LAPORAN

PERCOBAAN RANGKAIAN SENSOR SUHU LM35

I . tujuan

- Mahasiswa dapat mengetahui kegunaan dan penggunaan alat pengatur suhu lm35

- Mahasiswa dapat membuat dan merakit sendiri rangkaian alat pengatur suhu lm35

- Mahasiswa dapat menggunakan ISIS dan Ares pada software Proteus

II. Dasar Teori

Perakitan Sensor Suhu

Dalam perakitan sensor suhu ada 3 langkah yang dijalankan yang pertama pengujian

karakteristik sensor LM35, perancangan dan pengujian sensor suhu. Uji karakteristik sensor

LM35 dilakukan dengan cara memberikan tegangan sebesar 5 Volt pada LM35, kemudian pin

keluaran LM35 dihubungkan ke multimeter untuk mengetahui tegangan yang dihasilkan dari

pemberian suhu pada LM35 dengan cara pemberian es dan solder. Pengujian karakteristik dari

LM35 adalah untuk mengetahui kecenderungan secara fisis dari sensor LM35. Berikut ini adalah

Gambar 2  blok diagram uji karakteristik sensor LM35.

Sensor LM35 memiliki kelebihan-kelebihan diantaranya dapat terkalibrasi langsung

dalam celcius, sehingga akan memudahkan perancangan pendeteksi suhu ruangan. Tegangan

suplai (Vs) LM35 adalah sebesar 5 Volt dengan harapan respon ideal LM35 akan menghasilkan

kenaikan suhu 1oC yang memiliki perubahan tegangan setiap kenaikannya sebesar 10 mVolt.

Pada penelitian ini ditentukan jangkauan suhu  pengukuran antara 0 oC sampai 128 oC. Dengan

demikian maka tegangan keluaran dari LM35 pada penelitian ini adalah :

128°C / 1°C x 10 mV = 1,28 V                                                                       

Dari perhitungan di atas maka dapat diketahui bahwa tegangan untuk mencapai kisaran

suhu antara 0 – 128 oC adalah 0 – 1,28 Volt dan tegangan yang diberikan pada LM35 sebesar 5

volt, untuk memindahkan daya ke beban agar bisa maksimal maka ditambahkan resistor sebesar

75 Ohm dan kapasitor sebesar 1 µF. Berikut ini adalah gambar dari rangkaian sensor LM35.

Perakitan ADC 0804

Dalam penelitian ini merupakan pengukuran dengan sistem digital sehingga diperlukan

sebuah pengubah sinyal analog (ADC) yang merupakan keluaran sensor yang channel in (+).

Agar dapat diubah menjadi sinyal digital maka perlu ditentukan spesifikasi ADC yang

diperlukan untuk pengukuran suhu dan intensitas cahaya. Hal ini dapat ditentukan secara teoritis

dengan menghitung jumlah perubahan bit yang dibutuhkan, yaitu dengan membagi jangkauan

pengukuran dengan resolusi pengukuran. Perhitungan tersebut adalah sebagai berikut, terdapat

pada persamaan.

Pada sensor suhu jumlah perubahan bit  sebanyak 128 kali, sehingga ADC yang

dibutuhkan minimal 2n perubahan bit, n merupakan jumlah keluaran digital dari ADC. Dengan

demikian ADC yang digunakan mempunyai 8 bit. Untuk mengetahui data suhu yang ditampilkan

pada setiap bit-nya yaitu dengan cara sebagai berikut :

Pada dasarnya ADC0804 tidak dapat mengkonversi secara terus-menerus, sehingga untuk

pemecahan masalah ini maka nilai masukan ADC ditahan agar tetap selama melakukan sebuah

pengkonversian, sehingga ADC0804 ini dapat bekerja dengan melakukan pengkonversian secara

terus-menerus (free running). Untuk membuat mode kerja free running maka harus diketahui

terlebih dahulu bagaiman urutan pemberian nilai pada pin RD dan WR serta perubahan nilai

pada INTR.

Sistem Minimum Mikrokontroler

Mikrokontroler merupakan komponen utama yang mengendalikan seluruh sistem.

