Referensi Sensor Suhu Atau Temperatur Pada Umumnya

ROBOTIC-ID.ORG - Sensor Suhu merupakan alat atau komponen yang berguna untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik sehingga dengan mudah dapat di analisis besarannya. Ada 2 jenis material yang digunakan dalam sensor suhu ini. Diantaranya menggunakan bahan logam dan menggunakan bahan Semikonduktor. Dalam membuat sensor ini ada beberapa metode yang digunakan diantaranya menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap arus listrik sesuai dengan suhu.

Sensor suhu yang menggunakan bahan dasar logam,semakin tinggi suhu maka nilai resistansinya akan semakin besar pula. Hal ini karena bahan logam dapat dikatakan sebagai muatan positif yang berada dalam elektron yang bergerak bebas. Jika suhu semakin tinggi,maka elektron-elektron akan bergerak semakin besar beriringan dengan naiknya suhu. Sehingga gerakan elektron akan terhambat yang menyebabkan nilai hambatan dari logam tersebut bertambah.

Sedangkan sensor suhu yang berbahan semikonduktor merupakan kebalikan dari yang berbahan logam dimana semakin besar suhu maka nilai hambatan akan menurun. Ini dikarenakan pada suhu yang semakin tinggi elektron-elektron bergerak bebas yang menyebabkan nilai hambatan tersebut berkurang.

Ada 4 macam sensor suhu yang umum digunakan diantaranya, yaitu Thermocouple, RTD (Resistance Temperatur Detectors), Thermistor dan LM35.

• Thermocouple

Thermocouple adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Thermocouple yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup besar dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.

Thermocouple 

Termokopel dibangun berdasarkan Asas Seeback dimana bila dua jenis logam yang berlainan disambungkan ini akan menjadi rangkaian tertutup sehingga perbedaan temperature pada sambungan akan menimbulkan beda potensial listrik pada kedua logam tersebut, selanjutnya akan dibaca oleh alat ukur temperatur (Fraden, 2003).

• RTD (Resistance Temperatur Detectors)

Sensor ini mempunyai hambatan listrik yang sebanding sengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, semakin besar pula hambatan listriknya. Resistance Temperatur Detectors adalah sensor suhu yang terbuat dari kumparan kawat platinum pada papan pembentuk isolator.

Detektor Temperatur Tahanan adalah sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran suatu temperatur/suhu 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.

• Thermistor 

Thermistor adalah alat atau komponen atau sensor elektronika yang dipakai untuk mengukur suhu. Prinsip dasar dari termistor adalah perubahan nilai tahanan (atau hambatan atau werstan atau resistance) jika suhu atau temperatur yang mengenai termistor ini berubah. Termistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan).

Thermistor 

Termistor ditemukan oleh Samuel Ruben pada tahun 1930, dan mendapat hak paten di Amerika Serikat dengan nomor #2.021.491. Ada dua macam termistor secara umum: Posistor atau PTC (Positive Temperature Coefficient), dan NTC (Negative Temperature Coefficient). Nilai tahanan pada PTC akan naik jika perubahan suhunya naik, sementara sifat NTC justru kebalikannya.

• LM35

LM35 berfungsi mengubah suhu menjadi tegangan terntentu yang sesuai dengan perubahan suhu. Alat ini paling dikenal karen mudah diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari, selain itu harganya pun cukup terjangkau. Alat ini sering di gunakan sebagai monitoring ruang laboratorium.

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.

Semoga Bermanfaat..

Apa itu Mikrokontroller ?

Dalam diskusi sehari-hari dan di forum internet, mikrokontroller sering dikenal dengan sebut µC, uC, atau MCU. Terjemahan bebas dari pengertian tersebut, bisa dikatakan bahwa mikrokontroller adalah komputer yang berukuran mikro dalam satu chip IC (integrated circuit) yang terdiri dari processor, memory, dan antarmuka yang bisa diprogram. Jadi disebut komputer mikro karena dalam IC atau chip mikrokontroller terdiri dari CPU, memory, dan I/O yang bisa kita kontrol dengan memprogramnya. I/O juga sering disebut dengan GPIO (General Purpose Input Output Pins) yang berarti : pin yang bisa kita program sebagai input atau output sesuai kebutuhan.

Gambar : Board Arduino Uno 

 Board Arduino terdiri dari hardware / modul mikrokontroller yang siap pakai dan software IDE yang digunakan untuk memprogram sehingga kita bisa belajar dengan mudah. Kelebihan dari Arduino yaitu kita tidak direpotkan dengan rangkaian minimum sistem dan programmer karena sudah built in dalam satu board. Oleh sebab itu kita bisa fokus ke pengembangan sistem.

Project board dan Kabel Jumper 

Untuk praktek, kita akan menggunakan project board (ada yang menyebutnya dengan istilah bread board) dan beberapa kabel jumper untuk menghubungkan antara komponen dan Arduino. Dengan project board kita tidak perlu menyolder rangkaian sehingga relatif mudah dan cepat dalam merangkai. Project board memungkinkan kita untuk membangun dan membongkar rangkaian dengan cepat sehingga sangat cocok untuk eksperimen. Tapi jika kita ingin membuat rangkaian yang permanen, maka kita harus menggunakan PCB.

Peta jalur pada project board 

Yang terpenting adalah, kita harus memahami jalur-jalur pada project board. Project board terdiri dari jalur vertikal dan jalur horisontal. Jalur vertikal ada di bagian tengah yang terdiri dari 2 x 64 jalur. Masing-masing jalur terdiri dari 5 titik vertikal, misal jalur 1A-1B-1C1D-1E dan jalur 1F-1G-1H-1I-1J yang kedua tidak saling tersambung. Jalur horisontal sebanyak 8 jalur, 4 jalur ada di bagian atas dan 4 jalur lagi di bagian bawah. Jalur ini bisa digunakan untuk power supply (VCC dan GND) untuk rangkaian. Untuk lebih jelasnya, silakan perhatikan Gambar. Garis merah menunjukkan bahwa lubang tersebut terhubung secara fisik.

Sumber : www.elangsakti.com

Cara Kerja Sensor Ultrasonik

 Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima.

Karena kecepatan bunyi adalah 340 m/s, maka rumus untuk mencari jarak berdasarkan ultrasonik adalah : 

Dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.

Dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver. 

HC-SR04 merupakan sensor ultrasonik siap pakai, satu alat yang berfungsi sebagai pengirim, penerima, dan pengontrol gelombang ultrasonik. Alat ini bisa digunakan untuk mengukur jarak benda dari 2cm - 4m dengan akurasi 3mm. Dengan demikian, untuk menghitung jarak yang hanya maksimal 4 m maka rumus di atas harus dimodifikasi atau disesuaikan satuannya. Mikrokontroller bisa bekerja pada order mikrosekon (1s = 1.000.000 µs) dan satuan jarak bisa kita ubah ke satuan cm (1m = 100 cm). Oleh sebab itu, rumus di atas bisa diupdate menjadi:

Alat ini memiliki 4 pin, pin Vcc, Gnd, Trigger, dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif dan Gnd untuk ground-nya. Pin Trigger untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantul dari benda.

Cara menggunakan alat ini yaitu: 

1. Ketika kita memberikan tegangan positif pada pin Trigger selama 10µS, maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik dengan frekuensi 40kHz.
2. Selanjutnya, sinyal akan diterima pada pin Echo - Untuk mengukur jarak benda yang memantulkan sinyal tersebut, selisih waktu ketika mengirim dan menerima sinyal digunakan untuk menentukan jarak benda tersebut.
3. Rumus untuk menghitung jaraknya adalah S = (0.034 *t) /2 cm.

Berikut adalah visualisasi dari sinyal yang dikirimkan oleh sensor HC-SR04

Sumber : www.elangsakti.com

Beberapa Jenis LED Yang Kita Kenal

Ada berbagai jenis dioda yang dibuat sesuai dengan fungsinya tanpa meninggalkan karakteristik serta spesifikasinya, seperti dioda penyearah (rectifier),dioda Emisi Cahaya (LED), dioda Zenner, dioda photo (Photo-Dioda) dan Dioda Varactor.

• DIODA CAHAYA ( PHOTO-DIODE)

Dioda cahaya ini bekerja pada daerah reverse, jadi hanya arus bocor saja yang melewatinya. Dalam keadaan gelap, arus yang mengalir sekitar 10 A untuk dioda cahaya dengan bahan dasar germanium dan 1A untuk bahan silikon. Kuat cahaya dan temperature keliling dapat menaikkan arus bocor tersebut karena dapat mengubah nilai resistansinya dimana semakin kuat cahaya yang menyinari semakin kecil nilai resistansi dioda cahaya tersebut. Penggunaan dioda cahaya diantaranya adalah sebagai sensor dalam pembacaan pita data berlubang (Punch Tape), dimana pita berlubang tersebut terletak diantara sumber cahaya dan dioda cahaya. Jika setiap lubang pita itu melewati antara tadi, maka cahaya yang memasuki lubang tersebut akan diterima oleh dioda cahaya dan diubah dalam bentuk signal listrik. Sedangkan penggunaan lainnya adalah dalam alat pengukur kuat cahaya (Lux-Meter), dimana dalam keadaan gelap resistansi dioda cahaya ini tinggi sedangkan jika disinari cahaya akan berubah rendah. Selain itu banyak juga dioda cahaya ini digunakan sebagai sensor sistem pengaman (security)misal dalam penggunaan alarm.

• DIODA EMISI CAHAYA ( LIGHT EMITTING DIODE ) 

Dioda Emisi

Dioda emisi cahaya atau dikenal dengan singkatan LED merupakan Solid State Lamp yang merupakan piranti elektronik gabungan antara elektronik dengan optik, sehingga dikategorikan pada keluarga “Optoelectronic”. Sedangkan elektroda-elektrodanya sama seperti dioda lainnya, yaitu anoda (+) dan Katoda (-).Ada tiga kategori umum penggunaan LED, yaitu :

- Sebagai lampu indikator,

- Untuk transmisi sinyal cahaya yang dimodulasikan dalam suatu jarak tertentu,

- Sebagai penggandeng rangkaian elektronik yang terisolir secara total. Simbol,

bangun fisiknya dan konstruksinya diperlihatkan pada gambar berikut.

Bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan LED adalah bahan Galium Arsenida (GaAs) atau Galium Arsenida Phospida (GaAsP) atau juga Galium Phospida (GaP), bahan-bahan ini memancarkan cahaya dengan warna yang berbeda-beda. Bahan GaAs memancarkan cahaya infra-merah, Bahan GaAsP memancarkan cahaya merah atau kuning, sedangkan bahan GaP memancarkan cahaya merah atau hijau.

Seperti halnya piranti elektronik lainnya , LED mempunyai nilai besaran terbatas dimana tegangan majunya dibedakan atas jenis warna.

• DIODA PENYEARAH (RECTIFIER)

Dioda penyearah adalah jenis dioda yang terbuat dari bahan Silikon yang berfungsi sebagai penyearah tegangan / arus dari arus bolak-balik (ac) ke arus searah (dc) atau mengubah arus ac menjadi dc. Secara umum dioda ini disimbolnya.

• DIODA ZENER 

Dioda Zener

Dioda Zener merupakan dioda junction P dan N yang terbuat dari bahan dasar silikon. Dioda ini dikenal juga sebagai Voltage Regulation Diode yang bekerja pada daerah reverse (kuadran III). Potensial dioda zener berkisar mulai 2,4 sampai 200 volt dengan disipasi daya dari ¼ hingga 50 watt.

Fenomena tegangan breakdown dioda ini menginspirasi pembuatan komponen elektronika kerabat dioda yang bernama Zener. Tidak ada perbedaan struktur dasar dari Zener dengan dioda. Dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada Zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada Zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 2 volt, 5.6 volt dan sebagainya. Fungsi dari komponen ini biasanya dipakai untuk pengamanan rangkaian setelah tegangan Zener.

• DIODA VARACTOR

Dioda Varactor

Dioda Varactor disebut juga sebagai dioda kapasitas yang sifatnya mempunyai kapasitas yang berubah-ubah jika diberikan tegangan. Dioda ini bekerja didaerah reverse mirip dioda Zener. Bahan dasar pembuatan dioda varactor ini adalah silikon dimana dioda ini sifat kapasitansinya tergantung pada tegangan yang diberikan padanya. Jika tegangan tegangannya semakin naik, kapasitasnya akan turun. Dioda varikap banyak digunakan pada pesawat penerima radio dan televisi di bagian pengaturan suara (Audio).

• DIODA SCHOTTKY (SCR)

DIODA SCR singkatan dari Silicon Control Rectifier. Adalah Dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR atau Tyristor masih termasuk keluarga semikonduktor dengan karateristik yang serupa dengan tabung thiratron. Sebagai pengendalinya adalah gate(G).SCR sering disebut Therystor. SCR sebetulnya dari bahan campuran P dan N. Isi SCR terdiri dari PNPN (Positif Negatif Positif Negatif) dan biasanya disebut PNPN Trioda.

DIODA SCR

Mengenal Sekilas Mikrokontroler Arduino Uno-R3

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 (Hardi Santosa,2012 ). Chip atau IC (integrated circuit) dapat diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai ‘otak’ yang mengendalikan input, proses dan output sebuah rangkaian elektronik.

Skema Arduino Uno-R3

Beberapa kelebihan menggunakan Arduino : 

• Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakan nya.

• Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap.

• Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.

Shield untuk Xbee biasa digunakan untuk Wirreles, entr ane kasih postingan gmana cara mengunakan Xbee untuk Arduino cuma masih ama dosen ane. hehehe. Untuk Bahasa Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah. Untuk membuat program dan mengupload ke dalam board Arduino, membutuhkan software Arduino IDE (Integrated Development Enviroment) yang bisa di download gratis di http://arduino.cc/en/Main/Software.

Jadi jangan heran ketika membeli board arduino kok gak ada Cd di dalamnya, karena Arduino sendiri bersifat Open Source maka software dan semua kelengkapan seperti Driver ada di Website resmi arduino, jadi ya harus download dulu di internet.

Dalam Board Arduino sendiri secara sederhana terdiri dari beberapa bagian, yaiu :

A. Soket USB

Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau laptop. Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial. (Hardi Santosa,2012 )

B. Input / Output Digital

Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan komponen atau rangkaian digital. Misalnya kalau ingin membuat LED berkedip, LED tersebut bisa dipasang pada salah satu pin I/O digital dan ground. Komponen lain yang menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin-pin ini.

C. Input Analog

Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dsb.

D. Catu Daya

Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat juga pin Vin dan Reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui tegangan USB atau adaptor. Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melaui tombol atau rangkaian eksternal.

E. Baterai / Adaptor

Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer. Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.

Arduino Uno-R3