PEMANFAATAN THERMISTOR UNTUK PENGUKURAN SUHU RUANG Hairil Budiarto Prodi D3 Teknik Mekatronika, Fakultas Teknik, Universitas Trunojoyo Madura Kampus Universitas Trunojoyo Madura, Telang PO.BOX. 2 Kamal Email :
[email protected]
ABSTRAK Perancangan sistem pengukuran pada suhu ruang menggunakan sensor suhu termistor ini mengangkat beberapa isu penting, termasuk bagaimana desain hardware dan desain dari sebuah program yang akan bekerja untuk menjalankan sistem suhu ruang, tujuan dari desain sistem ini adalah untuk membantu orang guna mengetahui suhu yang terjadi pada ruang tersebut. Pada dasarnya, sistem sirkuit ini dirancang untuk mengubah perubahan suhu yang terjadi pada sebuah sensor yang berupa sinyal analog menjadi sinyal digital dan menampilkannya pada komputer dengan menggunakan ADC 0804 dan mikrokontroler AT mega 8535.pengkondisian sinyal berasal dari rangkaian pembagi tegangan dan terdapat sedikit masalah , seperti sinyal terlalu lemah, maka dari itu harus diperkuat dengan rangkaian op-amp sehingga sinyal dapat dibaca oleh ADC dan mikrokontroler dapat diteruskan ke ATMega 8535 . Suhu kamar hasil pengukuran dengan termistor sebagai sensor suhu yang dikeluarkan hasilnya tidak seperti yang diharapkan dan delay yang terjadi ± 6 detik dan perbedaan hasil pengukuran ± 3oC. Penelitian lebih lanjut diharapkan dapat menggunakan sensor lebih sensitif, , dan hasilnya bisa seperti yang diharapkan. Kata kunci : Thermistor, Microcontroller ATMega 8535, ADC 0804, Op-Amp.
ABSTRACT In the design of the measurement system at room temperature using a thermistor temperature sensor is raised several issues, including how about the hardware design and the design of a program that works to run the circuit system, the purpose of the design of this system is to help people know the temperature change a space. In essence, the circuit system is designed to convert temperature changes that occur in a sensor into digital values and display it on a computer using ADC 0804 and microcontroller AT Mega 8535.signal konditional derived from the voltage divider circuit there is a litle bit of a problem, such as the signal is too weak to should be strengthened with a series of op-amp so that the signal can be read by the ADC and the microcontroller can be forwarded to aT Mega 8535. Room temperature measurement with thermistor sensor which issued the thermistor resistance so that the result is not so good its about ± 3oC and then delay about ± 6 second. Further research expected to use a more sensitive sensor so that the delay and the result can be expected. Keyword : Thermistor, Microcontroller ATMega 8535, ADC 0804, Op-Amp.
PENDAHULUAN Salah satu teknologi terapan itu adalah alat yang berfungsi untuk mengukur. Namun peralatan yang ada sekarang masih sederhana sehingga memerlukan pengembangan teknologi yang lebih efektif sehingga teknisi tidak harus selalu siap di lapangan untuk mencatat setiap perubahan suhu dengan rentang waktu tertentu sesuai yang diperlukan pada saat pengambilan sample suhu untuk kemudian diteliti lebih lanjut supaya dapat ditindaklanjuti baik dampak positif maupun negatifnya. Pada pengkondisian udara (air conditioning) di samping perhitungan temperatur, juga didasarkan atas pertimbangan kelembaban pada udara itu dikondisikan, selain hal itu, beberapa bahan bahan memerlukan kadar air dan kelembapan tertentu untuk menjaga ketahanan dan keawetannya. Berdasarkan praktikum sensor dan aktuator yang didapat pada penelitian, dengan menggunakan thermistor sebagai sensor suhu, dimana thermistor tersebut mengeluarkan nilai resistansi tersendiri berdasarkan perbedaan suhu di sekitarnya. Maka dari itu timbul ide penulis untuk membuat sistem pengukuran suhu ruangan, yang dibangun sebagai suatu sistem yang mampu mengukur perubahan suhu dan dan diharapkan menyimpan data pengukuran itu pada memori internal.
