Membaca tegangan analog dengan Arduino
5 Votes
Tulisan kali ini akan membahas tentang pembacaan tegangan analog yang masuk pada pin analog Arduino. Tegangan Tegangan yang masuk dikonversi terlebih terle bih dahulu menjadi data digital. Arduino yang saya gunakan adalah Arduino UNO. Pin analog Arduino dapat menerima nilai hingga ! bit sehingga dapat mengkonversi data analog menjadi !"# keadaan $"%!& !"#'. Artinya nilai ! merepresentasikan tegangan ! volt dan nilai !"( merepresentasikan tegangan 5 volt. )engapa !"(* +ukannya !"#* ,ati-hati disini dimulai dari angka ! bukan angka a ngka sehingga nilai terbesar adalah !"(. /ata yang sebelumnya analog dikonversi menjadi data digital. Proses konversi dari nilai analog menjadi digital ini disebut proses A/0 $Analog to /igital 0onversion'. +agaimana jika tegangan 5 volt dikonversi menjadi data digital ! bit* )ari kita hitung
Artinya setiap angka desimal me1akili tegangan sebesar !!!#223525 volt. +erapa besar tegangan yang di1akili angka 5"*
Oke sekarang mari kita langsung saja menuju ke program Arduino-nya. Arduino-nya. Tulis Tulis program seperti diba1ah ini4 6 )embaca tegangan tega ngan analog 7eadAnalogVo 7eadAnalogVoltage )embaca input analog pada pin ! kemudian mengonversi menjadi data digital dan ditampilkan pada serial monitor atau hyperterminal. Pin tengah potensiometer terhubung dengan pin A! pin yang lainnya terhubung dengan 85 dan ground. 6
void setup$' 9 komunikasi serial :;!! bit per sekon4
void loop$' 9 baca input analog pada pin A!4 int Nilai
Bika tidak memiliki hyperterminal hasilnya dapat ditampilkan dengan asilitas serial monitor pada menu tools yang ada di software Arduino-nya.
Membuat Detektor Gas LPG (Liquifed Petroleum Gas) TGS2610
Membuat Detektor Gas LPG (Liquifed Petroleum Gas) TGS2610
Prinsip er!a "lat Alat detektor gas LPG ini mendeteksi adanya kadar gas propana dan butana diudara, kadar minimal yang bisa dideteksi oleh alat ini adalah 500ppm, sehingga jika kadar gas diudara kurang dari 500ppm maka alat ini tidak bisa mendeteksi adanya gas propana dan butana diudara, ini didapat dari range sensor TGS260 yaitu 500ppm !0"000ppm" kadar ppm yang maksimal dan #alid untuk alat ini hanyalah sampai 0"000ppm, selebihnya dapat dikatakan kurang #alid" Alat ini menggunakan sebuah bu$$er, % buah led sebagai indikator akan adanya bahaya atau tidaknya suatu ruangan & dapur, bu$$er akan berbunyi jika keadaan didalam
ruangan
pada kadar lebih
dari 0'
atau lebih
dari
00"000ppm, tepatnya yaitu jika sensor TGS260 telah mengeluarkan tegangan output sebesar (,(5 #olt" Terdapat 8 buah led yang bervariasi warnanya, ada 2 warna putih, 2 warna biru, 2 warna hijau \]dan 2 warna merah. Tiap-tiap led mewakili suatu keadaan yang berbeda, jika led putih akan menyala saat proses heater pada 90 detik yang pertama, kemudian led warna biru menyala pada heater 90 detik kedua. Led merah menyala pada saat kondisi berbahaya yaitu tegangan output dari sensor TGS2610 lebih dari atau sama dengan 4,45 volt, sebaliknya led hijau menyala pada kondisi aman yaitu tegangan output sensor kurang dari 4,45 volt.
Minimum System ATMega16
#an$kaian TGS2610 komponen yang dibutuhkan untuk membuat sensor TGS260 ini bisa ber)ungsi optimal hanyalah #ariabel resistor 0*ohm, yang mana #ariabel resistor ini digunakan untuk +L +esistansi Load- untuk sensor TGS260" .enurut datasheet dari sensor TGS260, +L yang digunakan yaitu minimal 0,(5*ohm, sehingga jika diberikan 0* sudah termasuk dalam batas minimal rangkaian" /erikut adalah gambar skematik dari rangkaian TGS260
Sensor TGS260 memiliki ( buah kaki, yaitu 2 kaki untuk mengakti)kan heater di kaki dan (, pada kaki diberikan G1 untuk heater, untuk output tegangan dari sensor ini ada pada kaki 2 yang langsung dihubungkan ke +L yang berupa #ariabel resistor 0*"
Pro$ram %as&om'"# '-----------------'Alat Ukur Gas LPG 'by yanuar mukhammad '-----------------$regfile = "m16def.dat" $rystal = 1! #nfig Ld%in = Pin & s = Prt. & ( = Prt.1 & )b* = Prt.! #nfig Ld%in = Pin & )b+ = Prt., & )b6 = Prt.* & )b = Prt.+ #nfig Ld = 16 ! #nfig Ad = /ingle & Presaler = Aut & eferene = A0 '------------------------ nfigurasi )drb. = 1
2%rt3. sebagai ut%ut
)drd = 4311111111 2 %rt) sebagai ut%ut '------------------------ 5y%e )im Gasref As 7rd )im Gas As /ingle )im L%g As /tring + )im 8l As /tring + )im 5egangan As /ingle )im 5egangan9 As /ingle )im A As /ingle )im 8 As /ingle )im : As /ingle )im ; As /ingle )im s As /ingle )im ) As /ingle )im ( As /ingle
)im P%m As /ingle )im As /ingle '-----------------------)efldhar & ,1 & ,1 & ,1 & ,1 & ,1 & ,1 & ,1 & ,1 )efldhar 1 & ,1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & 1 & ,1 #ls #ursr
2led %utih aktif
7ait #ls
U%%erline Ld "ange )etektr " L>erline Ld "+ - 1& %%m" Prtd = 43111111
2led biru aktif
7ait #ls
) Gasref = Getad?@
'ilai tegangan A)# dr ut sensr
Gas = Gasref = 6,,+
'kadar s dalam udara bersih ?A)# minimal@
5egangan9 = Gasref B 1!,
5egangan = 5egangan9 +.1+
2untuk nilai menam%ilkan tegangan
: = +.1+ - 5egangan ; = : B 5egangan s = ; 1
2untuk menemukan nilai s
) = s B ( = 11!.1 B )
'dari grafik e9el ditemukan 11!&19C-&6D
P%m = ( C 1.+D
'1B.6,
8l = Eusing?tegangan & "F.FF"@ Late 1 & 1 Ld "?8l@=" Late 1 & D Ld 8l Late ! & 1 Ld #hr?@ Late ! & ! Ld "?PP@=" H Eusing?%%m & "F.FF"@
If 5egangan J *.*+ 5hen Prtd = 43111111
2led hiKau aktif
Prtb. = (nd If If 5egangan = *.*+ 5hen
Prtd = 43111111
2led merah aktif
Prtb. = 1
2buMMer aktif
(nd If
L%
'------------------------ end
Pen!elasan Pro$ram dan alibrasi Pejelasan program dan kalibrasi ini akan membahas bagaimana 3ara untuk menampilkan tegangan output sensor dan 3ara kalibrasi sensor TGS260"
a *ara Menampilkan Te$an$an eluaran Pada L*D 4ntuk mengetahui bagaimana 3ara agar didapat kadar PP. dalam udara, yang harus dilakukan adalah mengetahui tegangan output sensor TGS260 terlebih dahulu, sehingga akan didapat nilai +s dan +o nya yang kemudian akan diolah ke dalam bentuk PP." 3ara agar bisa menampilkan tegangan output sensor TGS260 pada L yaitu dengan menggunakan rumus berikut pada program /as3om!A+
7adi tegangan output dari port A dibagi dengan nilai 02 karena mikrokontroler sebelum menampilkan data ke layar L dari port A, dia mengalikan 3a3ahan dengan 02(, 3a3ahan yang dilakukan mokrokontroler lebih detailnya dari 0 sampai 02, maka dari harus dibagi dengan nilai 02 agar diketahui nilai yang sebenarnya dari A tanpa dikali dengan pen3a3ah" ata yang telah dibagi kemudian dikalikan tegangan A yaitu tegangan A, biasanya tegangan ini berkisar antara (,8 # sampai 5,20 # tergantung dari regulator yang dipakai, jadi akan didapat nilai tegangan output dari suatu sensor, namun perlu dilakukan kalibrasi terlebih dahulu terhadap data tegangan ini
dengan membandingkan antara tampilan tegangan output pada L dengan multimeter, berikut tabel perbandingan data yang telah diambil dengan menggunakan rumus tegangan diatas"
Tabel 6112 Tabel Pen$u!ian eakuratan Data "D* alibrasi "D* (olt) Te$an$an "D*
Te$an$an Multimeter
0+11
0+11
0+1,
0+1,
0+-,
0+--
1+20
1+20
2+-.
