Pengukuran Laju Temperatur Pemanas Listrik Berbasis Lm-35 Dan Sistem Akuisisi Data Adc-0804

Transkripsi

1 Pengukuran Laju Temperatur Pemanas Lstrk Berbass Lm-35 Dan Sstem Akuss Data Adc-0804 Ummu Kalsum Unverstas Sulawes Barat e-mal: Abstrak Peneltan n merupakan pengukuran laju temperatur pemanas lstrk dengan menggunakan LM35 dan sstem akuss data ADC Keluaran dar sensor suhu LM 35 dkuatkan dengan penguat non-nvertng. Besar penguatan yang dberkan sebesar 5 kal penguatan. Jens op-amp yang dgunakan adalah LM-324. Untuk menghubungkan ADC dan LPT dgunakan multplekser tpe 74LS157. Selanjutnya, data yang drekam pada PC dolah dengan menggunakan program Delph 7. Hasl pengukuran laju suhu menggunakan sstem akuss berbass ADC-0804 dar alat pemanas adalah 0, C/s. Hasl n menunjukkan bahwa sensor suhu berbass LM-35 sangat sesua dgunakan untuk rentang pengukuran suhu yang rendah. Kata kunc: sensor LM35,penguat non-nvertng, ADC0804,laju suhu 1. PENDAHULUAN Sensor merupakan peralatan yang berfungs untuk mendeteks gejala atau sgnal yang berasal dar perubahan suatu besaran tertentu menjad besaran lstrk.[fraden, 2003] Contohnya, besaran suhu menjad tegangan lstrk. Salah satu komponen elektronka yang dapat dgunakan sebaga sensor suhu adalah LM35. LM35 menunjukkan adanya lneartas antara suhu tegangan keluaran yang dhaslkan[nurhayat, 2012]. Selan tu, LM35 mempunya keluaran mpedans yang rendah dan lnertas yang tngg sehngga mudah dhubungkan dengan rangkaan kendal khusus serta tdak memerlukan pengolahan tegangan analog lanjutan. LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µa hal n berart LM35 mempunya kemampuan menghaslkan panas (SELF-HEATING) dar sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yatu kurang dar 0,5 ºC pada suhu 25 ºC [Candra, 2014] 115..

2 Gambar 1.Sensor Suhu LM35 Gambar 1 menunjukan bentuk dar LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pn LM35 menujukan fungs masng-masng pn dantaranya, pn 1 berfungs sebaga sumber tegangan kerja dar LM35, pn 2 atau tengah dgunakan sebaga tegangan keluaran atau V out dengan jangkauan kerja dar 0 Volt sampa dengan 1,5 Volt dengan tegangan operas sensor LM35 yang dapat dgunakan antar 4 Volt sampa 30 Volt.[Shatomeda, 2014] Secara prnsp, sensor LM35 akan melakukan pengnderaan pada saat terjad perubahan suhu setap suhu 1 ºC dengan penunjukan tegangan sebesar 10 mv. Hal n berart keluaran sensor n akan nak sebesar 10 mv setap derajat Celcus sehngga dperoleh persamaan sebaga berkut : V LM35 = Suhu * 10 mv (1) Adapun karakterstk dar IC LM 35 adalah : Kalbras dalam satuan derajat celcus. Lnertas +10 mv/ º C. Akuras 0,5 º C pada suhu ruang. ange -55º C 150 º C. Doperaskan pada catu daya 4 V 30 V. Arus yang mengalr kurang dar 60 μa Impedans keluaran yang rendah 0,1Ω untuk 1 ma[datasheet, 2014] Pada rancang bangun sstem akuss data dgunakan tegangan kerja sebesar 5 volt. Sensor LM35 nantnya akan dhubungkan dengan rangkaan penguat non-nvertng. Nonnvertng amplfer adalah suatu operasonal amplfer yang drancang untuk memberkan penguatan tegangan yang postf [Sadku, 2009]. Vn Vout Gambar 2. angkaan non-nvertng 116..

