Termometer Digital Menggunakan Sensor LM35 Berbasis Sensor Arduino Uno R3

(1)

BAB III

1. Blok Sensor Suhu LM35 : Sebagai elemen yang diukur

2. Blok Arduino Uno R3 : Sebagai pengkonversi data dari sensor

3. Blok Display LCD 16x2 : Sebagai penampil hasil pengukuran

4. Blok Buzzer : Sebagai indikator suara

5. Blok Led Indikator : Sebagai lampu tanda

6. Power Supply : Sebagai sumber energi atau tegangan semua

rangkaian elektronika yang telah dibuat agar bekerja sesuai

(2)

3.2 RANCANGAN PERANGKAT KERAS

3.2.1 Perancangan Arduino Uno ATMega328

Gambar 3.2. Rangkaian Sistem Minimum Arduino Uno

3.2.2 Rangkaian Sensor Suhu LM35

Perancangan sensor Suhu dengan Pin Arduino dapat dilihat pada gambar 3.3 berikut ini.

Gambar 3.3. Skematik Rangkaian Sensor Suhu LM35

3.2.3 Rangkaian Skematik LCD (Liquid Crystal Display)

Pengoperasian LCD dengan Mikrokontroler ATmega 328 menggunakan komunikasi

4 bit. Setelah sensor pelampung sudah melakukan pengukuran, variable resistor akan

(3)

ukuran jarak yang terbaca dan ditampilkan oleh LCD. Berikut adalah skematik rangkaian

LCD

Gambar 3.4. Skematik Rangkaian LCD 16x2 Karakter

Pada gambar 3.4, pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd

(Ground),pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan

Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write),pin 6 merupakan Enable,pin 11-14

merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler

ATmega328.Fungsi dari potensiometer (VR1) adalah untuk mengatur gelap/terangnya

karakter yang ditampilkan pada LCD.

3.2.4 Perancangan Rangkaian BUZZER

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah

getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan

loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan

kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi

akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena

kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan

(4)

suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu

kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Rangkaian buzzer ini berfungsi sebagai indicator dengan mengeluarkan bunyi suara

sebagai pertanda Sensor mendeteksi adanya potensi kebakaran yaitu nilai suhu dan asapnya

tinggi. Rangkaian buzzer dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3.5 Skematik Rangkaian Buzzer

Pada gambar 3.6 kaki negative pada buzzer dihubungkan ke ground dan kaki positif

buzzer dihubungkan ke mikrokontroller. Maka untuk menghidupkan buzzer,port yang

terhubung ke mikrokontroller cukup mengeluarkan logika 1 (high) dan buzzer akan mati

(5)

(6)

Penjelasan Flowchart:

1. Inilisiasi port LCD dan ADC untuk mensetting senua port yang digunakan

di arduin0 yang di fungsikan sebagai input output

2. Tampil LCD untuk menampilkan karakter telah di program yang ada di

program

3. Jika temperatur yang terbaca diatas 37 dan ≤ maka suhu pasien demam dan jika jika suhu temperature yangterbaca ≥ 40maka suhu pasien step

4. Membaca nilai angka dari sensor dan diubah kedata digital

5. Menampilkan data yang telah disensor berupa suhu derajat

6. Jika suhu yang terbaca normal maka buzzernya mati tetapi jika suhu

badan yang terbaca demam dan step maka buzzernya hidup sebagai alarm

3.3.2 Program

Gambar 3.7 Rangkaian Pengukur Suhu

Berikut adalah program yang digunakan untuk alat ini , setelah di bulatkan (fusing)kemudian

akan ditampilkan lalu balik lagi pada proses awal perhitungan sampai alat di off atau endkan

dan system pengukuran akan berhenti.

