1. Bimetal

Bimetal terdiri dua kata yakni “bi” yang artinya dua dan “metal” yang

artinya logam. Jadi, bimetal merupakan dua keping logam yang disatukan

atau dikeling dan memiliki muai panjang berbeda. Dua logam yang dikeling

disebut dengan keping bimetal.

Misalnya antara besi dan aluminium seperti gambar di atas, di mana

besi mempunyai koefisien muai panjang 11 x 10 –6 /°C dan aluminium

mempunyai koefisien muai panjang 25 x 10 –6 /°C. Bagaimana prinsip kerja

bimetal?

Prinsip Kerja Bimetal

Prinsip kerja bimetal menggunakan konsep pemuaian, khususnya

muai panjang. Jadi, bimetal peka terhadap perubahan suhu. Jika keping

bimetal dipanaskan atau dinaikan suhunya, maka akan melengkung ke arah

logam yang memiliki angka koefisien muai panjangnya kecil. Bila

didinginkan, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang angka

koefisien muai panjangnya besar.

1

Berdasarkan prinsip kerja tersebut, bimetal dipakai sebagai

termostat. Termostat merupakan alat yang memiliki berfungsi ganda yakni

sebagai saklar otomatis dan sebagai pengatur suhu. Sebagai saklar

otomatis biasanya digunakan pada setrika listrik, almari es, bel listrik,

alarm kebakaran, lampu sen mobil atau motor, rice cooker, oven dan lain-

lain. Apabila sudah sampai batas panas yang diinginkan maka bimetal akan

melengkung memutuskan aliran arus listrik dan alat kembali dingin bimetal

akan lurus menghubungkan arus lagi, seperti gambar di bawah ini.

2

Sebagai pengatur suhu atau dikenal dengan nama thermometer

logam, dimana melengkungnya logam dapat diberi skala sehingga setiap

kenaikan lengkungan dapat digunakan untuk menunjukkan kenaikan suhu.

Selain sebagai saklar otomatis dan pengatur suhu, bimetal digunakan

sebagai alat sensor panas otomatis pada alaram kebakaran. Apabila terjadi

kebakaran dan suhu di sekitar panas (bimetal panas ) maka bimetal akan

melengkung menghubungkan arus listrik yang terhubung pada alarm.

Ketika alarm berbunyi petugas segera dapat mengetahui dan dapat segera

menangani agar tidak terjadi kebakaran. Skema prinsip kerja sensor panas

adalah sebagai berikut.

3

2. THERMISTOR

A. Pengertian Thermistor

Thermistor adalah alat atau komponen atau sensor elektronika yang

dipakai untuk mengukur suhu. Prinsip dasar dari termistor adalah

perubahan nilai tahanan (atau hambatan atau werstan atau resistance) jika

suhu atau temperatur yang mengenai termistor ini berubah. Termistor ini

merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur

tahanan).Termistor ditemukan oleh Samuel Ruben pada tahun 1930, dan

mendapat hak paten di Amerika Serikat dengan nomor #2.021.491.

Thermistor adalah salah satu jenis yang mempunyai koefisien temperatur

yang sangat tinggi.

Fungsi utamanya untuk mengubah nilai resitansi karena adanya temperatur

dalam rangkaian tersebut.

Thermistor terbagi 2 jenis yaitu :

1. Thermistor positif

2. Thermistor negatif

1.Thermistor positif

Pada jenis ini satuan pada inputnya temperatur derajat celcius,

sedangkan pada outputnya resistansi adalah ohm

2.Thermistor negatif

Pada jenis ini input dan outputnya sama dengan thermistor jenis

positif, perbedaannya adalah jika temperatur naik maka resistansinya akan

turun dapat dilihat pada gambar grafik dibawah ini.

4

Proses Kerjanya

Thermistor dibuat dari bahan semikonduktor. Cara kerja Thermistor

yaitu ketika suhu meningkat maka resistansi Thermistor akan menurun. Hal

ini karena Thermistor terbuat dari bahan semikonduktor yang mempunyai

sifat menghantarkan electron ketika suhu naik. Thermistor yanng paling

seering digunakan untuk pengukuran suhu adalah Thermistor dua kawat

meskipun banyak jenis Thermistor.

Mengukur thermistor menggunakan multitester baik digital maupun

analog pada posisi kilo ohm, jika Thermistor tidak mempunyai tahanan

artinya rusak. Nilai Tranducer harus stabil pada suhu kamar dan menurun

ketika ujung tranducer ketika dipanaskan.Setiap penambahan

derajat Thermistor mempunyai perubahan hambatan sangat besar.

Ketika Thermistor dihubungkan ke kontroler adalah cara terbaik untuk

mengukurnya.Pada mode VDC pasang kabel multi meter

dikabel Thermistor. Bila terukur tegangan 5 volt maka artinya tidak ada

hubugan atau tahanan pada Thermistor, jika tegangan 0 volt

maka Thermistor short. Namun jika pada suhu ruangan 25 derajat

maka Thermistor harus mendapat tegangan sebesar 2,5 volt. Namun ada

pula pendingin ruangan yang controllernya menggunakn tegangan 3,3 volt

5

ketika thermistor memutuskan arus dan tegangan 1,7 volt ketika suhu

ruangan 25 derajat.

Karakteristik Sensor Thermistor

- Resistansi tinggi 1kOhm sampai 100 kOhm.

- Ukuran fisik ( disk, manik-manik, batang ) kecil.

- Manik kecil ( small bead diameternya 0,005 inchi )

- Respon waktu cepat, untuk thermistor manik ½ detik.

- Lebih murah dari pada RTD.

- Sensitivitas sangat tinggi ( 1000 kali lebih sensitif dari pada RTD ).

- Perubahan resistansi 10% per nol derajat celsius. Misal resistansi

nominal 10 kOhm.

- Resistansi akan berubah 1kOhm untuk setiap perubahan temperatur

satu derajat celcius.

- Tidak sensitif terhadap shock vibrasi.

- Thermistor dilindungi kapsul ( Plastik, teflon/ material lembam).

- Meperlambat waktu respon karena kontak termal kurang baik.

Bentuk Fisik Thermistor

Bentuk Thermistor

a. Butiran

thermistor ini digunakan pada > 7000 celsius dan memiliki nilai resistansi

100 ohm hingga 1 mega ohm.

b. Thermistor keping

thermistor ini digunakan dengan cara direkatkan langsungn pada benda

yang diukur panasnya.

C. Thermistor batang

digunakan untuk menentukan perubahan panas pada peralatan elektronik,

mempunyai resistansi tinggi dan disipasi dayanya sedang.

6

Konstruksi Thermistor

gambar kostruksi thermistor tipe GM102.

Pemakaian thermistor didasarkan pada 3 karakteristik dasar

a. Karakteristik R ( resistansi ) terhadap T (suhu )

b. Karakteristik R ( resistansi ) terhadap t (waktu)

c. Karakteristik V ( tegangan) terhadap I ( arus )

Prinsip Fisis Sensor Thermistor

1. R3, thermistor dan VRI dipasang seri supaya dapat menentukan

pembagian tegangan yang sesuai yang akan diberikan ke transistor

switching.

2. Tegangan suplai adalah sama dengan jumlah tegangan yang jatuh pada

R3, thermistor dan VR1.

3. Thermistor dipasang pada bagian atas dari VR1 dimaksudkan supaya

pada saat suhu naik tegangan pada titik triger ( basis Transistor = VR1 )

akan mengalami kenaikan.

7

4. anda bisa menukar posisi thermistor dengan VR1 dengan tujuan agar

rangkaian alarm akan aktif pada saat suhu mengalami penurunan

APLIKASI THERMISTOR

Termistor sangat menguntungkan untuk mengukur temperatur, karena

disamping harganya yang murah, termistor memiliki resolusi tinggi dan

memiliki ukuran dan bentuk yang fleksibel. Nilai mutlak dari hambatannya

sangat tinggi jadi untuk kabel yang panjang dan hambatan konstan bisa

ditoleransi. Tanggapan yang lambat (1 ms sampai 10s) bukan hal yang

merugikan untuk aplikasi umum.

1) Pendeteksi dan pengontrol temperaturTermistor-termistor disediakan

sangat murah dan dapat diandalkan sebagai sensor temperaturyang

memiliki rentang yang lebar. Contoh-contoh sederhana jarak dari alarm-

alarm api pada pendeteksi tumor. Kadang-kadang termistor merupakan

bagian dari osilator dan frekwensi keluarannya menjadi fungsi temperatur.

