BAB VIII : PERCOBAAN LCD GRAFIK Tujuan :
2. Satu set trainer mikrokontroler Teori Dasar
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.
Material LCD (Liquid Cristal Display)
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.
Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display). Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah :
DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.
59 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.
Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah.
Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.
Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.
Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :
Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.
Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.
Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.
Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.
Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.
GLCD (Graphic Liquid Crystal Display) 128 x 64 pixel adalah perangkat penampil berbahan kristal cair yang dapat memendarkan cahaya berupa titik – titik cahaya(pixel) tersusun secara matriks berjumlah 128 x 64 pixel. GLCD dapat menampilkan gambar (bitmap), angka, huruf dan simbol-simbol tertentu. WG12864C-TMI VN adalah modul dengan tampilan grafik 128 x 64 pixel tipe STN Negative Transmissive Blue dengan white led backlight
60 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
Gambar 8.1. Bentuk Fisik LCD Grafik 128X64
Modul GLCD ini dilengkapi dengan mikroprosesor KS0107-KS0108 buatan Samsung sebagai driver 64 channel output pada penampil matriksGLCD. Perangkat ini terdiri dari display RAM ( Random Access Memmory)kapasitas 512 bytes, 64 bit data lacth 64 bit drivers dan decoder logic. GLCD128 x 64 memerlukan program (library) khusus untuk mikroprosesor KS0108 agar dapat berkomunikasi dengan mikrokontroler.
Percobaan 10
Menghubungkan arduino dengan LCD grafik menggunakan serial programming interface seperti terlihat pada tabel dibawah ini
Pin LCD Fungsi Arduino
1 GND GND
2 VCC VCC 5 Volt
3 VO (adjustable) Potensio adjustable
4 RS PIN 4
5 RW PIN 5
6 Enable PIN 6
15 Comunikasi Paralel (HIGH) / Serial (LOW) GND
17 Reset PIN 7
19 Backlight + 3.3 V atau 5 Volt
20 Backlight - GND
#include "U8glib.h"
U8GLIB_ST7920_128X64_1X u8g(6, 5, 4 ,7); //Enable, RW, RS, RESET int display = 1;
61 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
void u8g_prepare() { u8g.setFont(u8g_font_6x10); u8g.setFontRefHeightExtendedText(); u8g.setDefaultForegroundColor(); u8g.setFontPosTop(); }
void u8g_Tela1() //Tela 1 {
u8g.setFont(u8g_font_unifont);
u8g.drawStr( 11, 35, "FASILKOM SBY"); u8g.drawStr( 12, 35, "FASILKOM SBY"); u8g.drawFrame(0,0,128,64);
u8g.drawFrame(2,2,124,60); }
void u8g_Tela2() //Tela 2 { u8g.drawRFrame(0,0,128,64,3); u8g.drawStr( 3, 10, "Waktu:13:00"); u8g.drawStr( 3, 25, "Temp: 27"); char s[2] = " "; s[0] = 176; u8g.drawStr(51, 25, s); u8g.drawStr( 3, 40, "Lembab: 25%"); u8g.drawCircle(95,32,28); u8g.drawCircle(95,32,29); u8g.drawLine(95, 9, 95, 4); u8g.drawLine(123, 32, 118, 32); u8g.drawLine(95, 55, 95, 60); u8g.drawLine(67, 32, 72, 32); u8g.drawLine(95, 32, 95, 12); u8g.drawLine(95, 32, 100.8, 21.87 ); u8g.setFont(u8g_font_04b_03); u8g.drawStr(89,43, "Jam"); u8g.drawStr(85,50, "Menit"); }
62 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
void u8g_Tela3() //Tela 3 {
char s[2] = " ";
u8g.drawStr( 0, 0, "ASCII page 1"); for(int y = 0; y < 6; y++ ) { for(int x = 0; x < 16; x++ ) { s[0] = y*16 + x + 32; u8g.drawStr(x*7, y*10+10, s); } } }
