sensor

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

KOMPUTASI 2

Kendali Menggunakan Sensor

Vera Kamila NS(1137030074)

Reva Wiratama (1137030058)

Siti Patimah (1137030066)

Asisten Lab : Arif

March 31, 2015

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2015

1

Abstract

The sensor is a tool that can be used to detect and often serve to

measure the magnitude of something. The sensor is a type of trance-

duser used to convert mechanical, magnetic variation, heat, sunlight

and chemicals into the voltage and electric current. In practical work,

this time he used four sensors namely LM35, LDR, Phototransistor

and HC-Sensor SR04. Lm35 sensor is to detect temperature, LDR

is a sensor for detecting the State of light and dark, phototransistor

number generated by the intensity of the light, and the last sensor

SR04-HC is a sensor for detecting an object near or far (distance). To

programming all these sensors can use Arduino programming.

Keyword: LM35, LDR, Phototransistor, Sensor HC-SR04, Ar-

duino

Ringkasan

Sensor adalah alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi dan

sering berfungsi untuk mengukur magnitude sesuatu. Sensor adalah

jenis trans-duser yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis,

magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik.

Pada praktikum kali ini digunakannya empat buah sensor yaitu LM35,

LDR, Phototransistor dan Sensor HC-SR04. LM35 adalah sensor un-

tuk mendeteksi suhu, LDR adalah sensor untuk mendeteksi keadaan

terang dan gelap, phototransistor banyaknya intensitas yang dihasilkan

oleh cahaya, dan yang terakhir sensor HC-SR04 adalah sensor untuk

mendeteksi dekat atau jauh suatu benda (jarak). Untuk mempogram

semua sensor ini dapat digunakannya pemograman Arduino.

Kata Kunci: LM35, LDR, Phototransistor, Sensor HC-SR04, Pro-

gram Arduino

1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Maraknya alat elektronik yang sangat canggih di era moderen ini tidak ter-

lepas dengan yang namanya teknologi tinggi , selain itu tanpa ilmu penge-

tahuan alat elektronik tersebut mungkin tidak akan secanggih seperti saat

ini. Otomatisasi menjadi kemudahan yang luar biasa dari era praktis ini,

misalnya dengan sensor. Dengan ini tidak perlu melakukan apa pun, karena

alat akan merespon sendiri untuk pengaktifannya. Secara manual alat atau

komponen yang terpentingnya akan menyala pada situasi tertentu dan mati

pada situasi tertentu pula. Pratikum membuat rangkaian sensor dengan tu-

juan mendapat pembelajaran mandiri mengenai rangkaian elektronika dan

memenuhi tugas pratik rangkaian elektronika.

1.2 Tujuan

1. Memahami cara menampilkan data sensor suhu LM35 pada LCD meng-

gunakan Arduino.

2. Memahami cara menghidupkan LED dengan control LM35.

3. Memahami cara menampilkan data sensor cahaya LDR pada LCD

menggunakan Arduino.

4. Memahami cara menghidupkan LED dengan control LDR.

5. Memahami cara menampilkan data sensor Phototransistor pada LCD


6. Memahami cara menghidupkan LED dengan control Phototransistor.

7. Memahami cara menampilkan data sensor jarak HCSR04 pada LCD


8. Memahami cara menghidupkan LED dengan control HCSR04.

2

1.3 Dasar Teori

1.3.1 Sensor suhu LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi

untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegan-

gan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa kom-

ponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconduc-

tor. 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 mu-

dah 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 catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya

membutuhkan arus sebesar 60 A hal ini berarti LM35 mempunyai kemam-

puan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan

kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 C pada suhu 25

C.(Djuandi, 2011)

1.3.2 LDR

Salah satu jenis resistor yang peka terhadap perubahan cahaya adalah

Light dependent tresistor (LDR). Resistansi LDR berubah seiring dengan

perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap re-

3

sistansi LDR sekitar 10 dan dalam keadaan terang sebesar 1k atau kurang.

LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti cadmium sulfida. Dengan

bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan

yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah men-

galami penurunan. LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi

energi listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa

contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responsnya ter-

hadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi dimana in-

tesitas cahaya berubah secara drastis. Sensor cahaya berfungsi untuk mende-

teksi cahaya yang ada di sekitar kita, maka LDR (Light Dependent Resis-

tor ) dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Sensor ini akan berubah ni-

lai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecerahan cahaya. Prinsip

inilah yang akan kita gunakan untuk mengaktifkan transistor untuk dapat

menghidupkan lampu LED pada lampu taman otomatis, (Arifianto, 2010)

1.3.3 Sensor HC-SR04

Sensor HC-SR04 adalah sensor pengukur jarak berbasis gelombang ul-

trasonik. Prinsip kerja sesnsor ini pirip dengan radar ultrasonik. Gelombang

ultrasonik di pancarkan kemudian di terima balik oleh receiver ultrasonik.

Jarak antara waktu pancar dan waktu terima adalah representasi dari jarak

objek. Sensor ini cocok untuk aplikasi elektronik yang memerlukan deteksi

jarak termasuk untuk sensor pada robot.(Sanjaya WS, 2012)

4

1.3.4 Photo Transistor

Home Komponen Sensor / Tranducer Sensor Photo Transistor Sen-

sor Photo Transistor Saturday, September 1st 2012. Sensor / Tranducer

Photo transistor merupakan jenis transistor yang bias basisnya berupa ca-

haya infra merah. Besarnya arus yang mengalir di antara kolektor dan

emitor sebanding dengan intensitas cahaya yang diterima photo transistor

tersebut.(Restyandito, n.d.) Photo transistor adalah sensor cahaya yang da-

pat mengubah besaran cahaya menjadi besaran konduktansi. Photo tran-

sistor prinsip kerjanya sama halnya dengan transistor pada umum, fungsi

bias tegangan basis pada transistor biasa digantikan dengan besaran cahaya

yang diterima photo transistor. Pada saat photo transistor menerima cahaya

maka nilai konduktansi kaki kolektor dan emitor akan naik (resistansi kaki

kolektor-emitor turun).

5

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Pada Praktikum Kendali menggunakan Sensor ini dilakukan pada hari Se-

lasa, 10 Maret 2015. Bertempat di Laboratorium Elektronika Dasar, Univer-

sitas Islam Negri Sunan Gunung Djati Bandung.

2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain:

