LM35 merupakan IC yang digunakan sebagai sensor suhu. IC tersebut mengubah kondisi suhu lingkungan disekitarnya menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik keluaran LM35 ini memiliki nilai yang sebanding dengan suhu lingkungan dalam bentuk derajat celcius (ºC). Karakteristik dari sensor suhu LM35 ini adalah perubahan nilai tahanannya akan semakin besar apabila suhu lingkungannya semakin rendah dan nilai tahanannya akan menjadi kecil apabila suhu lingkungannya semakin tinggi.
Beberapa fasilitas yang dimiliki LM35 adalah sebagai berikut : 1. Dikalibrasi secara langsung dalam ºCelcius.
2. Ketelitian pengukuran LM35 sangat tinggi mencapai ± ½ ºC pada suhu kamar. 3. Jangkauan temperatur dari -55ºC sampai +150ºC.
4. Setiap perubahan 1ºC akan mempengaruhi perubahan tegangan keluaran sensor sebesar 10mV.
5. Arus yang mengalir kurang dari 60mA.
6. Bekerja pada tegangan catu daya 4 volt sampai 20 volt. 7. Cocok untuk aplikasi jarak jauh
8. Harganya cukup murah
9. Pemanasan sendiri yang lambat (low self-heating) 10. 0.08oC di udara diam
11. Ketidaklinearannya hanya sekitar ±1/4 o
12. Memiliki impedansi keluaran yang sangat kecil yaitu 0,1 watt untuk beban 1 mAmp.
C
Adapun beberapa kelebihan dari LM35 dari sensor temperatur lain adalah:
1. Hasil pengukuran lebih akurat dibandingkan dengan menggunakan thermistor. 2. Rangkaian sensor tertutup dan tidak tergantung (tidak terpengaruh) pada
oksidasi.
3. LM35 menghasilkan tegangan keluaran lebih besar dibandingkan dengan
thermocouple dan tegangan keluaran tidak perlu diperbesar.
Berikut ini diperlihatkan beberapa jenis IC LM 35 dalam gambar 2-2 :
2.1.3 . Liquid Crystal Display (LCD)
LCD display module M1632 (2 x 16) terdiri dari dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam bentuk huruf atau angka dua baris, masing – masing baris bisa menampung 16 huruf atau angka.
Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempel dibalik pada panel LCD, berfungsi mengatur tampilan LCD. Dengan demikian pemakaian LCD M1632 menjadi sederhana, sistem lain cukup mengirimkan kode – kode ASCII dari informasi yang ditampilkan .
Spesifikasi LCD M1632
1. Tampilan 16 karakter 2 baris dengan matrik 5 x 7 + kursor. 2. ROM pembangkit karakter 192 jenis.
3. RAM pembangkit karakter 8 jenis ( diprogram pemakai ). 4. RAM data tampilan 80 x 8 bit ( 8 karakter ).
5. Duty ratio 1/16.
6. RAM data tampilan dan RAM pembangkit karakter dapat dibaca dari unit mikroprosesor.
7. Beberapa fungsi perintah antara lain adalah penghapusan tampilan ( display clear ), posisi kursor awal ( crusor home ), tampilan karakter kedip ( display character blink ), pengeseran kursor ( crusor shift ) dan penggeseran tampilan ( display shif ).
8. Rangkaian pembangkit detak.
9. Rangkaian otomatis reset saat daya dinyalakan. 10. Catu daya tunggal +5 volt.
2.1.4. ADC (Analog to Digital Converter) 0804
Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk
mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal - sinyal digital. A/D Converter ini dapat dipasang sebagai pengkonversi tegangan analog dari suatu peralatan sensor ke konfigurasi digital yang akan diumpankan ke suatu sistem minimum. Jenis ADC yang biasa digunakan dalam perancangan adalah jenis successive approximation convertion
(SAR) atau pendekatan bertingkat yang memiliki waktu konversi jauh lebih singkat .