void u8g_Tela4() //Tela 3 {
char s[2] = " "; uint8_t x, y;
u8g.drawStr( 0, 0, "ASCII page 2"); for( y = 0; y < 6; y++ ) { for( x = 0; x < 16; x++ ) { s[0] = y*16 + x + 160; u8g.drawStr(x*7, y*10+10, s); } } }
void u8g_Tela5() //Tela 5 {
u8g.setFont(u8g_font_unifont); u8g.drawBox(0,0,128,64); u8g.drawBox(2,2,124,60); u8g.setColorIndex(0);
u8g.drawStr( 11, 35, "FASILKOM Sby"); u8g.drawStr( 12, 35, "FASILKOM Sby");
63 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
u8g.drawFrame(2,2,124,60); }
void u8g_Tela6() //Tela 6 { u8g.setFont(u8g_font_helvB08); u8g.drawStr(50,31, " Siskom"); u8g.drawStr90(50,31, " Sby"); u8g.drawStr270(50,31, " ***."); }
void u8g_Tela7() //Tela 7 {
u8g.setFont(u8g_font_robot_de_niro); u8g.drawStr(5,13, "FASILKOM Sby !"); u8g.setFont(u8g_font_helvB08); u8g.drawStr(5,25, "FASILKOM Sby !"); u8g.drawBox(5,31, 118,11);
u8g.setColorIndex(0); u8g.setFont(u8g_font_8x13);
u8g.drawStr(5,41, "FASILKOM Sby !"); u8g.setColorIndex(1);
u8g.setFont(u8g_font_ncenB10); u8g.drawStr(5,60, "FASILKOM Sby !"); } void draw() { u8g_prepare(); switch(display) { case 1: u8g_Tela1(); break; case 2: u8g_Tela2(); break; case 3:
64 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
u8g_Tela3(); break; case 4: u8g_Tela4(); break; case 5: u8g_Tela5(); break; case 6: u8g_Tela6(); break; case 7: u8g_Tela7(); break; } } void setup() { if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_R3G3B2 ) u8g.setColorIndex(255); // white
else if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_GRAY2BIT ) u8g.setColorIndex(1); // max intensity
else if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_BW ) u8g.setColorIndex(1); // pixel on //u8g.setContrast(0x30); } void loop() { // picture loop
for (display =1; display < 8; display++) {
u8g.firstPage(); do
65 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
draw(); } while( u8g.nextPage() ); delay(3000); } }
LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN
1. Nyalakan computer dengan program Arduino !
2. Sambungkan Trainer mikrokontroler dengan computer menggunakan kabel USB ! 3. Sambungkan kabel-kabel jumper sesuai dengan praktikum yang dilaksanakan ! 4. Ketiklah program yang diatas pada software Arduino !
5. Lakukan verifikasi terhadap program, apakah terjadi error atau tidak !
6. Jika tidak terjadi error lanjutkan dengan mengupload program ke dalam mikrokontroler ! 7. Amati hasilnya apakah sudah sesuai dengan perintah instruktur atau belum, kalau belum
66 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
BAB IX : PERCOBAAN SENSOR LDR, LM35, DAN NTC
TUJUAN
:
1. Mahasiswa mengenal beberapa sensor cahaya dan sensor suhu
2. Mahasiswa mampu memprogram aplikasi untuk sensor-sensor tersebut
3. Mahasiswa mampu menghitung konversi ADC ke dalam bentuk besaran yang terukur
PERALATAN
1. Sebuah Komputer
2. Satu set trainer mikrokontroler
TEORI DASAR
Light Dependent Resistor atau yang biasa disebut LDR adalah jenis resistor yang nilainya berubah seiring intensitas cahaya yang diterima oleh komponen tersebut. Biasa digunakan sebagai detektor cahaya atau pengukur besaran konversi cahaya.Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah cakram
semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya.Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil.Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik.Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yangkecil pada saat cahaya terang.
