1

PENGUKURAN SUHU BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C52

Asep Andang, Hamzah Amarullah

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Siliwangi Tasikmalaya

Jl. Siliwangi No.24 Tasikmalaya

ABSTRAK

Dalam merancang sistem pengukuran suhu ruang berbasisikan mikrokontroler

AT89C52 ini timbul beberapa masalah, antara lain mengenai bagaimana rancangan perangkat

kerasnya, dan mengenai perancangan program yang berfungsi untuk menjalankan rangkaian

sistem tersebut. Tujuan dari perancangan sistem ini adalah agar dapat membantu manusia

mengetahui perubahan suhu suatu ruang.

Pada alat ini, sensor yang digunakan adalah sensor suhu LM 35, kemudian data dari

sensor tersebut dikirimkan ke ADC 0804, selanjutnya data akan di olah oleh mikrokontroler dan

hasilnya akan di tampilkan pada LCD M1632. Disamping perancangan hardware, dilakukan juga

perancangan software dengan menggunakan bahasa pemograman assembler.

Alat ini mampu mengukur suhu secara presisi mulai dari 0 °C – 127 °C. Pada

pengujian alat ini, terdapat sedikit perbedaan dengan alat pembanding seperti pada pengujian

suhu batu es, dimana suhu yang terukur oleh sensor LM 35 sudah mencapai 0 °C sedangkan suhu

yang terukur pada termometer pembanding adalah 1,9 °C. Hal ini di karenakan perbedaan

sensitivitas dan juga antara sensor LM 35 dengan sensor yang ada pada termometer pambanding.

Kata Kunci : LM35,ADC 0804, Mikrokontroler AT89C52, LCD M1632

I. Pendahuluan

I.1 Latar Belakang Masalah

Mikrokontroler sebagai suatu

terobosan teknologi banyak digunakan

diberbagai peralatan elektronik, seperti

peralatan rumah tangga, pengendali mesin-

mesin industri dan masih banyak peralatan

yang lainnya yang dikendalikan oleh

mikrokontroler.

Pengukuran dan pengendalian suhu

sangat diperlukan di berbagai bidang. Dalam

dunia kesehatan, industri, dan juga dalam

sebuah pembangkit daya, dll. Oleh karena itu

untuk berbagai keperluan pemantauan,

pengendalian dan penelitian yang berkaitan

dengan besaran suhu, sering digunakan

instrumen yang dapat memantau dan

mencatat data suhu secara kontinyu dan

2

otomatis. Instrumen pengukur suhu

memerlukan sensor suhu sebagai bagian

terdepan untuk memperoleh data suhu.

Sensor suhu terdapat dalam berbagai jenis

dengan karakteristiknya tersendiri. Salah satu

jenis sensor suhu adalah sensor suhu LM 35

dimana sensor suhu LM 35 dapat

dikalibrasikan langsung dalam derajat

celcius.

Karena suhu hanya mengeluarkan

sinyal analog, maka harus merubahnya ke

dalam format digital menggunakan ADC

0408 untuk kemudian ditransmisikan ke

mikrokontroler. Pada rangkaian ini

Mikrokontroller yang digunakan adalah

Mikrokontroler AT89C52 yang dapat

diprogram untuk melakukan akuisisi data dan

pengendalian data. dan untuk hasil

pengukuran suhu, data ditampilkan dengan

menggunakan LCD.

Identifikasi Masalah

Pengukuran suhu berbasis

mikrokontroler AT89C52 ini mempunyai

identifikasi masalah sebagai berikut :

1. Mengenai bagaimana rancangan

perangkat kerasnya.

2. Mengenai perancangan program yang

berfungsi untuk menjalankan

rangkaian tersebut.

Tujuan

Tujuan penulis memilih topik “

Pengukuran Suhu Berbasis Mikrokontroler

AT89C52 “ adalah adalah merancang suatu

rancangan perangkat keras yang dapat

mengukur suhu suatu ruangan dengan

menggunakan mikrokontroler AT89C52 yang

nantinya akan di tampilkan pada LCD.

