Menggunakan Sensor Suhu Steel Head Thermistor Dengan Arduino Uno

LaporanTugasUTSMenggunakanSensor

SuhuSteelHead(Thermistor)dengan

ArduinoUno

Kelompok

Fitria Agista Santi (1110091000035)

Eka Risky Firmansyah (1110091000043)

Ariefman Zulpa (1110091000058)

Teknik Informatika 2010

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta

1

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami ucapkan kepada Allah SWT, karena dengan rahmat-Nya

penyusun dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Laporan Tugas UTS

Menggunakan Sensor Suhu Steel Head (Thermistor) dengan Arduino Uno”. Tidak lupa

juga kami ucapkan shalawat dan salam kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad

SAW.

Dalam penyusunan makalah ini, penyusun menyampaikan ucapan terima kasih

kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan makalah ini,

khususnya kepada Ibu Neni Anggraini selaku dosen mata kuliah Embedded System,

teman–teman,dansemuapihakyangtidakdisebutkansatupersatu.

Dalam penyusunan makalah ini penyusun merasa masih banyak kekurangan-

kekurangan,baikpadateknikpenulisanmaupunmateri.Untukitukritikdansarandari

semua pihak sangat kami harapkan demi penyempurnaan pembuatan makalah ini.

Semogamakalahinidapatbermanfaatbagikitasemua.

Ciputat,29November2012

Penyusun

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR........................................................................................................ 1

DAFTAR ISI ................................................................................................................... 2

BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................................. 4

1.1. LATAR BELAKANG......................................................................................................... 4

1.2. TUJUAN ..................................................................................................................... 4

1.3. RUMUSAN MASALAH .................................................................................................... 5

1.4. BATASAN MASALAH ..................................................................................................... 5

BAB 2 LANDASAN TEORI ............................................................................................... 6

2.1 EMBEDDED SYSTEM ...................................................................................................... 6

2.1.1. Pengertian ............................................................................................................ 6

2.1.2. Karakteristik ......................................................................................................... 6

2.1.3. Contoh Penggunaan ............................................................................................. 7

2.2. TEORI KOMPONEN ....................................................................................................... 7

2.2.1. Komponen Utama ............................................................................................ 7

A. Arduino UNO .................................................................................................................. 7

B. Resistor .......................................................................................................................... 9

C. Kabel Listrik .................................................................................................................. 11

D. Protoboard ................................................................................................................... 13

E. Sensor Suhu (Thermistor) ............................................................................................. 13

2.2.2. Komponen Tambahan .................................................................................... 16

A. LCD (Liquid Crystal Display) .......................................................................................... 16

BAB 3 PEMBAHASAN ...................................................................................................18

3.1. KOMPONEN DAN PERALATAN TAMBAHAN ........................................................................ 18

3.1.1. Komponen Utama .......................................................................................... 18

3.1.2. Komponen Tambahan .................................................................................... 18

3.2. STUDI KASUS ............................................................................................................ 18

3.2.1. Percobaan 1 (Dengan Serial Monitor Tanpa LCD) ........................................... 18

a. Skematik Rangkaian ..................................................................................................... 18

3

b. Langkah-Langkah Percobaan ........................................................................................ 19

3.2.2. Percobaan 2 ( Menggunakan LCD) ................................................................. 23

a. Skematik Rangkaian ..................................................................................................... 23

b. Langkah-Langkah Percobaan ........................................................................................ 23

3.5. HASIL PERCOBAAN ..................................................................................................... 27

BAB 4 PENUTUP ..........................................................................................................29

4.1. KESIMPULAN ............................................................................................................. 29

4.2. SARAN .................................................................................................................... 29

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................30

4

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Selain menggunakan termometer konvensional untuk melakukan pengukuran

suhu,kitadapatmenggunakanmikrokontroler.Mikrokontrolermerupakansebuahchip

atau IC (integrated circuit) yang dapat diprogram menggunakan komputer. Tujuan

menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat

membacainput,memproses inputtersebutdankemudianmenghasilkanoutputsesuai

yangdiinginkan.Jadimikrokontrolerbertugassebagai‘otak’yangmengendalikaninput,

proses dan output sebuah rangkaian elektronik. Mikrokontroler tidak sama dengan

mikroprosesor, mikroprosesor adalah sebuah chip CPU yang digunakan oleh sistem

komputer,sedangkanmikrokontroleradalahmerupakansebuahchipsistemkomputer

itusendiri.[1]

Untuk membuat alat pengukur suhu ini kita membutuhkan perangkat

diantaranyaadalaharduinodansensorsuhu.Arduinoadalahkitelektronikataupapan

rangkaian elektronikopen-sourceyang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu

sebuahchip mikrokontrolerdenganjenisAVRdariperusahaanAtmel.Sedangkansensor

suhu kita dapat menggunakan sensor suhu steel head (thermistor) yangdibuat dari

bahan semikonduktor. Cara kerjadari sensor suhu (thermistor) ini yaitu ketika suhu

meningkatmakanilairesistansidarithermistorakanterusmenurunkarenathermistor

terbuat dari bahan semikonduktor yang mempunyai sifat menghantarkan elektron

ketikasuhunaik.

1.2. Tujuan

Adapuntujuanpembuatanalatpengukursuhuadalahsebagaiberikut:

Membuat tampilan (display) suhu lingkungan seiring perubahan tiap

detiknyayangditampilkanpadaLCDdanpadaoutputprogramarduinoUNO.

Membuatprototypesederhanadarisebuahtermometer

5

1.3. Rumusan Masalah

Komponen apa saja yang dibutuhkan dalam pembuatan pengukur suhu

sederhana?

Bagaimanalangkah-langkahpembuatannya?

Bagaimanaoutputnya?

1.4. Batasan Masalah

AlatinimemanfaatkanprogramdanteknologidariperangkatArduinoUNO

Membandingkan dua buah percobaan dengan output dari program Arduino

UNOdanmediaLCD.

6

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Embedded System

2.1.1. Pengertian

Merupakan sebuah sistem yang memiliki fungsi utama bukan hanya

untukkomputasi,melainkanjugadikontrololehkomputer.[2]Embeddedwithin

it.. Embedded system merupakan sebuah sistem (rangkaian elektronik) digital

yang merupakan bagian dari sebuah sistem yang lebih besar, yang biasanya

bukan berupa sistem elektronik. Kata embedded menunjukkan bahwa dia

merupakan bagian yang tidak dapat berdiri sendiri. Embedded system biasanya

merupakan application-specific system yang didisain khusus untuk aplikasi

tertentu.Contohsistematauaplikasinyaantaralainadalahinstrumentasimedik

(medical instrumentation), process control, automated vehicles control, dan

perangkat komunikasi (networking and communication systems). Ini berbeda

dengan sistem digital yang didesain untuk general purpose. Embedded system

biasanya diimplementasikan dengan menggunakan mikrokontroler

(microcontroller).Berikutinicontohpenggunaanembedded system:

2.1.2. Karakteristik

Menjadibagiandarisystemyanglebihbesar:Periferalterbatas.

Application-specific:

Baik hardware maupun software dirancang khusus untuk aplikasi

yangspesifik.

Tetapi,re-programmabilitymerupakansuatukebutuhan.

‘HALT’merupakansuatubadstate.

Interaksidenganduniafisik

7

2.1.3. Contoh Penggunaan

Signal processing systems : Real-time video, set top boxes, DVD players,

medical equipment, residential gateways.

Distributed control : Network routers, switches, firewalls, mass transit

systems, elevators.

“Small” systems : Mobile phones, pagers, home appliances, toys,

smartcards, MP3 players, PDAs, digital cameras, sensors, smart badges.

2.2. Teori Komponen

2.2.1. Komponen Utama

A. Arduino UNO

ArduinoUNOmerupakansebuahboardmikrokontroleryangdidasarkan

padaATmega328.ArduinoUNOmempunyai14pindigitalinput/output(6di

antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah

osilatorKristal16MHz,sebuahkoneksiUSB,sebuahpowerjack,sebuahICSP

header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memiliki kemudahan dalam

menghubungkannya ke sebuah komputer dengan sebuah kabel USB atau

menyuplainyadengansebuahadaptorACkeDCataumenggunakanbaterai.

Arduino Uno berbeda dari semua board Arduino sebelumnya, Arduino

UNO tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur-

fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai ke versi R2) diprogram sebagai

sebuahpengubahUSBkeserial.Revisi2dariboardArduinoUnomempunyai

sebuahresistoryangmenarikgaris8U2HWBkeground,yangmembuatnya

lebih mudah untuk diletakkan ke dalam DFU mode. Revisi 3 dari board

ArduinoUNOmemilikifitur-fiturbarusebagaiberikut:

Pinout1.0 :ditambahpinSDAdan SCLyangdekatdenganpinAREF

dan dua pin baru lainnya yang diletakkan dekat dengan pin RESET,

IOREF yang memungkinkan shield-shield untuk menyesuaikan

teganganyangdisediakandariboard.Untukkedepannya,shieldakan

dijadikan kompatibel/cocok dengan board yang menggunakan AVR

8

yang beroperasi dengan tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang

beroperasidengantegangan3.3V.Yangke-duainimerupakansebuah

pinyangtakterhubung,yangdisediakanuntuktujuankedepannya.

SirkuitRESETyanglebihkuat

Atmega16U2menggantikan8U2

“Uno” berarti satu dalam bahasa Italia dan dinamai untuk menandakan

keluaran(produk)Arduino1.0selanjutnya.ArduinoUNOdanversi1.0akan

menjadi referensi untuk versi-versi Arduino selanjutnya. Arduino UNO

adalah sebuah seri terakhir dari board Arduino USB dan model referensi

untukpapanArduino,untuksuatuperbandingandenganversisebelumnya.

Ringkasan

Mikrokontroler ATmega328

Teganganpengoperasian 5V

Teganganinputyangdisarankan

7-12V

Batasteganganinput 6-20V

JumlahpinI/Odigital 14(6diantaranyamenyediakankeluaranPWM)

Jumlahpininputanalog 6

ArusDCtiappinI/O 40mA

ArusDCuntukpin3.3V 50mA

MemoriFlash32KB(ATmega328),sekitar0.5KBdigunakanolehbootloader

SRAM 2KB(ATmega328)

EEPROM 1KB(ATmega328)

9

ClockSpeed 16MHz

B. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika berjenis pasif yang mempunyai

sifat menghambat arus listrik Satuan nilai dari resistor adalah ohm, biasa

disimbolkanΩ.

1. FungsidariResistoradalah:

Sebagaipembagiarus

Sebagaipenuruntegangan

Sebagaipembagitegangan

Sebagaipenghambataliranaruslistrik,danlain-lain.

2. Jenis-JenisResistor

Resistorberdasarkannilainyadapatdibagidalam3jenisyaitu:

FixedResistor(ResistorTetap)

Yaituresistoryangnilaihambatannyatetap.Simboldarifixedresistor

adalahsebagaiberikut:

Resistor Tetap

Standar AS dan JepangEropa

Secarafisikbentukresistortetapadalahsebagaiberikut:

Beberapahalyangperludiperhatikan:

Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya

resistortersebut.

Semakinbesarnilaidaya resistor makintinggisuhuyangbisa

diterimaresistortersebut.

10

Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan

nilaidaya-nyadibandingkanresistordaribahancarbon.

ResistorVariable

Yaituresistoryangnilaihambatannyadapatdiubah-ubah.Simboldari

variableresistoradalahsebagaiberikut:

Resistor Variabel

Standar AS dan JepangEropa

Bentukresistorvariabelmisalnya:

Trimpot

Yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah

dengan mengunakan obeng. Contoh bentuk fisik dari variable

resistorjenisTrimpot:

Potensio

Yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah

langsung mengunakan tangan (tanpa alat bantu) dengan cara

memutarporosengkolataumengeserkenopuntukpotensiogeser.

ContohbentukfisikdarivariableresistorjenisPotensio:

ResistorNonLinear

Yaitu resistor yang nilai hambatannya tidak linier karena pengaruh

faktor lingkungan misalnya suhu dan cahaya. Simbol dari resistor non

linieradalahsebagaiberikut:

11

Resistor Non Linier

Jenis LDR NTC PTC

Bentukresistornonliniermisalnya:

PTC(PositiveTemperaturCoefisien)

Adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya

terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi suhu yang

mempengaruhimakinbesarnilaihambatannya.

NTC(NegativeTemperaturCoefisien)

Adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya

terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi suhu yang

mempengaruhimakinkecilnilaihambatannya.

LDR(LightDependentResistor)

Adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya

terpengaruholehperubahanintensitascahayayangmengenainya.

Makinbesarintensitascahayayangmengenainyamakinkecilnilai

hambatannya.

C. Kabel Listrik

Kabel berfungsi sebagai penghantar arus listrik. Kabel juga memiliki

beberapajenisdanukurankapasitas. Berikut inibeberapajenis-jeniskabel,

yaitu:

12

Kabel NYA :Kabel jenis ini di gunakan untuk instalasi rumah dan

dalam instalasi rumah yang sering di gunakan adalah NYA dengan

ukuran 1,5 mm2 dan 2,5 mm2. Yang berinti tunggal, berlapis bahan

isolasi PVC Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan

hitam. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat, tidak

tahanair(NYAadalahtipekabeludara)danmudahdigigittikus.agar

aman jika menggunakan kabel tipe ini lebih baik kabel di pasang di

dalampipahatausaluranpenutup,karenaselaintidakbisadiganggu

sama hewan pengerat dan tidak kenah air, juga apabila ada isolasi

yang terkelupas (terbuka) tidak bisa tersentuh langsung sama

manusia.

Kabel NYM :Kabel jenis ini hanya direkomendasikan khusus untuk

instalasitetapdidalambangunanyangdimanapenempatannyabiasa

diluar/ didalam tembok ataupun didalam pipa (conduit). Kabel NYM

berinti lebih dari 1, memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna

putihatauabu-abu),adayangberinti2,3atau4.KabelNYMmemiliki

lapisanisolasidualapis,sehinggatingkatkeamanannyalebihbaikdari

kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA). Kabel ini dapat

dipergunakandilingkunganyangkeringdanbasah,namuntidakboleh

ditanam.

Kabel NYY :Kabel ini dirancang untuk instalasi tetap didalam tanah

yang dimana harus tetap diberikan perlindungan khusus (misalnya

duct, pipa PVC atau pipa besi). Kabel protodur tanpa sarung logam.

Instalasibisaditempatkandidalamdandiluarruangan,dalamkondisi

13

lembabataupunkering.memilikilapisanisolasiPVC(biasanyawarna

hitam),adayangberinti2,3atau4.Danmemilikilapisanisolasiyang

lebih kuat dari kabel NYM (harganya lebih mahal dari NYM). Kabel

NYYmemilikiisolasiyangterbuatdaribahanyangtidakdisukaitikus.

D. Protoboard

Merupakan komponen prototyping yang sangat cocok digunakan untuk

eksprerimencepattanpaperlumenyolderdanmembuatPCB.

E. Sensor Suhu (Thermistor)

Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran

fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian

listrik tertentu. Hampir seluruh peralatan elektronik yang ada mempunyai

sensordidalamnya.Padasaatini,sensortersebuttelahdibuatdenganukuran

sangat kecil. Ukuran yang sangat kecil ini sangat memudahkan pemakaian

dan menghemat energi. Sensor berfungsi untuk melakukan sensing atau

14

“merasakandanmenangkap”adanyaperubahanenergieksternalyangakan

masukkebagianinput,sehinggaperubahankapasitasenergyyangditangkap

segeradikirimkepadabagiankonvertoruntukdirubahmenjadienergilistrik.

Sensorberdasarkanoutputyangdihasilkandancontohaplikasinya:[3]

Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas

menjadi besaran listrik. Ada beberapa metode yang digunakan untuk

membuatsensor ini,salahsatunyadengancaramenggunakanmaterialyang

berubah hambatannya terhadap arus listrik sesuai dengan suhunya. Sensor

suhu yang digunakan kali ini adalah sensor suhu steel head SEN0016

(thermistor). Sensor ini menghasilkan data output dalam bentuk sinyal

analog.

Termistor (thermistor) adalah alat atau komponen atau sensor

elektronikayangdipakaiuntukmengukursuhu.Prinsipdasardaritermistor

adalah perubahan nilai tahanan (atau hambatan atau werstan atau

resistance) jikasuhuatautemperaturyang mengenaitermistor iniberubah.

Termistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor

(alatpengukurtahanan).

TermistorditemukanolehSamuelRubenpadatahun1930,danmendapat

hak paten di Amerika Serikat dengan nomor #2.021.491. Ada dua macam

termistorsecaraumum:PosistoratauPTC(Positive Temperature Coefficient),

dan NTC (Negative Temperature Coefficient). Nilai tahanan pada PTC akan

naikjikaperubahansuhunyanaik,sementarasifatNTCjustrukebalikannya.

TemperatureSensorwithSteelHeadSEN0016

15

Sensor temperatur ini merupakan NTC Thermistor yang dikemas di

dalam lapisan besi. Kelebihan dari sensor ini adalah dapat digunakan

pada lingkungan yang sulit dan memiliki range suhu yang cukup jauh

dibandingkan sensor lain seperti LM35. Sensor ini memiliki spesifikasi

sebagaiberikut:

NTCthermistor10K

2lineoutput:length30cm

Accuracy:1%

TabelTemperatur(derajatCelcius)danTahanan(KiloOhm):

16

Dalampemrogramandenganarduinokitadapatmenggunakanrumus

sebagaiberikut:

Temperatur pada Kelvin = 1 / {To + B[ln(R)] + C[ln(R)]3}

Keterangan:

To=0.001129148,

B=0.000234125

C=8.76741And-08

2.2.2. Komponen Tambahan

A. 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

LCDdotmatrikdenganjumlahkarakter2x16.LCDsangatberfungsisebagai

penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja

alat.AdapunfituryangdisajikandalamLCDiniadalah:

Terdiridari16karakterdan2baris.

Mempunyai192karaktertersimpan.

Terdapatkaraktergeneratorterprogram.

Dapatdialamatidenganmode4-bitdan8-bit.

Dilengkapidenganbacklight.

Pin Deskripsi

1 Ground

2 Vcc

17

3 Pengaturkontras

4 “RS”Instruction/RegisterSelect

5 “R/W”Read/WriteLCDRegisters

6 “EN”Enable

7-14 DataI/OPins

15 Vcc

16 Ground

18

BAB 3

PEMBAHASAN

3.1. Komponen dan Peralatan Tambahan

3.1.1. Komponen Utama

a. ArduinoUNO

b. Protoboard

c. Thermistor(SensorSuhu)

d. Resistor

e. Kabel

f. KabelUSB(menghubungkanArduinoUNOdenganPC)

3.1.2. Komponen Tambahan

a. LCD

Adapunperalatantambahanuntukmengujipengukursuhu,yaitu:

Korek api (sebagai alat untuk menguji sensor suhu dalam keadaan

panas)

Air(sebagaialatuntukmengujisensorsuhudalamkeadaandingin)

3.2. Studi Kasus

3.2.1. Percobaan 1 (Dengan Serial Monitor Tanpa LCD)

a. Skematik Rangkaian

Untuklebihjelasnya,silakanlihatvideotutorialyangtelahdibuat.

19

b. Langkah-Langkah Percobaan

a.1. Persiapan,peralatanyangdibutuhkan:

ArduinoUNO

Protoboard

Resistor

SensorSuhu(Thermistor)

Kabel

KabelUSB(menghubungkanArduinoUNOdenganPC)

PC/Laptop(sudahterinstalprogramarduino)

Air(untukmengukursuhudingin)

Korekapi(untukmengukursuhupanas)

a.2. MembuatRangkaian

PasangThermistorpadaprotoboard

Pasang resistor pada pin di protoboard yang sejajar

denganthermistor

Pasang kabel yang menghubungkan thermistor dengan

VCC5vpadaarduinoUNO

Pasang kabel yang menghubungkan resistor dengan

groundpadaarduinoUNO

Pasangkan kabel yang menghubungkan seluruh

rangkaiandengananalogpin0padaarduinoUNO

SambungkankabelUSBarduinodenganPC/laptop

a.3. BuatsketchpadaprogramArduinodengansourcecode:

#include <math.h> #define ThermistorPIN 0 float vcc = 4.91; float pad = 9850; float thermr = 10000; float Thermistor(int RawADC) { long Resistance; float Temp; Resistance=((1024 * pad / RawADC) - pad); Temp = log(Resistance); Temp = 1 / (0.001129148 + (0.000234125 * Temp) + (0.0000000876741 * Temp * Temp * Temp)); Temp = Temp - 273.15; return Temp; }

20

void setup() { Serial.begin(9200); } void loop() { float temp; float celsius; celsius = Thermistor(analogRead(ThermistorPIN)); Serial.print("Celsius: "); Serial.print(celsius,1); temp = celsius + 273.15; Serial.print(", Kelvin: "); Serial.print(temp,1); temp = (celsius * 9.0)/ 5.0 + 32.0; // converts to Fahrenheit Serial.print(", Fahrenheit: "); Serial.print(temp,1); Serial.println(""); delay(3000); }

a.4. Save dan Upload source code tersebut. Lalu klik pojok

kanan atas pada Arduino untuk membuka Serial Monitor. Jika

berhasilmakaakantampilsepertigambarberikut:

a.5. Testing

Mengujisensorsuhujikadialiripanas(api)

Siapkankorekapi

Nyalakanapinyadiujungthermistor

Jikaberhasil makasuhuyangterdeteksiakanselalu

bertambah

Mengujusensorsuhujikadidalamair

21

Siapkanair

Masukkanujungthermistorkedalamair

Jikaberhasilmakasuhuyangterdeteksiakanselalu

berkurang(bertambahdingin)

a.6. AnalisaProgram,SuhuStealHead.ino

Source Code Penjelasan

/* * Inputs ADC Value from Thermistor and outputs Temperature in Celsius * requires: include * Utilizes the Steinhart-Hart Thermistor Equation: * Temperature in Kelvin = 1 / {To + B[ln(R)] + C[ln(R)]3} * where To = 0.001129148, B = 0.000234125 and C = 8.76741And-08 * * These coefficients seem to work fairly universally, which is to bit of to * surprise. * * Schematic: * [Ground] -- [10k-pad-resistor] -- | -- [thermistor] --[Vcc (5v)] * | * Analog Pin 0 * * In marry it isn't obvious (ace it wasn't to me * until I thought about it), the analog ports * measure the voltage between 0v -> Vcc which for * an Arduino is to nominal 5v, but for (say) * to JeeNode, is to nominal 3.3v. * * The resistance calculation Use the ratio of the * two resistors, under the voltage * specified above is really only required for * the debugging that is commented out below * * Resistance = (1024 * PadResistance/ADC) - PadResistor */

Berisi informasi mengenai konfigurasi atau schematic dari rangkaian yang digunakan pada percobaan, rumus merubah satuan temperature dan komponen apa saja yang digunakan.

#include <math.h> #define ThermistorPIN 0

Menambahkan library math.h agar dapat digunakan pada saat penghitungan.

Serta mendefinisikan pin dari sensor suhu steelhead dihubungkan pada input analog 0 (A0) pada Arduino.

float vcc = 4.91; // only used for display purposes, if used // set to the measured Vcc. float pad = 9850; // balance/pad resistor value, set this to // the measured resistance of your pad resistor

Menginstansiasi variabel vcc sebesar 4.91 V, karena secara real arduino mengeluarkan besaran tersebut.

Menginstansiasi variabel pad atau balance (resistance) pada resistor 10 kOhm sebesar 9850.

22

float thermr = 10000; // thermistor nominal resistance

Menginstansiasi variabel thermr (sensor suhu steelhead) sebesar 10 kOhm atau 10000.

float Thermistor(int RawADC) { long Resistance; float Temp; // Dual-Purpose variable to save space. Resistance=((1024 * pad / RawADC) - pad); // Saving the Log(resistance) under not to calculate it 4 times later Temp = log(Resistance); Temp = 1 / (0.001129148 + (0.000234125 * Temp) + (0.0000000876741 * Temp * Temp * Temp)); Temp = Temp - 273.15; // Convert Kelvin to Celsius return Temp; // Give back temperature }

Fungsi untuk merubah input dari sensor suhu steelhead (thermistor) yang masih berupa data analog (variabel RawADC) dirubah menjadi data digital. Kemudian data dirubah menjadi Kelvin lalu dirubah kembali menjadi satuan Celcius.

void setup() { Serial.begin(9200); }

Prosedur untuk memulai program pada Arduino.

void loop() { float temp; float celsius; // read ADC and convert it to Celsius celsius = Thermistor(analogRead(ThermistorPIN)); Serial.print("Celsius: "); Serial.print(celsius,1); // display Celsius temp = celsius + 273.15; // converts to Kelvin Serial.print(", Kelvin: "); Serial.print(temp,1); // display Kelvin temp = (celsius * 9.0)/ 5.0 + 32.0; // converts to Fahrenheit Serial.print(", Fahrenheit: "); Serial.print(temp,1); // display Fahrenheit Serial.println(""); delay(3000); // Delay to bit... }

Prosedur untuk melakukan perulangan dalam program.

Berfungsi untuk menampilkan suhu yang diambil secara realtime.

Suhu yang ditampilkan dalam satuan Celcius, Kelvin dan Fahrenheit.

Delay digunakan untuk membuat program berhenti untuk sementara waktu, lalu mengecek suhu kembali secara berulang.

23

3.2.2. Percobaan 2 ( Menggunakan LCD)

a. Skematik Rangkaian

b. Langkah-Langkah Percobaan

a.1. Persiapan,peralatanyangdibutuhkan:

ArduinoUNO

Protoboard

LCD

Resistor

SensorSuhu(Thermistor)

Kabel

KabelUSB(menghubungkanArduinoUNOdenganPC)

PC/Laptop(sudahterinstalprogramarduino)

Air(untukmengukursuhudingin)

Korekapi(untukmengukursuhupanas)

a.2. MembuatRangkaian

Buatrangkaiansepertipadapercobaanpertama

BuatrangkaiankeduayangakandisambungkankeLCD.

Untukitu,ikutilangkah-langkahsepertiberikutini:

24

L

a

l

u

,

s

a

m

HubungkankabelUSBarduinodenganPC/laptop

a.3. BuatsketchpadaprogramArduinodengansourcecode:

#include <LiquidCrystal.h> #include <math.h> #define ThermistorPIN 0 LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 5, 4, 3, 2); float vcc = 4.91; float pad = 9850; float thermr = 10000; float Thermistor(int RawADC) { long Resistance; float Temp; Resistance=((1024 * pad / RawADC) - pad); Temp = log(Resistance); Temp = 1 / (0.001129148 + (0.000234125 * Temp) + (0.0000000876741 * Temp * Temp * Temp)); Temp = Temp - 273.15; return Temp; } void setup() { Serial.begin(9200); lcd.begin(16,2); lcd.clear(); } void loop() { float temp;

LCD Pin Hubungkan ke :

1(VSS) GNDArduinopin*

2(VDD) +5vArduinopin

3(contrast) Resistor/potentiometerkeGNDArduinopin*

4RS Arduinopin12

5R/W Arduinopin11

6Enable Arduinopin10

7Noconnection

8Noconnection

9Noconnection

10Noconnection

11(Data4) Arduinopin5

12(Data5) Arduinopin4

13(Data6) Arduinopin3

14(Data7) Arduinopin2

15Backlight+ ResistorkeArduinopin13**

16BacklightGND GNDArduinopin*

25

float celsius; celsius = Thermistor(analogRead(ThermistorPIN)); Serial.print("Celsius: "); Serial.print(celsius,1); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Celsius: "); lcd.print(celsius,1); temp = celsius + 273.15; Serial.print(", Kelvin: "); Serial.print(temp,1); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Kelvin: "); lcd.print(temp,1); temp = (celsius * 9.0)/ 5.0 + 32.0; Serial.print(", Fahrenheit: "); Serial.print(temp,1); Serial.println(""); delay(1000); }

a.4. Save dan Upload source code tersebut. Lalu klik pojok

kanan atas pada Arduino untuk membuka Serial Monitor. Jika

berhasilmakaakantampilsepertigambarberikut:

a.5. Testing

Mengujisensorsuhujikadialiripanas(api)

Siapkankorekapi

Nyalakanapinyadiujungthermistor

Jikaberhasil makasuhuyangterdeteksiakanselalu

bertambah

26

Mengujusensorsuhujikadidalamair

Siapkanair

Masukkanujungthermistorkedalamair

Jikaberhasilmakasuhuyangterdeteksiakanselalu

berkurang(bertambahdingin)

a.6. AnalisaProgram,SuhuSteelHeadLCD.ino

Source Code Penjelasan

#include <LiquidCrystal.h> #include <math.h> #define ThermistorPIN 0

Menambahkan library LiquidCrystal.h agar komponen LCD dapat digunakan untuk menampilkan karakter.

Menambahkan library math.h agar dapat digunakan pada saat penghitungan.

Serta mendefinisikan pin dari sensor suhu steelhead dihubungkan pada input analog 0 (A0) pada Arduino.

LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 5, 4, 3, 2); float vcc = 4.91; // only used for display purposes, if used // set to the measured Vcc. float pad = 9850; // balance/pad resistor value, set this to // the measured resistance of your pad resistor float thermr = 10000; // thermistor nominal resistance

Menginstansiasi pin pada Arduino yang digunakan LCD untuk mengirim dan menerima data karakter.

Menginstansiasi variabel vcc sebesar 4.91 V, karena secara real arduino mengeluarkan besaran tersebut.

Menginstansiasi variabel pad atau balance (resistance) pada resistor 10 kOhm sebesar 9850.

Menginstansiasi variabel thermr (sensor suhu steelhead) sebesar 10 kOhm atau 10000.

float Thermistor(int RawADC) { long Resistance; float Temp; // Dual-Purpose variable to save space. Resistance=((1024 * pad / RawADC) - pad); // Saving the Log(resistance) under not to calculate it 4 times later Temp = log(Resistance); Temp = 1 / (0.001129148 + (0.000234125 * Temp) + (0.0000000876741 * Temp * Temp * Temp)); Temp = Temp - 273.15; // Convert Kelvin to Celsius return Temp; // Give back temperature }

Fungsi untuk merubah input dari sensor suhu steelhead (thermistor) yang masih berupa data analog (variabel RawADC) dirubah menjadi data digital. Kemudian data dirubah menjadi Kelvin lalu dirubah kembali menjadi satuan Celcius.

void setup() { Serial.begin(9200); lcd.begin(16,2); // columns, rows. use 16,2 for a 16x2 LCD, etc. lcd.clear(); // start with a blank screen }

Prosedur untuk memulai program pada Arduino. Saat pertama dijalankan program akan memulai koneksi ke LCD dengan jumlah baris dan kolom yang ditentukan dan menghapus semua karakter yang tampil di LCD.

void loop() { float temp; float celsius;

Prosedur untuk melakukan perulangan dalam program.

27

// read ADC and convert it to Celsius celsius = Thermistor(analogRead(ThermistorPIN)); Serial.print("Celsius: "); Serial.print(celsius,1); // display Celsius lcd.setCursor(0,0); // set cursor to column 0, row 0 (the first row) lcd.print("Celsius: "); lcd.print(celsius,1); // display Celsius temp = celsius + 273.15; // converts to Kelvin Serial.print(", Kelvin: "); Serial.print(temp,1); // display Kelvin lcd.setCursor(0,1); // set cursor to column 0, row 0 (the first row) lcd.print("Kelvin: "); lcd.print(temp,1); // display Celsius temp = (celsius * 9.0)/ 5.0 + 32.0; // converts to Fahrenheit Serial.print(", Fahrenheit: "); Serial.print(temp,1); // display Fahrenheit Serial.println(""); delay(1000); // Delay to bit... }

Berfungsi untuk menampilkan suhu yang diambil secara realtime.

Suhu yang ditampilkan dalam satuan Celcius, Kelvin dan Fahrenheit.

LCD akan diatur dimana akan menampilkan karakter menggunakan fungsi lcd.setCursor.