Terdapat 4 macam ADC yang memenuhi standar industri, yaitu integrating,
tracking converter, successive approximation dan flash/paralel. Keempat jenis ADC
tersebut mewakili beberapa pertimbangan diantaranya resolusi, kecepatan konversi dan biaya.
Menurut cara pengkonversiannya, ADC dapat dikelompokkan dalam beberapa jenis yaitu:
1. Tipe integrating
Tipe integrating menawarkan resolusi tertinggi dengan biaya terendah. ADC tipe ini tidak dibutuhkan rangkaian sample hold. Tipe ini memiliki kelemahan yaitu waktu konversi yang agak lama, biasanya beberapa milidetik.
2. Tipe tracking
Tipe tracking menggunakan prinsip up down counter (pencacah naik dan pencacah turun). Binary counter (pencacah biner) akan mendapat masukan
clock secara kontiniu dan hitungan akan bertambah atau berkurang tergantung
pada kontrol dari pencacah apakah sedang naik (up counter) atau sedang turun
yang memerlukan rangkaian sample hold. ADC tipe ini sangat tergantung pada kecepatan clock pencacah, semakin tinggi nilai clock yang digunakan, maka proses konversi akan semakin singkat.
3. Tipe flash/ paralel
Tipe ini dapat menunjukkan konversi secara lengkap pada kecepatan 100 MHz dengan rangkaian kerja sederhana. Sederetan tahanan mengatur masukan
inverting dari tiap-tiap konverter menuju tegangan yang lebih tinggi dari
konverter sebelumnya. Jadi untuk tegangan masukan Vin dengan full scale
range, komparator dengan bias di bawah Vin akan mempunyai keluaran
rendah.
Keluaran komparator ini tidak dalam bentuk biner murni. Suatu dekoder dibutuhkan untuk membentuk suatu keluaran yang biner. Beberapa komparator berkecepatan tinggi, dengan waktu tunda (delay) kurang dari 6 ms banyak digunakan karena itu dihasilkan kecepatan konversi yang sangat tinggi. Jumlah komparator yang dibutuhkan untuk suatu konversi n bit adalah 2n
4. Tipe successive approximation
-1.
Tipe successive approximation merupakan suatu konverter yang paling sering ditemukan dalam dasar perangkat keras yang menggunakan ADC. Tipe ini memiliki kecepatan konversi cukup tinggi meskipun dari segi harga relatif mahal. Prinsip kerja konverter tipe ini adalah dengan membangkitkan pertanyaan yang pada intinya berupa tebakan nilai digital terhadap nilai tegangan analog yang dikonversikan. Apabila resolusi ADC ini adalah 2n maka diperlukan maksimal n kali tebakan.
IC ADC 0804 merupakan salah satu dari sekian banyak pengubah data analog menjadi data digital. Jenis 0804 ini merupakan ADC yang simpel dan mudah digunakan dibandingkan dengan jenis ADC lainnya. IC ADC 0804 ini mempunyai 20 pin dengan konfigurasi seperti gambar berikut :
Gambar 2.3. konfigurasi pin IC ADC 0804
Pada ADC 0804, pin 11-18 merupakan pin keluaran digital yang dapat dihubungkan langsung dengan bus data-alamat. Apabila pin /CS atau /RD dalam keadaan tinggi, pin 11 sampai pin 18 akan mengambang. Apabila /CS dan /RD rendah keduanya, keluaran digital akan muncul pada saluran keluaran. Untuk memulai suatu konversi, /CS harus rendah. Bilamana /WR menjadi rendah, converter akan mengalami reset dan ketika /WR kembali pada keadaan tinggi, konversi segera dimulai. Pin 5 adalah saluran untuk /INTR, sinyal selesai konversi. /INTR akan menjadi tinggi pada saat memulai konversi, dan dibuat aktif rendah bilamana konversi telah selesai. Pin 6 dan 7 adalah masukan diferensial yang membandingkan dua masukan sinyal analog. Jenis masukan ini memungkinkan pemilihan bentuk masukan , yaitu mentanahkan pin 7 untuk masukan positif bersisi-tunggal (single- ended positif input), atau mentanahkan pin 6 untuk masukan negatif bersisi-tunggal (single-ended negatif
input), atau mengaktifkan kedua pin untuk masukan diferensial. Piranti ini mempunyai 2 ground, A GND dan D GND yang terletak pada pin 8 dan 10. Keduanya harus digroundkan. Pin 20 disambungkan dengan catu tegangan yang sebesar +5V. Dalam ADC 0804, Vref merupakan tegangan masukan analog maksimum, yaitu tegangan yang menghasilkan suatu keluaran digital maksimum FFH. Bila pin 9 tidak dihubungkan (tidak dipakai), VREF berharga sama dengan tegangan catu VCC. Ini berarti bahwa catu tegangan +5V memberikan jangkauan masukan analog dari 0 sampai +5V bagi masukan positif yang bersisi-tunggal.
