Tag Archives: teori elektronika

Last updated by at .

Belajar elektronika: sensor temperatur tipe LM35

Sensor suhu diperlukan untuk menginformasikan sinyal keluaran sebagai umpan-balik pada kontroler. Sensor temperatur jenis LM35 merupakan sensor dalam bentuk rangkaian terpadu yang memiliki kepresisian, dimana tegangan keluarannya linier dan bergantung kepada temperatur dalam satuan derajat celcius. LM35  merupakan sensor temperatur yang linier dikalibrasi dalam derajat celcius, sebagai pengguna tidak memerlukan pengurangan konstanta kelvin untuk memperoleh nilai dalam derajat celcius. Juga tidak memerlukan rangkaian luar untuk kalibrasi atau penyesuaian untuk memperoleh ketelitian secara tipikal kurang lebih 0.25 derajat celcius pada temperatur ruangan, dan secara keseluruhan kurang lebih 0.75 derajat celcius pada temperatur antara -50 sampai 150 derajat celcius.  

Adapun spesifikasi yang dimiliki sensor temperature LM35 ini adalah:

  1. Terkalibrasi secara langsung dalam derajat celcius.
  2. Keluaran linier 10.0mV/derajat celcius.
  3. Ketelitian dijamin 0.5 derajat celcius pada temperatur 25 derajat celcius.
  4. Bekerja pada temperatur antara -50 sampai 150 derajat celcius.
  5. Disiapkan sebagai aplikasi remote.
  6. Tegangan operasi antara 4 sampai 20V
  7. Arus drain lebih kecil dari 60 mikro Ampere.
  8. Pemanasan sendiri sangat rendah yaitu 0.08 derajat celcius dalam udara.
  9. Secara tipikal ketidak linieran sebesar 0.25 derajat celcius.
  10. Impedansi output 0.1 Ohm untuk beban 1 mA.

Secara tipikal rangkaian aplikasi dari sensor temperatur LM35 diperlihatkan dalam gambar berikut ini.

Didalam aplikasinya, jika tegangan keluarannya memerlukan level tegangan yang kurang, perlu ditambahkan sebuah penguat operasi.

Penguat operasi yang umum digunakan untuk menaikkan tegangan keluaran sensor ini adalah jenis penguat operasi tidak membalik. Mengenai teori penguat operasi tidak membalik dapat anda lihat dalam posting disini.

Besarnya tegangan keluaran yang dibutuhkan diantaranya ditentukan oleh besarnya tegangan yang dibutuhkan ADC pada skala penuh. Atau tergantung kepada kebutuhan tegangan yang dibutuhkan pada masukan rangkaian berikutnya.

Untuk lebih jelasnya mengenai sensor temperatur ini dapat anda baca dalam lembar data yang dikeluarkan oleh pembuatnya dan dapat anda download disini.

 Download

 

Posted in Elektronika | Tagged , , | Leave a comment

Belajar elektronika: rangkaian sensor temperatur

Isi materi ini ditujukan untuk berbagi ilmu pengetahuan kepada semua pengunjung blog ini.
Silakan digunakan untuk kepentingan proses pembelajaran untuk mencerdaskan bangsa ini dengan tidak lupa menyebutkan sumbernya.
Namun yang harus dihindari adalah: mengambil isi dengan mengakui sebagai haknya, mengambil isi untuk tujuan komersialisasi.
Semua tergantung kepada hati-nurani, jika terjadi saya berkewajiban mengingatkan para plagiator. Biasakan sesuatunya terlahir dari tangan anda, itu menunjukkan bahwa anda ada dan anda diberi hidayah sebagai ciptaanNya yang paling mulia untuk memberikan manfaat di dunia ini. Biasakanlah memberikan manfaat kepada orang lain, dan jangan membiasakan memanfaatkan orang lain.

Sensor temperatur merupakan sensor yang mengubah besaran temperatur menjadi besaran tegangan atau lainnya. Dalam sistem kontrol temperatur, sensor temperatur sangat diperlukan  keperluan membaca temperatur keluaran plant untuk diumpankan kembali sebagai feedback. 

Sensor temperatur pada jaman sekarang banyak jenisnya dan sudah dalam bentuk monolitik dalam satu komponen. Salah satu sensor yang sudah lazim dipakai dan banyak beredar di toko elektronik adalah LM35. LM35 sudah ditera dalam satuan derajat celcius, sehingga tidak perlu lagi mengkonversi derajat kelvin menjadi celcius. Sesuai dengan lembar data, keluaran LM35 adalah 10mV/derajat celcius. Jadi setiap kenaikan 1 derajat celcius, akan bertambah 10mV. Kalau sensor ini dioperasikan sampai 100 derajat celcius, maka keluarannya adalah 1V. Hal ini masih dirasa kurang jika ADC yang digunakan memerlukan tegangan masukan 5V pada skala penuh. Jadi masih diperlukan penguatan sebesar 5 kalinya atau AV = 5.