(7)

// initialize the library with the numbers of the interface pins LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

int buzzer=A2;

void setup() {

// initialize serial communication at 9600 bits per second: Serial.begin(9600);

// the loop routine runs over and over again forever: void loop() {

// read the input on analog pin 0:

int sensorValue = analogRead(A0);// baca nilai sensor float temp=sensorValue*(500.0/1024)

(8)

(9)

BAB IV

Pada data ini terdapat perbedaan antara data yang didapat dari nilai yang tertera dengan

data yang dihasilkan oleh alat, dimana data yang dihasilkan oleh alat memiliki % deviasi =

hal ini dapat dilihat dari hasil analisis yang diperoleh

% kesalahan = ∣ − 100%

Data 1:

(10)

Data 2:

% kesalahan = | , − ,_, | x % = , %

Data 3:

% kesalahan = | , − ,_, | x % = , %

Data 4:

% kesalahan = | , − ,_, | x % = , %

Data 5:

% kesalahan = | , − ,_, | x % = , %

Rata-rata kesalahan =

��

= ,

= 6,9

4.1.1 Pengujian Sensor Suhu LM35

Sensor ini bekerja dengan sangat baik, sesuai dengan datasheet yang

dikeluarkanpihak pabrikan. Untuk menganalisa rangkaian sensor suhu dapat di lihat pada

pembahasan di bawah ini. Pengujian suhu tubuh menggunakan sensor suhu ini dilakukan

(11)

berapa besar suhu badan seseorang yang dicolokkan pada pengukur suhu digital yang

menggunakan sensor suhu LM35 berbasis Arduino Uno ini.

4.1.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno

Pada pengujian ini dikarena pemrograman menggunakan mode ISP (In

System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada

mikrokontroler dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program

downloader. Pada pengujianini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis

mikrokontroler oleh program downloader yaitu Arduino Uno dan pemrograman dapat

berjalan dengan baik

4.1.3 Pengujian Rangkaian Keseluruhan

Secara elektronis rangkaian telah bekerja dengan baik, output dari mikrokontroler

dapat mengirimkan data. Dan data yang diperoleh hasil dari pengukuran beban akan

ditampilkan melalui LCD lalu disbandingkatketepatan pengukurannya dengan nilai teori.

(12)

4.2 Analisa Program

4.2.1 Program Bahasa C

#include <LiquidCrystal.h>

// initialize the library with the numbers of the interface pins

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

int buzzer=A2;

void setup() {

// initialize serial communication at 9600 bits per second:

Serial.begin(9600);

pinMode(buzzer,OUTPUT)

lcd.begin(16, 2);

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("ESTER SIMANDALAHI");

lcd.setCursor(0,10);

lcd.print("METROLOGI 2013");

delay(5000);

(13)

}

// the loop routine runs over and over again forever:

void loop() {

// read the input on analog pin 0:

int sensorValue = analogRead(A0);// baca nilai sensor

float temp=sensorValue*(500.0/1024)

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("SUHU :");

lcd.setCursor(8,0);

lcd.print(temp);

delay(200);

if (temp<=36)

{

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("normal");

delay(500);

digitalWrite(buzzer,LOW);

(14)

BAB ll

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengenalan Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian

elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler umumnya

terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti

Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.Kelebihan utama

dari mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran

board mikrokontroler menjadi sangat ringkas. Mikrokontroler MCS51 ialah mikrokomputer

CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash PEROM (Programmable and Erasable Only Memory) yang

dapat dihapus dan ditulisi sebanyak 1000 kali. Mikrokontroler ini diproduksi dengan

menggunakan teknologi high density non-volatile memory. Flash PEROM on-chip tersebut

memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system

programming) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory konvensional.

Kombinasi CPU 8 bit serba guna dan Flash PEROM, menjadikan mikrokontroler MCS51

menjadi microcomputer handal yang fleksibel.

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya

terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau

keduanya), dan perlengkapan input output. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat

elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program

yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya

membaca dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar

(15)

apapun baik buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis hal-hal

sebaliknya.

Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data maka Anda dapat membuat

program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatik menggunakan mikrokontroler

sesuai keinginan Anda. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan

untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.

Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang

sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan

CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh

mikrokontroler ini. Mikrokonktroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan

secara automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan

rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi

tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori, dan alat input

output yang terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektrik untuk berbagai

proses menjadi lebih ekonomis.

Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :

a. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas

b. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar

dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi

c. Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak

Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut memerlukan

komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem

(16)

mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal

pun mikrokontroler sudah beroperasi.

2.1.1 Komponen Mikrokontroler

CPU (Central Processing Unit) pada mikrokontroler berupa mikroprosesor yang berfungsi

sebagai otak dari mikrokontroler.Mikroprocessor adalah peranti yang berfungsi untuk

memproses data, yaitu berupa fungsi logika dan aritmatika.Dalam suatu mikrokontroler

biasanya terdapat tiga buah memori, yaitu RAM, ROM dan EEPROM. RAM dan ROM

hampir selalu ada pada setiap mikrokontroler, sedangkan EEPROM hanya terdapat pada

beberapa jenis mikrokontroler tertentu. RAM digunakan sebagai penyimpan data sementara

yang berupa register-register. Register adalah tempat penyimpanan data yang berkaitan

dengan banyak hal, misalnya variabel dalam program, keadaan input/output, serta pengaturan

timer/counter dan komunikasi serial. Telah disebutkan sebelumnya data pada RAM akan

hilang saat catu daya dicabut.

ROM digunakan sebagai tempat penyimpanan program. ROM yang banyak dipakai pada

mikrokontroler saat ini adalah flash PEROM (Programmable Erasable ROM), yang mirip

seperti memori pada flash disk, namun bedanya adalah flash PEROM hanya dapat dihapus

dan ditulis secara sekaligus. EEPROM biasanya digunakan untuk menyimpan data yang tidak

boleh hilang meski catu daya dihapus.Meski fungsinya mirip EEPROM biasanya lebih sedikit

digunakan dibanding RAM karena kecepatan akses EEPROM yang lebih lambat.Contoh

penggunaannya adalah penyimpanan data password.atau setting suatu sistem.

Timer/counter adalah peranti untuk mencacah sinyal dari clock ataupun sinyal dari suatu

kejadian. Jika sinyal yang dicacah berasal dari clock maka peranti ini berfungsi sebagai

pewaktu, sedangkan jika berasal dari clock maka peranti ini berfungsi sebagai pencacah.

Pewaktu bisa digunakan untuk bermacam-macam kegunaan, misalnya untuk menghasilkan

(17)

input/output pada mikrokontroler disebut sebagai port. Pada satu port I/O digital terdiri

beberapa pin, biasanya berjumlah 8 atau satu byte, dengan masing-masing pin dapat

mentransfer satu bit data biner (logika 0 dan 1) dari/ke mikrokontroler. peranti lain

menggunakan komunikasi serial.

Gambar 2.1. Komponen Mikrontroler

Gambar ini menunjukkan komponen-komponen dari suatu mikrokontroler yang

mempunyai fasilitas lengkap beserta peranti eksternal yang biasanya dihubungkan ke/dari

mikrokontroler.Tidak semua mikrokontroler mempunyai semua komponen tersebut, misalnya

konverter A/D dan D/A hanya terdapat pada beberapa jenis mikrokontroler tertentu.

2.1.2 Mikrokontroler Arduino Uno

Arduino Uno merupakan papan mikrokontroler yang didalamnya tertanam mikrokontroler

dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan

Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya untuk

mikrokontroler yang digunakan pada Arduino Uno ini sendiri jenis ATmega 328P, board

Arduino revisi terbaru yang merupakan penerus dari Arduino Duemilanove. Berikut ini

ringkasan spesifikasi dari Arduino Uno R3

(18)

Operating voltage 5V

Input voltage 7 – 12 V

Digital I/O Pins

Analog Input Pins 6

DC Current per I/O Pin 40 mA

DC Current for 3,3V Pin 50 mA

Flash Memory 32 KB

SRAM 2 KB

EEPROM 1KB

Clock Speed MHz

Perbedaan mendasar antara Arduino Uno dan Duemilanove adalah tidak lagi

digunakannya chip FTDI (USB-to-serial driver) dan sebagai gantinya menggunakan ATmega

8U2 yang deprogram untuk berfungsi sebagai converter USB-to-serial.Perubahan ini cukup

membantu dalam instalasi software arduino, terutama bagi anda yang memakai system

operasi windows, karena tidak perlu meng-instal driver FTDI untuk menghubungkan board

arduino uno dengan windows.Secara fisik, board arduino uno ini sangat menyenangkan untuk

(19)

Gambar 2.2. Tampak depan Arduino Uno

Gambar 2.3. Tampak belakang Arduino Uno

Dimensi fisik Arduini Uno tetap sama dengan Duemilanove. Masih tetap juga

menggunakan pin header dengan penempatan yang sama, untuk menjaga kompabilitas

dengan board shield yang ada. Ada yang menyanyangkan hal ini, karena sebenarnya

penempatan pin header pada Arduino memiliki kesalahan, yaitu tidak menggunakan jarak

0,100” antara lubang pin header

Di pasaran, Arduino Uno biasanya dijual dengan menyertakan kabel USB dan klip batre

9V (dengan jack DC).Ada juga yang menyertakan DVD berisi software, dokumentasi dan

(20)

yang membeli pada distributor resmi, sudah terdapat garansi selama 1 tahun

Beberapa kelebihan menggunakan Arduino :

a. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop yang tidak

memiliki port serial/RS323 bisa menggunakan nya.

b. Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi dengan

kumpulan library yang cukup lengkap.

c. Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino.

Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.

Shield untuk Xbee biasa digunakan untuk Wirreles, entr ane kasih postingan gmana cara

mengunakan Xbee untuk Arduino cuma masih ama dosen ane. hehehe. Untuk Bahasa

Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi

yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah. Untuk

membuat program dan mengupload ke dalam board Arduino, membutuhkan software

Arduino IDE (Integrated Development Enviroment) yang bisa di download gratis di

Jadi jangan heran ketika membeli board arduino kok gak ada Cd di dalamnya, karena

Arduino sendiri bersifat Open Source maka software dan semua kelengkapan seperti Driver

ada di Website resmi arduino, jadi ya harus download dulu di internet.

Dalam Board Arduino sendiri secara sederhana terdiri dari beberapa bagian, yaiu :

A. Soket USB

Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau

laptop.Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi

serial.

(21)

Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan

komponen atau rangkaian digital. Misalnya kalau ingin membuat LED berkedip, LED

tersebut bisa dipasang pada salah satu pin I/O digital dan ground. Komponen lain yang

menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin-pin ini.

C. Input Analog

Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari

komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya,

dsb.

D. Catu Daya

Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian

yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat juga pin Vin dan

Reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui

tegangan USB atau adaptor. Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melaui tombol

atau rangkaian eksternal.

E. Baterai / Adaptor

Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari

baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer.Kalau

Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai

tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.

2.1.3 Software Arduino IDE

IDE (Integrated Development Environment) Arduino merupakan aplikasi yang

(22)

arduino, seperti Arduino Duemilanove, Uno, Bluetooth, Mega. Kecuali beberapa tipe board

produksi arduino yang memakai mikrokontroler diluar seri AVR, seperti mikroprosesor

ARM. Editor sketch pada IDE arduino juga mendukung fungsi penomoran baris, mendukung

fungsi penomoran baris, syntax highlighthing, yaitu pengecekan sintaksis kode sketch.

2.2 Sensor LM35

Sensor suhu IC LM 35 merupakan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang

berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran

elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor

suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada

bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan

konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi

Pengertian Sensor adalah transduser yang berfungsi untuk mengolah variasi gerak, panas,

cahaya atau sinar, magnetis, dan kimia menjadi tegangan serta arus listrik. Sensor sendiri

adalah komponen penting pada berbagai peralatan.Sensor juga berfungsi sebagai alat untuk

mendeteksi dan juga untuk mengetahui magnitude. Transduser sendiri memiliki arti

mengubah, resapan dari bahasa latin traducere Bentuk perubahan yang dimaksud adalah

kemampuan merubah suatu energi kedalam bentuk energi lain. Energi yang diolah bertujuan

untuk menunjang daripada kinerja piranti yang menggunakan sensor itu sendiri. Sensor

sendiri sering digunakan dalam proses pendeteksi untuk proses pengukuran. Sensor yang

sering menjadi digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya atau

(23)

Dari pengertian sensor yang telah saya jabarkan diatas wajar jika alat tersebut menjadi alat

yang banyak diminati oleh berbagai pabrikan elektronik. Salah satu pabrikan yang tengah

gencar menggunakan sensor pada produk mereka adalah pabrikan handphone dengan model

touch screen. Sensor tekanan pada berbagai handphone sekarang ini membutuhkan adanya

dukungan dari sensor tekanan. Selain pada gadget dengan teknologi canggih tersebut, sensor

tekanan juga biasa diaplikasikan kepada berbagai alat elektronik lain seperti kalkulator serta

remot. Adanya tekanan pada tombol-tombol pada kalkulator ataupun remot bekerja dengan

mengubah daya tekan tersebut menjadi daya atau sinyal listrik.

Dengan pengertian sensor beserta kinerja dari sensor tekanan diatas dapat diambil

kesimpulan bahwa sensor memiliki banyak andil pada berbagai teknologi.Pada sensor suhu

sendiri terdapat empat jenis sensor yang sering dipakai yaitu thermocouple, resistance

temperature detectore, IC sensor dan termistor.Pada komponen thermocouple terdapat dua

komponen transduser panas dan juga dingin. Kedua transedur tersebut berfungsi untuk

membandingkan objek serta untuk mendapatkan hasil akan suhu dari objek. Platina menjadi

pilihan utama pada komponen resistence temperature detectore karena memiliki tahanan

suhu, stabilitas, kelinearan, reproduktifitas, serta stabilitas.Termistor merupakan resistor yang

tahan terhadap panas, serta IC sensor sensor suhu dengan rangkaian yang menggunakan

chipsilikon guna mendeteksi tingkat suhu yang terdapat pada objek.

Demikian penjelasan singkat tentang pengertian sensor, semoga artikel kali ini dapat berguna

dan bermanfaat bagi anda semua. Masalah utama dalam teknik pengukuran secara

elektronik adalah mengubah besaran-besaran fisis (misalnya, temperatur, gaya, kecepatan,

dan lain-lain) menjadi besaran-besaran listrik yang proporsional. Pengubah yang

melaksanakan hal ini secara umum disebut dengan sensor.Sensor suhu LM35 adalah

komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran

(24)

komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh NationalSemiconductor. 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.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan

kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan

ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35

mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat

menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Sensor

ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dan dapat dioperasikan

dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface)

rangkaian control yang sangat mudah. IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas

dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap

perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah 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.

2.2.1 Struktur Sensor LM35

Sensor Suhu LM35 adalah salah satu jenis sensor yang merubah besaran suhu ke

besaran listrik dalam bentuk tegangan. LM35 memiliki 3 buah pin kaki, pin1 untuk INPUT

(25)

Gambar 2.4. Sensor LM35

Gambar diatas Sensor ini bisa mendeteksi suhu 0-100 derajat Celcius dengan

karakteristik 10mV pada output mewakili 1 derajat Celcius. Jika tegangan ouput 300mV

berarti suhu adalah 30 derajad Celcius, jika tegangan ouput 230mV berarti suhu 23 derajat

Celcius.:

VLM35 = Suhu* 10 mV Vout=10 mV/oC ………….. (2.1)

2.2.2 Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu LM35

Gambar 2.5. Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu LM35

Gambar diatas adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ.

Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis.Vout adalah tegangan keluaran sensor yang

terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius.Jadi jika Vout =

(26)

32 °C. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian

pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional (opamp) dan rangkaian filter, atau

rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital

Converter.

2.2.3 Jenis-Jenis Sensor Suhu LM35

Berdasarkan Range Temperatur:

1 LM35, LM35A -55 °C s/d 150 °C

2 LM35C, LM35CA -40 °C s/d 110 °C

3 LM35D 0 °C s/d 100 °C

(27)

Gambar 2.6. Karakteristik Sensor LM35

Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10

mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.

4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada

udara diam.

7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

2.2.4 Prinsip Kerja Sensor LM35

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran

tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan

100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating)

kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply

tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang

sangat mudah.IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk

Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan

suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang

memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan

(28)

Dalam prakteknya proses antarmuka sensor LM35 dapat dikatakan sangat mudah. Pada IC

sensor LM35 ini terdapat tiga buah pin kaki yakni Vs, Vout dan pin ground. Dalam

pengoperasiannya pin Vs dihubungkan dengan tegangan sumber sebesar antara 4 – 20 volt

sementara pin Ground dihubungkan dengan ground dan pin Vout merupakan keluaran yang

akan mengalirkan tegangan yang besarnya akan sesuai dengan suhu yang diterimanya dari

sekitar.

Prinsip kerja alat pengukur suhu ini, adalah sensor suhu difungsikan untuk

mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dengan kata lain panas yang ditangkap oleh

LM35 sebagai sensor suhu akan diubah menjadi tegangan. Sedangkan proses berubahnya

panas menjadi tegangan dikarenakan di dalam LM35 ini terdapat termistor berjenis PTC

(Positive Temperature Coefisient), yang mana termistor inilah yang menangkap adanya

perubahan panas. Prinsip kerja dari PTC ini adalah nilai resistansinya akan meningkat seiring

dengan meningkatnya temperature suhu. Resistansi yang semakin besar tersebut akan

menyebabkan tegangan output yang dihasilkan semakin besar.

Vout=10 mV/oC

2.3 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan

kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–

alat elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi

LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat

berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja

alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

(29)

2. Mempunyai 192 karakter tersimpan

3. Terdapat karakter generator terprogram

4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit

5. Dilengkapi dengan back light.

6. Tersedia VR untuk mengatur kontras.

7. Pilihan konfigurasi untuk operasi write only atau read/write.

8. Catu daya +5 Volt DC.

9. Kompatibel dengan DT-51 dan DT-AVR Low Cost Series serta sistem

mikrokontroler/mikroprosesor lain.

(30)

Tabel 2.1. Deskripsi Pin Pada LCD

Pin Deskripsi

1 Ground

2 Vcc

3 Pengatur kontras

4 “RS” Instruction/Register Select

5 “R/W” Read/Write LCD Registers

6 “EN” Enable

7-14 Data I/O Pins

15 Vcc

(31)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Suhu merupakan salah satu besaran fisis yang sering diukur dalam berbagai keperluan yang

membutuhkan berapa besar derajat suhu.Tetapi alat ukur suhu yang beredar dipasaran,

kurang memungkinkan untuk mendapatkan data yang akurat, karena kebanyakan alat ukur

suhu yang beredar dipasaran masih bersifat analog.Selain itu alat pengukur suhu yang beredar

dipasaran hanya diperuntukkan bagi orang yang memiliki keadaan fisik normal. Saat ini

semua peralatan yang menunjukan indikator terhadap suatu besaran fisis diproduksi dan

ditujukan untuk manusia normal, tidak terkecuali alat pengukur suhu(thermometer). Ini

berarti semua data yang dihasilkan oleh perangkat tersebut hanya dapat digunakan oleh orang

yang memiliki kondisi fisik normal.Hanya sedikit peralatan elektronika yang hasi l

pengukurannya dapat dibaca dan dinikmati oleh yang memilikikekurangan fisi terutama

orang yang menderita tunanetra. Orang cacat khususnya orang yang menderita kebutaan,

akan menemui kesulitan untuk menggunakan termometer dan memperoleh data suhu

tubuhnya jika menggunakan thermometer yang ada dipasaran sekarang.

Untuk itu perlu dirancang sebuah alat yang berfungsi sebagai standarisasi/ acuan bagi

alat-alat ukur/ sensor-sensor analog lain, sehingga alat ukur tersebut mempunyai ketelitian

pengukuran yang presisi (akurat). Alat yang berfungsi sebagai standarisasi bagi alat ukur lain

tersebut disebut dengan istilah Kalibrator.

1.2 Rumusan Masalah

(32)

a. Rancang bangun Termometer Digital yang menggunakan sensor suhu LM35 berbasis

Arduino Uno sebagai pengolah data dan software pemrogramannya

b. Rancang bangun termometer digital menggunakan LCD sebagai display hasil

pengukuran

1.3 Batasan Masalah

Dalam penulisan Laporan Project Akhir ini, dibuat suatu batasan-batasan dengan maksud memudahkan analisis yng dibutuhkan dalam rangka pemecahan masalah. Adapun batasannya yaitu sebagai berikut :

1. Sensor LM35, hanya digunakan untuk mendeteksi kualitas suhu.

2. Perancangan perangkat keras (hardware) yang terdiri dari mikrokontroler, sensor LM35,

dan LCD 16x2 karakter.

3. Bahasa pemrograman yang digunakan pada mikrokontroller adalah bahasa C.

4. Display atau penampil nilai data menggunakan LCD (liquid crystal display) .

5. Mikrokontroler yang digunakan adalah ARDUINO.

1.4 Tujuan Penulisan

Penulisan laporan proyek ini adalah untuk :

1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (D-III)

Metrologi dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.

2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi pengontrolan dan

elektronika sebagai bidang yang diketahui.

3. Merancang suatu alat pengukuran suhu badan dan kemudian ditampilkan pada LCD

(33)

4. Penulis ingin memberikan penjelasan tentang penggunaan dan cara kerja alat ukur

thermometer digital menggunakan sensor LM35, yang Berbasis Arduino Uno R3.

1.5 Manfaat Penulisan

Memberikan informasi kepada pembaca tentang Perancangan Alat untuk mengetahui

suhu tubuh menggunakan sensor LM35 dengan Berbasis Arduino Uno dan outputnya ke

display LCD. Serta dapat digunakan pada ruangan yang membutuhkan keefesiensian

pengukuran suhu

1.6 Sistematika Penulisan

Dalam penyusunan Laporan Project Akhir ini, pembahasan mengenai sistem alat yang

dibuat dibagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Berisi latar belakang permasalahan, batasan masalah, tujuan pembahasan, metodologi

pembahasan, sistematika penulisan dan relevansi dari penulisan laporan ini.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang Mikrokontroler, sensor LM35,dan prinsip kerjanya, software pendukung dan bahasa program yang digunakan.

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB IV : ANALISIS DAN PENGUJIAN

Membahas tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat

dan lain-lain.

(34)

KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan yang diperoleh dari pembuatan laporan project akhir 2ini dan

saran-saran untuk pengembangannya.

DAFTAR PUSTAKA

(35)

ABSTRAK

Telah dirancang dan dibuat Termometer digital pasien menggunakan sensor LM35 Berbasis Arduino Uno R3.Termometer digital ini terdiri LM35 sensor suhu,ArduinoUno R3 berfungsi sebagai pengolah data dan hasil ditampilkan pada LCD.Dari kalibrasi thermometer dihasilkan persentase kesalahan relative rata –rata sebesar 6,9 %

(36)

BERBASIS ARDUINO UNO R3

TUGAS AKHIR

ESTER MELIANA SIMANDALAHI 132411039

DEPARTEMEN FISIKA

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(37)

TERMOMETER DIGITAL PASIEN MENGGUNAKAN SENSOR LM35

BERBASIS ARDUINO UNO R3

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli Madya

ESTER MELIANA SIMANDALAHI 132411039

DEPARTEMEN FISIKA

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(38)

PERSETUJUAN

Judul : Termometer Digital Menggunakan Sensor LM35 Berbasis Sensor Arduino Uno R3

Kategori : Tugas Akhir

Nama : Ester Meliana Simandalahi Nomor Induk Mahasiswa : 132411039

Program Studi : D3 Metrologi dan Instrumentasi Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juli 2016

Ketua Program Studi Dosen Pembimbing

D3 Metrologi dan Instrumentasi

(39)

HALAMAN PENGESAHAN

ESTER MELIANA SIMANDALAHI

132411039

Medan, Juli 2016 Menyetujui,

Ketua Program Studi Dosen Pembimbing

D3 Metrologi dan Instrumentasi

(40)

SURAT PERNYATAAN

Saya yang bertandatangan di bawah ini :

Nama : Ester Meliana Simandalahi

Tempat / Tanggal Lahir : Hasinggaan / 24 Mei 1994

Dept / Program Studi : Fisika / D3 Metrologi dan Instrumentasi

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Judul karya tulis ilmiah : Termometer Digital Menggunakan Sensor LM35 Berbasis Arduino Uno R3

Dengan ini menyatakan bahwa karya tulis ilmiah yang saya sampaikan pada kegiatan Tugas Akhir ini adalah benar karya saya sendiri dan/atau bukan merupakan plagiasi.

Apabila dikemudian hari ditemukan bahwa karya tulis ilmiah yang saya sampaikan bukan karya saya sendiri/plagiasi, saya bersedia menerima sanksi akademik atau yang lainnya.

Medan,Juli 2016 Yang menyatakan

(41)

ABSTRAK

Telah dirancang dan dibuat Termometer digital pasien menggunakan sensor LM35 Berbasis Arduino Uno R3.Termometer digital ini terdiri LM35 sensor suhu,ArduinoUno R3 berfungsi sebagai pengolah data dan hasil ditampilkan pada LCD.Dari kalibrasi thermometer dihasilkan persentase kesalahan relative rata –rata sebesar 6,9 %

(42)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Projek Akhir ini.Tugas akhir ini berjudul

“Rancang Bangun Termometer Digital Menggunakan Sensor LM35 Berbasis Arduino Uno R3”disusun guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaiakan pendidikan D3 Program Studi Metrologi dan Instrumentasi Universitas Sumatera Utara.

Selama dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapatkan bantuan dan bimbingaain dari berbagai pihak,untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu Diana Alemin Barus, M. Sc,Ketua Program Studi Metrologi dan Instrumentasi . 2. Bapak Tuaraja Simbolon, S.Si, M.Si,Dosen pembimbing selama menyelesaikan

Tugas akhir ini .

3. Seluruh dosen dan staff pegawai yang ada di Universitas Sumatera Utara. 4. Orang tua serta keluarga yang member dorongan dan bimbingan .

5. Beserta teman – teman yang membantu penulis menyelesaikan tugas akhir ini .

Penulis menyadari bahwa penulis Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan baik isi pengajian ,maupun penulisan .Untuk itu penulis dengan rendah hati menerima saran dan kritik yang bersifat membangun. Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasihdan semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juli 2016

ESTER MELIANA SIMANDALAHI

(43)

DAFTAR ISI

2.3 LCD(Liquid Crystal Display) ... 20

BAB 3. Metodologi Percobaan 3.1 Diagram Blok Rangkaian ………..22

3.2 Rancangan Perangkat Keras ... 23

3.2.1Perancangan Arduino Uno ……….23

3.2.2 Rangkaian Sensor suhu LM35 ... 23

3.2.3 Rangkaian Skematik LCD ... 23

3.2.4 Perancangan Rangkaian Buzzer ……….24

3.3 Rancangan Perangkat Lunak ... 26

(44)

3.3.2 Program ... 27 BAB 4. Analisis dan Pengujian

4.1 Pengujian Rangkaian ... 30 4.1.1 Pengujian Sensor Suhu LM35………31 4.1.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno ………….32 4.1.3Pengujian Rangkaian Rangkaian Keseluruhan………...32 4.2 Analisa Program ... 33 4.4 Pengujian Rangkaian LM35 ... 33 BAB 5. Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan ... 36 5.2 Saran ... 36 DAFTAR PUSTAKA

(45)