ALAT
PENGATUR SUHU RUANG
Deny
Setyo Pambudi1, Maharani Novita Dewi2, Sonita Ristian
Nova3,Samuel Beta4, Program Studi Teknik Elektronika,
Politeknik Negeri Semarang,Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275.
Intisari -
Untuk mengatur suhu ruangan secara otomatis dan sesuai apa yang diinginkan,
dibutuhkan alat untuk mengatur suhu ruang secara otomatis. Maka dalam
penelitian ini dibuatlah aplikasi Arduino Uno dan ARM menggunakan masukan
sensor suhu dengan luaran kipas, bolam lampu, dan LCD. LM35 merupakan sensor
untuk mengukur suhu ruangan. Dan suhu ruang yang melampaui batas yang
ditetapkan akan diturunkan suhunya menggunakan kipas. Sedangkan Arduino Uno dan
ARM sebagai kontroler dan pengkondisi sinyal.
Kata
Kunci : Arduino Uno, ARM, Sensor
Suhu, Kipas, Lampu.
Abstract – To adjust temperature room automatically and fit what they wanted, we
need a tool to adjust temperature room
automatically. So in this study made Arduino Uno and ARM applications using a
temperature sensor inputs with outputs fan, lamp, and LCD. LM35 is a sensor for
measuring the temperature of the room. And a room temperature that exceeds the
set limit will be lowered temperature using a fan. While the Arduino Uno and
ARM as a controller and signal conditioner.
I. Pendahuluan
Pada era modern ini, perkembangan
teknologi elektronika berkembang dengan pesat. Salah satunya adalah sensor dan
pengendali mikrokontroller. Meskipun terdapat beraneka ragam sensor, kebanyakan
sensor suhu memiliki rentang terukur yang sempit serta akurasi yang rendah
namun memiliki biaya yang tinggi. Serta banyak pengendali mikrokontroller yang
tidak berbasis open source sehingga sangat sulit untuk membuatnya. Maka dalam
pembuatan proyek ARM ini penulis menggunakan sensor suhu dengan LM35 dimana
range suhu yang terukur cukup lebar dan memiliki akurasi yang cukup tinggi. Penulis
menggunakan Arduino dan ARM sebagai pengendali mikrokontroller yang bersifat
open source, dan LCD sebagai display.
II. Tinjauan Pustaka
Untuk
mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah
tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan
Arduino dan ARM.
A. Sensor Suhu ( LM35)
Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal
Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau
ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai
komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang
diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah
perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor
suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC
sebesar 60 µA dalam beroperasi.
Gambar.
Sensor LM35
Karakteristik Sensor suhu IC LM35 :
- Memiliki sensitivitas suhu,
dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga
dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
- Memiliki ketepatan atau
akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar
2.2.
- Memiliki jangkauan maksimal
operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai
30 volt.
- Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60
µA.
- Memiliki pemanasan sendiri
yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
- Memiliki
impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran
hanya sekitar ± ¼ ºC.
B. Kipas AC 220 Volt
Motor arus
bolak-balik (motor AC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga
listrik arus bolak-balik (listrik AC) menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik
berupa putaran daripada rotor. Motor listrik arus bolak-balik dapat
dibedakan atas beberapa jenis. Seperti pada motor DC pada
motor AC, arus dilewatkan melalui kumparan, menghasilkan torsi pada
kumparan. Sejak saat itu bolak, motor akan berjalan lancar hanya pada frekuensi
gelombang sinus. Hal ini disebut motor sinkron. Lebih umum adalah motor
induksi, di mana arus listrik induksi dalam kumparan berputar daripada yang
diberikan kepada mereka secara langsung. Salah satu kelemahan dari
jenis motor AC adalah arus tinggi yang harus mengalir melalui kontak berputar.
Memicu dan pemanasan pada kontak-kontak dapat menghabiskan energi dan
memperpendek masa pakai motor. Dalam motor AC umum medan magnet yang dihasilkan
oleh elektromagnet didukung oleh tegangan AC sama dengan kumparan motor.
