Modul Pengontrol Suhu Ruang Berbasis Arduino Uno
Aufiar Tiviandi1, Lilies Suharti2, Silvia Nike Fadlila3, Samuel Beta4
Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektronika Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H.
Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
Abstrak
Arduino
Uno adalah papan mikrokontroler berdasarkan ATmega328 (datasheet). Ini memiliki
14 digital pin input / output (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6
input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP,
dan tombol reset. Ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung
mikrokontroler; hanya menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB atau power
itu dengan adaptor AC-DC atau baterai untuk memulai menggunakannya.
Arduino
Uno berbeda dari semua papan sebelumnya di
bahwa itu tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur
Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai versi R2) diprogram sebagai konverter
USB-to-serial.
Pada pembahasan kali ini akan dibahas mengenai aplikasi Arduino yaitu
deteksi suhu dengan menggunakan sensor suhu LM35. Dimana
sensor suhu digunakan sebagai input dan LCD 16x2 sebagai tampilan atau output.
Kata kunci :
Arduino Uno, Kipas Angin, Sensor Suhu, LCD 16x2.
Abstract
Arduino Uno is a
microcontroller board based on ATmega328 (datasheet). It has 14 digital input /
output pins (of which 6 can be used as PWM outputs), 6 analog inputs, a ceramic
resonator 16 MHz, USB connection, power jack, ICSP header, and a reset button.
It contains everything needed to support the microcontroller; simply connect it
to a computer with a USB cable or power it with a AC-DC adapter or battery to
get started using it.
Arduino Uno differs from all previous boards in that it
does not use driver chip FTDI USB-to-serial. Conversely, features Atmega16U2
(Atmega8U2 up to version R2) programmed as a converter USB-to-serial.
In the discussion this time will be
discussed on the Arduino application is the detection of temperature using LM35
temperature sensor. Wherein the temperature sensor is used as an input and as a
16x2 LCD display or output.
Keywords: Arduino Uno, Fan, Temperature
Sensor, 16x2 LCD.
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi
dan ilmu pengetahuan, akhir-akhir
ini bidang elektronika mengalami kemajuan yang pesat. Dengan kemajuan tersebut,
membuat manusia selalu berusaha memanfaatkan teknologi yang ada untuk
mempermudah kehidupannya.
Misal dalam
pengaturan suhu ruangan biasanya
menggunakan kipas angin
ataupun AC. Oleh karena itu jika
pengukuran suhu dilakukan secara manual maka hasil yang didapat yaitu
pengukuran yang kurang tepat.
Pengukuran suhu
secara otomatis akan memudahkan pembacaan dan keakuratan yang tepat. Dengan
tampilan LCD 16x2 untuk penampilan suhu dan jenis sensor, serta adanya
pembanding yakni termometer sebagai akurat data. Sehingga jika sensor suhu
menunjukkan suhu yang tertentu
maka LCD 16x2 akan tampil sesuai masukan
sensor dan suhu akan mengaktifkan kipas
sehingga berputar sesuai
kondisi.
Berdasarkan
permasalahan tersebut maka dirancang suatu alat dengan sensor suhu dilengkapi
dengan LCD 16x2 agar memudahkan pengguna dalam melakukan pembacaan.
1.2 Perumusan
Masalah
Dari latar belakang yang ada, dapat ditarik beberapa rumusan masalah,
yaitu:
1.
Bagaimana cara merancang rangkaian
dengan input sensor suhu ?
2.
Bagaimana cara mengatur suhu untuk
menyalakan kipas angin?
3.
Bagaimana tampilan LCD 16x2 jika
sensor telah menerima masukan berupa suhu?
1.3 Tujuan
1.
Dapat mengontrol suhu ruang secara
otomatis menggunakan Arduino Uno yang berfungsi untuk menjakankan kipas saat
suhu tinggi.
2.
Dapat mengetahui suhu yang terbaca
oleh sensor yang ditampilkan pada LCD
II. TINJAUAN PUSTAKA
II. TINJAUAN PUSTAKA
Penjelasan dan uraian teori penunjang
yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman
tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan alat.
Teori – teori yang akan dijelaskan dalam bab ini meliputi Arduino Uno R3, LM35, Kipas, LCD 16x2.
2.1 Arduino Uno
R3
Arduino UNO adalah
sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 (datasheet). Arduino
UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan
sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah
koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset.
Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah
menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya
dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya
Gambar 2.1 Arduino Uno
Sumber
:http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno
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. Selain itu, beberapa pin mempunyai fungsi-fungsi spesial:
§ Serial: 0 (RX) dan 1
(TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan memancarkan (TX) serial data TTL
(Transistor-Transistor Logic). Kedua pin ini dihubungkan ke pin-pin yang sesuai
dari chip Serial Atmega8U2 USB-ke-TTL.
§ External Interrupts:
2 dan 3. Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan untuk dipicu sebuah interrupt
(gangguan) pada sebuah nilai rendah, suatu kenaikan atau penurunan yang besar,
atau suatu perubahan nilai. Lihat fungsi attachInterrupt() untuk lebih
jelasnya.
§ PWM: 3, 5, 6, 9, 10,
dan 11. Memberikan 8-bit PWM output dengan fungsi analogWrite().
§ SPI: 10 (SS), 11
(MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini mensupport komunikasi SPI menggunakan
SPI library.
§ LED: 13. Ada sebuah
LED yang terpasang, terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai HIGH LED
menyala, ketika pin bernilai LOW LED mati.
Arduino UNO mempunyai 6
input analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnya memberikan 10 bit resolusi
(contohnya 1024 nilai yang berbeda). Secara default, 6 input analog tersebut
mengukur dari ground sampai tegangan 5 Volt, dengan itu mungkin untuk mengganti
batas atas dari rangenya dengan menggunakan pin AREF dan fungsi
analogReference(). Di sisi lain, beberapa pin mempunyai fungsi spesial:
§ TWI: pin A4 atau SDA
dan pin A5 atau SCL. Mensupport komunikasi TWI dengan menggunakan Wire library
Ada sepasang pin
lainnya pada board:
§ AREF. Referensi
tegangan untuk input analog. Digunakan dengan analogReference().
§ Reset. Membawa
saluran ini LOW untuk mereset mikrokontroler. Secara khusus, digunakan untuk
menambahkan sebuah tombol reset untuk melindungi yang memblock sesuatu pada board.
2.2 LM35
Sensor termal
berupa IC LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah
besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. IC LM35 adalah sebagai sensor suhu
yang terkemas dalam bentuk Integrated
Circuit. Sensor ini mempunyai koefisien sebesar 10 mV/°C yang berarti bahwa
setiap kenaikan suhu 1°C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV. LM35
tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya
kurang lebih sampai seperempat derajat celcius. Pada komponen ini mempunyai
jangkauan (range) pengukuran suhu yang cukup besar, dari suhu –55°C
sampai 150°C, serta tingkat ketelitian pengukuran cukup tinggi. Setiap
perubahan suhu 1°C tegangan keluaran berubah sebesar 0,01 volt (10 mV).
Komponen ini bekerja pada arus 450 mA sampai 5 mA sertamempunyai impedansi
masukan kurang dari 1W.
Gambar 2.2 LM35
Sensor LM35 mempunyai 3 pin, dimana
pin 1 adalah input (tegangan), pin 2 sebagai output dan pin 3 sebagai ground.
2.3 Kipas
Fan atau kipas
merupakan alat pendingin, pada penelitian ini, fan merupakan salah satu
pembentuk faktor suhu yang diinginkan
Gambar 2.3. Kipas 5V
2.4. LCD (Liquid Crystal Display)
Gambar 2.4.
LCD 16x2
suatu jenis
media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. Fungsi dari LCD sendiri adalah untuk menampilkan data yang telah dibaca
oleh sensor yang kemudian diproses oleh mikrokontroler.
Menyambungkan LCD dengan Board Arduino
Pin RS (kaki 4) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 12
Pin E (kaki 6) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 11
Pin D4 (kaki 11) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 5
Pin D5 (kaki 12) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 4
Pin D6 (kaki 13) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 3
Pin D7 (kaki 14) di sambungkan dengan pin arduino digital pin 2
sambungkan potensio 10 KOhm ke +5v dan GND , dan Pin LCD 3 ke
potensio
Pin 5 (R/W) ke Ground
III.
PERANCANGAN ALAT
3.1 Perangkat
Keras dan Rangkaian Elektronika
Adapun komponen yang
digunakan yaitu :
1. Arduino
Uno R3
2. LM35
3. LCD 16x2
4. Kipas 5V
3.2 Blok Diagram
Hubungan Komponen Utama
Gambar 3.1 Diagram Blok Kontrol Suhu Ruang dengan
Input Perangkat Android
Berikut keterangan singkat dari gambar blok diagram di
atas :
1.
