Tugas 3 (Setelah UTS)

 APLIKASI MENSTABILKAN SUHU RUANGAN DENGAN SENSOR SUHU LM 35

 

 


1.      Tujuan

-          Mensimulasikan software proteus

-          Membuat rangkaian sederhana menggunakan sensor suhu (LM35) yang dapat berguna dalam kehidupan sehari-hari

-          Membuat aplikasi menstabilkan suhu ruangan dengan sensor LM35

Gambar acuan: gambar 13.21 halaman 596


2.      Alat dan Bahan

·         Alat :

a.       Ground

 


b.      DC voltmeter

Spesifikasi :

·         Display Type : Digital.

·         Operating Temperature : -10 to 65° c.

·         Brand Name : Digital Ammeter Voltmeter.

·         Accuracy Class : 1% (± 1 digit)

·         Measuring Range : DC 0-100V/10A.

·         Dimensions : 48 x 29 x 21 mm.

·         Model Number : YB27VA Volt Amp Meter.

·         Operating voltage : DC 4.5 - 30V.

 

·         Bahan :

a.       Sensor suhu (LM35)




Konfigurasi pin:

·         Pin-1 dan pin-8 adalah o / p dari komparator

·         Pin-2 dan pin-6 adalah pembalik i / id

·         Pin-3 dan pin-5 adalah non inverting i / id

·         Pin-4 adalah terminal GND

·         Pin-8 adalah VCC +

·         LM358 IC Pin Configuration

·         LM358 IC Pin Configuration

·         Fitur LM358 IC

spesifikasi dari LM358 IC adalah

Ini terdiri dari dua op-amp internal dan frekuensi dikompensasi untuk gain kesatuan

Gain tegangan besar adalah 100 dB

Lebar pita lebar adalah 1MHz

Jangkauan pasokan listrik yang luas termasuk pasokan listrik tunggal dan ganda

Rentang catu daya tunggal adalah dari 3V ke 32V

Jangkauan pasokan listrik ganda adalah dari + atau -1.5V ke + atau -16V

Penyaluran arus pasokan sangat rendah, yaitu 500 μA

2mV tegangan rendah i / p offset

Mode umum rentang tegangan i / p terdiri dari ground

Tegangan catu daya dan diferensial i / p tegangan serupa

ayunan tegangan o / p besar.

 

b.      Resistor

Spesifikasi :

-          Resistance (Ohms) : 220 V

-          Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W

-          Tolerance : ± 5%

-          Packaging : Bulk

-          Composition : Carbon Film

-          Temperature Coefficient : 350ppm/°C

-          Lead Free Status : Lead Free

-          RoHS Status : RoHs Complient

 

c.       Transistor NPN

Konfigurasi Pin :

-           Collector

-          Base

-          Emitter

Spesifikasi :

-          Type Designator: 2N2369

-          Material of Transistor: S

-          Polarity: NPN

-          Maximum Collector Power Dissipation (Pc): 0.36 W

-          Maximum Collector-Base Voltage |Vcb|: 40 V

-          Maximum Collector-Emitter Voltage |Vce|: 15 V

-          Maximum Emitter-Base Voltage |Veb|: 4 V

-          Maximum Collector Current |Ic max|: 0.2 A

-          Max. Operating Junction Temperature (Tj): 200 °C

-          Transition Frequency (ft): 500 MHz

 

d.      Op-Amp

Spesifikasi:

·         Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)

·         Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)

·         Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)

·         Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)

·         Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)

·         Karakteristik tidak berubah dengan suhu

e.       Motor

Spesifikasi:

-          Tegangan:12V

-          Hambatan:120 ohm

 

f.       Diode

 

g.      LED

Spesifikasi :

-          Superior weather resistance

-          5mm Round Standard Directivity

-          UV Resistant Eproxy

-          Forward Current (IF): 30mA

-          Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V

-          Reverse Voltage: 5V

-          Operating Temperature: -30℃ to +85℃

-          Storage Temperature: -40℃ to +100℃

-          Luminous Intensity: 20mcd 

Konfigurasi Pin :

-          Pin 1 : Positive terminal of LED

-          Pin 2 : Negative terminal of LED

 

h.      Potensiometer




                           spesifikasi:

§  Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :

§  Penyapu atau disebut juga dengan Wiper

§  Element Resistif

§  Terminal

                       Konfigurasi Pin :

·         Kaki sebelah kiri (VCC) dihubungkan ke 5v

·         Kaki tengah (DATA) dihubungkan ke A0

·         Kaki sebelah kanan (GND) dihubungkan ke GND

3.      Dasar Teori

a.       Ground

  Grounding adalah Alat instalasi listrik yang berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang keluar dari rangkaian  akibat terjadi kegagalan isolasi. Grounding dalam rumah Anda terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir.