Kumparan yang menghasilkan medan magnet yang kadang-kadang disebut sebagai
"stator", sedangkan kumparan dan inti padat yang berputar disebut
"dinamo". Dalam motor AC medan magnet sinusoidal bervariasi, seperti
arus dalam kumparan bervariasi.
C. LCD
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca
bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan
seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda
diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan
silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich
memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal
belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak
dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang
diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin
ditampilkan)
Gambar. LCD
D. ARM CortexM0
ARM
adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang
dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC Machine.
Gambar 3. Keluarga Mikroprosesor ARM
Mikroprosesor ARM mempunyai beberapa keluarga
untuk menjangkau berbagai aplikasi, salah satunya adalah ARM Cortex Prosesor
Embedded (ARM Cortex Embedded Processors).
Prosesor-prosesor di keluarga seri CortexM telah dikembangkan khusus untuk
domain mikrokontroler, dimana permintaan untuk kecepatan, determinasi waktu
proses, dan manajemen interrupt bersama dengan jumlah gate silikon minimum
(luas silikon yang minimum menentukan harga akhir prosesor) dan konsumsi daya
yang minimum sangat diminati, seperti ARM CortexM0 yang merupakan
prosesor untuk menggantikan aplikasi mikrokontroler 8/16bit dengan tipe ARM
NUC120
ARM NUC120 merupakan sebuah
modul mikronkontroler 32-bit berbasis ARM CortexM0. ARM NUC 120 BOARD dilengkapi dengan program
bootloader sehingga tidak membutuhkan divais programmer terpisah. NUC120 dapat
beroperasi dengan kecepatan CPU sampai 48MHz. Telah dilengkapi dengan Full Speed USB 2.0 Device Controller yang sangat fleksibel dan dapat dikonfigurasi
untuk berbagai aplikasi berbasis USB.
Gambar 4. DT-ARM NUC120
Spesifikasi :
- Berbasis
NUC120RD2BN dengan Flash memory APROM sebesar 64 Kbyte, 8 Kbyte SRAM, 4
Kbyte Data Flash.
- Memiliki
kemampuan IAP (In Applicaton
Programming) dan ISP (In System
Programming) melalui bootloader software pada LDROM.
- Tersedia
jalur SWD (Serial Wire Debug)
yang dapat digunakan untuk debugging
serta programming.
- Dapat
diprogram langsung melalui jalur USB.
- Mendukung
Peripheral DMA mode.
- Memiliki
8 channel ADC dengan resolusi 12 bit.
- Memiliki
4 buah timer 32 bit.
- Memiliki
fungsi Watchdog dan RTC.
- Dilengkapi
dengan 4 buah hardware PWM
dengan resolusi 16 bit.
- Memiliki
masing-masing 2 kanal jalur komunikasi UART, SPI, dan I2C.
- Memiliki
1 channel I2C.
- Tersedia
antarmuka USB dan UART RS-485.
- Terdapat
sensor suhu built-in dengan range -40 - 125°C dengan resolusi 1°C.
Sensor ini memiliki gain
-1.76mV/°C dan offset 720 mV pada suhu
0°C.
- Memiliki
hingga 45 jalur GPIO yang masing-masing dapat dikonfigurasi pull-up/ pull-down resistor, repeater
mode, input inverter, dan open-drain mode.
- Terdapat
22 MHz internal osilator.
- Frekuensi
osilator eksternal sebesar 12 MHz dan fitur PLL sampai dengan 48 MHz.
- Frekuensi
osilator eksternal sebesar 32.768 KHz yang dapat digunakan untuk fungsi
RTC dan Low Power Mode.
- Tersedia
rangkaian reset manual.
- Bekerja
pada tegangan 3,3 – 5,5 V.
