LAPORAN TUGAS MEKATRONIKA

LAPORAN TUGAS MEKATRONIKASENSOR SUHU LM335Z DAN DISPLAY BARNAMA : ALIEF NAUFAL (2110100032)DINARYUDA KURNIAWAN ()[Year]

BAB I

1.1 LATAR BELAKANG Sistem analog saat ini secara perlahan ditinggalkan pada industri dan teknologi seiring adanya sistem digital yang memberi kemudahan. Pada era modern saat ini banyak teknologi menggunakan sistem digital yang lebih mudah digunakan dari pada sistem analog.Kecanggihan teknologi dapat mempengaruhi kinerja suatu sistem, seperti indicator temperatur yang saat ini banyak ditemui di industri sebagai acuan untuk mengetahui suhu pada suatu sistem yang membantu pemantauan kinerja sistem tersebut sehingga mempermudah pembuatan analisa performansi serta efisiensi sistem.Indicator temperature dalam tugas mekatronika ini menggunakan display bar, dimana data diperoleh dari sensor suhu yang terpasang suatu sistem kendali berbasis komputer dan melakukan suatu pekerjaan manusia yang khususnya pada tugas ini adalah digunakan sebagai suatu sistem untuk mengukur suhu ruangan.Dalam hal ini, kami mencoba melakukan percobaan dengan menggunakan LM335z dan display bar sebagai indikator temperatur, serta menggunakan Arduino sebagai alat kontrol dalam pengambilan data.

1.2 RUMUSAN MASALAH Bagaimana rangkaian dan program suatu instrumen yang menggunakan mikrokontroler Arduino Uno, display bar dan LM335z sebagai sensor temperatur. Bagaimana cara kerja dari indikator temperatur. Bagaimana aplikasi Arduino terhadap suatu sensor temperature LM335Z.

1.3 TUJUAN Membuat indikator pengukur temperatur. Mengaplikasikan sensor temperatur LM335Z menggunakan Arduino. Menampilkan perubahan suhu ruangan menggunakan output display bar Memanfaatkan arduino untuk mengidentifikasi temperatur pada suatu tempat.

1.4 PEMBATASAN MASALAH Membahas mengenai perancangan program mikrokontroler khususnya Arduino Uno yang diaplikasikan sebagai sistem pengukur suhu ruangan. Membahas komponen yang digunakan dalam membuat tugas ini.

1.5 METODE PENULISAN Studi literatur Perancangan alat Perangkaian alat Pembuatan program Pengujian alat Penyusunan laporan

BAB II

2.1 Dasar Teori2.1.1 Sensor suhu LM335zLM335Z adalah komponen sensor suhu berukuran kecil seperti transistor. Komponen yang sangat mudah digunakan ini mampu mengukur suhu hingga 100 derajad Celcius. Dengan tegangan keluaran yang terskala linear dengan suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad Celcius, maka komponen ini sangat cocok untuk digunakan sebagai teman eksperimen kita, atau bahkan untuk aplikasi-aplikasi seperti termometer ruang digital, mesin pasteurisasi, atau termometer badan digital.

LM335z dapat disuplai dengan tegangan mulai 4V-30V DC dengan arus pengurasan 60 mikroampere, memiliki tingkat efek self-heating yang rendah. self-heating adalah efek pemanasan oleh komponen itu sendiri akibat adanya arus yang bekerja melewatinya. Untuk komponen sensor suhu, parameter ini harus dipertimbangkan dan diupakara atau di-handle dengan baik karena hal ini dapat menyebabkan kesalahan pengukuran. Seperti sensor suhu jenis RTD PT100 atau PT1000 misalnya, komponen ini tidak boleh dieksitasi oleh arus melebihi 1 miliampere, jika melebihi, maka sensor akan mengalami self-heating yang menyebabkan hasil pengukuran senantiasa lebih tinggi dibandingkan suhu yang sebenarnya.

Gambar disamping kanan adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ. Rangkaian ini sangat sedeCrhana 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 derajad Celcius.Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. 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.Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 C akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Suhu lingkungan di deteksi menggunakan bagian IC yang peka terhadap suhu. Suhu lingkungan ini diubah menjadi tegangan listrik oleh rangkaian di dalam IC, dimana perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan tegangan output.Kelebihan dan Kelemahan Sensors LM35. Kelebihanya adalah Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150 oC. Low self-heating kecil, dan Rangkaian tidak rumit. Sedangkan Kekuranganya adalah membutuhkan sumber tegangan untuk beroperasi

2.1.2 LED Bar Graph 10 SegmentLED Bar Graph 10 segment adalah sebuah display untuk menunjukan output dari sebuah indikator suatu alat. Memiliki 10 segment bar yang dapat menyala berubah ubah sesuai output dari suatu alat. LED bar graph ini mempunyai banyak fungsi baik sebagai prototype ataupun produk jadi. Dengan komponen kaki kaki untuk dihubungkan langsung dengan pcb atau breadbord. Untuk menghubungkan dengan sebuah mikrokontroler diperlukan resistor 220 ohm sebanyak 10 buah yang disambungkan ke kaki kaki led bar graph ini.

