LAPORAN PRAKTIKUM INSTRUMENTASI KARA TER

LAPORAN PRAKTIKUM
INSTRUMENTASI

KARAKTERISTIK DAN KALIBRASI SENSOR SUHU LM35

Oleh:
Nurul Aulia
NIM A1H009058

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN
PURWOKERTO
2011

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran panas
menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Ada
beberapa metode yang digunakan untuk membuat sensor ini, salah satunya dengan

cara menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap arus listrik
sesuai dengan suhunya.
Kalibrasi pada umumnya merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran
atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari
standar yang digunakan dalam akurasi tertentu. Contohnya, termometer dapat
dikalibrasi sehingga kesalahan indikasi atau koreksi dapat ditentukan dan
disesuaikan

(melalui konstanta

kalibrasi),

sehingga

termometer

tersebut

menunjukan temperatur yang sebenarnya dalam celcius pada titik-titik tertentu
di skala.

Setiap sensor membutuhkan uji kalibrasi atau proses verifikasi bahwa suatu
akurasi alat ukur sesuai dengan rancangannya. Oleh karena itu karakterisasi sangat
diperlukan sehingga dapat mengetahui apakah sensor tersebut layak pakai atau
mempunyai tingkat presisi yang tinggi dalam membaca besaran suhu. Sensor suhu

LM35 berfungsi untuk mengkonversi besaran suhu yang ditangkap menjadi
besaran tegangan. Sensor ini memiliki presisi tinggi, sangat sederhana dengan
hanya memiliki buah 3 kaki. Kaki pertama IC LM35 dihubung ke sumber daya,
kaki kedua sebagai output dan kaki ketiga dihubung ke ground.
B. Tujuan
1. Mengenal dan mengetahui karakteristik (linieritas) sensor LM35.
2. Mendapatkan persamaan kalibrasi LM 35 .

II. TINJAUAN PUSTAKA

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi
untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.
LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan
dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang
rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan

dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan
(Imas F P. 2009).
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang
diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu
daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60
µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (selfheating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah
yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan.
Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara
dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari
0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal. LM35 ini
tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya
sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka
sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat
mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC
LM35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan
sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.
Alat ukur perlu diteliti kalibrasinya sebelum dipergunakan agar hasil
ukurnya dapat dipercaya. Saat kalibrasi harus selalu menempatkan jarum
penunjuk pada titik nol yang sesungguhnya, saat alat ukur akan digunakan. Sering

pada sebuah alat ukur jarum penunjuk tidak berada pada titik nol yang semestinya

sehingga saat digunakan nilai baca selalu lebih besar atau lebih kecil dari yang
seharusnya sehingga menyumbang apa yang disebut ralat sistematis.
Dalam keadaan normal, keluaran sensor dapat membaca kompresi suhu 1oC
dengan kenaikan nilai tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat
ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi
suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu
permukaan tersebut (Imas F P. 2009).

III. METODOLOGI

A. Alat dan Bahan
1. Sensor suhu LM 35
2. Termometer
3. Multimeter
4. Kabel-kabel penghubung dan penjepit.
5. Solder
6. Power Supply
7. Stopwatch

8. Project board
B. Prosedur Kerja
1. Mengambil satu buah sensor LM35, digambar dan dicatat bentuk fisik serta
konfigurasi kaki/pin-nya pada lembar data.
2. Mengambil salah satu unit power supply dan diatur pada tegangan 6 volt
(besarnya tegangan keluaran power supply dicatat).
3. Power supply dimatikan dulu dan kabel konektor dipasang sesuai posisi pin
LM35 dengan power supply :
-

Kaki 1 dengan (+) power supply

-

Kaki 2 dengan probe merah multimeter (output)

-

Kaki 3 dengan (-) power supply dan probe hitam multimeter.

4. Meletakkan sensor LM35 dan termometer standar dekat dengan sumber panas
(solder). Mengukur dan mencatat besarnya keluaran LM35 dan suhu yang
terbaca pada termometer standar sebelum sumber panas dihubungkan ke
PLN.
5. Menghubungkan sumber panas ke PLN dan mengukur besarnya keluaran
LM35 dan suhu yang terbaca pada termometer standar tiap 5 detik selama 3
menit. Mencatat data pengukuran pada lembar data.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

30
31
32
33

waktu (s)

LM35

suhu

5
10
15
20
25
30
35
40
45

50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145

150
155
160
165

(volt)
0,3217
0,3215
0,3197
0,3197
0,3198
0,320
0,3197
0,3196
0,3195
0,3192
0,3197
0,3197
0,3203
0,3208

0,3218
0,3228
0,3240
0,3250
0,3260
0,3273
0,3288
0,3302
0,3309
0,3332
0,333
0,3339
0,3348
0,336
0,3368
0,3380
0,3388
0,339
0,339

standar(oC)
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30,5
30,5
30,5
31
31
31
31
31
31
31
31,5
31,5

34
35
36

170
175
180

0,3404
0,3407
0,3404

31,5
32
32,5

B. Pembahasan
Praktikum instrumentasi kali ini berjudul Karakteristik dan Kalibrasi Sensor
Suhu LM35. Alat-alat yang digunakan diantaranya sensor suhu LM35,
termometer standar, multimeter, elemen pemanas (solder), power supply,
stopwatch dan project board. Dibawah ini penjelasan mengenai alat praktikum
yaitu :
1. Sensor Suhu LM35
Sensor suhu LM35 merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran elektris tegangan.
Sensor suhu LM35 memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1ºC tegangan
keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah
1,5 V pada suhu 150°C. Misalnya pada perancangan menggunakan sensor suhu
LM35 kita tentukan keluaran adc mencapai full scale pada saat suhu 100°C,
sehingga saat suhu 100°C tegangan keluaran transduser (10mV/°C x 100°C) =
1V.
Bentuk Fisik sensor Suhu LM35

Meskipun tegangan sensor suhu LM35 ini dapat mencapai 30 volt akan
tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan
dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan

arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan
panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan
yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
2. Termometer Standar
Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur),
ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang
berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja termometer
ada bermacam-macam, yang paling umum digunakan adalah termometer air raksa.
Ada bermacam-macam termometer menurut cara kerjanya yaitu termometer raksa,
termokopel, termometer inframerah, termometer galileo, termistor, termometer
bimetal mekanik, sensor suhu bandgap silikon, merkuri termo dan termometer
alkohol.
Alat ini terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan
kandungan Merkuri di ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran, pipa ini dibuat
sedemikian rupa sehingga hampa udara. Jika temperatur meningkat, Merkuri akan
mengembang naik ke arah atas pipa dan memberikan petunjuk tentang suhu di
sekitar alat ukur sesuai dengan skala yang telah ditentukan. Skala suhu yang
paling banyak dipakai di seluruh dunia adalah Skala Celcius dengan poin 0 untuk
titik beku dan poin 100 untuk titik didih.
Prinsip kerja termometer yang digunakan pada praktikum kali ini yaitu
termometer air raksa. Ada beberapa keuntungan dan kerugiannya menggunakan
termometer ini yaitu :
 Keuntungan
1. Raksa mudah dilihat karena mengkilap.
2. Volume raksa berubah secara teratur ketika terjadi perubahan suhu.
3. Raksa tidak membasahi kaca ketika memuai atau menyusut.
4. Jangkauan suhu raksa cukup lebar dan sesuai untuk pekerjaan
laboratoriun (-40 derajat Celcius s/d 350 derajat Celcius)
5. Raksa dapat terpanasi secara merata sehingga menunjukkan suhu cepat
dan tepat.
 Kerugian

1. Raksa mahal
2. Raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah
(misalnya suhu di kutub utara dan kutub selatan)
3. Raksa termasuk zat berbahaya (sering digunakan “air keras”) sehingga
termometer raksa berbahaya jika tabungnya pecah.
3. Multimeter
Multimeter adalah alat pengukur listrik yang sering dikenal sebagai VOM
(Volt/Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (ohmmeter), maupun arus (amper-meter). Ada dua kategori multimeter: multimeter
digital atau DMM (digital multi-meter)(untuk yang baru dan lebih akurat hasil
pengukurannya), dan multimeter analog. Masing-masing kategori dapat mengukur
listrik AC, maupun listrik DC.
Pengukuran Resistansi Pada Multimeter yaitu :
Memutar saklar pemilih pada posisi Ohm. Selanjutnya memutar saklar pemilih
sekaligus mementukan batas ukur yang dipakai. Untuk mengetes kabel
misalnya gunakan batas ukur x1. Untuk mengukur resistor yang tidak diketahui
nilainya gunakan batas ukur yang paling besar. Jika nantinya setelah diukur
jarum penunjuk hanya bergerak sedikit ke kiri, maka saklar putar dapat ke
batas ukur yang lebih kecil lagi.
Menghubung singkatkan kabel hitam dan merah pada multimeter. Mengatur
pengatur nol sehingga jarum penunjuk berada pada tepat nol sebelah kanan
skala.
Menghubungkan kabel hitam dan merah secara bebas ke komponen yang akan
ditest. Melihat skala apakah jarum bergerak atau tidak. Jika skala perlu dibaca
untuk mengetahui resistansi maka bacalah skalanya.
4. Elemen pemanas (solder)
Solder merupakan alat bantu dalam merakit atau membongkar rangkaian
elektronika pada rangkaian yang terdapat pada papan pcb. Solder merupakan alat
elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi panas. Solder banyak
jenis dan beragam bentuknya, pada umumnya berbentuk seperti pistol, dan lurus

dengan mata solder di ujung yang berbentuk lancip, dan dilengkapi tombol
pengatur suhu ukuran tinggi rendahnya panas yang dihasilkan.
Solder merupakan salah-satu perkakas yang utama bagi teknisi, solder
berguna untuk memanaskan logam dan melelehkan timah solder. Penyolderan
merupakan proses penyambungan dua logam dengan menggunakan logam
campuran yang disebut timah solder, secara umum solder dapat dikelompokkan
menjadi 2 macam, yaitu (1) solder dengan pemanas gas (2) solder Listrik. Tetapi
disini hanya akan dibahas solder listrik saja, sedangkan solder dengan pemanas
gas tidak. Solder listrik (selanjutnya disebut solder saja) terdiri atas 3 komponen
utama, yaitu (1) Elemen pemanas, (2) Besi solder, dan (3) Gagang.
Elemen pemanas pada solder merupakan komponen yang menentukan
tingginya suhu dari solder, tingginya suhu pada elemen pemanas bergantung pada
besarnya daya elemen pemanas tersebut yang diukur dalam satuan watt, semakin
besar watt-nya maka semain tinggi suhu yang dihasilkan.
Secara umum dibawah ini adalah tahapan penyolderan yang baik dan benar :
- Menunggu hingga suhu solder mencapai panas yang cukup.
- Membersihkan seluruh permukaan logam yang akan disolder dari kotoran atau
karat
- Memberi flux / pasta solder pada logam yang akan disolder dan pada ujung tip
(ujung kepala besi solder)
- Melapisi ujung tip (ujung kepala besi solder) dengan timah, proses ini dikenal
dengan istilah Tinning
- Menunggu sesaat ujung tip pada logam yang disolder, hingga logam menjadi
panas, lalu memberikan timah solder pada logam tersebut secukupnya,
kemudian membiarkan ujung tip tetap menempel pada logam yang disolder
hingga timah mencair dan menempel pada seluruh lapisan logam lalu
melepaskan solder, dan membiarkan timah mendingin secara alami. Selama
proses pendinginan timah, jangan menggerakkan logam / sambungan, karena
akan menyebabkan hasil penyolderan tidak sempurna, tanda bahwa hasil
penyolderan tersebut baik adalah timah menempel sempurna pada logam dan

berkilau. Pada praktikum kali ini, solder didekatkan pada sensor suhu LM35,
tetapi tidak menempel pada sensor suhu.
5. Power supply
Power supply adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk memasok
daya ke komponen

lain pada perangakat elektronika. Semua komponen

elektronika yang ada dalam suatu perangkat elektronika akan memperoleh
pasokan daya dari power supply tersebut. Power supply sangat mempunyai
peranan yang sangat penting dalam suatu perangkat elektronika. Oleh karena itu,
tanpa power supply, maka suatu perangkat elektronika tidak akan dapat bekerja.
Adapun tegangan yang umum disediakan oleh power supply adalah +5V, +12V, 5V, -12V.
Besar tegangan keluaran dari Power supply ini juga harus kita sesuaikan
dengan kebutuhan tegangan 'beban' atau perangkat elektronika kita. Karena, suatu
perangkat elektronika akan dapat bekerja dengan baik jika supply tegangan dan
daya kepadanya sama seperti spesifikasi dari komponen elektronika tersebut.
(spesifikasi dapat kita lihat di datasheet suatu Komponen).

Rangkaian power supply
Contoh gambar rangkaian Power supply diatas dapat kita ganti dengan kebutuhan
kita.
6. Stopwatch
Stopwacth adalah alat yang digunakan untuk mengukur waktu dalam bentuk
digital. Pada praktikum instrumentasi stopwatch digunakan untuk mengukur
keluaran pada LM35 dan suhu yang terbaca pada termometer standar tiap 5 detik
selama 3 menit pada kalibrasi rangkaian LM35.
7. Breadboard atu project board
Bread board atau project board adalah susunan kartu (papan) tipis yang
terbuat dari fiberglass atau plastik dengan banyak lubang kecil, dan digunakan

dengan menghubungkan sejumlah chip dan komponen elektronika lainnya. Cara
penggunaan papan ini sangatlah sederhana dan praktis. Dengan menggunakan
papan rangkaian ini, kita dapat dengan mudah memasang, merubah, dan
memperbaiki suatu rangkaian yang dianggap belum sempurna atau mengalami
salah hubung, sehingga kesalahan fatal tidak terjadi. Dengan menggunakan
project board, kita dapat memasang komponen elektronika tidak permanen.
Konfigurasi rangkaiannya yaitu :
1. Mengambil project board lalu memasang sensor LM35. Pada sensor suhu
LM35 memiliki tiga kaki, anggap saja kaki positif, kaki tengah dan kaki
negative.
2. Menempelkan di multimeter yang berwarna merah pada kaki positif tempelkan
multimeter berwarna merah dan solder (jangan sampai menempel dengan
project board).
3. Pada kaki tengah dipasangkan dengan power supply positif.
4. Pada kaki negative dipasangkan power supply negative dan multimeter yang
berwarna hitam.
Sensor memiliki karakteristik sebagai berikut:
LM35 adalah komponen sensor suhu berukuran kecil seperti transistor
(TO-92). Komponen yang sangat mudah digunakan ini mampu mengukur suhu
hingga 1000 Celcius. Dengan tegangan keluaran yang terskala linear dengan suhu
terukur, yakni 10 milivolt per 10 Celcius, maka komponen ini cocok untuk
aplikasi-aplikasi seperti termometer ruang digital, mesin pasteurisasi, atau
termometer badan digital.
LM35 dapat disuplai dengan tegangan mulai 4V-30V DC dengan arus
pengurasan 60 mikroampere, memiliki tingkat efek self-heating yang rendah (0,08
0

Celcius).
Self-heating adalah efek pemanasan oleh komponen itu sendiri akibat

adanya arus yang bekerja melewatinya. Untuk komponen sensor suhu, parameter
ini harus dipertimbangkan atau di-handle dengan baik karena hal ini dapat
menyebabkan kesalahan pengukuran.

Gambar di bawah adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu
LM35. Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan
keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1
0

celcius. Misalkan Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 0Celcius.Dan jika

Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 320 Celcius. Tegangan keluaran ini bisa
langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti
rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti
rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter.

Rangkaian dasar tersebut cukup untuk praktikum dasar atau untuk aplikasi
yang tidak memerlukan akurasi pengukuran yang sempurna. Akan tetapi tidak
untuk aplikasi yang sesungguhnya. Pada kondisi suhu yang relatif sama, jika
tegangan suplai diubah-ubah (dinaikkan atau diturunkan), maka Vout juga ikut
berubah. Memang secara logika hal ini sepertinya benar, tapi untuk instrumentasi
hal ini tidaklah diperkenankan. Dibandingkan dengan tingkat kepresisian, maka
tingkat akurasi alat ukur lebih utama karena alat ukur seyogyanya dapat dijadikan
patokan bagi penggunanya. Jika nilainya berubah-ubah untuk kondisi yang relatif
tidak ada perubahan, maka alat ukur yang demikian ini tidak dapat digunakan.
Grafik Hubungan antara keluaran sensor LM35 terhadap suhu termometer

35
30

f(x) = 0.13 x + 29.4

25
20
15
10
5
0

Vout LM35 (x)
Suhu (y) celcius
30
Linear (Suhu (y)
celcius)

Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35 :
1. Memiliki sensitivitas suhu,dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu
10 mVolt/oC,sehingga dapat di kalibrasi langsung dengan celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu pada suhu 30oC.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55oC sampai +150oC.
4. Sensor LM35 pada rangkaian di atas pada saat 7,5 volt memiliki sumber
tegangan 6,5 volt dan pada saat diam tegangan sebesar 0,321
5. Memiliki arus rendah kurang dari 60 µA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1
o

C pada udara diam.

7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidak linieran hanya sekitar kurang lebih ¼ oC.
V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan
1. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35 :

1. Memiliki sensitivitas suhu,dengan faktor skala linier antara tegangan dan
suhu 10 mVolt/oC,sehingga dapat di kalibrasi langsung dengan celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu pada suhu 30oC.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55oC sampai +150oC.
4. Sensor LM35 pada rangkaian di atas pada saat 7,5 volt memiliki sumber
tegangan 6,5 volt dan pada saat diam tegangan sebesar 0,321
5. Memiliki arus rendah kurang dari 60 µA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari
0,1 oC pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidak linieran hanya sekitar kurang lebih ¼ oC.
2. Pada karakteristik dan kalibrasi sensor suhu LM35 didapatkan persamaan
y=0,133x+29,4
B. Saran
Saran untuk praktikum kali ini yaitu untuk alat yang digunakan sebaiknya
lebih diperlengkap, agar praktikan dapat memahami dengan baik dan mencoba
masing-masing saat praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Abisabrina.
2010.
Cara
Menggunakan
Multimeter.
http://abisabrina.wordpress.com/2010/07/30/cara-menggunakan-multimeter/.
Diakses tanggal 30 mei 2011.
Anonim.
2008.
LM35
Sebagai
Suhu.http://elektrokita.blogspot.com/2008/11/lm35-sebagai-sensorsuhu.html.Diakses tanggal 30 mei 2011.

Sensor

Anonim. 2007. Sensor Suhu Lm35. Dalam www.shatomedia.com. Diakses tanggal
30 mei 2011.
Candra Robby. 2006. Alat Pemantau Suhu Ruangan Melalui Web Berbasiskan
Mikrokontroler. Jurusan Sistem Komputer. Universitas Gunadarma
Hayt, Wiliam. 1998. Rangkaian Listrik. Erlangga, Jakarta.
Lister. 1998. Mesin dan Pengkajian Listrik. Erlangga, Jakarta.
Morris, Alan S. 2001. Measurement And Instrumentation Principles. Butterworth
Heinemann. Isbn 0-7506-5081-8
Parmono Imas Fatoni. 2009. Uji Kelayakan Melalui Karakterisasi Sensor LM35
dengan perbandingan Tegangan dan Suhu Berbasis Mikrokontroler atmega
8535l. Universitas Negeri Jakarta