- Dilengkapi
dengan regulator 3,3 V dan 5 V dengan arus maksimum 800 mA
- Tersedia
pilihan catu daya input : catu daya eksternal 6,5 – 12 VDC (via
regulator), catu daya eksternal 3,3 – 5,5 VDC (tanpa melalui regulator),
atau menggunakan sumber catu daya dari jalur USB.
E. Lampu
Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui
penyaluran arus
listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan
cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut
menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan
langsung rusak akibat teroksidasi.
Lampu pijar dipasarkan dalam berbagai macam
bentuk
dan tersedia untuk tegangan
(voltase)
kerja yang bervariasi dari mulai 1,25 volt hingga 300 volt.
Energi listrik yang diperlukan lampu pijar untuk
menghasilkan cahaya yang terang lebih besar dibandingkan dengan sumber cahaya
buatan lainnya seperti lampu
pendar dan diode
cahaya, maka secara bertahap pada beberapa negara peredaran lampu pijar
mulai dibatasi.
III. PERANCANGAN ALAT
A. Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika
Adapun sistem yang digunakan yaitu :
1.
Sensor suhu ruangan (LM35)
2.
LCD
3.
Bolam
Lampu
4.
Keypad
/ Push Button
5.
Kipas
B. Blok Diagram Hubungan
Komponen Utama
Blok diagram
aplikasi Arduino Uno dan
ARM menggunakan masukan sensor suhu dengan luaran kipas,
bolam, dan LCD dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar.
Blok Diagram Komponen
Utama
C. Perangkat Lunak
Untuk
diagram alir, program aplikasi Arduino UNO menggunakan masukan sensor suhu LM35
dan keluaran kipas, bolam lampu, dan LCD.
IV. Pengujian Alat
A. Pengujian Sensor Suhu LM35
Pengujian ini bertujuan untuk mengahui kepekaan sensor suhu dalam mengukur
suhu yang ada di dalam box serta bertujuan untuk menentukan set point yang akan
diatur pada program.
V. KESIMPULAN
Setelah
melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang
telah didapat pada penelitian ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1.
Sensor Suhu
(LM35)
berfungsi untuk mengukur
suhu yang ada di dalam suatu ruangan. Sensor ini dapat mengukur suhu ruangan dengan range -55 ºC sampai +150 ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30
volt.
2.
Penggunaan
sensor suhu LM35 sebagai inputan menggunakan analog output dari modul sensor
suhu LM35 agar set point bisa diatur
REFERENSI
[1]
http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-suhu-ic-lm35/
diakses pada tanggal 14 Januari 2015
[2]
http://sinaga18.blogspot.com/2013/04/motor-ac.html
diakses pada tanggal 14 Januari 2015
[3]
https://yefrichan.wordpress.com/category/kipas-angin-seperti-ac/
diakses pada tanggal 14 Januari 2015
[4]
http://id.wikipedia.org/wiki/Lampu_pijar
diakses pada tanggal 14 Januari 2015
Nama penulis Deny
Setyo Pambudi. Penulis dilahirkan di
kabupaten Pati tanggal 09 April
1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Gempolsari
03, SMPN 01 Winong, dan SMKN Tunas Harapan Pati. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA.
Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan
diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri
Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro.
Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.12.2.03.
Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui via email: denpambut@gmail.com.
Nama penulis Maharani
Novita Dewi. Penulis dilahirkan di Semarang tanggal 7 November 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Pertiwi
Ambarawa, SDN Panjang 03 Ambarawa, SMPN 21 Semarang, dan SMAN 1
Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa
baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus
Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika,
Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.12.2.09. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi mhranidewi@yahoo.com.
Nama penulis Sonita Ristian Nova. Penulis dilahirkan di Semarang tanggal 15 November 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Trisula
II Juwana, SDN Growong Kidul 02 Juwana, SMPN 01 Juwana, dan SMAN 1 Juwana. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa
baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus
Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika,
Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.12.2.19. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi sonitaristiannova@yahoo.co.id
programnya mana?
BalasHapus