1. Arduino

2. Project Board

3. LM35

4. LDR

5. LED

6. LCD

7. Potensio

8. Kabel jumper

9. Kabel konektor

2.3 Prosedur Percobaan:

2.3.1 Menampilkan data LM35 pada LCD

6

2.3.2 Diagram Alir

Mulai

Alat dan Bahan Disiapkan

Alat dirangkai

Program dibuat untuk menampilkan data LM35

Program diupload

Rangkaian diuji

Selesai

7

2.3.3 Menampilkan data LM35 pada LCD serta control LED

Mulai


Alat dirangkai

Program dibuat untuk menampilkan data LM35 dan LED

Program diupload

Rangkaian diuji

Selesai

8

2.3.4 Menampilkan data LDR pada LCD

Mulai


Alat dirangkai

Program dibuat untuk menampilkan data LDR

Program diupload

Rangkaian diuji

Selesai

9

2.3.5 Menampilkan data LDR pada LCD serta control LED

Mulai


Alat dirangkai

Program dibuat untuk menampilkan data LDR dengan LED

Program diupload

Rangkaian diuji

Selesai

10

2.3.6 Menampilkan data Phototransistor pada LCD

Mulai


Alat dirangkai

Program dibuat untuk menampilkan data Phototransistor

Program diupload

Rangkaian diuji

Selesai

11

2.3.7 Menampilkan data Phototransistor pada LCD serta Control

LED

Mulai


Alat dirangkai

Program dibuat untuk menampilkan data Phototransistor dengan LED

Program diupload

Rangkaian diuji

Selesai

12

2.3.8 Menampilkan data HC-SR04 pada LCD

Mulai


Alat dirangkai

Program dibuat untuk menampilkan data HC-SR04

Program diupload

Rangkaian diuji

Selesai

13

2.3.9 Menampilkan data HC-SR04 pada LCD

Mulai


Alat dirangkai

Program dibuat untuk menampilkan data HC-SR04

Program diupload

Rangkaian diuji

Selesai

14

2.3.10 Menampilkan data HC-SR04 pada LCD Serta Control LED

Mulai


Alat dirangkai

Program dibuat untuk menampilkan data HC-SR04 dengan LED

Program diupload

Rangkaian diuji

Selesai

15

3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Data Hasil Pengamatan

3.1.1 menampilkan data LM35 pada LCD serta control LED

16

3.1.2 menampilkan data LDR pada LCD serta control LED

18

3.1.3 menampilkan data Phototransistor pada LCD serta control

LED

19

3.1.4 menampilkan data HC-SR04 pada LCD serta control LED

3.2 Pembahasan

3.2.1 LM35

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran

tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan

100 C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heat-

ing) kurang dari 0,1 C, dan dapat dioperasikan dengan menggunakan power

supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian

control yang sangat mudah. Pada percobaan rangkaian menggunakan sensor

20

suhu yang memiliki 3 kaki yaitu Vin, Vout dan Ground. Sensor suhu akan

menyerap energi panas lingkungan dan mengubahnya menjadi tegangan yang

akan menyalakan lampu-lampu LED atau hambatan beban. Proses berubah-

nya panas menjadi tegangan dikarenakan di dalam LM35 ini terdapat ter-

mistor berjenis PTC (Posi- tive Temperature Coefisient). IC LM 35 ini tidak

memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya

sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang.

Rangkaian ini bekerja jika LM35 ini mendeteksi suhu kurang dari sama

dengan 35 derajat celcius maka lampu kuning akan menyala, dan jika LM35

ini mendeteksi suhu lebih dari 35 derajat selsius maka lampu merah menyala

dan jika LM mendeteksi suhu kurang dari sama dengan 23 maka lampu hijau

menyala, dan jika suhu yang tidak disebutkan pada program maka semua

lampu tidak akan menyala.

3.2.2 LDR

Prinsip kerja LDR itu sendiri adalah nilai resistansinya akan bertambah

besar apabila tidak terkena cahaya dan akan berkurang resistansinya apabila

terkena cahaya, LDR ini umumnya digabungkan dengan beberapa transistor

untuk membentuk rangkaian lampu otomatis atau rangkaian lainnya. Kelebi-

hannya tak ada kode spesial untuk membaca nilai resistasi pada LDR ini.

Light Dependent Resistor atau yang biasa disebut LDR adalah jenis resistor

yang nilainya berubah seiring intensitas cahaya yang diterima oleh komponen

tersebut. Pada percobaannya, ketika LDR gelap atau dalam keadaan gelap,

LDR memiliki hambatan yang besar. Elektron-elektron yang membawa arus

sedikit dan hambatan pada bahan ini menjadi besar, sehingga tidak ter-

jadi arus yang mengalir ke LDR. Arus yang mengalir dari basis lebih kecil

daripada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Efek dari tegangan

kolektor-basis cukup kecil.

Dengan membuat program seperti pada data maka rangkaian dapat bek-

erja sesuai codingan yang di upload pada arduino yang ada pada rangkaian

,jika LDR yang ada pada rangkaian di simpan di tempat yang terang maka

21

nilai resistansinya lebih kuat sehingga tidak ada lampu yang menyala. Pro-

gram kontrol LED yaitu, saat intensitas cahaya lebih dari atau sama dengan

1000 maka LED hijau menyala, apabila intensitas kurang dari 1000 maka

lampu kuning yang menyala, sedangkan apabila intensitas cahaya yang ter-

deteksi di bawah 700 maka lampu merah yang akan menyala dan selain dari

intensitas tersebut maka LED tidak akan ada yang menyala.

3.2.3 Phototransistor

Transistor foto atau fototransistor secara sederhana adalah sebuah tran-

sistor bipolar yang memakai kontak (junction) base-collector yang menjadi

permukaan agar dapat menerima cahaya sehingga dapat digunakan men-

jadi sensor cahaya. fototransistor Berfungsi untuk mengubah intensitas ca-

haya menjadi konduktivitas transistor. Fototransistor mempunyai kemam-

puan kepekaan yang lebih baik dibanding dengan diodafoto, Ini disebabkan

elektron yang dihasilkan oleh foton cahaya pada kaki junction diinjeksikan

dibagian base transistor tersebut yang kemudian diperkuat di kaki c atau

kolektornya.

