2. Sensor (tranduser) adalah suatu komponen ataau device elektronika yang
digunakan untuk merubah besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa
dianalisa dengan menggunkan rangkaian listrik
Sensor ada 2 jenis :
1. sensor Fisika merupakan sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan
hukum fisika. Contoh :
Sensor cahaya
Sensor suara
Sensor suhu
Sensor gaya
Sensor percepatan.
2. Sensor Kimia merupakan sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia
dengan cara mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik. Biasanya ini
melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu :
Sensor PH
Sensor gas
Sensor oksigen
Sensor ledakan
SENSOR (TRANDUSER)
3. Karakteristik statis Sensor Dalam Pengukuran
meliputi:
Respon sensor
Akurasi/ketepatan
Presisi/Ketelitian/kesaksamaan
Sensitivitas/kepekaan
Linieritas
Histerisis
Resolusi /daya pisah
Stabilitas
Noise
Nilai ambang (maks/min) / treshold
Waktu respon
Koofesien suhu
4.
Sensor suhu adalah
Komponen yang dipakai untuk merubah besaran panas
menjadi listrik dan dapat dianalisa besarannya. Pembuatan
sensor ini bisa memakai sejumah metode, dimana salah satu
caranya adalah dengan cara memakai materia yang
tetrhadap suatu arus elektrik akan mengubah hambatannya
tergantung dari suhunya.
Terdapat empat jenis sensor suhu yang rangkaian umumnya
ada di pasaran, yaitu :
1) Thermokopel,
2) Thermistor (Thermal Sensitive Resistor),
3) RTD (Resistence Temperature Detectors) dan
4) IC LM35
SENSOR SUHU
5. Thermocoupel
Merupakan sepasang penghantar
(tranduser) berbeda yaitu panas dan dingin yang
disambung dan dilebur bersamaan dimana terdapat
perbedaan yang timbul antara sambungan tersebut
dengan sambungan referensi yang berfungsi sebagai
pembanding.
Perbedaan suhu antara
sambungan pengukuran mdengan sambungan referensi
harus muncul untuk alat ini sehingga berfungsi sebagai
thermocouple.
6. Berfungsi sebagai sensor suhu rendah dan tinggi, yaitu suhu
serendah 3000 F sampai dengan suhu tinggi yang digunakan pada
proses industri baja, gelas dan keramik yang lebih dari 30000F.
Kelebihan Kekurangan
Spesifikasi lebih beragam Sensitivitasnya rendah
Kisaran temperatur luas seingga
dapat disesuaikan sampai
temperature tinggi
Membutuhkan suhu referensi
Biaya rendah Terbatasnya akurasi sistem
kesalahan kurang dari 1 0
C yang sulit
dicapai
Waktu respon cepat
7. Tipe-tipe kombinasi logam penghantar
thermokopel:
Tipe E (kromel-konstantan)
Tipe J (besi-konstantan)
Tipe K (kromel-alumel)
Tipe R-S (platinum-platinum rhodium)
Tipe T (tembaga-konstantan)
9. Prinsip Kerja :
Jika salah satu bagian pangkal lilitan dipanasi,
maka pada kedua ujung penghantar yang lain akan
muncul beda potensial (emf). Thermokopel
ditemukan oleh Thomas Johan Seebeck tahun 1820
dan dikenal dengan Efek Seebeck.
10. Merupakan thermal resistor yang artinya tahanan panas, dan
merupakan salah satu jenis yang mempunyai koofesien temperature
yang sangat tinggi. Atau perangkat yang mampu membaca fenomena
fisik berupa suhu (energi panas) dan menghasilkan sinyal elektrik.
Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi resistansi/hambatan
listrik yang berbanding terbalik dengan perubahan suhu. Semakin
tinggi suhu, semakin kecil resistansi.
Thermistor
11. Thermistor di bagi menjadi 3 jenis:
1. PTC (Positive Temperature Coofficient) atau
Thermistor yang mempunyai koofesien temperatur negatif.
Pada jenis satuan inputnya temperatuire derajat celcius
sedangakan pada outputnya resistansinya ohm. Dimana pada
saat temperature naik resistansi akan naik
2. NTC (Negative Temperature Coofficient)
Thermistor yang mempunyai koofesien temperatur negatif.
Pada jenis input dan outputnya sama dengan jenis positif,
perbedaannya adalaha jika temperature akan naik maka
resistansinya akan turun
3. CTR ( Critical Temperature Resistance)
Thermistor jenis ini merupakan resistor yang mempunyai
koefisien temperatur negatif yang tinggi. pengaruh resistansi yang
drastis karena pengaruh suhu tersebut terjadi pada transisi logam
semikonduktor dan berubah-ubah tergantung dari konsentrasi
dopent yaitu oksida logam. termistor CTR yang mempunyai
perubahan secara drastis dalam interval tempertur tertentu
biasanya digunkan sebagai pendeteksi harga ambang.
12. Gambar : (a) Thermistor, (b) Simbol Thermistor
(a)
(b)
13.
14. Thermistor memiliki prinsip kerja memberikan perubahan
resistansi terhadap perubahan suhu. Cara kerja Thermistor yaitu
ketika suhu meningkat maka resistansi Thermistor akan menuru.
Hal ini karena Thermistor terbuat dari bahan semikonduktor yang
mempunyai sifat menghantarkan elektron ketika suhu naik.
Pemakaian thermistor didasarkan pada tiga karakteristik dasar, yaitu:
a. Karakteristik R (resistansi) terhadap T (suhu)
b. Karakteristik R (resistansi) terhadap t (waktu)
c. Karakteristik V (tegangan) terhadap I (arus)
Gambar Kontruksi Thermistor Tipe GM102
15. Merupakan sebuah alat yang digunakan untuk
menentukan niai atau besaran suatu temperatur suhu yang
memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-
masing temperatur di dalam kisaran suhunya.
Konsep utama dari yang mendasari pengukuran suhu
dengan detektor suhu tahanan (resistant temperature
detector = RTD) adalah tahanan listrik dari logam yang
bervariasi sebanding dengan suhu. Maksudnya semakin
panas benda tersebut, semakin besar atau semakin tinggi
nilai tahanan listriknya, begitu juga sebaliknya.
Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi
resistansi/hambatan listrik yang sebanding dengan
perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, resistansinya semakin
besar.
RTD (Resistence Temperature Detectors)
16. Gambar : (a) Detektor suhu tahanan (b) Simbol RTD
(a)
(b)
17. Prinsip kerja rangkaian:
Bila RTD berada pada suhu kamar maka beda potensial
jembatan adalah 0 Volt. Keadaan ini disebut keadaan
setimbang. Bila suhu RTD berubah maka resistansinya juga
berubah sehingga jembatan tidak dalam kondisi setimbang.
Hal ini menyebabkan adanya beda potensial antara titik A dan
B. Begitu juga yang berlaku pada keluaran penguat diferensial.
18. Sensor suhu dengan rangkaian terpadu merupakan
sensor yang menggunakan chipsilikon untuk kelemahan
penginderanya.
Rangkaian sensor jenis ini mempunyai configurasi output
tegangan serta arus.
Adapun struktur dari IC LM35 yaitu terdiri atas 3 pin yang
masing-masing pin berfungsi diantaranya, pin 1 berfungsi
sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah
digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan
jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan
tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4
Volt sampai 30 Volt, dan pin 3 yaiu Vgd sebagai penyeimbang.
Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi tegangan
tertentu yang sesuai dengan perubahan suhu.
IC LM35
20. Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada
saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan
sebesar 10 mV. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara
suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor
LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara
disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu
permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu
udara disekitarnya
V out
VGDVS
21.
22. Percobaan
Karakteristik Thermistor dan Pengukuran Suhu
Tujuan Percobaan :
Untuk mempelajari karakteristik statis dari sensor suhu yang
berupa thermistor dan bahan semikondutr LM35
Alat dan bahan :
o
Thermometer
o
Thermistor
o
Ohm-meter
o
Kabel
o
Tabung beker
o
Air
o
Bunsen (oven)
23. Rancanglah Alat dan Bahan Hubungan
Antara Suhu (T) dan Hambatan (R)
Multimeter digital
Gambar : Rangkaian Percobaan Sensor Suhu
24. Tabel Pengamatan Hubungan antara suhu
(T) dan hambatan (R)
NO Suhu (Rendah-Tinggi) Hambatan (Ω)
1
2
3
4
5
NO Suhu (Tinggi-Rendah) Hambatan (Ω)
1
2
3
4
5
6
7
8
25.
Kegiatan Percobaan :
Siapkan alat dan bahan percobaan sensor suhu
Ukurlah keluaran resistansi awal sensor (resistansi
antara kaki-kaki thermistor) dengan menggunakan
multimeter (ohm meter).
Catatlah suhu awal air sebagai patokan awal
Rangkailah multimeter dengan thermistor, selanjutnya
masukkan thermistor tersebut ke dalam air. Kemudian
panaskan air tersebut dengan bunsen.
Catatlah besar hambatan (NTC) dalam multimeter
digital setiap kenaikan/ penurunan pada suhu 50
C
Periksalah histerisis dan keprsisiannya jika hasil
pengamatan bergantung pada perubahan suhu yaitu
suhu tinggi ke rendah. Apakah anda mengamati adanya
gejala histerisis?
26. SOAL-SOAL
1. Berikut contoh sensor fisika adalah…
1. sensor cahaya 4. sensor pH
2. sensor ledakan 5. sensor gas
3. sensor mekanik 6. sensor suhu
a. 1-2-3 c. 2-4-6
b. 1-3-6 d. 4-5-6
2. Yang bukan merupakan karakteristik statis
dalam pengukuran adalah…
a. Saturasi c. Presisi
b. Akurasi d. Histerisis
27. 3. Sepasang tranduser berbeda yaitu panas dan dingin
yang disambung dan dilebur bersamaan dan terdapat
perbedaan yang timbul antara sambungan tersebut
yang berfungsi sebagai pembanding merupakan sensor
jenis…
a. IC LM35 c. Thermistor
b. RTD d. Thermokopel
4. Berikut yang bukan merupakan kekurangan dari
thermokopel…
a. Spesifikasi lebih beragam
b. Membutuhkan suhu referensi
c. Sensitivitasnya rendah
d. Terbatasnya akurasi sistem kesalahan kurang dari
1 0
C yang sulit dicapai
28. 5. Thermistor sebagai sensor suhu memiliki
resistansi…
a. Berbanding lurus dengan perubahan suhu
b. Berbanding searah dengan perubahan suhu
c. Berbanding terbalik dengan perubahan suhu
d. Berbanding …
6. Resistor yang mempunyai koofisien temperatur
negatif disebut…
a. PTC c. CTR
b. NTC d. CTC
29. 7. Keadaan setimbang pada RTD yaitu saat…
a. Suhu RTD konstan
b. Suhu RTD berubah menjadi lebih tinggi
c. Suhu RTD berubah menjadi lebih rendah
d. Suhu RTD pada suhu kamar
8. Berikut urutan fungsi dari Pin IC LM35 antara lain…
1) Sebagai sumber tegangan kerja
2) Sebagai tegangan keluaran atau Vout
3) Sebagai penyeimbang
a. 1, 2, 3 c. 2, 3, 1
b. 1, 3, 2 d. 3, 2, 1
30. 9. Secara prinsip sensor LM35 bekerja…
a. Jika terjadi perubahan suhu setiap suhu kurang dari 1 ºC akan
menunjukan tegangan sebesar lebih dari 10 mV
b. Jika terjadi perubahan suhu setiap suhu lebih dari 1 ºC akan
menunjukan tegangan sebesar kurang dari 10 mV
c. Jika terjadi perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan
tegangan sebesar 10 mV
d. Jika terjadi perubahan suhu setiap suhu lebih dari 1 ºC akan
menunjukan tegangan sebesar kurang dari 10 mV
10 . Dari empat jenis sensor suhu yang ada, jenis sensor yang sering digunakan
dalam suatu percobaan adalah…
a. IC LM35 c. Thermistor
b. RTD d. Thermokopel
