MODUL Praktikum Sensor dan Sistem Mikroprosessor

Disusun Oleh :
Mursyidin, M.T

LABORATORIUM ELEKTRONIKA
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI AR-RANIRY
2022

Daftar Isi

1. SENSOR CAHAYA
2. SENSOR SUHU
3. SENSOR ULTRASONIK
4. SENSOR KOMPAS
5. SENSOR SUARA
6. SENSOR SENTUH
7. SENSOR PIR
8. SENSOR GAS
9. SENSOR ARUS
10. SENSOR SOIL MOISTURE

PRAKTIKUM 1
SENSOR CAHAYA MENGGUNAKAN ARDUINO

1. Tujuan:
- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai prinsip kerja sensor cahaya LDR,
photodiode, phototransistor dan dapat menggunakannya pada beberapa aplikasi
berbasis mikrokontroler Arduino.

2. Waktu Pelaksanaan :
- 3 x 50 Menit (3 SKS praktikum)

3. Dasar Teori:
Sensor LDR (Light Dependent Resistor) seperti ditunjukkan pada gambar 1 adalah
salah satu jenis resistor yang nilai resistantnya akan berubah sesuai dengan intesistas
cahaya yang diterima komponen tersebut. Makanya sensor tersebut banyak digunakan
untuk pendeteksi cahaya atau konversi level cahaya. LDR terdiri dari sebuah lempengan
yang mempunyai 2 (dua) buah elektroda yang salah satunya mempunyai jalur meliuk-
liuk berbahan semikonduktor Cadmium Sulphide (CdS). Bahan Cadmium Sulphide
tersebut sangat sensitive dengan cahaya, jika bahan tersebut terkena cahaya maka energi
proton dari cahaya akan diserap sehingga banyak terjadi perpindahan electron yang
mengakibatkan resistansi menjadi kecil, begitu juga sebaliknya jika intensitas cahaya
berkurang maka nilai resistansi menjadi besar.

Gambar 1. Bentuk fisik dan simbol sensor cahaya LDR

4. Peralatan yang Diperlukan
- 1 x Board Arduino Uno + kabel
- Software Arduino IDE
- 1 x Sensor LDR
- 1 x Resistor 10K Ohm, 1 x Resistor 1M Ohm, 1 x Resistor 1K Ohm
- 1 x Kapasitor 0.1 uF
- Kabel jumper beserta konektornya (secukupnya)

- 1 x Breadboard
- 1 x Avometer
- Kertas lipat berwarna/Origami (1 set)
5. Prosedur Percobaan

1. Buatlah rangkaian seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini (Pilihan pin
input analog disesuaikan dengan nomor kelompok)

2. Jalankan Arduino IDE, lalu ketikkan code sebagai berikut:

3. Upload program lalu buka Serial Monitor.
4. Compile kemudian amati hasil program tersebut pada Serial Monitor dan isilah tabel

percobaan 1. Ujilah dibeberapa lokasi yang terang dan gelap.
Tabel 1 Hasil percobaan LDR di tempat terang

Tempat (Terang) Nilai Tegangan LDR (Volt) Nilai Pembacaan ADC
1.
2.
3.
4.
5.

5. Seperti langkah ke-3 namun tidak diuji di tempat yang gelap atau terang tetapi diuji

menggunakan kertas lipat berwarna yang didekatkan dengan sensor LDR kemudian

catat hasilnya seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.

Tabel 2 Hasil percobaan LDR dengan menggunakan kertas berwarna.

Kertas Nilai Tegangan LDR (Volt) Nilai Pembacaan ADC

Merah
Biru
Hijau
Kuning
….

6. Gantilah sensor cahaya LDR menggunakan sensor cahaya yang lain yaitu
photodiode dan phototransistor. Buat rangkaian dalam bentuk skematik dan
programnya. Kemudian catat hasilnya seperti tabel 1 dan 2.