Untuk membuat pengkondisi sinya sinyal temperatur LM35 agar pada temperatur 100 derajat celcius keluarannya sebesar 5V, diperlukan penguat operasi seperti yang telah diposting disini

Rangkaian lengkap sensor temperatur diperlihatkan dalam gambar berikut ini.

 Dari rangkaian diatas penguatan AV adalah:

Karena AV yang dibutuhkan sama dengan 5, maka R2/R3 harus sama dengan 4. Kalau R2=400KOhm, maka R3=100KOhm. Selanjutnya R1 = R3 = 100KOhm.

Dari lembar data LM35 memerlukan tegangan antara 4-20V, disini saya menggunakan tegangan 15V, demikian pula LM358. 

Jika anda membutuhkan lembar data LM35 dapat didownload disini.

 Download

 

 

 

Posted in Elektronika | Tagged , , | Leave a comment

Teori elektronika: penguat operasi tak membalik

Isi materi ini ditujukan untuk berbagi ilmu pengetahuan kepada semua pengunjung blog ini.
Silakan digunakan untuk kepentingan proses pembelajaran untuk mencerdaskan bangsa ini dengan tidak lupa menyebutkan sumbernya.
Namun yang harus dihindari adalah: mengambil isi dengan mengakui sebagai haknya, mengambil isi untuk tujuan komersialisasi.
Semua tergantung kepada hati-nurani, jika terjadi saya berkewajiban mengingatkan para plagiator. Biasakan sesuatunya terlahir dari tangan anda, itu menunjukkan bahwa anda ada dan anda diberi hidayah sebagai ciptaanNya yang paling mulia untuk memberikan manfaat di dunia ini. Biasakanlah memberikan manfaat kepada orang lain, dan jangan membiasakan memanfaatkan orang lain.

Penguat operasi tak membalik terkadang diperlukan dalam penguat sederhana misalnya untuk pengkondisi sinyal sensor, karena dibutuhkan polaritas masukan sama dengan keluaran. 

Konfigurasi penguat operasi tak membalik seperti berikut ini:

Dalam konfigurasi ini, tegangan sinyal masukan, (Vin) diasup secara langsung ke terminal non-inverting (+). Dengan demikian berarti bahwa perubahan tegangan keluaran Vout dari penguat operasi memiliki polaritas  ”positif”  terhadap tegangan masukannya, artinya tegangan keluaran tidak dibalik polaritasnya. Hasil tegangan keluarannya akan sefasa dengan tegangan masukannya.

Sinyal umpan balik dari penguat non-inverting diperoleh dengan menerapkan sebagian kecil dari sinyal tegangan keluaran kembali ke terminal membalik  (inverting,-) melalui resitor Rf  melalui rangakai dengan resistor  R2.  Ini konfigurasi loop tertutup menghasilkan rangkaian penguat tak membalik (non-inverting) dengan stabilitas yang sangat baik, impedansi masukan yang sangat tinggi, impedansi Rin mendekati tak terhingga  karena tidak ada arus yang mengalir ke terminal masukan positif  (kondisi ideal) dan impedansi output Rout yang rendah. 

Analisa rangkaian

Agar mudah dianalisa rangkaian digambarkan kembali secara terbalik seperti pada rangkaian disamping. Seperti dalam teori penguat operasi secara ideal, arus masuk terminal membalik dan tidak membalik adalah nol, dan tidak ada beda tegangan diantara terminal ini. Sehingga dengan demikian Vin adalah sama tegangannya dengan V1 terhadap virtual ground. Dengan demikian tegangan keluaran Vout akan ditentukan sepenuhnya oleh besarnya resistansi R2 dan Rf. Pada akhirnya rangkaian seri Rf dan R2 membentuk voltage devider (pembagi tegangan). Selanjutnya dengan menggunakan formula rangkaian pembagi tegangan maka diperoleh:

 

Karena Vi sama dengan Vin, maka penguatan tegangan penguat operasi dapat diperoleh: 

 

 Atau dapat dituliskan kembali menjadi:

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penguat operasi dengan konfigurasi ini penguatan tegangan Av  akan lebih besar dari 1, ini berbeda dengan konfigurasi penguat operasi membalik.

 

Posted in Elektronika | Tagged , , | Leave a comment