PERANCANGAN KONTROL SUHU DAN WAKTU PEMROSESAN MIKROBIOLOGI PADA LABORATORIUM INCUBATOR BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA328
DESIGN OF MICROBIOLOGICAL PROCESSING TEMPERATURE AND TIME CONTROL ON LABORATORY INCUBATOR BASED MICROCONTROLLER
ATMEGA328 TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md)
Program Studi D3 Teknologi Elektromedis Fakultas Vokasi Universitas Sanata Dharma
Disusun Oleh :
Maria Clara Pamela Hagul (181313017)
PROGRAM STUDI D3 TEKNOLOGI ELEKTROMEDIS FAKULTAS VOKASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA TAHUN 2021
LEMBAR PERSETUJUAN TUGAS AKHIR
“PERANCANGAN KONTROL SUHU DAN WAKTU PEMROSESAN MIKROBIOLOGIPADA
LABORATORIUMINCUBATORBERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328”
Disusun oleh :
Maria Clara Pamela Hagul 181313017
Telah disetujui pada tanggal 12 Juli 2021
Oleh:
Pembimbing,
Antonius Hendro Noviyanto, S.T., M.T.
Yogyakarta, 13 Juli 2021 Dekan Fakultas Vokasi Universitas Sanata Dharma
Eko Aris Budi Cahyono,S.T.,M.Eng.
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama Lengkap : Maria Clara Pamela Hagul Tempat/Tanggal Lahir : Bekasi, 23 Oktober 2000
Asal Sekolah/Universitas(Fakultas): Fakultas Vokasi Universitas Sanata Dharma Dengan ini menyatakan bahwa karya dengan judul “Perancangan Kontrol Suhu dan Waktu Pemrosesan Mikrobiologi Pada Laboratorium Incubator Berbasis Mikrokontroler Atmega328” belum pernah dipublikasikan dan tidak memuat karya orang lain terkecuali dibagian daftar pustaka selayaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 3 Februari 2022 Yang menyatakan,
Maria Clara Pamela Hagul
NIM : 181313017
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Maria Clara Pamela Hagul
Nomor Mahasiswa : 181313017
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
Perancangan Kontrol Suhu dan Waktu Pemrosesan Mikrobiologi Pada Laboratorium Incubator Berbasis Mikrokontroler Atmega328
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me-ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Atas kemajuan teknologi informasi, saya tidak berkeberatan jika nama, tanda tangan, gambar atau image yang ada di dalam karya ilmiah saya terindeks oleh mesin pencari (search engine), misalnya google.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 03 Februari 2022
Yang menyatakan
( Maria Clara Pamela Hagul )
ABSTRACT
Temperature plays an important role in the metabolism of living things. One of them for bacteria, the ambient temperature is higher than the tolerated temperature will affect denaturation. Bacterial incubators used for laboratory analysis must be able to analyze bacteria with a wide temperature range, especially the growth of bacteria in a hot temperature range. Bacterial incubators found in hospital generally can only use a temperature of 37°C. So when analysts or workers in hospital laboratories cannot perform microbiological test on pathogenic bacteria below 37°C. This study aims to design of microbiological processing temperature and time control on laboratory incubator based microcontroller atmega328 as the system controller. To regulated the temperature and humidity, a DHT22 sensor is used, then a 220V/500W ptc insulated heater is used for heating. Then there is the fan componen that works to prevent uneven heat, and spreads heat throughtout the tool for maximum temperature. And the temperature displayed on LCD. Based on the results of planning, manufacturing, ans testing carried out and supported by existing theories, it can be concluded that the incubator laboratory was made in accordance with what was previously planned.
Keywords : Atmega328 Microcontroller, DHT22, Temperature, Laboratory Incubator
ABSTRAK
Suhu berperan penting dalam berjalannya metabolisme bagi mahkluk hidup. Salah satunya bagi bakteri, suhu lingkungan yang berada lebih tinggi dari suhu yang ditoleransi akan mempengaruhi denaturasi. Inkubator bakteri yang digunakan analisis pada laboratorium harus bisa menganasilis bakteri dengan cakupan suhu yang luas, khususnya pertumbuhan bakteri dengan rentang suhu panas. Inkubator bakteri yang terdapat di rumah sakit pada umumnya hanya dapat mengunakan suhu 37°C. Sehingga ketika analis atau tenaga kerja di laboratorium rumah sakit tidak bisa melakukan uji mikrobiologi pada bakteri patogen dibawah suhu 37°C. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain alat dan merancang kontrol suhu dan waktu pemrosesan mikrobiologi pada laboratorium incubator berbasis mikrokontroler atmega 328 sebagai pengendali sistemnya. Untuk mengatur suhu dan kelembabannya digunakan sensor DHT22, lalu untuk pemanasnya digunakan pemanas insulated ptc 220V/500W. Kemudian ada komponen kipas yang berfungsi untuk mencegah panas yang tidak merata, dan menyebarkan panas ke seluruh bagian alat agar suhunya maksimal. Dan suhu yang terbaca ditampilkan pada LCD. Berdasarkan dari hasil perencanaan, pembuatan, dan pengujian yang dilakukan serta didukung oleh teori yang ada, maka dapat diambil kesimpulan alat inkubator laboratorium yang dibuat dapat berjalan sesuai dengan yang telah direncanakan sebelumnya.
