makalah termometer digital

Download MAKALAH Termometer Digital

Post on 14-Feb-2015

931 views

Category:

Documents

21 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

MAKALAH PERANCANGAN DAN PEMBUATAN THERMOMETR DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

Di Susun OLeh

EKO PURWANTO 13101424

Jurusan Teknik Informatika Akademi Manajemen Informatika dan Komputer Bina Sarana Informatika (Jl. Dr. Bunyamin No. 106, Purwokerto) 2013

ABSTRAKPada umumnya alat ukur suhu badan yang banyak dijumpai adalah thermometer dengan tampilan hasil ukur suhunya berupa garis skala. Dalam perkembangannya, tersedia juga thermometer badan digital yang hasil ukurnya berupa angka, Thermometer badan digital dengan tampilan hasil pengukuran suhu tubuh berupa angka numerik dan suara sangat sesuai digunakan untuk semua orang. Alat dirancang menggunakan sensor suhu IC LM35, zero span, pengolah dan pengontrol data AVR ATmega 8535, ISD 2590 sebagai perangkat perekam audio, dan LCD 16x2 baris untuk tampilan visual.

Dari hasil pengujian alat pada range pengukuran 25C sampai dengan 50C menunjukkan hasil yang stabil dengan lama waktu pengukuran 2 menit, dan kesalahan rata rata sistem sebesar 2,34%. Perangkat audio dapat mengeluarkan suara yang sesuai dengan suhu tubuh terukur pada tampilan LCD.

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Umum Kemajuan dunia elektronika dan teknologi saat ini sudah berkembang dengan pesat. Hal ini ditandai dengan diciptakan peralatan elektronika yang semakin canggih banyak keuntungan yang dapat diperoleh dari perkembangan dibidang elektronika diantaranya adalah membantu manusia dalam menyelesaikan beban tugas. Sehingga, waktu tenaga dan biaya yang digunakan dapat dapat hemat. Aktifitas yang bersifat rutin sekarang ini banyak yang digantikan oleh peralatan-peralatan yang dirancang sercara otomstis. Sehingga dapat digantikan tenaga manusia. Peralatan elektronika yang ada dipasaran ada yang analog, ada juga yang digital. Pada peralatan analog, penunjukan yang digunkan merupakan persamaan dari satuan nilai ukurnya langsung ditampilkan dalam bentuk angka atau atau digit lebih mudah diamati dan tingkat ketelitian juga lebih baik. Sistem digital yang digunakan dalam peralatan-peralatan elektronika salah satunya terdapat pada alat pengukuran suhu tubuh. Selama ini pengukur suhu tubuh kebanyakan masih silakukan dengan menggunkan thermometer analog. Salah satunya adalah thermometer air raksa. Thermometer air raksa. Thermometer jenis ini sering kita jumpai dirmh, rumah sakit dan puskesmas karena pemakaiannya yang mudah. Walaupun begitu termometer ini memiliki kelemahan yaitu pengukuran yang dilakukan kurang akurat. Hal ini dikarenakan tampilan hasil pengukuran yang dapat ditampilkan dalam bentuk skala-skala ukuran. Selain itu zat yangt berbahaya bagi manusia. Walaupun pada saat ini telah dikembangkan termometer digital yang lebih akurat pengukurannya, bahkan memperlihatkan hasil pengukuran sampe desimal. Akan tetapi, thermometer ini juga mempunyai kelemahan, yaitu sangat rentang terhadap udara lembab atau air, selain harganya mahal, hasil pengukurannya juga sering meleset bila baterainya lemah atau pernah terjatuh.

Berangkat dari fenomena tersebut, maka dalam laporan makalah ini akan dirancang suatu alat pengukuran suhu tubuh manusia sederhana dengan system digital yang dituangkan dalah sebuah tungas akhir dengan judul Rancang Bangun Alat Pengukur Suhu Tubuh Berbasis Mikrokontroler dengan Tampilan LCD.

