Termometer Non-Contact Digital Dengan Arduino Uno Menggunakan Sensor Infrared (Mlx90614) Dan Lcd Display

Termometer Non-Contact Digital Dengan Arduino Uno

Menggunakan Sensor Infrared (Mlx90614) Dan Lcd Display

Mata Kuliah Organisasi Dan Arsitektur Komputer

Prodi S1 Pendidikan Teknologi Informasi

Universitas Negeri Surabaya

Dosen Pengampu :

Aditya Prapanca

Disusun Oleh :

KELOMPOK 7B

Achmad Syahrul Ramadhan         21050974004

Alvina Febrianti                         21050974005

Dinda Akda Amelia                 21050974046

Himmati Kairova                         21050974060

Mohammad Husein Febriansyah    21050974062

 

BAB I 
PENDAHULUAN 

1. LATAR BELAKANG

Sejak tahun 2020 hingga sekarang, wabah Covid-19 belum juga menghilang dari muka bumi. Walaupun berangsur-angsur membaik, Indonesia belum menetapkan akan musnahnya Covid-19 di negeri ini. Protokol kesehatan pun masih terus diberlakukan, seperti penggunaan masker, mencuci kedua tangan, penggunaan handsanitizer, hingga pengecekan suhu tubuh. Semua protokol ini tidak lepas dari kehidupan sehari-hari, sebelum Covid-19 benar-benar dinyatakan hilang. 

Pengecekan suhu tubuh merupakan alat yang penting dalam mengetahui apakah orang tersebut sedang dalam keadaan yang sehat atau tidak. Suhu tubuh ini dapat di cek menggunakan termometer. Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu ataupun alat yang digunakan untuk menyatakan derajat dingin atau panas suatu benda, yang memanfaatkan termometrik dari zat berupa perubahan dari sifat-sifat zat yang disebabkan karena perubahan suhu dari zat tersebut. 

Terdapat berbagai jenis termometer, yaitu termometer air raksa, termometer digital, termometer dot untuk bayi, termometer telinga, termometer digital infra red, dan masih banyak lagi. Pengukuran suhu protokol kesehatan, biasanya menggunakan termometer digital infra red, karena dinilai cepat dan praktis. Tidak seperti termometer digital biasa atau air raksa yang harus didiamkan selama 5 menit terlebih dahulu untuk mengukur suhu tubuh. 

Dengan kualitas dan kecepatannya dalam mengukur suhu tubuh, termometer infra red tergolong memiliki harga yang mahal. Termometer ini biasanya digunakan dan disediakan didepan pintu perbelanjaan, saat kita akan memasuki mall. Jarang orang biasa membeli termometer ini karena harganya yang tidak ramah dikantong. 

Untuk itu,  dalam laporan kali ini kami akan membuat Termometer digital infra red ini dengan menggunakan Arduino Uno serta memanfaatkan LCD Display. Dalam laporan ini, kami akan menjabar selingkup cara kerja, penampilan data, serta rancangan dalam pembuatan termometer digital infra red ini. 

2. RUMUSAN MASALAH

Adapun rumusan masalah pada praktikum ini sebagai berikut.

1.  Bagaimana cara kerja sistem monitoring suhu?
2.  Bagaimana cara menampilkan data suhu secara real time?
3. Bagaimana rancangan pembuatan alat pemantau suhu tubuh dan ruangan?

3. TUJUAN LAPORAN

Adapun tujuan pelaksanaan praktikum ini sebagai berikut.

1. Untuk mengetahui dan memahami sistem monitoring suhu
2. Untuk menampilkan data suhu secara real time pada LCD dari sensor suhu.
3. Untuk merancang alat pemantau suhu tubuh dan ruangan. 

4. MANFAAT

1. Menambah ilmu pengetahuan tentang mikrokontroller.
2.  Mampu menerapkan ilmu fisika tentang suhu.
3. Menambah kreativitas dalam pembuatan alat monitoring suhu.
4. Mampu merancang alat pemantau suhu tubuh dan ruangan. 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1. DASAR TEORI

Saat ini dunia semakin berkembang, muncullah berbagai solusi yang dapat memecahkan permasalahan manusia. Sedikit demi sedikit masalah yang timbul dapat diatasi. Sistem computer dapat menjadi salah satu solusi untuk mengatasi permasalahan manusia. Dengan adanya sistem komputer ini, diharapkan dapat memudahkan dan meringankan pekerjaan manusia serta menjadi jalan tengah untuk permasalahan manusia.

Mikrokontroler disebut sebagai suatu alat pengendali yang berukuran mikro yang dikemas dalam satu chip tunggal IC (Integrated Circuit) , yang mampu digunakan bersama-sama dengan alat elektronik yang lain dan memiliki program tersendiri di dalamnya. Pada umumnya, sinyal input mikrokontroler berasal dari sensor yang merupakan informasi dari lingkungan sedangkan sinyal output ditujukan kepada aktuator yang dapat melakukan suatu tindakan ke lingkungan. Dengan demikian maka secara sederhana mikrokontroler dapat diasumsikan ibarat sebuah otak yang terdapat pada suatu perangkat dan memiliki kemampuan berinteraksi dengan lingkungan. Ada beberapa pendapat para ahli mengenai pengertian mikrokontroler ini, secara umum, keseluruhannya mangacu pada konsep yang sama.

1. Menurut Chamim

Mikrokontroler adalah sistem computer yang dimana Sebagian atau seluruh elemen berada di dalam IC (Integrated Circuit) dan mengerjakan tugas tertentu.

2. Menurut Setiawan 

Mikrokontroler adalah IC dengan komposisi kepadatan komponen yang tinggi. Seluruh bagian di mikrokontroler berada di satu chip yang terdiri dari CPU, ROM, RAM< input output, timer, da interip controller.

3. Menurut Agus Bejo

Mikrokontroler yaitu integrated circuit dengan kapasitas untuk deprogram dengan cara dihapus dan tulis ulang beberapa kali.

Pada umumnya, sinyal input mikrokontroler berasal dari sensor yang merupakan informasi dari lingkungan sedangkan sinyal output ditujukan kepada aktuator yang dapat melakukan suatu tindakan ke lingkungan. Dengan demikian maka secara sederhana mikrokontroler dapat diasumsikan ibarat sebuah otak yang terdapat pada suatu perangkat dan memiliki kemampuan berinteraksi dengan lingkungan.  

Meskipun kecepatan pengolahan data dan kapasitas memori yang dimiliki jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan komputer atau PC, namun kemampuan mikrokontroler sudah cukup untuk dapat digunakan pada banyak aplikasi terutama karena bentuk ukuran mikrokontroler yang lebih sederhana. Mikrokontroler sering digunakan pada aplikasi sistem dan perangkat yang tidak terlalu kompleks dan tidak memerlukan komputasi tinggi.

Komponen Mikrokontroler membentuk datu kesatuan sistem dimana komponen ini saling berhubungan agar dapat menerima perintah program dari penggunanya.

Komponen Mikrokontroler diantaranya:

1. CPU

2. RAM dan ROM

3. Port Serial (Serial Port)

4. Timer dan Counter

5. Port input/output

6. Special Functional Block

7. Interrupt Control

8. Analog to Digital Converter

9. Digital to Analog Converter

Mikrokontroler juga memiliki beberapa macam jenis, diantaranya :

1. Mikrokontroler Arduino

Jenis ini digunakan untuk keperluan kerja sederhana tapi berulang. Fungsi juga termasuk timer dan counter sehingga kerja dapat diatur.

2. Mikrokontroler Atmega 8535

Jenis ini menggunakan konfigurasi chip yang kompleks. Fungsinya tetap mampu meningkatkan efisien control jika kerja cukup berat.

3. Mikrokontroler Atmega 16

Jenis ini termasuk chip yang berkapasitas tinggi dapat menunjang kerja tertentu. Pengguna chip ini cukup melakukan setting sesuai kebutuhan lalu melakukan control agar chip bekerja secara efektif.

4. Mikrokontroler AVR

Jenis ini adalah tipe chip yang mengerjakan satu clock,. Penerapan chip ini juga fleksibel untuk fungsi kerja linear yang mengontrol suatu alat.

Fungsi Mikrokontroler

Pada umumnya, suatu perangkat atau sistem yang menggunakan mikrokontroler sebagai pengolah data disebut sebagai embedded system atau dedicated system. Embedded system adalah suatu pengendali yang tertanam pada sistem atau perangkat, sedangkan dedicated system adalah pengendali suatu sistem yang dimaksudkan hanya untuk fungsi tertentu. Sebagai contoh, printer adalah suatu embedded system karena terdapat mikrokontroler di dalamnya sebagai pengendali dan juga dedicated system karena fungsi pengendali tersebut hanya untuk menerima data dan mencetaknya. 

Mikrokontroler memiliki beberapa fungsi diantaranya :

1. Timer atau pewaktu

2. Pembangkit osilasi

3. Flip-flop

4. ADC (Analog to Digital Converter)

5. Counter atau penghitung

6. Docoder dan encoder

2.  KOMPONEN

4.1. ARDUINO UNO

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya. 

Setiap 14 pin digital pada arduino uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalwrite(), dan digitalRead(). Fungsi fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 volt, Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm.

Arduino Uno

 

4.2. PROJECT BOARD

Project board merupakan papan proyek yang difungsikan sebuah sirkuit elektronika sebagai dasar konstruksi dan prototype suatu rangkain elektronika. Project board atau sering disebut bread board, banyak digunakan dalam merangkai komponen karena penggunaan yang menancapkan ke papan projek dan tidak perlu melalui tahap penyolderan. Sehingga dapat digunakan kembali dengan mengganti kabel yang berbeda jika terdapat kesalahan atau kerusakan pada kebel yang tertancap pada project board. Project board memiliki lima klip pengunci pada setiap setengah barisnya, ini berlaku pada semua jenis dan ukuran project board. Dengan begitu, kita hanya dapat menghubungkan lima komponen pada satu bagian atau setengah dari satu baris pada project board.

Pada project board juga terdapat angka dan huruf, ini berfungsi untuk memudahkan penelitian dalam merangkai perangkat prototype yang dibuat. Sirkuit rangkaian yang dibuat mungkin saja rumit dan cukup kompleks dan bisa saja akan terjadi sebuah kesalahan pada rangkaian yang bisa berpengaruh 14 pada kerusakan komponen. Untuk itu dengan memahami fungsi dan cara kerja project board akan meminimalisir kesalahan dalam rangkaian komponen elektronika.

Board

 

4.3. SENSOR SUHU MLX90614

Sensor MLX90614 merupakan sensor yang digunakan untuk mengukur suhu dengan memanfaatkan radiasi gelombang inframerah. Sensor MLX90614 didesain khusus untuk mendeteksi energi radiasi inframerah dan secara otomotis telah didesain sehingga dapat mengkalibrasikan energi radiasi inframerah menjadi skala temperatur. 

MLX90614 termometer inframerah sangat berguna karena dalam pemakaiannya tidak diperlukan kontak antara sensor dan objek yang akan diukur. Sensor memberikan pembacaan suhu rata-rata dari semua objek yang tercover oleh view dari sensor, sehingga suhu mutlak dari sebuah objek yang diamati. Dengan prinsip ini, maka dapat dimanfaatkan untuk mendeteksi kehadiran ataupun perubahan suhu objek dalam range jangkaun sensor baik itu gerakan objek ataupun kehadiran suatu objek.

 

Sensor MLX90614

4.4. LCD (LIQUID CRYSTAL DISPLAY)

LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya.

LCD

 

4.5. KABEL MALE TO FEMALE & FEMALE TO FEMALE

Kabel jumper male female memiliki ujung konektor yang berbeda pada tiap ujungnya, yaitu male dan female. Biasanya kabel ini digunakan untuk menghubungkan komponen elektronika selain Arduino ke breadboard. 

Kabel jumper 

 

Jenis kabel jumper female to female. Kabel ini sangat cocok untuk menghubungkan antar komponen yang memiliki  header male. contohnya seperti sensor ultrasonik HC-SR04, sensor suhu DHT, dan masih banyak lagi.

Kabel jumper 

 

4.6. I2C 

Modul I2C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didesain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya. Piranti yang dihubungkan dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave. Master adalah piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus dengan membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data dengan membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah piranti yang dialamati master.

Modul I2C

 

BAB III

PEMBAHASAN

1. PENJELASAN SIMULASI

             Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui cara mengimunisasikan antara mikrokontroler khususnya Arduino Uno dengan Sensor Suhu, dan LCD dan mengetahui ketepatan pengukuran suhu menggunakan termometer digital berbasis Arduino Uno dibandingkan dengan termometer Analog. Alat ini mempunyai fungsi yang sama dengan termometer Analog, tetapi alat ini memiliki perbedaan pada pada display digital. Dimana display digital tersebut bisa mempermudah pengguna termometer. Data tersebut diambil dari tiga tempat yang berbeda untuk memvalidasi data yang didapat termometer digital dibandingkan dengan termometer Analog.

              Source kode program Arduino Uno kita dapat setelah kita memasukkan data dan mengunggahnya pada program tersebut. Langkah-langkah pembuatan project thermometer non contact digital sebagai berikut : Siapkan alat dan bahan nya terlebih dahulu seperti arduino uno, kabel male to female dan kabel male to male,  sensor suhu dengan type MLX90614, LCD,  Project board kemudian Hubungkan kabel male to male ke arduino pin 5V, GND, A4, A5, lalu Hubungkan kaki sensor MLX90614 ke pin 9 (VIN), 8 (GND), 7(SDA), 6(SCL) pada project board, selanjutnya hubungkan kabel male to male dari arduino ke bagian bawah sensor MLX90614 pada project board dengan rincian : (Arduino) 5V --> VIN (Sensor), (Arduino) GND --> GND (Sensor),  (Arduino) A4 --> SDA (Sensor), (Arduino) A5 --> SCL (Sensor)

      Kemudian Pasangkan I2C ke LCD dengan menggunakan soldier, Hubungkan kaki I2C yang ada di LCD dengan kabel male to female, Hubungkan kabel I2C ke bagian bawah sensor MLX90614 pada project board dengan rincian : (I2C) GND --> GND (Sensor),  (I2C) VCC --> VIN (Sensor), (I2C) SDA --> SDA (Sensor), (I2C) SCL --> SCL (Sensor), dan yang terakhir Hubungkan arduino uno ke laptop dengan menggunakan kabel.

Rangkaian

 

2. PROGRAM 

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#include <Adafruit_MLX90614.h>

Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);  

void setup()

{ 

  lcd.init();                      

  lcd.backlight();

  mlx.begin();

}

void loop()

{

  lcd.setCursor(1,0);

  if(mlx.readObjectTempC()>37){

    delay(1000);

    lcd.print("Suhu Anda Tinggi");

    

  }

  lcd.setCursor(3,0);

  lcd.print(" NonContact ");

  lcd.setCursor(2,1);

  lcd.print("Suhu: ");

  lcd.print(mlx.readObjectTempC());

  lcd.print("C    ");

  delay(500);

}

 

BAB IV

PENUTUP

1. KESIMPULAN 

Berdasarkan hasil penelitian diatas, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Telah dirancang sistem pendeteksi suhu tubuh menggunakan sensor MLX90614 sebagai mikrokontroler yang dimana berfungsi sebagai mendeteksi suhu tubuh secara contactless dan ditampilkan melalui aplikasi thermo I Arduino 1.8.19 pada laptop. 
2. Berdasarkan pengujian telah didapatkan data suhu yang akurasinya rata-rata 98.90% dari pengukuran suhu tubuh manusia melalui tangan.
3. Hasil pengukuran suhu tubuh sensor MLX90614 ini mendapat nilai mendekati dengan thermometer infared jika jarak antar objek dan sensor 0-5 cm dari objek. 
4. Sensor MLX90614 perlu melakukan penyesuaian kalibrasi pada setiap tempat pengambilan sampel data sensor dengan penyesuaian kalibrasi sebesar (3.05C – 0.5C = 2.55C) untuk mendapat nilai  suhu yang lebih akurat. 

 

2. SARAN

Untuk pengembangan dimasa depan, penulis menyarankan :

1. Perlu diketahui terlebih dahulu nilai sensitivitas sensor suhu yang digunakan dengan membandingkan nilai bacaan suhu terhadap alat ukur supaya nilai yang dihasilkan oleh sensor akurat. 
2. Perlu diperhatikan peletakn sensor dengan objek yang lebih teliti dan presisi supaya pemantulan dan penyerapan gelombang inframerah lebih baik. 

DAFTAR PUSTAKA

[1] Yoeni Syafitri Sekar Ayoe, “Apa itu Termometer, Fungsi, dan Jenis-Jenisnya,” https://www.matamata.com/life/2021/03/15/182916/apa-itu-termometer-fungsi-dan-jenis-jenisnya, Mar. 15, 2021.

[2] Sellia Oey, “5 Jenis Termometer dan Cara Pemakaiannya ,” https://www.ruparupa.com/blog/jenis-termometer/, Aug. 26, 2021.

[3] Saharuddin R. Sokku, Sabran F Harun, “Seleksi Sapi Sehat Berdasarkan Suhu Thub Berbasis Sensor MLX90614 dan Mikrokontroller” 

[4] WikiElektronika, “Pengertian dan Fungsi Mikrokontroller.” https://wikielektronika.com/mikrokontroler-adalah/, Feb. 3, 2022

[5] Febrianto, “Ap aitu Arduino Uno.” https://ndoware.com/apa-itu-arduino-uno.html , Apr. 9, 2014

[6] Razor Aldy, “ Kabel Jumper Arduino : Pengertian, Fungsi, Jenis, dan Harga.” https://www.aldyrazor.com/2020/04/kabel-jumper-arduino.html , Apr, 2020