Sensor pendeteksi Suhu Ruangan
menggunakan sensor Thermocouple
REFERENSI :
BUKU CHEMISTRY 12 TH EDITION BY CHANG AND GOLD
HAL 1037 CHAPTER 24.2
a) Untuk mengetahui apa itu sensor Thermocouple
b) Untuk mengetahui bagaimana prinsip kerja dari sensor Thermocouple
c) Untuk mengetahui hubungan sensor thermocouple dengan Mata Kuliah Kimia
d) Untuk mempelajari simulasi rangkaian sensor Thermocouple dengan menggunakan aplikasi proteus
1. Op-Amp
Penguat operasional (Op-Amp) adalah suatu blok penguat yang mempunyai dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional (Op-Amp) dikemas dalam suatu rangkaian terpadu (integrated circuit-IC).
2. Sensor Thermocouple
Termokopel (Thermocouple) adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek “Thermo-electric”.
3. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
4. Potensiometer
Potensiometer adalah sebuah jenis resistor yang mengatur sebuah tahanan atau hambatan secara linier atau Komponen resistif tiga kawat yang bertindak sebagai pembagi tegangan yang menghasilkan sinyal output tegangan variabel kontinu yang sebanding dengan posisi fisik wiper di sepanjang trek.
5. LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
Sensor Thermocouple
Suhu diukur oleh thermocouple, perbedaan jenis metal pada thermocouple menimbulkan adanya beda potensial pada ujung thermocouple. Ujung positif thermocouple dihubungkan dengan pin negatif op-amp, sedangkan ujung negatif thermocouple dihubungkan ke pin positif op-amp. Tegangan akan menuju R1 dan akan dikuatkan oleh op-amp inverting dengan 1 kali penguatan, setelah dikuatkan tegangan akan masuk ke resistor R3 dan akan dikuatkan kembali untuk membalikkan tegangan dari negativ (-) ke positif (+) dengan 5 kali penguatan, setelah itu tegangan akan menuju R5 dan LED aktif. Output op-amp berupa tegangan yang sudah mengalami penguatan yang diukur oleh voltmeter. Semakin tinggi suhu yang diukur thermocouple maka semakin besar pula tegangannya. Begitu pula sebaliknya, semakin rendah suhu yang diukur thermocouple maka semakin rendah tegangan yang terukur.
Termokopel (Thermocouple) adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek “Thermo-electric”. Efek Thermo-electric pada Termokopel ini ditemukan oleh seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck pada Tahun 1821, dimana sebuah logam konduktor yang diberi perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik. Perbedaan Tegangan listrik diantara dua persimpangan (junction) ini dinamakan dengan Efek “Seeback”.
Thermocouple pada intinya terdiri dari sepasang transduser panas dan dingin yang disambungkan dan dilebur bersama, dimana terdapat perbedaan yang timbul antara sambungan tersebut dengan sambungan referensi yang berfungsi sebagai pembanding.
Gambar 1. Simbol Thermocouple
Kelebihan Thermocouple
§Self Powered
§Sederhana
§Murah
§Bentuk yang beragam
§Range respon suhu yang luas
Kekurangan Thermcouple
§Tidak linier
§Tegangan output rendah
§Memerlukan tegangan referensi
§Kurang Stabil
§Kurang Sensitif
Karakteristik Thermocouple
Salah satu contoh thermocouple adalah J-TC Thermocouple. JTC merupakan sensor yang mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dimana sensor ini dibuat dari sambungan dua bahan metallic yang berlainan jenis. Sambungan ini dikomposisikan dengan campuran kimia tertentu, sehingga dihasilkan beda potensial antar sambungan yang akan berubah terhadap suhu yang dideteksi.
PRINSIP KERJA TERMOKOPEL (THERMOCOUPLE)
Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya. Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.
Untuk lebih jelas mengenai Prinsip Kerja Termokopel, mari kita melihat gambar dibawah ini :
Gambar 2. Skema Prinsip Kerja Thermocouple
Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “NOL” atau V1 = V2. Akan tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius. Tegangan tersebut kemudian dikonversikan sesuai dengan Tabel referensi yang telah ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang dapat dimengerti oleh kita.
JENIS-JENIS TERMOKOPEL (THERMOCOUPLE)
Termokopel tersedia dalam berbagai ragam rentang suhu dan jenis bahan. Pada dasarnya, gabungan jenis-jenis logam konduktor yang berbeda akan menghasilkan rentang suhu operasional yang berbeda pula. Berikut ini adalah Jenis-jenis atau tipe Termokopel yang umum digunakan berdasarkan Standar Internasional.
Gambar 3. Grafik Respon Sensor Thermocouple
Gambar 4. Rangkaian Thermocouple
6. Video Simulasi [kembali]
Download rangkaian (download)
Download video (download)
Download data sheet (download)
Download HTML (download)
Download library (download)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar