DT-51 Application Note

Transkripsi

1 DT- Application Note AN - Weather Station I (Temperature & Humidity) oleh: Tim IE & Arif Bambang S. & Arief Rachmadani (Institut Teknologi Sepuluh November) Temperatur dan kelembaban merupakan aspek yang penting dalam menentukan kondisi cuaca pada suatu daerah. Banyak hal yang sangat bergantung pada kondisi temperatur dan kelembaban pada daerah tersebut. Makhluk hidup pun sangat bergantung pada kondisi temperatur dan kelembaban daerah yang ditempatinya. Aplikasi ini berfungsi untuk mendeteksi temperatur dan kelembaban pada suatu tempat. Modul yang digunakan adalah: - DT- MinSys ver..0 - DT- I C ADDA - Modul LCD - LMDZ - RHKAN TEMPERATUR DAN KELEMBABAN Dalam melakukan pengukuran kelembaban pada suatu daerah maka kita harus memasukkan temperature sebagai faktor yang sangat berpengaruh terhadap kelembaban tersebut. Kelembaban Relatif/Relative Humidity (RH) adalah suatu perbandingan yang dinyatakan dalam prosentase, banyaknya persen uap air di dalam atmosfer terhadap jumlah yang dibutuhkan untuk memenuhinya pada suhu yang sama. Kelembaban relatif berubah-ubah menyesuaikan suhu. RH 0% "± %", simbol "± %"menjelaskan adanya batas toleransi %, yaitu lebih,% atau kurang,% dari standar 0%, yang berarti tidak boleh kurang dari,% dan lebih dari,% Suhu 0 o C "± o C"; simbol "± o C " menjelaskan adanya batas toleransi o C, yaitu lebih satu atau kurang satu dari standar 0 o C, yang berarti tidak boleh kurang dari 9 o C dan lebih dari o C. SENSOR SUHU LM LMDZ adalah IC yang khusus digunakan untuk sensor temperatur/suhu yang hasilnya cukup linier. LMDZ tidak memerlukan kalibrasi eksternal ataupun timing khusus, dengan range pengukuran antara 0 s/d +00 o C. Sensor ini mempunyai karakteristik yang linear yaitu pada 0 mv/ o C. Gambar IC LMDZ dengan kemasan plastik terdapat pada gambar. Gambar. Sensor Temperatur LM Page of Gambar. Typical Aplication LM Application Note AN

2 SENSOR KELEMBABAN RHKAN Kelembaban adalah salah satu faktor yang menentukan kondisi cuaca pada suatu daearah. Kelembaban dapat diukur dengan berbagai macam metode, salah satunya adalah dengan menggunakan sensor kelembaban RHKAN. Spesifikasi dari sensor kelembaban RHKAN terdapat pada tabel. Tabel. Spesifikasi RHKAN Part Name Humidity Sensor Type RHKAN Storage temperature range -0 ~ o C Storage humidity range Less than 9%RH Operating temperature range 0 0 o C Operating humidity range 0 ~ 90%RH Rated voltage AC V (0Hz ~ KHz) Rated power 0. mw 9 Standart characteristic 0 kω (at o C, 0%RH) 0 Accuracy <+ %RH Hysterisis Within %RH Grafik respon sensor kelembaban RHKAN pada tegangan AC V dan temperatur o C terdapat pada gambar. Page of Application Note AN

3 Gambar. Typical Characteristics RHKAN Page of Application Note AN

4 Gambar. Typical Humidity Response Characteristics Page of Application Note AN

5 Gambar. Temperature Characteristics Tabel pengukuran resistansi untuk kelembaban antara 0 %RH sampai dengan 90 %RH pada temperatur o C terdapat pada tabel. Page of Application Note AN

6 Tabel. Resistansi RHKAN pada o C No. %RH Resistansi ( kω ) Page of Application Note AN

7 Tabel pengukuran resistansi untuk kelembaban antara 0 %RH sampai dengan 90 %RH pada beberapa kondisi temperatur yang berbeda terdapat pada tabel. Tabel. Resistansi RHKAN pada Suhu Berbeda (R dalam kω) %RH R o C R o C R o C R o C R o C R o C PERANCANGAN HARDWARE Blok diagram dari sistem yang akan dibuat terdapat pada gambar. SENSOR KELEMBABAN SENSOR TEMPERATUR RANGKAIAN PENGKONDISI SINYAL DT I C ADDA DT LCD DISPLAY Gambar. Blok Diagram Alat Ukur Temperatur dan Kelembaban Page of Application Note AN

8 Untuk dapat mengambil sinyal hasil pengukuran dari sensor kelembaban, maka diperlukan rangkaian pengkondisi sinyal pada sensor tersebut. Rangkaian pengkondisi sinyal untuk sensor kelembaban terdapat pada gambar dan. C n R K R 0K R K C n R 0K JP R 00K R 0K C 00 nf R M IC LM0H C p C 00 nf R 0K R9 0M R0 0K D.V D.V JP R K C 00 nf + - R 0K C 00 nf IC uap VSIN Gambar. Rangkaian Generator Sinus VSIN R0.M R9.M R M R.M JP JP RHKAN R 0K R 0K C9 00 nf R 00K + - IC uap C0 00 nf R 0K VSENSOR R 00K Gambar. Rangkaian Jembatan dan Diferential Amplifier Page of Application Note AN

