[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Download File 

 APLIKASI MEMBUAT RANGKAIAN MENGUKUR SUHU MENGGUNAKAN SENSOR THERMOCOUPLE

1. Tujuan[kembali]

a. Mengetahui cara mengukur suhu menggunakan sensor thermocouple

b. Mengetahui pengertian sensor thermocouple

c. Mengetahui tipe-tipe sensor thermocoupe

d. Mengetahui prinsip kerja thermocouple

2. Alat dan Bahan[kembali]

• Alat
• DC

\

                    Sebuah DC Power Supply atau Adaptor  pada dasarnya memiliki 4 bagian utama agar dapat menghasilkan arus DC yang stabil. Keempat bagian utama tersebut diantaranya adalah Transformer, Rectifier, Filter dan Voltage Regulator.

• DC Voltmeter

                    Voltmeter dc adalah alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.

• Bahan
• TCB (Thermocouple)

                    Sensor termokopel adalah sensor yang mampu mengukur suhu sangat tinggi sehingga sensor suhu thermocouple ini sering digunakan untuk industri pengolahan minyak atau baja. Sensor suhu termokopel memiliki nilai output yang kecil pada kondisi level noise yang tinggi, sehingga memerlukan pengkondisi sinyal agar nilai output tersebut dapat dibaca.

• Resistor

                    Dua buah resistor yang digunakan sebagai hambatan pada rangkaian ini memiliki besaran 10 ohm dan 1k ohm.

• Kapasitor

                    Kapasitor berfungsi sebagai penyimpan tegangan listrik sementara. Sebagai konduktor pada Arus AC (Alternating Curren). Sementara pada arus DC( Direct Curren) kapasirot berfungsi sebagai isolator atau penghambat arus masuk.

• Potensiometer

                    Konfigurasi pin potensiometer :

                    - Untuk digunakan sebagai pengatur volume (penerapan yang paling umum sejauh ini), terminal 1 akan berfungsi sebagai ground.

                    - Terminal 2 adalah input dari potensiometer, artinya jalur output dari rangkaian harus terhubung dengannya.

                    - Terminal 3 adalah output dari potensiometer, artinya harus dihubungkan ke input rangkaian.

• OP-AMP 741

 

                    Pin konfigurasi op-amp 741

                    

• Pin-1 is Offset null.
• Pin-2 is Inverting (-) i/p terminal.
• Pin-3 is a non-inverting (+) i/p terminal.
• Pin-4 is -Ve voltage supply (VCC)
• Pin-5 is offset null.
• Pin-6 is the o/p voltage.
• Pin-7 is +ve voltage supply (+VCC)
• Pin-8 is not connected.

• Ground

3. Dasar Teori[kembali]

• Thermocouple (TCB)

    Termokopel (Thermocouple) adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek “Thermo-electric”. Efek Thermo-electric pada Termokopel ini ditemukan oleh seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck pada Tahun 1821, dimana sebuah logam konduktor yang diberi perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik. Perbedaan Tegangan listrik diantara dua persimpangan (junction) ini dinamakan dengan Efek “Seeback”.

    Beberapa kelebihan Termokopel yang membuatnya menjadi populer adalah responnya yang cepat terhadap perubahaan suhu dan juga rentang suhu operasionalnya yang luas yaitu berkisar diantara -200˚C hingga 2000˚C. Selain respon yang cepat dan rentang suhu yang luas, Termokopel juga tahan terhadap goncangan/getaran dan mudah digunakan. 

 

    Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya.  Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.

Untuk lebih jelas mengenai Prinsip Kerja Termokopel, mari kita melihat gambar dibawah ini : 

    Ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “NOL” atau V1 = V2. Akan tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius. Tegangan tersebut kemudian dikonversikan sesuai dengan Tabel referensi yang telah ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang dapat dimengerti oleh kita. 

    Penemuan Seebeck ini memberikan inspirasi pada Jean Charles Peltier untuk melihat kebalikan dari fenomena tersebut. Dia mengalirkan listrik pada dua buah logam yang direkatkan dalam sebuah rangkaian. Ketika arus listrik dialirkan, terjadi penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut dan pelepasan panas pada sambungan yang lainnya. Pelepasan dan penyerapan panas ini saling berbalik begitu arah arus dibalik. Penemuan yang terjadi pada tahun 1934 ini kemudian dikenal dengan efek Peltier. Sir William Thomson, menemukan arah arus mengalir dari titik panas ke titik dingin dan sebaliknya. Efek Seebeck, Peltier, dan Thomson inilah yang kemudian menjadi dasar pengembangan teknologi termoelektrik.

Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/sensor-suhu-thermocouple/
Copyright © Elektronika Dasar

Simbol gambar thermocouple

• Op-Amp 741

            Penguat operasional (Op-Amp) adalah suatu blok penguat yang mempunyai dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional (Op-Amp) dikemas dalam suatu  rangkaian terpadu (integrated circuit-IC). Salah satu tipe operasional amplifier (Op-Amp) yang populer adalah LM741. IC LM741 merupakan operasional amplifier yang dikemas dalam bentuk dual in-line package (DIP). Kemasan IC jenis DIP memiliki tanda bulatan atau strip pada salah satu sudutnya untuk menandai arah pin atau kaki nomor 1 dari IC tersebut. Penomoran IC dalam kemasan DIP adalah berlawanan arah jarum jam dimulai dari pin yang terletak paling dekat dengan tanda bulat atau strip pada kemasan DIP tersebut. IC LM741 memiliki kemasan DIP 8 pin seperti terlihat pada gambar berikut.

             IC LM741 berisi satu buah Op-Amp, terdapat banyak tipe IC lain yang memiliki dua atau lebih Op-Amp dalam suatu kemasan DIP. IC Op-Amp memiliki karakteristik yang sangat mirip dengan konsep Op-Amp ideal pada analisis rangkaian. Pada kenyataannya IC Op-Amp terdapat batasan-batasan penting yang perlu diperhatikan. Pertama, tegangan maksimum power supply tidak boleh melebihi rating maksimum, karena akan merusak IC. Kedua, tegangan output dari IC op amp biasanya satu atau dua volt lebih kecil dari tegangan power supply. Sebagai contoh, tegangan swing output dari suatu op amp dengan tegangan supply 15 V adalah ±13V. Ketiga, arus output dari sebagian besar op amp memiliki batas pada 30mA, yang berarti bahwa resistansi beban yang ditambahkan pada output op amp harus cukup besar sehingga pada tegangan output maksimum, arus output yang mengalir tidak melebihi batas arus maksimum. Pada sebuah peguat operasional (Op-Amp) dikenal beberapa istilah yang sering dijumpai, diantaranya adalah : Tegangan ofset masukan (input offset voltage) Vio menyatakan  seberapa jauh v+ dan v terpisah untuk mendapatkan keluaran 0 volt. Arus offset masukan (input offset current) menyatakan kemungkinan seberapa berbeda kedua arus masukan. Arus panjar masukan (input bias current) memberi ukuran besarnya arus basis (masukan). Harga CMRR menjamin bahwa output hanya tergantung pada (v+) – (v-), walaupun v+ dan v- masing-masing berharga cukup tinggi. Untuk menghindari keluaran yang berosilasi, maka frekuensi harus dibatasi, unity gain frequency memberi gambaran dari data tanggapan frekuensi. hal ini hanya berlaku untuk isyarat yang kecil saja karena untuk isyarat yang besar penguat mempunyai keterbatasan sehingga output maksimum hanya dihasilkan pada frekuensi yang relative rendah.

Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/operasional-amplifier-op-amp-ic-lm741/
Copyright © Elektronika Dasar

Simbol op-Amp 741

4. Percobaan[kembali]

• Prosedur percobaan

Langkah-langkah percobaan simulasi pada proteus : 

1. Siapkan alat dan bahan pada library proteus 

2. Letakkan OP-AMP 741 kedalam proteus 

3. Letakkan juga DC volt meter kedalam proteus lau di set menjadi millivolts 

4. Lalu letakkan TBC (Thermocouple) kedalam proteus 

5. Lalu letakkan 2 buah ground kedalam proteus untuk di hubungkan ke TCB dan DC voltmeter 

6. Lalu letakkan 2 buah resistor yang 1 di set menjadi R1=10 dan R2=1k 

7. Sambungkan semua rangkaian tadi  

8. Setelah itu kita dapat menghidupkan rangkaian nya 

• Rangkaian simulasi

• Prinsip kerja

Suhu diukur oleh thermocouple, perbedaan jenis metal pada thermocouple menimbulkan adanya beda potensial pada ujung thermocouple. ujung negatif thermocouple dihubungkan ke pin negatif, op-amp, ujungpositif thermocouple di hubungkan dengan pin positif op-amp. Tegangan dari thermocouple di inputkan ke op-amp dengan penguatan 100 kali penguatan. Output op-amp berupa tegangan yang sudah mengalami penguatan yang diukur oleh voltmeter.

Semakin tinggi suhu yang di ukur oleh thermocouple maka semakin besar pula teganganya. Begitu pula sebaliknya, semakin rendah suhu yang di ukur thermocouple maka semakin rendah tegangan yang di terukur.

5. Video[kembali]

6. Download File[kembali]

Download HTML disini

Download gambar rangkaian disini

Download video disini

Download datasheet Thermocouple disini

Download datasheet OP-AMP 741 disini

Download datasheet kapasitor disini

Download datasheet generator DC disini

Download datasheet potensiometer disini