2) CompensasiSebagian besar resistor dan penghubungpada PTC. Termistor

dihubungkan pararel dengan NTC yang komponen-komponennya bisa di

nonaktifkan dengan bantuan temperatur.

3) Seperti pada relay temperatur dan saklar. Kegunaan pada efek-efek

terhadap pemanasan . Sebagai contoh, pengkarakteristikan dengan NTC

bias digunakan untuk mengatur tegangan dan pada penundaan dan waktu

sirkuit. Pengkarakterisasian dengan PTC digunakan untuk memproteksi

gelombang.

4) Pengukuran yang tidak langsung pada parameter-parameter lain. Ketika

termistor mengalami pemanasan atau ketika termistor berada dekat dengan

sumber kalor, termistor akan menilai perubahan yang bergantung pada

temperatur yang dilingkiupinya. Disini bisa dipakai untuk mengatur tingkat

pencairan, aliran gas, tingkat pemvakuman dan lain sebagainya.

5) Detektor gelombang yang memiliki panjang gelombang yang

lebarAplikasi termistor pada fhoto detektor panjang gelombang dihasilkan

pada salah satu detektor suhu yang disebut dengan termistor balometer.

8

Pengertian Termistor Beserta Aplikasinya

Termistor (thermistor) adalah komponen semikonduktor yang

memiliki tahanan (resistansi) yang dapat berubah dengan

suhu/temperature. Thermistor merupakan singkatan dari thermally

sensitive resistor, yang berarti resistor yang peka atau sensitif terhadap

suhu. Ada dua jenis termistor, yaitu: PTC (Positive Temperature Coefficient)

dan NTC (Negative Temperature Coefficient ). Termistor PTC adalah jenis

termistor yang nilai resistansinya meningkat dengan meningkatnya suhu.

Sedangkan, termistor NTC adalah jenis termistor yang tahanannya atau

resistansinya menurun ketika suhu meningkat. berikut ini gambar simbol

termistor.

simbol termistor

Termistor NTC adalah termistor yang pertama kali ada dan di

temukan pada tahun 1833 oleh Michael Faraday. Faraday melaporkan

perilaku dari semikonduktor sulfida perak, ia melihat resistansi dari sulfida

perak yang menurun drastis karena suhu meningkat. Namun, karena

sulitnya pembuatan termistor tersebut serta aplikasi-aplikasinya untuk

9

teknologi terbatas, pembuatan termistor secara komersil tidak pernah di

mulai sampai tahun 1930. Pembuatan termistor komersil baru di buat oleh

Samuel Ruben pada tahun 1930.

Termistor digunakan dalam berbagai aplikasi, dan berikut ini beberapa

aplikasi termistor yang paling populer:

1.Sensor suhu

Mungkin ini sudah sangat jelas, termistor berfungsi sebagai sensor

suhu yang biasa digunakan dalam berbagai aplikasi. Termistor merupakan

salah satu jenis sensor suhu yang paling akurat dalam pengukurannya,

selain itu termistor memiliki stabilitas jangka panjang yang sangat baik

(tidak terpengaruh oleh penuaan), mungkin inilah salah satu alasan yang

menjadikan termistor begitu di terima menjadi sensor yang paling

menguntungkan untuk banyak aplikasi, termasuk pengukuran suhu dan

kontrol. Termistor berbeda dengan RTD (Resistor Temperature Detector),

bahan-bahan termistor umumnya merupakan keramik atau polimer,

sementara RTD menggunakan logam murni. Termistor juga memiliki waktu

respon yang lebih cepat dari pada RTD. Selain itu RTD juga digunakan

dalam rentang suhu yang lebih besar, sementara termistor hanya dalam

rentang suhu yang terbatas sekitar - 90⁰ C sampai 130⁰ C, namun termistor

mungkin memiliki ke akuratan pengukuran yang lebih baik dibanding RTD.

2.Pembatas lonjakan arus

10

Termistor biasanya juga digunakan sebagai pembatas lonjakan arus.

Termistor membatasi lonjakan arus untuk menghindari kerusakan

komponen secara bertahap dan untuk mencegah sekring atau juga circuit

breaker putus atau trip. Jenis termistor yang biasanya digunakan sebagai

pembatas arus ini adalah termistor NTC. Jadi pada awalnya resistansi

termistor yang tinggi akan menahan aliran arus yang besar, dan ketika

dalam beberapa detik arus terus mengalir, termistor NTC akan memanas,

sehingga resistansinya menurun dan memungkinkan arus normal mengalir

ke rangkaian.

3.Proteksi sirkuit

Termistor juga bisa digunakan untuk melindungi sirkuit atau

rangkaian dengan cara memutus aliran arus (sebagai pengganti sekring).

Jenis termistor yang digunakan untuk melindungi sirkuit ini adalah

termistor PTC. Jadi pada normalnya termistor PTC akan membolehkan

aliran arus mengalir ke rangkaian, dan ketika ada arus berlebih yang

mengalir melalui termistor, maka termistor PTC akan memanas, dan

memanasnya suhu atau meningkatnya suhu ini akan meningkatkan

resistansi dari termistor PTC, sehingga

aliran arus akan terhambat atau terputus.

Gambar rangkaian yang ditunjukkan di bawah ini akan menjelaskan

bagaimana sebuah rangkaian sederhana yang akan aktif ketika suhu atau

temperatur meningkat. Dimana rangkaian tersebut menggunakan

komponen thermistor, resistor tetap, transistor dan tegangan supply. Jadi

begini, resistansi termistor akan menurun saat suhu meningkat, sehingga

termistor menyuplai arus basis transistor, yang transistor akan aktif dan

menjadi konduktor mengalirkan arus ke beban. Nilai resistor tetap

tergantung pada termistor yang digunakan.

11

3. THERMOCOUPLE

Thermocouple adalah salah satu jenis alat ukur temperatur yang

menggunakan prinsip termoelektris pada sebuah material. Seperti yang

telah saya singgung pada artikel sebelumnya, alat ini tersusun atas dua

konduktor listrik dari material yang berbeda yang dirangkai membentuk

sebuah rangkaian listrik. Jika salah satu dari konduktor tersebut dijaga

pada temperatur yang lebih tinggi daripada konduktor lainnya sehingga ada

diferensial temperatur, maka akan timbul efek termoelektris yang

menghasilkan tegangan listrik. Besar tegangan listrik yang terbentuk

tergantung dari jenis material konduktor yang digunakan, serta besar

perbedaan temperatur antara dua konduktor tersebut.

12

Thermocouple

Komponen utama dari thermocouple adalah dua jenis logam

konduktor listrik yang berbeda yang dirangkai sedemikian rupa sehingga

pada saat salah satu logam terkena sumber panas, sedangkan logam yang

lain dijaga di temperatur yang tetap, maka rangkaian tersebut akan

menghasilkan tegangan listrik tertentu yang nilainya sebanding dengan

temperatur sumber panas. Penentuan kombinasi logam konduktor yang

digunakan pada thermocouple mempengaruhi besar energi listrik yang akan

dibangkitkan. Penentuan nilai tegangan listrik dari beberapa kombinasi

konduktor dapat digambarkan pada grafik di bawah ini, data tersebut

didapatkan dari pengujian laboratorium. Karakteristik yang berbeda-beda

dari setiap kombinasi logam konduktor ini akan bermanfaat bagi kita dalam

menentukan thermocouple yang tepat untuk digunakan pada berbagai

rentan temperatur dan media yang berbeda-beda.

13

Prinsip Kerja Thermocouple

Komponen konduktor thermocouple dapat dirangkai secara seri

maupun paralel sesuai dengan kebutuhan yang ada. Jika dirangkai secara

seri, maka nilai tegangan total adalah jumlah dari keseluruhan tegangan

yang dibangkitkan oleh masing-masing pasangan konduktor. Sedangkan

jika disusun secara paralel, dan dengan syarat tiap-tiap pasangan konduktor

memiliki nilai tahanan yang sama, maka besar tegangan total yang

dibangkitkan adalah nilai rata-rata dari tegangan yang dibangkitkan oleh

masing-masing konduktor. Kemampuan thermocouple untuk dirangkai

secara seri maupun paralel ini bermanfaat pada saat dibutuhkannya

pengukuran temperatur dengan rentan yang kecil serta ketelitian yang

tinggi.