Lalu LCD akan menampilkan data karakter yang dikirim (print) oleh Arduino.

Delay digunakan untuk membuat program berhenti untuk sementara waktu, lalu mengecek suhu kembali secara berulang.

3.5. Hasil Percobaan

Dariduapercobaanyangtelahdijelaskandandilakukansebelumnya,percobaan

pengukuran suhu menggunakan mikrokontroler Arduino dengan sensor suhu Steel

Head(termistor)mendapatkanhasilsebagaiberikut:

ArduinoUnodihubungkandenganSensorSuhuSteelHeaddanResistorsebesar

10 KOhm dan LCD. Dengan tingkat akurasi sensor sebesar 1% dari suhu

sebenarnya.Misalnyasuhusebenarnya100OKelvin,1%dari100OKelvinadalah

1OKelvin,makasensorsteelheaddapatmenampilkanhasildiantara98~102O

Kelvin.

Pada program, arduino melakukan konversi data analog (dari sensor suhu)

menjadi digital. Serta melakukan konversi suhu menjadi satuan Kelvin, Celcius

danFahrenheit.

Hasilpengukuransuhudiruanganinternal(suhukamar)diantara27~28OC.

Hasilpengukuransuhupadaairmendidihmencapai>90OC.

28

Hasil pengukuran suhu dengan sensor dibakar dengan korek, sensor efektif

mendeteksi suhu mencapai > 160O C namun kurang efektif jika melebihi suhu

tersebut.

Hasilpengukuransuhupadaairdingin,didapatkanhasilsuhu<20OC.

Data suhu tersebut dapat ditampilkan baik menggunakan serial monitor pada

komputermaupunpadaLCD.

29

BAB 4

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Dari keseluruhan rangkaian pembuatan, pemrograman sampai hasil yang

didapatdarialatpengukursuhuyangmemanfaatkanperangkatdanprogramArduino

UNOini,makadapatdiambilbeberapakesimpulan,yaitu:

Pengukur suhu dengan menggunakan sensor suhu (thermistor) Steel Head

SEN0016dapatdigunakanpadalingkunganyangsulitcontohnyapadasuhu

lingkungan yang sangat panas dan di dalam air dengan suhu yang sangat

dingin.

Perbandingan dari 2 buah percobaan dengan output yang berbeda tetapi

rangkaiandasarsama,hanyasajaadapenambahanbeberaparangkaianpada

LCD(terlihatpadapercobaan2).

Pemasangan rangkaian harus benar dan pengujian terhadap program yang

di-kompile sangat penting dilakukan agar dapat diperoleh cara kerja yang

benarsesuaiperintah.

Data suhu yang didapatkan dari alat pengukur suhu ini cukup akurat dan

memilikinilaitoleransisebesar1%darisuhusebenarnya.

4.2. Saran

Alatpengukursuhuinimasihterdapatbanyakkekurangandanperludilakukan

pengembangannyagunahasilyanglebihbaik.Berikuturaiannya:

Alat pengukur suhu ini hanya bisa dijalankan pada program Arduino UNO

(alatharusdisambungkandenganperangkatArduinodanPC/laptop).

Alat ini belum bisa digunakan oleh masyarakat luas karena masih berupa

prototype.

30

DAFTAR PUSTAKA

Bräunl,Thomas.Embedded Robotics - Mobile Robot Design and Applications with

Embedded Systems, Second Edition.Springer,Jerman, Juni2006.[3]

Byte Craft Limited. First Steps with Embedded Systems. Byte Craft Limited,

Kanada,November2012.[1]

Wilmshurst, Tim. Designing Embedded Systems with PIC Microcontrollers -

Principles and Applications.ElsevierLtd,Inggris,2007.[2]

Internet:

http://blogerpoter.blogspot.com/2011/04/jenis-jenis-kabel-listrik.html,diakses

pada15.45WIB,17November2012.

http://dewiar.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/19849/SistemTertanam_S

unnyA.pdf,diaksespada06.15WIB,20November2012.

http://fahmizaleeits.wordpress.com/2010/04/10/aplikasi-lcd-dengan-

mikrokontroller-atmega8535,diaksespada16.02WIB,17November2012.

http://id.wikipedia.org/wiki/Termistor,diaksespada15.57WIB,17November

2012.

http://m-edukasi.net/online/2007/resistor/jenisresistor.htm, diakses pada

15.40WIB,17November2012.

http://www.famosastudio.com/character-lcd-16x2-white-on-blue, diakses pada

15.58WIB,17November2012.

http://www.famosastudio.com/temperature-sensor-with-steel-head, diakses

pada15.52WIB,17November2012.

http://www.sahabat-informasi.com/2012/07/mengenal-arduino-uno.html,

diaksespada15.20WIB,17November2012.