BAB I

PENDAHULUAN

Secara umum sensor didefenisikan sebagai alat yang mampu menangkap

fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal

electrik baik arus listrik ataupun tegangan. Fenomena fisik yang mampu

menstimulus sensor untuk menghasilkan sinyal electrik meliputi

temperatur, tekanan, gaya, medan magnet cahaya, pergerakan dan

sebagainya.Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah

besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis

besarnya.Karakteristik sensor suhu ditentukan dari sejauh mana sensor

tersebut memiliki kemampuan yang baik dalam mendeteksi setiap

perubahan suhu yang ingin dideteksinya. Kemampuan mendeteksi

perubahan suhu meliputi:

1. Sensitifitas, yaitu ukuran seberapa sensitif sensor terhadap suhu yang

dideteksinya. Sensor yang baik akan mampu mendeteksi perubahan

suhu meskipun kenaikan suhu tersebut sangat sedikit. Sebagai

gambaran sebuah inkubator bayi yang dilengkapi dengan sensor yang

memiliki sensitifitas yang tinggi.

2. Waktu respon dan waktu recovery, yaitu waktu yang dibutuhkan

sensor untuk memberikan respon terhadap suhu yang dideteksinya.

Semakin cepat waktu respon dan waktu recovery maka semakin baik

sensor tersebut.

1

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk

mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.

Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen

elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35

memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika

dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran

impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan

mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan

penyetelan lanjutan. Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt

akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat

digunakan dengan catum daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya

membutuhkan arus sebesar 60μA hal ini berarti LM35 mempunyai

kemampuan menghasilkan panas (selfheating) dari sensor yang dapat

menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu

kurang dari 0,5oC pada suhu 25oC.

2

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Umum Sensor

Suhu merupakan keadaan tingkat panas atau dingin pada benda, baik

benda padat, cair ataupun benda gas. Tingkatan suhu pada suatu ruang

dapat diukur dengan menggunakan sensor suhu yang terpasang pada ruangan

tersebut. Besaran suhu tidak langsung diterima oleh komponen elektronik,

perlu adanya perantara untuk mengubah perantara antara keadaan suhu

menjadi besaran elektronik.

3 pin LM 35 menunjukan fungsi masing masing pin diantaranya, pin 1

sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau di tengah digunakan

sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 volt

sampai 1,5 volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan

antar 4 volt sampai 30 volt.

3

Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga

di peroleh persamaan sebagai berikut :

V LM35 = Suhu* 10 mV

Gambar 2.1 Struktur LM35

Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan

keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10

milivolt per 1oC. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53

oC. Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32oC. Tegangan

keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian

pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian

filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan

rangkaian Analog-to-Digital Converter. Rangkaian dasar tersebut cukup

untuk sekedar bereksperimen atau untuk aplikasi yang tidak memerlukan

akurasi pengukuran yang sempurna.

4

2.2 Karateristik Sensor LM35

Adapun karakteristik dari sensor LM35, yaitu :

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan

dan suhu 10 mVolt/oC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam

celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5oC pada suhu 25oC

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55oC sampai +15 oC.

4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 μA.

6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang

dari 0,1oC pada udara diam.

7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1

mA.

8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ±1/4 oC.

Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :

1. Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

2. Lineritas +10 mV/ oC.

3. Akurasi 0,5 o C pada suhu ruang.

5

4. Range +2 oC – 150 oC.

5. Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.

6. Arus yang mengalir kurang dari 60 Μa

2.3 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah singel chip yang memiliki kemampuan untuk

diprogram dan dirancang khusus untuk aplikasi kontrol serta dilengkapi

dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip.

Mikrokontroler merupakan satu hasil dari kemampuan komputasi yang

sangat cepat dengan bentuk yang sangat kecil dan harga yang yang murah.

Mikrokontroler terus berkembang dengan tujuan untuk memenuhi

kebutuhan pasar terhadap alat-alat elektronik dengan perangkat cerdas, cepat

sebagai pengontrol dan pemroses sebuah data.

2.4 Mikrokontroler ATMega8535

Mikrokontroler merupakan keseluruhan sistem komputer yang dikemas

menjadi sebuah chip di mana di dalamnya sudah terdapat Mikroprosesor, I/O,

Memori bahkan ADC, berbeda dengan Mikroprosesor yang berfungsi sebagai

pemroses data (Heryanto, dkk, 2008:1).

Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) memiliki arsitektur

8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar

instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock atau dikenal dengan teknologi RISC

(Reduced Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat

6

dikelompokan ke dalam 4 kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega

dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing adalah

kapasitas memori, peripheral dan fungsinya (Heryanto, dkk, 2008:1). Dari

segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir

sama.

Berikut ini gambar Mikrokontroler Atmega8535 :

Gambar 2.1 Mikrokontroler ATMega8535

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega8535

7

2.5 Konfigurasi Pin ATMega8535

Secara umum konfigurasi dan fungsi pin ATMega8535 dapat dijelaskan

sebagai berikut :

1. VCC Input sumber tegangan (+)

2. GND Ground (-)

3. 3. Port A (PA7 … PA0) Berfungsi sebagai input analog dari ADC (Analog

to Digital Converter). Port ini juga berfungsi sebagai port I/O dua arah,

jika ADC tidak digunakan.

