Aplikasi Penjaga Suhu Inkubator



 

1      Tujuan [KEMBALI]

a.       Mendeteksi suhu pada incubator dan menjaga suhunya agar tetap sama dengan suhu rahim ibu (36-37°C)

b.      Memahami pengaplikasian sensor LM 35 pada Inkubator

2.      Alat dan bahan [KEMBALI]

a. Baterai



Sebagai sumber arus DC.

b.       Kapasitor



Berfungsi sebagai filter

c.       Dioda



Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

d.      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.

e.       Resistor


Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.

f.        LED

LED dapat kita definisikan sebagai suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya. LED (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator atau lampu indikator.

 

g.      Transistor PNP



Fungsi transistor yang lazim dilihat pada system kontrol adalah sebagai driver atau pengendali motor DC. Motor DC akan off atau on jika kondisi transistor dalam keadaan saturasi atau cut off.

h.      Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

i.        Fan DC

Kipas yang dihidupkan dengan sumber DC.

j.        Motor

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).

k.      Sensor Suhu LM 35 

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.

3.      Dasar Teori [KEMBALI]

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. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92  seperti terlihat pada gambar dibawah.

 

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.

 

Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :

·                     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.

·                     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.

Tabel karakteristik LM35:

Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam 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 kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :

 

Vout LM35 = Temperature º x 10 mV

 

Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut :

·                     LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature  -55ºC hingga +150ºC.

·                     LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.

·                     LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC. 

 Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :

·                     Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC Low self-heating, sebesar 0.08 ºC

·                     Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V

·                     Rangkaian menjadi sederhana Tidak memerlukan pengkondisian sinyal 

4.      Prosedur Percobaan [KEMBALI]

 

5.      Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [KEMBALI]

Heater berusaha untuk menjaga suhu tetap pada kondisi normal yaitu, 32-37ºC.(dibawah 37)

Saat suhu naik, sehingga berada diatas 37ºC maka fan dan LED D2 akan aktif.

Saat suhu berada di bawah 37°C, maka arus dari baterai akan menuju ke kaki 1 sensor, ke R1, ke Op Amp U4 ke ootocouopler U3 dan ke R4 dan juga ke transistor Q1 . Arus yang masuk ke R1 akan diteruskan menuju rangkaian kalibrasi Rv1 . Kemudian arus akan menuju ground, sehingga u2 off. Arus yang masuk ke kaki 1 U3 kemudian akan diteruskan menuju D2 kemudian ke R2, diteruskan ke R3 dan menuju ground, karena U2 off maka D2 off.  Arus yang masuk ke R4 akan diteruskan menuju kaki 5 optocoupler. Arus pada optocouplernakan keluar melalui kaki 4 kemudian ke ground, sehingga tidak ada arus yang masuk ke kaki base Q1 sehingga transistor off dan relay off.  maka suhu pada inkubator akan dipertahankan pada suhu dibawah 37°C. 

Saat suhu berada di atas 37°C, maka arus akan masuk ke R1, U3, R4, dan Ke Q1 . 

Arus yang masuk ke R1 akan masuk ke kalibrasi RV1 dan diteruskan menuju kaki 4 op amo U2 dan juga arus dari baterai yang masuk ke kaki 7 akan menyebabkan U2 aktif. Arus masuk ke U3 akan diteruskan menuju D2 dan R2, karena U2 aktif, maka D2 menyala. Dan arus yang masuk ke kaki emiter Q1, karena ada beda tegangan pada kaki emiter dan kolektor Q1 menyebabkan Q1 aktif, sehingga ada arus yang masuk ke relay. Relay akan aktif dan akan ada arus yang masuk ke motor, menyebabkan motor aktif, sedangkan pada rangkain heater, terjadi hal yang sama seperti pada saat suhu dibawah 37°C.

 

6.      Video Simulasi [KEMBALI]

 

7.      Link Download [KEMBALI]

 

Tidak ada komentar:

Posting Komentar