Prinsip Kerja LDR
Pada sisi bagian atas LDR terdapat suatu garis atau jalur melengkung yang menyerupai bentuk kurva.Jalur tersebut terbuat dari bahan cadmium sulphida yang sangat sensitiv terhadap pengaruh dari cahaya.Jalur cadmium sulphida yang terdapat pada LDR.Jalur cadmium sulphida dibuat melengkung menyerupai kurva agar jalur tersebut dapat dibuat panjang dalam ruang (area) yang sempit. Cadmium sulphida (CdS) merupakan bahan semi-konduktor yang memiliki gap energi antara elektron konduksi dan elektron valensi. Ketika cahaya mengenai cadmium sulphida, maka energi proton dari cahaya akan diserap sehingga terjadi perpindahan dari band valensi ke band konduksi. Akibat perpindahan elektron tersebut mengakibatkan hambatan dari cadmium sulphida berkurang dengan hubungan kebalikan dari intensitas cahaya yang mengenai LDR.Lihat gambar dibawah ini.
67 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
Gambar 9.1. Bentuk Fisik LDR
Karakteristik LDR A. Laju Recovery
Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahayatertentu kedalam suatu ruangan yang gelap sekali, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga dikegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K Ω /detik. untuk LDR type arus harganya lebih besar dari 200 K Ω /detik (selama 20 menitpertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arahsebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktukurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.
B. Respon Spektral
LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja, emas, dan perak.Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang baik.Sensor ini sebagai pengindera yang merupakan eleman yang pertama – tama menerima energi dari media untuk memberi keluaran
berupa perubahan energi.Sensor terdiri berbagai macam jenis serta media yang digunakan untuk melakukan perubahan. Media yang digunakan misalnya: panas, cahaya, air, angin, tekanan, dan lain sebagainya. Sedangkan pada rangkaian ini menggunakan sensor LDR yang menggunakan intensitas cahaya, selain LDR dioda foto juga menggunakan intensitas cahaya atau yang peka terhadap cahaya (photo conductivecell).Pada rangkaian elektronika, sensor harus dapat mengubah bentuk – bentuk energi cahaya ke energi listrik, sinyal listrik ini harus sebanding dengan besar energi sumbernya. Gambar dibawah ini merupakan karakteristik dari sensor LDR .
68 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
9.2. Kurva LDR
Pada karakteristik diatas dapat dilihat bila cahaya mengenai sensor itu maka harga tahanan akan berkurang. Perubahan yang dihasilkan ini tergantung dari bahan yang digunakan serta dari cahaya yang mengenainya.
LM35
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM 35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam , LM 35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor seperti pada gambar 9.3
Gambar 9.3. Skematik Sensor LM35
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear berpadanan dengan perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pengubah 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 35 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, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 m A dari supplay sehingga panas
69 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
Gambar 9.4. Mengukur Suhu LM35
LM 35 ialah sensor temperatur paling banyak digunakan untuk praktek, karena selain harganya cukup murah, linearitasnya juga lumayan bagus. LM35 tidak membutuhkan kalibrasi eksternal yang menyediakan akurasi ± ¼ °C pada temperatur ruangan dan ± ¾ °C pada kisaran -55 °C to +150
°C. LM35 dimaksudkan untuk beroperasi pada -55 °C hingga +150 °C, sedangkan LM35C pada -40 °C hingga +110 °C, dan LM35D pada kisran 0-100°C. LM35D juga tersedia pada paket 8 kaki dan paket
TO-220. Sensor LM35 umunya akan naik sebesar 10mV setiap kenaikan 1°C (300mV pada 30 °C).
Gambar 9.5. Bentuk Fisik Sensor Suhu LM35
Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran elektri tegangan. Sensor ini memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1°C tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5V pada suhu 150°C. Pada perancangan kita tentukan keluaran ADC mencapai full scale pada saat suhu 100°C, sehingga tegangan keluaran tranduser (10mV/°C x 100°C) = 1V.
Pengukuran secara langsung saat suhu ruang, keluaran LM35 adalah 0,3V (300mV). Tengan ini diolah dengan mengunakan rangkaian pengkondisi sinyal agar sesuai dangan tahapan masukan ADC. LM35 memiliki kelibihan – kelebihan sebagai berikut:
1. Di kalibrasi langsung dalam celsius 2. Memiliki faktor skala linear + 10.0 mV/°C 3. Memiliki ketetapan 0,5°C pada suhu 25°C
4. Jangkauan maksimal suhu antara -55°C sampai 150°C 5. Cocok untuk applikasi jarak jauh
70 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
6. Harganya cukup murah
7. Bekerja pada tegangan catu daya 4 sampai 30Volt 8. Memiliki arus drain kurang dari 60 uAmp
9. Pemanasan sendiri yang lambat ( low self-heating) 10. 0,08˚C diudara diam
11. Ketidak linearanya hanya sekitar ±¼°C
12. Memiliki Impedansi keluaran yang kecil yaitu 0,1 watt untuk beban 1 mAmp.
Sensor suhu tipe LM35 merupakan IC sensor temperatur yang akurat yang tegangan keluarannya linear dalam satuan celcius. Jadi LM35 memilik kelebihan dibandingkan sensor temperatur linear dalam satuan kelvin, karena tidak memerlukan pembagian dengan konstanta tegangan yang besar dan keluarannya untuk mendapatkan nilai dalam satuan celcius yang tepat. LM35 memiliki impedansi keluaran yang rendah, keluaran yang linear, dan sifat ketepatan dalam pengujian membuat proses interface untuk membaca atau mengotrol sirkuit lebuh mudah. Pin V+ dari LM35 dihubungkan kecatu daya, pin GND dihubungkan ke Ground dan pin Vout- yang menghasilkan tegangan analog hasil pengindera suhu dihubungkan ke pin analog Arduino.
NTC
Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik. Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser merupakan sistem yang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan dapat langsung dibaca pada keluarannya. Suhu adalah salah satu gejala alam yang diukur dalam sebuah sistemkontrol. Derajat atau tingkat kepanasan sesuatu atau obyek yang diukur. Sehingga Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Ada beberapa metode yang digunakan untuk membuat sensor ini, salah satunya dengan cara menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap arus listrik sesuai dengan suhunya. Sensor adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Sensor suhu adalah alat atau komponen atau sensor elektronika yang dipakai untuk mengukur suhu. Pada percobaan ini kita menggunakan sensor suhu yang menggunakan termistor atau yang menggunakan resistor NTC atau PTC.
Prinsip dasar dari termistor adalah perubahan nilai tahanan (atau hambatan atau werstan atau resistance) jika suhu atau temperatur yang mengenai termistor ini berubah. Termistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan). Sensor suhu termistor
71 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
ditemukan oleh Samuel Ruben pada tahun 1930, dan mendapat hak paten di Amerika Serikat dengan nomor #2.021.491. Ada dua macam termistor secara umum: Posistor atau PTC (Positive Temperature Coefficient), dan NTC (Negative Temperature Coefficien). Nilai tahanan pada PTC akan naik jika suhunya naik, sementara NTC justru kebalikannya. Termistor adalah salah satu jenis sensor suhu yang mempunyai koefisien temperatur yang tinggi.dimana komponen ini dapat mengubah nilai resistansi karena adanya perubahan temperatur. Dengan demikian dapat memudahkan kita untuk dijadikan sebagai mengubah energi panas menjadi energi listrik.termistor dibedakan dalam 3 jenis,yaitu termistor yang mempunyai koefisien negatif, yang disebut NTC ( Negative temperature Coefisient), temistor yang mempunyai koefisien positif, yang disebut PTC (positive Temperature Coefisient) dan termistor yang mempunyai tahanan kritis, yaitu CTR ( Critical Temperature Resistance).
Metode Pembuatan Sensor Suhu 1. Menggunakan Bahan Logam
Logam akan bertambah besar hambatannya terhadap arus listrik jika panasnya bertambah. Hal ini dapat dijelaskan dari sisi komponen penyusun logam. Logam dapat dikatakan sebagai muatan positif yang berada di dalam elektron yang bergerak bebas. Jika suhu bertambah, elektron-elektron tersebut akan bergetar dan getarannya semakin besar seiring dengan naiknya suhu. Dengan besarnya getaran tersebut, maka gerakan elektron akan terhambat dan menyebabkan nilai hambatan dari logam tersebut bertambah.
2. Menggunakan Bahan Semi Konduktor
Bahan semikonduktor mempunyai sifat terbalik dari logam, semakin besar suhu, nilai hambatan akan semakin turun. Hal ini dikarenakan pada suhu yang semakin tinggi, elektron dari semikonduktor akan berpindah ke tingkat yang paling atas dan dapat bergerak dengan bebas. Seiring dengan kenaikan suhu, semakin banyak elektron dari semikonduktor tersebut yang bergerak bebas, sehingga nilai hambatan tersebut berkurang. Untuk mendapatkan sinyal listrik yang baik dengan sedikit kegaduhan, dapat digunakan jembatan Wheatstone dan rangkaian Lock in Amplifier.
NTC (Negative Temperature Coeficient ) adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi suhu yang mempengaruhi makin kecil nilai hambatannya. NTC, termistor yang mempunyai koefisient negatif yang tinggi, termistor jenis ini dibuat dari oksida logam yang terdapat dar golongan transisi, seperti ZrO2 - Y2P3 NiAI2O3 Mg(Al, Cr,Fe). oksida-oksida ini sebenarnya mempunyai resistansi yang sangat tingg, tetapi dapat
72 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
diubah menjadi bahan semikonduktor dengan menambahkan beberapa ion lain yang mempunyai valensi yang berbeda disebut dengan doping. dan pengaruh dari resistansinya dipengaruhi perubahan temperatur yang diberikan.
Gambar 9.6. Bentuk Fisik dan Simbol NTC Percobaan 11.A
LDR (light Dependent Resistor) adalah suatu resistor yang nilai resistansinya bergantung pada cahaya (Jika mendapat cahaya terang, nilai resistansi kecil sekitar puluhan s/d ratusan Ohm, jika kondisi gelap nilai resistansi akan besar bisa mencapai puluhan-ratusan KOhm bahkan bisa mencapai MOhm), umumnya LDR digunakan sebagai sensor cahaya. sensor LDR merupakan sensor yang cukup murah dan mudah digunakan.
Rangkaianlah rangkaian percobaan seperti pada gambar dibawah ini.
Untuk program uji coba dari rangkaian diatas dapat dituliskan program berikut ini
int LDR_Pin = A0; //analog pin 0 void setup(){
Serial.begin(9600); }
73 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
void loop(){
int LDRReading = analogRead(LDR_Pin);
Serial.println(LDRReading);
delay(250); //just here to slow down the output for easier reading }
Contoh lain untuk aplikasi LDR sebagai berikut
#include <LiquidCrystal.h> int led7 = 7; int led6 = 6; int led5 = 5; int led4 = 4; int led3 = 3; int led2 = 2; int led1 = 1; int led0 = 0; LiquidCrystal lcd(13,12,11,10,9,8); void setup() { lcd.begin(16,2); pinMode(led0, OUTPUT); pinMode(led1, OUTPUT); pinMode(led2, OUTPUT); pinMode(led3, OUTPUT);
74 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
pinMode(led4, OUTPUT); pinMode(led5, OUTPUT); pinMode(led6, OUTPUT); pinMode(led7, OUTPUT); } void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly: int LDR= analogRead(A0);
int temp=map(LDR,0,1023,0,255); lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Nilai data ADC :"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(temp); delay(10); lcd.clear(); if(temp==0){ digitalWrite(led1, LOW); digitalWrite(led2, LOW); digitalWrite(led3, LOW); digitalWrite(led4, LOW); digitalWrite(led5, LOW); digitalWrite(led6, LOW); digitalWrite(led7, LOW); } if(temp>0){ digitalWrite(led7, HIGH); } if(temp>32){ digitalWrite(led6, HIGH); } if(temp>64){ digitalWrite(led5, HIGH); } if(temp>96){ digitalWrite(led4, HIGH); }
75 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
if(temp>128){ digitalWrite(led3, HIGH); } if(temp>160){ digitalWrite(led2, HIGH); } if(temp>192){ digitalWrite(led1, HIGH); } if(temp>224){ digitalWrite(led0, HIGH); } //////////////////////////////// if(temp<0){ digitalWrite(led7, LOW); } if(temp<32){ digitalWrite(led6, LOW); } if(temp<64){ digitalWrite(led5, LOW); } if(temp<96){ digitalWrite(led4, LOW); } if(temp<128){ digitalWrite(led3, LOW); } if(temp<160){ digitalWrite(led2, LOW); } if(temp<192){ digitalWrite(led1, LOW); } if(temp<224){ digitalWrite(led0, LOW); } }
76 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
Percobaan 11B
Seri sensor suhu LM35 memiliki keluaran tegangan (Vout) yang linearly proportionalterhadap suhu Celcius (Centigrade); faktor skala-nya +10mV/derajat Celcius. Kenaikan Vout 10mV menunjukkan ada kenaikan suhu sebesar 1 derajat Celcius.