2+-6
,+26
,+26
ari tabel diatas jelas sekali persamaan yang didapat antara menggunakan rumus dengan pengukuran se3ara langsung dengan multimeter, hanya berbeda 0,0 yang artinya telah layak dipakai untuk suatu pengukuran"
b on/ersi dari Te$an$an ke PPM *on#ersi dari nilai tegangan yang telah didapat ke PP. memang agak panjang namun semuanya masih dalam kotegori mudah" Pertama mengambil data dari gra9k datasheet sensor mengenai +s & +o terhadap kadar gas PP. seperti gra9k berikut ini"
ari gra9k tersebut jika diambil data per kenaikannya maka akan menghasilkan seperti data pada tabel berikut"
Tabel 611- Tabel Sensiti/itas #s#o den$an PPM Melalui Grafk +s&+o
PP.
2,%
00
2,:
(00
2
500
,8
600
,%
:00
,:
%00
,6
800
,5
000
0,8
2000
0,:5
000
0,6
(000
0,5
5000
0,(8
6000
0,(
:000
0,8
%000
0,5
8000
0,
0000
ari data tersebut dapat diketahui senst#itas yang sebenarnya dari sensor TGS260 untuk melakukan kon#ersi A ke PP. dengan menghitung tiap kenaikan dari +s&+o terhadap PP., ata yang telah didapat dikalkulasi menggunakan mi3roso)t e;3el dan tampilan gra9k sehingga akan menghasilkan tampilan seperti berikut"
ari gra9k 5,6 dapat dilihat bah me
dan ? me
Setelah dipilih pada menu s3atter, maka ms"@;3el akan menampilkan gra9k yang telah dipih sebelumnya" *emudian pada tampilan gra9k klik kanan tepat
di
garis
gra9knya,
Pilih
menu
"dd
trendline
sehingga
akan
menampilkan suatu layar setting untuk menampilkan option trendline" Setelah itu pilih pilihlah option Po
7ika langkah!langkah diatas telah dilakukan dengan benar maka akan nampak nilai persamaan antara )aktor +s&+o dengan kadar gas PP. dan juga akan nampak tingkat keakuratan mengenai selisih data yang didapat dari data pertama hingga terakhir"
Langkah kedua setelah tampilan gra9k didapat adalah menghitung nilai +o untuk mendapatkan nilai +s&+o" 1ilai +o dan +s didapat memalui rumus berikut
+o adalah nilai resistansi sensor saat kondisi +s bernilai %00 ppm, saat kondisi %00ppm disini diartikan saat kondisi udara normal, tanpa ter3ampur oleh gas propana dan butana, karena keadaan %00ppm adalah keadaan a
+o = 5,5 ! 0,0% = 5,0: +o = 5,0: & 0,0% = 6,:5 +o = 6,:5 C 0000 +o = 6:50
1ilai +o telah didapat yaitu 6:50, sehingga dari nilai +o tersebut bisa digunakan untuk men3ari nilai +s&+o, dengan +s adalah kondisi sensor mendeteksi berbagai #ariasi kadar gas diudara, maka dari itu pada program bas3om dinyatakan sbb
adalah nilai dari +s & +o yang mana nilai ini yang akan dikon#ersikan kedalam PP. melalui rumus kon#ersi yang didapat dari gra9k yaitu y = 2, ; !0,6
berikut penjelasan dari rumus kon#ersi" ?ang perlu diingat yaitu ? me
kadar gas dalam PPm dan > me
y = 2, ;!0,6 y = 2, & ; ;
0,6
;
0,6
;
0,6&0,6
0,6
= 2, & y = 2, & y-
= 2, & y-
> = 2, & y-
&0,6
,5%
ari proses kon#ersi diatas didapatlah rumus untuk mengubah nilai tegangan yang telah dirubah kedalam +s dan +o menjadi PP." rumusnya sbb"
PP. = 2, & +s&+o- -
,5%
iprogram bas3om A+ +s&+o dide9nisikan sebagai #ariabel dan hasil dari pembagian antara 2, dengan +s&+o dide9nisakan dalam #ariabel @" /erikut program bas3om yang menjelaskan tentang rumus tersebut
) = s B ( = 11!.1 B ) P%m = ( C 1.+D
*adar PP. yang telah didapat menggunakan rumus yang tertampil pada layar L harus dikalibrasi lagi dengan 3ara menyesuaikan dengan gra9k datasheet apakah benar atau tidak nilai tampilan dari +s&+o berbanding dengan kadar gas PP." hasil dari kalibrasi ini seperti berikut"
Tabel 611, Tabel Pen$u!ian #s#o teradap PPM Men$$unakan #umus #s#o
PPM
0,%
20:
0,:8
2505
0,%%
25
0,8
828
*ara Pen$$unaan "lat ara penggunaan alat detektor gas LPG ini tidaklah sulit, hanya perlu memberikan 3atu daya 2 # atau 8 # jika terdapat rangkaian regulator sehingga lampu led hijau akan menyala untuk mengindikasikan bah