Grafik Tegangan Beberapa Kombinasi Logam Konduktor

Setiap kombinasi konduktor yang digunakan pada thermocouple

menentukan rentan temperatur yang dapat dibaca oleh thermocouple

tersebut. Penentuan material konduktor yang cocok pada rentan

temperatur kerja tertentu sangat dipengaruhi oleh ketahanan material

14

tersebut terhadap proses oksidasi yang terjadi pada temperatur kerja yang

diinginkan. Sedangkan keawetannya dipengaruhi oleh ukuran kawat yang

digunakan, jenis osilator yang digunakan, serta kondisi lingkungan

kerjanya. Sebagai contoh, tabel berikut menjabarkan beberapa jenis

kombinasi konduktor serta karakteristik temperatur kerjanya.

Semua jenis thermocouple dengan berbagai tipe material, akan

mengalami penurunan fungsi jika digunakan untuk mengukur temperatur di

atas batas kemampuan ukurnya. Hal ini terutama terjadi jika digunakan

untuk mengukur temperatur gas atau udara. Untuk mengatasi masalah ini

digunakan sistem insulasi untuk melindungi kawat thermocouple dari efek

penurunan fungsi tersebut. Jenis insulasi yang umum digunakan adalah

magnesium oksida. Magnesium oksida ini membungkus kawat

thermocouple, dan selanjutnya bahan dari baja digunakan sebagai

pembungkus yang paling luar.

15

Thermocouple Dengan Insulasi

Ada dua jenis thermocouple yang menggunakan insulasi, yaitu

grounded type dan ungrounded type. Kawat sensor thermocouple grounded

type ter-grounding pada lapisan baja yang terluar, menghasilkan hasil

sensor temperatur yang responsif untuk perubahan temperatur yang cepat

namun thermocouple jenis ini tidak dapat dirangkai secara seri maupun

paralel. Sedangkan thermocouple tipe ungrounded, kawat sensor tidak ter-

grounding pada sisi luarnya. Tipe thermocouple yang kedua ini sangat

cocok jika digunakan untuk dirangkai secara paralel maupun seri.

16

Contoh Instalasi Thermocouple pada Sebuah Pipa Boiler

Gambar di atas merupakan salah satu contoh instalasi thermocouple

pada sebuah bagian pipa boiler dengan tujuan untuk mengukur temperatur

metal pipa boiler tersebut. Kawat sensor thermocouple yang terinsulasi

ditanamkan kesebentuk logam (pad) sebelum dilas pada pipa boiler. Jika

pad dari thermocouple tersebut terekspos oleh temperatur luar yang

berbeda dengan temperatur bagian yang diukur, maka cara instalasi ini

tidak cocok untuk digunakan, karena bagian pad tersebut akan menyerap

panas dari sumber luar tersebut. Untuk metode instalasi thermocouple yang

lainnya akan kita bahas pada artikel selanjutnya.

Sinyal yang keluar dari thermocouple adalah berupa voltase listrik

berukuran milivolt. Maka pada rangkaian thermocouple diperlukan

potensiometer untuk membaca sinyal listrik tersebut. Selain itu diperlukan

juga alat konverter milimeter menjadi nilai temperatur sesuai dengan yang

dibutuhkan. Alat konverter ini harus terkalibrasi dengan sempurna untuk

mendapatkan hasil pembacaan yang baik. Ada juga potensiometer jenis lain

yang ia juga sekaligus sebagai konverter, sehingga hasil pembacaan yang

17

keluar dari potensiometer tersebut sudah berupa temperatur aktual benda

yang diukur.

4. RTD (Resistance Temperature Detector)

RTD yang merupakan singkatan dari Resistance Temperature

Detector adalah sensor suhu yang pengukurannya menggunakan prinsip

perubahan resistansi atau hambatan listrik logam yang dipengaruhi oleh

perubahan suhu. RTD adalah salah satu sensor suhu yang paling banyak

digunakan dalam otomatisasi dan proses kontrol.

18

Pada tipe elemen wire-wound atau tipe standar, RTD terbuat dari

kawat yang tahan korosi, yang dililitkan pada bahan keramik atau kaca,

yang kemudian ditutup dengan selubung probe sebagai pelindung.

Selubung probe ini biasanya terbuat dari logam inconel (logam dari paduan

besi, chrom, dan nikel). Inconel dipilih sebagai selubung dari RTD karena

tahan korosi dan Ketika ditempatkan dalam medium cair atau gas, selubung

inconel cepat dalam mencapai suhu medium tersebut. Antara kawat RTD

dan selubung juga terdapat keramik (porselen isolator) sebagai pencegah

hubung pendek antara kawat platina dan selubung pelindung. Perhatikan

gambar dibawah ini.

