Rangkaian Tugas 6 - Rangkaian Pengukur Suhu Menggunakan Sensor Suhu

1. Tujuan

  • Untuk mengetahui prinsip kerja sensor suhu.
  • Untuk mengetahui cara mensimulasikan rangkaian pengukur suhu menggunakan sensor suhu.
  • Untuk mengetahui prinsip kerja pada rangkaian pada pengukur suhu.

2. Alat dan Bahan

a. Alat
  • Ground

  • Power Supply


b. Bahan
    • Resistor
    • Potensiometer
    • Baterai

    • LED

    • Op Amp 741

    • LM 35

3. Dasar Teori

  • Power Supply atau Catu daya

    Power Supply atau dalam bahasa Indonesia atau disebut Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.  Pada dasarnya Power Supply atau Catu daya ini memerlukan sumber energi listrik yang kemudian mengubahnya menjadi energi listrik yang dibutuhkan oleh perangkat elektronika lainnya. Oleh karena itu, Power Supply kadang-kadang disebut juga dengan istilah Electric Power Converter. Power supply ini fungsinya sebagai pengubah dari tegangan listrik AC (Alternating Current atau arus bolak-balik) menjadi tegangan DC (Direct Current atau arus searah).

    Dalam sebuah power amplifier semua tidak bisa berdiri sendiri, atau saling terkait erat. Trafo harus bisa menangani rangkaian power dan rangkaian power harus bisa menangani beban atau speaker. Hal ini karena dalam elektronika/kelistrikan mengenal hukum Ohm, yang dinyatakan secara matematis dengan rumus persamaannya yaitu V =x1*R, I = V/R, dan R = V/I. V adalah voltase(V), I adalah kuat arus(A), dan R adalah hambatan (Ω). 

 
  • Resistor
Simbol resistor

        Resistor berfungsi sebagai penghambat jumlah arus yang megalir masuk ke dalam suatu rangkaian. Satuan resistor adalah Ohm (). Cara mengukur resistor, yaitu menggunakan alat ukur multimeter analog/digital, dan membaca kode warna resistor.


  • Baterai
Simbol baterai

    Baterai adalah sebuah benda yang bisa merubah energi kimia menjadi energi listrik. Energi yang dihasilkannya yaitu listrik searah atau DC. Satuan yang digunakan pada baterai yaitu Volt (V). Cara mengukurnya dengan alat ukur multimeter analog ataupun digital. 



  • Potensiometer

Simbol 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. Bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer, yaitu Penyapu atau disebut juga dengan Wiper, Element Resistif, danTerminal.

    Potensio bekerja seperti resistor dengan semakin besar tahanan maka output (volt) semakin kecil, dan sebaliknya semakin kecil tahanan (ohm) maka output (volt) semakin besar. Ketika digunakan sebagai potensiometer, koneksi dibuat untuk kedua ujungnya serta penghapus, seperti yang ditunjukkan. Posisi penghapus kemudian memberikan sinyal output yang sesuai (pin 2) yang akan bervariasi antara level tegangan yang diterapkan ke satu ujung trek resistif (pin 1) dan yang di sisi lain (pin 3)

  • LED

Simbol LED

    Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda. LED dapat memancarkan berbagai warna, tergantung dari bahan semikonduktor yang digunakan. LED juga dapat memancarkan cahaya inframerah yang tak tampat, seperti pada remote TV.

    Cara kerja dari LED hampir sama dengan keluarga dioda yang memiliki dua kutub, yaitu Kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias foward) dari Anoda ke Katoda. LED sendiri terdiri atas sebuah chip semikonduktor yang didopping, sehingga menciptakan junction antara kutub P dan kutub N. Proses dopping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan impurity / ketidakmampuan pada semikonduktr yang murni, sehingga dapat emnghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan.


  • LM 35
Simbol LM35
    Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. 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, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control.

    Sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin, pin 1 yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, pin 2 atau 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, dan pin 3 untuk Ground. Sensor suhu LM35 mampu melakukan pengukuran suhu dari suhu -55ºC hingga +150ºC dengan toleransi kesalahan pengukuran ±0.5ºC.


  • Op Amp 741

Simbol Op Amp 741

    Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi  dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output.

    Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 input. Sebagai penguat operasional  ideal , operasional amplifier (Op-Amp) memiliki karakteristik sebagai berikut :

  • Impedansi Input (Zi) besar = ∞ 

  • Impedansi Output (Z0) kecil= 0 

  • Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞ 

  • Band Width respon frekuensi lebar = ∞ 

  • V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1 

  • Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.

 

4. Percobaan

    a. Prosedur Percobaan:

    1. Bukalah aplikasi proteus terlebih dahulu.
    2. Buka schematic capture, pilih bagian component mode (), dan pada bagian devices klik 'P'.
    3. Pastikan kategorinya berada pada all categories agar mudah dalam melakukan pencarian.
    4. Ketikkan semua nama bahan komponen yang dibutuhkan dalam rangkaian.
    5. Double klik komponen yang kita butuhkan agar komponen tersebut muncul dikolom Devices.
    6. Buka bagian Terminals mode ().
    7. Pilih terminal yang diperlukan.
    8. Setelah semua komponen didapatkan, letakkan komponen pada papan rangkaian.
    9. Rangkailah semua komponen sesuai prinsipnya.
    10. Klik play () pada bagian kiri bawah aplikasi untuk menjalankan rangkaian simulasi.
    11. Saat di play, jika rangkaian simulasi sudah benar dan sesuai, maka akan muncul output cahaya pada LED.

    b. Rangkaian Simulasi

Foto rangkaian simulasi

Rangkaian simulasi saat tidak ada arus

Prinsip kerja rangkaian simulasi

Rangkaian saat ada arus

    Pada saat catu daya dipasang LED D2 menyala karena mendapatkan supply listrik dari baterai langsung menuju transistor Q2. Pada saat IC LM35 dipanaskan menggunakan solder, suhu disekitar IC LM35 akan semakin tinggi yang menyebabkan perubahan tersebuh menjadi tegangan listrik yang mentrigger kaki basis transistor Q2 sehingga arus mengalir dan menghidupkan LED Q1 sedangkan LED D2 padam karena arus kecil menuju transistor Q2 dan terhambat oleh Resistor 10K. Jika IC LM35 tidak dipanaskan suhu disekitar IC mendingin dan tidak arus menuju pin basis Q1 yang menyebabkan arus tidak mengalir ke LED D1 sedangkan LED D2 perlahan-lahan menyala karena arus kembali mengalir ke basis transistor Q2.


    c. Video


Electricity LightningElectricity Lightning