PENGENALAN SENSOR LM35 DAN THERM200 PADA APLIKASI PENGUKURAN SUHU DI LABORATORIUM KOMPUTER THE INTRODUCTORY OF SENSOR LM35 AND THERM200 IN TEMPERATURE MEASUREMENT APPLICATIONS IN COMPUTER LABORATORY Gita Anistya Sari1, Irghan M2, M Ardhi Pratama K3, Muhammad Subki4, Ulya Rufako5 Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper Kampus IPB, Dramaga, 16680 Email:
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected],
[email protected] Abstract: In this era, using a conventional thermometer is not a proper choice for engineering. Using microcontroller is an advanced way to solve this problem. This labwork answers how the thermal sensors. Sensor is a device used to change the amount of heat into electrical energy that can be easily analyzed. .In this case, we use two type of sensors, (LM 35 and THERM200). THERM200 is a vital tools to measures soil temperature. LM 35 for sure, can read -55oC to 150oC. Different with LM35, THERM200 is able to read -40oC to 80oC. LM35 has greater scale (In numbers). The measurement using LM35 is 30.22oC, and THERM200 is 33.159oC. Based on the values recorded on the both of sensors, THERM200 shows a greater value than the LM35. The indoor temperature may not be said to be comfortable, so the room will require the addition of air-conditioning. By using a simple default equation. As usual, Arduino was used to help the sensors (as microcontroller). Labwork is done in the computer lab of IPB Civil and Environmental Engineering Department. Keyword: conventional, microcontroller, LM35, THERM200.
PENDAHULUAN Mikrokontroller merupakan sistem mikroprosesor atau suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi dengan semua bagian yang diperlukan untuk semua kontroler sudah dikemas dalam satu keping, biasanya terdiri dari CPU, I/O serial dan paralel, RAM, timer, interrupt controller dan ROM. Pengunaan mikrokontroler saat ini sudah sangat luas, selain penggunaannya sebagai sistem monitor, mikrokontroler juga digunakan pada peralatan rumah tangga seperti microwave oven, TV, stereo set, mobil dan lain sebagainya. Mikrokontroller memiliki kelebihan yaitu ukurannya kecil, hemat daya listrik, serta fleksibel yang menyebabkan mikrokontroler sangat cocok untuk dipakai sebagai peencatat atau perekam data pada aplikasi yang tidak memerlukan kehadiran operator (Widodo, 2009). Sensor adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas menjadi besarn listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya (Ferry, 2011). Kemampuan sensor suhu untuk mendeteksi perubahan suhu meliputi sensitivitas, waktu respon dan stabilitas. Sensitivitas merupakan ukuran seberapa sensitive sensor tersebut dapat mendeteksi suhu, sensor yang baik akan mampu mendeteksi perubahan suhu meskipun kenaikan suhu tersebut sangat sedikit. Semakin cepat waktu respon dari sensor maka semakin baik sensor tersebut, sedangkan untuk stabilitas merupakan
daya tahan sensor, sejauh mana sensor dapat secara konsiten memberikan besar sensitifitas yang sama terhadap suhu, serta seberapa lama sensor tersebut dapat terus digunakan. Tujuan praktikum kali ini yaitu untuk mengenal berbagai macam tipe sensor suhu, mengetahui spesifikasi sensor suhu, dan membuat program Arduino untuk membaca output sensor suhu merupak tujuan dari praktikum kali ini.