Dasar Teori Konsep suhu Suhu merupakan derajat panas dari suatu benda. Dari sentuhan telapak tangan, kita dapat menyusun urutan benda-benda berdasarkan derajat panasnya dari benda A, B, dan C, kita dapat memutuskan bahwa B lebih panas dari A, C lebih panas dari B. Kita dapat menyatakan bahwa suhu yang paling tinggi adalah C, dan yang paling rendah adalah A. Jadi, konsep suhu berasal dari perasaan kita. Kita dapat merasakan panas atau dingin suatu benda dengan menyentuhnya. Akan tetapi, apakah perasaan kita dapat menyatakan suhu benda dengan tepat ? Percobaan sederhana ini pertama kali disarankan oleh John Locke pada tahun 1960. Mula-mula kita celupkan tangan kiri pada ember yang berisi air dingin dan tangan kanan pada ember yang berisi air hangat selama kira-kira 30 detik. Yang
dimaksud air hangat di sini adalah air yang paling panas yang dapat ditahan oleh kulit tangan ita selama kira-kira 30 detik. Dengan cepat pindahkan kedua tangan kita ke dalam ember ketiga yang berisi air yang suhunya di antara air dingin dan hangat. Air terasa lebih sejuk untuk tangan kanan dan lebih hangat untuk tangan kiri. Suhu secara umum dapat diukur dalam tiga skala yang berbeda yaitu Celcius, Fahrenhait dan Kelvin. Skala Celcius mempunyai titik didih air 100OC dan titik beku air 0OC. Skala Fahrenhait mempunyai titik didih air 212OF dan titik beku air 32OF. Sedangkan untuk skala Kelvin didasari oleh skala Celcius. Untuk mengubah dari Celcius ke Kelvin dengan menambahkan 273O pada skala Celcius yang terukur. Suhu dapat diukur dalam berbagai macam cara yang berbeda. Dalam hal ini pengukuran suhu secara garis besar dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu pengukuran secara mekanik dan pengukuran secara elektrik. Pengukuran secara mekanik tergantung pada beberapa prinsip fisik bahwa gas, zat cair dan zat padat dapat berubah volumenya apabila benda tersebut dipanaskan. Penggunaan substansi zat yang tidak sama dapat merubah volume dalam perbedaan kuantitas zat tersebut. Sebagai contoh, air raksa mempunyai penambahan 0,01% per derajat Fahrenhait sedangkan alkohol di lain pihak mempunyai penambahan 0,07% per derajat Fahrenhait (0,1% per derajat Celcius). Yang termasuk dalam pengukuran mekanik antara lain termometer glass-steam, termometer bimetallic, termometer filled-system. Sedangkan pengukuran secara elektrik menggunakan energi listrik untuk mengontrol perubahan suhu secara analog maupun secara digital dan mempunyai prinsip yang hampir sama dengan secara mekanik. Pengukuran perubahan suhu tersebut dapat dideteksi dengan menggunakan beberapa sensor antara lain thermocouple, thermistor, RTD IC Op-Amp, IC LM 35 dan lain sebagainya.
Thermistor sebagai sensor suhu Nama termistor berasal dari Thermally Sensitive Resistor. Termistor biasanya termasuk material-material semikonduktor yang dibagi dua golongan:oksida logam dan semikonduktor kristal tunggal. Negative Temperature
Coefficient (NTC) pertama kali ditemukan oleh Faraday pada perak sulfid pada tahun 1833. Pemahaman tentang termistor oksida ini mengalami perkembangan yang sangat pesat oleh becker, Vervey dkk pada akhir tahun 1940an. Termistor kristal germanium dipelajari oleh Lark-Horovitz dkk pada tahun 1946, dan olehestermann (meneliti Si), Hung dan Gliessman pada tahun 1950, Friedberg padatahun 1951, dan kemudian Fritzsche dan Kunzler dkk. Silikon pada suhu rendah dipelajari oleh Morin, Maita dan Cralson pada tahun 1954-1955. Broom juga mempelajari termometer GaAs pada tahun 1958.
