Mengenal Fungsi Internal Temperature Sensor di Raspberry Pi Pico

Raspberry Pi Pico adalah mikrokontroler yang dikembangkan oleh Raspberry Pi Foundation dengan menggunakan chip RP2040. Salah satu fitur menarik yang dimiliki oleh Pico adalah Internal Temperature Sensor, yang memungkinkan pengguna untuk mengukur suhu sekitar tanpa perlu komponen eksternal. Fitur ini sangat berguna dalam berbagai proyek IoT, pemantauan lingkungan, atau sistem kontrol berbasis suhu. Pada artikel ini, kita akan membahas secara mendalam tentang fungsi Internal Temperature Sensor di Raspberry Pi Pico, cara kerjanya, cara mengaksesnya melalui pemrograman MicroPython, serta aplikasi praktis dalam proyek elektronik. Mau langsung coba proyek suhu dengan Raspberry Pi Pico? Dapatkan perlengkapan lengkapnya di sini.

Apa Itu Internal Temperature Sensor di Raspberry Pi Pico?

 

Internal Temperature Sensor adalah fitur bawaan dalam chip RP2040 yang memungkinkan Raspberry Pi Pico mengukur suhu secara langsung dari dalam. Sensor ini tidak seakurat sensor suhu eksternal seperti DS18B20 atau DHT22, tetapi cukup berguna untuk pengukuran dasar dan aplikasi yang tidak memerlukan presisi tinggi.  

Karakteristik Internal Temperature Sensor

1. Tidak Memerlukan Komponen Tambahan

    - Sensor ini sudah tertanam dalam mikrokontroler RP2040, sehingga tidak memerlukan perangkat eksternal tambahan.

    - Tidak perlu membeli dan menyolder sensor seperti DHT11, DS18B20, atau BME280.

    - Cocok untuk pengukuran cepat atau diagnostik internal (misalnya: mendeteksi overheating saat operasi berat).

    - Praktis digunakan dalam prototipe awal atau proyek minimalis.

    - Cukup menggunakan perintah ADC untuk membacanya, tanpa kabel eksternal sama sekali.

2. Rentang Pengukuran

    - Sensor ini dirancang untuk memantau suhu chip, bukan suhu lingkungan secara presisi.

    - Kisaran umumnya sekitar -40°C hingga +85°C, tapi akurasi terbaik ada di rentang suhu ruangan (20°C–60°C).

    - Tidak cocok untuk aplikasi yang butuh:

        - Akurasi tinggi (misalnya kalibrasi alat medis),

        - Pengukuran suhu ekstrem (seperti freezer atau oven).

        - Namun cukup baik untuk indikasi suhu internal sistem dan kontrol dasar.

3. Mudah Diakses

    - Sensor suhu terhubung langsung ke ADC channel 4 pada RP2040.

    - Bisa dibaca dengan kode sederhana, misalnya menggunakan MicroPython:

 

from machine import ADC

sensor_temp = ADC(4)

 

    - Hasil pembacaan berupa nilai analog (0–65535), yang kemudian dikonversi ke suhu menggunakan rumus.

    - Tidak butuh library khusus, hanya memerlukan perhitungan sederhana.

4. Efisiensi Daya

    - Karena sudah menjadi bagian dari mikroprosesor, sensor ini tidak membutuhkan suplai daya tambahan.

    - Cocok digunakan dalam proyek low-power atau berbasis baterai.

    - Dapat digunakan hanya saat dibutuhkan, dan dimatikan saat tidak dipakai untuk menghemat energi.

    - Lebih hemat dibanding menggunakan sensor eksternal yang mungkin butuh daya 3.3V/5V secara terus-menerus.

 

Cara Kerja Internal Temperature Sensor di Raspberry Pi Pico

 

Sensor suhu internal di RP2040 bekerja dengan memanfaatkan perubahan tegangan di junction semikonduktor yang dipengaruhi oleh suhu. Prinsip dasarnya adalah:  

- Suhu vs Tegangan – Ketika suhu naik, tegangan yang dihasilkan oleh sensor berubah.  

