SENSOR SUHU LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 merupakan komponen elektronika berbentuk integrated circuit (IC) dengan 3 pin yang diproduksi oleh National Semiconductor.

Sensor suhu LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu 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 suhu LM35 ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan ke sensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 μA, hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 oC pada suhu 25 oC.

a.       Struktur dan Bentuk LM35

Macam-macam struktur dan bentuk sensor suhu LM35 ditunjukan seperti pada gambar berikut ini.

 

Gambar 1. Macam-macam bentuk dan struktur LM35

Sedangkan bentuk nyata dari sensor suhu LM35 yang telah diproduksi dan beredar dipasaran ditunjukan seperti gambar di bawah ini.

 Gambar 2. LM35-DZ berbentuk setengah silinder

Sensor suhu LM35 yang mempunyai 3 pin seperti LM35-DZ, LM35-DH dan LM35-DP setiap pin mempunyai fungsi masing-masing diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau kaki tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antara 4 Volt sampai 30 Volt. Sedangkan pin 3 dihubungkan ke body/masa atau ground. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :

VLM35 = 10 mV/ °C

Gambar 3.  LM35-DH berbentuk bulat

Gambar di bawah ini adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ. Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 °C. Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 °C. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional (opamp) dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter.

Gambar 4. Skema rangkaian dasar LM35

b.   Karakteristik LM35

Karakteristik sensor suhu LM35 antara lain dapat disebutkan sebagai berikut :

1)   Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10mVolt/⁰C, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

2)   Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5 ⁰C pada suhu 25 ⁰C seperti terlihat pada gambar 6.

3)   Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ⁰C sampai +150 ⁰C.

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 0,1 ⁰C pada udara diam.

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

8)   Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar +- ¼ ⁰C.

 

Gambar 5. Grafik jenis-jenis karakteristik LM35

Sensor suhu 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 heating) kurang dari 0,08 °C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang sangat mudah.

Selfheating adalah efek pemanasan oleh komponen itu sendiri akibat adanya arus yang bekerja melewatinya. Sensor suhu LM35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indikator tampilan catu daya terbelah. LM 35 dapat dialiri arus 60 μA dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0,1 °C di dalam suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam derajat C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.

LM35-DZ adalah komponen sensor suhu berukuran kecil dengan 3 pin seperti transistor. Komponen yang sangat mudah digunakan ini mampu mengukur suhu hingga 100 °C. Dengan tegangan keluaran yang terskala linear dengan suhu terukur, yakni 10 mV per 1 °C.

MIKROKONTROLER ARDUINO UNO

Mikrokontroler adalah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam sebuah PC, karena di dalam sebuah mikrokontroler umumnya juga telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka I/O, sedangkan di dalam mikroprosesor umumnya hanya berisi CPU saja.

Mikrokontroler dianggap sebagai suatu terobosan teknologi mikroprosesor atau mikrokomputer merupakan teknologi baru untuk memenuhi kebutuhan pasar.

Mikrokontroler sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil sehingga mikrokontroler dapat diproduksi secara masal (dalam jumlah banyak) membuat harganya menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Mikrokontroller sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu bahkan mainan yang lebih baik dan canggih

Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino. Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan integrated development environment (IDE)nya berdasarkan Processing project, dimana terdapat beberapa bahasa pemprograman termasuk C, C++ dan Java .

IDE Arduino memiliki beberapa kelebihan dimana untuk pemprogramanya jauh lebih mudah dari pada bahasa yang lain. Karena IDE arduino memiliki library sendiri yang tidak dimiliki oleh IDE lainya seperti AVR studio maupun codevision.

Tidak seperti kebanyakan papan sirkuit pemrograman sebelumnya, Arduino tidak lagi membutuhkan perangkat keras terpisah (disebut programmer atau downloader) untuk memuat atau meng-upload kode baru ke dalam mikrokontroler. Cukup dengan menggunakan kabel USB untuk mulai menggunakan Arduino. Arduino akhirnya berhasil menjadi papan sirkuit pemrograman paling disukai hingga menjadikannya sebagai bentuk standar dari fungsi mikrokontroler dengan paket yang mudah untuk diakses. 

 Gambar 1. Bentuk Fisik Arduino Uno.

Gambar di atas menunjukan papan Arduino Uno yang merupakan salah satu papan paling populer diantara keluarga Arduino dan papan ini merupakan pilihan yang sangat cocok bagi para pemula. Arduino Uno adalah salah satu kit mikrokontroler yang berbasis pada ATmega328P-PU. Modul ini sudah dilengkapi dengan berbagai hal yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler untuk bekerja, hanya sambungkan ke power supply atau sambungkan melalui kabel USB ke PC, Arduino Uno ini sudah siap sedia. Arduino Uno ini memilki 14 pin digital input/output, 6 analog input, sebuah resonator keramik 16MHz, koneksi USB, colokan power input, ICSP header, dan sebuah tombol reset.

Arduino adalah sebuah platform open source (sumber terbuka) yang digunakan untuk membuat proyek-proyek elektronika. Arduino terdiri dari dua bagian utama yaitu sebuah papan sirkuit fisik (sering disebut juga dengan mikrokontroler) dan sebuah perangkat lunak atau IDE (Integrated Development Environment) yang berjalan pada komputer. Perangkat lunak ini sering disebut Arduino IDE yang digunakan untuk menulis dan meng-upload kode dari komputer ke papan fisik (hardware) Arduino. Ketika membicarakan Arduino maka ada dua hal yang terlintas dalam pikiran para penggunanya, yaitu hardware dan software. Dua bagian ini seakan satu kesatuan utuh yang tidak bisa di pisahkan.

Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller. 

  a.         Power

Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply. Powernya diselek secara otomatis. Power supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat dikoneksikan dengan mencolok jack adaptor pada koneksi port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan supply dari luar sebesar 6 - 20 volt. Jika supply kurang dari 7V, kadangkala pin 5V akan menyuplai kurang dari 5 volt dan board bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas dan menyebabkan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan ada pada 7 sampai 12 volt. Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut:

1)   Vin: Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar (seperti yang disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau tegangan yang diregulasikan). Pengguna dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika tegangan suplai menggunakan power jack, aksesnya menggunakan pin ini.

2)   5V: Regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroller dan komponen lainnya pada board. 5V dapat melalui Vin menggunakan regulator pada board, atau supply oleh USB atau supply regulasi 5V lainnya.

3)   3V3: Suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di board. Arus maximumnya adalah 50mA

4)   Pin Ground: berfungsi sebagai jalur ground pada Arduino

b.      Memori : ATmega328 memiliki 32 KB flash memori untuk menyimpan kode, juga 2 KB yang digunakan untuk bootloader. ATmega328 memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk EEPROM.

c.       Input dan Output

Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (disconnected oleh default) 20-50K Ohm. Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut :

1)   Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari USB ke TTL chip serial.

2)   Interupt eksternal: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk trigger sebuah interap pada low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai.

3)   PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Mendukung 8-bit output PWM dengan fungsi analogWrite().

4)   SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mensuport komunikasi SPI, yang mana masih mendukung hardware, yang tidak termasuk pada bahasa arduino.

5)   LED: 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13. Ketika pin bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.

d.      Komunikasi

Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Ini diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer.

KISI-KISI UJIAN NASIONAL 2017/2018