3 Arus mengalr ke karena mpedans masukan op-amp sangat besar sehngga tdak ada arus yang mengalr pada kedua termnal masukannya. Tegangan pada sama dengan perbedaan tegangan pada kedua termnal masukannya, mendekat 0 Volt. V = Sedangkan tegangan pada f : f V =. f f = V (3) Tegangan keluaran Vo d dapat dengan menambahkan tegangan pada yatu V dengan tegangan pada f. f V0 = V + V V V 0 1 f = + æ f ö Av = ç 1+ (4) è ø Dengan A v adalah besar Penguatan pada Op-amp non-nvertng.[santoso, 2013] Untuk proses pengkonversan data dar analog ke dgtal dgunakan ADC ADC (Analog to Dgtal Converter) merupakan suatu nterface yang dapat mengubah tegangan analog menjad dgtal. Interface n dbutuhkan karena komputer hanya dapat mengolah snyal dgtal sehngga keberadaan ADC sangat dperlukan pada sstem pengukuran laju suhu. Batasan tegangan yang dapat dubah oleh ADC sesua dengan lebar data dan tegangan referens yang dberkan. Tegangan referens menentukan mnmal dan maksmal tegangan masukan yang dapat dterma oleh ADC sedangkan lebar data (dalam format bner) menentukan step cacahan yang akan membag tegangan referens tersebut. Dengan demkan, untuk mengetahu besarnya tegangan tap btnya yatu tegangan referens dbag dengan jumlah step/cacahan yang ada.[handoyo, 2008] ADC-0804 mempunya lebar data 8 bt (bt 0 bt 7) dengan besar tegangan referens 5 volt. Hal n berart resolus pembacaan ADC-0804 sebesar : 5volt 5volt = = = 0,019 volt / bt. 8 2 bt 255 Jka data yang dtunjukkan sensor lebh kecl dar 0,019 V/bt (msal 0,015 V/bt) maka data tersebut tdak dapat dbaca oleh ADC. Dar konfguras pn ADC 0804 terdapat 20 pn dengan fungs : `Pn 11 pn 18 = keluaran data dgtal hasl konvers dar A/D. Kedelapan keluaran n dapat langsung dhubungkan ke bus data. Pn 1, 2, dan 3 = pengonds IC sebaga konvers sgnal analog atau tdak. Apabla pn 1 (CS) atau pn 2 (D) dber masukan tngg (hgh) atau berlogka 1 maka keluaran pada pn 11 hngga pn 18 akan mengambang (hgh mpedans). Sebalknya jka dber masukan rendah atau berlogka 0, maka A/D akan mengeluarkan data dgtal. Sedangkan pn 3 (W) (2) 117..

4 merupakan pn yang berfungs untuk memula konvers snyal analog menjad sgnal dgtal. Jka konds (CS) dan (W) rendah, maka konvekter akan mengalam reset dan apabla (W) dalam keadaan tngg maka konvers analog ke dgtal segera dmula. A/D juga memerlukan detak atau clock untuk mengkonvers sgnal analaog menjad data dgtal sebanyak 8 bt. Konvers detak harus terletak dalam daerah frekuens 100 samap 800 khz pada pn 4 (CLK IN). Pada A/D n sudah terdapat pembangkt clock nternal dengan memasangkan rangkaan C antara pn 4 (CLK IN) dan pn 19 (CLK ). Pn 5 = saluran yang dgunakan untuk INT, snyal selesa konvers. IT akan menjad tngg pada saat memula konvers dan akan aktf rendah bla konvers telah selesa. Pn 20 = pemberan tegangan atau catu daya ke rangkaan A/D, dmana tegangan kerja yang dbutuhkan sebesar +5V DC. ADC 0804 mempunya lebar data 8 bt, sehngga format data maksmalnya adalah 255 atau FFh. ADC 0804 mempunya tegangan referens pada pn 9, tegangan tersebut sebaga acuan dalam konvers bt/volt. Untuk mengangtfkan sstem ADC-0804, terdapat dua metode yang dgunakan yatu mode free runnng dan mode kontrol. Mode Free unnng adalah konds dmana ADC akan mengeluarkan data hasl pembacaan nput secara otomats dan berkelanjutan setelah selesa mengkonvers analog ke dgtal. Pn INT akan berlogka rendah setelah ADC selesa mengkonvers logka n dhubungkan kepada masukan W untuk memerntahkan ADC memula konvers kembal. Sedangkan, mode kontrol merupakan konds dmana ADC baru memula konvers setelah dber nstruks. Hal n dlakukan dengan memberkan pulsa rendah kepada W sesaat +1ms, kemudan membaca keluaran data ADC setelah keluaran INT berlogka rendah.[jefr, 2007] 2. METODE PENELITIAN suhu yang dmaksud dalam perancangan n adalah laju suhu. Untuk mengukur suhu alat pemanas lstrk, sensor LM35 dtempelkan pada permukaan alat pemanas dengan cara menekan dengan kaca agar poss sensor LM35 tepat menyentuh permukaan. Dalam mendeteks suhu dengan menggunakan LM35 dapat dkalbraskan langsung dalam C (celcus). Keluaran dar sensor dkuatkan dengan menggunakan rangkaan penguat non-nvertng. Jens op-amp yang dgunakan dalam perancangan n adalah LM-324. Salah satu karakterstk dar op-amp n adalah dapat beroperas dengan menggunakan sngle supply. Dalam perancangan n, besar penguatan op-amp non-nvertng yang dgunakan yatu : Untuk menghubungkan ADC dan LPT dgunakan multplekser tpe 74LS157. Selanjutnya, data yang drekam pada PC dolah dengan menggunakan program Delph7. Adapun gambar pada saat melakukan pengamblan data : 118..

