SENSOR THERMAL

Kontrol Suhu Ruangan Menggunakan Sensor HIH 5030 dan Sensor LM35

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan bahan

3. Dasar teori

4. Prosedur percobaan

5. Prinsip kerja  

6. Video

7. Download file

1. Tujuan 

a. Mengetahui pengertian Sensor LM35 dan sensor HIH 5030

b. Mengetahui cara kerja Sensor LM35 dan sensor HIH 5030

c. Mengetahui penggunaan Sensor LM35 dan sensor HIH 5030 dalam kehidupan.

2. Alat dan bahan 

Alat: 

1. Sensor suhu LM35

    Digunakan untuk mendeteksi suhu ruangan dengan output sebesar 10mV/Celcius.

2. Voltmeter DC

Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

Bahan:

1. IC Op Amp

    Op amp tipe LM741 ini dirangkai menjadi non inverting amplifier sebagai penguat tegangan.

2. Resistor

    Digunakan untuk menghambat arus agar tidak terlalu besar.

3. NPN Transistor

    Digunakan untuk menghidupkan Motor.

4. Motor

    Sebagai keluaran (output) yang menyatakan rangkaian jalan ketika motor hidup.

5. LED BIRY

    Sebagai indikator (Penanda Motor Hidup)

 6.  Ground

 Berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.

7. Sensor HIH 5030

Alat ukur yang digunakan untuk membantu dalam proses pengukuran atau pendefinisian yang suatu kelembaban uap air yang terkandung dalam udara.

3. Dasar teori 

1. Sensor LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang& nbsp;memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi  besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu& nbsp;LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa k omponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh Na tional Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi  dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan&nb sp;sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyaikeluaran&n bsp;impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi s ehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaia n kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan l anjutan.

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.

2. Transistor NPN

Termasuk dalam komponen semikonduktor aktif adalah transistor, Transistor sebenarnya kepanjangan dari Transfer dan Varistor. Mengenal karakteristiknya transistor terbagi dua kategori ialah  Bipolar Junction Transistor (BJT)  dan Unipolar Transistor. Kerja transistor pada dasarnya difungsikan sebagai saklar elektronik (Switching) dan penguat sinyal (Amplifier).

Sekitar tahun 1947an, Tiga orang ilmuwan fisika asal Amerika yaitu William Shockley beserta rekannya John Barden, dan W. H Brattain yang tergabung sebagai peneliti pada sebuah laboratorium milik perusahaan AT&T Bell, merekalah yang berhasil pertama kali menemukan Transistor. Transistor adalah nama yang diberikan oleh ilmuwan John Robinson karena sifat kerjanya komponen ini yang dapat menghantarkan energi dengan kekuatan daya hantar dapat ditentukan dengan cara mengatur nilai tahanan pada bias pengontrolnya. Pernyataan ini sesuai dengan kepanjangan kata dari transistor yaitu Transfer (Pemindahan) dan Varistor (Variable Resistor). Dan sekitar tahun 1958an, komponen transistor mulai digunakan pada rangkaian elektronik dalam projek-projek penelitian para ilmuwan tersebut.

Jenis Transistor:

1.      Bipolar Junction Transistor (BJT)

Bi artinya dua dan Polar asal kata dari polarity yang artinya polaritas, dengan kata lain bipolar junction transistor (BJT) adalah jenis Transistor yang memiliki dua polaritas yaitu hole (lubang) atau elektron sebagai carier (pembawa) untuk menghantarkan arus listrik. Prinsip dasar konstruksinya disusun seperti dari dua buah dioda yang disambungkan pada kutub yang sama yaitu Anoda dengan anoda sehingga menghasilkan transistor jenis NPN atau Katoda dengan katoda yang menjadi transistor jenis PNP.

2.      Unipolar Junction Transistor (UJT

Pada transistor UJT hanya satu polaritas saja yang dijadikan carier/pembawa muatan arus listrik, yaitu elektron saja atau hole/lubangnya saja, tergantung dari jenis transistor UJT tersebut. Karena prinsip kerjanya transistor ini berdasarkan dari efek medan listrik, maka transistor UJT lebih dikenal dengan nama FET (Field Efect Transistor) atau Transistor Efek Medan.

Rumus:

3.      IC OP AMP

Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:

a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)

b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)

c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)

d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

4.      Resistor 

Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor: Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Rumus dari Rangkaian paralel Resistor: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Rumus resistor dengan hukum ohm: R = V/I

5. Sensor HIH 5030

Sensor kelembaban adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk membantu dalam proses pengukuran atau pendefinisian yang suatu kelembaban uap air yang terkandung dalam udara. Jenis - jenis sensor kelembaban diantaranya Cspacitive Sensors, Electrical conductivity Sensors, Thermal Conductivity Sensors, Optical Hygrometer, dan Oscillating Hygrometer.

Spesifikasi teknis:

- Suhu Operasi -40 ° C hingga 85 ° C [-40 ° F hingga 185 ° F]

- Histeresis ± 2% RH

- Output Sinyal Tegangan analog

- Waktu Respon 5 detik 1 / e dalam udara yang bergerak lambat

- Tegangan Suplai 3.3 Vdc typ.

- Akurasi (Best Fit Straight Line) ± 3.0% RH

- Tipe Paket Pasang permukaan

- Suplai Arus 500 µA

- Stabilitas pada 50% RH + 1,2% RH

Kelebihan Sensor HIH-5030:

•                      Beroperasi hingga 2,7 V, ideal dalam sistem tenaga baterai dengan tegangan 3 V

•                      Didesain dengan daya rendah

•                      Akurasi ditingkatkan

•                      Waktu respon yang cepat

•                      Stabil, dengan penyimpangan yang rendah

•                      Tahan dengan zat kimia

4. Prosedur percobaan  

•         Buka aplikasi proteus

Pilih komponen yang dibutuhkan, pada rangkaian ini dibutukan komponen led biry, LM35, 324, LM741, Motor, transistor NPN, resistor, sensor HIH 5030

•         Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang diinginkan

•         Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan

•         Jalankan simulasi rangkaian.

 5.Prinsip kerja 

Prinsip Kerja Sensor LM35:

Pada rangkaian pengkondisi suhu ruangan ini, digunakan sensor LM 35, dimana nantinya pendingin akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan telah mencapai suhu ≥ 30⁰ , dan penghangat akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan < 16⁰

 

Prinsip Kerja Rangkaian:

Pada rangkaian pengkondisi suhu ruangan ini, digunakan sensor LM 35, dimana nantinya pendingin akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan telah mencapai suhu ≥ 300 , dan penghangat akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan < 16⁰. Ketika suhu ruang mencapai ≥ 30 maka tegangan yang dikeluarkan oleh sensor akan diperbesar 10x oleh op amp non inverting amplifier. Maka arus akan masuk ke dalam komparator non inverting karena Vin > Vref (prinsip kerja komparator non inverting). Kemudian arus melalui resistor 100ohm dan ke kaki basis transistor, lalu keluar ke kaki emitter dan menuju Motor dan LED (sebagai indikator), lalu Motor (KIPAS ANGIN) akan menyala. dan arus berakhir di ground. 

Saat suhu >= 30 derajat

Begitu juga sebaliknya, ketika suhu ruang mencapai < 16  maka tegangan yang dikeluarkan oleh sensor akan diperbesar 10x oleh op amp non inverting amplifier. maka arus akan masuk ke dalam komparator inverting karena Vin < Vref (prinsip kerja komnparator inverting). kemudian arus melalui resistor 100ohm dan ke kaki basis transistor, lalu keluar ke kaki emitter dan menuju Motor dan LED (sebagai indikator), lalu Motor (HATTER) akan menyala dan arus berakhir di ground.

Ketika sensor kelembaban HIH 5030 mendetesi kelembaban sekitar lingkungan semakin besar maka led akan semakin terang sebagai indikasi bahwa kelembaban disekitar semakin tinggi.

6. Video 

7. Download file  

Materi: disini

File rangkaian: di sini

Video: disini

Data sheet lm35: disini

Data sheet op amp: disini

Data sheet transistor npn: disini

Data sheet resistor: disini

Data sheet  HIH 5030: disini