Sensor LM35 untuk
mendeteksi suhu ruang.
2.
Arduino Uno R3 board pemrograman untuk
menjalankan alat sesuai perintah setelah data dari LM35 diterima.
3.
LCD 16x2 untuk menampilkan suhu
ruang yang dibaca oleh sensor LM35 dan di proses ke Arduino Uno
4.
Kipas untuk mendinginkan ruangan
saat LM35 membaca suhu ruang yang dianggap
terlalu tinggi.
3.3 Diagram Alir
3.4 Cara Kerja
Alat
LM35 adalah IC sensor
suhu yang presisi, keluarannya berupa tegangan yang proposional linier terhadap
perubahan suhu dalam derajat Celsius. Dalam system ini, aplikasi sensor suhu IC
LM35 berfungsi untuk mendeteksi suhu yang terukur. Akan diproses oleh Arduino Uno yang
merupakan mikrokontroler yang digunakan pada sistem ini, kemudian hasil
keluaran di display pada LCD Display 16x2 dan kipas sebagai keluaran. Pada
proses awal, user harus membuat suhu ruang meningkat. Cara
yang dilakukan oleh user guna meningkatkan suhu ruang adalah dengan memanaskan
sensor LM 35. Jika suhu >=30 maka kipas akan menyala.pada LCD akan
menampilkan temperatur pada setiap keadaaan.
IV.
PENGUJIAN ALAT
Saat LM35 mendeteksi suhu ruang
masih di batas normal maka kipas Off
Saat LM35 mendeteksi suhu ruang
sudah diatas batas normal maka kipas On
Berdasarkan hasil
pengujian yang telah dilakukan, output pada sensor suhu mempunyai perbedaan.
Dimana perbedaan tersebut didapatkan pada pembacaan suhu awal (suhu ruangan) di
tampilan LCD 2x16 dengan Termometer ruangan. Namun perbedaan tersebut hanya
mempunyai selisih yang cukup sedikit, tetapi untuk mengetahui nilai dari termometer
membutuhkan waktu karena termometer menggunakan termometer ruangan yang
membutuhkan waktu untuk turun saat suhu diturunkan oleh kipas.
No
|
Tampilan LCD
|
Termometer
Ruang
|
1
|
280
|
270
|
2
|
290
|
280
|
3
|
300
|
290
|
Tabel
3.1 Hasli Pengamatan
Pada
pengamatan yang telah dilakukan, perbedaan antara pambacaan suhu oleh sensor
yang ditampilkan dalam LCD 2x16 dengan termometer ruang desebabkan oleh adanya
toleransi komponen.
V.
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan,
pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada
penelitian ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:
- Sensor suhu LM35 merupakan sensor suhu yang presisi.
- Arduino uno merupakan mikrokontroler yang merupakan mikrokontroler opensource, dimana IC utama yang digunakan adalah ATmega 328 dengan clock speed 16 MHz.
- Arduino Uno merupakan jenis mikrokontroler Arduino yang terbaru.
- Sistem Perancangan Dan Implementasi Pengontrol Suhu Ruangan Dengan Menggunakan Sensor LM35 Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno sangat layak untuk diaplikasikan sebagai pengontrol suhu.
- Sistem Perancangan Dan Implementasi Pengontrol Suhu Ruangan Dengan Menggunakan Sensor LM35 Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno berfungsi untuk menurunkan suhu.
REFERENSI
1.
Rahmawati, A., Winardi,
S., Tristianto, D., “Rancang Bangun Alat Pengukur Suhu dengan Tampilan Digital
dan Keluaran Suaran Berbasis Mikrokontroler AVR ATmega 8535”, Jurnal Monitor,
Vol. 1, No. 1, Juli 2012.
2.
Marpaung, N., S., dan
Ervianto, E., “Data Logger Sensor Suhu Berbasis Mikrokontroler ATmega
8535 dengan PC sebagai Tampilan”, JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL.
3, NO. 1, Maret 2012: 37-42
3.
Dewi, S.,K.,
2011, “Pemrograman Termometer Digital Berbasis Mikrokontroler Avr Atmega8535 Dengan
Output Suara Dan Tampilan Display Digital”