Kata Kunci : Mikrokontroler Atmega328, DHT22, Suhu, Inkubator Laboratorium
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN TUGAS AKHIR... i
HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR...ii
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... iii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI...iv
ABSTRACT...v
DAFTAR ISI... vii
DAFTAR GAMBAR... ix
DAFTAR TABEL...xi
BAB I...1
1.1 Latar Belakang...1
1.2 Rumusan Masalah...1
1.3 Tujuan...1
1.4 Manfaat...2
BAB II...3
2.1 Pengertian Incubator Laboratorium...3
2.2 Pengertian Suhu...3
2.3 Pengertian Timer... 3
2.4 Pengertian Rangkaian Driver Heater... 3
2.5 Pengertian Rangkaian Driver Kipas... 3
2.6 Pengertian Software Proteus ISIS...4
2.7 Pengertian Software Arduino UNO...4
2.8 Teori Dasar Komponen...4
2.8.1 Arduino Uno... 4
2.8.2 Relay...4
2.8.3 Sensor Suhu DHT22...5
2.8.4 Pemanas... 6
2.8.5 Kipas...6
2.8.6 LCD... 7
2.8.7 Transistor NPN BD139...7
2.8.8 Transistor NPN TIP31... 7
2.8.9 Resistor... 8
2.8.10 Dioda...8
2.8.11 Button... 8
BAB III... 10
3.1 Deskripsi Sistem... 10
3.2 Diagram Blok Sistem...10
3.3 Perancangan Mekanik...11
3.4 Perancangan Elektronik...12
3.5 Perancangan Perangkat Lunak (Diagram Alir)...15
BAB IV...16
4.1 Implementasi Perancangan Mekanik...16
4.2 Implementasi Perancangan Elektronik... 16
4.3 Implementasi Perancangan Perangkat Lunak...17
4.4 Troubleshooting...21
4.5 Pengujian Komponen...23
4.6 Pengujian Sistem... 25
BAB V... 26
5.1 Kesimpulan...26
5.2 Saran... 26
DAFTAR PUSTAKA...27
LAMPIRAN... 28
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arduino Uno R3...4
Gambar 2.2 Relay... 5
Gambar 2.3 Sensor DHT22...5
Gambar 2.4 Heater...6
Gambar 2.5 Kipas... 6
Gambar 2.6 LCD...7
Gambar 2.7 Transistor BD139...7
Gambar 2.8 Transistor TIP31... 7
Gambar 2.9 Resistor...8
Gambar 2.10 Dioda...8
Gambar 2.11 Button...9
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem...10
Gambar 3.2 Perancangan Mekanik 1...11
Gambar 3.3 Perancangan Mekanik 2...11
Gambar 3.4 Perancangan Mekanik 3...11
Gambar 3.5 Perancangan Mekanik 4...11
Gambar 3.6 ISIS Rangkaian Pemanas... 12
Gambar 3.7 ARES Rangkaian Pemanas... 12
Gambar 3.8 ISIS Rangkaian Kipas... 13
Gambar 3.9 ARES Rangkaian Kipas...13
Gambar 3.10 Perancangan sambungan untuk Button...14
Gambar 3.11 Perancangan sambungan untuk Button...14
Gambar 3.12 Diagram Alir... 15
Gambar 4.1 Perancangan Mekanik...16
Gambar 4.2 Perancangan Elektronik... 16
Gambar 4.3 Troubleshooting Rangkaian Pemanas...22
Gambar 4.4 Troubleshooting Rangkaian Kipas...22
Gambar 4.5 Pengujian DHT22... 23
Gambar 4.6 Pengujian LCD...23
Gambar 4.7 Pengujian Pemanas... 24
Gambar 4.8 Pengujian Kipas... 24
Gambar 4.9 Pengujian Kipas... 24
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pengujian Sensor DHT22... 25 Tabel 4.2 Tabel Pengujian Suhu tertampil LCD dan Suhu yang terukur... 25
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Inkubator dibutuhkan untuk menginkubasi suatu bakteri agar dapat hidup pada suatu media atau subtrat. Sebelum bakteri dapat dimanfaatkan, maka bakteri harus dikembangbiakkan terlebih dahulu. Bakteri dalam waktu tertentu membutuhkan suhu yang cocok untuk mengembangbiakkan bakteri dengan kondisi bakteri. Bakteri di inkubasi atau di kembangbiakkan dengan alat penginkubasi bakteri yang disebut inkubator.
Alat inkubator adalah salah satu alat yang sangat penting, karena alat ini memudahkan para tenaga kerja di laboratorium di rumah sakit untuk melakukan uji mikrobiologi baik itu kultur, uji antibiotik,uji fermentasi, penelitian dan lain-lain.
Sehingga dapat membantu dokter untuk memberikan diagnosa yang akurat, memberikan resep obat, serta mengetahui langkah tindakan selanjutnya terhadap hasil mikrobiologi sesuai dengan jenis kuman atau bakteri yang telah diidentifikasi Inkubator bakteri suhu panas bekerja dengan memberikan paparan suhu yang panas. Inkubator bakteri yang digunakan analis pada laboratorium harus bisa menganalisis bakteri dengan cakupan suhu yang luas, khususnya pertumbuhan bakteri dengan rentang suhu panas. Inkubator bakteri yang terdapat di rumah sakit pada umumnya hanya dapat mengunakan suhu 37°C.
Sehingga ketika analis atau tenaga kerja di laboratorium rumah sakit tidak bisa melakukan uji mikrobiologi pada bakteri patogen dibawah suhu 37°C.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini;
1. Bagaimana merancang kontrol suhu dan waktu pemrosesan incubator laboratorium
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari tugas akhir ini:
1. Merancang kontrol suhu dan waktu pemrosesan incubator laboratorium 2. Membuat rangkaian-rangkaian kontrol dan sistem incubator laboratorium 3. Membuat program sistem pembaca suhu dan waktu pemrosesan
1.4 Manfaat
Adapun manfaat dari tugas akhir ini :
1. Menjadi sarana dalam mengimplementasikan ilmu yang diperoleh selama perkuliahan
2. Menambah pengetahuan yang belum didapat selama kuliah.
3. Menjadi sarana untuk mengasah softskill dan hardskill serta berfikir secara kritis dalam menyelesaikan permasalahan yang ada.
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Incubator Laboratorium
Inkubator Laboratorium adalah alat laboratorium mikrobiologi yang biasanya digunakan untuk menginkubasi mikroorganisme seperti bakteri dan sel mikroba lainnya pada kondisi tertentu seperti suhu udara, dan faktor lain yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme tersebut [1].
2.2 Pengertian Suhu
Suhu merupakan derajat panas atau dinginnya suatu benda atau sistem. Suatu benda yang dalam keadaan panas dikatakan memiliki suhu yang tinggi, dan sebaliknya, suatu benda yang dalam keadaan dingin dikatakan memiliki suhu yang rendah [2].
2.3 Pengertian Timer
Timer adalah pengatur waktu untuk menentukan berapa lama waktu pemrosesan yang diinginkan untuk menginkubasi mikrobiologi pada alat. Timer dapat disetting sesuai waktu yang diinginkan. Timer akan mulai bekerja setelah kita menentukan berapa lama waktu pemrosesan lalu timer akan menghitung mundur waktu.
2.4 Pengertian Rangkaian Driver Heater
Rangkaian driver heater ini digunakan untuk mengaktifkan dan mengamankan pemanas 220V 500W agar alat bisa berfungsi sesuai dengan rancangan alat. Pada rangkaian ini terdapat komponen seperti resistor, dioda, transistor BD139, dan relay 5V.
Setelah komponen-komponen tersebut dirangkai dengan benar sesuai dengan rangkaian driver pemanas, maka pemanas akan aktif.
2.5 Pengertian Rangkaian Driver Kipas
Rangkaian Driver Kipas adalah rangkaian yang digunakan untuk mengaktifkan kipas agar kipas mampu bekerja sesuai dengan rancangan alat. Rangkaian terdiri dari komponen seperti resistor, dioda, transistor TIP31, dan power supply 12V. Setelah komponen-komponen tersebut dirangkai dengan benar sesuai dengan rangkaian driver kipas, maka kipas akan aktif.
2.6 Pengertian Software Proteus
Proteus adalah sebuah software untuk mendesain skematik rangkaian sebelum diupgrade ke PCB sehingga sebelum PCBnya di cetak kita akan tahu apakah PCB yang akan kita cetak sudah benar atau tidak. Proteus mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik yang kita buat [3].
2.7 Pengertian Software Arduino IDE
IDE (Integrated Development Environment) adalah sebuah perangkat lunak yang digunakan untuk mengembangkan aplikasi mikrokontroler mulai dari menuliskan source program, kompilasi, upload hasil kompilasi dan uji coba secara terminal serial [4].
2.8 Teori Dasar Komponen
Komponen-komponen yang digunakan dalam pembuatan laboratorium incubator ini antara lain sebagai berikut :
2.8.1 Arduino Uno R3
Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset [5].
http://www.numericana.com/answer/arduino.htm Gambar 2.1 Arduino Uno R3
2.8.2 Relay
Relay adalah sebuah komponen elektronik yang berfungsi sebagai saklar elektrik yang memutus dan menghubungkan aliran listrik pada sebuah rangkaian dengan kontrol
berupa tegangan yang masuk pada bagian coilnya. Komponen ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar, sehingga dengan arus listrik yang kecil mampu menghantarkan listrik yang memiliki tegangan lebih tinggi [6].
https://buyhere22.com/image/cache/data/products/238/238399/238399-1-800x800.jpg
Gambar 2.2 Relay 2.8.3 DHT22
DHT-22 atau AM2302 adalah sensor suhu dan kelembaban, sensor ini memiliki keluaran berupa sinyal digital dengan konversi dan perhitungan dilakukan oleh MCU 8-bit terpadu. Sensor ini memiliki kalibrasi akurat dengan kompensasi suhu ruang penyesuaian dengan nilai koefisien tersimpan dalam memori OTP terpadu [7].
https://kursuselektronikaku.blogspot.com/2019/08/membuat-alat-monitor-suhu-dan.html Gambar 2.3 Sensor DHT22
Spesifikasi sensor suhu kelembaban DHT22 : Tegangan input : 3,3 – 6 VDC
Sistem komunikasi : Serial (single – Wire Two way) Range suhu : -400C – 800C
Range kelembaban : 0% – 100% RH
Akurasi : ±20C (temperature) ±5% RH (humidity)
2.8.4 Heater
Heater adalah objek yang memancarkan atau menyebabkan suatu bagian yang lain menerima temperature yang lebih panas. Heater adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan panas [8].
https://www.joom.com/en/products/5dd635218b451301011b50a2 Gambar 2.4 Heater
Spesifikasi heater :
Tegangan : 220V/110V Max temperature : 150°C Daya : 500W
2.8.5 Kipas
Kipas berfungsi untuk mencegah panas yang tidak merata, dan menyebarkan panas ke seluruh bagian alat agar suhunya maksimal.
https://ecs7.tokopedia.net/img/cache/200-square/product-1/2019/5/2/4364551/4364551_b92b d6fd-fbb8-4872-8e53-4878d4036047_425_425
Gambar 2.5 Kipas Spesifikasi Kipas :
Tegangan : 12V DC Arus : 0,20 A
2.8.6 LCD
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.
https://modernelectronics.com.pk/wp-content/uploads/2017/09/LCD20x4Y_2R.jpg Gambar 2.6 LCD
2.8.7 Transistor BD139
Transistor BD139 merupakan transistor tipe NPN yang digunakan sebagai switching, akan tetapi penggunaan transistor ini BD139 ini digunakan untuk mengaktifkan kontak relay yang akan mengaktifkan pemanas.
https://www.planetaelectronico.com/images/productos/transistor-bd139-mc140-1-3219.jpeg Gambar 2.7 Transistor BD139
2.8.8 Transistor TIP31
Transistor TIP31 merupakan transistor yang berfungsi sebagai saklar untuk menyalakan atau mematikan kipas.
https://images-eu.ssl-images-amazon.com/images/I/31b7ljKPMqL._SY300_QL70_.jpg Gambar 2.8 Transistor TIP31
2.8.9 Resistor
Resistor adalah komponen eletkronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor adalah Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω).
https://circuit.pk/wp-content/uploads/2019/01/resistor.PNG-2.jpg Gambar 2.9 Resistor
2.8.10 Dioda
Fungsi Dioda adalah untuk menyalurkan arus listrik yang mengalir dalam satu arah dan menahan arus tersebut dari arah sebaliknya. Dioda juga dapat berfungsi sebagai penyearah arus, rangkaian catu daya dan juga untuk stabilisator tegangan.
https://static.kupindoslike.com/DIODA-1N4007-100-KOMADA_slika_O_90943645.jpg Gambar 2.10 Dioda
2.8.11 Button
Push button switch (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal.
http://www.jogjarobotika.com/switch/2203-push-button-ds-212-3a-125v-blue.html Gambar 2.11 Button
BAB III PERANCANGAN
3.1 Diagram Sistem
Incubator Laboratorium ini dibuat dengan tujuan sebagai alat bantu pembelajaran dalam memahami prinsip alat incubator laboratorium itu sendiri. Alat ini dilengkapi dengan sensor suhu DHT22 sebagai pembaca suhu dan timer sebagai pengatur waktu pemrosesan inkubasi. Sistem ini menggunakan rangkaian driver relay untuk pemanas dan rangkaian kipas. Semua rangkaian ini dijalankan menggunakan Arduino ATMega328.
Cara Kerja alat ini yakni setelah alat dinyalakan, maka user bisa mengatur suhu yang diinginkan, alat ini mempunyai rentangan suhu +20°C sampai dengan +80°C untuk keperluan inkubasinya [9]. Setelah mengatur suhu, user bisa mengatur waktu pemrosesan yang diinginkan. Jika sudah diatur dan di setting, maka inkubasi mikrobiologi akan berlangsung dan akan berhenti saat timer habis. User juga bisa melakukan pemberhentian inkubasi kapan saja dengan menekan tombol stop.
3.2 Diagram Blok Sistem
Untuk memudahkan proses perancangan dan cara kerja rangkaian, maka dibuatkan suatu diagram blok terlebih dahulu. Berikut diagram blok sistem alat :
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
BUTTON START/SET
KIPAS DRIVER
KIPAS
HEATER DRIVER
HEATER
LCD
ARDUINO UNO R3
TIMER SENSOR DHT22 BUTTON
STOP BUTTON
DOWN BUTTON UP
Saat laboratorium incubator dinyalakan tekan tombol start untuk memulai mengatur suhu dan timer. Setelah itu, untuk mengatur suhu dan timer gunakan tombol up untuk menaikan nilai dan button down untuk menurunkan nilai. Lalu tekan tombol set untuk enter. Dan saat itu juga heater, kipas, dan timer akan bekerja dan sensor DHT22 akan membaca suhu yang akan ditampilkan oleh LCD.
3.3 Perancangan Mekanik
Untuk perancangan mekanik kami menggunakan box alat sterilisator kering yang sudah ada dan menambahkan box diatasnya untuk menaruh rangkaian elektroniknya. Box yang ditambahkan diatas box sterilisator itu sendiri akan dibuat menggunakan triplek.
Berikut gambar perancangan mekanik alat:
Gambar 3.2 Perancangan Mekanik 1 Gambar 3.3 Perancangan Mekanik 2
Gambar 3.4 Perancangan Mekanik 3 Gambar 3.5 Perancangan Mekanik 4 Pada gambar perancangan mekanik diatas dibuat dengan menggunakan solidwork.