Gambar 1. Thermistor
Termistor atau thermal resistor adalah suatu jenis resistor yang sensitive terhadap perubahan suhu. Prinsipnya adalah memberikan perubahan resistansi yang sebanding dengan perubahan suhu. Perubahan resistansi yang besar terhadap perubahan suhu yang relatif kecil menjadikan termistor banyak dipakai sebagai sensor suhu yang memiliki ketelitian dan ketepatan yang tinggi. Termistor yang dibentuk dari bahan oksida logam campuran (sintering mixture), kromium, kobalt, tembaga, besi, atau nikel, berpengaruh terhadap karakteristik termistor, sehingga Pemilihan bahan oksida tersebut harus dengan perbandingan tertentu. Dimana termistor merupakan salah satu jenis sensor suhu yang mempunyai koefisien temperatur yang tinggi. Komponen dalam termistor ini dapat mengubah nilai resistansi karena adanya perubahan temperatur. Dengan demikian dapat memudahkan kita untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik. Termistor dapat dibentuk dalam bentuk yang berbeda-beda, bergantung pada lingkunganyang akan dicatat suhunya. Lingkungan ini termasuk kelembaban udara, cairan, permukaan padatan, dan radiasi dari gambar dua dimensi. Maka, termistor bisa berada dalam alat±alat seperti disket, mesin cuci, tasbih (manik-manik), balok,dan satelit.
Ukurannya kecil dibandingkan dengan termometer lain, ukurannya dalam range 0.2mm sampai 2mm. Termistor dibedakan dalam 2 jenis, yaitu termistor yang mempunyaikoefisien negatif, yang disebut NTC (Negative Temperature Coefisient), temistor yang mempunyai koefisien positif yang disebut PTC (Positive TemperatureCoefisient). Kedua jenis termistor ini mempunyai fungsinya masing masing, tetapidi pasaran, yang lebih banyak digunakan adalah termistor NTC. Karena termistor NTC material penyusunnya yaitu metal oksida, dimana harganya lebih murah darimaterial penyusun PTC yaitu Kristal tunggal. NTC merupakan termistor yang mempunyai koefisient negatif. Dimana bahannya terbuat dari logam oksida yaitu dari serbuk yang halus kemudian dikompress dan disinter pada temperatur yang tinggi. Kebanyakan pada material penyusun termistor biasa mengandung unsur - unsur seperti Mn2O3, NiO, CO2O3, Cu2O, Fe2O3, TiO2, dan U2O3. Oksida-oksida ini sebenarnya mempunyai resistansi yang sangat tinggi, tetapi dapat diubah menjadi bahan semikonduktor dengan menambahkan beberapa unsur lain yang mempunyai valensi yang berbeda disebut dengan doping dan pengaruh dari resistansinya dipengaruhi perubahan temperatur yang diberikan. Thermistor logam oksida digunakan dalam daerah 2000K sampai 7000K. Untuk digunakan pada temperatur yang sangat tinggi, thermistor dibuat dari Al2O3, BeO, MgO, Y2O3, dan Dy2O3. PTC merupakan termistor dengan koefisien yang positif. Termistor PTC memiliki perbedaan dengan NTC antara lain : 1. Koefisien temperatur dari thermistor PTC bernilai positif hanya dalam interfal temperatur tertentu, sehingga diluar interval tersebut akan bernilai nol atau negatif, 2. Harga mutlak dan koefisien temperatur dari termistor PTC jauh lebih besar daripada termistor NTC. Kebanyakan termistor digunakan pada daerah temperatur dalam konsentrasi inonisasi (n atau p) yang berpengaruh terhadap fungsi temperatur. Dimana energy aktivasi Ea adalah hubungan pada energi gap dan tingkat impuritas. Dimana nilai hambatan semakin kecil ketika temperaturnya dinaikkan, ini yang biasa disebut termistor NTC
Dimana R adalah hambatan pada suhu T, R0 adalah hambatan awal ketika T0 (pada temperatur ruang), B adalah Konstanta termistor dimana besarnya bergantung dari jenis bahan dan memiliki dimensi yang sama dengan suhu. Hargakonstanta termistor yang memenuhi pasar biasanya antara rentang 2000-5000 K. 𝐴 ρ=R 𝑙
Dengan merupakan resistivitas listrik thermistor. Selain konstanta thermistor (B), sensitivitas (α)juga menentukan karakteristik dari termistor. Nilai sensitivitas menentukan sejauh mana termistor yang dibuat dapat dengan cepat mendeteksi perubahan temperatur lingkunagan termistor. Termistor yang baik sensitifitasnya lebih besar dari 2,2%/K. Ciri khas dari harga α adalah sekitar = 5% yang mana 10 kali lebih sensitiv dari pada detektor temperatur resistansi metal. Resistansi dari termistor berada pada daerah 1 KΩ sampai 10 MΩ.
Dilindungi capsul (plastik, teflon/material lembam) Memperlambat waktu respon karena kontak termal kurang baik
Pengubah tegangan analog ke tegangan digital Pengubah tegangan analog ke tegangan digital berfungsi untuk mengubah harga tegangan sinyal yang telah dicuplik (tegangan analog) kedalam kode-kode biner (besaran digital). Pada alat ini digunakan komponen ADC 0804. IC ADC 0804 adalah sebuah CMOS 8 bit yang bekerja dibawah 100µs dan menggunakan metode successive approximation untuk pengkonversinya. IC ADC jenis ini menawarkan beberapa keuntungan antara lain kecepatan yang tinggi dan konsumsi daya rendah
Gambar 3. Blok Diagram Logika ADC
Gambar 2 Karakteristik dari thermistor
Karakteristik dari thermistor: Resistansi tinggi 30 Ω sampai 41,5kΩ Respon waktu cepat, untuk thermistor manik ½ detik Lebih murah daripada RTD Sensitivitas sangat tinggi (1000 kali lebih sensitif daripada RTD Perubahan resistansi 10% per ºC. Misal resistansi nominal 10Ω maka resistansi akan berubah 1 Ω utk setiap perubahan temperatur 1 ºC Tidak sensitif terhadap shock dan vibrasi
Berdasarkan blok diagram ADC 0804 diatas dapat dijelaskan bahwa metode ini melakukan trace dengan cara tracking dengan mengeluarkan kombinasi bit-bit MSB = 1 1000 0000. Apabila kurang dari tegangan analog input maka bit MSB berikutnya = 1 1100 0000 dan apabila tegangan analog input ternyata lebih kecil dari tegangan yang dihasilkan ADC maka langkah berikutnya menurunkan kombinasi bit 1010 0000. ADC0804 mempunyai lebar data 8-bit maka format data maksimal adalah 256 (0FFH). ADC0804 mempunyai tegangan referensi pada pin 9, tegangan tersebut sebagai acuan dalam konversi bit/volt. VREF diberikan input 5 volt untuk memberikan skala maksimum sebesar 5 volt.
Sebagai contoh, jika pada tegangan referensi 5 volt, maka setiap tegangan masukannya diwakilkan oleh perhitungan tegangan ke data sebagai berikut : Bila diketahui Vin masukan ADC sebesar 100mV dan Vreff ADC sebasar 5 Volt dengan lebar data 256 bit.
Vin 256 ... Bit /Volt Vreff 2 1.10 256 51 .2Bit /Volt 3 5.10
(1)
Gambar 5. Blok Diagram ADC0804
Maka keluaran data ADC0804 adalah 52Bit/Volt (Desimal) jika di konversi ke Hexa akan menjadi 34H (00110100B) pada pin 1118. ADC 0804 merupakan IC yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. IC ini mempunyai resolusi 8 bit, waktu konversi 100 µs, sumber daya DC 5 volt, 1 saluran masukan, jangkauan tegangan masukan 0 sampai 5 volt dengan daya 15 mW. Konfigurasi pin dan blok diagram ADC 0804 dapat dilihat sebagai berikut:
Dengan memperhatikan blok diagram diatas dapat dijelaskan bahwa prinsip kerja dari ADC 0804 adalah, proses pengkonversian dimulai dengan memberikan logika 0 pada CS dan WR secara bersamaan. Saat keadaan ini start flip-flop diset sehingga menghasilkan keluaran berlogika 1 yang akan mereset register geser 8-Bit, mereset INTR FF dan memberikan logika 1 pada masukan D flip-flop (F/F1). Sinyal detak dalam rangkaian akan mentransfer logika ini ke keluaran F/F1. Sebagai akibatnya G1 juga mengkombinasi logika ini dengan CLK A untuk menghasilkan sinyal reset pada start F/F. Apabila WR atau CS berlogika 1 maka start F/F direset dan shift register mendapat pulsa detak dan proses konversi dengan metode successive aproximation dimulai. Bersamaan dengan konversi ini, kata digit baru dikirimkan oleh G2 ke TRI STATE OUTPUT LATCHES. Saat konversi selesai (sampai konversi LSB, output Q shift register berlogika 1. Keadaan ini tidak segera diikuti oleh peubahan output Q’ pada LATCH 1. Sehingga pada akhir pengubahan, CLK A pada LATCH 1 diaktifkan agar Q’ berubah berlogika 0. Logika ini akan menyebabkan set pada INTR F/F selama 8 periode pulsa detak eksternal yang ditandai dengan keluaran INTR berlogika 0. Data hasil konversi dapat dibaca dengan memasangkan logika 0 pada masukan CS dan RD. Kondisi ini akan mereset INTR F/F dan keluaran TRI STATE LATCHES memberikan data 8 bit.
Gambar 4. Konfigurasi Pin ADC0804
Pengubah suhu ke besaran tegangan
Gambar 5. Diagram waktu pada saat mulai mengubah tegangan analog ke tegangan digital (SOC) Proses mengubah (SOC) dimulai saat logika 0 pada sinyal CS, dan WR. Selama proses pengubahan, sinyal INTR dalam keadaan logika 1. Setelah selesai pengubahan (EOC) sinyal WR akan 1 dan sinyal INTR akan direset ke keadaan rendah atau 0. kemudian sinyal INTR yang sudah 0 tersebut dijadikan sebagai masukan ke sinyal WR untuk kembali lagi memulai mengubah. ADC 0804 membutuhkan sinyal detak untuk bekerja. Sinyal detak ini dapat diturunkan dari luar ADC maupun dibangkitkan sendiri oleh ADC dengan cara memasangkan jaringan R-C pada kaki yang telah disediakan untuk menghasilkan detak sendiri. R terhubung dengan kaki 19 dan 4, C terhubung dengan kaki 4 dan ground. Agar ADC dapat bekerja optimal, frekuensi detak yang diberikan sebesar 640 KHz. Untuk konversi satu data diperlukan 64 periode detak. Dengan demikian waktu konversi untuk satu data sebesar 64/640.000 = 100 μs. Untuk mencari besarnya frekuensi detak yang diberikan dicari dengan rumus:
1 fCLK 1.1RC
(2)
Gambar 6. Rangkaian pembangkit frekuensi sinyal detak
Pada percobaan ini saya memakai thermistor yang memiliki kapasitas 50 Kῼ,karena bila saya memakai thermistor dengan kapasitas ini saya bisa menggunakan rangkaian pembagi tegangan sebagai rangkaian pengolah sinyal,karena memiliki perubahan resistansi yang signifikan dan menghasilkan nilai tegangan yang besar,mudah dibaca jika terjadi perubahan suhu.Berikut ini adalah gambar pengolahan sinyal yang kami uji.Saya menggunakan supply sebesar 5V karena tegangan yang saya harapkan maksimum bernilai sebesar 5V.Saya menginginkan range tegangan sebesar 0-5V sebagai output yang dihasilkan oleh thermistor ini.
Gambar 7. Rangkaian uji termistor sebagai pembagi tegangan
Dengan menggunakan rumus di atas kita bisa menghitung tegangan yang dihasilkan oleh thermistor.Pada percobaan yang saya lakukan resistor yang saya gunakan adalah 10Kῼ.Dalam percobaan ini saya bisa menghitung sensitivitas dari thermistor 50KΩ yang saya gunakan.Setelah saya hitung didapatkan hasil sebesar ±0.042 V/°C.Kita bisa menghitung perbandingan tegangan dengan suhu dengan menggunakan sensitivitas dari thermistor,atau bisa juga menggunakan perhitungan pembagi tegangan.Ternyata hasil yang didapat di dalam percobaan ini berbeda dengan teori contohnya adalah sensitivitas yang setelah melakukan percobaan bernilai ±0.042 V/°C sedangkan dengan teori menmiliki nilai ±10mV/°C.Percobaan berhasil karena terbukti bahwa sensor thermistor yang digunakan berjenis NPN,karena semakin bertambahnya suhu pada thermistor semakin berkurang juga nilai resistansi dari thermistor tersebut.Dengan menggunakan sensor ini kita bisa mengetahui perubahan suhu yang terjadi di udara maupun di air tidak seperti sensor LM 35 yang tidak bisa mengukur perubahan suhu air.