Pada ADC 0804 ini, terdapat dua jenis prinsip didalam melakukan konversi, yaitu free running dan mode control. Pada mode free running, ADC akan mengeluarkan data hasil pembacaan input secara otomatis dan berkelanjutan (continue). Pada mode ini pin INTR akan berlogika rendah setelah ADC selesai melakukan konversi, logika ini dihubungkan kepada masukan WR untuk memerintahkan ADC memulai konversi kembali. Prinsip yang kedua yaitu mode
control, pada mode ini ADC baru akan memulai konversi setelah diberi instruksi dari
mikrokontroler. Instruksi ini dilakukan dengan memberikan pulsa rendah kepada masukan WR sesaat +1ms, kemudian membaca keluaran data ADC setelah keluaran INTR berlogika rendah. Pada penelitian ini, prinsip konversi yang digunakan adalah
mode control.
Secara umum Rangkaian di dalam IC ADC memiliki 2 bagian utama, yaitu: 1. Bagian Sampling dan Hold, yang berfungsi menangkap atau menahan tagangan
analog input sesaat untuk seterusnya diumpankan ke rangkaian pengonversi. 2. Rangkaian Konversi A/D (plus rangkaian kontrolnya).
Gambar dibawah ini menggambarkan bagaimana aliran sinyal analog diubah ke sinyal digital. Konversi A/D & Kontrol 0/1 Ke INT CPU PB7-PB0 Ke parallel Input port S/H Input analog 0/1
START Konversi, SOC Chip Select, CE
END Konversi, EOC
Gambar 2.4. Diagram ADC secara umum
Rangkaian di atas dioperasikan sebagai berikut. Pertama, kontroler, dalam hal ini mikroprosesor / mikrokontroler menghubungi ADC dengan mengirim sinyal CE. Artinya, ADC diaktifkan. Kemudian SOC (start of conversion) dikirimkan sehingga ADC mulai melakukan sampling sinyal dan diikuti dengan konversi ke digital.
Bila konversi selesai maka ADC akan mengirimkan tanda selesai EOC (end of
conversion) yang artinya hasil konversi telah siap dibaca di (PB7-PB0). ). Program
yang sesuai harus dibuat mengikuti prosedur seperti di atas. Artinya, program utama mikroprosesor harus dimuati dengan suatu program loop tertutup dan menunggu tanda untuk membaca data dari ADC. Meski tanda ini tidak harus diperhatikan, tetapi berakibat data yang dipaksa dibaca akan sering invalid karena CPU tidak dapat membedakan keadaan ambang (ketika ADC tengah melakukan konversi) dengan keadaan data siap (valid). Agar lebih efektif, fungsi interrupt harus diaktifkan untuk menghindari terjebaknya CPU dalam loop saat menunggu ADC siap. Dengan demikian CPU hanya akan membaca data bila mendapatkan interrupt.
Secara singkat, ADC memerlukan bantuan sekuensi kontrol untuk menangkap dan mengkonversi sinyal. Seberapa lama ADC dapat sukses mengkonversi suatu nilai sangat tergantung dari kemampuan sampling dan konversi dalam domain waktu. Makin cepat prosesnya, makin berkualitas pula ADC tersebut. Karena inilah maka karakteristik ADC yang paling penting adalah waktu konversi (conversion time). Namun demikian, kemampuan riil ADC dalam kontrol loop tertutup dalam sebuah sistem lengkap justru sangat dipengaruhi oleh kemampuan kontroler atau prosesor dalam mengolah data input-output secara cepat, dan bukan hanya karena kualitas ADC-nya.
2.1.5. Relay
Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik,tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka. Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220 V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0,1 ampere 12 volt DC). Dalam pemakaian biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC dilengkapi dengan dioda yang diparalel dengan lilitannya dan dipasang terbalik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk mengantisipasi
sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya.
Gambar 2.5. Jenis-jenis relay
Relay adalah suatu komponen elektronika yang akan bekerja bila ada arus yang melalui kumparannya. Sebuah relay terdiri dari kumparan yang dililitkan pada inti besi dan kontak-kontak penghubung. Apabila kumparan yang melilit inti besi dilalui arus listrik maka akan menimbulkan induksi medan magnet, dan induksi ini akan menarik kontak-kontak penghubung relay.
Kontak penghubung relay terdiri dari dua bagian, yaitu : 1. Kontak NC (Normally
Kontak penghubung dalam kondisi menutup atau terhubung bila relay tidak mendapat masukan tegangan pada kumparannya. Tetapi bila diberi tegangan yang mencukupi pada kumparannya maka kontak penghubung menjadi terbuka (kondisi awal sebelum diaktifkan close).
Close),
2. Kontak NO (Normally Open).
Kontak penghubung dalam kondisi terbuka bila relay tidak mendapat tegangan pada kumparannya. Tetapi bila diberi tegangan yang mencukupi pada
kumparannya maka kontak penghubung menjadi tertutup atau terhubung. (kondisi awal sebelum diaktifkan open).
2.1.6. KEYPAD
Keypad yang digunakan disini adalah sebuah keypad matrix 4 x 3 dengan susunan empat baris dan tiga kolom.
R1 R2 R3 K1 K2 K3 R4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 0 # 00
Gambar 2.6. Konstruksi Keypad 4 x 3
Seperti terlihat dalam gambar di atas, apabila saklar ‘1’ ditekan, maka baris 1 dan kolom 1 langsung terhubung ke ground. Apabila saklar ‘2’ ditekan, maka baris 1 dan kolom 2 langsung terhubung ke ground dan seterusnya.
2.1.7. Kipas DC
Dalam kipas angin terdapat suatu motor listrik. Motor listrik tersebut mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Dalam motor listrik terdapat suatu kumparan besi pada bagian yang bergerak beserta sepasang pipih yang berbentuk magnet U pada bagian yang diam (permanen). Ketika listrik mengalir pada lilitan kawat dalam kumparaan besi, hal ini membuat kumparan besi menjadi sebuah magnet. Karena sifat magnet yang saling tolak-menolak pada kedua kutubnya maka gaya tolak-menolak magnet antara kumparan besi dan sepasang magnet tersebut membuat gaya berputar secara periodik pada kumparan besi tersebut. Oleh karena itu baling-baling kipas angin dikaitkan ke poros kumparan tersebut. Penambahan tegangan listrik pada kumparan besi dan menjadi gaya kemagnetan ditujukan untuk memperbesar hembusan angin pada kipas angin. Kipas DC ini memakai tegangan sebesar 12 volt. Ukuran dari kipasa DC ini bermacam-macam dari yang berukuran 5 cm sampai 12 cm.