4. Port B (PB7 … PB0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah. Port PB5, PB6

dan PB7 juga berfungsi sebagai MOSI, MISO dan SCK yang

dipergunakan pada proses downloading. Fungsi lain port ini selengkapnya

bisa dibaca pada buku petunjuk ”AVR ATMega8535”.

5. Port C (PC7 … PC0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah. Fungsi lain port

ini selengk apnya bisa dibaca pada buku petunjuk ”AVR ATMega8535”.

6. Port D (PD7 … PD0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah. Port PD0 dan

PD1 juga berfungsi sebagai RXD dan TXD, yang dipergunakan untuk

komunikasi serial. Fungsi lain port ini selengkapnya bisa dibaca pad a

buku petunjuk ”AVR ATMega8535”.

7. RESET Input reset.

8

8. XTAL1 Input ke amplifier inverting osilator dan input ke sirkuit clock

internal.

9. XTAL2 Output dari amplifier inverting osilator.

10 AVCC Input tegangan untuk Port A dan ADC.

11 AREF Tegangan referensi untuk ADC.

2.5 Fitur Mikrokontroler ATMega8535

Adapun kapabilitas detail dari ATmega8535 adalah sebagai berikut :

1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal16

MHz.

2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte.

3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.

4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

5. Enam pilihan mode sleep untuk menghemat penggunaan daya listrik.

2.6 Arsitektur ATMega8535

9

Gambar 2.3 Blok diagram fungsional ATmega8535

Dari gambar blok diagram tersebut dapat dilihat bahwa ATMega8535 memiliki

bagian-bagian sebagai berikut :

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A,Port B,Port C dan Port D.

2. ADC 8 channel 10 bit.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding.

4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. Watchdog timer dengan osilator internal.

6. SRAM sebesar 512 byte.

7. Memori Flash sebesar 8 KB dengan kemampuan Read While Write.

8. Interrupt internal dan eksternal

10

9. Port antarmuka SPI (Serial Peripheral Interface).

10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

11. Antarmuka komparator analog.

12. Port USART untuk komunikasi serial.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Rangkaian Sensor Suhu

Adapun rangkaian sensor suhu dengan keluaran 7segment yaitu sebagai

berikut:

11

Gambar 3.1 Simulasi Rangkaian

12

Gambar 3.2 Layout Rangkaian Seven Segment

Gambar 3.3 Layout Rangkaian

3.2 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan yaitu sebagai berikut :

1. LM35

2. ATmega8535

3 3 buah Resis tor 5k

4 1 buah capasitor 10 µF

5 7segment.

13

6 PCB

7 IC741 ( Op – Amp )

3.3 Prinsip kerja

Adapun prinsip kerja dari rangkain sensor suhu diatas adalah:

Pertama pada sensor suhu atau LM35 keluarannya 10mV pada kenaikan suhu

1ºC maka pada outputnya di kuatkan oleh rangkaian op-amp non-inverting

sebesar dua kali lipat, misalkan pada suhu 30ºC maka keluaranya 0.37mV

maka keluaran yang di hasilkan op-amp 0.37x2=0.74mV. kemudian pada

keluaran op-amp dimasukan kedalam Atmega8535, kemudian pada tegangan

analog tersebut diubah kedalam bilangan biner oleh ADC yang terdapat pada

Atmega8535 tersebut. Kemudian keluaran dari Atmega ditampilkan kedalam

7 segment 2 digit yang menunjukan suhu pada ruangan tersebut berdasarkan

program atau intruksi yang diberikan pada Atmega 8535.

Adapun gambar hasil dari pembuatan alat pendeteksi suhu dapat dilihat

dibawah ini :

14

Gambar 3.4 Pendeteksi Suhu

Gambar 3.5 Pendeteksi Suhu

15

Resistor variabel ATMega 8535 7 Segment LM 35

Gambar 3.6 Keterangan Komponen

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang diperoleh dari pembuatan pendeteksi suhu ini

adalah sebagai berikut :

16

1. Pada alat pendeteksi suhu berbasis mikrokontroller ATmega 8535. Alat ini

mampu mendeteksi suhu disekitarnya

2. Pada alat ini dilengkapi potensio meter pada rangkaian OP- Amp yang

digunakan untuk penyesuaian dengan suhu sebenarnya.

3. Pada alat ini dapat menampilkan besar suhu ruangan dengan display

menggunakan 3 buah seven segment.

4. Pada alat ini dilengkapi fungsi reset untuk mereset data yang dibaca

apabila terjadi error.

DAFTAR PUSTAKA

Shatomedia. Sensor Suhu LM35. Tanggal akses: 26-06-2013

http://shatomedia.com /2008/12/sensor-suhu-lm35/

17

Teknik Elektro Links. Rangkaian Sensor Suhu LM3. Tanggal akses: 27-06-

2013 http://telinks.wordpress.com/2010/04/09/rangkaian-sensor-suhu-lm35/

Tutorial Elektronika. Apa dan Bagaimana Karakteristik Sensor. Tanggal akses:

26-06-2013 http://tutorial-elektronika.blogspot.com/2009/02/apa-dan-bagaimana-

karakteristik-sensor.html

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8866/NSC/LM35.html

18

LAMPIRAN

19