Microcontroller AT MEGA 8535 Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Mikrokontroler adalah sebuah komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik. Mikrokontroler itu sejenis mikroprosesor yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya adalah "pengendali kecil" dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponenkomponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi / diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini. Mikrokontroler pertama kali dikenalkan oleh Texas Instrument dengan seri TMS 1000 pada tahun 1974 yang merupakan mikrokontroler 4 bit pertama. Mikrokontroler ini mulai dibuat sejak 1971. Merupakan mikrokomputer dalam sebuah chip, lengkap dengan RAM dan ROM. Kemudian, pada tahun 1976 Intel mengeluarkan mikrokontroler yang kelak menjadi populer dengan nama 8748 yang merupakan mikrokontroler 8 bit, yang merupakan mikrokontroler dari keluarga MCS 48. Sekarang di pasaran banyak sekali ditemui mikrokontroler mulai dari 8 bit sampai dengan 64 bit, sehingga perbedaan antara mikrokontroler dan mikroprosesor sangat tipis. Masing vendor mengeluarkan mikrokontroler dengan dilengkapi fasilitas yang cenderung memudahkan user untuk merancang sebuah sistem. Jenis Mikrokontroller yang dipakai dalam proyek ini adalah ATMega 8535. Berikut ini adalah Fitur yang dimiliki oleh ATMega 8535: 1. Mikrokontroller AVR 8 bit yang memiliki kemampuan tinggi,dengan daya rendah. 2. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16MHz. 3. Memiliki Kapasitas Flash memori 16 Kbyte, EEPROM 512 Byte dan SRAM 1Kbyte. 4. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 5. CPU yang terdiri atas 32 buah register. 6. Unit Interupsi internal dan eksternal.
7. Port USART untuk komunikasi serial. 8. Fitur peripheral
Berikut ini adalah konfigurasi Pin AVR ATMega8535.
Gambar 8. Konfigurasi kaki (pin) ATMega 8535
METODE Pada blok pertama terdapat blok masukan. Dimana pada blok ini terdapat sensor suhu yang menggunakan Thermistor sebagai sensornya. Sensor ini sangat berpengaruh sekali, karena apabila diletakkan pada suatu ruangan, maka sensor akan langsung bekerja mengukur nilai resistansi yang ada diruangan tersebut, dengan rangkaian pembagi tegangan maka diharapkan hasil pengukurannya berupa tegangan yang akan menjadi masukan pada rangkaian op-amp yang akan diteruskan ke ADC 0804.
Gambar 9. Diagram blok sistem pengontrolan suhu
IC LM 358 digunakan sebagai penguat. Rangkaian penguat ini diperlukan karena
kenaikan sebesar 10 mV setiap derajat celcius tidak dapat langsung dihubungkan ke ADC 0804 karena berada di bawah toleransi ketelitian. Tingkat kenaikan tegangan yang lebih kecil dari toleransi ketelitian ADC 0804 akan menyebabkan kesalahan dalam pengukuran. Untuk menghindari kesalahan tersebut maka diperlukan rangkaian penguatan dengan menggunakan LM 358 serta dengan konfigurasi penguatan tak membalik. Resistor R 10kΩ dan potensiometer 50kΩ dapat digunakan untuk mengatur agar keluaran dari LM 35 menjadi lima kali lebih besar. ADC0804 mempunyai sebuah saluran masukan analog. Pemilihan ini dikarenakan sistem ini hanya membutuhkan sebuah masukan. ADC0804 memerlukan sinyal denyut untuk bekerja, sinyal ini bisa diumpan dari luar ADC0804, tapi bisa juga dibangkitkan sendiri oleh ADC0804. waktu yang diperlukan mengubah tegangan analog menjadi besaran digital sekitar 64 periode sinyal denyut diatas, dengan demikian semakin tinggi frekuensi sinyal denyut maka semakin cepat pula waktu konversi. Frekuensi yang diijinkan untuk ADC0804 adalah 100 – 1460 KHz, tapi umumnya cukup dipakai 640 KHz. Sedangkan tegangan yang diperbolehkan yaitu 0 – 5Volt. Sinyal denyut dibangkitkan dengan menggunakan rangkaian RC. Rangkaian ADC yang digunakan menggunakan MODE FREE, dimana ADC0804 akan mengeluarkan data hasil pembacaan masukan secara otomatis dan berkelanjutan setelah selesai mengubah tegangan analog ke digital. Kecepatan konversi tergantung dari frekuensi yang diberikan dari rangkaian eksternal. Pada rangkaian ini digunakan rangkaian RC dengan resistor 10kΩ dan kapasitor 150pF agar menghasilkan frekuensi sebesar 640 KHz. Keluaran 8 bit dari ADC 0804 pada kaki 11 – 18 akan di hubungkan / di masukkan ke kaki port P1.0 – P1.7 pada AT89C52 untuk diproses agar menjadi data yang bisa ditampilkan pada 7 segmen.
