Jobsheet Praktek Sensor Dan Transduser [PDF]

Zitiervorschau

Jobsheet Praktikum Sensor dan Transduser

Oleh: Team Teaching

Program Studi Pendidikan Vokasional Mekatronika Fakultas Teknik Universitas Negeri Makasar 2020

Kata Pengantar Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT atas nikmat yang senntiasa diberikan kepada kita semua sehingga segala bentuk aktivitas yang menjadi tugas dan tanggungjawab dapat dilaksanakan dengan baik termasuk penulis dapat menyelesaikan pembuatan jobsheet ini. Sebagai penunjang proses belajar mengajar praktek sensor dan transduser, perlu ada petunjuk yang mendasari terlaksananya proses belajar mengajar tersebut. Oleh karena itu jobsheet praktek ini dibuat dan menyertai peserta didik dan pengajar dalam melaksanakan praktikum di laboratorium. Namun demikian, para pengguna trainer "Sensor dan Transduser" diharapkan telah mempunyai latar belakang pengetahuan tentang pemrograman Arduino, jenis dan rinsip kerja Sensor dan Transduser. Tentu saja penulis dengan penuh kesadaran dan keterbatasannya, sangat membutuhkan masukan berupa saran yang dapat digunakan untuk perbaikan dan pengembangan jobsheet ini. Penulis,

Muhammad Akil

Daftar Isi PST 001--- Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22…………………………………………… 1 PST 002--- Sensor Cahaya LDR dan Photodioda…………………………………………………………. 7 PST 003--- Sensor Jarak Ultrasonik HC-SR04……………………………………………………………… 13 PST 004--- Sensor Hujan FC-37 atau YL-83………………………………………………………………… 18 PST 005--- Sensor Kelembaban Tanah YL-69 or HL-69………………………………………………. 22 PST 006--- Real Time Clock (RTC) DS1307 atau DS3231……………………………………………. 26 PST 007--- Sensor Gas / Asap MQ-2…………………………………………………………………………. 31 PST 008--- Sensor Gerak PIR…………………………………………………………………………………….. 35 PST 009--- Sensor Suara Microphone………………………………………………………………………. 38 PST 010--- Sensor Reed Switch………………………………………………………………………………… 41 PST 011--- Modul Relay…………………………………………………………………………………………… 45 PST 012--- Modul NRF24L01……………………………………………………………………….…………… 49 PST 013--- 433 MHz Transmitter/Receiver…………………………………………………..………….. 55 PST 014--- Sensor warna TCS3200…………………………………………………………………………… 59

Praktik Sensor & Transduser

Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22

PST 001

I. Tujuan Setelah melaksanakan percobaan ini mahasiswa diharapkan dapat: 1. Memahami prinsip kerja sensor suhu dan kelembaban DHT11/DHT22 2. Membuat program pembacaan sensor suhu dan kelembaban DHT11/DHT22 menggunakan Arduino 3. Melakukan simulasi rangkaian pembacaan sensor suhu dan kelembaban DHT11/DHT22 II. Pendahuluan Sensor DHTXX merupakan jenis sensor yang paling umum digunakan oleh penggiat arduino. Sensor jenis ini murah dan dapat digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban. Sensor ini mengandung chip yang melakukan konversi analog ke digital dan mengeluarkan sinyal digital dengan bentuk suhu dan kelembaban. Sinyal-sinyal ini mudah dibaca dengan mikrokontroller (MCU) jenis apapun.

Gambar 1. Hubungan rangkaian sensor DHT11 dan Mikrokontroller Spesifikasi Sensor DHT11 vs DHT22 Terdapat dua jenis sensor DHT yaitu: DHT11     

Range: 20-90% Absolute accuracy: ±5% Repeatability: ±1% Long term stability: ±1% per year Price: $1 to $5

DHT22     

Range: 0-100% Absolute accuracy: ±2% Repeatability: ±1% Long term stability: ±0.5% per year Price: $4 to $10 Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22 | 1

Praktik Sensor & Transduser

Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22

PST 001

Berdasarkan spesifikasi yang telah disebutkan, terlihat bahwa sensor DHT22 memiliki tingkat akurasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan sensor DHT11. III. Buku Bacaan dan Referensi Lainnya Terdapat beberapa referensi untuk menambah pengetahuan tentang materi pada percobaan ini, anda disarankan membaca buku: 1. Santos, Rui and Santos, Sara. Ultimate Guide for Arduino Sensors/Moduls. 2. https://github.com/RuiSantosdotme/Random-Nerd-Tutorials/tree/master/Projects 3. https: //Arduino.cc IV. Alat dan Bahan

V. Gambar Rangkaian Gambar berikut ini memperlihatkan koneksi kabel antara sensor dengan arduino.

Gambar 2. Rangkaian Sensor DHT11 2 | Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22

Praktik Sensor & Transduser

Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22

PST 001

Gambar 3. Rangkaian Sensor DHT11 dengan Arduino serial dan LCD

VI. Langkah Kerja Berikut ini merupakan langkah untuk mencari kode program standar yang dibutuhkan dalam projek ini, namun sebelumnya anda harus menginstall library sensor DHT terlebih dahulu. 1. Download library sensor DHT11 untuk Arduino IDE 2. Unzip library DHT11 3. Ganti nama folder yang telah diekstrak ke DHT dan hapus tanda “-“. Apabila tidak maka Arduino IDE tidak mengenal library tadi. 4. Install DHT11 kedalam Arduino IDE. Sketch > Include Library > Add . Masukkan library yang barusaja di dowanload 5. Restart Arduino IDE 6. Arahkan ke File > Examples > DHT sensor library > DHTtester 7. Upload program tersebut kedalam Arduino

Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22 | 3

Praktik Sensor & Transduser

Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22

PST 001

Kode Program

// Example testing sketch for various DHT humidity/temperature sensors // Written by ladyada, public domain

#include "DHT.h" #define DHTPIN 2

// what digital pin we're connected to

// Uncomment whatever type you're using! #define DHTTYPE DHT11 // DHT 11 //#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321 //#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301) // Connect pin 1 (on the left) of the sensor to +5V // NOTE: If using a board with 3.3V logic like an Arduino Due connect pin 1 // to 3.3V instead of 5V! // Connect pin 2 of the sensor to whatever your DHTPIN is // Connect pin 4 (on the right) of the sensor to GROUND // Connect a 10K resistor from pin 2 (data) to pin 1 (power) of the sensor // Initialize DHT sensor. // Note that older versions of this library took an optional third //parameter to // tweak the timings for faster processors. This parameter is no longer //needed // as the current DHT reading algorithm adjusts itself to work on faster //procs.

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("DHTxx test!"); }

dht.begin();

void loop() { // Wait a few seconds between measurements. delay(2000); // Reading temperature or humidity takes about 250 milliseconds! // Sensor readings may also be up to 2 seconds 'old' (its a very slow sensor) float h = dht.readHumidity(); // Read temperature as Celsius (the default) float t = dht.readTemperature(); // Read temperature as Fahrenheit (isFahrenheit = true) float f = dht.readTemperature(true); // Check if any reads failed and exit early (to try again). if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) { Serial.println("Failed to read from DHT sensor!"); 4 | Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22

Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22

Praktik Sensor & Transduser

PST 001

return;

}

} // Compute heat index in Fahrenheit (the default) float hif = dht.computeHeatIndex(f, h); // Compute heat index in Celsius (isFahreheit = false) float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false); Serial.print("Humidity: "); Serial.print(h); Serial.print(" %\t"); Serial.print("Temperature: "); Serial.print(t); Serial.print(" *C "); Serial.print(f); Serial.print(" *F\t"); Serial.print("Heat index: "); Serial.print(hic); Serial.print(" *C "); Serial.print(hif); Serial.println(" *F");

Uji Coba System Pada projek kali ini Arduino akan membaca nilai suhu dan kelembaban. Kedua parameter ini akan ditampilkan nilainya ke serial monitor. Berikut ini adalah tampilan serial monitor dari pembacaan suhu dan kelembaban menggunakan sensor DHT11.

Gambar 4. Tampilan Serial Monitor Pembacaan Sensor DHT11

Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22 | 5

Praktik Sensor & Transduser

Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22

PST 001

VII. Pertanyaan Praktikum 1. Modifikasi Program sebelumnya agar dapat membaca 4 buah sensor DHT11 dan tampilkan pada serial monitor! 2. Ubahlah program agar nilai suhu dan kelembaban dapat ditampilkan ada layar LCD 16x2! 3. Buatlah analisis berdasarkan program dan hasil simulasi yang didapatkan!

6 | Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11/DHT22

Sensor Cahaya LDR dan Photodioda

Praktik Sensor & Transduser

PST 002

I. Tujuan Setelah melaksanakan percobaan ini mahasiswa diharapkan dapat: 1. Memahami prinsip kerja sensor cahaya LDR dan Photodioda 2. Membuat program pembacaan sensor cahaya LDR dan Photodioda menggunakan Arduino 3. Melakukan simulasi rangkaian pembacaan sensor cahaya LDR dan Photodioda II. Pendahuluan Sensor cahaya merupakan sensor yang dapat membaca kondisi kecerahan sebuah ruangan. Intensitas cahaya dalam ruangan dapat bersumber dari lampu atau pantulan cahaya matahari dari luar melalui jendela. Jenis sensor cahaya yang paling banyak digunakan adalah sensor LDR, Photodioda dan Phototransistor. Meskipun bentuk dari kedua sensor ini berbeda namun keduaya memiliki fungsi yang sama. Kedua sensor ini sering digunakan pada robot line follower (robot pengikut garis).

Gambar 1. Jenis Sensor Cahaya Prinsip Keja Sensor Cahaya

Gambar 2. Prinsip kerja sensor Cahaya 

Berdasarkan gambar di atas, dapat kita lihat bahwa sensor akan menerima lebih banyak cahaya jika bila obstacle mendekati warna putih.

Gambar 3. Perbedaan warna permukaan yang dideteksi sensor Sensor Cahaya LDR dan Photodioda | 7

Praktik Sensor & Transduser



Sensor Cahaya LDR dan Photodioda

PST 002

Apabila Garis terang, maka sinyal LED dapat dipantulkan. Bila cahaya LED memantul pada garis dan diterima oleh basis fototransistor maka phototransistor menjadi saturasi (on) sehingga tegangan output (Vout) menjadi sama dengan VCE saturasi atau mendekati 0 Volt. Sebaliknya jika tidak terdapat pantulan maka basis phototransistor tidak mendapat arus bias sehingga fototransistor menjadi cut-off (C-E Open). dengan demikian nilai Vout sama dengan VCC (5 Volt).

Gambar 4. Rangkaian elektronik sensor 

Agar dapat diinterfacekan ke mikrokontroler, tegangan output harus selalu berada pada level 0 atau VCC. Output rangkaian gambar di atas masih memiliki kemungkinan tidak pada kondisi ideal bila intensitas pantulan cahaya LED pada garis lemah, misalnya karena perubahan warna atau lintasan yang kotor. Untuk mengatasi hal tersebut ditambahkan rangkaian pembanding yang membandingkan output sensor dengan suatu tegangan threshold yang dapat diatur dengan memutar trimmer potensio (10 K). Rangkaian lengkapnya seperti pada gambar 5. LED pada output berguna sebagai indikator logika output sehingga kerja sensor mudah diamati.

Gambar 5. Rangkaian interface sensor dengan driver III. Buku Bacaan dan Referensi Lainnya Terdapat beberapa referensi untuk menambah pengetahuan tentang materi pada percobaan ini, anda disarankan membaca buku: 1. Santos, Rui and Santos, Sara. Ultimate Guide for Arduino Sensors/Moduls. 2. https://github.com/RuiSantosdotme/Random-Nerd-Tutorials/tree/master/Projects 3. https: //Arduino.cc 8 | Sensor Cahaya LDR dan Photodioda

Praktik Sensor & Transduser

Sensor Cahaya LDR dan Photodioda

PST 002

IV. Alat dan Bahan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Arduino Uno 1 buah Sensor Cahaya LDR 6 buah Breadboard Resistor 10K 6 buah Kabel Jumper Secukupnya Software Simulasi Elektronik Arduino IDE

V. Gambar Rangkaian Gambar berikut ini memperlihatkan koneksi kabel antara sensor dengan arduino.

Gambar 6. Rangkaian Sensor Cahaya Menggunakan Op-Amp

Gambar 7. Rangkaian Sensor Cahaya dengan Arduino serial dan LCD Sensor Cahaya LDR dan Photodioda | 9

Praktik Sensor & Transduser

Sensor Cahaya LDR dan Photodioda

PST 002

VI. Langkah Kerja 1. 2. 3. 4. 5.

Buatlah rangkaian simulasi seperti pada gambar 6 dan gambar 7 Simpan file tersebut sesuai nama gambar Buka Aplikasi Arduino IDE Buatlah program pembacaan sensor cahaya seperti pada listing program di bawah Lakukan compile pada program yang telah di buat dan pastikan tidak ada yang error 6. Upload program tersebut kedalam Arduino melalui simulasi rangkaian elektronika #include LiquidCrystal lcd(13,12,11,10,9,8); #define LDR1 A0 #define LDR2 A1 #define LDR3 A2 #define LDR4 A3 #define LDR5 A4 #define LDR6 A5 unsigned int Low=100; unsigned int High=500; unsigned int Mid=300; unsigned int sensor[6],ref[6],S[6],Nilai[6]; void baca_sensor() { lcd.setCursor (0,0); lcd.print("Pembacaan Sensor"); sensor[0]=analogRead(A0); sensor[1]=analogRead(A1); sensor[2]=analogRead(A2); sensor[3]=analogRead(A3); sensor[4]=analogRead(A4); sensor[5]=analogRead(A5); ref[0]=200;ref[1]=200;ref[2]=200;ref[3]=200;ref[4]=200;ref[5]=200; if (sensor[0]>ref[0]) {Nilai[0]=Low;} if (sensor[0]ref[1]) {Nilai[1]=Low;} if (sensor[1]ref[2]) {Nilai[2]=Low;} if (sensor[2]ref[3]) {Nilai[3]=Low;} if (sensor[3]ref[4]) {Nilai[4]=Low;} if (sensor[4]ref[5]) {Nilai[5]=Low;} if (sensor[5]Mid) {S[0]=1; lcd.print('0');} if (Nilai[1]>Mid) {S[1]=1; lcd.print('0');} if (Nilai[2]>Mid) {S[2]=1; lcd.print('0');} if (Nilai[3]>Mid) {S[3]=1; lcd.print('0');}

lcd.print('1');} if (Nilai[0] greenColor && redColor > blueColor){ Serial.println(" - RED detected!"); } if(greenColor > redColor && greenColor > blueColor){ Serial.println(" - GREEN detected!"); } if(blueColor > redColor && blueColor > greenColor){ Serial.println(" - BLUE detected!"); } }

  

Untuk membedakan antara warna yang berbeda, kami memiliki tiga kondisi: Ketika R adalah nilai maksimum (dalam parameter RGB) kita tahu bahwa kita memiliki benda merah Ketika G adalah nilai maksimum, kita tahu bahwa kita memiliki objek hijau Ketika B adalah nilai maksimum, kita tahu bahwa kita memiliki objek biru Sekarang, tempatkan sesuatu di depan sensor. Seharusnya tampil pada serial monitor Anda warna yang terdeteksi: merah, hijau atau biru. Sensor Anda juga dapat mendeteksi warna lain dengan pernyataan if lebih banyak.

VII. Pertanyaan Praktikum 1. Modifikasi Program sebelumnya agar dapat menampilkan data pembacaan pada LCD 16x2! 2. Lakukan analisis terhadap program dan hasil yang anda peroleh!

Sensor Warna TCS3200| 67