Membuat Sensor Suhu Menggunakan ATmega 16

Membuat Sensor Suhu Menggunakan ATmega 16

Thermometer atau yang sudah kita kenal sebagai alat pengukur dan pendeteksi suhu merupakan sebuah alat yang sudah biasa digunakan sebagai alat acuan untuk menentukan besarnya suhu diberbagai bidang. Alat ini banyak digunakan dan masih bertahan dalam masyarakat karena keakuratan yang cukup tinggi dari segi pengukurannya. Thermometer merupakan alat ukur yang menangkap sinyal analog. Seiring berkembangnya teknologi banyak orang yang mengolah alat ukur analog ini kedalam bentuk alat ukur digital.

Simulasi rangkaian  sensor suhu yang saya buat menggunakan pengontrol Mikro keluaran ATMEL yaitu Atmega16 sebagai kendali utama, sensor pendeteksi besaran yang ingin diukur dalam simulasi rangkaian ini adalah suhu dengan bantuan IC LM35,  sebuah LCD untuk menampilkan hasil pembacaan sensor dan piranti lunak dari IDE yaitu CodeVisionAVR dan juga ISIS.

a. Mikrokontroler Atmega16

Salah satu chip mikrokontroler yang banyak digunakan adalah Atmega16 yang merupakan mikrokontroler         CMOS 8-bit berdaya rendah berbasis arsitektur RISC yang ditingkatkan. Konfigurasi Pin Mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual in-line package) ditunjukkan pada gambar dibawah.

b.  LM35

Merupakan komponen sensor suhu berukuran kecil untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Komponen kecil ini mampu mengukur suhu hingga 1000C dan memiliki tegangan keluaran sebesar 10 milivolt per 10C. LM35 disuplai dengan tegangan mulai dari 4V-30V DC dengan pengurasan 60 mikroampere, memiliki efek pemanasan (self-heating) oleh komponen itu sendiri akibat adanya arus yang bekerja melewatinya yang rendah kira-kira hanya sekitar 0,080 C dan biaya lebih murah. Hal ini menjadi pertimbangan saat akan membuat rangkaian sensor suhu yang sebenarnya. Komponen ini tidak boleh dieksitasi oleh arus melebihi ukuran standarnya, karena jika hal ini terjadi maka akan mengakibatkan self-heating dan mempengaruhi hasil pengukuran senantiasa lebih tinggi dibandingkan suhu yang sebenarnya.

LM35 terdiri dari tiga PIN kaki. Kaki ke-1 PIN Vout sebagai tempat keluarnya tegangan keluaran sensor terukur, yakni 10 milivolt per 10 C. Jadi jika Vout =  530 mV, maka suhu terukur adalah 530C. PIN ke-2 PIN +Vs berfungsi sebagai PIN sumber tegangan dan PIN ke-3 adalah PIN GND sebagai ground.

Dari keterangan diatas maka dapat disimpulkan bahwa LM35 memiliki karakretistik sebagai berikut.

1.      Memiliki sensitivitas suhu dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10mV/0C, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam Celcius.

2.      Memiliki ketepatan atas akurasi kalibrasi yaitu 0,5oC pada suhu 25oC.

3.      Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55oC sampai +150oC.

4.      Bekerja pada tegangan 4V samapai 30V.

5.      Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60A.

c. ADC (Analog Digital Converter)

ADC merupakan sebuah alat pengkonversi sinyal analog ke sinyal digital. Biasanya ADC terdapat dalam dua bentuk yaitu single chip dan integrated chip. Pada simulasi rangkaian yang saya buat saya menggunakan integrated chip. Dinamakan integrated chip karena ADC nya sudah menjadi satu dengan mikorkontroler Atmega16. Mikrokontroler Atmega16 memiliki 8 channel ADC yaitu ADC0-ADC7 yang bisa mengkonversikan kedalam 8bit data digital maupun 10bit data digital. Walaupun terdapat 8 channel input ADC dalam proses konversi hanya bisa dilakukan pada 1 channel input dalam satu waktu karena pengkonversi data analog ke digital didalam mikrokontroler itu sendiri hanya terdapat satu yang dihubungkan dengan 8 channel input ADC. Proses dilakukan secara bergantian dari channel 0-7.

d. LCD (Liquid Crystal Dispaly)

Merupakan suatu media untuk menampilkan informasi dalam bentuk tulisan atau grafik secara visual. LCD dapat dihubungkan dengan mikrokontroler sebagai output interface untuk menampilkan segala proses yang diperintahkan oleh mikrokontroler. Pada simulasi rangkaian yang saya buat saya menggunakan LCD 16 x 2 atau terdiri dari 16 kolom dan 2 baris. LCD 16x2 ini hanya dapat menampilkan karakter sebanyak 16 karakter pada baris 1 dan 2. Maka jika karakter yang dibutuhkan lebih dari itu karakter tidak akan ditampilkan pada LCD tersebut.

LCD pada dasarnya memiliki 14 kaki, dimana 8 dari 14 kaki tersebut merupakan kaki masukan data yang ditunjukkan pada gambar dibawah.

Kaki-kaki yang digunakan untuk masukan data ditunjukkan pada PORT D0 sampai D7. Sementara kaki yang bertandakan RS dan E yang tidak lain adalah reset dan enable ketika dihubungkan akan mendapat kendali dari mikrokontroler dengan kata lain mikrokontroler akan mengendalikan LCD melalui PIN ini. Penjelasan tentang PIN LCD sebagai berikut.

     1.      VSS berfungsi sebagai Ground

     2.      VDD berfungsi sebagai Vcc 5 Volt

     3.   VEE berfungsi untuk mengatur kontras

     4.   RS untuk menyimpan status jika 1=data dan 0=status program.

    5.     RW adalah Read Write jika 1=read dimana LCD membaca dari mikrokontroler dan 0=write dimana LCD menulis data ke mikrokontroler.

6.      E merupakan status jika 1= sinyal dari mikrokontroler diijinkan masuk ke LCD.

7.      D0-D7 digunakan untuk jalur datanya.

2.      Penjelasan Simulasi Rangkaian

Pada simulasi rangkaian kali ini disusun sebuah mikrokontroler Atmega16, LM35 dan LCD seperti pada gambar dibawah.

PORT I/O pada mikrokontroler Atmega16 berjumlah 32 kaki yang terdiri dari 4 blok port yaitu port A, B, C dan D dimana setiap blokk port memiliki 8 pin I/O, tetapi pada simulasi rangkaian ini sensor LM35 sudah terkoneksi pada port A pin ke-2, karena memang jika kita tidak menggunakan ADC eksternal (single chip) maka kita dapat menggunakan ADC internal (integrated chip) milik mikrokontroler Atmega16 yang hanya terdapat pada port A, dan untuk LCD juga sudah terkoneksi pada port C dengan resolusi 16x2.

            

   

Pasa rangkaian ini kendali utama akan ditugaskan membaca output tegangan yang dibaca oleh sensor LM35 dan dengan proses kalibrasi oleh ADC, nilai suhu nya nanti akan diampilkan pada LCD sebagai penampil output hasil pembacaan suhu oleh sensor.

Sumber : 
https://www.academia.edu/5839116/Sensor_Suhu_LM35_dan_ATmega16