7. Dari semua percobaan analisa dan simpulkan kemudian tuangkan dalam bentuk
laporan praktikum.

6. Kesimpulan

PRAKTIKUM 2

SENSOR SUHU LM35 MENGGUNAKAN ARDUINO

2. Tujuan:
- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai prinsip kerja sensor suhu LM35 dan
dapat menggunakannya pada beberapa aplikasi berbasis mikrokontroler Arduino.
-

2. Waktu Pelaksanaan :
- 5 x 50 Menit (3 SKS praktikum)

3. Dasar Teori:
Sensor suhu LM35 seperti ditunjukkan pada gambar 1 adalah komponen elektronika
yang berfungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik (dalam bentuk
tegangan). LM35 memiliki keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi
sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan mirkokontroler serta tidak
memerlukan penyetelan lanjutan yang rumit. LM35 hanya mengkonsumsi arus sebesar
60 µA selama beroperasi. Hal ini membuat LM35 mempunyai kemampuan
menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang rendah, sehingga kesalahan
pembacaan oleh sensor LM35 kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

LM35 memiliki karakteristik sebagai berikut:

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10
mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 20 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
6. Memiliki pemanasan sendiri (self-heating) yang rendah 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 ketidaklinieran yang rendah, sekitar ± ¼ ºC.

Gambar 1 Bentuk fisik sensor suhu LM35

4. Peralatan yang Diperlukan
- Board Arduino Uno + kabel
- Software Arduino IDE
- Sensor LM35 (1 pcs)

- Kabel jumper beserta konektornya (secukupnya)
- Breadboard (1 pcs)
- Avometer (1 pcs)

5. Prosedur Percobaan
1. Jalankan Arduino IDE, lalu ketikkan code sebagai berikut

2. Hubungkan sensor LM35 dengan Arduino Uno dengan susunan sebagai
berikut:
Tabel 1 Wiring sensor LM35 dengan Arduino UNO

LM35 Arduino UNO

Vcc 5volt

GND GND

Vout A0

6. Upload program lalu buka Serial Monitor.
7. Catat suhu yang terbaca termometer dengan suhu yang tertera pada set point AC

pada laboratorium.

Tabel 2 Perbandingan suhu ruangan dengan yang terbaca sensor

Menit ke Suhu Ruang Sensor LM35

1.
2.
3.
4.
5.

8. Buat sebuah program, apabila suhu yang terbaca <25 derajat, maka mikrokontroler
akan mengirim data serial “suhu rendah”. Apabila suhu yang terbaca antara 25 s/d
35 derajat, maka mikrokontroler akan mengirimkan data serial “suhu normal”.

Apabila suhu yang terbaca >35 derajat, maka mikrokontroler akan mengirimkan
data serial “suhu tinggi” dan LED pada pin 13 menyala. (dokumentasikan dalam

laporan)

9. Kesimpulan

PRAKTIKUM 3
SENSOR ULTRASONIK MENGGUNAKAN ARDUINO

1. Tujuan:
- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai tentang konsep kerja dan troubleshooting
dari sensor ultrasonik (PING) menggunakan papan kontroler Arduino.

2. Waktu Pelaksanaan :
- 5 x 50 Menit (3 SKS praktikum)

3. Dasar Teori:
Sensor PING merupakan sensor ultrasonik yang dapat digunakan untuk mendeteksi jarak
obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik yang
dipancarkan mempunyai frekuensi sebesar 40 KHz. Sensor ini dapat mengukur jarak
antara 3 cm sampai 300 cm. Keluaran sensor PING berupa pulsa yang lebarnya
merepresentasikan jarak objek terhadap sensor. Lebar pulsa bervariasi antara 115 uS
sampai 18,5 mS tergantung pada lama penerimaan pantulan gelombag ultrasonik.

Pada dasanya, Ping terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker
ultrasonik dan sebuah mikrofon ultrasonik. Speaker ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz
menjadi gelombang suara, sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi
pantulan balik suaranya. Pin signal pada sensor PING dapat langsung dihubungkan dengan
mikrokontroler tanpa tambahan komponen apapun. Ping akan mengirimkan suara
ultrasonik ketika sensor PING diberikan pulsa trigger dari mikrokontroler (pulsa high
selama 5uS).

Suara ultrasonik dengan frekuensi sebesar 40KHz akan dipancarkan selama rentang waktu
200uS. Suara ini akan merambat di udara dengan kecepatan 344.424m/detik (atau
1cm/29.034uS), mengenai objek, dan kemudian terpantul kembali ke sensor Ping. Selama
menunggu pantulan, Ping akan menghasilkan sebuah pulsa high. Pulsa akan akan berhenti
/ menjadi low ketika suara pantulan terdeteksi oleh Ping. Dengan menghitung lebar pulsa
high tersebut, dapat diketahui jarak objek terhadap sensor.

Gambar 1 Bentuk fisik Sensor Ultrasonic

4. Peralatan yang Diperlukan
- Komputer / PC / Laptop dengan port USB
- 1x Board Arduino Uno + kabel
- Software Arduino IDE
- 1x Sensor PING
- 3x Kabel konektor

5. Prosedur Percobaan
1. Jalankan aplikasi Arduino IDE.

2. Hubungkan sensor PING dengan Arduino Uno dengan susunan sebagai berikut:
Tabel 1 Wiring sensor Ping dengan Arduino UNO

PING Arduino UNO
Vcc 5volt
GND GND
Data Pin7

3. Hubungkan board Arduino Uno pada USB komputer, lalu upload program PING
pada mikrokontroler. Lalu, buka Serial Monitor. Letakkan sebuah objek di depan
sensor PING dengan variasi jarak sesuai pada tabel 2. Catat jarak yang terbaca pada
sensor PING dengan jarak yang tertera pada penggaris.

Tabel 2 Wiring sensor Ping dengan Arduino UNO

Jarak (Penggaris) Jarak (PING)

10 ...
20 ...
30 ...
50 ...
arahkan ke langit-langit ...

4. Letakkan sensor jarak 30 cm dari bidang datar. Lalu ubah orientasi sensor ping
terhadap bidang datar sesuai tabel 3.

Gambar 3 Orientasi sensor PING teradap bidang datar

Tabel 6.3 Wiring sensor Ping dengan Arduino UNO

Orientasi Jarak (PING)

0 derajat ...
30 derajat ...
45 derajat ...
-30 derajat ...
-45 derajat ...

5. Jelaskan bagian code berikut berdasarkan hasil pengamatan dari percobaan yang
telah Anda lakukan:

10. Kesimpulan

PRAKTIKUM 4
SENSOR KOMPAS MENGGUNAKAN ARDUINO

1. Tujuan:
- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai tentang konsep kerja sensor kompas
CMPS10 menggunakan port i2c pada papan kontroler Arduino.

2. Waktu Pelaksanaan :
- 5 x 50 Menit (3 SKS praktikum)

3. Dasar Teori:
Modul sensor CMPS10 merupakan sensor Magnetometer 3-axis terintegrasi dengan
accelerometer 3-axis. Modul CMPS10 menggunakan prosesor 16-bit. CMPS10
dirancang untuk mengurangi kesalahan yang disebabkan oleh kemiringkan mounting
sensor. CMPS10 menghasilkan keluaran hasil 0-3599 mewakili 0-359,9 atau 0 sampai
255. Sistem kerja sensor kompas memanfaatkan medan magnet bumi. Modul CMPS10
membutuhkan catu daya pada 3,6 - 5V dan arus sebesar 25mA dalam penggunaannya .
Ada tiga cara untuk mengakses data dari modul, yaitu antarmuka serial, I2C dan PWM.

Gambar 1 Sensor kompas CMPS10

4. Peralatan yang Diperlukan
- Komputer / PC / Laptop dengan port USB
- 1x Board Arduino Uno + kabel data
- Software Arduino IDE
- 1x Sensor CMPS 10
- 4x Kabel konektor

5. Prosedur Percobaan
1. Hubungkan sensor CMPS 10 dengan Arduino Uno dengan susunan sebagai

berikut:

Tabel 1 Koneksi sensor kompas dengan Arduino UNO

CMPS10 Arduino UNO

Vcc 5volt

GND GND

SDA SDA

SCL SCL

4. Upload program compass_test.ino lalu buka Serial Monitor.

5. Ubah-ubah orientasi sensor, lalu amati hasil pada Serial Monitor dan catat hasil
pengamatan pada .

Tabel 2 Nilai sensor kompas berdasarkan arah mata angin

Arah Mata Angin Nilai Sensor Kompas

Utara ...

Selatan ...

Timur ...

Barat ...

6. Posisikan sensor kompas dengan arah yang tetap (misalkan sudut = 200 derajat).
Lalu miringkan sensor kompas pada gerakan roll antara -20 derajat s/d 20 derajat.
Apakah data bearing berubah? Seberapa besar perubahan data bearing?

7. Posisikan sensor kompas dengan arah yang tetap. Lalu dekatkan ujung obeng yang
bermagnet sekitar 10 cm dari sensor. Apakah data bearing berubah? Jabarkan analisa
saudara!

6. Kesimpulan

PRAKTIKUM 5
SENSOR SUARA MENGGUNAKAN ARDUINO
1. Tujuan:
- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai tentang konsep kerja sensor Suara pada
papan kontroler Arduino.

2. Waktu Pelaksanaan :
- 3 x 50 Menit (3 SKS praktikum)

3. Dasar Teori:
Sensor suara merupakan modul sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah
menjadi besaran listrik yang akan dioleh mikrokontroler. Modul ini bekerja berdasarkan
prinsip kekuatan gelombang suara yang masuk. Dimana gelombang suara tersebut
mengenai membran sensor, yang berefek pada bergetarnya membran sensor. Dan pada
membran tersebut terdapat kumparan kecil yang dapat menghasilkan besaran listrik.
Kecepatan bergeraknya membran tersebut juga akan menentukan besar kecilnya daya
listrik yang akan dihasilkan. Komponen utama untuk sensor ini yaitu condeser mic
sebagai penerima besar kecilnya suara yang masuk.

Gambar 1 Sensor Suara

4. Peralatan yang Diperlukan
− Arduino Uno
− Komputer + Software IDE Arduino
− Modul Sensor suara
− Kabel Jumper

5. Gambar Rangkaian
Upload Source Code:

Beri training suara pada sensor suara seperti pada Tabel

Tabel 2 Nilai sensor kompas berdasarkan arah mata angin

Jenis Suara Nilai Sensor Suara Led 1 Led 2

Suara Ketukan

Suara Tepuk Tangan

Suara Siulan
Suara “Jarvis”

6. Kesimpulan

PRAKTIKUM 6
SENSOR SENSTUH MENGGUNAKAN ARDUINO

1. Tujuan:
- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai tentang konsep kerja sensor Sentuh pada
papan kontroler Arduino.

2. Waktu Pelaksanaan :
- 3 x 50 Menit (3 SKS praktikum)

3. Dasar Teori:
Sensor Sentuh (Touch Sensor) TTP223B adalah sebuah modul sensor sentuh kapasitif.
Modul ini menggunakan IC TTP223B. Sensor pendeteksi sentuhan ini dirancang untuk
menggantikan tombol-tombol tradisional. Ketika kita menyentuh pad dari modul, maka
kapasitansi dari sirkuit akan berubah dan terdeteksi. Perubahan kapasitansi akan
menghasilkan perubahan output. Tegangan operasi dari modul ini adalah 2V sampai
dengan 5V

Gambar 1 Sensor Sentuh

4. Peralatan yang Diperlukan
− Arduino Uno
− Sensor Sentuh tipe TTP223B(Biru) atau yang TTP223 (Merah)
− Lampu LED
− Resistor 220 Ohm
− Kabel jumper.

5. Gambar Rangkaian
Upload Source Code:

Beri training suara pada sensor suara seperti pada Tabel

Tabel 2 Nilai sensor berdasarkan Material

Jenis Material Sentuh Nilai Sensor Suara
Jari Tangan ...
Balpoin ...

Batu ...

Kapas ...

6. Kesimpulan

PRAKTIKUM 7
SENSOR PIR MENGGUNAKAN ARDUINO

2. Tujuan:
- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai tentang konsep kerja sensor PIR pada
papan kontroler Arduino.

6. Waktu Pelaksanaan :
- 3 x 50 Menit (3 SKS praktikum)

7. Dasar Teori:
Sensor PIR merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi adanya
benda atau tidak dengan sistem deteksi pancaran sinar infra-red. Kepajangan dari PIR
yaitu Passive Infra-Red. Komponen elektronika ini mempunyai sifat pasif, yang
artinya tidak dapat menghasilkan sinar infra-red secara independen akan tetapi hanya
bertindak sebagai penerima dari radiasi sinar infra-red.
Aplikasi penggunaan dari sensor PIR difungsikan dalam aplikasi proyek detektor
pergerakan. Dikarenakan semua benda yang memancarkan atau menghasilkan energi
radiasi, akan terdeteksi oleh sensor ini pada saat infra merah dari sensor PIR mendeteksi
dengan perbedaan suhu tertentu.

Gambar 1 Sensor PIR
8. Peralatan yang Diperlukan

− Arduino Uno
− PIR Motion Sensor (generic)
− LED (generic)
− Jumper wires (generic)

9. Gambar Rangkaian
Upload Source Code:

Beri training suara pada sensor suara seperti pada Tabel

Tabel 2 Nilai sensor berdasarkan Material

Jenis Pergerakan Nilai Sensor

Manusia

Binatang

Benda Padat

Air

7. Kesimpulan

PRAKTIKUM 8
SENSOR GAS MENGGUNAKAN ARDUINO
3. Tujuan:
1. Mahasiswa dapat memahami dan menguasai tentang prinsip kerja sensor gas
-
4. Waktu Pelaksanaan :
- 3 x 50 Menit (3 SKS praktikum)

5. Dasar Teori:
Sensor gas asap MQ-2 ini mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara
serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat
langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpot. Sensor ini biasa digunakan
untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat
dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane, alcohol, Hydrogen, smoke.

Gambar 1 Sensor Gas
6. Peralatan yang Diperlukan

− Perangkat sensor gas MQ-7 dan MQ-2
− Arduino Set
− Material mudah terbakar
7. Gambar Rangkaian

Upload Source Code:

Tabel 2 Nilai sensor Gas berdasarkan Jenis Material

Material Penghasil Gas RS (Ohm) Nilai Gas
(PPM)

8. Kesimpulan

PRAKTIKUM 9
SENSOR ARUS (ACS712) MENGGUNAKAN ARDUINO
4. Tujuan:
- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai tentang konsep kerja sensor Arus
(Acs712) pada papan kontroler Arduino.

1. Waktu Pelaksanaan :
- 3 x 50 Menit (3 SKS praktikum)

2. Dasar Teori:
Module ACS712 merupakan module yang difungsikan untuk mensensing arus pada
suatu rangkaian tegangan bolak balik dan searah.

Varian dari ic ACS712 antara lain :
• ACS712ELCTR-05B-T jangkauan pengukuran = ±5 A, sensitivitas = 185 mV/A
• ACS712ELCTR-20A-T jangkauan pengukuran = ±20 A, sensitivitas = 100 mV/A
• ACS712ELCTR-30A-T jangkauan pengukuran = ±30 A, sensitivitas = 66 mv/A

Gambar 1 Sensor Suara
3. Peralatan yang Diperlukan

− Arduino Uno
− Komputer + Software IDE Arduino
− Modul ACS712-5A
− Breadboard
− Kabel Jumper

4. Gambar Rangkaian
Upload Source Code:

Beri training pemakaian Arus dengan berbagai kebutuhan seperti pada Tabel

Tabel 2 Nilai sensor kompas berdasarkan arah mata angin

Jenis Pemakaian Tagangan Arus

Bola Lampu

Charger Laptop

Charger HP

dll

9. Kesimpulan

PRAKTIKUM 10
SENSOR SOIL MOISTURE MENGGUNAKAN ARDUINO
1. Tujuan:
- Mahasiswa dapat memahami dan menguasai tentang konsep kerja Sensor Soil
Moisture pada papan kontroler Arduino.

2. Waktu Pelaksanaan :
- 3 x 50 Menit (3 SKS praktikum)

3. Dasar Teori:
Soil Moisture Sensor merupakan module untuk mendeteksi kelembaban tanah, yang
dapat diakses menggunakan microcontroller seperti arduino.Sensor. kelembaban tanah
dapat dimanfaatkan pada sistem pertanian, perkebunan, maupun sistem hidroponik
mnggunakan hidroton. Soil Moisture Sensor dapat digunakan untuk sistem
penyiraman otomatis atau untuk memantau kelembaban tanah tanaman secara offline
maupun online.

Gambar 1 Sensor Sensor Soil Moisture
4. Peralatan yang Diperlukan

− Arduino Uno
− Sensor Soil Moisture (kelembaban tanah)
− Kabel jumper
5. Gambar Rangkaian

Upload Source Code:

Beri training pemakaian Sensor Soil Moisture dengan berbagai kebutuhan seperti
pada Tabel

Tabel 2 Nilai Sensor Soil Moisture berdasarkan kondisi kelembapan tanah

Jenis Kelembapan Nilai Kelembapan

6. Kesimpulan