Pada percobaan kelima adalah hubungan rangkaian untuk menampilkan

data sensor Phototransistor pada LCD menggunakan Arduino. Dibuat pro-

gram dengan konverter yaitu suhu1=5.0*suhu1/1024.0. Pada percobaan

keenam ditambahkan dengan penggunaan LED serta resistor, pada pin 13

(LED merah), 9 (LED kuning) dan 10 (LED hijau). Dengan program ditam-

bahkan pula untuk mengontrol nyalanya LED. Ketika intensitas cahaya lebih

dari atau sama dengan 800 maka LED hijau akan menyala, ketika kurang dari

500 maka LED kuning menyala, sedangkan LED merah akan menyala pada

intensitas kurang dari atau sama dengan dibawah 300 Selain dari itu maka

LED tidak akan menyala.

3.2.4 Sensor Jarak HC-SR04

Pada dasarnya prinsip kerja modul-modul ultrasonic ini semuanya sama.

Prinsip kerja sensor ultrasonic meniru prinsip kerja kelelawar untuk dapat

22

bernavigasi di malam hari melihat obyek yang ada disekitarnya. Kelelawar

akan mengeluaran suara dengan frekuensi ultrasonic yang tidak dapat diden-

gar oleh telinga manusia dengan nilai frekuensi diatas 20Khz. Gelombang ini

bila mengenai obyek di depannya akan dipantulkan kembali ke kelelawar se-

hingga kelelawar dapat mengetahui jarak dan benda yang ada di depannya.

HCSR04 yaitu memiliki jangkauan maksimal sensor HC-SR04 mempunyai

kisaran jangkauan maksimal 400-500cm, sudut deteksi terbaik adalah 15 de-

rajat, tegangan kerja 5V DC , resolusi 1cm , frekuensi Ul- trasonik 40 kHz ,

dan dapat dihubungkan langsung ke kaki mikrokontrole

Program yang digunakan secara terus menerus adalah LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2)

Pin yang digunakan oleh permukaan LCD adalah pin 12 di pin RS sebagai

mode input, pin 11 sebagai Enable sebagai mode input, pin 5,4,3 dan 2 se-

bagai mode input/output dari R4 hingga R7. Ketika jarak lebih dari 100cm

maka LED kuning menyala, ketika jarak kurang dari 50cm maka LED merah

menyala dan ketika jarak sama dengan 0cm maka LED hijau menyala. Selain

itu, maka LED tidak ada yang menyala. Durasi atau kecepatan pendeteksian

adalah sepersekian mikrosecond (long microseconds).

23

4 Kesimpulan

Berdasarkan hasil praktikum yang diperoleh maka dapat disimpulkan sebagai

berikut : Sistem LM35 adalah lampu akan menyala saat sensor mendeteksi

atau menerima energi panas (suhu) dari luar dan sebaliknya bila LM35 tidak

menerima atau mendeteksi energi panas dari luar maka lampu akan mati se-

cara otomatis. Sedangkan LDR, akan menyala jika keadaan sekitar gelap dan

akan mati jika keadaan sekitar terang. Cara menampilkan data sensor ca-

haya LDR pada LCD menggunakan Arduino adalah dengan menghubungkan

LDR sebagai sensor cahaya ke arduino dan program arduino menggunakan

salah satu kaki dari LDR, serta konverter dari cahaya menjadi tegangan. Sis-

tem HC-SR04 adalah mendeteksi jarak, dimana pada program dapat diubah

pada sepersekian jarak untuk HIGH atau LOW-nya LED.Sistem Photo-TR

adalah pada saat Photo-TR menerima cahaya maka ada arus yang mengalir

ke LED, dimana input transistor diberikan dalam bentuk cahaya.

24

References

[1] Fatah, Lukman Abdul dan Gean Bimo Pebrianto. Implemen-

tasi Twitter sebagai Media Penyebar Informasi Ketinggian Air

dan Waspada Banjir Berbasis Mikrokontroler. JURNAL LP-

KIA,Vol.1,September,2014

[2] Jayadin Ahmad.2007. Ilmu Elektronika,handbook.

[3] Mooney, Charlie.Microcontroller Programming Beginning with Ar-

duino,ppt

[4] Principles of Robotics.Amerika: The Goodheart-Willcox Co., Inc.

[5] Theory and Practice of Tangible User Interfaces.Digital Input and Out-

put,ppt

25

LAMPIRAN

26

sensor

Documents