ELECTRICAL ENGINEERING: Laporan percobaan 3 M2

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. 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. LM35 berfungsi untuk melakukan pendeteksian terhadap suhu yang akan diukur, Sensor suhu LM35 ini mempunyai jangkauan pengukuran suhu antara 0 – 100 derajat Celcius dengan kenaikan 10 mV untuk tiap derajat Celcius yang berarti bahwa setiap kenaikan suhu (0C) maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV, dimana output dari LM35 ini yang menyatakan kondisi perubahan dari suhu lingkungan.

c. Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya.

d. Battery

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

e. LED

LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya.

f. Resistor

Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.

3. Dasar Teori

[Kembali]

a. Arduino UNO

Pin pin pada arduino UNO

konfigurasi pin Arduino UNO

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya. Setiap 14 pin digital pada arduino uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalwrite(), dan digitalRead(). Fungsi fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 volt, Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm.

b. LM35

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, dan dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian kontrol 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 pengubah 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.

Dalam pengoperasiannya pin Vs dihubungkan dengan tegangan sumber sebesar antara 4 – 20 volt sementara pin Ground dihubungkan dengan ground dan pin Vout merupakan keluaran yang akan mengalirkan tegangan yang besarnya akan sesuai dengan suhu yang diterimanya dari sekitar. Prinsip kerja alat pengukur suhu ini, adalah sensor suhu difungsikan untuk mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dengan kata lain panas yang ditangkap oleh LM35 sebagai sensor suhu akan diubah menjadi tegangan.

c. Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

Motor DC mempunyai dua komponen utama, yakni rotor dan stator. Untuk dapat bergerak, prinsip kerja motor DC memakai fenomena elektromagnet.Ketika aliran listrik sampai pada bagian kumparan, maka pada permukaan sebelah utara akan secara otomatis bergerak ke arah magnet sisi selatan. Kemudian, kumparan pada magnet sisi selatan bergerak ke arah sisi utara magnet.

Dalam hal ini, terjadi pertemuan antara kedua sisi magnet, maka menyebabkan adanya reaksi saling menarik, sehingga berdampak pada berhentinya pergerakan pada kumparan.

Supaya dapat kembali bergerak, maka kutub magnet dan kumparan harus saling berhadapan, sehingga arah aliran listrik pada kumparan menjadi terbalik. Pada keadaan tersebut, maka kutub utara pada kumparan akan beralih menjadi selatan, begitupun sebaliknya. Apabila hal ini terjadi, maka kutub selatan menjadi berhadapan dengan sesama kutub selatan. Demikian halnya dengan kutub utara. Hal tersebut akan menimbulkan reaksi saling menolak. Sehingga secara otomatis akan menimbulkan pergerakan kumparan.

d. Battery

Setiap baterai terdiri dari terminal positif (Katoda) dan terminal negatif (Anoda) serta elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output arus listrik dari baterai adalah arus searah atau disebut juga dengan arus DC (Direct Current). Pada umumnya, baterai terdiri dari 2 jenis utama yakni baterai primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan baterai sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).

e. LED

Cara kerja LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

f. Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen dasar elektronika, salah satu tipe resistor yaitu resistor tetap. Resistor tetap merupakan jenis resistor yang memiliki nilai hambatan yang relatif tetap. Komponen resistor tetap pada umumnya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam.

Nilai hambatan dari resistor tetap ini ditentukan oleh tebal dan panjangnya lintasan dari bahannya. Panjang lintasan tergantung dari berapa panjang alur dari lintasan resistor tersebut yang berbentuk spiral.

Menentukan nilai hambatan resistor dari Kode Warna

Kode warna yang terdapat pada resistor menyatakan nilai tahanan (resistansi) dan toleransi dari resistor tersebut. Semakin kecil nilai toleransi dari suatu resistor maka akan semakin baik, dikarenakan nilai tahanan resistor yang dibaca menurut kode warna tersebut akan mendekati nilai tahanan dari resistor sebenarnya.