METODE PENELITIAN Praktikum pengenalan sensor suhu dengan menggunakan LM35 dan THERM 200 dilakukan di Laboratorium Komputer Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan. Ada beberapa alat yang digunakan pada praktikum, yaitu sensor suhu tipe LM35, THERM200, mikrokontroller (Arduino Uno, laptop), kabel USB, project board, kabel jumper dan DVM (multimeter digital). Praktikum dilakukan dengan beberapa langkah, langkah pertama menyambungkan Arduino dengan laptop menggunakan kabel USB. Karena software Arduino sebelumnya sudah diinstal, maka program tersebut dapat langsung digunakan. Kabel USB disambungkan dengan modul Arduino selanjutnya dilakukan pengaturan ports dan driver pada device manager dengan beberapa proses yaitu membuka start menu, control panel, sistem dan security, sistem, device manager. Membuka lembar kerja dan kode program diketik sesuai dengan rumus yang telah ditentukan. Karena nilai output sensor yang dikeluarkan harus dalam nilai Celcius, maka persamaan pengkonversian di ketik pada kode program tersebut. Langkah kedua adalah kabel sensor suhu bertipe LM35 dipasang pada Arduino sesuai dengan pin catu dayanya. Pin catu daya (5V, A0, dan ground) sensor dikoneksikan dengan pin catu daya (5V, A0, dan ground) pada Arduino Uno, tujuannya agar output sensor suhu program yang dikeluarkan benar. Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengetahui temperatur suatu objek dalam bentuk besaran elektrik. Pengukuran suhu dengan sensor ini dilakukan selama 1 menit dengan waktu delay setiap 3 detik, sehingga diperoleh data sebanyak 20 data suhu. Sensor yang digunakan pada praktikum ini tidak hanya LM35, sensor berikutnya yang digunakan adalah THERM200, proses penggunaannya sama seperti LM35. Langkah selanjutnya adalah membandingkan hasil pengukuran suhu antara sensor LM35 dan THERM200. Nilai output dari sensor LM35 yang dikonversi diperoleh dari rumus sebagai berikut o
C=
.......................................... (1)
sedangkan untuk nilai output pada sensor THERM200 diperoleh dari rumus o
C=
…………………(2)
HASIL DAN PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini, pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan dua sensor suhu yaitu sensor LM35 dan THERM200 yang melibatkan bantuan mikrokontroller (Arduino Uno). LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.
LM35 merupakan sensor suhu yang dikemas dalam bentuk Integrated Circuit. LM35 mempunyai impedansi yang kurang dari 1 Ohm, beroperasi pada range arus sekitar 400 µA sampai dengan 5 mA, mempunyai error kurang dari 1 oC untuk range > 100oC. LM35 memiliki output yang linear.
THERM200 adalah sensor suhu dalam tanah yang memiliki ketelitian sebesar 0.125°C dan akurasi sebesar ±0,5oC. Sensor ini juga memiliki 3 kawat, yaitu ground, listrik, dan output tegangan sebesar 0V - 3V. Dimana 0 mewakili -40°C dan 3V mewakili 85°C. Pengunaan alat dapat dengan cara memasukkan alat ke dalam tanah. Tabel 1. Data Hasil Pengukuran Suhu Menggunakan Sensor LM35 dan THERM200 waktu Suhu No (detik) LM35 THERM200 1
1
29.79
32.43
2
4
30.27
33.45
3
7
30.27
33.25
4
10
30.27
33.65
5
13
30.27
33.25
6
16
30.27
32.64
7
19
30.27
33.65
8 9
22 25
30.27 30.27
32.84 32.04
10
28
30.27
33.25
11
31
30.27
33.25
12
34
30.27
33.04
13
37
30.27
33.65
14
40
30.27
33.45
15
43
29.79
32.64
16
46
30.27
33.46
17
49
30.27
33.04
18
52
30.27
33.48
19 20
55 58
30.27 30.27
33.24 33.48
30.222
33.159
rata-rata
Pengamatan pada praktikum dilakukan selama 1 menit dengan waktu delay 3 detik. Berdasarkan tabel 1 didapat data suhu dalam satuan Celcius sebanyak 20 data. Sensor suhu LM35 mencatat suhu yang tidak memiliki fluktuasi besar. Kisaran suhu yang tercatat dari sensor LM35 adalah 29.79 sampai 30.27oC. suhu maksimum yang tercatat pada sensor tersebut diketahui pada detik keenam. Suhu tersebut konstan hingga detik ke 42. Terjadi penurunan suhu ke titik minimum sebesar 29.79 pada detik ke 45. Selanjutnya suhu kembali ketitik maksimum sebesar 30.27 hingga detik ke 58. Berdasarkan hasil perhitungan, rata-rata suhu pada ruangan Laboratorium Komputer berdasarkan sensor LM35 adalah sebesar 30.22oC.
Selanjutnya dengan menggunakan sensor THERM200 dilakukan pengukuran seperti pada sensor LM35. Sensor tersebut mencatat suhu yang lebih tinggi daripada sensor LM35. Namun, suhu yang terukur melalui sensor tidak berfluktuasi terlalu besar. Kisaran suhu yang tercatat adalah sebesar 32.43 hingga 33.65oC. suhu maksimum yang tercatat pertama kali terjadi pada detik kedua belas. Sensor selanjutnya mencatat suhu yang relatif berfluktuasi kecil. Suhu maksimum yang tercatat sebesar 32.43oC terjadi pada detik ketiga. Secara keseluruhan sensor THERM200 mencatat suhu rata-rata sebesar 33.159oC. berdasarkan nilai yang tercatat pada kedua sensor tersebut, menunjukkan bahwa sensor THERM200 memiliki nilai suhu rata-rata yang lebih besar daripada sensor LM35. Sensor THERM200 pada umumnya digunakan untuk mengukur suhu kelembaban tanah. Oleh karena itu sensor yang lebih tepat digunakan adalah LM35. Sensor LM35 mencatat nilai suhu yang lebih akurat di dalam ruangan tersebut. Perbedaan nilai suhu yang terukur pada kedua sensor dapat disebabkan oleh berbagai hal yaitu perbedaan nilai rentang suhu yang dimiliki kedua sensor. Sensor THERM200 memiliki rentang suhu sebesar -40 sampai 80oC. Sedangkan sensor LM35 memiliki rentang suhu -55 sampai 150oC. Sehingga, sensor suhu yang paling tepat untuk mengukur suhu pada ruangan adalah LM35. Berdasarkan suhu yang terukur, tentunya suhu dalam ruangan tersebut tidak dapat dikatakan nyaman. Ruangan tersebut membutuhkan penambahan pendingin ruangan dan sebagainya. Selain LM 35 dan THERM 200, ada beberapa macam sensor lain salah satunya adalah Resistance Thermal Detector (RTD) atau dikenal dengan Detektor Temperatur Tahanan adalah sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran suatu temperatur dengan menggunakan elemen sensitif dari kawat platina, tembaga, atau nikel murni, yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing temperatur di dalam kisaran suhunya. Semakin panas benda tersebut, semakin besar atau semakin tinggi nilai tahanan listriknya, begitu juga sebaliknya. PT100 merupakan tipe RTD yang paling populer yang digunakan di industri. Resistance Thermal Detector merupakan sensor pasif, karena sensor ini membutuhkan energi dari luar. Resistance Temperature Detector (PT100) digunakan pada kisaran suhu 200oC sampai dengan 650oC.
KESIMPULAN Pada praktikum pengukuran suhu di ruangan Laboratorium Komputer Teknik Sipil dan Lingkungan diperoleh suhu rata-rata dari sensor LM35 sebesar 30.22oC sedangkan berdasarkan sensor THERM200 suhu rata-rata sebesar 33.159 oC. Perbedaan nilai suhu yang terukur dari kedua sensor dapat disebabkan karena rentang suhu yang dimiliki kedua sensor berbeda. Sensor THERM200 memiliki rentang suhu sebesar -40 sampai 80oC. Sedangkan sensor LM35 memiliki rentang suhu -55 sampai 150oC.
DAFTAR PUSTAKA Djuandi, Ferry. 2011. Pengertian Sensor Secara Umum. [Terhubung Berkala] http://www.tobuku.com/pengertian-sensor.html (29 September 2013). Widodo. 2009. 12 Proyek Sistem Akuisisi Data. [Terhubung Berkala] http: http://www.slem354.net.tc/2011/09/macam-macam-sensor-suhu.html (29 September 2013).
LAMPIRAN 1. Program Akuisisi Data int sensorPin = A0; float C; float sensorValue; void setup () { Serial.begin(9600); } void loop() { sensorValue = analogRead (sensorPin); C = [5*sensorValue/1024]*41.67-40; Serial.printin[C]; Delay (3000); }
LAMPIRAN 2. Dokumentasi Hasil Praktikum
