Electro-ZenBook: SENSOR SUHU DAN APLIKASINYA

Pengertian Sensor Suhu dan Jenis-jenisnya – Sensor Suhu atau Temperature Sensors adalah suatu komponen yang dapat mengubah besaran panas menjadi besaran listrik sehingga dapat mendeteksi gejala perubahan suhu pada obyek tertentu. Sensor suhu melakukan pengukuran terhadap jumlah energi panas/dingin yang dihasilkan oleh suatu obyek sehingga memungkinkan kita untuk mengetahui atau mendeteksi gejala perubahan-perubahan suhu tersebut dalam bentuk output Analog maupun Digital. Sensor Suhu juga merupakan dari keluarga Transduser.

Contoh peralatan-peralatan listrik maupun elektronik yang menggunakan Sensor Suhu diantaranya seperti Thermometer Suhu Ruangan, Thermometer Suhu Badan, Rice Cooker, Kulkas, Air Conditioner (Pendingin Ruangan) dan masih banyak lagi.

Jenis-jenis Sensor Suhu (Temperature Sensors)

Saat ini, terdapat banyak jenis Sensor Suhu dengan karakteristik yang berbeda-beda sesuai dengan aplikasinya. Berikut ini beberapa jenis Sensor Suhu yang sering ditemukan dalam rangkaian elektronika ataupun peralatan listrik beserta penjelasan singkatnya :

1. Thermostat

Thermostat adalah jenis Sensor suhu Kontak (Contact Temperature Sensor) yang menggunakan prinsip Electro-Mechanical. Thermostat pada dasarnya terdiri dari dua jenis logam yang berbeda seperti Nikel, Tembaga, Tungsten atau aluminium. Dua Jenis Logam tersebut kemudian ditempel sehingga membentuk Bi-Metallic strip. Bi-Metallic Strip tersebut akan bengkok jika mendapatkan suhu tertentu sehingga bergerak memutuskan atau menyambungkan sirkuit (ON/OFF).

Thermostat sering digunakan pada peralatan listrik seperti Oven, Seterika dan Water Heater.

Aplikasi Thermostat E103 Sebagai Pengontrol Suhu Inkubator/Mesin Penetas Telur

Thermostat E103 (sekarang NE103-RS) adalahgeneral-purpose thermostat yang dapat digunakan sebagai pengontrol suhu pada aplikasi sistem pemanas maupun pendingin dengan jangkauan suhu operasional antara 10-90 derajat celcius.

Dengan 3 parameter yang menjadi parameter dasar sebuah kontroler suhu digital, yakni: Suhu Target, Hysteresis, danFaktor Koreksi, Thermostat E013 dapat disetting agar berfungsi sesuai dengan kinerja sistem kontrol suhu yang dibutuhkan.

Dengan jangkauan suhu yang lebar dan nilai hysteresis yang dapat disetting hingga +/-0.1 derajat celcius, maka Thermostat E103 dapat diaplikasikan pada berbagai sistem seperti:

Alarm peringatan suhu dan kontrol otomatis exhaust-fan untuk ruang server dan ruang pemancar
Pengontrol suhu bioreaktor
Pengontrol suhu kolam pemijahan ikan
Pengontrol otomatis pompa air sarang burung walet yang bekerja berdasarkan suhu
Pengontrol suhu inkubator/mesin penetas telur
Pengontrol suhu pemanas bibit tebu
Alarm suhu pada oven tembakau manual
Pengontrol suhu akuarium ikan dan reptil
Dan lain-lain

Pada tulisan ini akan dibahas tentang penggunaan Thermostat E103 sebagai pengontrol suhu inkubator/mesin penetas telur dengan fitur tambahan yang spesial. Berikut adalah gambar instalasi Thermostat E103 untuk inkubator/mesin penetas telur.

SS1 adalah selector-switch atau saklar yang berfungsi menghidupkan atau mematikan sistem secara keseluruhan. Jika SS1=ON, maka catudaya PS-12VDC akan ON sehingga Thermostat E103 juga menjadi ON dan kontroler suhu pun bekerja.

Ketika SUHU AKTUAL < SUHU TARGET, maka RELAY akan ON dan lampu pemanas akan ON, sedangkan lampu penerangan akan OFF. Dan ketika SUHU AKTUAL > SUHU TARGET, maka RELAY akan OFF dan lampu pemanas akan OFF, sedangkan lampu penerangan akan ON.

Lampu penerangan adalah sebuah lampu berdaya rendah yang berfungsi untuk menerangi ruangan inkubator selama lampu pemanas OFF, sehingga kita dapat tetap melihat kondisi telur ketika lampu pemanas OFF. Lampu yang ideal adalah lampu tidur yang terbuat dari LED.

Instalasi rangkaian mesin penetas telur di atas sangatlah sederhana, namun memiliki sebuah fitur tambahan yang sangat bermanfaat dalam proses penetasan telur.

Detil mengenai Thermotat E103 (sekarang NE103-RS) dapat anda baca pada halaman situsnya di: http://teknikelektrolinks.com/ne103/ne103-rs.htm.

2. Thermistor

Thermistor adalah komponen elektronika yang nilai resistansinya dipengaruhi oleh Suhu. Thermistor yang merupakan singkatan dari Thermal Resistor ini pada dasarnya terdiri dari 2 jenis yaitu PTC (Positive Temperature Coefficient) yang nilai resistansinya akan meningkat tinggi ketika suhunya tinggi dan NTC (Negative Temperature Coefficient) yang nilai resistansinya menurun ketika suhunya meningkat tinggi.

Thermistor yang dapat mengubah energi listrik menjadi hambatan ini terbuat dari bahan keramik semikonduktor seperti Kobalt, Mangan atau Nikel Oksida yang dilapisi dengan kaca.

Keuntungan dari Thermistor adalah sebagai berikut :

Memiliki Respon yang cepat atas perubahan suhu.
Lebih murah dibanding dengan Sensor Suhu jenis RTD (Resistive Temperature Detector).
Rentang atau Range nilai resistansi yang luas berkisar dari 2.000 Ohm hingga 10.000 Ohm.
Memiliki sensitivitas suhu yang tinggi.

Thermistor (PTC/NTC) banyak diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika seperti Voltage Regulator, sensor suhu kulkas, pendeteksi kebakaran, Sensor suhu pada Otomotif, Sensor suhu pada Komputer, sensor untuk memantau pengisian ulang Baterai pada ponsel, kamera dan Laptop.

ALARM KEBAKARAN MENGGUNAKAN TERMISTOR DENGAN IC NE555

Deskripsi.

dari berbagai macam rankaian alarm kebakaran yang diketahui. kali ini rangkaian akan di bahastrik baru menggunakan termistor dan timer untuk melakukan untuk membunyikan alarm.Rangkaian adalah yang sederhana sehingga, dapat dengan mudah diimplementasikan. fungsi Termistor memberikan resistansi rendah pada suhu tinggi dan resistensi yang tinggi pada suhu rendah. Fenomena ini digunakan di sini untuk mendeteksi api.

Cara Kerja

IC1 (NE555) dikonfigurasi sebagai osilator yang bekerja bebas pada frekuensi audio. dengan komponen utama Transistor T1 dan T2 drive IC1. Output (pin 3) dari IC1 adalah berpasangan untuk basis transistor T3 (SL100), yang memberikan frekuensi ke speaker untuk menghasilkansuara alarm.
Frekuensi NE555 tergantung pada nilai-nilai resistansi R5 dan R6 dan kapasitansiC2.
Ketika thermistor menjadi panas, memberikan resistansi rendah untuk tegangan positif ke basis transistor T1 melalui dioda D1 dan R2.
kapasitor C1 mesuplai tegangan positif danmeningkatkan waktu yang alarm ON.
Semakin besar nilai C1, semakin besar bias positif diterapkan pada basis transistor T1 (BC548).
kolektor T1 digabungkan ke basis transistor T2,
T2 transistor memberikan tegangan positif untuk pin 4 (reset) dari IC1 (NE555).
Resistor R4 dipilihsehingga NE555 terus aktif dengan tidak adanya tegangan positif.
Diode D1 berhenti menyupalai tegangan ke kapasitor C1 ketika termistor ini terhubung dengan suplai positif dan memberikan resistensi yang tinggi. Hal ini juga menghambat bias maju dari transistor T1.

rangkaian pendeteksi api

catatan
1.Sirkuit dapat diaktifkan dari baterai 6V atau power supply 6V.
2.Termistor sebaiknya dipasang pada bahan tahan panas seperti mika atau bahan tahan panas lainnya untuk mencegah kerusakan karena panas yang berlebihan.
3Tambakan LED sebagai indikasi saat listrik diaktifkan ON.

3. Resistive Temperature Detector (RTD)

Resistive Temperature Detector atau disingkat dengan RTD memiliki fungsi yang sama dengan Thermistor jenis PTC yaitu dapat mengubah energi listrik menjadi hambatan listrik yang sebanding dengan perubahan suhu. Namun Resistive Temperature Detector (RTD) lebih presisi dan memiliki keakurasian yang lebih tinggi jika dibanding dengan Thermistor PTC. Resistive Temperature Detector pada umumnya terbuat dari bahan Platinum sehingga disebut juga dengan Platinum Resistance Thermometer (PRT).

Keuntungan dari Resistive Temperature Detector (RTD)

Rentang suhu yang luas yaitu dapat beroperasi di suhu -200⁰C hingga +650⁰C.
Lebih linier jika dibanding dengan Thermistor dan Thermocouple
Lebih presisi, akurasi dan stabil.

4. Thermocouple (Termokopel)

Thermocouple adalah salah satu jenis sensor suhu yang paling sering digunakan, hal ini dikarenakan rentang suhu operasional Thermocouple yang luas yaitu berkisar -200°C hingga lebih dari 2000°C dengan harga yang relatif rendah. Thermocouple pada dasarnya adalah sensor suhu Thermo-Electric yang terdiri dari dua persimpangan (junction) logam yang berbeda. Salah satu Logam di Thermocouple dijaga di suhu yang tetap (konstan) yang berfungsi sebagai junction referensi sedangkan satunya lagi dikenakan suhu panas yang akan dideteksi. Dengan adanya perbedaan suhu di dua persimpangan tersebut, rangkaian akan menghasilkan tegangan listrik tertentu yang nilainya sebanding dengan suhu sumber panas.

Keuntungan Thermocouple adalah sebagai berikut :

Memiliki rentang suhu yang luas
Tahan terhadap goncangan dan getaran
Memberikan respon langsung terhadap perubahan suhu.

4. IC LM35

Prinsip Kerja IC LM35

Tegangan keluaran rangkaian bertambah 10 mV/⁰C. Dengan memberikan tegangan referensi negatif (-Vs) pada rangkaian, sesor ini mampu bekerja pada rentang suhu -55⁰C – 150⁰C. Tegangan keluaran dapat diatur 0 V pada suhu 0⁰C dan ketelitian sensor ini adalah ±1⁰C.

Karakteristik IC LM35

Contoh penerapan Sensor IC lM35

Contoh dari pengaplikasian dari rangkaian sensor suhu lm35 adalah sistem monitor suhu rumah kaca dan sistem monitor dari suhu ruang pd laboratorium kimia. Komponen utama yang digunakan adalah LED (bebas warna: hijau, merah ataupu biru; boleh), Resistor Trimport/ Variabel 10K ohm, IC LM393; Resistor 470Ohm; dan tentunya IC LM35. Berikut adalah skema rangkaian sensor suhu lm35:

Dibagian IC LM35 berfungsi untuk menerima input suhu yg terus menuju IC LM393. IC LM393 fungsinya untuk komparator yg membagi tegangan, dimana hasil keluaran dari LM35 akan masuk kekaki inverting. Berbeda dgn kaki noninverting, fungsinya untuk potensi yaitu pengatur keluaran inputannya. Kaki delapan sbg VS+ batas tgangan kerja IC LM393 adalah V_DC, serta kaki empat untuk VS-. Di keluarkan dari kaki tujuh, outputyg di hasilkan oleh komparator dan diberi LED sbg indikator.

Op-Amp 393 memiliki fungsi untuk komparator pembanding tegangan, yaitu mem banding kan setiap tegangan yang masuk dikaki inverting dimana pengaturannya memakai potensiometer yg terletak pada kaki noninverting. Vref dihubung kan dgn +Vsupply, dan R1 serta R2 dipakai untuk membagi tegangan, dengan demikian nilai tegangannya yg direferensi kan pd masuk kan + op-amp ialah se besar : V=[R1/(R1+R2)]*Vsupply

Tutorial Aplikasi menggunakan Pendingin Otomatis IC LM35 with Arduino UNO

5. Sensor PIR (Passive Infra Red)

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.