1. Tujuan [back]
- Mengetahui tentang aplikasi termometer menggunakan ADC
- Mengetahui prinsip kerja aplikasi termometer menggunakan ADC
- Mensimulasikan Rangkaian aplikasi termometer menggunakan ADC
2. Komponen [back]
-
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 yang dipakai dalam penelitian ini berupa
komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor.
LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan
dengan sensor suhu yang lain, 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.
Resistor merupakan salah satu komponen elektronika
pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu
rangkaian dan berfungsi sebagai teminal antara dua komponen elektronika.
Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V = I.R).
- ADC0804
ADC 0804 merupakan salah satu Analog to Digital
Converter yang banyak digunakan untuk menghasilkan data 8 bit. Dengan metode
pengukur aras tegangan sampling dan mengubahnya ke dalam sandi biner
menggunakan metode pengubahan dengan tipe pembanding langsung atau successive
approximation.
-
Kapasitor
Kapasitor adalah salah satu jenis elektronika
yang memiliki kemampuan menyimpan arus listrik selama batas waktu tertentu.
-
Saklar
Digunakan sebagai trigger
-
Potensiometer
- Power
Potensiometer merupakan salah satu resistor yang
dapat diatur hambatan dari besaran minimum sampai besaran maksimum. Bila
potensiometer (POT-HG) mencapai titik maksimum, maka hambatan yang diberikan
akan semakin kecil sehingga tegangan yang terukur di voltmeter mencapai titik
maksimum. Begitu juga sebaliknya.
-
LED Red
Sebagai sumber tegangan rangkaian
3. Dasar Teori [back]
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 yang dipakai
dalam penelitian berupa komponen elektronika yang diproduksi oleh National
Semiconductor.
LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika
dibandingkan dengan sesor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran
impedansi yang rendah dan liniearitas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah
dihubungkan dengan rangaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan
lanjutan.
Pada Gambar diatas ditunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak
bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1
berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau 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. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap
derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut: VLM35 = Suhu* 10 mV
Secara prinsip
sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC
akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat
ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi
suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu
permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu
udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu
disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih
rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara
disekitarnya.
Jarak yang
jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar,
dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat
bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat
bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian,
dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan. Berikut
ini adalah karakteristik dari sensor LM35:
·
Memiliki
sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10
mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
·
Memiliki
ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC
·
Memiliki
jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
·
Bekerja
pada tegangan 4 sampai 30 volt.
·
Memiliki
arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
·
Memiliki
pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara
diam.
·
Memiliki
impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
·
Memiliki
ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Grafik
kerja sensor suhu LM35:
Analog to Digital Converter
Analog to Digital Converter atau ADC yang artinya pengubah dari analog ke
digital. Fungsi dari ADC adalah untuk mengubah data analog menjadi data digital
yang nantinya akan masuk ke suatu komponen digital yaitu mikrokontroller
AT89S51. Inputan dari ADC ini ada 2 yaitu input positif (+) dan input negatif
(-). ADC 0804 ini terdiri dari 8 bit microprocessor Analog to Digital
Converter.
V (+) dan V (-) adalah inputan tegangan analog differensial sehingga data
tegangan yang akan diproses oleh ADC adalah selisih antara Vi (+) dan Vi (-).
Vref adalah tegangan referensi ADC yang digunakan untuk mengatur tegangan input
pada Vi+ dan Vi-. Besarnya tegangan referensi ini adalah setengah dari tegangan
input maksimal. Hal ini bertujuan agar pada saat inputan maksimal data digital
juga akan maksimal. Frekuensi clock dari ADC dapat diatur dengan komponen R dan
C eksternal pada pin Rclk dan Cclk dengan ketentuan :
Fclk = 1 / (1,1 RC)
Chip select fungsinya untuk
mengaktifkan ADC yang diaktifkan dengan logika low. Read adalah inputan yang
digunakan untuk membaca data digital hasil konversi yang aktif pada kondisi
logika low. Write berfungsi untuk melakukan start konversi ADC diaktifkan pada
kondisi logika low. Instruksi berfungsi untuk mendeteksi apakah konversi telah
selesai atau tidak, jika sudah selesai maka pin instruksi akan mengeluarkan
logika low. Data outputan digital sebanyak 8 byte (DB0-DB7) biner 0000 0000
sampai dengan 1111 1111, sehingga kemungkinan angka decimal yang akan muncul
adalah 0 sampai 255 dapat diambil pada pin D0 sampai D7. DB0-DB7 mempunyai
sifat latching.
Deskripsi
Fungsi Pin ADC 0804 :
-
WR, pulsa transisi high to low pada input input write
maka ADC akan melakukan konversi data, tegangan analog menjadi data digital.
Kode 8 bit data akan ditransfer ke output lacht flip – flop.
-
INT, bila konversi data analog menjadi digital telah
selesai maka pin INT akan mengeluarkan pulsa transisi high to low. Perangkat
ADC dapat diopersikan dalam mode free running dengan menghubungkan pin INT ke
input WR.
-
CS, agar ADC dapat aktif , melakukan konversi data
maka input chip select harus diberi logika low. Data output akan berada pada
kondisi three state apabila CS mendapat logika high.
-
RD, agar data ADC data dapat dibaca oleh sistem
mikroprosessor maka pin RD harus diberi logika low.
-
Tegangan analog input deferensial, input Vin (+) dan
Vin (-) merupakan input tegangan deferensial yang akan mengambil nilai selisih
dari kedua input. Dengan memanfaatkaninput Vin maka dapat dilakukan offset
tegangan nol pada ADC.
-
Vref, tegangan referensi dapat diatur sesuai dengan
input tegangn pada Vin (+) dan Vin (-), Vref = Vin / 2. Vresolusi = Vin max /
255.
-
CLOCK, clock untuk ADC dapat diturunkan pada clock CPU
atau RC eksternaldapat ditambahkan untuk memberikan generator clock dari dalam
CLK In menggunakan schmitt triger
Resolusi dari converter menandakan nilai
angka diskret yang menghasilkan range nilai analog, biasanya ditulis dalam
biner dalam bit-bit. Contoh ADC dengan resolusi 8 bit dapat mengenkode
masukan analog ke 256 (28=256), yang merepresentasikan
range dari 0 sampai 255 (unsigned integer) atau dari -128 ke 127 (signed
integer) tergantung pada aplikasi.
Resolusi juga dapat didefinisikan secara elektris dan
diekspresikan dalam volt. Resolusi tegangan ADC sama dengan range pengukuran
tegangan dibagi dengan jumlah interval diskret, sebagaimana ditunjukkan
berikut;
Dimana Q merupakan resolusi
dalam volt per step (volt per kode keluaran), EFSR merupakan skala
penuh range tegangan = VRefHi – VrefLow, M merupakan
resolusi ADC dalam bit dan N merupakan jumlah interval yang diberikan oleh kode
keluaran dimana N=2M.
Sensor suhu membaca data suhu dari
lingkungan dan menghasilkan data tegangan secara analog. Hasil tegangan analog
sensor suhu diubah menjadi data digital 8 bit melalui komponen ADC (Analog to
Digital Converter) menggunakan IC ADC 0804. Output ADC 8 bit ditampilkan dengan
menggunakan LED sebagai indikator kondisi logic. ON =1 dan OFF=0
5. Gambar Rangkaian [back]
6.Simulasi [back]
download file rangkaian di sini
download datasheet sensor suhu LM35 di sini
download datasheet IC ADC0804 di sini
download html di sini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar