Temperatur Jarak Jauh

5/16/2018 Temperatur Jarak Jauh

1/8

PIUUiptIl.., YoL 11No.1, Juni 2008 him. 21-28

DESAIN DAN PEMBUAT AN SISTEM PENGUKURAN TEMPERA TUR JARAKJAUH BERBASIS LOCAL AREA NETWORK C L A A 1

I Nyoman Sudiana, NUTUntoro, dan Salim!'1) Jurusan Fisika FMlPA Universitas Halu.oleo Kendari 93232ABSTRAK

Telah dibuat sistem pengukuran temperatur jarak jauh berbasis Local Area Network (LAN).Sistem pengukuran temperatur dibuat dengan IC LM3SDZ, penguat non-inverting, ADC0804,mikrokontroler AT89CSI, dan 2 buah komputer yang terhubung melalui LAN. Program aplikasidibuat dengan Delphi S. Proses pengukuran menggunakan sensor temperatur sensitif dengankeluaran tegangan dan dikuatkan oleh penguat non-inverting agar sesuai dengan masukan ADCyaitu O--S volt. Keluaran masuk ADC berbentuk paralel yang diubah menjadi serial denganmikrokontroler lalu dikirim ke komputer server. Untuk komunikasi data melalui 2 komputer yaituserver dan client dilakukan dengan protokol TCPIIP dan pemrograman socket. Berdasarkan hasilpengujian temperatur air saat proses pemanasan, temperatur yang terukur pada tennometer digitallebih besar dari komputer client dengan selisih temperatur antara 1,0 1C sampai l,60C. Sebaliknyaketika terjadi pendinginan air, temperatur yang terukur pada terrnometer digital lebih kecil dadkomputer client dengan selisih temperatur antara -0,84C sampai 0,61oC. Jangkauan temperaturyang dapat diukur oleh sistem adalah -1 sampai 100C dengan nilai skala terkeeil 0,4C.Kala kuncl: sensor temperatur, LAN, ADC, mikrokontroler

ABSTRACTWe have designed a temperature telemetri system based on Local Area Network (LAN). The

system had designed by using IC LM35DZ, non-inverting amplifier, ADC0804, microcontrollerAT89C51, and two computers connected by LAN. Software for system controller had ereated byDelphi 5 eompiler. Measurement proeess used a sensitive temperature sensor. The output voltage ofsensor was then amplified by non inverting amplifier before conneeted to ADC. Output of ADC wasparallel data so that it must be converted to serial data before eonneeted to microcontroller and wasthen sent to eomputer server. LAN eommunication of two computers (server and elient) was usingTCPIIP protocol and socket programming. Based to the testing result both of cooling and heatingwater temperature. During water heating process, the displayed temperature of digital thermometeris greater than client computer with the difference temperature value in range from 1.0 1C to 1.60Cwhile the displayed temperature of digital thermometer is smaller than client computer with thedifference temperature value in range from -0.84C to -0.61C. The range temperature that ean bemeasured by system is -1C to 100C with the least scale of 0.4 C.Keywords: temperature sensor, LAN, ADe, microcontroller

Diterima: 28 April 2008Disetujui untuk dipublikasikan: S Juni 2008


2/8

Desain dan Pembua1an Sistem Pengukuran Ternperatur Jarak Jauh 22

1. PendahuluanSaat ini, tinzkar kesibukan masyarakat semakin meningkat, sehingga batasan ruang

dan waktu selalu menjadi kendala untuk melakukan suatu kegiatan yang sangat pentingdan tidak dapat ditunda. Dengan adanya batasan ruang dan waktu tersebut, untukmelakukan suatu kegiatan, manusia harus berpindah tempat ke tempat lain di manakegiatan tersebut akan dilakukan. Tetapi dengan semakin berkembangnya teknologi makaruang dan waktu tidak menjadi masalah yang cukup penting, karena untuk melakukansuatu kegiatan misalnya, proses pengontrolan dan pengukuran suatu sistem dapat dilakukandari jarakjauh.

