Blog Elektronika

Aplikasi Pengkondisi Suhu Ruangan Otomatis

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan [kembali]

a. Mengetahui prinsip kerja sensor suhu LM35

b. Metahui aplikasi dari sensor suhu LM35 dalam kehidupan sehari-hari

2. Alat dan Bahan [kembali

Alat Yang Digunakan

a. Ground

Gambar 1. Ground

Ground atau arde pada instalasi listrik berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos akibat terjadi kegagalan isolasi.

Bahan Yang Digunakan

a. Sensor Suhu LM35

Gambar 2. LM35

b. LED BIRY

Gambar 3. LED

Spesifikasi LED Biry

Sumber Cahaya: LED; lihat Tabel model untuk panjang gelombang
Iluminasi: Lampu sorot intensitas tinggi
Tegangan dan Arus Suplai: Tegangan yang disuplai oleh sensor PresencePLUS: 10-30V dc @ 360mA maks.
Koneksi: pigtail terpasang 2 m (6,5 ') dengan konektor 3-kabel, 8 mm Pico-style
Konstruksi: Aluminium anodized hitam, lensa kaca
Peringkat Lingkungan: IEC IP67

c. Resistor

Gambar 4. Resistor

Spesifikasi Resistor

Resistor Film Karbon
Resistor 4-jalur
Nilai resistor bervariasi berdasarkan parameter yang dipilih
Peringkat daya bervariasi berdasarkan parameter yang dipilih

d. IC Op Amp LM741

Gambar 5. IC Op Amp LM741

e. OP Amp LM324

Gambar 7. OP Amp LM324

f. NPN Transistor

Gambar 8. NPN Transistor

g. Motor

Gambar 10. Motor

3. Dasar Teori[kembali]

a. Sensor Suhu LM35

Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi.

Karakteristik sensor suhu LM35

Memiliki sensitivitas, dengan faktor skala linear antara tegangan dan suhu 10mVolt/ ºC sehingga dapat dikalibarasi langsung dalam celcius

Memiliki ketetapan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25ºC

Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55ºC sampai +150ºC

Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt

Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60µA

Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1ºC pada udara diam

Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1mA

Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC

Prinsip Kerja Sensor LM35 :

Pada rangkaian pengkondisi suhu ruangan ini, digunakan sensor LM 35, dimana nantinya pendingin akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan telah mencapai suhu ≥ 30 , dan penghangat akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan < 16

b. LED BIRY

LED (Light Emitting Diode) adalah Sebuah lampu kecil yang digunakan sebagai penanda atau pointer. Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mempu mengeluarkan cahaya. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi pada LED elektron menerjang sambungan P-N (Positif-Negatif). Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

c. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon.

Cincin 1 orange berarti : 3

Cincin 2 orange berarti: 3

Cincin 3 putih berarti : 9

Cincin 4 hitam berarti pengalinya 100 = 1

cincin 5 coklat berarti toleransinya = 1%

Maka nilai resistor tersebut adalah = 339 x 1 = 339 ± 3,39 Ohm

Atau berkisar antara : 335,61 ÷ 442,39 Ohm.

d. IC Op Amp LM741

Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator.

Gambar Konstruksi IC Op Amp LM741

Impedasi input op-amp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap masukannya adalah 0. Sebagai perbandingan praktis, op-amp LM741 memiliki impedansi input Zin = 106 Ohm. Nilai impedansi ini masih relatif sangat besar sehingga arus input op-amp LM741 mestinya sangat kecil.

Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian op-amp berdasarkan karakteristik op-amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur dinamakan golden rule, yaitu :

Aturan 1: Perbedaan tegangan antara input v+ dan v- adalah nol (v+ - v- = 0 atau v+ = v- )

Aturan 2: Arus pada input Op-amp adalah nol (i+ = i- = 0)

e. OP Amp LM324

Op-amp LM324 adalah IC dengan 14 pin yang memiliki 4 op-amp didalam dengan single-supply mulai dari 3 Volt sampai 32 Volt dan jika menggunakan supply simetris +/-16 Volt. IC op-amp LM324 banyak digunakan untuk ragam aplikasi selain rangkaian audio dikarenakan harganya sangat murah.

f. NPN Transistor

Transistor NPN adalah termasuk transistor bipolar (BJT), dalam transistor ini, huruf awal 'N' menentukan lapisan material yang bermuatan negatif. Istilah 'transistor NPN' berarti Negatif-Positif-Negatif dan juga dikenal sebagai sinking (menyerap).

Di mana, 'P' menentukan lapisan yang terisi penuh. Kedua transistor memiliki lapisan positif, yang terletak di tengah dua lapisan negatif. Secara umum, transistor NPN digunakan di berbagai rangkaian listrik untuk beralih dan memperkuat sinyal yang melaluinya.

g. Motor

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah.

Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

4. Percobaan[kembali]

Langkah - langkah percobaan sensor suhu LM35 :

Rangkaian sensor suhu LM35 sebelum dijalankan :

Rangkaian suhu LM35 setelah dijalankan :

Gambar rangkaian simulasi saat temperatur antara 16 - 30 derajat Celcius (Motor dalam keadaan OFF):

Gambar rangkaian simulasi ketika mencapai suhu ≥ 30

Gambar rangkaian simulasi ketika mencapai suhu < 16

Prinsip Kerja Rangkaian :

Pada rangkaian pengkondisi suhu ruangan ini, digunakan sensor LM 35, dimana nantinya pendingin akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan telah mencapai suhu ≥ 300 , dan penghangat akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan < 160

Ketika suhu ruang mencapai ≥ 30 maka tegangan yang dikeluarkan oleh sensor akan diperbesar 10x oleh op amp non inverting amplifier. maka arus akan masuk ke dalam komparator non inverting karena Vin > Vref (prinsip kerja komparator non inverting).kemudian arus melalui resistor 100ohm dan ke kaki basis transistor, lalu keluar ke kaki emitter dan menuju Motor dan LED (sebagai indikator), lalu Motor (KIPAS ANGIN) akan menyala. dan arus berakhir di ground.

Begitu juga sebaliknya, ketika suhu ruang mencapai < 16 maka tegangan yang dikeluarkan oleh sensor akan diperbesar 10x oleh op amp non inverting amplifier. maka arus akan masuk ke dalam komparator inverting karena Vin < Vref (prinsip kerja komparator inverting). kemudian arus melalui resistor 100ohm dan ke kaki basis transistor, lalu keluar ke kaki emitter dan menuju Motor dan LED (sebagai indikator), lalu Motor (HATTER) akan menyala. dan arus berakhir di ground.