Program Sensor Suhu LM35 dengan MCS 51

 

LABORATORIUM MIKROKONTROLLER SEMESTER 4

Percobaan V : ADC 0804

Kelas : EC 4B
by : Fernando 2013

Dosen Pembimbing :Benny,ST.MT

1.      Tujuan Percobaan

 

A.    Memahami rangkaian interface Mikrokontroller 89S51 dengan ADC 0804

B.     Memahami perhitungan tegangan resolusi ADC

C.     Membuat pengukur suhu ruang dengan sensor suhu LM 35

 

2.      Alat yang Digunakan :                                                      Komponen yang diperlukan:              

A.    Power Supply 5 V                                                 1. IC ADC 0804                                                     

B.     Kabel DB 25 / serial / USB                                   2. IC LM324

C.     PC Pentium4 / Laptop                                          3.Sensor suhu LM 35

D.    Modul mikrokontroler AT89S51 (Downloader)   4. Potensio meter 10kΩ

E.     Protoboard

 

 

3.      Landasan Teori

ADC (Analog to Digital Converter) adalah suatu rangkaian pengubah informasi dari tegangan analog ke digital. A/D Converter ini dapat dipasang sebagai pengonversi tegangan analog dari suatu peralatan sensor ke konfigurasi digital yang akan diumpankan ke suatu sistem minimum.Konverter A/D tersedia secara komersial sebagai rangkaian terpadu dengan resolusi 8 bit sampai dengan 16 bit. Pada percobaan ini akan memperkenalkan ADC0804, yaitu sebagai sebuah konverter A/D 8 bit yang mudah diinterfacekandengan sistem mikrokontroller. A/D ini menggunakan metode approksimasi berturut-turut untuk mengkonversikan masukan analog (0-5V) menjadi data digital 8 bit yang ekivalen. ADC0804 mempunyai pembangkit clock internal dan memerlukan catu daya +5V dan mempunyai waktu konversi optimum sekitar 100us.

Diagram konfigurasi pin ADC0804 ditunjukkan pada gambar diatas. Pin 11 sampai 18 ( keluaran digital ) adalah keluaran tiga keadaan, yang dapat dihubungkan langsung dengan bus data bilamana diperlukan. Apabila CS ( pin 1 ) atau RD (pin2) dalam keadaan high (“1”), pin 11 sampai 18 akan mengambang ( high impedanze ), apabila CS dan RD rendah keduanya, keluaran digital akan muncul pada saluran keluaran.
        Sinyal mulai konversi pada WR (pin 3). Untuk memulai suatu konversi, CS harus rendah. Bilamana WR menjadi rendah, konverter akam mengalami reset, dan ketika WR kembali kepada keadaan high, konversi segera dimulai.
        Konversi detak konverter harus terletak dalam daereh frekuensi 100 sampai 800kHz. CLK IN ( pin 4) dapat diturunkan dari detak mikrokontroller, sebagai kemungkinan lain, kita dapat mempergunakan pembangkit clock internal dengan memasang rangkaian RC antara CLN IN ( pin 4) dan CLK R ( pin 19).
        Pin 5 adalah saluran yang digunakan untuk INTR, sinyal selesai konversi. INTR akan menjadi tinggi pada saat memulai konversi, dan akan aktiv rendah bila konversi telah selesai. Tepi turun sinyal INTR dapat dipergunakan untuk menginterupsi sistem mikrokontroller, supaya mikrokontroller melakukan pencabangan ke subrutine pelayanan yang memproses keluaran konverter.
        Pin 6 dan 7 adalah masukan diferensial bagi sinyal analog. A/D ini mempunyai dua ground, A GND (pin 8) dan D GND ( pin10). Kedua pin ini harus dihubungkan dengan ground. Pin 20 harus dihubungkan dengan catu daya +5V
A/D ini mempunyai dua buah ground, A GND ( pin 8 ) dan D GND ( pin 10). Keduanya harus dihubungkan dengan catu daya, sebesar +5V.
        Pada A/D 0804 merupakan tegangan referensi yang digunakan untuk offset suatu keluaran digital maksimum. Dengan persamaan sebagai berikut:

 

                                            

                                      

Misalnya anda menginginkan masuk analog maksimum sebesar 4 V, maka:

Vref=0.5 x 4 = 2 volt

4.       Percobaan

 

A.    Percobaan Pengukuran suhu ruangan menggunakan sensor suhu LM35 dan Penguat LM 324

 

5.      Cara Melakukan Percobaan

 

A.    Pada saat langkah pemrograman posisikan saklar togle ke posisi PROG

B.     Posisikan saklar togle ke RUN untuk mengaktifkan ADC0804 CS=0

C.     Hubungkan modul Mikrokontroller Trainer dengan power supply +5V

D.    Hubungkan modul Mikrokontroller Trainer dengan rangkaian programmer

E.     Buka Program M-IDE Studio for MCS-51, sebagai editor dan compiler program

F.      Dan amati hasilnya.

 

6.      Pembahasan Hardware dan Software

Pada sensor suhu LM 35 mempunyai 3 kaki yaitu Vcc, ground, dan output. Sensor suhu LM35 ini menghasilkan output sebesar 10mv/0° dimana output sensor Lm35 dihubungkan ke Vin(+) ADC 0804. Sedangkan tegangan di Vin(+) harus menerima minimal sebesar 19,6mV sehingga dibutuhkannya penguat tegangan dari op-amp.Oleh karena tegangan output sensor suhu LM35 sebesar 10mv maka dibutuhkan penguat 1,96 kali, maka kita menggunakan penguat non inverting ( Vo =         1 +Rf/Ri). Jika sensor suhu menunjukkan angka 25 maka di seven segmen akan menghasilkan angka 25 juga.

Berikut ini adalah rangkaian Sensor LM35, Penguat dan ADC 0804 (Gambar 1) serta ke mikrokontroler (Gambar 2)  :

Gambar 1

 

Gambar 2

           

 

Berikut ini adalah programnya :

            ORG 0H

LOMPAT :

            CLR    P3.5     (berikan logik 0 pd P3.5/aktifkan ADC)

            CLR    P3.3     (start convertion)

            SETB  P3.3     (beri logik 1 pada WR/P3.3)

X:        JB        P3.2,X (lompat P3.2/INTR ke X jika berlogik 1)

            CLR    P3.4     (beri logik 0 pd P3.4/RD untuk baca data)    

            MOV   A,P2    (kopikan data P2 ke Akumulator)

            SETB  P3.4     (beri logik 1 pada RD)

            SETB  P3.5     (beri logik 1 pada CS)

Prog.Hex to Desimal: 

            MOV B,#10    (pindahkan 10d ke B)

        DIV AB              (bagi A dengan B & hasilnya di simpan di A serta sisanya di B)

        SWAP A             (geser 4 bit dalam Akumulator)

            ADD A,B       (tambahkan A dengan B)        

        MOV P0,A         (pindahkan data di A ke P0)

               

           

            SJMP   LOMPAT        (lompat ke label LOMPAT)

            END

7.         Kesimpulan

-          Tidak semua penguat dapat digunakan untuk membuat rangkaian pengatur suhu ruangan dengan menggunakan sensor LM35.

-          Vref ADC 0804 harus sebesar 0,5 Vcc.

-          Tegangan di Vin(+) harus menerima minimal sebesar 19,6mV

-          Pada Penguat harus diberikan V+saturasi dan V- saturasi sebesar ±12V.