1.2. Tujuan Sebagai syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III di Bina Sarana Informatika purwokerto. Merancang dan membuat sebuah alat pengukur suhu tubuh dengan tampilan digital yang murah harganya.

BAB II2.1. Umum

Saat ini termometer banyak digunakan oleh masyarakat untuk mengukur suhu tubuh mereka. Pada umumnya termometer dirancang untuk orang yang memiliki kondisi fisik normal terutama dalam kemampuan melihat. Pembuatan termometer untuk orang buta, dirancang menggunakan sebuah alat yang menghasilkan suara. Tugas akhir ini membuat termometer badan dengan keluaran suara berbasis mikrokontroler AT89S51. Secara umum termometer badan ini dirancang menggunakan sensor LM35, ADC0804, mikrokontroler AT89S51 dan ISD4004. Sinyal yang diterima akan diproses oleh sensor dan sinyal akan diubah oleh ADC0804 dari sinyal analog menjadi sinyal digital dan akan dikontrol oleh mikrokontroler AT89S51. Sinyal yang diterima oleh sensor LM35 akan ditampilkan oleh LCD dan akan menghasilkan suara yang dikeluarkan melalui speaker yang menunjukkan berapa derajad suhu tubuh yang diperoleh. Termometer ini dapat mengukur suhu dan mengeluarkan suara antara 35,0C 42,0C dengan perubahan 0,2C. Suara yang akan dikeluarkan adalah suhu yang telah mengalami 6 kali pengukuran dengan nilai tetap. Termometer ini dapat digunakan oleh orang yang memiliki keterbatasan penglihatan. Kata kunci: Mikrokontroler, Sensor Suhu, ADC, ISD4004, LCD, Termometer

BAB III3.1. Metode penelitian Rancangan penelitian berkaitan dengan hal-hal yang mengaraqh pada proses pembuatan alat-alat yang akan dirancang. Adapun rancang penelitian dalam pembuatan makalah ini terdiri dari 3 hal yaitu perancangan system, perancangan haedware, dan perancangan software.

3.1.1 Perancangan system Adapun perancangan system tugas makalah ini dengan gambar diagram blok ini.PLAT

SENSOR SUHU

PENGKONDISI SINGAL

ADC

MIKROKONTROLER

SEVENT SEGMENT

Plat yang ingin diketahui suhunya didekatkan kesensor, diode kemudian IN4148 yang digunakan sebagai sensor suhu kemudian sensor akan mendeteksi suhu plat tersebut, output sensor berupa tegangan. Output sensor akan berbanding terbalik dengan dengan suhu plat, bila mana suhu plat naik maka nilai output sensor akan turun, begitu pula sebaliknya, bila suhu plat turun maka nilai output sensor akan naik, nilai output sensor yang sangat kecil harus dikuatkan oleh pengkondisi singal, output dari pengkondisi singal yang masih berupa data analog selanjutnyan kan

diterjemahkan menjadi data digital oleh ADC, kemudian output ADC yang sudah berupa data digital akan diproses, oleh mikrokontroler yang selanjutnya akan ditampilkan pada seven segment . 3.1.2. Perencanaan hardware Perencanaan hardware tugas akhir ini meliputi blok-blok sebagai berikut: 1. sensor suhu dan op-amp gambar 3.3 menunjukan gambar rankaiyan sensor suhu dengan pengkondisian sinyal. Dioda IN4148 digunaka sebagai sensor suhu, IC yang digunakan untuk pengkondisi singal adalah LM35, dengan 4 gerbang penguatan, yakni A1, A2, A3 dan A4 seperti gambar 3.3

Gambar 3.1 sensor suhu dan op-amp

pada rangkaian ini diinginkan tegangan yang masuk ke pin+A3 adalah 2,5 volt. Input IC LM35 adalah 5 volt, sehingga dibutuhkan pembagi tegangan. Berlaku rumus: didapatkan nilai R1 dan R2 adalah 10K, agar kondisi tegangan 2,5volt tersebut mendekati kondisi ideal maka tegangan tersebut akan melewati op-amp 1 terlebih dahulu, seperti gambar 3.4. fungsi op-amp 1 adalah sebagai buffer, dimana Vo Vin,, , namun arus input lebih kecil dari pada arus output. Hal ini membuat tegangan output akan mendekati ideal.