Solidwork sendiri adalah aplikasi software program mekanikal 3D CAD (Computer Aided Design) yang berjalan pada Microsoft Windows. Gambar alat diatas terdapat box yang dilengkapi dengan button start, button up, button down dan button stop untuk mengatur suhu dan timer pada alat. Terdapat juga LCD yang berfungsi untuk menampilkan suhu dan timer yang terbaca.
3.4 Perancangan Elektronik (ISIS)
Untuk perancangan elektronik kami menggunakan aplikasi software Proteus untuk mencoba rangkaian sebelum dibuat ke PCB.
3.4.1 Rangkaian Pemanas
Rangkaian pemanas ini dibuat pada aplikasi software Proteus untuk membuat simulasi rangkaian. Setelah dibuatkan simulasi maka akan dilanjutkan dengan membuat layout PCB. Berikut gambar pembuatan simulasi dan layout PCB :
Gambar 3.6 ISIS Rangkaian Pemanas
Gambar 3.7 ARES Rangkaian Pemanas
Perhitungan untuk rangkaian heater : Pemanas Insulated PRC 220V/500W
Karena tidak diketahui amperenya, maka kita cari terlebih dahulu.
P = V x I I = P/V
I = 500W/220V I = 2,27 A Hfe BD139 = 25 Hfe = IC/IB
25 = 2250 mA/IB
IB= 2250/25 = 90 mA = 0,09 A R = (Vin – V )/ I
RB= (220V-0,6V)/0,09A RB= 219,4V/0,09A = 2,437 KΩ 3.4.2 Rangkaian Kipas
Rangkaian pemanas ini dibuat pada aplikasi software Proteus untuk membuat simulasi rangkaian. Setelah dibuatkan simulasi maka akan dilanjutkan dengan membuat layout PCB. Berikut gambar pembuatan simulasi dan layout PCB :
Gambar 3.8 ISIS Rangkaian Kipas
Gambar 3.9 ARES Rangkaian Kipas
Perhitungan untuk rangkaian kipas :
Tegangan Kipas : 12Vdc, 0,20 A = 200 mA, Hfe TIP 31 : 15, VBE= 0,6 Vdc Hfe = IC/ IB
15 = 200/Ib
IB= 200/15 = 13,3 mA = 0,0133A RB= (Vin-VBE)/IB
RB= (12V-0,6V)/0,0133A
RB= 11,4 V/0,0133A = 0,857 = 857 Ω
3.4.3 Perancangan sambungan untuk Button
Rancangan ini dibuat pada aplikasi software Proteus untuk membuat simulasi rancangan. Setelah dibuatkan simulasi maka akan dilanjutkan dengan membuat layout
PCB untuk sambungan button. Berikut gambar pembuatan simulasi dan layout PCB untuk sambungan button:
Gambar 3.10 Perancangan sambungan untuk Button
Gambar 3.11 Perancangan sambungan untuk Button
3.5 Perancangan Perangkat Lunak (Diagram Alir)
Untuk lebih memudahkan proses perancangan dan cara kerja alat maka dibuat suatu diagram alir terlebih dahulu. Hal ini sangat penting, karena berhubungan dan mempengaruhi kinerja alat. Sehingga hasil yang didapat sesuai dengan keinginan dan teori yang berlaku.
Gambar 3.12 Diagram Alir
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN
4.1 Implementasi Perancangan Mekanik
Untuk perancangan mekanik menggunakan box sterilisator kering yang sudah ada, jadi ditambahakan box diatasnya untuk menaruh rangkaian elektroniknya.
Gambar 4.1 Perancangan Mekanik
4.2 Implementasi Perancangan Elektronik
Pada PCB digambar dibawah ini, terdapat rangkaian pemanas, rangkaian kipas, rangkaian button dan rangkaian 5V dan ground yang dijadikan satu.
Gambar 4.2 Perancangan Elektronik
4.3 Implementasi Perancangan Coding
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);
#include "DHT.h"
#define DHTPIN 2 // DHT PIN 2
#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321 DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
#define dataPin 2
#define clockPin 3 int heater = 7;
int kipas = 8;
int tombol1 = A0;
int tombol2 = A1;
int tombol3 = 5;
int tombol4 = 6;
float tempC = 0;
int pinLed = 13;
int suhu = 20 ; int data = 0;
int x = 0;
int y = 0;
int z = 0;
int v = 0;
int mode = 0;
int minute = 0;
int m, s = 0;
void setup() { lcd.init();
lcd.backlight();
dht.begin();
pinMode (tombol1, INPUT_PULLUP);
pinMode (tombol2, INPUT_PULLUP);
pinMode(tombol3, INPUT_PULLUP );
pinMode( tombol4, INPUT_PULLUP);
pinMode(heater, OUTPUT);
pinMode(kipas, OUTPUT);
}void loop () { switch (mode) {
case 0:
lcd.setCursor (3, 0);
lcd.print ("LABORATORY");
lcd.setCursor (3, 1);
lcd.print ("INCUBATOR");
delay (5000);
lcd.clear();
mode = 1;
break;
case 1:
lcd.setCursor(3, 0);
lcd.print("TEKAN START");
if (digitalRead(tombol1) == LOW && x == 0) { x = 1;
mode = 2;
lcd.clear();
}if (digitalRead(tombol1) == HIGH) { x = 0;
}break;
case 2:
lcd.setCursor (0, 0);
lcd.print ("TENTUKAN SUHU");
lcd.setCursor(1, 1);
lcd.print(suhu);
if (digitalRead(tombol2) == LOW && y == 0) { y = 1;
suhu = suhu + 1 ; if (suhu >= 50) {
suhu = 50;
} }
if (digitalRead(tombol2) == HIGH) { y = 0;
}if (digitalRead(tombol3) == LOW && z == 0) { z = 1;
suhu = suhu - 1;
if (suhu <= 20) { suhu = 20;
} }
if (digitalRead(tombol3) == HIGH) { z = 0;
}if (digitalRead(tombol4) == LOW) { suhu = 20;
mode = 1;
lcd.clear();
}if (digitalRead(tombol1) == LOW && x == 0) { mode = 4;
lcd.clear();
x = 1;
}if (digitalRead(tombol1) == HIGH) { x = 0;
}break;
case 3:
//tampilan awal lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Timer :");
lcd.setCursor(9, 0);
lcd.print("0"); lcd.print(" :"); lcd.print(" 0");
delay (1000);
lcd.clear();
mode = 4;
break;
case 4:
if (digitalRead(tombol1) == LOW) { lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Atur Waktu");
delay(1500);
lcd.clear ();
mode = 5;
break;
case 5:
//Input waktu menit
while (digitalRead(tombol1) == HIGH) { if (digitalRead(tombol2) == LOW) {
if (minute >= 20) { minute = 0;
} else { minute++;
} }
if (digitalRead(tombol3) == LOW) { if (minute < 1) {
minute = 20;
} else { minute--;
} }
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Menit : ");
lcd.print(minute);
delay(400);
lcd.clear();
mode = 6;
}delay (500);
break;
case 6:
float temp_c;
float humidity;
// Read values from the sensor temp_c = dht.readTemperature();
humidity = dht.readHumidity();
byte temperature1 = 0;
byte humidity1 = 0;
delay(1000);
float h = dht.readHumidity();
// Read temperature as Celsius (the default) float t = dht.readTemperature();
// DHT11 sampling rate is 1HZ.
