

Informatika. Bandung.

[7] Hannan, Arief. 2012. ”Perancangan sistem pemanggil perawat berbasis

mikrokontroller ATMega16”. Jurusan Teknik Informatika.STMIK Amikom.

Yogyakarta

[8] Hadi, Mokh.Sholihul. 2011. ”Mengenal Mikrokontroller AVR ATMega16”.

submit http//ilmukomputer.org

[9] ”http://www.tridinamika.com/calibration-detail/bidang-suhu”.

13

LAMPIRAN

Figure 1: Grafik Kalibrasi

Figure 2: Rangkaian ADC Kalibrasi Suhu

14