Laporan praktikum Fislab mikrokontroler LM 35

1. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 1
Abstrak— LM35 yang merupakan perangkat sensor
suhu andal dengan kemampuan mengukur suhu secara
akurat kali ini diuji lewat sebuah percobaan sederhana.
Tujuannya untuk mengetahui sejauh apa akurasi
pengukuran sensor LM35 yang diuji coba pada suhu
antara suhu ruang 30o
C hingga suhu 100o
C. Percobaan ini
menggunakan beberapa alat bantu berupa sebuah kaleng
logam berpenutup, sebuah thermometer raksa, dudukan
kaleng lengkap dengan sebuah lilin sebagai sumber panas,
sebuah multimeter dan seperangkat rangkaian Sensor
LM 35 yang sudah dirangkai dengan ADC dan
Mikrokontroler ATMega16 ke sebuah display LCD.
Prcobaan dilakukan dengan menempatkan sensor LM35
dan ujung Termometer raksa kedalam kaleng tertutup
lewat sebuah lubang akses yang dibuat pada penutupnya.
Kaleng yang sudah dilengkapi sensor dan thermometer
tersebut selanjutnya dipanaskan diatas dudukan hingga
mencapai suhu 100o
C. selama proses pemanasan, data
berupa nilai tegangan pada sensor yang terukur pada
multimeter, data nilai suhu terukur pada LCD dan data
suhu terbaca pada thermometer raksa diambil pada setiap
kenaikan suhu sebesar 5o
C. Data tersebut selanjutnya
diproses dan dibandingkan sehingga dapat diamati
perbedaan masing masing nilai pada setiap sistem ukur,
yakni pada sistem ukur konvensional raksa, nilai terukur
digital dan nilai suhu terukur pada tegangan. Ditemukan
bahwa meski terdapat selisih pada setiap nilai dari masing
masing alat ukur, secara umum nilainya masih sama.
Kata Kunci— Sensor LM35, Termometer, Mikrokontroler,
Suhu, Tegangan
I. PENDAHULUAN
Dalam instrumentasi, berbagai hal yang berkaitan
dengan pengukuran maupun metodenya seringkali
dijumpai pada berbagai alat. Secara umum, sebagian
besar proses pengukuran menggunakan instrument,
dilakukan menggunakan sensor.
Sensor sendiri didefinisikan sebagai sebuah alat
elektrik yang mampu merubah berbagai fenomena fisis
menjadi sinyal sinyal listrik. Dengan demikian, sensor
mampu mendeteksi perubahan perubahan pada
fenomena fisis di wilayah kerjanya yang akan
menimbulkan perubahan pola pola listrik yang
dihasilkan sehingga menimbulkan hasil data yang
berubah pula.
Salah satu sensor yang sudah sanagt umum
digunakan dan memiliki akurasi serta keandalan yang
tinggi adalah sensor suhu dengan kode LM 35. Sensor
suhu ini merupakan sensor suhu berbasis semikonduktor.
LM35 mengukur suhu lingkungannya melalui prinsip
kerja semikonduktor yaitu dengan mengubah nilai suhu
lingkungan kerjanya menjadi nilai tegangan. Salah satu
karakteristik LM35 yang menjadikannya andal dan
banyak digunakan yaitu rasio antara perubahan suhu dan
tegangan yang dihasilkan.
LM35 memiliki rasio tegangan per kenaikan suhu
yang konstan yaitu sebesar 10mV per derajat celcius
kenaikan suhu. Selain itu, berkat struktur komponennya,
LM35 juga terkenal memiliki tingkat pemanasan diri
atau self heating yang rendah sehingga tidak
mengganggu proses pengukuran suhu yang dilakukan.
Gambar 1. Sensor suhu LM35
Pada prosesnya, panas yang diterima oleh komponen
ukur LM 35 akan menyebabkan perubahan gerak
electron pada komponen semikonduktornya. Sifat
konduktivitas sebuah semikonduktor akan meningkat
seiring dengan meningkatnya suhu semikonduktor
tersebut. Hal ini disebabkan oleh meningkatnya energy
yang diterima oleh electron dan hole yang ada pada pita
valensi semikonduktor oleh adanya energy panas.
Peningkatan energy tersebut selanjutnya akan
mempersempit celah (gap) antara pita valensi dan pita
konduksi pada semikonduktor yang pada gilirannya akan
membuka jalan bagi electron yang memiliki energy
cukup pada pita valensi untuk mengalami eksitasi ke
tingkat energy yang lebih tinggi dan mencapai pita
konduksi.
Pengukuran Suhu menggunakan Sensor LM35
Bogiva Mirdyanto, Ayu Jati, Adis Prasetyo, Gusti Rana P.
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: bogiva12@mhs.physics.its.ac.id

2. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 2
Gambar 2. Perbandingan besar gap pada tiga jenis bahan, (dari
kiri) Konduktor, Semikonduktor dan Insulator.
Berdasarkan prinsip terebut, Sensor LM35
menerjemahkan kenaikan suhu di sekitarnya ke dalam
nilai tegangan. Dengan kenaikan suhu sebesar 1 derajat
celcius, nilai tegangan keluaran pada LM 35 akan
meningkat sebesar 10 milivolt. Perubahan tegangan
inilah yang selanjutnya dibawa ke komponen prosesing
berupa mikrokontroler.
Pada dasarnya, sebuah mikrokontroler merupakan
unit prosesing atau dapat disebut sebagai sistem
komputasi mandiri pada sebuah IC atau integrated
circuit. Mirip seperti komputar, sebuah mikrokontroler
tersusun atas komponen prosesing seperti mikroprosesor,
memori hingga modul input output yang dapat
diprogram untuk menerima input dan melepaskan output
dalam bentuk yang diinginkan.
Jika mikrokontroler seperti ATMega16 besutan
Atmel Corporation digunakan untuk memroses sinyal
dari sensor suhu semacam LM35, maka mikrokontroler
tersebut akan diprogram untuk menerima input berupa
nilai tegangan yang berubah dan mengeluarkan nilai
berupa nilai suhu yang selanjutnya diteruskan ke
komponen output seperti LCD.
Gambar 3. Diagram konektor komponen mikrokontroler
ATmega16
Pada dasarnya, untuk prosesing nilai suhu dari
keluaran LM35 dapat dilakukan secara manual yaitu
membagi nilai tegangan yang terbaca pada skala
millivolt dengan sepuluh untuk mendapatkan nilai suhu
yang diinginkan dalam derajat celcius. Secara matematis
dapat didefinisikan sebagai.
( )
( )
(2.1)
II. METODE
A. Metodologi percobaan
Percobaan kali ini dilakukan dengan menggunakan alat
bantu berupa seperangkat sensor LM35 yang telah dirangkai
pada sebuah mikrokontroler dan ADC serta display LCD,
sebuah kaleng berpentuup, sebuha thermometer raksa,
dudukan kaleng dan pemanas berupa lilin serta sebuah
multimeter.
Peralatan tersebut dirangkai dengan cara memasukan
ujung thermometer raksa dan sensor LM35 kedalam kaleng
lewat tutup yang telah dilubangi. Kaleng lalu diletakan diatas
dudukan dan dipanaskan sehingga suhunya meningkat. Suhu
yang meningkat akan menyebabkan naiknya nilai suhu pada
thermometer dan naiknya nilai tegangan dan suhu pada bacaan
LM35. Ketiga data yang muncul ini selanjutnya dicatat dengan
interval kenaikan 5o
C
Gambar 4. Skema Rankaian Alat Percobaan
B. Metodologi Pengolahan Data.
Data yang diperoleh lalu dijabarkan dan diproses. Untu
tegangan yang diperoleh lewat bacaan pada multimeter
selanjutnya diproses menggunakan persamaan 2.1 untuk
didapatkan hasil data berupa nilai suhu hitung. Setelah itu
dibuat grafik perbandingan antara tiga komponen data yang
telah diperoleh maupun dihitung tersebut.

3. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 3
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan data yang diperoleh dari tiap
pengambilan data pada interval yang telah ditentukan
didapatkan data perbandingan antara ketiga variable uji
yaitu nilai suhu terukur thermometer, nilai tegangan
terukur pada multimeter dan nilai suhu terbaca pada
LCD disajikan dalam table berikut.
Tabel 1. Hasil data setiap sistem uji
Suhu Suhu Mikro Tegangan Suhu perhitungan
30 30.114 300 30
35 37.727 370 37
40 42.063 418 41.8
45 48.757 482 48.2
50 54.493 540 54
55 60.707 596 59.6
60 65.467 647 64.7
65 70.745 694 69.4
70 75.525 740 74
75 80.305 784 78.4
80 81.121 796 79.6
85 88.909 864 86.4
90 92.733 905 90.5
95 96.557 939 93.9
100 105.61 995 99.5
Melalui table 1 diatas, dapat terlihat bahwa pada
setiap sistem ukur yang digunakan, terdapat kenaikan
yang hampir konstan dan seimbang antara ketiganya.
Dengan mengambil perhitungan suhu merupakan 1/10
nilai tegangan yang dihasilkan dapat diamati bahwa
terdapat perbedaan yang cukup jauh antara nilai suhu
terukur dan nilai suhu terhitung.
Pada rentang suhu antara 55 derajat hingga 75
derajat misalnya, dapat diamati bahwa perhitungan suhu
melalui mikrokontroler maupun melalui uji tegangan
menghasilkan nilai yang cukup jauh yaitu berselisih
hampir lima derajat dibanding suhu terbaca pada
thermometer raksa yang berfungsi sebagai kalibrator.
Ketidakakuratan tersebut disebabkan oleh beberapa
kemungkinan yaitu kurang tepatnya posisi pengukuran
pengamat sehingga mengakibatkan parallax di sisi
kalibrator atau kesalahan ukur yang bersumber dari error
baik pada mikrokontroler maupun pada proses
pembacaan tegangan.
Pada saat pengambilan data memang sempat ditemui
beberapa kali alat gagal berfungsi dan menampilkan nilai
nol pada bacaan LCD. Hal tersebut tampat
mempengaruhi nilai perhitungan dimana suhu yang
terbaca pada sensor LM35 oleh mikrokontroler tidak
dapat diterjemahkan dengan sempurna sehingga
menghasilkan nilai bacaan yang error. Namun secara
umum, dari keseluruhan data yang berhasil di dapat,
LM35 berfungsi sebagaimana mestinya dengan
menghasilkan nilai rasio tegangan per kenaikan suhu
sebesar 10 milivolt. Sehingga dapat didapatkan hasil
suhu perhitungan yang nilainya mendekati nilai suhu
pada kalibrator. Untuk lebih jelasnya, dapat diperhatikan
pada grafik 1 berikut
Grafik 1. Perbandingan tida komponen ukur suhu
Pada grafik 1 tersebut, dapat diamati bahwa grafik antara
nilai suhu terbaca pada mikrokontroler dan suhu
terhitung memiliki nilai yang hampir sama sehingga
grafiknya saling bertumpuk. Dengan demikian, dapat
dikatakan bahwa LM35 yang diuji mampu memberikan
hasil yang akurat sesuai spek yang dihadirkan.
IV KESIMPULAN
Kesimpulan dari percobaan Pengukuran Suhu
menggunakan Sensor LM35 ini adalah
1. Semakin tinggi nilai suhu yang diterima sensor,
semakin besar pula nilai tegangan yang dihasilkan
namun tetap pada rasio 10 milivolt per o
C
2. Hasil perhitungan maupun hasil pengamatan pada
mikrokontroler menunjukan hasil yang
berkesesuaian. Hal ini menunjukan tingkat
keakuratan sensor LM 35 pada rentang suhu uji
yang diberikan.
0
200
400
600
800
1000
1200
0 20 40 60 80 100 120
Perbandingan Nilai ukur
tegangan dan suhu terukur
Suhu Mikro Tegangan Suhu perhitungan

4. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 4
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten
laboratorium, yang telah membimbing dalam
percobaan Pengukuran Suhu menggunakan Sensor
LM35. Tidak lupa terimakasih kepada teman-teman satu
team atas kerja samanya.
DAFTAR PUSTAKA
[1] M. Kretschmar and S. Welsby (2005), Capacitive
and Inductive Displacement Sensors, in Sensor
Technology Handbook, J. Wilson editor, Newnes:
Burlington, MA
[2] C. A. Grimes, E. C. Dickey, and M. V. Pishko
(2006), Encyclopedia of Sensors (10-Volume Set),
American Scientific Publishers.
[3] http://hyperphysics.edu (diakses tanggal 9 Oktober
2014)
[4] MENGENAL MIKROKONTROLER
AVR ATMega16 ©2003 – 2008, Ilmukomputer.com,

5. LAPORAN RESMI LABORATORIUM OPTIK 5