Oke sobat kita lanjutkan pembahasan selanjutnya masih tetap pada topik sensor, tranduser dan actuator, pada pertemuan kali ini akan penulis bahas tentang sensor suhu IC LM35. Untuk memahami tentang sensor suhu IC LM35 langsung saja sobat blogger simak dan baca dengan seksama uraian berikut ini. 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.
a. Struktur dan
Bentuk LM35
Macam-macam
struktur dan bentuk sensor suhu LM35 ditunjukan seperti pada gambar berikut
ini.
Gambar 1. Macam-macam bentuk dan struktur LM35
Sedangkan bentuk nyata dari sensor suhu LM35 yang telah diproduksi
dan beredar dipasaran ditunjukan seperti gambar di bawah ini.
Gambar 2. LM35-DZ berbentuk setengah silinder
Gambar 3. LM35-DH berbentuk bulat
Gambar 4. LM35-DM berbentuk persegi empat
Gambar 5. LM35-DP berbentuk kotak
Sensor suhu LM35 yang mempunyai 3 pin seperti LM35-DZ,
LM35-DH dan LM35-DP setiap pin mempunyai fungsi masing-masing diantaranya, pin
1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau kaki 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 antara 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar
10 mV setiap derajad celcius sehingga
diperoleh persamaan sebagai berikut :
VLM35
= 10 mV/ °C
Sedangkan pin 3 dihubungkan ke body/masa atau ground.
Gambar 6 di bawah ini adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ. Rangkaian
ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan keluaran sensor yang
terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius.
Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 °C. Dan jika Vout =
320mV, maka suhu terukur adalah 32 °C. Tegangan keluaran ini bisa langsung
diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian
penguat operasional (opamp) dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti
rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter.
Gambar 6. Skema rangkaian dasar LM35
b. Karakteristik
LM35
Karakteristik sensor suhu LM35 antara
lain dapat disebutkan sebagai berikut :
- 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 seperti terlihat
pada gambar 7.
- 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.
Gambar 7. Grafik jenis-jenis karakteristik LM35
Sensor suhu 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 0,08 °C, dapat dioperasikan dengan
menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface)
rangkaian control yang sangat mudah. Self-heating adalah efek pemanasan oleh
komponen itu sendiri akibat adanya arus yang bekerja melewatinya
Sensor
suhu LM35 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, LM35 penggunaannya
sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indikator tampilan catu daya
terbelah. LM 35 dapat dialiri arus 60 μA dari supplay sehingga panas yang
ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0,1 °C di dalam suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan
sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam derajat C
(celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.
LM35-DZ adalah komponen sensor suhu
berukuran kecil dengan 3 pin seperti transistor. Komponen yang sangat mudah
digunakan ini mampu mengukur suhu hingga 100 °C. Dengan tegangan keluaran yang
terskala linear dengan suhu terukur, yakni 10 mV per 1 °C, maka baik sendiri maupun
dengan menggabungkan pada komponen lain, komponen ini sangat cocok digunakan
untuk eksperimen pengontrolan suhu atau bahkan untuk aplikasi-aplikasi seperti termostat
digital, alarm pendeteksi kelebihan suhu, proteksi kelebihan suhu, termometer
ruang digital, mesin pasteurisasi atau termometer badan digital dan sebagainya seperti
terlihat pada gambar-gambar berikut ini.
Gambar 8. Rangkaian dasar pengontrolan suhu
Gambar 9. Rangkaian kontrol suhu charger baterai
Gambar 10. Rangkaian proteksi kelebihan suhu
Gambar 11. Rangkaian alarm pendeteksi kelebihan suhu
Gambar 12. Rangkaian termostat digital
Gambar 13. Rangkaian termometer digital dengan IC
Gambar 14. Rangkaian termometer digital dengan Atmega16
Gambar 15. Rangkaian pengontrolan suhu dengan Arduino
Sedangkan perangkat atau produk yang terbuat dari sensor suhu LM35 antara lain seperti yang ditunjukan pada gambar-gambar berikut ini.
Gambar 16. Sensor suhu sederhana
Gambar 17. Perangkat pengontrolan suhu
Gambar 18. Perangkat pengontrolan suhu dengan Arduino
Gambar 19. Termostat digital
Gambar 20. Termometer digital
Untuk
komponen sensor suhu, parameter ini harus dipertimbangkan dan harus diupayakan
atau di-handle dengan
baik, karena hal ini dapat menyebabkan kesalahan pengukuran. Seperti misalnya sensor
suhu jenis RTD, PT100 atau PT1000, komponen ini tidak boleh dieksitasi oleh
arus melebihi 1 miliampere, jika melebihi, maka sensor akan mengalami
self-heating yang menyebabkan hasil pengukuran senantiasa lebih tinggi
dibandingkan suhu yang sebenarnya. Untuk lebih detil mengenai karakteristik
sensor suhu LM35, maka berikut ini disajikan datasheet LM35 sebagai berikut.
c. Prinsip
Kerja LM35
Secara prinsip sensor akan melakukan
penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan
sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau
dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar
0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan tersebut. 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.
Jarak yang jauh diperlukan penghubung
yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan
kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna
penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus
yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass
kapasitor dari Vin untuk ditanahkan.
Maka dapat disimpulkan prinsip kerja
sensor LM35 sebagai berikut:
- 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.
d. Kelebihan
dan Kelemahan LM35
Kelebihann atau keistimewaan dari sensor suhu LM35 adalah sebagai berikut :
- Rentang
suhu yang jauh, antara -55 sampai +150 °C.
- Low
self-heating, sebesar 0,08 °C.
- Beroperasi
pada tegangan 4 sampai 30 V.
- Rangkaian
tidak rumit atau sederhana.
- Tidak
memerlukan pengkondisian sinyal.
- Kalibrasi
dalam satuan derajat celcius.
- Lineritas
+10 mV/ ºC.
- Akurasi
0,5 ºC pada suhu ruang.
- Range
operasi +2 º C s/d 150 ºC.
- Dioperasikan
pada catu daya 4 V s/d 30 V.
- Arus
yang mengalir kurang dari 60 μA.
Sedangkan kekurangan atau kelemahannya yaitu masih membutuhkan
sumber tegangan untuk beroperasi, heheheee barangkali suatu saat ditemukan komponen sensor suhu yang tidak membutuhkan sumber energi.
njirrr nih blog lagunya korea ost master sun.. :v :D mantaff.. izin baca gan...
BalasHapusMantap gan lagunya n juga Materinya......
BalasHapusMamtaaab
BalasHapusKe sumber +5vdc
BalasHapusMantap skali,kbetulan gan sy rncana mau bkin sensor suhu utk kipas angin jd pd suhu trtentu kipas bisa on sendiri,kira2 gmn y gan skemanya klw hsil tegangan out lm35 di umpan ke kontak semacam relay gitu,krn klw langsung mgkin tegangan out dr lm35 tdk ckup utk mengaktifkan relay. Trimksih atas pencerahannya gan,,sukses slalu!
BalasHapusKalau utk sesor duhu kipas angin sebaiknya pakai thermoswitch atau thermostat seperti pd rice cooker, dispenser atau srterika
HapusDi kombinasikan dgn thermostat digital ajj bro,di rangkaian thermostat kan pasti udh terdpt relay nya jg
Hapuskeren banget blog nya om. thanks for sharing.
BalasHapusmau tanya ni om, saya mau buat pemanas air di ember sekaligus dengan alat kontrol suhu nya, apakah ini bisa di gunakan di dalam air? atau hanya di tempelkan saja di permukaan yg bebas air?
Ditempelkan pd permukaan ember yg bebas air
Hapusini make 7-segment tipe anoda apa katoda yah ?
BalasHapusBlog nya sangat membantu,
BalasHapusitu alarmnya akan menyala saat mencapai suhu brp derajat gan?
BalasHapusGan boleh minta data komponen buat alaram kelebihan suhu?
BalasHapus