LAPORAN TUGAS BESAR PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIK (Termometer Digital)
Oleh:
Kelompok 9 Lukman Prayudi
081910201016
Taufik Hidayat
081910201043
Gamma Aditya
091910201036
Intan Wulandari
091910201055
Sony Purnomo
091910201069
Adi Sulaiman
091910201079
M. Irfan H.
091910201112
LABORATORIUM DASAR DAN OPTIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER 2011
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum warohmatullahi wabarokatuh. Alhamdulillah, kami ucapkan syukur ke hadirat ALLAH SWT, bahwa berkat rahmat dan karunia-Nya, kami masih diberikan kesempatan untuk melaksanakan kegiatan praktikum pengukuran listrik. Praktikum Pengukuran listrik merupakan pengimplementasian atau kegiatan praktik untuk menerapkan teori yang sudah dipelajari dalam mata kuliah Pengukuran listrik. Tentunya ilmu yang akan didapatkan dalam praktikum ini akan lebih bertambah dan lebih berkembang jika praktikum ini dilaksanakan dengan sebaik-baiknya. Perkembangan teknologi dewasa ini telah membuat dunia menjadi lebih dinamis dan komunikatif. Perkembangan ini tidak terlepas dari peran serta insan teknik elektro serta ilmu pengetahuan yang tercakup di dalamnya. Sehingga kita harus menambah pengetahuan untuk ikut serta dalam mengembangkan teknologi agar semakin maju dan berdampak positif bagi kehidupan manusia. Ucapan terima kasih, kami sampaikan kepada Ketua Jurusan Teknik Elektro UJ, segenap dosen, teknisi dan asisten Laboratorium Pengukuran listrik, karyawan dan mahasiswa Teknik Elektro Universitas Jember, atas dukungan dan perhatian yang telah diberikan. Laporan tugas besar Praktikum Pengukuran listrik ini masih memiliki beberapa kekurangan, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun untuk perbaikan Panduan Praktikum ini akan kami perhatikan dan tindak lanjuti dengan seksama. Semoga ilmu yang diperoleh dalam Praktikum ini dapat dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya. Wassalamualaikum warohmatullahi wabarokatuh.
Jember, 13 Juni 2011
DAFTAR ISI
COVER LAPORAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI 1. BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Tujuan 1.3. Landasan Teori 2. BAB II METODOLOGI PENELITIAN 2.1. Alat dan Bahan 2.2. Gambar Rangkaian 2.3. Prosedur Penelitian 3. BAB III PEMBAHASAN 3.1. Pembahasan 4. BAB IV PENUTUP 4.1. Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah termometer. Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat untuk mengukur suhu cenderung menggunakan indera peraba. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer untuk mengukur suhu dengan valid. Pada abad 17 terdapat 30 jenis skala yang membuat para ilmuan kebingungan. Hal ini memberikan inspirasi pada Anders Celcius (1701 - 1744) sehingga pada tahun 1742 dia memperkenalkan skala yang digunakan sebagai pedoman pengukuran suhu. Skala ini diberinama sesuai dengan namanya yaitu Skala Celcius. Apabila benda didinginkan terus maka suhunya akan semakin dingin dan partikelnya akan berhenti bergerak, kondisi ini disebut kondisi nol mutlak. Skala Celcius tidak bisa menjawab masalah ini maka Lord Kelvin (1842 - 1907) menawarkan skala baru yang diberi nama Kelvin. Skala kelvin dimulai dari 273 K ketika air membeku dan 373 K ketika air mendidih. Sehingga nol mutlak sama dengan 0 K atau -273°C. Selain skala tersebut ada juga skala Reamur dan Fahrenheit. Untuk skala Reamur air membeku pada suhu 0°R dan mendidih pada suhu 80°R sedangkan pada skala Fahrenheit air membuka pada suhu 32°F dan mendidih pada suhu 212°F. Termometer pada umumnya berbentuk tabung kecil panjang dengan indikator air raksa. Seiring perkembangan kemajuan teknologi, saat ini termometer digital juga sudah menjadi hal yang biasa. Namun, bagaimana jika kita membuat sendiri. Ternyata membuat termometer digital itu tidak sulit. Kita dapat membuatnya dengan multimeter digital. Sedangkan untuk mengubah temperatur menjadi tegangan atau arus listrik kita dapat menggunakan LM35. 1.2. Tujuan
1. Mahasiswa mengetahui dan memahami tentang termometer 2. Mahasiswa dapat membuat rangkaian termometer digital. 3. Sebagai syarat dalam menuntaskan praktikum pengukuran listrik.
1.3. Landasan Teori
Aplikasi thermometer digital dilakukan dengan melakukan konversi suhu menjadi data digital sehingga dapat diolah mikrokontroler. Proses konversi pertama kali dilakukan dengan mengubah suhu menjadi tegangan analog dan dilanjutkan dengan konversi tegangan analog menjadi data digital. Konversi suhu menjadi tegangan analog dilakukan
dengan menggunakan sensor suhu ti e LM
di mana sensor ini dapat beroperasi dengan
menggunakan tegangan sumber di antara 4 ± 30 volt DC LM35 adalan sensor temperatur yang paling banyak digunakan untuk prak tek karena selain harganya murah, linear itasnya cukup bagus. LM35 tidak membutuhkan kali brasi eksternal yang menyediakan tingkat o
o
akurasi sek itar ¼ C pada temperatur ruangan dan sek itar ¾ C pada k isaran -55 sampai +150 oC. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap dera jat Celcius. R angkaian Non Inver ting Ampli ier pada gambar 2 dengan VR 3 sebesar 50K dan R = 10K dapat digunakan untuk mengatur agar keluaran dar i LM35 lebih besar 5 kali sehingga keluaran ampli ier ini dapat menghasilkan kenaikan tegangan sebesar 50 mV untuk setiap Dera jat Celcius. LM358 pada rangkaian ampli ier ini menggunakan sumber tegangan sebesar 12 volt sehingga dioda zener D1 (5V1) dan resistor R 15 (300 Ohm) digunakan pada keluaran ampli ier ini untuk men jaga agar batas maksimum tegangan hanya mencapai 5 Volt sa ja dan men jaga mikrokontroler ATmega16 dar i tegangan input yang ber lebih.
R angkaian LCD Keluaran dar i penguat merupakan tegangan analog yang harus di konversi ke bentuk digital. Dalam pengkonversian tegangan analog men jadi data digital digunakan ADC internal mikrokontroler Atmega16. Mikrokontroler Atmega16 memilik i 8 chanel ADC internal yaitu ADC0-ADC
yang bisa mengkonversi kedalam 8bit data digital
maupun 10bit data digital. Walaupun terdapat 8 chanel input ADC, dalam proses konversi hanya bisa dilakukan pada 1 chanel input dalam satu wak tu karena pengkonversi data analog ke digital didalam mikrokontroler itu sendir i hanya terdapat satu yang dihubungkan dengan 8 chanel input ADC melalui multi plexer sehingga untuk memanfaatkan 8 chanel input ADC dalam prosesnya tidak bisa dilakukan dalam wak t u bersamaan tetapi proses konversi dilakukan secara bergantian dar i chanel 0-chanel 7
Diagram ADC internal ATmega16 Dalam contoh ini out put dar i penguat diinputkan pada ADC ch. 0.
BAB II METODOLOGI PENELITIAN 2.1 Alat dan Bahan
1. IC ATMega 16 2. LCD carakter 3. Resistor 4. IC LM 35d 5. Xtal 12000 Hz 6. push button 7. PCB 8. Veriklorit 9. Capasitor 33 nF 10. Capasitor 1 Pf 11. Soket pin 10, 6, 2 12. Strika 13. Soder listrik 2.2 Gambar Rangkaian
2.3 Prosedur Penelitian
1. Menyiapkan semua alat dan bahan yang akan digunakan 2. Membuat sirkuit rangkaian 3. Memasang semua komponen pada PCB yang telah disiapkan 4. Melakukan uji coba pada alat
BAB III ANALISIS DAN PEMBAHASAN 3.1 Pembahasan
Termometer merupakan salah satu alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui suhu objek (benda/tubuh). Termometer digital ini menggunakan Sensor suhu LM35, Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh
Nat ional
Semiconduct or . 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-heat ing ) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai *
berikut : VLM35 = Suhu 10 mV
Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya . 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 la ngsung 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. Termometer digital biasanya memiliki bagian penyusun terpenting. Material penyusun tersebut adalah sebagai berikut: 1. Sensor Lm35 2. Sistem minimum 3. Mikro Atmega16 4. LCD
BAB IV KESIMPULAN
1.
Termometer merupakan salah satu alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui suhu objek (benda/tubuh).
2.
Prinsip kerja termometer digital yaitu memanfaatkan karakteristik hubungan antara tegangan (volt) dengan temperatur.
3.
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.
4.
Keluaran sensor LM35 akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan VLM35 = Suhu* 10 mV
DAFTAR PUSTAKA
http://id.wikipedia.org/wiki/Termometer http://sidikpurnomo.net/pembelajarafisika/suhu http://www.klikdokter.com/p3k/detail/5 http://www.pustakaskripsi.com/ http://www.forumsains.com/artikel/termometer-sistem-pengukuran-suhu/
c. Saat V sumber 50 V Rtot =
=
= 36364
Rc = Rtot Rm R1 Ra-Rb = 36364 518 1000 1850-5359,27 = 27636,37 d. Saat V sumber 1000 V Rtot =
=
= 727272
Rc = Rtot Rm R1 Ra-Rb-Rc = 727272 518 1000 1850-5359,27-27636,37 = 690909