Gambar 3.2 pembagi tegangan dan Bufer Aouput A1 selanjutnya akan menjadi input (+) pada A2, Op-amp2 merupakan modifikasi dari rangkaiyan sumber arus konten, Op-amp4 berfungsi sebagai penguat tak pembalik sederhana (buffer) maka aouputnya akan sama dengan nilai input dari op-amp3 yaitu 0.32 volt saat sensor berada pada suhu ruangan nilai output terakhir dari op-amp masih berupa besaran analog, sedangkan mikrokontroler hanya dapat memproses data digital, sehingga diperlukan ADC (analog Digital Conveter).

2. ADC (analog digital converter) ADC0804 dioprasikan pad mode hand shaking, thermometer digital yang dibuat memiliki rentang suhu 0C sampai dengan 100 C. saat suhu ruangan, output sensor berkisar antara 0,30volt-0,33volt. Sedangkan saat suhu mencapai 100 C, output sensor akan bernilai 1volt. Agar pembacaan ADC lebih teliti, maka nilai inputan tertinggi. haruslah setengah dari nilai

Ganbar 3.3 Rangkaiyan ADC 0804 mode hand Shaking

Output dari ADC selanjutnya akan diproses oleh mikrokontroler AT89S51 dan nilai suhu yang terukur akan tampil diseven segment.

3. Perancangan rangkaiyan penampilan suhu (sevent segment) IC BCD to seven digunakan untuk menentukan angka yang tampil pada sevent segment. IC ini berfungsi mengubah data biner menjadi tampil pada sevent segment . gambar 3.9 menunjukan rangkaiyan sevent segment dengan IC 7447.

Ganbar rangkaiyan 3.4 Rangkaiyan sevent segment dengan IC 7447

Dari gambar diatas 3.9 dapat dilihat dengan bahwa P1.1 sampai dengan P1.3 digunakan untuk member cacahan pada IC 7447. Sedangkan P1.6 digunakan untuk menscaning transistor, dimana transistor ini berfungsi sebagai saklar untuk Vcc pada masing-masing segment. Adapun fungsi dari IC 7447 adalah sebagai decoder input, dimana input yang berupa 4bit BCD didecoder menjadi seven segment BCD.

4. Perancangan modul penanman mikrokontroler AT89S51

Gambar 3.5 Rankaiyan modul penanaman Mikrokontroler

Dowloder ini berfungsi untuk menanamkan program pada mikrokontroler AT89S51, konektor digunakan untuk menanamkan program adalah konektor yang DB25 Female (on Bord). Sedangkan untuk software yang digunakan untuk software yang digunkan untuk mengcompailer program adalah ASM51 dan untuk menanaman

programnya menggunakan software downloader 89sxx program.exe.

3.1.3

perancangan software 1 . program ADC hand shaking Adapun alur pemograman ADC hand shaking dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar 3.6 Alur pemograman ADC hand shaking Agar ADC dapat bekerja, CS harus berlogika 0, register SAR akan direset, sedangkan ketika sinyal WR kembali 1, maka proses konversi segera dimulai. Selama konversi sedang berlangsung, singal INTR akan tidak aktif (berlogika 1), saat konversi selesai ditandai dengan aktifnya sengal INTR (logika 0). Ketika singal RD dikirimkan data berlogika 0 maka data hasil konversi akan keluaran. Setelah proses konversi selesai data hasil konversi disimpan pada accumu