- Konversi ADC – Nilai suhu diukur dalam bentuk tegangan analog dan kemudian dikonversi ke format digital melalui ADC (Analog-to-Digital Converter).  

- Kalibrasi – Nilai ADC kemudian dikonversi ke dalam satuan Celsius (°C) atau Fahrenheit (°F) melalui perhitungan matematis.  

Hubungan dengan ADC

Internal Temperature Sensor terhubung ke channel 4 dari ADC di RP2040. Raspberry Pi Pico memiliki 12-bit ADC dengan resolusi hingga 4096 nilai (0–4095).  

 

Cara Mengakses Internal Temperature Sensor dengan MicroPython

 

1. Persiapan  

Pastikan Raspberry Pi Pico sudah terflash dengan firmware MicroPython dan terhubung ke komputer. 

2. Script MicroPython untuk Membaca Suhu

Berikut contoh kode untuk membaca suhu internal:  

 

import machine

import utime

# Inisialisasi ADC untuk Internal Temperature Sensor

sensor_temp = machine.ADC(4)

conversion_factor = 3.3 / (65535)  # RP2040 menggunakan 16-bit ADC (meskipun efektif 12-bit)

while True:

    reading = sensor_temp.read_u16() * conversion_factor

    

    # Konversi tegangan ke suhu (dalam Celsius)

    temperature = 27 - (reading - 0.706) / 0.001721

    print("Suhu: {:.2f} °C".format(temperature))

    

    utime.sleep(2)

 

Penjelasan Kode:

- `machine.ADC(4)` – Mengakses channel 4 ADC yang terhubung ke sensor suhu.  

- `read_u16()` – Membaca nilai ADC dalam 16-bit (nilai maksimal 65535).  

- `conversion_factor` – Mengkonversi nilai ADC ke tegangan (3.3V sebagai referensi).  

- Rumus `27 - (reading - 0.706) / 0.001721` – Persamaan kalibrasi untuk mengubah tegangan menjadi suhu.  

3. Upload dan Jalankan Kode

- Simpan kode sebagai `main.py` di Pico.  

- Hasil pembacaan suhu dapat dipantau menggunakan serial monitor seperti Thonny, PuTTY, atau VS Code dengan dukungan MicroPython.  

 

Belum paham MicroPython? Pelajari dengan panduan praktis dengan Beli E-Book Panduan Mudah Belajar Pemrograman Raspberry Pi Pico.

 

Aplikasi Praktis Internal Temperature Sensor

 

1. Pemantauan Suhu Perangkat 

- Memantau overheating pada sistem embedded.  

- Menjaga stabilitas suhu di proyek elektronik.  

2. Sistem Peringatan Suhu

- Jika suhu melebihi threshold tertentu, Pico dapat mengaktifkan buzzer atau LED.  

3. Logging Data Suhu

- Menyimpan data suhu ke file atau mengirimkannya ke cloud untuk analisis.  

4. Kontrol Kipas Otomatis  

- Mengendalikan kipas pendingin berdasarkan pembacaan suhu internal. 

 

Kelebihan Internal Temperature Sensor Raspberry Pi Pico

 

1. Tanpa Hardware Tambahan

    - Internal temperature sensor terintegrasi di dalam chip RP2040, sehingga:

        - Tidak perlu membeli sensor eksternal seperti DS18B20 atau DHT22.

        - Tidak perlu kabel tambahan atau pin GPIO tambahan.

    - Sangat praktis untuk:

        - Monitoring suhu internal dalam proyek minimalis.

        - Deteksi overheat dalam sistem tertutup atau perangkat portable.

2. Mudah Digunakan

    - Cukup membaca data dari ADC internal (ADC4).

    - Bisa diakses langsung dengan MicroPython atau C/C++.

    - Contoh MicroPython:

 

import machine, utime

sensor_temp = machine.ADC(4)

conversion_factor = 3.3 / 65535

while True:

    reading = sensor_temp.read_u16() * conversion_factor

    temperature = 27 - (reading - 0.706)/0.001721

    print(temperature)

    utime.sleep(1)

 

- Tidak memerlukan library tambahan.

3. Cepat dan Responsif

    - Pengambilan data langsung dari ADC internal sangat cepat (real-time).

    - Respon pembacaan bisa diambil setiap milidetik, cocok untuk monitoring terus-menerus.

    - Cocok digunakan untuk pengujian suhu dasar saat proses debugging atau eksperimen cepat.

Kekurangan Internal Temperature Sensor Raspberry Pi Pico

 

1. Akurasi Terbatas

    - Sensor ini tidak dirancang untuk pengukuran suhu lingkungan yang akurat.

    - Deviasi bisa mencapai ±2°C atau lebih, tergantung suhu lingkungan dan kalibrasi.

    - Tidak cocok untuk aplikasi yang butuh presisi tinggi (misalnya, inkubator, alat medis, pengendalian suhu industri).

2. Pengaruh Self-Heating

    - Chip RP2040 menghasilkan panas saat bekerja.

    - Suhu yang terbaca bisa lebih tinggi daripada suhu lingkungan sebenarnya.

    - Semakin sibuk CPU (misalnya saat looping atau PWM tinggi), semakin besar efek self-heating.

3. Rentang Terbatas

    - Sensor internal cocok hanya untuk monitoring suhu sekitar chip (~-40°C hingga +85°C).

    - Tidak cocok untuk:

        - Mengukur suhu ruangan.

        - Pemantauan suhu luar ruangan.

        - Aplikasi yang perlu mengukur suhu lebih dari 100°C atau sangat rendah.

 

Tips Meningkatkan Akurasi Pembacaan

 

1. Hindari Beban Komputasi Tinggi

    - Proses yang berat seperti:

        - Looping tanpa delay (while True: tanpa sleep()),

        - Komputasi berat (floating-point, PWM kompleks),

        - Operasi terus-menerus pada kedua core,

bisa meningkatkan suhu internal chip (bukan suhu lingkungan).

    - Dampak:

        - Suhu yang terbaca menjadi lebih tinggi dari sebenarnya, karena sensor internal berada dekat dengan CPU.

    - Solusi:

        - Tambahkan delay (utime.sleep()), kurangi intensitas logika komputasi.

        - Gunakan satu core saja jika tidak perlu multitasking.

2. Gunakan Filter Rata-Rata (Averaging)

    - Suhu dari ADC internal bisa sedikit bervariasi antar pembacaan.

    - Solusi sederhana:

        - Ambil beberapa pembacaan berurutan (misal 10–50 kali).

        - Rata-ratakan nilainya untuk hasil lebih stabil.

    - Contoh MicroPython:

 

def read_temp_avg(n=20):

    total = 0

    for _ in range(n):

        reading = sensor_temp.read_u16() * conversion_factor

        temp = 27 - (reading - 0.706)/0.001721

        total += temp

        utime.sleep_ms(10)

    return total / n

 

    - Manfaat:

        - Mengurangi fluktuasi sesaat.

        - Memberi pembacaan lebih konsisten dan terpercaya.

3. Kalibrasi Manual

    - Rumus konversi bawaan (27 - (V - 0.706)/0.001721) adalah rata-rata default.

    - Setiap chip bisa berbeda hasilnya sedikit, karena faktor produksi.

    - Cara kalibrasi:

        - Gunakan termometer eksternal terpercaya.

        - Bandingkan suhu eksternal dengan hasil sensor internal.

        - Ubah rumus konversi agar lebih mendekati suhu real.

    - Contoh penyesuaian:

        - Jika pembacaan internal selalu 2°C lebih tinggi dari real,

maka ubah rumus menjadi:

temperature = 27 - (reading - 0.706)/0.001721 - 2

    - Atau ubah nilai dasar offset dan slope sesuai eksperimenmu.

 

Ingin langsung uji sensor suhu internal dalam proyek pelatihan? Beli Trainer Kit Raspberry Pi Pico

Baca juga : Mengenal Fungsi dan Penggunaan PIO (Programmable I/O) di Raspberry Pi Pico

Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?

Klik di sini untuk chat langsung via WhatsApp dan dapatkan dukungan langsung dari tim ahli kami!