Ada berbagai metode pengukuran jarak jauh yang sering digunakan yaitu melaluijaringan telepon, remote control, telemetri, dan jaringan komputer/internet. Akan tetapi, diantara sistem tersebut, penggunaan jaringan komputer/internet sebagai sistem pengukuranjarak jauh lebih efisien dibanding dengan sistem lain, khususnya untuk jarak yang cukupjauh [I]. Hal ini disebabkan oleh berkembangnya teknologi internet danjaringan komputer,dimana seroakin banyak fasilitas yang dapat dimanfaatkan untuk sistem pengukuran.

Pada penelitian ini telah dilakukan pengukuran temperatur dengan Local AreaNetwork (LAN) yang merupakan koneksi terkecil pada jaringan komputer. Besaran yangakan diukur adalah temperatur dilakukan dengan menggunakan IC sensor temperatur yangterhubung dengan komputer melalui serial port, ADC (Analog to Digital Converter), danmikrokontroler, Mikrokontroler berguna untuk mengubah keluaran ADC yang berbentukparalel ke dalam bentuk serial [2].2. Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada tahapan (1) Kalibrasi sensor temperatur; (2) Pembuatansistem pengukuran temperatur berbasis LAN, dengan program assembler untuk mikro-kontroller AT89C51 dan program aplikasi Borland Delphi 5.0 sebagai antannuka yangmenampilkan data hasil pengukuran pada komputer, Program yang dibuat terdiri atasprogram untuk komputer server dan program untuk komputer client, dengan mengikutibagan alir seperti diperlihatkan pada Gambar 1.


3/8

Prutu/igltrA. Vol U ~. L JUD i 2008 him. 21-28 2 3

k ON PU T ER S ERVE R ;(ow?V1"ER CUENT

Gambar 1. Bagan alir program client-server untuk pembacaan data temperatur.

Selanjutnya dibuat rangkaian penguat operasional non-inverting untuk menguatkantegangan keluaran sensor. Sistem pengukuran temperatur yang terdiri atas sensor danantannuka (ADC, mikrokontroler) dihubungkan dengan komputer server. Semua sistempengukuran dihubungkan dengan LAN (Gambar 2).

Gambar 2. Hubungan sensor dan antannuka untuk pengukuran temperatur.

Pengujian sistem pengukuran temperatur pada LAN dilakukan dengan menggunakanair sebagai objek pengukuran (skala 1aboratorium) dan mengukur temperatur lingkungansekitar. Temperatur air diukur secara langsung dengan termometer digital dan komputerclient pada proses pemanasan dan pendinginan.3. Basil dan Pembahasan

Kalibrasi sensor temperatur dilakukan untuk mencari hubungan tegangan keluaranpada sensor dengan temperatur yang terbaca pada tennometer digital sebagai alat ukurtemperatur standar. Data kalibrasi yang diperoleh menunjukkan adanya hubungan yanglinear antara temperatur dengan tegangan keluaran sensor (Gambar 3).


4/8

Desain dan Pembuaran Sistem Pengukuran Tempcratur Jarak Jaub 24

1..21.01 =-I0 0.6eZ

i ..: 0.60z- c~ 0.4

0.20.0

0

II~ 0.0101 T - 0.0027

20 40 60 60TEMPERATUR (CELClUSj

100 120

Gambar 3. Grafik hubungan temperatur terhadap tegangan,Dengan menggunakan regresi linear, diperoleh persamaan V = 0,0101 T - 0,0027

dengan nilai R2 = 0,9994. Persamaan regresi linear ini kemudian diubah menjadi T =99,0099V + 0,267327, dimana T adalah temperatur eC) dan V adalah tegangan (volt).

Sistem pengukuran temperatur yang dibuat menggunakan sensor temperatur dengansensitivitas +10 mV/oC dan jangkauan pengukuran -55C sampai 150C. Karena sistemyang dibuat hanya digunakan untuk: pengukuran temperatur air dan lingkungan, makarentang pengukuran diperkecil menjadi O-lOOC, sehingga keluaran sensor berada padategangan 0-1 Volt. Kemudian ADC 0804 yang digunakan memiliki input tegangan 0-5Volt. Jadi, agar keluaran sensor sesuai dengan masukan ADC, maka digunakan penguatnon-inverting dengan penguatan sebesar 4,8298 kali. Hal ini dilakukan untuk: mendapatkannilai skala terkecil agar pengukuran yang dilakukan menjadi akurat. Nilai skala terkecilyang diperoleh adalah O,4C.