    Terdapat parameter yang menentukan kualitas dari grounding tersebut yaitu nilai tahan pada satuan ohm atau disebut sebagai resistans.Jika nilai groundingnya semakin kecil maka akan semakin bagus kualitas grounding tersebut.Pada instalasi listrik rumahan tentu saja memiliki nilai tahan untuk maksimal 5 Ohm. Sedangkan untuk instalasi petir makja hanya 2 Ohm saja.

 

b.      LED

LED dapat kita definisikan sebagai suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya. Led (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator/lampu indikator.

Rumus Cara Menghitung Resistor Untuk LED

Pada rangkaian diatas kita menggunakan sebuah sumber tegangan DC (Battery) untuk menyalakan LED. Sebagai pembatas arus dipasag sebuah resistor R1 secara seri terharap LED. Besarnya nilai resistor dapat dihitung menggunakan rumus dasar hukum Ohm, dimana besarnya nilai resistor sama dengan tegangan dibagi arus. Karena resistor dipasang seri terharap LED maka besarnya tegangan pada resistor sama dengan tegangan battery dikurangi tegangan forward LED.

Berikut ini rumus cara menghitung resistor untuk LED :

Misalnya kita menggunakan sebuah LED dengan batas arus maksimal sebesar 20mA dengan tegangan supply sebesar 5V dan tegangan maju sebesar 2V, maka nilai resistor yang kita pasang adalah sebesar 5V dikurangi 2V lalu dibagi dengan 20mA. Hasilnya sebesar 150 Ohm.

 

c.       Motor

merupakan piranti elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. pada motor DC terdapat 2 Input yang jika diberikan input yang berbeda maka motor akan berputar CCW atau CW tergantung pada inputan yang dimasukan dan jika diberikan dua input dengan nilai sama maka motor dc akan berhenti. maksud nilai disini adalah HIGH atau LOW.

jadi :

HIGH HIGH = motor tidak berputar
HIGH LOW = motor berputar
LOW LOW = motor tidak berputar
LOW HIGH = motor berputar

d.      Voltmeter



Untuk mengukur tegangan. Tegangan listrik yaitu perbedaan potensial listrik antara 2 titik dalam rangkaian listrik dan dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini, mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik.

Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik bisa kamu katakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.

Secara definisi, tegangan listrik menyebabkan objek bermuatan listrik negatif tertarik dari tempat bertegangan rendah menuju tempat bertegangan lebih tinggi.

Jadi, menyebabkan arah arah arus listrik konvensional di dalam suatu konduktor mengalir dari tegangan tinggi menuju tegangan rendah

Tegangan merupakan beda potensial antara 2 titik, bisa didefinisikan sebagai jumlah kerja yang diperlukan buat memindahkan arus dari titik satu ke titik lainnya.

Simbol Tegangan Listrik DC dan Tegangan Listrik AC


Jadi, rumus tegangan antara 2 titik yaitu:

Va – Vb = ∫E . dI

Keterangan:

·         Va = Potensial di titik a

·         Vb = Potensial di titik b

·         E = Medan Listrik

·         I = Arus Listrik

Sedangkan, berdasarkan penerapannya, beda potensial itu ada pada arus listik bolak – balik (AC) dan arus listrik searah (DC).

Dibawah ini, ada rumus arus searah:

V = √(P.R)

V = I . R

Keterangan:

·         V = Tegangan Listrik

·         P = Daya Listrik

·         R = Hambatan Listrik

·         I = Kuat Arus Listrik

Sedangkan, keterangan pada arus bolak – balik adalah:

·         V = Tegangan Listrik (Volt)

·         I = Kuat Arus Listrik (Ampere)

·         P = Daya Listrik (Watt)

·         R = Hambatan Listrik (Ohm)

·         Z = Impedansi

·         ф = Beda fase antara I dan V

1. Rumus Tegangan Listrik dengan Kuat Arus

Buat mencari rumus tegangan listrik, kalo diketahui Kuat Arus Listrik dan Hambatan Listriknya, yaitu:

V = I x R

Keterangan:

·         V = Tegangan Listrik (Volt)

·         I = Kuat Arus Listrik (Ampere)

·         R = Hambatan Listrik (Ohm)

 

e.       Resistor

Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Nilai Resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi atau resistance.

Bentuk-Bentuk Komponen Resistor

Resistor itu sendiri terdiri dari 2 bentuk komponen, yaitu Komponen Axial/Radial & Komponen Chip. Perbedaan dari kedua bentuk komponen tersebut adalah :

1.      Komponen Axial/Radial adalah Suatu komponen pada nilai resistor terdapat sebuah kode warna, sehingga kita bisa mengetahui nilainya dari sebuah warna yang ada pada komponen tersebut.

2.      Komponen Chip adalah Suatu komponen pada nilai resistor terdapat kode tertentu, sehingga komponen tersebut lebih mudah untuk memhaminya.

Cara Berhitung Resistor Chip :

-          Masukkan Angka ke 1 langsung = 4

-          Masukkan Angka ke 2 langsung = 7

-          Masukkan Jumlah nol dariAngka ke 3 = 000 (3 nol) atau di kalikan dengan 10(3)

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

 

f.       Transistor NPN

Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emitor menuju ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor tersebut diberikan arus positif pada basisnya.

Transistor NPN menerima tegangan positif pada pin collector. Hal ini sehingga membuat arus mengalir dari collector ke emitor(Lc), untuk hal ini harus ada arus basis yang cukup (Lb)untuk meng “On”kan transistor.

 

Cara Kerja Transistor NPN:

 

    Ketika tegangan yang disuplai ke basis melebihi tegangan ambang sebesar 0,7V, yaitu ketika Anda menaikkan arus yang ke basis transistor NPN, maka transistor akan terus mengalirkan lebih banyak sampai arus mengalir sepenuhnya dari kolektor ke emitor.

    Dan ketika Anda menurunkan arus yang ke basis transistor NPN, maka transistor akan membuat arus yang melintasi dari collector ke emitor semakin sedikit, sampai tegangan yang disuplai ke basis berada di bawah ambang batas tegangan 0,7V, di mana pada titik dimana transistor sudah tidak lagi membuka lintas kolektor ke emitor dan transistor di “off”kan.

 

g.      Sensor suhu (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.

 

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin diantaranya yaitu, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius

h.      Op-Amp 

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional. Op-Amp umumnya dikemas dalam bentuk IC, sebuah IC Op-Amp dapat terdiri dari hanya 1 (satu) rangkaian Op-Amp atau bisa juga terdiri dari beberapa rangkaian Op-Amp. Jumlah rangkaian Op-Amp dalam satu kemasan IC dapat dibedakan menjadi Single Op-Amp, dual Op-Amp dan Quad Op-Amp. Ada juga IC yang didalamnya terdapat rangkaian Op-Amp disamping rangkaian utama lainnya.

Sebuah rangkaian Op-Amp memiliki dua input (masukan) yaitu satu Input Inverting dan satu Input Non-inverting serta memiliki satu Output (keluaran). Sebuah Op-Amp juga memiliki dua koneksi catu daya yaitu satu untuk catu daya positif dan satu lagi untuk catu daya negatif. Bentuk Simbol Op-Amp adalah Segitiga dengan garis-garis Input, Output dan Catu dayanya seperti pada gambar dibawah ini. Salah satu tipe IC Op-Amp yang populer adalah IC741

i.        Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.

 

4.      Percobaaan

a.       Prosedur Percobaan

Langkah-langkah:

 

o   Siapkan alat dan bahan (komponen - komponen yang akan dirangkai)

o   Tempatkan alat dan bahan pada posisi yang diinginkan

o   Hubungkan setiap komponen yang sudah ditempatkan tadi

o   Setelah itu, coba run rangkaian tersebut

 

 

b.      Rangkaian simulasi

·         Gambar rangkaian


·         Prinsip kerja

Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .

 

c.       Video




 

d.      Download file