Sedangkan jenis logam untuk kawat dari RTD umumnya adalah

platina. Kawat RTD biasanya juga terbuat dari tembaga dan nikel. Namun

platina adalah bahan yang paling umum digunakan, karena memiliki tingkat

akurasi yang lebih baik dan rentang suhu yang lebih luas.

Prinsip kerja RTD

Ketika suhu elemen RTD meningkat, maka resistansi elemen tersebut

juga akan meningkat. Dengan kata lain, kenaikan suhu logam yang menjadi

elemen resistor RTD berbanding lurus dengan resistansinya. elemen RTD

biasanya ditentukan sesuai dengan resistansi mereka dalam ohm pada nol

derajat celcius (0⁰ C). Spesifikasi RTD yang paling umum adalah 100 Ω

19

(RTD PT100), yang berarti bahwa pada suhu 0⁰ C, elemen RTD harus

menunjukkan nilai resistansi 100 Ω.

Dalam praktiknya, arus listrik akan mengalir melalui elemen RTD

(elemen resistor) yang terletak pada tempat atau daerah yang mana

suhunya akan diukur. Nilai resistansi dari RTD kemudian akan diukur oleh

instrumen alat ukur, yang kemudian memberikan hasil bacaan dalam suhu

yang tepat, pembacaan suhu ini didasarkan pada karakteristik resistansi

yang diketahui dari RTD.

Elemen sensor RTD mempunyai dua tipe konfigurasi yang paling umum,

yaitu

1. Wire-wound

Seperti yang dijelaskan pada sebelumnya, wire-wound merupakan

tipe elemen yang terdiri dari kumparan kawat logam (platina) yang melilit

keramik atau kaca, yang ditempatkan atau ditutup dengan selubung probe

sebagai pelindung.

2. Thin-film

Thin-film merupakan tipe elemen RTD yang terdiri dari lapisan bahan

resistif yang sangat tipis (umumnya platina), yang diletakkan pada substrat

keramik yang kemudian dilapisi dengan epoxy atau kaca sebagai segel atau

pelindungnya.

20

RTD memiliki 3 macam konfigurasi koneksi kabel yaitu: 2 wire, 3 wire, dan

4 wire RTD.

Sama halnya seperti platina, Tembaga (kabel) juga memiliki nilai

resistansi. Resistansi sepanjang kabel tembaga ini dapat berdampak pada

pengukuran resistansi yang dilakukan oleh instrumen alat ukur. RTD 2

kabel (2 wire) praktis tidak memiliki perhitungan resistansi yang terkait

dengan kabel tembaga, sehingga mengurangi keakuratan pengukuran

elemen sensor suhu RTD. Akibatnya RTD 2 wire umumnya hanya digunakan

untuk kebutuhan pengukuran suhu perkiraan saja.

RTD 3 kabel (3 wire) adalah spesifikasi yang paling umum yang biasa

digunakan pada aplikasi-aplikasi di industri. RTD 3 wire menggunakan

rangkaian pengukuran jembatan wheatstone untuk mengkompensasi nilai

resistansi kabel. Perhatikan gambar di bawah ini.

Dalam konfigurasi RTD 3 wire ini, kabel “A” dan “B” harus memiliki

kedekatan atau panjang yang sama. Panjang kabel ini sangat berarti karena

21

tujuan dari jembatan wheatstone adalah untuk membuat impedansi dari

kabel A dan B. Dan kabel C berfungsi sebagai pembawa arus yang sangat

kecil.

RTD 4 kabel (4 wire) adalah konfigurasi yang paling akurat dari yang

lainnya. Karena dalam RTD 4 kabel ini dapat sepenuhnya mengkompensasi

resistansi dari kabel, tanpa perlu memberikan perhatian khusus pada

panjang masing – masing kabel.

Kelebihan dan kekurangan RTD bila dibandingkan dengan Thermocouple

Rentang pengukuran: RTD dapat mengukur suhu hingga 1000⁰ C,

akan tetapi sulit mendapatkan pengukuran yang akurat dari RTD

dengan suhu diatas 400⁰ C. Termokopel dapat mengukur suhu sampai

1700⁰ C. Umumnya RTD digunakan pada suhu dibawah 850⁰ C, dan

bila suhu diatas 850⁰ C biasanya menggunakan termokopel.