Mikrokontroler yang digunakan pada penelitian ini adalah mikrokontroler keluaran Atmel

dengan seri AT89S52. Seri ini merupakan varian baru dari keluarga AT89C51 yang mengalami

perubahan prosedur pengisian program. Pada seri ini memiliki fasilitas ISP (In System

Programming) yang tidak dimiliki pada seri sebelumnya. Fasilitas ini memungkinkan

pengubahan isi program walaupun sistem sedang berjalan.Untuk bekerja dengan mikrokontroler

ini diperlukan beberapa komponen tambahan yang sering disebut dengan sistem minimum.

Syarat-syarat tersebut antara lain,

Komunikasi Mikrokontroler dan HP

Untuk berkomunikasi antara mikrokontroler dan HP diperlukan fasilitas komunikasi

serial dengan model UART dengan kecepatan 19200 Bps untuk jenis HP Siemens M35.

Kecepatan ini akan bervariasi tergantung dari jenis HP yang digunakan. Tingkatan tegangan

yang digunakan adalah RS232. Sementara itu mikrokontroler hanya menyediakan fasilitas

komunikasi serial UART dengan pin TX, dan Rx dengan tingkat tegangan RS232. Untuk itu

diperlukan sebuah sistem adapter yang mampu mengubah tingkat tegangan TTL ke tingkat

RS232.

Pada HP Siemens M35 terdapat konektor untuk berkomunikasi dengan piranti luar.

Biasanya konektor ini mampu diakses dengan kabel data serial. Umumnya kabel data sudah

dilengkapi dengan konverter RS232 untuk itu mikrokontroler memerlukan piranti tambahan

yaitu modul konverter dari TTL ke RS232.

III. Langkah percobaan

Untuk memudahkan penelitian yaitu dengan cara membagi rangkaian menjadi beberapa blok

atau bagian. Berikut ini adalah blok rangkaian yang akan dirakit dan diteliti.

1. Perakitan sensor suhu

2. Perakitan ADC 0804

3. Sistem minimum mikrokontroler

4. Penampil LCD

5. Rangkaian keseluruhan

6. Perancangan program

IV. Alat dan Bahan Percobaan

1. Perangkat komputer beserta software Proteus

2. Pcb

3. Solder , Timah , dan Penyedot timah

4. Hasil Print gambar layout rangkaian

5. Setrika listrik

6. Kertas pasir

7. Pulpen Sowman Permanen

8. Komponen yg akan dipasang pada PCb

Komponen yang dibutuhkan :

- Sensor suhu Lm35

- ADC0804

- AT89C52

- MAX232

- CONECTOR MAX232

- CONECTOR IC 8X, 4X dan 20x

- Resistor

- Capasitor

- Lcd lm16

- Crystal

V. Gambar Rangkaian

Sensor suhu lm35

Rangkaian ADC0804

Rangkaian Mikrokontroler AT89C52

Rangkaian RS232 dan Rangkaian Conector RS232

VI. Langkah Kerja

- Membuat Skema Rangkaian pada software Proteus ( ISIS )

- Membuat Layout Rangkaian pada software Proteus ( ARES )

- Print hasil Layout Rangkaian dan mensablon hasil print pada PCB

- Melarutkan hasil sablon pcb dengan larutan ferit

- Membuat lubang dudukan kaki komponen pada PCB menggunakan Bor tangan

- Memasang/menyolder kaki-kaki komponen menurut dudukan masing-masing

komponen.

- Menanamkan/embedded program pada mikrokontroler AT89C52

- Mencoba rangkaian dan menganalisanya .

VII. Analisa

- Mengaitkan hasil tampilan LCD terhadap program

- Menjelaskan mekanisme penunjukan data ADC (0-255) menjadi satuan °C (0°-100°)

Sebelum menganalisa lebih jauh hasil praktikum ini, mari kita perhatikan hasil praktikum

tersebut pada tabel dibawah ini :

Suhu

terukur

(°C)

Keluaran ADC Data

ADC

Tampilan

LCD (°C)D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1

0 0 0 0 0 0 0 0 1 000 000

5 0 0 0 0 1 1 0 1 013 005

10 0 0 0 1 1 0 1 0 026 010

15 0 0 1 0 0 1 1 1 039 015

20 0 0 1 1 0 1 0 0 052 020

25 0 1 0 0 0 0 0 0 064 025

30 0 1 0 0 1 1 0 1 077 030

35 0 1 0 1 1 0 1 0 090 035

40 0 1 1 0 0 1 1 1 103 040

45 0 1 1 1 0 1 0 0 116 045

50 1 0 0 0 0 0 0 0 128 050

55 1 0 0 0 1 1 0 1 141 055

60 1 0 0 1 1 0 1 0 154 060

65 1 0 1 0 0 1 1 1 167 065

70 1 0 1 1 0 0 1 1 179 070

75 1 1 0 0 0 0 0 0 192 075

80 1 1 0 0 1 1 0 1 205 080

85 1 1 0 1 1 0 1 0 218 085

90 1 1 1 0 0 1 1 1 231 090

95 1 1 1 1 0 0 1 1 243 095

100 1 1 1 1 1 1 1 1 255 100

Dari hasil praktikum yang tercantum pada tabel diatas dapat dilihat bahwa semakin besar

suhu yang terukur maka semakin besar pula data ADC yang ditampilkan. Pada suhu terukur 0°C

tidak saya jelaskan panjang lebar karena data ADC maupun tampilan dalam celcius-nya adalah

nol. Akan lebih mudah dipahami bila data ADC dan tampilan data dalam derajatnya bukan nol.

Lagipula, proses kerja programnya sama saja, hanya suhu terukurnya yang berbeda.

- Pada suhu terukur 5°C

Pada suhu ini, nilai data ADC-nya adalah 013, dan tampilan ke LCD dalam bentuk

celcius adalah 005°C.

0 berfungsi sebagai ratusan

0 berfungsi sebagai puluhan

5 berfungsi sebagai satuan

Mov DPTR,#ratusan

Mov A,DataADC

Movc A,@A+DPTR

Mov 32H,A

Pada program ini diketahui bahwa nilai #ratusan adalah 0307H dan data ADC adalah

013. Nilai #ratusan tsb di-copy-kan ke DPTR dan data ADC di-copy-kan ke akumulator.

Selanjutnya dilakukan penjumlahan antara A dan DPTR sehingga :

A= 013+0307H = DH+0307H = 0314H

Selanjutnya nilai akumulator yang diperoleh dari penjumlahan tersebut disimpan di

dalam 32H, nilai yang disimpan inilah yang akan berfungsi sebagai angka ratusan dan

ditampilkan pada LCD dalam bentuk derajat. Pada suhu terukur ini, nilai ratusannya

adalah 0, nilai ratusan (0) tersebut disimpan pada 32H.

Untuk tampilan nilai puluhan, programnya adalah sebagai berikut :

mov DPTR,#puluhan

mov A,DataADC

movc A,@A+DPTR

mov 31H,A

Nilai #puluhan disini adalah 0207H dan data ADC adalah 013, proses selanjutnya sama

dengan yang sudah dijabarkan diatas, sehingga :

A= 013+0207H = DH+0207H = 0214H

Selanjutnya nilai akumulator yang diperoleh dari penjumlahan tersebut disimpan di

dalam 31H, nilai yang disimpan inilah yang akan berfungsi sebagai angka puluhan dan

ditampilkan pada LCD dalam bentuk derajat. Pada suhu terukur ini, nilai puluhan juga 0,

nilai puluhan (0) tersebut disimpan pada 31H.

Untuk tampilan nilai puluhan, programnya adalah sebagai berikut :

mov DPTR,#satuan

mov A,dataADC

movc A,@A+DPTR

MOV 30H,A

Nilai #satuan disini adalah 0107H dan data ADC adalah 013, proses selanjutnya juga

sama dengan yang sudah dijabarkan diatas, sehingga :

A= 013+0107H = DH+0107H = 0114H

Selanjutnya nilai akumulator yang diperoleh dari penjumlahan tersebut disimpan di

dalam 31H, nilai yang disimpan inilah yang akan berfungsi sebagai angka satuan dan

ditampilkan pada LCD dalam bentuk derajat. Pada suhu terukur ini, nilai satuannya

adalah 5, nilai satuan (5) tersebut disimpan pada 30H.

Dari program diatas diperoleh :

Ratusan (32H) : 00H

Puluhan (31H): 00H

Satuan (30H) : 05H

Nilai perolehan tersebutlah yang ditampilkan ke LCD dalam bentuk derajat. Jadi ketika

program dijalankan, data yang ditampilkan berubah menjadi bentuk derajat tidak lagi

dalam bentuk data ADC.