Gambar 10. Rangkaian sensor menggunakan thermistor
HASIL DAN PEMBAHASAN Untuk pengujian sensor thermistor dilakukan dengan cara mengukur tegangan keluaran dari rangkaian pembagi tegangan. Pengujian dilakukan dengan cara memasukkan sensor serta termometer air raksa ke dalam wadah yang berisi air panas untuk mendapatkan suhu yang maksimal sedangkan untuk mendapatkan suhu minimal sama dengan suhu ruang. Dengan memasukkan termometer ke dalam wadah dapat diketahui setiap perubahan suhu sama dengan berapa volt yang di deteksi oleh rangkaian pembagi tegangan. Pengujian sistem pengukuran suhu dilakukan hampir sama dengan pengujian sensor thermistor, hanya saja yang diukur bukan lagi tegangan keluaran dari sensor, tetapi hasil tegangan yang telah di konversi menjadi tegangan digital oleh ADC 0804. Pengujian ini dilakukan dengan menghubungkan tiap-tiap keluaran dari ADC (D0 – D7) dengan LED. Tiap-tiap LED akan mewakili 1 angka biner atau 1 bit. Terakhir adalah pengujian keseluruhan sistem. Untuk pengujian ini, dilakukan hampir sama dengan pengujian sensor. Kemudian keluaran dari alat dapat dilihat pada komputer dan penampil 7 segmen. Komputer akan menampilkan perubahan-perubahan suhu yang terjadi dalam bentuk grafik.
Berdasarkan tabel pembagi tegangan, maka tegangan yang terjadi (V out) akan seperti grafik pada gambar 13.
Gambar 11. Grafik hasil percobaan nilai resistansi vs suhu
Hasil percobaan perbandingan suhu (oc) terhadap tegangan (volt) yang dihasilkan oleh thermistor setelah menggunakan rangkaian seri terhadap resistor 10kΩ, adalah : Gambar 13. Grafik voltage (volt) vs suhu (c).
SIMPULAN
Gambar 12. Grafik hasil percobaan nilai voltage (volt) vs suhu (c).
Hasil percobaan perbandingan suhu (oc) terhadap tegangan (volt) dengan menggunakan teori pembagi tegangan adalah : Tabel 1. Hasil tegangan keluaran dari rumus pembagi tegangan.
Pada pengukuran suhu kadang hasil yang terukur oleh sensor suhu tidak sama dengan suhu yang terukur oleh termometer air raksa. Perbedaan pengukuran yang terjadi antara pembacaan sensor dengan termometer air raksa disebabkan oleh kondisi dan kemampuan komponen serta pengaruh komponenkomponen pendukung lainnya. Thermistor sebagai sensor suhu terdapat selisih atau kesalahan pengukuran yang relatif besar, hal itu dikarenakan komponen yang ada di pasaran tidak tepat nilai dari resistansinya. Data pengamatan sistem menunjukkan adanya perbedaan hasil pengukuran suhu keluaran sistem terhadap termometer air raksa sekitar ± 3oC. Penggunaan sensor suhu seharusnya menggunakan sensor yang lebih peka dari thermistor sehingga hasil tegangan kenaikan sensor dapat terukur dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA [1]
[2]
Fadholi, Achmad, Pengontrol suhu berbasis mikrokontroler, Universitas Gunadarma. Jakarta. 2007. Thomas, P., Simulation of Industrial Processes for Control Engineers, Butterworth-Heinemann, Linacre House, Jordan Hill, Oxford OX2 8 DP,255 Wildwood Avenue, Woburn, MA 01801-
[3]
[4]
[5]
2041, A Division of reed Educational and Professional Publishing Ltd, 1999. Wildwood Avenue, Woburn, MA 018012041, A Division of reed Educational and Professional Publishing Ltd, 1999. Yadda, Abdul Harris, Thermistor sebagai sensor temperaturuntuk transducer kadar air udara berbasis Psikrometri, Puslit KIM-LIPI, 2009. Yadda, A. H., Penelitian Pembuatan RHmeter dengan Menggunakan Thermistor, Tugas Akhir Sarjana Departemen Fisika Teknik Institut Teknologi Bandung, Agustus 1975.