Sistem kerja display bar ini adalah dengan merubah listrik dari sebuah daya ataupun dari mikrokontroler untuk diubah ke lampu yang akan menyala tiap segment pada display. Tiap segment pada display terhubung langsung dengan tiap pin pada mikrokontroler. Untuk tipe display bar ini mempunyai dua tipe warna yang bisa berubah.

2.1.3 Arduino mikrokontrollerArduino 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 softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri.

Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai otak yang mengendalikan input, proses dan output sebuah rangkaian elektronik.Mikrokontroler ada pada perangkat elektronik di sekeliling kita. Misalnya handphone, MP3 player, DVD, televisi, AC, dll. Mikrokontroler juga dipakai untuk keperluan mengendalikan robot. Baik robot mainan, maupun robot industri. Karena komponen utama Arduino adalah mikrokontroler, maka Arduino pun dapat diprogram menggunakan komputer sesuai kebutuhan kita.

2.1.4 ResistorResistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan) dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang mengalir, berdasarkan hukum Ohm:

Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-maca kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium). Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi.

Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN

3.1 ALAT DAN BAHAN

NONAMA KOMPONENSPESIFIKASIJUMLAH

1Arduino UnoATmega3281 buah

2Sensor temperatureLM335Z1 buah

3Resistor2201 buah

1 K3 buah

4Kabel0.5 meter1 buah

5Breadboard1 buah

6LED Bar graph 10 segment1 buah

7Arduino software1 buah

8Laptop1 buah

3.2 Langkah kerja

Rangkailah komponen sesuai dengan diagram skematik dibawah

Mengganti potensiometer pada skematik dengan sensor suhu lm355z Tuliskan program kedalam software arduino Hubungkan kabel USB ke arduino Compile Download program ke arduino Lakukan pengamatan mengenai rangkaian secara keseluruhan yakni dengan melakukan percobaan dengan cara mengkondisikan temperatur ruang pada titik sensor. Amati hasil.

.

BAB IVANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Kode programKode program sensor suhu dengan output nyala lampu led bar graph. Kode programnya adalah :

// these constants won't change:const int analogPin = A0; // the pin that the potentiometer is attached toconst int ledCount = 10; // the number of LEDs in the bar graphint ledPins[] = { 2, 3, 4, 5, 6, 7,8,9,10,11 }; // an array of pin numbers to which LEDs are attached

void setup() { // loop over the pin array and set them all to output: for (int thisLed = 0; thisLed < ledCount; thisLed++) { pinMode(ledPins[thisLed], OUTPUT); }}void loop() { // read the potentiometer: int sensorReading = analogRead(analogPin); // map the result to a range from 0 to the number of LEDs: int ledLevel = map(sensorReading, 0, 1023, 0, ledCount);

// loop over the LED array: for (int thisLed = 0; thisLed < ledCount; thisLed++) { // if the array element's index is less than ledLevel, // turn the pin for this element on: if (thisLed < ledLevel) { digitalWrite(ledPins[thisLed], HIGH); } // turn off all pins higher than the ledLevel: else { digitalWrite(ledPins[thisLed], LOW); } }}

4.2 Rangkaian alat ukur suhu bar display

4.3 Cara kerja alatSensor LM335z bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Besaran tegangan tadi akan dihubungkan dengan LED BAR GRAPH dengan menggunakan arduino. Sehingga ketika ada perubahan suhu maka led bar graph akan menyala sesuai dengan perubahan suhu tersebut. Semakin panas maka lampu pada led bar akan menyala lebih banyak, dan ketika dingin lampu itu akan mati sesuai dengan perubahan suhu. Pengontrolan tersebut dilakukan lewat arduino yang bekerja sebagai mikrokontroler dengan bahasa pemrogramanya. Tegangan ideal yang keluar dari LM335z mempunyai perbandingan 100C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1C. IC LM 335z sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1 C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV. IC LM 335z ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang.

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1 SIMPULAN Dari hasil percobaan alat yang telah dibuat, dapat disimpulkan bahwa sensor temperatur LM335Z mampu mendeteksi suhu ruangan dengan baik dan cepat (responsive), dan sensor ini dapat bekerja dengan baik bila diaplikasikan dengan arduino uno. Dan display bar graph led cukup responsiv untuk mengeluarkan output lampu karena adanya perbedaan suhu. Dalam penggunaannya menjadi pengacu untuk mengontrol suhu pada suatu ruangan alat ini memiliki bentuk yang sederhana dan tidak terlalu besar, sehingga dapat disimpan dimana saja tanpa membutuhkan tempat yang besar.

5.2 SARAN Dengan sedikit pengembangan sistem dan penambahan kemponen, alat ini dapat diaplikasikan untuk alat instumentasi lainnya. Dengan keterbatasan alat, disarankan agar ruangan yang menggunakan alat inidikator ini dilengkapi dengan pendingin rungan, sehingga ketika suhu meningkat dapat dikontrol untuk mendapat suhu yang nyaman bagi penghuni.