9 R0 C 0uF R 0K R 0K R 0K 0K R9 0K JP C 00 nf D N N C 00 nf JP VSENSOR R 0K IC LFN + R 0K C 00 nf D R K IC uap + R 0K C 00 nf VDC Gambar 9. Rangkaian AC to DC Converter R 0K C 00 nf C 00 nf JP R K R K D.V + IC uap C 00 nf JP9 VDC R 0K R 0K R 0K R K IC uap + R 0K C 00 nf VDIF Gambar 0. Rangkaian Subtraktor Page 9 of Application Note AN

10 R9 K R 0K C9 00 nf VCC VDIF JP0 IC LFN + R 0K C0 00 nf R0 00 D N D N VADC Gambar. Rangkaian ADC Amplifier Prinsip kerja rangkaian-rangkaian tersebut adalah sebagai berikut:. Generator sinus osilator Wien diatur untuk menghasilkan sinyal sinusoidal khz dengan amplitudo Vpp.. Sinyal sinus diumpankan pada rangkaian jembatan dan outputnya dimasukkan pada differential amplifier dengan penguatan sebesar 0 kali.. Lalu sinyal dikirim ke AC to DC converter yang akan menghasilkan tegangan DC rata-rata dari suatu sinyal AC (penguat MAV).. Sinyal DC yang dihasilkan lalu dikirim ke suatu subtraktor (pengurang) untuk membuang offset tegangan dasar yang akan diperoleh apabila rangkaian dijalankan dengan melepas sensor.. Sinyal lalu dikirim ke penguat akhir untuk dikondisikan agar dapat dibaca oleh ADC.. Sebelum masuk ADC maka sinyal diberi suatu clipper dengan dioda sebagai pengaman untuk ADC. Proses kalibrasi rangkaian akusisi data :. Semua op-amp di offset null.. Mengatur gain dari penguat sensor menjadi 0 kali.. Mengatur besarnya pengurangan pada rangkaian pengurang sebesar 000 mv.. Mengatur gain penguat akhir agar saat sensor di-short maka output dari op-amp adalah. V. Page 0 of Application Note AN

11 Koneksi secara keseluruhan dari alat ukur temperatur dan kelembaban di atas terdapat pada gambar dan tabel. Gambar. Koneksi Keseluruhan Alat Ukur Temperatur dan Kelembaban Page of Application Note AN

12 Tabel. Koneksi DT- MinSys dengan Modul LCD & DT- I C ADDA Modul LCD DT- MinSys Pin Keterangan Konektor & Pin Keterangan LCD Pin VCC LCD Pin VCC VO LCD Pin CON RS Port A & Port B Pin 9 B0 R/W Port A & Port B Pin 0 B E Port A & Port B Pin B DB0 Port A & Port B Pin A0 DB Port A & Port B Pin A 9 DB Port A & Port B Pin A 0 DB Port A & Port B Pin A DB Port A & Port B Pin A DB Port A & Port B Pin A DB Port A & Port B Pin A DB Port A & Port B Pin A A (backlight) LCD Pin VCC K (backlight) LCD Pin DT- ADDA (JP) Pin Keterangan P Port C & Port Pin P Port C & Port Pin Tabel. Koneksi DT- I C ADDA dengan Sensor DT- ADDA Input Pin AI0 Output LM AI Output Rangkaian Sensor Kelembaban AI - AI - AO - Page of Application Note AN

13 PERANCANGAN SOFTWARE Flowchart software untuk membaca kelembaban dan temperatur terdapat pada gambar. Start Inisialisasi LCD Tampilkan teks Temp & Humidity Inisialisasi DT- IC ADDA Baca ADC Channel 0 (Temperature) Konversi DataSuhu ke ASCII Tampilkan Suhu ke LCD Baca ADC Channel (Humidity) & Olah Data Data Suhu Dibagi 0 T T T T T Hasil = T Hasil = Hasil = Hasil = Hasil = Hasil = 0 Y Y Y Y Y Y Data Humidity + Data Humidity + 0 Data Humidity + Data Humidity + 0 Data Humidity + Data Humidity + 0 Konversi DataHumidity ke ASCII Tampilkan Humidity ke LCD Gambar. Flowchart Program Page of Application Note AN

14 Keterangan : Hasil adalah nilai pembagian pembacaan temperatur/suhu. Sehingga, hasil = artinya suhu antara 0 C s/d 9 C, Hasil = berarti suhu antara 0 C s/d 9 C. Demikian seterusnya. Program akan beroperasi sebagai berikut:. Melakukan inisialisasi terhadap DT- I C ADDA.. Melakukan pembacaan sensor suhu pada channel 0 dan menampilkan hasilnya ke LCD.. Melakukan pembacaan sensor kelembaban pada channel dan mengolah datra tersebut. Membandingkan data suhu dibagi 0 dengan variabel Hasil.. Jika data tersebut bersesuaian dengan nilai-nilai variabel Hasil, data kelembaban akan ditambahkan dengan nilai yang telah terprogram dan ditampilkan ke LCD.. Jika data tersebut tidak sesuai dengan nilai-nilai variabel Hasil, program akan melakukan pembacaan dari awal. Listing program terdapat pada AN.ZIP. Selamat berinovasi! Page of Application Note AN