macam sensor suhu undefinedundefinedundefined

seperti yang kita ketahui, sensor adalah suatu piranti yang dapat mengubah besaran fisik menjadi besaran mekanik. Jadi sensor suhu adalah suatu pirantiyang dapat mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan, gerakan atau resistansi. Sensor suhu terdapat banyak macamnya, antara lain: 1. Bimetallic temperature sensor

2. Thermocouple

3. Resistance temperature detector (RTD)

4. Thermistors

5. Integrated circuit temperature sensor (ex : lm35)

penjelasannya sebagai berikut: 

1. Bimetallic temperature sensorsensor ini mengubah mampu besaran suhu menjadi gerakan. sensor ini terbuat dari dua buah logam yang disatukan atau direkatkan menjadi satu. Cara kerja dari sensor ini adalah setiap logam kan mempunyai koefisien muai yang berbeda-beda maka jika dua buah logam yang memiliki koefisien muai yang bebeda disatukan maka gabungan kedua logam itu akan melengkung jika dipanasi. Karena sifatnya yang bisa melengkung jika terkena panas maka bimetal ini sering dipakai sebagai saklar suhu otomatis atau sebagai alat ukur suhu yang analog.

salah satu aplikasi dari Bimetallic temperature sensor ini adalah pada setrikaan listrik pada setrika jika suhu melebihi batas yang telah ditentukan maka setrika akan mati sendiri dan akan ada bunyi "tik", itu sebenarnya adalah Bimetallic temperature sensor yang sedang melengkung. Disini bimetal berfungsi sebagai saklar suhu otomatis yang akan memutus kontak listrik jika suhu setrika melebihi batas yang ditentukan.

2.Termokople

Termokople adalah suatu sensor suhu yang mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Dasar pembuatan termokople terinspirasi oleh sifat logam yang jika kedua ujungnya diberi perbedaan suhu dan menghasilkan tegangan.

termokopel dibagi menjadi beberapa jenis, pembagian ini didasarkan oleh logam logam penyusun termokopel. Jenis jenis termokopel yaitu:

1.Tipe K (Chromel (Ni-Cr alloy) / Alumel (Ni-Al alloy))Termokopel untuk tujuan umum. Lebih murah. Tersedia untuk rentang suhu −200 °C hingga +1200 °C. 2. Tipe E (Chromel / Constantan (Cu-Ni alloy))Tipe E memiliki output yang besar (68 µV/°C) membuatnya cocok digunakan pada temperatur rendah. Properti lainnya tipe E adalah tipe non magnetik. 3. Tipe J (Iron / Constantan)Rentangnya terbatas (−40 hingga +750 °C) membuatnya kurang populer dibanding tipe K Tipe J memiliki sensitivitas sekitar ~52 µV/°C4.Tipe N (Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) / Nisil (Ni-Si alloy))Stabil dan tahanan yang tinggi terhadap oksidasi membuat tipe N cocok untuk pengukuran suhu yang tinggi tanpa platinum. Dapat mengukur suhu di atas 1200 °C. Sensitifitasnya sekitar 39 µV/°C pada 900 °C, sedikit di bawah tipe K. Tipe N merupakan perbaikan tipe KTermokopel tipe B, R, dan S adalah termokopel logam mulia yang memiliki karakteristik yang hampir sama. Mereka adalah termokopel yang paling stabil, tetapi karena sensitifitasnya rendah (sekitar 10 µV/°C) mereka biasanya hanya digunakan untuk mengukur temperatur tinggi (>300 °C). 5. Type B (Platinum-Rhodium/Pt-Rh)Cocok mengukur suhu di atas 1800 °C. Tipe B memberi output yang sama pada suhu 0 °C hingga 42 °C sehingga tidak dapat dipakai di bawah suhu 50 °C. 6. Type R (Platinum /Platinum with 7% Rhodium)Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum.7. Type S (Platinum /Platinum with 10% Rhodium)Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum. Karena stabilitasnya yang tinggi Tipe S digunakan untuk standar pengukuran titik leleh emas (1064.43 °C).]

8. Type T (Copper / Constantan)Cocok untuk pengukuran antara −200 to 350 °C. Konduktor positif terbuat dari tembaga, dan yang negatif terbuat dari constantan. Sering dipakai sebagai alat pengukur alternatif sejak penelitian kawat tembaga. Type T memiliki sensitifitas ~43 µV/°CKarena termokopel ini mampu mendeteksi rentang suhu yang tinggi maka termokopel ini biasa dipakai di dunia industri atau para peneliti. 3. Resistance temperature detector (RTD)Resistance Temperatur Detectors (RTD), seperti namanya, adalah sensor yang mengubah mengubah data pembacaan suhu menjadi hambatan atau resistansi. Sebagian besar terdiri dari unsur RTD panjang kawat halus melingkar melilit sebuah keramik atau gelas inti. Unsur ini biasanya cukup rapuh, sehingga sering ditempatkan di dalam probe berselubung untuk melindunginya. Unsur RTD terbuat dari bahan murni yang hambatan pada berbagai suhu telah didokumentasikan. Materi yang memiliki perubahan diprediksi dalam perlawanan karena perubahan suhu; inilah perubahan yang diprediksi

Bahan Bahan yang digunakan dalam RTD: 1. platinum (paling banyak digunakan dan paling akurat)

2. nikel

3. tembaga

4. balco (jarang digunakan)

5. tungsten (jarang digunakan)

RTD adalah salah satu sensor suhu yang paling akurat. Tidak hanya memberikan akurasi yang baik, tapi juga memberikan stabilitas yang sangat baik . RTDs juga relatif kebal terhadap gangguan listrik sehingga cocok untuk pengukuran suhu di lingkungan industri, terutama di sekitar motor, generator dan peralatan tegangan tinggi lainnya.

Jenis-jenis RTD:

1. RTD elemen RTD elemen adalah bentuk sederhana dari RTD. Ini terdiri dari sepotong kawat dibungkus di sekitar inti keramik atau kaca. Karena ukuran kompak, elemen RTD biasanya digunakan bila ruang sangat terbatas.

2. RTD surface elemen RTD surface elemen adalah tipe khusus dari elemen RTD. Hal ini dirancang untuk menjadi setipis mungkin sehingga memberikan kontak yang baik untuk mengukur suhu permukaan datar.

3. RTD Probe RTD probe adalah bentuk paling kasar dari RTD. probe terdiri dari unsur RTD terpasang di dalam tabung logam, juga dikenal sebagai selubung.sarung melindungi elemen dari lingkungan.

link: http://www.omega.com/prodinfo/rtd.html

4. TermistorTermistor memiliki sifat yang mirip dengan rtd yaitu mampu mendeteksi perubahan suhu menjadi perubahan hambatan (resistansi). Termistor ditemukan oleh samuel ruben pada tahun 1930. Ada dua macam termistor secara umum: 

Posistor atau PTC (Positive Temperature Coefficient), dan NTC(Negative Temperature Coefficient). Nilai tahanan pada PTC akan naik jika perubahan suhunya naik, sementara sifat NTC justru kebalikannya.

5. Integrated circuit temperature sensor (ex : lm35) Ic sensor suhu salah satunya adalah lm 35. Lm35 memiliki dimensi seperti transistor ( memiliki 3 kaki). Lm35 ini memiliki 3 macam pin out yang memiliki konfigurasi sebagai berikut:

Lm 35 memiliki keluaran berupa tegangan listrik. Biasanya tegangan ini dibaca dengan adc mikrokontroler kemudian ditampilkan besaran suhunya melalui LCD. 

sensor ini memiliki fitur sebagai berikut: 1. terkalibrasi dalam celcius 

2. faktor skala linear 10mv/derajad celcius 3. mampu mengukur suhu dengan rentang -55 sampai +150 drajad celcius 4. cocok untuk aplikasi jarak jauh 5. Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30V 6. Self-heating rendah, 0.08 drajad celcius

Rangkaian sensor suhu ini serupa dengan rangkaian sensor lainnya. Pada prinsipnya perbedaan cuma terletak pada bagaimana kita mengambil manfaat dari perubahan keadaan dari suatu komponen sensor menjadi gelombang listrik. Untuk contoh rangkaian sensor yang simpel kita dapat memakai prinsip pembagian tegangan antara variable resistor dan komponen yang dipasang secara seri dengan memakai satu atau beberapa transistor. Namun untuk memperoleh hasil yang lebih baik kita dapat memakai ic op-amp supaya dapat mengkalkulasi dengan mudah nilai penguatan yang diinginkan.

Rangkaian sensor suhu ini tetap memakai monostable dari IC 555 sebagai penahan aktif pada rangkaian alarm selama waktu yang telah ditetapkan. Bila anda tidak menghendaki untuk menahan kondisi output sensor pada waktu terjadinya sinyal pemicu dari komponen sensor maka anda tak perlu memakai IC 555 beserta rangkaian monostable-nya.

Daftar komponen yang digunakan:

1. Resistor : r1 (100 kohm), r2 (10 kohm , r3 (47 kohm), r4 (1 kohm) dan vr1 (potensio 10 kohm)

2. Kapasitor : c1 (10 uf) dan c2 (1 uf)

3. Dioda : d1 (in 4002 )

4. Transistor : q1 (bc 107)

5. Thermistor

6. IC 555

7. Relay 9 volt

8. Rangkaian alarm ( bisa diganti sesuai dengan selera )

Prinsip kerja rangkaian sensor suhu adalah sebagai berikut:

R3, thermistor dan vr1 dipasang secara seri agar bisa menentukan pembagian tegangan yang sesuai yang kemudian akan diberikan ke transistor switching.

Tegangan supply yaitu sama dengan jumlah tegangan yang jatuh pada r3, thermistor dan vr1. tegangan pada vr1 paralel terhadap basis transistor, sehingga pada waktu tegangan pada vr1 mencapai 0, 7 volt maka transistor akan aktif dan memicu rangkaian monostable.

Thermistor dipasang di bagian atas dari vr1 ditujukan agar pada waktu suhu meningkat tegangan pada titik picu ( basis transistor = vr1 ) akan mengalami peningkatan, karena thermistor ( ntc ) tersebut akan mengalami penurunan nilai resistansi bersamaan dengan kenaikan suhu.

Kita dapat menukar posisi thermistor dengan vr1 yang bertujuan supaya rangkaian alarm akan aktif pada waktu suhu mengalami penurunan.

Kita dapat juga meengganti nilai r3 dan vr1 untuk memperoleh kepekaan yang sesuai dengan karakteristik thermistor yang kita punyai dan sesuai dengan  keinginan kita pada rangkaian sensor suhu.