Batasan Masalah

Agar permasalahan tidak meluas

maka perlu dibatasi. Adapun batasan

permasalahan yang akan diuraikan dan

dibahas hanya tebatas pada :

1. Mikrokontroler yang digunakan

adalah AT89C52.

2. Sensor suhu yang digunakan adalah

LM35.

3. ADC yang digunakan adalah ADC

tipe 0804.

4. LCD yang digunakan adalah LCD

jenis M1632.

II. Landasan Teori

Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah komputer

mikro yang memadukan CPU, ROM, RWM,

I/O seri, counter-timer, dan rangkaian detak

dalam satu chip tunggal.

Sebuah mikrokontroler tidak dapat

bekerja apabila tidak diberi program

kepadanya. Yang mana, program tersebut

akan memberitahu mikrokontroler apa yang

harus dikerjakan. Sebuah mikrokontroler

yang sudah bekerja dengan satu program,

tidak dapat bekerja lagi jika program diganti.

Instruksi-instruksi perangkat lunak berbeda

untuk masing-masing jenis mikrokontroler.

Yang mana, instruksi-instruksi ini hanya bisa

difahami oleh jenis mikrokontroler yang

bersangkutan, jadi intinya instruksi pada

3

mikrokontroler yang satu tidak bisa

digunakan pada mikrokontroler jenis lainnya.

Deskripsi Pin Mikrokontroler

AT89C52

Susunan dari pin mikroontroler

AT89C52 diperlihatkan pada gambar

dibawah ini :

Gambar 2.1 Pin Mikrokontroler AT89C52

Sensor Suhu

Sensor adalah alat yang berfungsi

sebagai pengukur suatu keadaan, misal

pengukur temperatur, kelembaban, jarak,

kualitas udara dan sebagainya. Sensor suhu

LM35 merupakan jenis sensor suhu yang

digunakan untuk pengukuran dalam derajat

celcius (°C). Sensor ini berfungsi sebagai

pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran

tegangan yang memiliki koefisien temperatur

sebesar 10 mV/°C, dengan kata lain setiap

perubahan 1°C, tegangan pada terminal

LM35 mengalami kenaikan sebesar 10 mV.

Gambar 2.2 Simbol LM35

Penguat Rangkaian

Pengkonversi data pada elektronika

ialah suatu devais yang mengubah besaran

sinyal dari analog ke digital atau sebaliknya.

Umumnya sinyal analog berasal dari suatu

sensor, yang kemudian biasanya diperkuat

oleh OP-AMP. Dan IC OP-AMP yang

dipakai oleh penulis adalah IC tipe LM 741.

Gambar 2.3 Deskripsi Pin IC Op Amp 741

ADC 0804

Mikrokontroler adalah perangkat

digital yang bekerja dengan prinsip-prinsip

elektronika digital. Namun kebanyakan

dalam aplikasinya, terutama aplikasi sistem

kendali, mikrokontroler diharuskan mampu

berkomunikasi dan menangani sinyal analog.

Transformasi sinyal dari bentuk

analog ke dalam bentuk digital dilakukan

oleh suatu rangkaian yang dikenal dengan

ADC (Analog to Digital Converter). Dalam

hal ini ADC yang digunakana adalah ADC

0804.

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ADC 0804

4

LCD M1632

Merupakan salah satu media

penampil ( display ) untuk data. Keuntungan

dari penggunaan LCD yaitu penggunaan daya

yang relatif kecil dan memiliki format

tampilan yang bervariasi.

Modul ini dilengkapi dengan

mikrokontroler yang didesain khusus untuk

mengendalikan LCD. Mikrokontroler

HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi

sebagai pengendali LCD yang memiliki

CGROM (Character Generator Random

Access Memory), CGRAM (Character

Genertor Read Only Memory), DDRAM

(Display Data Random Access Memory).

Simulator

Program Reads51 merupakan salah

satu program simulator untuk Mikrokontroler

AT89C52. Dengan program ini, jalannya

program yang telah dibuat dapat diketahui,

antara lain alamat dari tiap-tiap instruksi

program, isi dari register Accumulator, SP, C,

DPRT, R0-R7 dan lain-lain. Berikut adalah

gambar dari program Reads51.exe.

Gambar 2.5 Program Reads 51.exe

III. Perancangan Alat

Pada perancangan alat ini, ialah

dengan membuat rangkaian dari tiap – tiap

modul rangkaian yang di perlukan.

3.1 Rangkaian Catu Daya

Dikarenakan tegangan yang

diperlukan pada tiap rangkaian tidak sama,

maka untuk mendapatkan output yang di

inginkan, digunakan IC regulator tegangan

LM 7805 untuk tegangan DC 5 volt, dan IC

LM 7812 untuk tegangan DC 12 volt, serta

IC LM 7912 untuk tegangan DC -12 volt.

Tegangan DC 12 volt dan -12 volt

digunakan untuk tegangan catu daya yang

diperlukan oleh pengkondisi sinyal. Dan

tegangan DC 5 volt digunakan untuk

tegangan catu daya yang diperlukan oleh IC

mikrokontroler, ADC 0804, LM 35 dan LCD.

Gambar 3.1 Rangkaian Catu Daya

3.2 Rangkaian LM35

Sensor suhu LM35 berfungsi untuk

mengubah besaran fisis yang berupa suhu

menjadi besaran tegangan elektrik, dimana

sensor tersebut sangat mudah mengalami

perubahan tegangan apabila dikenai

perubahan suhu. Hal ini disebabkan dari sifat

bahan semikonduktor yang peka terhadap

perubahan suhu.

5

Pada perancangan penulis

menginginkan pengukuran suhu mencapai

127 ºC. Maka tegangan keluaran maksimum

dari LM35 adalah sebesar 1,27 V.

Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Suhu

3.3 Rangkaian OP-AMP

Pengkondisi sinyal berfungsi untuk

menguatkan tegangan keluaran sensor suhu

LM35 agar mampu di proses pada peralatan

selanjutnya, yaitu oleh ADC 0804. Untuk

penguatan tegangan menggunakan rangkaian

penguat tegangan non-inverting dari IC Op

Amp 741. Pada penguat non-inverting,

penguatan tegangan yang di inginkan adalah

sebesar 4 kali, maka pada saat Vin = 1,27 v,

Vout yang dihasilkan adalah sebesar 5,08 v.

Untuk mendapatkan penguatan sebesar 4 kali

maka dapat di hitung nilai tahanan dari

penguat non-inverting sebagai berikut :

Gambar 3.3 Rangkaian Pengkondisi

Sinyal

3.4 Rangkaian ADC 0804

Perancangan untuk rangkaian ADC

digunakan pada mode kerja free running.

Mode ini dipilih karena waktu konversi ADC

jauh lebih cepat terhadap perubahan suhu.

Sehingga setiap kali suhu berubah, ADC

telah selesai melakukan konversi data

sebelum perubahan suhu berikutnya.

Gambar 3.4 Rangkaian ADC 0804

3.5 Rangkaian Mikrokontroler

Data digital 8 bit dari ADC diambil

oleh mikrokontroler melalui Port 1 ( P1.0 -

P1.7 dihubung dengan pin DB0 - DB7 pada

ADC ). Sedangkan data masukan untuk

penampil LCD dikeluarkan melalui Port 0 (

P0.0 - P0.7 ). Untuk pengontrolan kaki RS

dan Enable pada LCD, menggunakan kaki

P3.0 untuk Enable dan kaki P3.2 untuk RS.

Data yang diambil dari Port 1 ( P1.0 - P1.7 )

harus dikalibrasi terlebih dahulu, setelah di

kalibrasi kemudian data tersebut di rubah ke

dalam kode ASCII. Hal ini dilakukan supaya

data yang tertampil pada LCD adalah angka 0

– 127, jika tidak dirubah kedalam kode

Vout = ( Rf / Ri + 1 ). Vin

6

ASCII maka angka yang tampil pada LCD

adalah angka 0 – 255.

Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroler

3.6 Rangkaian LCD

Kebanyakan dalam aplikasi, tidak

ada proses pembacaan data dari LCD, karena

itu pin R/W ini bisa langsung di hubungkan

dengan ground untuk menghemat pemakain

pin mikrokontroler.

Gambar 3.6 Rangkaian LCD

3.7 Blok Diagram Rangkaian

Rancangan alat secara blok diagram

yaitu untuk mempermudah dalam

menganalisa rangkaian secara keseluruhan.

Mulai dari input, pemrosesan, sampai bagian

akhir dari proses yang akan menghasilkan

keluaran atau output dari rangkaian. Adapun

blok diagram sistem secara keseluruhan

tertera seperti gambar dibawah ini.

Gambar 3.7 Blok Diagram

Adapun Flowchart sistem secara

keseluruhan tertera seperti gambar dibawah

ini.

Gambar 3.8 Flowchart

IV. Pengujian dan Analisa

Untuk menghindari kesalahan –

kesalahan yang terjadi pada peralatan yang di

buat , maka di perlukan suatu pengujian dan

pengukuran pada peralatan yang telah di

rancang. Pengujian dilakukan dengan

menguji pada tiap – tiap modul rangkaian.

7

Pengujian Rangkaian Catu Daya

Pengujian dilakukan dengan

mengukur tegangan keluaran dari rangkaian

catu daya menggunakan multimeter.

Berikut adalah tabel hasil pengukuran

rangkaian catu daya.

Tabel 4.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya

No

Hasil

Pengukuran

( V )

Hasil

Seharusnya

( V )

Error

(% )

1 4,96 + 5 0,80

2 11,67 12 2,75

3 -12,14 - 12 1,17

Ada beberapa faktor yang

menyebabkan ketidak murnian hasil tegangan

output dari rangkian catu daya yang di

inginkan di antaranya kualitas dari nilai tiap

– tiap komponen yang di gunakan adalah

tidak murni ( selalu tepat / ideal ), dari

masing – masing pabrik pembuat komponen.

Pengujian Sensor Suhu

Pengujian sensor suhu LM35 dengan

cara memberikan catu 5 V dan memberikan

pemanasan dengan cara memasukkan sensor

LM35 tersebut ke dalam box tertutup yang di

dalamnya terdapat lampu pijar.

Berikut adalah table hasil pengujian

sensor suhu LM 35.

Tabel 4.2 Pengujian Sensor Suhu LM 35

No Vout LM35 Tampilan LCD

Suhu Menurut

Perhitungan

( V ) ( °C) ( °C)

1 0,286 28 28,6

2 0,363 36 36,3

3 0,465 46 46,5

4 0,554 55 55,4

5 0,645 64 64,5

Tidak ditampilkannya nilai di

belakang koma pada LCD adalah untuk

memudahkan proses pembuatan program,

namun dengan konsekuensi adanya tingkat

error suhu yang tertampil akibat

penghilangan nilai di belakang koma tersebut.

Pengujian Rangkaian OP-AMP

Pengujian rangkaian pengkondisi

sinyal dilakukan dengan cara memberikan

tegangan yang berbeda - beda pada bagian

masukan penguat non inverting menggunakan

regulator, kemudian mengukur tegangan

keluarannya untuk dihitung tingkat penguatan

tegangan, berikut data hasil pengujian :

Tabel 4.3 Penagujian Rangkaian OP-AMP

No Vin

Vout

Pengukuran Gain

Vout

Perhitungan Error

( V ) ( V ) ( V ) ( % )

1 0,108 0,431 3,991 0,432 0,23

2 0,175 0,698 3,989 0,700 0,28

3 0,236 0,943 3,996 0,944 0,10

4 0,304 1,215 3,997 1,216 0,08

5 0,367 1,467 3,997 1,468 0,06

8

Pengujian Rangkaian ADC

Pengujian dilakukan dengan cara

memberi tegangan masukan pada ADC dan

mencatat data digital keluaran yang

dihasilkan melalui tampilan led 8 bit. Dengan

tegangan referensi sebesar 5,08 V, maka

tegangan resolusi / bit pada ADC dapat di

ketahui dengan menggunakan rumus sebagai

berikut :

Dengan demikian, tegangan

referensi sebesar 5,08 Volt dan lebar data 8

bit maka kenaikan tegangan pada tiap bit data

adalah :

255

maxVinVresolusi =

255

08,5 VVresolusi =

= 0.0199 V / bit

Berikut adalah data hasil pengujian dari

rangkaian ADC :

Tabel 4.4 Pengujian Rangkaian ADC

No

Tegangan Masukan

ADC Vout

( V ) ( Biner )

1 0,000 0000 0000

2 0,020 0000 0001

3 0,139 0000 0111

4 2,559 1000 0000

5 5,08 1111 1111

Pengujian Keseluruhan

Pengujian alat secara keseluruhan

dilakukan dengan proses menghubungkan

seluruh rangkaian dan menempatkan sensor

LM35 dan thermometer pembanding dalam

plant suhu yang sama kemudian

membandingkan antara suhu yang tertampil

pada LCD dengan suhu pada termometer

pembanding.

Tabel 4.5 Pengujian Keseluruhan

No

Media /

Waktu

Pengujian

Tampilan

Suhu

Pada LCD

Thermometer

Pembanding Selisih

( °C) ( °C ) ( °C )

1 Batu Es 0 1,9 1.9

2 Lampu Pijar

40 W 64 70,0 6

3 Jam 11

Malam 25 26,4 1.4

4 Jam 11 Siang 25 26,8 1,8

Dari hasil perbandingan antara

tampilan suhu pada LCD dengan

thermometer pembanding terdapat perbedaan

nilai ukur yang sangat jauh yaitu pada

pengujian menggunakan media lampu pijar

40 W, hal ini di karenakan sensitivitas sensor

terhadap panas yang ada pada thermometer

pembanding lebih tinggi dari pada sensor

suhu yang penulis gunakan.

255maxVin

Vresolusi =

9

V. Kesimpulan Dan Saran

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perancangan dan pengujian

Pengukuran Suhu Berbasis Mikrokontroler

AT89C52 dapat disimpulkan hal - hal

sebagai berikut :

1. Hasil dari pengujian ADC

menunjukkan bahwa ketika masukan

ADC sebesar 5,07 V maka data digital

dari ADC sudah mencapai FFh atau

1111 1111b hal ini akan mengakibatkan

suhu yang tampil pada LCD sudah

mencapai 127 °C.

2. LM35 memiliki Vout dengan kenaikan

tegangan sebesar 10 mV untuk setiap

1°C maka sensor memiliki kenaikan

yang cukup linier.

3. Pada saat melakukan perbandingan

suhu, terdapat perbedaan nilai antara

suhu yang di tampilkan di LCD dengan

suhu yang di tampilkan di termometer

pembanding, hal ini di karenakan

sensitivitas dari masing – masing

sensor yang di buat oleh beberapa

pabrik berbeda.

5.2 Saran

1. Untuk membuat tampilan data

suhu lebih presisi maka dapat

dibuat program kalibrasi data

suhu yang lebih baik.

2. Untuk melindungi tegangan input

analog ADC dari tegangan lebih,

sebaiknya di gunakan dioda

zener.

Daftar Pustaka

1. Suhata, “Aplikasi Mikrokontroler

Sebagai Pengendali Peralatan

Elektronik Via Line Telepon”, PT.

Elex Media Komputindo, Jakarta,

2005.

2. Setiawan Sulhan, “Mudah Dan

Menyenangkan Belajar

Mikrokontroler” , C. V Andi Offset,

Yogyakarta, 2006.

3. Usman, “Teknik Antarmuka Dan

Pemrograman Mikrokontroler

AT89S52”, C. V Andi Offset,

Yogyakarta, 2008.

4. Wardhana Lingga, “Belajar Sendiri

Mikrokontroler AVR Seri

ATMega8535 Simulasi, Hardware dan

Aplikasi” , C. V Andi Offset,

Yogyakarta, 2006.