5 Gambar 3. angkaan pengukuran laju suhu 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1 Hasl data yang drekam oleh PC. Waktu (s) Suhu ( C) Laju Suhu ( C/s) 0 31,6-1 31, , ,4 0, , ,8 0, ,2 0, , ,6 0, , ,4 0, , ,8 0, ,2 0, , ,5 0, ,9 0, , ,3 0, ,7 0, ,1 0,

6 suhu(selsus) JUNAL SAINTIFIK VOL.2 NO.2, JULI 2016 grafk laju perubahan suhu y = 0,1925x + 34,363 ² = 0,9816 waktu (s) Gambar 4. hubungan antara suhu terhadap waktu pengukuran Gambar 5. Hasl penunjukkan data dengan menggunakan program delph 7 Berdasarkan hasl data yang drekam oleh PC pada tabel 3.1 menunjukkan bahwa pada waktu ke-0 belum dperoleh data pengukuran laju suhu. Hal n dsebabkan karena laju suhu dperoleh dengan membandngkan suhu awal dengan suhu alat pemanas lstrk pada waktu pengukuran berkutnya. Dalam hal n tnjaun suhu dan waktu adalah selsh data awal dengan data berkutnya. Angka 0 pada tabel menunjukkan tdak terjad perubahan suhu dan besar laju suhu konstan dperoleh sebesar 0, C/s. Hal yang sama dtunjukkan pada grafk laju perubahan suhu yang memberkan hubungan yang lnear. Hubungan n bersesuan dengan karakterstk sensor LM35 yang bersfat lnear. Dalam rancangan n dgunakan penguat operasonal untuk menyamakan resolus dar ADC dengan output dar sensor. esolus dar ADC (8 bt) dengan tegangan 120..

7 referens 5 Volt adalah sektar 0,020 mv/bt. Hal n berart bahwa setap perubahan 1-bt menunjukan kenakan tegangan 20 mv. Dapat danalogkan jka ADC0804 mengeluarkan data 220-bt ( b) maka memlk data tersebut akan terbag menjad dua bagan, yatu 1101 dan Data akan masuk pada LPT secara bergantan dar bt terkecl (LSB) hngga terbesar (MSB). 4. KESIMPULAN Sstem akuss data menggunakan ADC0804 untuk pengukuran laju temperatur pemanas lstrk terdr dar sstem sensor LM35, sstem penguat operasonal LM324 dan A/D tpe ADC0804. Nla penguatan yang dberkan oleh sstem penguat adalah 5 kal. Hasl pengukuran laju suhu menggunakan sstem akuss berbass ADC0804 dar alat pemanas adalah 0, C/s. DAFTA PUSTAKA Anonm, N. Semkonduktor. LM35/LM35A/LM35C/LM35CA/LM35D Precson Centgrade Temperature Sensors, dakses 10 Jul 2016 FADEN, J., 2003, Handbook Of Modern Sensors Physcs, Desgns, And Applcatons, Prentce Hall, New Jersey Handoyo, G, B., 2008, Perancangan Sgnal Condtonng Termokopel Tpe K Sebaga masukan ADC 0804, pp Jefr, W, B, 2007, 12 Proyek Sstem Akuss Data:, PT. Elex Meda Komputndo, Nurhayat, 2012, ancang Bangun Alat Pengontrol Suhu Berbass Mkrokontroler Pada Pembuatan Boetanol Berbahan Baku Kult Psang,"vol. JTE. Volume 01 Nomor 02, pp. 1-7 Sadku,K, A, 2009, Fundamental of Electrc Crcut, fourth edton ed., aghothaman Srnvasam, McGraw-Hll Companes. Santoso, B, S, 2013, ancang Bangun Sstem Pengaturan Kecepatan Coolpad Menggunakan Sstem Kontrol Logka Fuzzy, dakses 30 jul 2016 Shatomeda, Sensor Suhu LM35, dakses 5 jul