- Asistensi dilakukan 3x dengan lama pertemuan 20 menit (Rabu, Kamis, Jumat)
- Praktikum dilakukan 1x dengan lama pertemuan 90 menit (Selasa)
- Laporan akhir dikumpulkan pada hari Kamis
- Memahami prinsip kerja PWM pada mikrokontroler
- Memahami prinsip kerja ADC pada mikrokontroler
- Menggunakan PWM dan ADC pada Arduino
3. ALAT DAN BAHAN[kembali]
- Module Arduino
- motor DC
- LM35
4. DASAR TEORI[kembali]
~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 National Semiconductor. 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-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC
Karakteristik Sensor LM35.
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2.
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.
Grafik akurasi LM35 terhadap suhu
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang sangat mudah.
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.
Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
• Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
• Lineritas +10 mV/ º C.
• Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
• Range +2 º C – 150 º C.
• Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
• Arus yang mengalir kurang dari 60 μA
cara kerja sensor suhu
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran
tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan
100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating)
kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply
tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang
sangat mudah.
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk
Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap
perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke
besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa
kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
Gambar Rangkaian Sensor LM35
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar
karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada
temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC
LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator
tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay
sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam
suhu ruangan.
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat
dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic
temperature sensor.
Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
– Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
– Lineritas +10 mV/ º C.
– Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
– Range +2 º C – 150 º C.
– Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
– Arus yang mengalir kurang dari 60 Μa
grafik respon LM35
~motor driver
~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 National Semiconductor. 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-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC
Karakteristik Sensor LM35.
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2.
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.
Grafik akurasi LM35 terhadap suhu
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang sangat mudah.
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.
Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
• Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
• Lineritas +10 mV/ º C.
• Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
• Range +2 º C – 150 º C.
• Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
• Arus yang mengalir kurang dari 60 μA
cara kerja sensor suhu
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran
tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan
100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating)
kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply
tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang
sangat mudah.
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk
Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap
perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke
besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa
kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
Gambar Rangkaian Sensor LM35
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar
karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada
temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC
LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator
tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay
sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam
suhu ruangan.
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat
dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic
temperature sensor.
Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
– Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
– Lineritas +10 mV/ º C.
– Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
– Range +2 º C – 150 º C.
– Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
– Arus yang mengalir kurang dari 60 Μa
grafik respon LM35
~motor driver
IC
L293D adalah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat
dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang
dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke
sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang
digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4
buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan
mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk
membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver
motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.
Driver motor menggunakan IC L293D yang sudah biasa digunakan, dengan fungsi sebagai berikut :
* IN1 & IN2 = arah putaran motor 1 misal (IN1=High & IN2=Low) maka motor forward dan sebaliknya.
* IN3 & IN4 = arah putaran motor 2 misal (IN3=High & IN4=Low) maka motor forward dan sebaliknya.
* EN1 = Pengatur kecepatan motor 1 dengan metode PWM (Pulse Width Modulation).
* EN1 = Pengatur kecepatan motor 2 dengan metode PWM (Pulse Width Modulation).
pulse width modulation
LED
Power Indicator
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
PWM (Pulse Width Modulation) adalah salah
satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce) dengan nilai
amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan kondisi high
kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding
lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi.
Pada board Arduino Uno, pin yang bisa
dimanfaatkan untuk PWM adalah pin yang diberi tanda tilde (~), yaitu pin 3, 5,
6, 9, 10, dan pin 11. Pin-pin tersebut merupakan pin yang bisa difungsikan
untuk input analog atau output analog. Oleh sebab itu, jika akan menggunakan
PWM pada pin ini, bisa dilakukan dengan perintah analogWrite();
PWM pada arduino bekerja pada frekuensi
500Hz, artinya 500 siklus/ketukan dalam satu detik. Untuk setiap siklus, kita
bisa memberi nilai dari 0 hingga 255. Ketika kita memberikan angka 0,
berarti pada pin tersebut tidak akan pernah bernilai 5 volt (pin selalu
bernilai 0 volt). Sedangkan jika kita memberikan nilai 255, maka sepanjang
siklus akan bernilai 5 volt (tidak pernah 0 volt). Jika kita memberikan nilai
127 (kita anggap setengah dari 0 hingga 255, atau 50% dari 255), maka setengah
siklus akan bernilai 5 volt, dan setengah siklus lagi akan bernilai 0 volt.
Sedangkan jika jika memberikan 25% dari 255 (1/4 * 255 atau 64), maka 1/4
siklus akan bernilai 5 volt, dan 3/4 sisanya akan bernilai 0 volt, dan ini akan
terjadi 500 kali dalam 1 detik.
2.4.2 Analog to Digital Converter
ADC atau Analog to Digital Converter
merupakan salah satu perangkat elektronika yang digunakan sebagai penghubung
dalam pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Fungsi utama dari fitur ini
adalah mengubah sinyal masukan yang masih dalam bentuk sinyal analog menjadi
sinyal digital dengan bentuk kode-kode digital. Ada 2 faktor yang perlu
diperhatikan pada proses kerja ADC yaitu kecepatan sampling dan resolusi.
Kecepatan sampling menyatakan
seberapa sering perangkat mampu mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk
sinyal digital dalam selang waktu yang tertentu. Biasa dinyatakan dalam sample
per second (SPS). Sementara Resolusi menyatakan tingkat
ketelitian yang dimilliki. Pada Arduino, resolusi yang dimiliki adalah 10 bit
atau rentang nilai digital antara 0 - 1023. Dan pada Arduino tegangan referensi
yang digunakan adalah 5 volt, hal ini berarti ADC pada Arduino mampu menangani
sinyal analog dengan tegangan 0 - 5 volt.
Pada Arduino, menggunakan pin analog input
yang diawali dengan kode A( A0- A5 pada Arduino Uno). Fungsi untuk mengambil
data sinyal input analog menggunakan analogRead(pin);
2.4.3 Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen
utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari
perusahaan Atmel.
Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang
menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa
menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer
ataupun perangkat lain.
Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai
berikut :
Microcontroller
ATmega328P
|
Operating Voltage 5 V
|
Input Voltage (recommended) 7 – 12 V
|
Input Voltage (limit) 6 – 20 V
|
Digital I/O Pins 14
(of which 6 provide PWM output)
|
PWM Digital I/O Pins 6
|
Analog Input Pins 6
|
DC Current per I/O Pin 20 mA
|
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
|
Flash Memory
32 KB of which 0.5 KB used by bootloader
|
SRAM
2 KB
|
EEPROM
1 KB
|
Clock Speed
16 MHz
|
BAGIAN-BAGIAN
ARDUINO UNO
POWER USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
POWER
JACK
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
Crystal
Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
Digital
Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
Analog
Pins
Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.
Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
Komentar :
Posting Komentar