Bila jumlah gelang resistor tersebut ada 4 buah maka cara membaca nilai tahanannya yaitu :

Gelang pertama menunjukkan angka pertama dari nilai tahanan
Gelang kedua menunjukkan angka kedua dari nilai tahanan
Gelang ketiga menunjukkan faktor pengali
Gelang keempat menunjukkan nilai toleransi

Bila jumlah gelang resistor tersebut ada 5 buah maka cara membaca nilai tahanannya yaitu :

Gelang pertama menunjukkan angka pertama dari nilai tahanan
Gelang kedua menunjukkan angka kedua dari nilai tahanan
Gelang ketiga menunjukkan angka ketiga dari nilai tahanan
Gelang keempat menunjukkan faktor pengali
Gelang kelima menunjukkan nilai toleransi

Bila jumlah gelang resistor tersebut ada 6 buah maka cara membaca nilai tahanannya yaitu :

Gelang pertama menunjukkan angka pertama dari nilai tahanan
Gelang kedua menunjukkan angka kedua dari nilai tahanan
Gelang ketiga menunjukkan angka ketiga dari nilai tahanan
Gelang keempat menunjukkan faktor pengali
Gelang kelima menunjukkan nilai toleransi
Gelang kelima menunjukkan nilai koefisien suhu

4. Percobaan

[Kembali]

a. Prosedur Percobaan

[Kembali]

- Persipkan komponen yang dibutuhkan pada proteus, seperti LM35, LCD, LED-green, Motor DC, Arduino UNO

- Rangkaian seperti pada gambar diatas

- Pastikan semua pin serta komponen terhubung dengan benar

- Lanjut dengan membuat program untuk di inputkan ke arduino

- Program yang dibuat mengikuti kondisi yang telah ditentukan

- Setelah itu copykan hex program dan paste kan ke arduino

- Setelah itu dapat diuji coba denganmengatur suhu pada LM35 jika suhu berada selain suhu 36 apa yang akan terjadi

- Dan jika suhu pada LM35 menampilkan 36 derjat apa yang akan terjadi

b. Hardware

[Kembali]

Arduino UNO

LM35

Motor DC

LED

LCD

c. Rangkaian Simulasi

[Kembali]

Susunan rangkaian

Rangkaian ketika suhu pada LM35 diluar kondisi

Rangkaian ketika suhu pada LM35 terbaca 35 derajat

d. Listing Program

[Kembali]

#include <LiquidCrystal.h> //Deklarasi library LCD

#define LM35 A0 //Deklarasi pin A0 untuk LM35

LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7); //Deklarasi pin 2-7 untuk LCD

int nilaiSuhu; //Deklarasi variabel nilaiSuhu

int LED = 9; // pin LED dihubungkan dengan pin 9 Arduino

int motorPin1 = 11; // Deklarasi pin 11 untuk motor

int motorPin2 = 10; // Deklarasi pin 10 untuk motor

void setup() { //Semua kode dalam fungsi ini dieksekusi sekali

pinMode(A0, INPUT); //Deklarasi pin A0 sebagai INPUT

lcd.begin(16,2); //Dimensi LCD yang digunakan

pinMode (LED,OUTPUT); //Deklarasi LED sebagai OUTPUT

pinMode (motorPin1, OUTPUT);

pinMode (motorPin2, OUTPUT);

}

void loop() //Semua kode dalam fungsi ini dieksekusi berulang

{

nilaiSuhu=((5*analogRead(LM35)*100.00)/1024); //Mencari nilai Suhu

if (nilaiSuhu > 35 && nilaiSuhu <37) { //nilai suhu 36

digitalWrite (LED,HIGH);

digitalWrite (motorPin1, HIGH);

digitalWrite (motorPin2, LOW);

lcd.clear(); //Menghapus layar LCD

lcd.setCursor(0,0); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan

lcd.print("Suhu Normal"); //Menampilkan text pada LCD

lcd.setCursor(0,1); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan

lcd.print(nilaiSuhu); //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD

delay(10000);

}

else {

digitalWrite (LED,LOW); //kondisi saat suhu besar atau kecil dari 35

digitalWrite (motorPin1, LOW);

digitalWrite (motorPin2, LOW);

lcd.clear(); //Menghapus layar LCD

lcd.setCursor(0,0); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan

lcd.print("Suhu tidak normal"); //Menampilkan text pada LCD

lcd.setCursor(0,1); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan

lcd.print(nilaiSuhu); //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD

delay(100); //Waktu delay 100 ms setelah dieksekusi

}

e. Flowchart

[Kembali]

f. Video

[Kembali]

Pada percobaan ini kita membutuhkan beberapa komponen, dimana ada LM35 sebagai pengatur suhu, lalu ada Arduino UNO, lalu ada Motor DC, LED-Green, LCD dan terdapat resistor. Selanjutnya kita merangkai rangkaiannya. dimana pada LM35 pin output akan dihubungkan pada pin input analog A0 pada arduino UNO. Pada motor DC akan dihubungkan pada pin digital Arduino yaitu pin 10 dan pin 11. Pada LED akan dihubungkan dengan pin 9 arduino dan dipasangkan resistor sebesar 220 V. selanjutnya untuk LCD akan dihubungan dengan pin 2,3,4,5,6,7 pin Arduino.

Selesai dirangkai lanjut mendeklarasikan listing program sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan. Diawali dengan pendeklarasian Library LCD, pin LM35 yaitu pin A0, pin LCD (2,3,4,5,6,7), variabel nilai suhu, pin LED yaitu pin 9 , pin untuk motor yaitu pin 11 dan pin 10. Selanjutnya pada void setup, disini terjadi pengeksekusian kode sebanyak sekali. Pada void setup terjadi pendeklarasian untuk INPUT OUTPUT dari pin A0 sebagai input, LED sebagai output, motor sebagai output serta pendeklarasian untuk dimensi LCD. Selanjutnya pada void loop, peneksekuasian kode secara berulang, pada bagian ini akan terjadi perhitungan nilai suhu sesuai rumus yang akan terbaca pada LM35, selanjutnya jika suhu menampilkan 36 derjat, maka LED akan HIGH (hidup), Motor akan berputar, lalu LCD akan menampilkan "suhu normal 36",terjadi delay selama 10 s dan jika LM35 mendeteksi suhu diatas / dibawah suhu 36 maka LED dan Motor akan mati, lalu LCD akan menampilkan "suhu tidak normal"

g. Kondisi dan Analisa

[Kembali]

Kondisi :

Bila suhu yang terbaca 36 celcius maka motor hidup 10 s lalu led hijau hidup muncul tulisan Suhu Normal.

Analisa :

1. Jelaskan bagaimana cara memutar motor jika bergerak kekiri !

Jawab :

Dengan cara mengubah lodika pada listing program yaitu pada bagian motorPin 1 dan motorPin 2 jika motor berputar kiri maka motorPin 1 berlogika LOW an motorPin 2 berlogika HIGH , sedangkan jika ingin motor berputar kekiri maka sebaliknya.

2. Jika motor dihubungkan ke pin A2, apa yang akan terjadi pada motor ? Bandingkan Analisa dengan pengertian motor secara umum !

(Pada listing program deklarasi pin diubah menyesuaikan soal)

Jawab :

Ketika motor dihubungkan ke pin analog input A2, motor tetap berputar, hal ini dikarenakan pada listing program telah menyesuaikan input menjadi A2, karena sesuai pengertian dari motor dc yang merupakan suatu perangkat elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik, dimana motor dc dapat menerima input sinyal digital dan sinyal analog.

3. Jika sensor dihubungkan ke pin digital (pin 12), maka apa yang terjadi pada rangkaian ?

Jawab :

Pada rangkaian motor tidak berputar, LED akan mati, lalu LCD tidak menampilkan nilai suhu, ini disebabkan sensor LM35 hanya dapat dihubungkan dengan pin analog dari Arduino, jadi Ketika LM35 dihubungkan ke pin digital maka suhu tidak terbaca dan akan menyebabkan motor tidak berputar, LED akan mati, lalu LCD juga tidak menampilkan nilai suhu.

h. Link Download

[Kembali]

Rangkaian disini

Listing Program disini

Video disini

Datasheet Arduino UNO disini

Datasheet LM35 disini

Datasheet Motor DC disini

Datasheet Resistor disini

Library Arduino UNO disini

Library LCD disini

File HMTL disini

ELECTRICAL ENGINEERING

dropdown

Laporan percobaan 3 M2

Tidak ada komentar:

Posting Komentar