PAPER PRAKTIKUMSISTEM INSTRUMENTASI(LM 35)

Oleh :

Hari, tanggal: Kamis, 27 Maret 2014Shift/Kelompok : 3/2Praktikan: Billy Hagantha S(240110110035)Asisten: 1. Andi Abdul H (240110100025) 2. Muhamad Rais H(240110100026) 3. Frans Jeckson(240110100072) 4. David S S M (240110100083) 5. Fadly Maulana S(240110100085)

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIANFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIANUNIVERSITAS PADJADJARAN2014A. PENGERTIANSensor suhu LM35 merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu menjadi besaran elektris tegangan. Sensor suhu LM35 memiliki parameter bahwa setiap kenaikan 1C tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5 V pada suhu 150C. Misalnya pada perancangan menggunakan sensor suhu LM35 kita tentukan keluaran adc mencapai full scale pada saat suhu 100C, sehingga saat suhu 100C tegangan keluaran transduser (10mV/C x 100C) = 1V.

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

Gambar 1. Sensor Suhu LM35Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, 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 antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut:VLM35 = Suhu* 10 mVGambar dibawah berikut 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 derajad Celcius. Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter.

Gambar 2. Skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZKarakteristik dari LM35 yaitu :1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/C, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5C pada suhu 25 C seperti terlihat pada gambar 2.2.3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 C sampai +150 C.4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 A.6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 C pada udara diam.7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar C.

B. CARA KERJASensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1C, 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.

Grafik 1. Akurasi LM35 terhadap suhu

Gambar 3. Rangkaian Sensor LM35IC 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 55C sampai dengan 150C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 C di dalam suhu ruangan.Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor. Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah : Kalibrasi dalam satuan derajat celcius Lineritas +10 mV/ C Akurasi 0,5 C pada suhu ruang Range +2 C 150 C Dioperasikan pada catu daya 4 V 30 V Arus yang mengalir kurang dari 60 A

C. PRINSIP KERJASecara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 C 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 C 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/oC. Tiap perubahan 1oC akan menghasilkan perubahan tegangan output sebesar 10 mV.

D. PENGAPLIKASIANGambar dibawah adalah produk-produk berbasis LM35 yang telah banyak diaplikasikan pada berbagai sistem antara lain: mesin penetas telur, bioreaktor, tambak ikan/udang, oven tembakau, lumbung jamur, rumah walet, pendingin radiator, PLC dan Smart-Relay, dan lain-lain.

Gambar 4. Thermostat R100 dan Thermostat T100

Gambar 5. Alat pengukur suhu dan kadar air gabahSalah satu perancangan alat yang telah dilakukan dengan menggunakan LM35 dalam pengaplikasiiannya yaitu alat pengukur kadar air dan suhu gabah yang ditunjukan pada gambar diatas. Pada pengaplikasian sensor suhu LM35, didapatkan perubahan tegangan yang sebanding dengan suhu gabah. Dalam rangkaian ini didapatkan penguatan pada rangkaian penguat tak membalik sebesar 10 kali. Pada pengaplikasian mikrokontroler AT89C51, pembuatan program (software) telah sesuai dengan perancangan dan sistem alat dapat berfungsi sesuai perancangan, yaitu menampilkan nilai pengukuran kadar air dan suhu dengan penyimpangan kalibrasi 2% dan 10C, serta perkiraan masa simpan yang sesuai dengan standar yang ada.Perangkat LM35 kadang-kadang disolder ke kecil sirip ringan panas, untuk mengurangi waktu termal yang konstan dan mempercepat respon di perlahan-lahan bergerak udara. Pada sisi lain, termal massa kecil dapat ditambahkan ke sensor, memberikan pembacaan steadiest meskipun deviasi kecil suhu udara.

Gambar 6. LM35 Dengan Decoupling Dari Beban Kapasitif(Sumber: http://www.gobookee.org/search.php?q=lm35)

Gambar 7. LM35 Dengan R-C Damper(Sumber: http://www.gobookee.org/search.php?q=lm35)

Tabel 1. Karakteristik LM35

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Cara Kerja Sensor Suhu. http://aditya0707.wordpress.com/2011/10/ 10/cara-kerja-sensor-suhu/ Diakses pada tanggal 27 Maret 2014 Pukul 16.12 WIB

Anonim. 2010. Rangkaian Sensor Suhu LM35. http://telinks.wordpress.com/2010/04/ 09/ rangkaian-sensor-suhu-lm35/ Diakses pada tanggal 27 Maret 2014 Pukul 18.15 WIB

Nalwan, Paulus, Andi. 2004. Panduan Praktis Teknik Antar Muka Mikrokontroler AT89C51. Jakarta: Elex Media Komputindo. pp. 23-34, 62-85

National Semiconductor. 1999. LM35 Precision Centigrade Temperature Sensors. (Online).(http://www.alldatasheet.com/datasheet.pdf/pdf/8875/NSC/LM35.html, Diakses pada tanggal 27 Maret 2014 Pukul 18.30 WIB

Shatomedia. Sensor Suhu LM35. http://shatomedia.com /2008/12/sensor-suhu-lm35/ Diakses pada tanggal 24 Maret 2014 Pukul 18.35 WIB

Teknik Elektro Links. Rangkaian Sensor SuhuLM3. http://telinks.wordpress.com/ 2010/04 /09/rangkaian-sensor-suhu-lm35/. Diakses pada tanggal 27 Maret 2014 Pukul 18.45 WIB

Tutorial Elektronika. Apa dan Bagaimana Karakteristik Sensor. http://tutorialelektronika .blogspot.com/2009/02/apa-dan-bagaimana-karakteristik-sensor. html. Diakses pada tanggal 27 Maret 2014 Pukul 18.45 WIB