Untuk penunjukan ke LCD, berikut adalah programnya :

mov R1,#0CCH memesan tempat di kolom 15 baris 2

acall Write_inst

mov A,30H

add A,#30H nilai satuan

mov R1,A

acall write_data

Selanjutnya, #0CCH di-copy-kan ke Register 1(R1), lalu nilai satuan (5) yang sudah

disimpan pada 30H tadi dipanggil lagi dengan perintah ACALL, Nilai tersebut di-copy ke

akumulator. Setelah itu #30H ditambahkan ke akumulator, dan hasilnya di-copy-kan ke Register

1 (R1). Selanjutnya hasil tersebut dipanggil lagi dengan perintah ACALL sehingga nilai satuan

tadi ditampilkan ke LCD.

Berikut ini adalah ilustrasi tampilan pada LCD :

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

5 ° C

Bilangan C pada #0CCH menunjukkan kolom tempat angka 5 (satuan) ditampilkan, dan barisnya

adalah baris ke-dua. Jadi tampilan angka satuannya adalah pada kolom ke-C dan baris ke- 2.

mov R1,#0CBH memesan tempat di kolom 14 baris 2

acall write_inst

mov A,31H

add A,#30H nilai puluhan

mov R1,A

acall write_data

Selanjutnya, #0CBH di-copy-kan ke Register 1(R1), lalu nilai puluhan (0) yang sudah

disimpan pada 31H tadi dipanggil lagi dengan perintah ACALL, Nilai tersebut di-copy ke

akumulator. Setelah itu #30H ditambahkan ke akumulator, dan hasilnya di-copy-kan ke Register

1 (R1). Selanjutnya hasil tersebut dipanggil lagi dengan perintah ACALL sehingga nilai puluhan

tadi ditampilkan ke LCD.

Berikut ini adalah ilustrasi tampilan pada LCD :

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

0 5 ° C

Bilangan B pada #0CBH menunjukkan kolom tempat angka 0 (puluhan) ditampilkan, dan

barisnya adalah baris ke-dua. Jadi tampilan angka puluhannya adalah pada kolom ke-B dan baris

ke- 2.

mov R1,#0CAH memesan tempat di kolom 13 baris 2

acall write_inst

mov A,32H

add A,#30H nilai ratusan

mov R1,A

acall write_data

Selanjutnya, #0CAH di-copy-kan ke Register 1(R1), lalu nilai ratusan (0) yang sudah

disimpan pada 31H tadi dipanggil lagi dengan perintah ACALL, Nilai tersebut di-copy ke

akumulator. Setelah itu #30H ditambahkan ke akumulator, dan hasilnya di-copy-kan ke Register

1 (R1). Selanjutnya hasil tersebut dipanggil lagi dengan perintah ACALL sehingga nilai ratusan

tadi ditampilkan ke LCD.

Berikut ini adalah ilustrasi tampilan pada LCD :

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

0 0 5 ° C

Bilangan A pada #0CAH menunjukkan kolom tempat angka 0 (ratusan) ditampilkan, dan

barisnya adalah baris ke-dua. Jadi tampilan angka ratusannya adalah pada kolom ke-A dan baris

ke- 2.

Pada suhu terukur lainnya, proses dan cara kerja programnya juga sama. Hanya saja yang

membedakan adalah angka yang ditampilkan pada LCD, karena berbeda suhu terukurnya maka

berbeda pula nilai yang ditampikan pada LCD.

VIII. Kesimpulan

Pada dasarnya prinsip kerja dari alat atau rangkaian ini, berfungsi sebagai alat pengukursuhu.

Alat pengukur suhu ini hanya dapat digunakan pada suhu antara 0º - 100ºC. hal ini

dikarenakankomponen pendeteksi suhu hanya dapat beroperasi pada daerah itu. Sensor suhu

berfungsi sebagai alat pendeteksi suhu. Yang akan digunakan sebagai input pada rangkaian

penguat tegangan. Rangkaian penguat tegangan akan menguatkan tegangan yang dihasilkan

sensor suhu sebesar 3 kali dan mengirimkannya ke dalam ADC (Analog To Digital Converter)

dalam bentuk sinyal analog..