Sistem komunikasi antarmuka yang digunakan pada penelitian ini adalah komunikasiparalel dari ADC ke mikrokontroler dan komunikasi serial dari mikrokontroler kkomputer. Bus data mikrokontroler AT89C51 langsung berhubungan dengan bus dataADC. Data keluaran hasil konversi dari ADC dikirim secara bersama-sama (8 bit data) kmikrokontroler AT89C51 melalui port Po (ADO-AD7). Agar data tersebut dapat diaksesmaka sinyal RD (read) dan WR (write) digunakan untuk: melakukan pembacaan data danmemulai konversi, tentunya terlebih dahulu dengan mengaktifkan ADC.


5/8

ParlUi igm.L, VoL 12 No, r , Juni 2008 him. 2 [-28 25

Komunikasi serial dengan komputer dapat dilakukan dengan menggunakan ICRS232 (berfungsi mengubah level TIL (transistor-transistor logic) pada mikrokontrollerke RS232 pada komputer) yang dihubungkan ke port TXD (transmitter. pemancar) danRXD (receiver, penerima) pada mikrokontroUer AT89C51 [2]. Data melalui port tersebutdikirim secara bergantian (per bit) ke komputer. Tipe komunikasi serial yang digunakandalam penelitian ini adalah tipe UART (Universal Asyncronous Receiver Transmitter).Tipe UART secara lengkap memiliki sebuah bit berhenti (stop bit). Pengaturan baud ratediperlukan untuk mengatur pengiriman dan penerimaan data antara dua prosessor,pengiriman dan penerimaan data kedua prosessor haruslah bersesuaian jika tidak makasistem komunikasi serial akan gagal [3].

Komputer server dan komputer client dihubungkan dengan pemrograman socket danprotokol TCPIIP. Socket merupakan salah satu komponen pendukung pada Borland Delphi5.0 untuk membuat program client/server [4]. Socket terdiri dari server socket dan clientsocket. Pembuatan program pada kedua komponen tersebut dicantumkan port yang sarna.Port yang digunakan dalam penelitian ini adalah port 50. Penggunaan port harusdiperhatikan sebab ada beberapa port telah digunakan untuk aplikasi yang lain sepertiHTTP port 80. POP3 port 110, FTP port 21, dan lain-lain. Dengan pemrograman socketmaka setiap komputer dapat mengirim atau menerima data dari komputer lain. Tampilanprogram aplikasi untuk client dan server masing-masing diperlihatkan pada Gambar 4 danGambar 5.

_11'_1111:2.168.1,9r-..o 137,_178' C"""'" !i3:11:(

."",,"koIJlo_~~TDftMT1,W_"""""-;. lALil l1IIEIIIUI. I. IWI LM

(lOCAl.N18~)

Gambar 4. Tampilan program antarrnuka untuk pengukuran temperatur dengan LAN padakomputerClient.


6/8

Desain dan Pembuatan Sistem Pengukuran Temperatur Jarak Jauh 26

Gambar 5. Tarnpilan program antarmuka untuk pengukuran temperatur dengan LAN padakomputer server.

Proses uji coba dilakukan dalam dua tahap, yaitu pengukuran temperatur air danpengukuran temperatur lingkungan. Pengukuran temperatur air dilakukan denganmengukur temperatur air pada saat pemanasan dan pendinginan. Pengukuran dilakukandengan menggunakan tennometer digital serta pengukuran menggunakan sensor yangdibaca dari komputer client. Gambar 6 menunjukkan selisih temperatur antara pembacaanpada tennometer digital dengan pembacaan dari komputer.

20 o 20 60 80 100Walltu (Manit)

120 140 160 100

110100i 90b 80a 70! 60J 504030

-- _ . _ - _ ..---,- -----~/'" '\./ \

r ,_ f " - . . . . . . .II

1--Termomoter Digital - - - Komputer c'lemlGambar 6, Grafik hubungan temperatur air terhadap waktu.


7/8

Parlldigma, Vol. 12No. I, Juni 2008 him. 2 1 -:1 8 27

Pada pemanasan air, temperatur yang terukur pada termometer digital lebih besardari komputer client dengan selisih temperarur antara I,OloC sampai 1,60C. Sedangkan. ketika terjadi pendinginan air, temperatur yang terukur pada termometer digital lebih kecildari komputer client dengan selisih temperatur antara -O,84C sampai -O,61C. Dari basiltersebut terlihat bahwa selisih temperatur pada proses pemanasan air lebih besar daripadaproses pendinginan air. Hal ini disebabkan oleh proses transfer panas yang berlangsunglebih cepat pada proses pemanasan dibandingkan dengan proses pendinginan air.

Untuk pengukuran temperatur lingkungan, dilakukan dengan meletakkan sensortemperatur di alam terbuka. Gambar 7 menyajikan hubungan antara waktu dengantemperatur lingkungan yang terukur.

r o - - - _ . . - - - . - - - - . . - . ._ - - _ - - - - - . - . - - - . ~ - - - _ . _ . . - - .. - - . . - -~ - - - - - - - . - - - - . -

Tempat : Halaman Genung FMIPA

~ ~+-----~--~-----+~;T~~~~----+-~~r-~-+----~. .:EI!~ ~+---~~--~----L+----~----~~~+---~~---+--~~I+-----~--~----_+----~----~----+---~r----+----~10+-----~--~----_+----~----~----+_--~r_--_+----~7:00:00 emoe a:oo!lO 10:00:00 11:00:00 12:00:00 13!l0:00 14'.00:00 rsmon 16:00:00

W~..~ ( J~m:Men i t:De1i1Y

Gambar 7. Grafik perubahan temperatur lingkungan terhadap waktu.

4. KesimpulanSistem pengukuran temperatur dapat dibuat dengan menggunakan IC LM35DZ,

penguat non-inverting, ADC0804, mikrokontroler AT89C51, dan 2 buah komputer yangterhubung melalui LAN, Proses pengukuran dilakukan oleh sensor temperatur denganoutput tegangan dan dikuatkan oleh penguat non-inverting agar sesuai dengan masukanADC yaitu 0-5 volt.


8/8

Desain dan Pembuatan Sistem Pengukuran Temperarur Jarak Jauh 28

Hasil pengujian yang dilakukan dengan mengukur temperatur air, diperoleh untukproses pemanasan air, temperatur yang terukur pada termometer digital lebih besar darikomputer client dengan selisih temperatur antara 1,01 "C sampai 1,60C. Sebaliknya ketikaterjadi pendinginan air, temperatur yang terukur pada termometer digital Iebih kecil darkomputer client dengan selisih temperatur ..(),84e sampai ..(),61e. Jangkauan temperaturyang dapat diukur oleh sistem adalah -1 sampai 100C dengan nilai skala terkecil O,4c.

DAFTAR PUSTAKA[1] Aris, I. 2002. Pemanfaatan Internet untuk Pengukuran Jarak Jauh. Jurnal Fisika Indonesia,

A5(0515).[2] Scott, I.and MacKenzie. 1995. The 8051 Microcontroller, 2nded. London: Prentice Hall.[3 J Irwan and Sutopo, B. 2000. Sistem Pengendalian Suhu Menggunakan AT89S5I dengan

Tampilan di PC. Y ogyakarta: Jurusan T eknik E lektro UGM .[4 J Purbo,O.W. 1998. Buku Pintar Internet, TCP/IP, Jakarta: Elex Media Komputindo.[5] Purbo, O,W, 2000. Temperatur Sensors Handbook. National Semiconductor's.

www.national.eom.[6 J Cooper, W.D. 1978, Electronics Instrumentation and Measurement Techniques, 2 nd ed. Jakarta:Erlangga.(7 ] Holman, J.P. 1984 . Experimental Methods/or Engineers, 4th ed, Jakarta: Erlangga,(8] Link, W. 1990. MESSEN, STEUERN, UND REGELN MIT PC'S praxis der Rechnergesteuerten

Automatisierung, Jakarta: Elex Media Komputindo.
http://www.national.eom./http://www.national.eom./

Temperatur Jarak Jauh

Documents

Transcript of Temperatur Jarak Jauh