Menghitung Vout:
Vout dalam milivolt = sensorValue * (5 * 1000/1024)
1024 adalah resolusi ADC: 10bit. 5 adalah Analog Reference (ARef); dalam milivolt menjadi: 5 * 1000. Default library arduino menggunakan resolusi ADC 10bit dan ARef = Vcc (+5V pada Sasakala-M328). Menghitung Suhu (Celcius):
suhuCelcius = Vout dalam miliVolt / 10 = sensorValue * (500/1024)
void setup() {
// put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly: int sensorValue = analogRead(A0);
float volt = sensorValue/1024.0 * 5; float suhu = 100 * volt;
77 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
Serial.print("Input Volt : "); Serial.println(volt); Serial.print("Suhu : "); Serial.println(suhu); delay(1000);
}
Percobaan 11C
Thermistor NTC-3950 dengan nilai hambatan 100 KΩ ini berpresisi tinggi (nilai toleransi hanya 1%), dengan rentang suhu operasional yang lebar antara -45°C hingga +395°C ideal untuk digunakan sebagai sensor temperatur pada sistem injeksi plastik semacam 3D Reprap Printer.
NTC atau Negative-Temperature-Coefficient Thermistor adalah
komponen elektronika yang termasuk dalam kelompok resistive transducer, di mana nilai hambatan dari termistor ini menurun sesuai dengan perubahan suhu. Artinya semakin panas temperatur yang terpapar pada komponen sensor ini, semakin
kecil hambatan dan semakin besar arus yang dapat melewatinya. Perubahan ini juga dapat dibaca sebagai perubahan tegangan dengan memasangkan termistor dalam sirkuit pembagi tegangan (voltage divider circuit).
Thermistor ini berukuran sangat kecil dengan lebar hanya 0,8 mm dan panjang 1,5 mm sehingga fleksibel untuk ditempatkan pada ruang terbatas, misalnya pada sisi injector nozzle. Angka "3950" merupakan konstanta thermistor (istilahnya "B-Constant" atau sering juga direferensikan sebagai " B-Value") yang merupakan fungsi thermistor terhadap temperatur absolut, yang dapat digunakan pada perhitungan berdasarkan rumus sbb.:
R = R0 x exp(B) x ( 1/T - 1/T0 )
R adalah nilai resistansi yang terukur / terdeteksi saat sensor ini difungsikan. R0 (dalam Ω) adalah resistansi pada suhu T0 (dalam Kelvin).
Thermistor ini memiliki nilai R0 = 100KΩ pada T0 = 25°C + 298 = 323K. dengan B25/50 = 3950K. Dengan demikian, rumus tersebut dapat diturunkan dan disederhanakan menjadi (T dalam Kelvin): T = 3950 / ln( R / { 100000 x e(-3950 / 323) } )
78 LABORATORIUM MIKROKONTROLER UNIVERSITAS NAROTAMA SURABAYA
Untuk mendapatkan suhu dalam Celcius, cukup kurangkan nilai T di atas dengan 298. void setup() {
// put your setup code here, to run once: