MAWADDATUR RAHMAH: SENSOR SUHU LM35 DENGAN PENGAPLIKASIAN PADA KIPAS ANGIN

Sumber gambar (3.6) : Alat untuk menentukan rumus empiris etanol. Penyerap adalah zat yang masing-masing dapat menahan air dan karbon dioksida. CuO digunakan untuk memastikan pembakaran sempurna semua karbon menjadi CO2

Berdasarkan gambar untuk mengetahui telah terjadinya pembakaran secara sempurna maka saya membuat pengaplikasian sensor suhu LM35 pada kipas angin otomatis untuk mendeteksi suhu tanda terjadinya pembakaran .

Pengertian Sensor Suhu

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. Salah satu contoh sensor suhu adalah LM35

Aplikasi Sensor Suhu LM35 dan Rangkaiannya

Salah satu contoh pengaplikasian sensor suhu yang saya buat adalah pada kipas angin dengan rangkaian yang saya buat menggunakan Proteus 8 Professional.

Tujuan :

a. Untuk mengetahui apa itu sensor suhu

b. Untuk mengetahui bagaimana prinsip kerja dari sensor suhu

c. Untuk mempelajari aplikasi dari sensor suhu

d. Untuk mempelajari simulasi rangkaian sensor suhu dengan menggunakan aplikasi proteus.

Alat :

Terminals : Power dan Ground

Power - Ground

Bahan/Komponen :

Op-amp
LM35
Relay
Motor DC
BC547
Resistor
Cell
Dioda 1N4007

Dasar Teori :

1. OPAMP

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Terminal yang terdapat pada Simbol Op-Amp (Operational Amplifier/penguat operasional) diantaranya adalah :

Masukan non-pembalik (Non-Inverting) +
Masukan pembalik (Inverting) –
Keluaran Vout
Catu daya positif +V
Catu daya negatif -V

Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup. Umpan balik negatif ini akan menyebabkan penguatan atau gain menjadi berkurang dan menghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan. Tujuan pengurangan Gain dari Op-Amp ini adalah untuk menghindari terjadinya Noise yang berlebihan dan juga untuk menghindari respon yang tidak diinginkan. Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.

2. LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 merupakan komponen elektronika berbentuk integrated circuit (IC) dengan 3 pin yang diproduksi oleh National Semiconductor. Sensor suhu LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor suhu LM35 ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan ke sensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 μA, hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC.

Bentuk fisik sensor suhu LM 35
merupakan chip IC kemasan TO-92

sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.

IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang

Prinsip Kerja LM35

- Suhu lingkungan di deteksi menggunakan bagian IC yang peka terhadap suhu

- Suhu lingkungan ini diubah menjadi tegangan listrik oleh rangkaian di dalam IC, dimana perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan tegangan output.

- Pada seri LM35 Vout = 10 mV/ °C, dalam arti tiap perubahan 1 °C akan menghasilkan perubahan tegangan output sebesar 10 mV.

Karakteristik Sensor suhu IC LM35

Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

3. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :

Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).

4. Motor DC

Motor DC adalah perangkat penggerak yang mengubah tenaga listrik DC menjadi tenaga gerak mekanik. Pada rangkaian ini Motor DC bertindak sebagai kipas angin karena keduanya memiliki prinsip yang sama yaitu bergerak dikarenakan perputaran motor.

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

5. BC547

BC547 adalah transistor NPN sehingga kolektor dan emitor akan dibiarkan terbuka (bias terbalik) saat pin basis ditahan di ground dan akan ditutup (bias maju) saat sinyal diberikan ke pin basis. BC547 memiliki nilai penguatan 110 hingga 800, nilai ini menentukan kapasitas amplifikasi transistor. Jumlah arus maksimum yang dapat mengalir melalui pin Collector adalah 100mA, oleh karena itu kami tidak dapat menghubungkan beban yang mengkonsumsi lebih dari 100mA menggunakan transistor ini. Untuk membiaskan transistor kita harus menyuplai arus ke pin basis, arus ini (IB) harus dibatasi hingga 5mA.

Pin Configuration

Pin Number	Pin Name	Description
1	Collector	Arus mengalir melalui kolektor
2	Base	Mengontrol bias transistor
3	Emitter	Arus mengalir keluar melalui emitor

6. Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Umumnya Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah Fixed Resistor, Variable Resistor, Thermistor dan LDR.

7. Cell

Cell sejenis baterai yang single cell. Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

8. Dioda 1N4007

Dioda adalah perangkat yang memungkinkan aliran arus hanya melalui satu arah. Artinya arus harus selalu mengalir dari anoda ke katoda. Terminal katoda dapat diidentifikasi dengan menggunakan bar berwarna abu-abu seperti yang terlihat pada gambar.

Untuk Dioda 1N4007, daya dukung arus maksimum adalah 1A yang menahan puncak hingga 30A. Karenanya kita dapat menggunakan ini di sirkuit yang dirancang kurang dari 1A. Arus balik adalah 5uA yang dapat diabaikan. Disipasi daya dioda ini adalah 3W.

Pin Configuration:

Pin No.	Pin Name	Description
1	Anode	Arus selalu Masuk melalui Anoda
2	Cathode	Arus selalu Keluar melalui Katoda

Prinsip Kerja Kipas Angin

Disaat LM35 mendeteksi suhudengan ketentuan sshu tertentu maka op amp menguatkan tegangan sehingga tersalurkan menuju motor DC dengan ditandai bergeraknya / berputarnya motor DC selama beberapa saat sampai suhu kembali ke semula.

Video perangkaian dan prinsip kerja kipas angin

Download File :

Materi [Disini]

HTML [Disini]

Video [Disini]

Rangkaian [Disini]

Datasheet :