if (temp_c < suhu) {
digitalWrite(kipas, LOW);
}if (temp_c > 36) {
digitalWrite(kipas, HIGH);
digitalWrite(heater, LOW);
delay(500);
}if (temp_c >= suhu && temp_c <= 36) { digitalWrite(kipas, HIGH);
}
m = minute;
s = 0;
lcd.setCursor(4, 0);
lcd.print("Mulai");
delay(500);
//menampilkan waktu yang telah diatur for (m; m >= 0; m--) {
for (s; s >= 0; s--) {
digitalWrite(pinLed, HIGH);
digitalWrite(4, LOW);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 2);
lcd.print("Timer : ");
lcd.print(m);
lcd.print(" : ");
lcd.print(s);
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SUHU: ");
lcd.setCursor(6, 0);
lcd.print(temp_c);
lcd.print(" C ");
4.4 Troubleshooting
Selama melakukan pengujian masih ada beberapa masalah atau kendala. Oleh karena itu, selama pengujian dilakukan juga troubleshooting.
4.4.1 Rangkaian Pemanas
Pada percobaan pertama yang dilakukan, pemanas tidak aktif. Lalu dilakukan troubleshooting dan terdapat kesalahan penyambungan rangkaian yang membuat pemanas tidak aktif. Maka dari itu rangkaian pemanas diganti dan dicoba sesuai dengan referensi yang didapat.
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("KELEMBAPAN: ");
lcd.setCursor(12, 1);
lcd.print(humidity);
lcd.println(" % ");
if (digitalRead(tombol4) == LOW) { goto timeStop;
}delay(1000);
}s = 59;
}
digitalWrite(pinLed, LOW);
digitalWrite(4, HIGH);
lcd.clear();
lcd.setCursor(4, 0);
lcd.print("Selesai");
mode = 4;
while (digitalRead(tombol4) == LOW) { goto timeStop ;
}delay (1000);
break;
case 4:
timeStop:
lcd.clear();
lcd.print("Stop");
delay (2000);
digitalWrite(pinLed, LOW);
mode = 0;
lcd.clear();
break;
}
Gambar 4.3Troubleshooting Rangkaian Pemanas
4.4.2 Rangkaian Kipas
Saat melakukan percobaan membuat rangkaian kipas pada protoboard, kipas sudah berfungsi. Dan saat rangkaian kipas dibuat pada PCB, ternyata kipas tidak berfungsi.
Setelah dilakukan troubleshooting ternyata arus dari transistor yang digunakan tidak cukup untuk mengaktifkan kipas. Maka dari itu rangkaian diganti dengan transistor yang arusnya lebih besar agar mampu menghidupkan kipas.
Gambar 4.4 Troubleshooting Rangkaian Kipas
4.4.3 Button tidak berfungsi
Saat pertama kali mencoba rangkaian button, button tidak berfungsi sama sekali, lalu melakukan troubleshooting ternyata kesalahan pada program (program tidak membaca button). Saat diubah program button pun berfungsi. Lalu saat semua program digabungkan button Up dan button stop tidak berfungsi, dilakukan troubleshooting terdapat kesalahan pada sambungan jumper antara arduino dengan button.
4.5 Pengujian Komponen
Pengujian komponen harus dilakukan untuk mengetahui ketepatan hasil dari komponen tersebut.
4.5.1 Sensor DHT22
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah DHT22 dapat membaca suhu atau tidak. Setelah dilakukan pengujian, DHT22 berfungsi dan suhu yang ditampilkan oleh DHT22 adalah 28.90°C.
Gambar 4.5 Pengujian DHT22
4.5.2 LCD
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah LCD dapat menampilkan karakter sesuai dengan tampilannya seperti menampilkan karaktek huruf dan angka.
Gambar 4.6 Pengujian LCD
4.5.3 Heater
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah heater dapat berfungsi mengeluarkan panas atau tidak. Maka dari itu dilakukannya pengujian heater dengan menggunakan rangkaian heater dengan komponen seperti resistor, dioda, transistor BD139, dan relay 5V.
Gambar 4.7 Pengujian Pemanas
4.5.4 Kipas
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah kipas dapat berfungsi atau tidak.
Maka dari itu dilakukannya pengujian kipas dengan menggunakan rangkaian kipas dengan komponen seperti resistor, dioda, transistor TIP3, dan power supply 12V DC.
Gambar 4.8 Pengujian Kipas Gambar 4.9 Pengujian Kipas
4.6 Pengujian Sistem
Untuk memastikan suhu alat bekerja dengan akurat, maka perlu dipastikan dengan melakukan pengujian dan perbandingan sensor yang akan digunakan dengan sensor suhu yang lainnya, maka dari itu dilakukannya perbandingan sensor suhu DHT22 dan DHT11 seperti pada tabel dibawah.
Tabel 4.1 Tabel Pengujian DHT22
Lalu dilakukan juga pengujian suhu yang tertampil di LCD dan suhu yang terukur.
Dalam pengujian ini kami menggunakan termometer untuk menguji suhu yang terukur pada box. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah suhu yang dibaca sensor DHT22 akurat atau tidak. Berikut tabel pengujian suhu:
Tabel 4.2 Tabel Pengujian Suhu tertampil LCD dan Suhu yang terukur No. Suhu yang tertampil pada
LCD
Suhu yang terukur termometer
1. 33,20°C 33,4°C
2. 36,30 °C 36,9°C
3. 38,50°C 39,5°C
4. 39,20°C 40,4°C
5. 40,50°C 41,8°C
No Waktu Sensor DHT22 Sensor DHT11
1. 5 menit 43.30°C 50.50°C
2. 10 menit 44.70°C 54.80°C
3. 15 menit 45.40°C 55°C
4. 20 menit 47.30°C 56°C
5. 25 menit 49.10°C 60°C
6. 30 menit 62.50°C 60°C
7. 35 menit 68.30°C 60°C
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan hasil dari perancangan kontrol suhu dan waktu pemrosesan mikrobiologi pada laboratorium incubator berbasis ATMega328 adalah sebagai berikut :
1. Dapat membuat rangkaian driver heater, rangkaian driver kipas dan mikrokontroler ATMega328 beserta program.
2. Telah terciptanya suatu simulator yang memberikan gambaran umum mengenai cara kerja laboratorium incubator
5.2 Saran
Saran dari hasil perancangan kontrol suhu dan waktu pemrosesan mikrobiologi pada laboratorium incubator berbasis ATMega328 adalah sebagai berikut :
1. Diharapkan alat ini dapat dikembangkan menjadi lebih baik dan bisa ditambah fitur-fitur yang akan membuat alat menjadi lebih modern.
2. Diharapkan juga untuk memperbanyak referensi agar banyak ilmu yang didapat.
3. Diharapkan untuk lebih teliti terhadap datasheet komponen dan rangkaian agar tidak terjadi kesalahan saat mencoba rangkaian.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Slamet Purwanto. “Inkubator Laboratorium: Pengertian, Fungsi, Prinsip Kerja”, 9 Januari 2018.
[2] Christian F Ginting, Kurnia Brahmana. “Perancangan Inkubator Bayi Dengan Pengaturan Suhu dan Kelembaban Berbasis Mikrokontroler ATMega8535”.
[3] Mochammad Haldi Widianto. “Proteus Sebagai Aplikasi Software Pengendali Mikrokontroler”. BINUS University. 9 Maret 2020.
[4] Anip Febtriko. RABIT : Jurnal Teknologi dan Sistem Informasi Univrab. Volume 2 No. 1. Januari 2017 : 21-31
[5] Anip Febtriko. RABIT : Jurnal Teknologi dan Sistem Informasi Univrab. Volume 2 No. 1. Januari 2017 : 21-31
[6] Wicaksono.Handy, Relay – Prinsip dan Aplikasi.PDF. Teknik Elektro - Universitas Kristen Petra. Buku elektronik PDF
[7] Liu,Thomas. Digital-output relative humidity & temperature sensor/module DHT22 (DHT22 also named as AM2302. New York:Aosong Electronic, 2016. Buku elektronik PDF.
[8] Arya Bondan Permadi, Hj. Her Gumiwang Ariswati,ST,MT, Triwiyanto, ST,MT.
“Inkubator Bakteri Dilengkapi Dengan Colony Counter”. Jurnal PDF.
[9] “Memmert Incubator IN30”. Manual Book PDF.
https://www.memmert.com/products/incubators/incubator/IN30/pdf/
LAMPIRAN
Jadwal Rencana Kerja
No. Hari/Tanggal Kegiatan
1. Senin, 10 Mei 2021 Membeli komponen untuk mencoba rangkaian pemanas.
2. Selasa, 11 Mei 2021 Mencoba membuat rangkaian pemanas, tapi gagal.
3. Rabu, 12 Mei 2021 LIBUR
4. Kamis, 13 Mei 2021 LIBUR
5. Jumat. 14 Mei 2021 LIBUR
6. Senin, 17 Mei 2021 LIBUR
7. Selasa, 18 Mei 2021 LIBUR
8. Rabu, 19 Mei 2021 LIBUR
9. Kamis, 20 Mei 2021 Mencari referensi rangkaian pemanas yang baru 10. Jumat, 21 Mei 2021 Mencoba membuat rangkaian pemanas dan mencoba
sensor DHT22 apakah sensor berfungsi atau tidak 11. Senin, 24 Mei 2021 Mencari referensi rangkaian pemanas yang lain
12. Selasa, 25 Mei 2021 Mencoba rangkaian pemanas dan rangkaian pemanas jadi.
13. Rabu, 26 Mei 2021 LIBUR
14. Kamis, 27 Mei 2021 Mencari referensi rangkaian Kipas
15. Jumat, 28 Mei 2021 Mencoba rangkaian Kipas, dan rangkaian jadi.
16. Senin, 31 Mei 2021 Membuat ISIS dan ARES rangkaian Kipas dan Pemanas.
17. Selasa, 1 Juni 2021 LIBUR
18. Rabu, 2 Juni 2021 Buat PCB rangkaian kipas dan pemanas 19. Kamis, 3 Juni 2021 Mencoba rangkaian PCB kipas dan pemanas 20. Jumat, 4 Juni 2021 Mencoba program LCD dan I2C
21. Senin, 7 Juni 2021 Program LCD dan I2C jadi.
22. Selasa, 8 Juni 2021 Mencari dan mencoba program untuk
menyambungkan 2 arduino
23. Rabu, 9 Juni 2021 Mencoba menggabungkan program LCD dan program
suhu DHT22
24. Kamis, 10 Juni 2021 Mencoba menggabungkan program LCD dan program suhu DHT22
25. Jumat, 11 Juni 2021 Presentasi KP industri dan Rumah Sakit
26. Senin, 14 Juni 2021 Mencoba membuat rangkaian button dan program button
27. Selasa, 15 Juni 2021 Mencoba program menampilkan suhu DHT22
28. Rabu, 16 Juni 2021 Mencoba menggabungkan program LCD, button dan suhu. Tetapi button UP dan STOP error dan pembacaan suhu terlalu banyak angka di belakang koma.
29. Kamis, 17 Juni 2021 Mencoba rangkaian dengan program dan ternyata kipas tidak hidup.
30. Jumat, 18 Juni 2021 Konsul dengan mas Hendro dan me,mbuat rangkaian kipas yang baru.
31. Senin, 21 Juni 2021 Mencoba gabungan program LCD, button dan Suhu dengan rangkaian pemanas dan kipas.
31. Selasa, 22 Juni 2021 Membuat Rangkaian Kipas dan pemanas di PCB.
32. Rabu, 23 Juni 2021 Istirahat karerna sempat berinteraksi dengan anak Mekatronika yang positif covid.
33. Kamis, 24 Juni 2021 LIBUR, Rapid antigen
34. Jumat, 25 Juni 2021 Melanjutkan menggabungkan seluruh program
35. Sabtu, 26 Juni 2021 Membeli komponen dan triplek untuk membuat mekanik box.
36. Senin, 28 Juni 2021 Membuat program timer dan menggabungkannya dengan program yang lain. Lalu membuat program agar hasil pembacaan suhu bulat.
37. Selasa, 29 Juni 2021 Membuat isis button, power dan ground arduino. Lalu membahas judul Tugas Akhir.
38. Rabu, 30 Juni 2021 Program selesai dan membuat PCB 39. Kamis, 1 Juli 2021 Mengulang design mekanik
40. Jumat, 2 Juli 2021 Memotong triplek untuk membuat mekanik.
41. Sabtu, 3 Juli 2021 Membuat Mekanik alat laboratorium Incubator.
42. Senin, 4 Juli 2021 Mencoba alat Laboratorium incubator.
43. Selasa, 5 Juli 2021 Membuat laporan tugas akhir.
44. Rabu, 6 Juli 2021 Membuat Laporan tugas akhir.
DHT11, DHT22 and AM2302 Sensors
Created by lady ada
Last updated on 2020-10-17 01:58:27 AM EDT
two parts, a capacitive humidity sensor and a thermistor (https://adafru.it/aHD). There is also a very basic chip inside that does some analog to digital conversion and spits out a digital signal with the temperature and humidity. The digital signal is fairly easy to read using any microcontroller.
DHT11 vs DHT22
We have two versions of the DHT sensor, they look a bit similar and have the same pinout, but have different characteristics. Here are the specs:
DHT11 (http://adafru.it/386) Ultra low cost
3 to 5V power and I/O
2.5mA max current use during conversion (while requesting data) Good for 20-80% humidity readings with 5% accuracy
Good for 0-50°C temperature readings ±2°C accuracy No more than 1 Hz sampling rate (once every second) Body size 15.5mm x 12mm x 5.5mm
4 pins with 0.1" spacing
DHT22 (http://adafru.it/385)/ AM2302 (https://adafru.it/uF2) (Wired version) Low cost
3 to 5V power and I/O
2.5mA max current use during conversion (while requesting data)
As you can see, the DHT22 (http://adafru.it/385) / AM2302 (https://adafru.it/uF2) is a little more accurate and good over a slightly larger range. Both use a single digital pin and are 'sluggish' in that you can't query them more than once every second or two.
You can pick up both the DHT11 (http://adafru.it/386) and DHT22 (http://adafru.it/385) or AM2302 (https://adafru.it/uF2) from the adafruit shop!
breadboard, perfboard or similar.
Likewise, it is fairly easy to connect up to the DHT sensors. They have four pins
1. VCC - red wire Connect to 3.3 - 5V power. Sometime 3.3V power isn't enough in which case try 5V power.
2. Data out - white or yellow wire 3. Not connected
4. Ground - black wire
Simply ignore pin 3, its not used. You will want to place a 10 Kohm resistor between VCC and the data pin, to act as a medium-strength pull up on the data line. The Arduino has built in pullups you can turn on but they're very weak, about
AM2302 (wired DHT22) temperature-humidity sensor
$15.00
IN STOCK Add To Cart
pin.
If you have an AM2302
little tricky to code it up, we suggest verifying the wiring and sensor work with an Arduino to start.
You should have the Arduino IDE (https://adafru.it/fvm) software running at this time. Next it’s necessary to install our DHT library, which can be done though the Arduino Library Manager:
Sketch→Include Library→Manage Libraries…
Enter “dht” in the search field and look through the list for “DHT sensor library by Adafruit.” Click the “Install” button, or “Update” from an earlier version.
IMPORTANT: As of version 1.3.0 of the DHT library you will also need to install the Adafruit Unified Sensor library, which is also available in the Arduino Library Manager:
Now load up the Examples→DHT→DHTtester sketch
If you're using a DHT11 sensor, comment out the line that sets the type:
//#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302)
and uncomment the line that says:
#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
This will make the data appear correctly for the correct sensor. Upload the sketch!
You should see the temperature and humidity. You can see changes by breathing onto the sensor (like you would to fog up a window) which should increase the humidity.
You can add as many DHT sensors as you line on individual pins, just add new lines such as DHT dht2 = DHT(pin, type);
below the declaration for the initial dht object, and you can reference the new dht2 whenever you like.
To use the DHT sensor with your Adafruit CircuitPython board you'll need to install the Adafruit_CircuitPython_DHT (https://adafru.it/Beq) module on your board.
First make sure you are running the latest version of Adafruit CircuitPython (https://adafru.it/Amd) for your board. In particular for Gemma M0, Trinket M0, and M0 basic boards you must be running CircuitPython 2.1.0 or higher to have access to the necessary pulseio module!
Next you'll need to install the necessary libraries to use the hardware--carefully follow the steps to find and install these libraries from Adafruit's CircuitPython library bundle (https://adafru.it/zdx). Our introduction guide has a great page on how to install the library bundle (https://adafru.it/ABU) for both express and non-express boards.
Remember for non-express boards like the, you'll need to manually install the necessary libraries from the bundle:
adafruit_dht.mpy
You can also download the adafruit_dht.mpy from its releases page on Github (https://adafru.it/Ber).
Before continuing make sure your board's lib folder or root filesystem has the adafruit_dht.mpy module copied over.
Wiring
DHT wiring is very simple:
The left-most pin is power. We recommend powering from 5V (sometimes 3V is not enough) - this is OK even if you are using 3.3V logic
The second pin is data. Connect a 10K pullup resistor from this pin to 3.3V. If you are using a DHT11 it's required.
If you're using a DHT22 or AM2302 you can sometimes leave this off Skip the third pin
The right-most pin is ground
For the DATA pin you must pick a pin that has PWM support (pulseio) - Check the board's guide for what pins have timers available
In this example we'll use a Feather M0 and DHT22 sensor connected to pin D6
https://adafru.it/A0o https://adafru.it/A0o
Usage
To demonstrate the usage of the DHT sensor module you can connect to your board's serial REPL and run Python code to read the temperature and humidity.
Next connect to the board's serial REPL (https://adafru.it/Awz)so you are at the CircuitPython >>> prompt.
Next import the board and adafruit_dht modules, these are necessary modules to initialize and access the sensor:
having the 10K pull-up resistor to 3.3V volts)
Now create an instance of either the DHT11 or DHT22 class, depending on the type of sensor you're using (for the AM2302 sensor use the DHT22 class). You must pass in the pin which is connected to the signal line, for example a DHT22 or AM2302 sensor connected to board pin D6 would need this code:
dht = adafruit_dht.DHT22(board.D6)
Note for a DHT11 sensor you'd instead use adafruit_dht.DHT11 in place of the adafruit_dht.DHT22 code above.
At this point you're all set and ready to start reading the temperature and humidity! You can do this by reading the temperature property which returns temperature in degrees Celsius:
dht.temperature
To read the humidity grab the value of the humidity property, it will return the percent humidity as a floating point value from 0 to 100%:
dht.humidity
In most cases you'll always get back a temperature or humidity value when requested, but sometimes if there's electrical noise or the signal was interrupted in some way you might see an exception thrown to try again. It's normal for these sensors to sometimes be hard to read and you might need to make your code retry a few times if it fails to read. However if you always get errors and can't ever read the sensor then double check your wiring (don't forget the pull-up resistor if needed!) and the power to the device.
Example Code
Here's a full example sketch which also manages error-retry logic (which will happen once in a while.
Don't forget to change the logic pin to whatever pin you're using! Then save this as main.py on your CircuitPython board
while True:
try:
temperature = dht.temperature humidity = dht.humidity
# Print what we got to the REPL
print("Temp: {:.1f} *C \t Humidity: {}%".format(temperature, humidity)) except RuntimeError as e:
# Reading doesn't always work! Just print error and we'll try again print("Reading from DHT failure: ", e.args)
time.sleep(1)
If you are using a DHT11, change the code to use a adafruit_dht.DHT11(board.D2) object.
Open the REPL to see the output! Breathe on the sensor to see it move temperature and humidity up (unless you are a White Walker in which case the temperature will go down)
DHT11 datasheet (https://adafru.it/aJY)(in chinese, so see the DHT22 datasheet too!) DHT22 datasheet (https://adafru.it/aJZ)
K&R Smith calibration notes (https://adafru.it/BfU)
Simulator
You can try out a DHT simulator by Wowki (https://adafru.it/N8B) here: https://wokwi.com/arduino/libraries/DHT-sensor- library (https://adafru.it/Ncg)
DIM MILLIMETERS
TO-220AB
A B C D E F H J N O
0.8 ± 0.1
2.7 ± 0.2
2.54 ± 0.2 13.6 ± 0.2 3.8 ± 0.2 10.15 ± 0.15
4.5 ± 0.2 2.7 ± 0.2 15.30 MAX 1.3+0.1/-0.15
0.4 ± 0.15 A
F
B
J E
O C
N N H D
P
P
1 BASE 2 COLLECTOR 3 EMITTER 1 2 3
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Ta=25℃ unless otherwise specified)
FEATURES
Medium Power Linear Switching Applications
MAXIMUM RATINGS (Ta=25℃ unless otherwise noted)
Symbol Parameter TIP31 TIP31A TIP31B TIP31C Unit
VCBO Collector-Base Voltage 40 60 80 100 V
VCEO Collector-Emitter Voltage 40 60 80 100 V
VEBO Emitter-Base Voltage 5 V
IC Collector Current 3 A
PC Collector Power Dissipation 2 W
RθJA Thermal Resistance from Junction to Ambient 62.5
Tj Junction Temperature 150 ℃
Tstg Storage Temperature -55~+150 ℃
Parameter Symbol Test conditions Min M ax Unit Collector-base breakdown voltage TIP31
TIP31A TIP31B TIP31C
V(BR)CBO IC= 1mA, IE=0
40 60 80 100
V
Collector-emitter breakdown voltage * TIP31 TIP31A
TIP31B TIP31C
VCEO(sus) IC= 30mA, IB=0
40 60 80 100
V
Emitter-base breakdown voltage V(BR)EBO IE= 1mA, IC=0 5 V
Collector cut-off current TIP31 TIP31A
TIP31B TIP31C
ICBO
VCB=40V, IE=0 VCB=60V, IE=0 VCB=80V, IE=0 VCB=100V, IE=0
200 μA
Collector cut-off current TIP31/31A TIP31B/31C
ICEO VCE= 30V, IB= 0
VCE= 60V, IB= 0 0.3 mA
Emitter cut-off current IEBO VEB=5V, IC=0 1 mA
hFE(1) VCE= 4V, IC= 1A 25
DC current gain
hFE(2) VCE=4 V, IC= 3A 15 75
Collector-emitter saturation voltage VCE(sat) IC=3A, IB=0.375A 1.2 V
Base-emitter voltage VBE(on) VCE= 4V, IC=3A 1.8 V
Transition frequency fT VCE=10V , IC=0.5A 3 MHz
* Pulse Test: PW≤300µs, Duty Cycle≤2%.
10 100 1000
10 100
0 5 10 15 20 25 30
1E-3 0.01 0.1 1
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 1 2 3
1E-4 1E-3 0.01 0.1 1
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
1E-4 1E-3 0.01 0.1 1
0 100 200 300 400
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
1E-4 1E-3 0.01 0.1 1
f=1MHz IE=0 / IC=0 Ta=25 oC
CAPACITANCE C (pF)
VCB / VEB Cob / Cib ——
Cb
Cob 2000
500
TRANSITION FREQUENCY fT (MHz)
COLLECTOR CURRENT IC (mA) VCE=10V Ta=25 oC IC
fT ——
3 VCE= 4V
Ta=100 oC
Ta=25 oC
COLLECTOR CURRENT IC (A) DC CURRENT GAIN hFE
IC hFE ——
COLLECTOR POWER DISSIPATION Pc (W)
Pc —— Ta
3 COLLECTOR CURRENT IC (A)
BASE-EMITTER SATURATION VOLTAGE VBEsat (V) T
a=25℃
Ta=100℃
β=8
IC VBEsat ——
3
3 Ta=25℃
Ta=100℃
β=8
VCEsat —— IC
COLLECTOR-EMITTER SATURATION VOLTAGE VCEsat (mV)
COLLECTOR CURRENT IC (A) COMMON
EMITTER
Ta=25℃ 20mA
18mA 16mA 14mA
12mA 10mA 8mA 6mA 4mA IB=2mA COLLECTOR-EMITTER VOLTAGE VCE (V) COLLECTOR CURRENT IC (A)
Static Characteristic
VCE=4V Ta=25℃
Ta=100 oC
BASE-EMITTER VOLTAGE VBE(V) COLLECTOR CURRENT IC (A)
VBE —— IC
GENERAL PURPOSE SILICON RECTIFIER
Reverse Voltage - 50 to 1000 Volts Forward Current - 1.0 Ampere
Case : JEDEC A-405 molded plastic body
Terminals : Plated axial leads, solderable per MIL-STD-750, Method 2026
Polarity : Color band denotes cathode end Mounting Position : Any
Weight :0.008 ounce, 0.23 grams
The plastic package carries Underwriters Laboratory Flammability Classification 94V-0
Construction utilizes void-free molded plastic technique Low reverse leakage
High forward surge current capability High temperature soldering guaranteed:
250 C/10 seconds,0.375 ” (9.5mm) lead length, 5 lbs. (2.3kg) tension
FEATURES
MECHANICAL DATA
MAXIMUM RATINGS AND ELECTRICAL CHARACTERISTICS
50 35 50
100 70 100
200 140 200
400 280 400
600 420 600
800 560 800
1000 700 1000 4001S1N
V V V
SYMBOLS UNITS
A
A
V V RRM
V RMS
V DC
I (AV)
I FSM
V F
1.0
30.0
1.1
Operating junction and storage temperature range Maximum repetitive peak reverse voltage
Maximum RMS voltage Maximum DC blocking voltage
Maximum average forward rectified current 0.375 ” (9.5mm) lead length at T A =75 C Peak forward surge current
8.3ms single half sine-wave superimposed on rated load (JEDEC Method)
Maximum instantaneous forward voltage at 1.0A Maximum DC reverse current T A =25 C at rated DC blocking voltage T A =100 C Typical junction capacitance (NOTE 1)
Note: 1.Measured at 1MHz and applied reverse voltage of 4.0V D.C.
2.Thermal resistance from junction to ambient at 0.375 ” (9.5mm)lead length,P.C.B. mounted
I R 5.0
50.0
R JA
C J
T J , T STG
50.0 15.0
-65 to +150
pF
C
Typical thermal resistance (NOTE 2) C/W
4002S1N 1N 4004S 4003S1N 1N
4005S 1N
4007S 4006S1N Ratings at 25 C ambient temperature unless otherwise specified.
Single phase half-wave 60Hz,resistive or inductive load,for capacitive load current derate by 20%.
Characteristic
●
●
●
●
●
µA Dimensions in inches and (millimeters)
A-405
1.0(25.4) MIN.
1.0(25.4) MIN.
0.205(5.2) 0.166(4.2)
0.025(0.6) 0.021(0.5) DIA.
0.107(2.7) 0.080(2.0)
DIA.
