Sistem Akuisisi Data Suhu Menggunakan Mikrokontroller AT89S51 - Dengan Penampilan LCD

Sensor Suhu LM35
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM 35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C, LM 35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor seperti pada gambar 1.

Gambar 1. LM 35 basic temperature sensor

Vout dari LM 35 ini dihubungkan dengan ADC (Analog To Digital Converter). Dalam suhu kamar (25oC) tranduser ini mampu mengeluarkan tegangan 250mV dan 1,5V pada suhu 150oC dengan kenaikan sebesar 10mV/oC.



Penguat Operasional (Operasional Amplifier)

Penguat operasional adalah rangkaian terpadu (IC) yang mempunyai 5 buah terminal dasar. Dua terminal untuk catu daya, 2 yang lain digunakan untuk isyarat masukan yang berupa masukan membalik (-) dan masukan tak membalik (+) serta 1 terminal untuk keluaran.

Penguat Tak Membalik (Non-inverting Amplifier)

Penguat tak membalik merupakan suatu penguat dimana tegangan keluarannya atau Vo mempunyai polaritas yang sama dengan tegangan masukan atau Vi. Rangkaian penguat tak membalik ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Penguat tak membalik

Arus i mengalir ke Ri karena impedansi masukan op - amp sangat besar sehingga tidak ada arus yang mengalir pada kedua terminal masukannya. Tegangan pada Ri sama dengan Vi karena perbedaan tegangan pada kedua terminal masukannya mendekati 0 V.

 

Tegangan pada Rf dapat dinyatakan sebagai

Tegangan keluaran Vo didapat dengan menambahkan tegangan pada Ri yaitu Vi dengan tegangan pada Rf yaitu VRf.

Penguat Differensial
Penguat differensial merupakan suatu penguat dimana tegangan keluarannya atau Vo merupakan hasil selisih antara kedua buah tegangan masukan pada terminal inverting dan non-invertingnya. Rumus umum yang berlaku untuk penguat differensial adalah sebagai berikut :

Rangkaian penguat differensial ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Penguat differensial

Rangkaian Analog to Digital Converter (ADC)

ADC pada rancangan ini digunakan untuk mengubah masukan analog keluaran sensor suhu yang sudah dikuatkan menjadi data digital 8 bit. Tipe ADC yang digunakan adalah ADC 0804 pada mode kerja free running. Rangkaian free running ADC 0804 ditunjukkan pada Gambar 4.

Gambar 4. Rangkaian Free running ADC.

Untuk membuat mode kerja ADC 0804 menjadi free running, maka harus diketahui bagaimana urutan pemberian nilai pada -RD dan -WR serta perubahan nilai pada -INTR. Urutan pemberian nilai pada -RD , -WR perubahan nilai pada -INTR ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1 Pemberian nilai pada -RD dan -WR serta perubahan nilai pada -INTR

Mode kerja free running ADC diperoleh jika -RD dan -CS dihubungkan ke ground agar selalu mendapat logika 0 sehingga ADC akan selalu aktif dan siap memberikan data. Pin -WR dan -INTR dijadikan satu karena perubahan logika -ITNR sama dengan perubahan logika pada -WR, sehingga pemberian logika pada -WR dilakukan secara otomatis oleh keluaran -INTR.

Nilai tegangan masukan (Vx) dari sebuah adc secara umum dapat dirumuskan sebagai berikut:

dimana: Vx = tegangan masukan

Vref= tegangan referensi

Sedangkan resolusi dari sebuah adc secara umum dapat dirumuskan sebagai berikut:

dimana