Pengukuran suhu di industri biasanya 200⁰ C sampai 400⁰ C, sehingga

RTD mungkin menjadi pilihan terbaik dalam kisaran suhu tersebut.

Waktu respon (response time): RTD mempunyai respon yang cepat

terhadap perubahan suhu akan tetapi kemampuan termokopel dalam

merespon suhu jauh lebih cepat.

Getaran (vibration): termokopel tidak terpengaruh terhadap getaran,

sedangkan RTD terpengaruh bila ada getaran atau goncangan,

sehingga bila RTD diperlukan maka RTD thin-film biasa digunakan

karena RTD thin-film lebih tahan terhadap getaran bila dibandingkan

dengan RTD standar.

Pemanasan sendiri (self-heating): sebuah RTD terdiri dari kawat atau

pelapis yang sangat halus dan membutuhkan tegangan dari power

supply, sedangkan termokopel tidak memerlukan. Meskipun arus

yang diperlukan hanya sekitar 1 mA sampai 10 mA, hal ini dapat

menyebabkan elemen platina RTD “memanas”. Sehingga

22

mempengaruhi tingkat akurasi pengukuran. Hal ini mungkin terjadi

bila kabel ekstensi panjang digunakan, sehingga daya yang lebih

besar mungkin diperlukan untuk mengatasi hambatan atau resistansi

kabel, dan hal ini mengakibatkan masalah pemanasan sendiri (self-

heating) meningkat.

Akurasi pengukuran: secara umum RTD lebih akurat daripada

termokopel. RTD menghasilkan akurasi hingga 0,1⁰ C sedangkan

termokopel hanya 1⁰ C.

Stabilitas: stabilitas jangka panjang dari RTD sangat baik, yang

berarti pembacaan yang akan berulang dan stabil dalam waktu yang

lama. Sedangkan termokopel cenderung tidak stabil karena EMF yang

dihasilkan oleh termokopel dapat berubah dari waktu ke waktu

karena oksidasi, korosi, dan perubahan lain dalam sifat metalurgi dari

elemen sensor atau penginderaan.

Harga: meskipun ini bukan masalah teknis tapi mungkin ini penting,

termokopel memiliki harga yang jauh lebih murah daripada RTD.

23

5. LM35

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi

besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai

perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai

pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dan dapat dioperasikan

dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar

muka (interface) rangkaian control yang sangat mudah. IC LM 35 sebagai

sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC),

dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan suhu.

Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran

tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa

kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.

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 dapat dikatakan sangat mudah, dapat

dialiri arus sebesar 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan

sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.

24

Gambar 1. Bentuk Fisik Sensor LM35

Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :

Ø Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

Ø Lineritas +10 mV/ º C.

Ø Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.

Ø Range +2 º C – 150 º C.

Ø Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.

Ø Arus yang mengalir kurang dari 60 μ A

Cara Kerja Sensor LM35

Dalam prakteknya proses antarmuka sensor LM35 dapat dikatakan

sangat mudah. Pada IC sensor LM35 ini terdapat tiga buah pin kaki yakni

Vs, Vout dan pin ground. Dalam pengoperasiannya pin Vs dihubungkan

dengan tegangan sumber sebesar antara 4 – 20 volt sementara pin Ground

dihubungkan dengan ground dan pin Vout merupakan keluaran yang akan

mengalirkan tegangan yang besarnya akan sesuai dengan suhu yang

diterimanya dari sekitar.

Gambar 2. Rangkaian Dasar LM35

25

Prinsip kerja alat pengukur suhu ini, adalah sensor suhu difungsikan

untuk mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dengan kata lain panas

yang ditangkap oleh LM35 sebagai sensor suhu akan diubah menjadi

tegangan. Sedangkan proses berubahnya panas menjadi tegangan

dikarenakan di dalam LM35 ini terdapat termistor berjenis PTC (Positive

Temperature Coefisient), yang mana termistor inilah yang menangkap

adanya perubahan panas. Prinsip kerja dari PTC ini adalah nilai

resistansinya akan meningkat seiring dengan meningkatnya temperature

suhu. Resistansi yang semakin besar tersebut akan menyebabkan tegangan

output yang dihasilkan semakin besar.

26