membuat alat pendeteksi suhu
1. Tujuan
· Mengetahui prinsip kerja sensor suhu LM35.
· Membuat rangkaian menggunakan sensor suhu LM35
· Memahami komponen Rangkaian LM35
2.Alat dan Bahan
Alat:
- Kipas DC 12V
- Baterai
Baterai digunakan pada rangkaian ini berfungsi sebagai sumber energi listrik untuk menjalankan rangkaian.
Bahan :
1. Sensor LM358
- Integrated with two Op-Amps in a single package
- Wide power supply Range
- Singe supply – 3V to 32V
- Dual supply – ±1.5V to ±16V
- Low Supply current – 700uA
- Single supply for two op-amps enables reliable operation
- Short circuit protected outputs
- Operating ambient temperature – 0˚C to 70˚C
- Soldering pin temperature – 260 ˚C (for 10 seconds – prescribed)
- Available packages: TO-99, CDIP, DSBGA, SOIC, PDIP, DSBGA
Spesifikasi :
Resistance (Ohms) : 220 V
Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W
Tolerance : ± 5%
Packaging : Bulk
Composition : Carbon Film
Temperature Coefficient : 350ppm/°C
Lead Free Status : Lead Free
RoHS Status : RoHs Complient
3. NTC 10 K
Spesifikasi :
Resistance pada 25DegC = 10 Ohm
Max Steady State Current = 7A
Approx.R @ Max.Cur =0.130 Ohm
Dissipation factor ()(mW/) = 32
Thermal time constant (s) = 150
4.Potensimeter
Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor.
3.Dasar Teori
NTC
NTC (Negative Temperature Coefisien) adalah resistor dengan koefisien temperatur negatif yang sangat tinggi. Termistor jenis ini dibuat dari oksida dari kelompok elemen transisi besi ( misalnya FE2O3, NiO CoO dan bahan NTC yang lain).
NTC (NEGATIVE COEFISIEN TEMPERATURE)
Oksida – oksida ini mempunyai resistivitas yang sangat tinggi dalam zat murni, tetapi bisa ditransformasikan kedalam semi konduktor dengan jalan menambahkan sedikit ion – ion lain yang valensinya berbeda. Harga nominal biasanya ditetapkan pada temperatur 25 oC. Perubahan resistansi yang diakibatkan oleh non linieritasnya ditunjukkan dalam bentuk diagram resistansi dengan temperatur, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini.
- Bentuk fisik NTC
- Simbol NTC
- Grafik nilai tahanan NTC akibat suhu
Karakteristik NTC (Negative Coefisien Temperature)
Bilamana memungkinkan untuk menemukan termistor NTC untuk memenuhi seluruh harga NTC yang dibutuhkan, kadang – kadang jauh lebih ekonomis bila beberapa NTC digabung atau diadaptasikan harga-harga resistansi yang sudah ada dalam rangkaian dengan salah satu atau lebih termistor NTC yang kita punyai.
Kadang-kadang, dengan menambah resistor seri dan paralel dengan NTC, dan kita bisa memperoleh harga termistor NTC standart yang kita perlukan. Seandainya tidak bisa maka kita perlu mencari type termistor NTC khusus yang kita butuhkan.
Jadi seandainya dari seluruh kombinasi resistor yang telah kita lakukan kita tidak mendapat harga NTC standart yang kita butuhkan, maka dalam hal ini kita perlu mencari NTC sesuai dengan spesifikasi yang kita butuhkan. Dalam suatu rangkaian dimana terdapat suatu NTC, maka rangkaian resistor tambahan seringkali banyak manfaatnya.
Contoh berikut ini akan menunjukkan dan menjelaskan suatu hasil kombinasi antara NTC dengan resistor biasa .Anggap saja sekarang kita sedang membutuhkan termistor NTC dengan harga yang berkisar antara 50Ω pada 30 oC dan 10 Ωpada 100 oC . Tentunya type standart yang mempunyai karakteristik demikian tidak terdapat dalam program kita . Sekalipun demikian , kita tak perlu cemas sebab masalah ini bisa kita atasi dengan satu buah NTC standart dan dua buah resistansi biasa .
Seandainya sekarang yang terdapat sebuah NTC dengan tahanan dingin sebesar 130 Ω, lalu coba kita pasang dengan kombinasi seri dan paralel dengan sebuah resistor biasa sebesar 6 dan resistor lain sebesar 95 , seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut.
Rangkaian Karakteristik Deviasi NTC
Dari kombinasi ini , kebutuhan kita akan resistansi pada temperatur 30 oC dan pada temperatur 100 oC akan bisa terpenuhi .
Untuk lebih jelasnya coba bandingkan gambar grafik NTC standart dengan kurva hasil kombinasi NTC standart dengan dua buah resistansi biasa pada gambar diatas.
Suatu adaptasi dari kombinasi ini harus dihitung pada setiap kejadian. Tentunya perlu diingat bahwa kombinasi dari koefisien temperatur akan selalu lebih kecil daripada yang tercantum untuk harga NTC itu sendiri bila dipasang sendirian, Kejadian ini bisa dilihat dengan nyata pada gambar dibawah.
Grafik resistansi fungsi temperatur
Dalam gambar diatas bisa kita lihat grafik dari perubahan resistansi akibat perubahan temperatur untuk berbagai harga dari kombinasi dalam seri dan paralel .
Gambar diatas merupakan grafik temperatur dengan resistansi dari hasil kombinasi seri – paralel sebuah NTC dengan resistor biasa. NTC pada dasarnya digunakan untuk pengaturan dan penggukuran. NTC dengan variasi resistansi yang sangat tinggi dalam daerah temperatur yang agak terbatas, pada dasarnya digunakan sebagai “Threshold detector“.
Rangkaian Aplikasi NTC
Pada gambar di bawah ini. diperlihatkan beberapa contoh pemakaian dari termistor tersebut.
NTC Untuk membatasi Arus Puncak Saat Start
NTC sebagai Pengukur Temperatur
Namun jangan menggunakan termistor – termistor dengan cara memasang paralel untuk mendapatkan disipasi panas yang lebih tinggi. Karena salah satu termistor bisa terpanasi dan mengalir padanya seluruh arus, sedangkan yang lain tetap dingin.
Jangan menggunakan termistor tanpa pelindung dalam cairan yang bisa mengalirkan arus listrik atau dalam gas – gas yang keras, sebab hal ini bisa merusak karakteristik termistor NTC.
Untuk penggukuran temperatur, janganlah menggunakan tegangan yang terlalu tinggi pada termistor NTC sebab ia bisa terlampau panas dan akibatnya hasil pembacaan tidak benar. Konstanta disipasi adalah suatu indikasi untuk pemakaian daya maksimun yang diperbolehkan untuk NTC.
Mengukur NTC
Mengukur NTC dengan multimeter bertujuan untuk mengetahui kondisi baik tidaknya NTC tersebut. NTC yang masih dalam kondisi baik dan dapat digunakan adalah NTC yang dapat merspon perubahan suhu dengan memberikan perubahan resistansi pada kedua terminal NTC tersebut. Berikut cara mengukur NTC dengan multimeter
Cara Mengukur NTC Dengan Multimeter
- Atur atau posisikan multimeter sebagai Ohm meter
- Hubungkan kedua terminal NTC dengan probe multimeter
- Amati jarum atau display pada multimeter harus menunjuk suatu nilai resistansi sesuai nilai yang tertera pada NTC tersebut (misal 10 KOhm)
- Berikan perubahan suhu pada multimeter dengan benda panas seperti solder pada body NTC, amati perubahan resistansinya. NTC yang baik maka akan memberikan respon perubahan nilai resistansi yang ditunjukan multimeter akan turun kurang dari 10 KOhm hingga beberapa Ohm.
Apabila pada langkah 3 tersebut multimeter menunjuk pada 0 Ohm dengan kondisi pada suhu ruangan maka NTC tersebut rusak (short circuit) dan apabila multi meter tidak menunjuk atau jarum tidak bergerak maka NTC tersebut rusak dengan kondisi open circuit. Kemudian apabila pada langkah 4 multimeter tidak memberikan respon perubahan resistansi pada saat NTC diberikan perubahan suhu maka NTC rusak dan tidak layak pakai.
LM358
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. 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.
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 (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC
Sensor suhu LM35, berfungsi untuk mengubah besaran fisis berupa temperatur sekitar sensor menjadi besaran elektris dalam bentuk perubahan tegangan.
Karakteristiknya:
-Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
- Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
- Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
- Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
- Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 μA.
- Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
- Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
- Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Cara kerja sensor suhu:
Sensor 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 dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang
sangat mudah.
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk
Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap
perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke
besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa
kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
Gambar Rangkaian Sensor LM35
IC LM 35 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 LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay
sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam
suhu ruangan.
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat
dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic
temperature sensor.
Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
– Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
– Lineritas +10 mV/ º C.
– Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
– Range +2 º C – 150 º C.
– Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
– Arus yang mengalir kurang dari 60 Μa
Potensiometer
Nama "potensiometer" adalah kombinasi dari kata-kata Potensi Perbedaan dan Pengukuran, yang berasal dari masa awal pengembangan elektronik.
Saat ini, potensiometer jauh lebih kecil dan jauh lebih akurat daripada resistansi variabel besar dan seperti kebanyakan komponen elektronik, ada banyak jenis dan nama mulai dari resistor variabel, preset, trimmer, rheostat, dan tentu saja variabel potensiometer.
PRINSIP KERJA POTENSIOMETER
Potensio bekerja seperti resistor dengan semakin besar tahanan maka output (volt) semakin kecil, dan sebaliknya semakin kecil tahanan (ohm) maka output (volt) semakin besar.
Ketika digunakan sebagai potensiometer, koneksi dibuat untuk kedua ujungnya serta penghapus, seperti yang ditunjukkan. Posisi penghapus kemudian memberikan sinyal output yang sesuai (pin 2) yang akan bervariasi antara level tegangan yang diterapkan ke satu ujung trek resistif (pin 1) dan yang di sisi lain (pin 3).
FUNGSI POTENSIOMETER
Potensiometer memiliki prinsip kerja yang bisa mengubah nilai dari sebuah hambatan secara linier yang dapat mempunyai banyak fungsi seperti :
- Untuk mengatur sebuah volume mixer atau sound system.
- Untuk membagi sebuah tegangan.
- Untuk pengendali sebuah level sinyal.
JENIS-JENIS POTENSIOMETER
Potensio meter memiliki 3 jenis yang berbeda dan memiliki fungsi yang berbeda tetapi memiliki prinsip kerja yang sama, yaitu :
1.Potensiometer Putar
Potensiometer putar (tipe paling umum) memvariasikan nilai resistifnya sebagai hasil dari pergerakan sudut. Memutar kenop atau dial yang terpasang pada poros menyebabkan penyeka internal menyapu elemen resistif melengkung.
Penggunaan potensiometer putar yang paling umum adalah pot kontrol volume. Potensiometer multi-putaran memungkinkan untuk rotasi poros lebih dari 360 derajat perjalanan mekanis dari satu ujung trek resistif ke yang lain. Pot multi-putaran lebih mahal, tetapi sangat stabil dengan presisi tinggi yang digunakan terutama untuk pemangkasan dan penyesuaian presisi. Dua potensiometer multi-putaran paling umum adalah 3-turn (1080 o ) dan 10-turn (3600 o ), tetapi pot 5-turn, 20-turn, dan 25-turn yang lebih tinggi tersedia dalam berbagai nilai ohmik.
2.Potensiometer slider
3.Potensiometer Preset dan Trimmer
Potensiometer preset atau trimmer adalah potensiometer tipe "set-and-forget" kecil yang memungkinkan penyesuaian yang sangat halus atau sesekali mudah dilakukan ke sirkuit, (misalnya untuk kalibrasi). Potensiometer preset putar satu putaran adalah versi mini dari resistor variabel standar yang dirancang untuk dipasang langsung pada papan sirkuit tercetak dan disesuaikan dengan menggunakan obeng berbilah kecil atau alat plastik serupa.
4.Percobaaan
prinsip kerja
Saat komponen NTC tidak dipanaskan dengan api, maka suhu disekitar NTC menjadi besar (> R1) sehingga tidak tegangan dan arus mengalir pada masukan pin 2 IC LM358 . Pin 2 yang mendapatkan tegangan kecil akan memperkecil tegangan keluarannya juga pada pin 1 (prinsip non-inverting) sehingga kipas DC tidak aktif.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar