Sensor kelembaban konduktivitas panas atau biasa disebut dengan sensor kelembaban absolut. Sensor ini mengukur perbedaan konduktivitas panas dari
udara kering ke udara yang memiliki uap air. Sensor ini terdiri dari dua termistor NTC Negative Temperature Coefficient pada rangkaian jembatan DC. Bahan di
kedua buah termistor dibungkus oleh nitrogen kering, untuk letak kedua termistor jelas berbeda, di dalam sensor sedangkan satunya lagi berada permukaan sensor.
2.8.2. Sensor kelembaban relatif Sensorion SHT11
Modul SHT11 merupakan modul sensor kelembaban relatif dan suhu dari Sensirion
serta memiliki keluaran data digital. Modul ini yang akan digunakan sebagai alat pengindra suhu dan kelembaban dalam aplikasi pengendali suhu dan
kelembaban ruangan maupun aplikasi pemantau suhu dan kelembaban relatif pada ruangan. Prinsip kerja yang digunakan pada modul SHT11 adalah sensor berbasis
kapasitif. Sensor ini sudah terkalibrasi dan memiliki rangkaian pengondisi sinyal serta 14-bit ADC yang terintegrasi. Data suhu yang diperoleh dapat digunakan
juga sebagai parameter kompensasi RH serta menentukan titik embun dewpoint. Modul SHT11 terdapat pula pemanas internal untuk mengkalibrasi sensor RH dan
pemulihan sensor ketika RH mencapai 100, yang berarti terbentuk dari adanya butiran-butiran embun pada permukaan sensor.
Jenis komunikasi sensor RH ini menggunakan antarmuka two-wire serial, ukuran dimensi kecil dan konsumsi daya rendah menjadikan sensor RH ini pilihan
yang tepat untuk digunakan pada sistem kompak. Pada Gambar 4, menunjukan blok diagram dari sensor RH Sensirion SHT11. Nilai koefisien pengkalibrasi dari
sensor RH telah diprogramkan kedalam OTP memory. Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengkalibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran.
Sumber : Sensirion, 2007 Gambar 4. Blok diagram kelembaban relatif Sensirion SHT11.
Ada 4 pin yang digunakan pada sensor RH Sensirion SHT11, yaitu : VDD, GND, DATA, SCK. VDD dan GND merupakan pin catu daya pada sensor RH.
Catu daya yang dapat digunakan 2,4 V hingga 5,5V. Pin SCK dan DATA adalah untuk antarmuka dengan perangkat lain. Komunikasi pada jalur SCK sebagai
sumber clock. Pada Gambar 5, menunjukan skematik antarmuka dari sensor RH dengan mikrokontroler.
Sumber : Sensirion, 2007 Gambar 5. Skema antarmuka sensor SHT11 dan Mikrokontroler.
Sistem sensor ini mempunyai 1 jalur data yang digunakan untuk perintah pengalamatan dan pembacaan data. Ketika memulai transmisi dilakukan suatu
pengalamatan data dengan membuat LOW di jalur DATA ketika SCK di kondisi HIGH, lalu membuat jalur DATA menjadi HIGH ketika SCK tetap HIGH. Pada
Gambar 6, merupakan gambaran sinyal sensor yang ditunjukan dengan urutan sinyal DATA dan SCK ketika memulai transmisi.
Sumber : Sensirion, 2007 Gambar 6. Urutan sinyal untuk memulai transmisi.
Setelah memulai transmisi dilanjutkan kembali dengan mengirimkan data atau perintah menuju sensor RH. Terdapat 3 tiga bit pengalamatan dan 5 lima
bit untuk pengintruksian. Dimana ketiga bit pengalamatan yang bisa digunakan hanya ‘000’, berikut ini lima bit perintah yang ditunjukan pada Tabel 1.
Tabel 1. Perintah pada Sensirion SHT11
Perintah Kode
Mengukur Suhu 00011
Mengukur Kelembaban 00101
Membaca Register Status 00111
Menulis Register Status 00110
Soft Reset , me-reset antarmuka,
mengembalikan nilai status register ke awal 11110
Sumber: Sensirion, 2007
Setelah mengirimkan perintah mengukur suhu dan kelembaban, maka unit mikrokontroler harus menunggu hasil pengukuran. Waktu maksimum yang
dibutuhkan adalah sebesar 2080320ms untuk pengukuran 81214bit. Kaki serial Data yang terhubung dengan mikrokontroler memberikan perintah pengalamatan
pada pin Data SHT11 “00000101” untuk mengukur kelembaban dan “00000011” untuk pengukuran suhu. Urutan sinyal saat mengukur RH tanpa ada kompensasi
suhu dapat dicontohkan pada Gambar 7.
Sumber : Sensirion, 2007 Gambar 7. Urutan sinyal untuk mengukur kelembaban relatif.
Urutan sinyal diatas menunjukan bahwa hasil dari pengukuran yang di dapatkan nilai digital kelembaban sebebesar “1001’0011’0001”. Nilai digital ini
dikonversi menjadi bilangan desimal. Ketika mengonversi nilai desimal sensor RH menjadi besaran fisik diperlukan persamaan :
RH
linear
= C
1
+ C
2
x SO
RH
+ C
3
x SO
RH 2
……. 3
dimana : RH
LINEAR
: Kelembaban relatif tanpa kompensasi suhu. SO
RH
: Sensor Output, nilai desimal dari sensor yang didapat. C
1
= -4 ; C
2
= 0,0405 ; C
3
=-2,810
-6
Hasil dari RH
LINEAR
ini harus di kompensasi terhadap suhu agar hasilnya lebih akurat. Kompensasi suhu dikenal dengan sebutan Automatic Temperature
Compensation ATC. Fungsi dari ATC ini adalah agar sensor dapat mengukur
kelembaban relatif RH lebih akurat pada rentang suhu yang lebar.
Dalam mengkonversi nilai desimal sensor RH dengan kompensasi nilai suhu menjadi besaran fisik diperoleh dengan persamaan:
RH
true
= T
c
– 25 x t
1
+ t
2
x SO
RH
+ RH
LINEAR
......4 dimana :
RH
True
: Nilai RH terkompensasi suhu RH
LINEAR
: Nilai RH tanpa dikompensasi suhu T
c
: Suhu lingkungan dalam derajat Celsius t
1
= 0,01 ; t
2
= 0,00008.
2.9. Time Clock DS1307 dengan Antarmuka I
