Penerapan Sensor Suhu PTC dan NTC

Thermistor merupakan salah satu jenis Resistor yang nilai resistansi atau nilai hambatannya dipengaruhi oleh Suhu (Temperature). Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal). Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient) dan Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient).

Komponen Elektronika yang peka dengan suhu ini pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan inggris yang bernama Michael Faraday pada 1833. Thermistor yang ditemukannya tersebut merupakan Thermistor jenis NTC (Negative Temperature Coefficient). Michael Faraday menemukan adanya penurunan Resistansi (hambatan) yang signifikan pada bahan Silver Sulfide ketika suhu dinaikkan. Namun Thermitor komersil pertama yang dapat diproduksi secara massal adalah Thermistor ditemukan oleh ilmuan asal Amerika bernama Samuel Ruben pada tahun 1930.

Seperti namanya, Nilai resistansi NTC akan turun jika suhu di sekitar NTC tersebut tinggi (berbanding terbalik / Negatif). Sedangkan untuk PTC, semakin tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi pula nilai resistansinya (berbanding lurus / Positif).

Simbol dan Gambar Thermistor PTC dan NTC

Berikut ini adalah Simbol dan Gambar Komponen Thermistor PTC dan NTC :

Karaktreristik Thermistor NTC dan PTC

Contoh perubahaan Nilai Resistansi Thermistor NTC saat terjadinya perubahan suhu disekitarnya (dikutip dari Data Sheet salah satu Produsen Thermistor MURATA Part No. NXFT15XH103), Thermistor NTC tersebut bernilai 10kΩ pada suhu ruangan (25°C), tetapi akan berubah seiring perubahan suhu disekitarnya. Pada -40°C nilai resistansinya akan menjadi 197.388kΩ, saat kondisi suhu di 0°C nilai resistansi NTC akan menurun menjadi 27.445kΩ, pada suhu 100°C akan menjadi 0.976kΩ dan pada suhu 125°C akan menurun menjadi 0.532kΩ. Jika digambarkan, maka Karakteristik Thermistor NTC tersebut adalah seperti dibawah ini :

Pada umumnya Thermistor NTC dan Thermistor PTC adalah Komponen Elektronika yang berfungsi sebagai sensor pada rangkaian Elektronika yang berhubungan dengan Suhu (Temperature). Suhu operasional Thermistor berbeda-beda tergantung pada Produsen Thermistor itu sendiri, tetapi pada umumnya berkisar diantara -90°C sampai 130°C. Beberapa aplikasi Thermistor NTC dan PTC di kehidupan kita sehari-hari antara lain sebagai pendeteksi Kebakaran, Sensor suhu di Engine (Mesin) mobil, Sensor untuk memonitor suhu Battery Pack (Kamera, Handphone, Laptop) saat Charging, Sensor untuk memantau suhu Inkubator, Sensor suhu untuk Kulkas, sensor suhu pada Komputer dan lain sebagainya.

JEJAK TERKAIT :  ADC (Analog to Digital Converter) dengan Operational Amplifier

Thermistor NTC atau Thermistor PTC merupakan komponen Elektronika yang digolongkan sebagai Komponen Transduser, yaitu komponen ataupun perangkat yang dapat mengubah suatu energi ke energi lainnya. Dalam hal ini, Thermistor merupakan komponen yang dapat mengubah energi panas (suhu) menjadi hambatan listrik. Thermistor juga tergolong dalam kelompok Sensor Suhu.

Penerapan Sensor PTC

Berikut contoh penerapan rangkaian sensor suhu PTC :

Rangkaian Penerapan Sensor PTC Berbasis Op Amp

Komponen yang digunakan pada rangkaian sensor suhu di atas :

  1. Power Supply 12 V dan 24 Volt
  2. Thermistor PTC
  3. Variabel resistor
  4. Op Amp sebagai Komparator
  5. Relay
  6. Diode
  7. Motor DC

Pada rangkaian di atas merupakan op amp sebagai komparator, untuk mengingatkan kembali jika masukan non inverting lebih besar dari masukan inverting maka keluaran op amp akan tinggi atau dalam rangkaian ini sebesar 12 V, tapi jika masukan non inverting lebih besar dari masukan inverting maka keluaran op amp akan rendah atau dalam rangkaian ini sebesar 0 V. Sensor PTC dirangkai secara pembagai tegangan (Voltage Divider) dan terhubung ke masukan inverting, itu artinya jika suhu pada sensor PTC naik maka tegangan pada inverting juga naik, tapi jika suhu pada sensor turun maka tegangan pada inverting juga turun. Pada kaki non inverting op amp dirangkai Potensiometer secara pembagi tegangan juga yang berfungsi untuk mengatur besar suhu yang diinginkan (Set Point).

JEJAK TERKAIT :  Macam dan Karakteristik Sensor Suhu

Keluaran Op amp dipasang transistor NPN yang berfungsi sebagai saklar yang aktif jika keluaran op amp tinggi (12V). Apabila transistor aktif maka relay juga akan aktif atau kontak relay akan berubah posisi dari terputus menjadi terhubung, dan apabila kontak relay yang terpasang ke motor dc terhubung maka motor dc akan berputar karena ada arus listrik yang mengalir dari tegangan 24 V.

Jika transistor kembali tidak aktif maka relay akan kembali ke posisi semula karena coil pada relay kehilangan gaya magnetnya untuk merubah kontak relay tersebut, karena coil kehilanngan gaya maknetnya dikhawatirkan menimbulkan arus listrik balik maka coil relay diparalel dengan diode dengan arah menjauh dengan ground.

Untuk lebih jelas dapat dilihat pada video simulasi di bawah ini.

 

Penerapan Sensor NTC

Berikut contoh penerapan rangkaian sensor suhu NTC :

Rangkaian Penerapan Sensor NTC Berbasis Op Amp

Komponen yang digunakan pada rangkaian sensor suhu di atas :

  1. Power Supply 12 V dan 24 Volt
  2. Thermistor NTC
  3. Variabel resistor
  4. Op Amp sebagai Komparator
  5. Relay
  6. Diode
  7. Motor DC

Pada rangkaian di atas merupakan op amp sebagai komparator, untuk mengingatkan kembali jika masukan non inverting lebih besar dari masukan inverting maka keluaran op amp akan tinggi atau dalam rangkaian ini sebesar 12 V, tapi jika masukan non inverting lebih besar dari masukan inverting maka keluaran op amp akan rendah atau dalam rangkaian ini sebesar 0 V. Sensor NTC dirangkai secara pembagai tegangan (Voltage Divider) dan terhubung ke masukan inverting, itu artinya jika suhu pada sensor NTC naik maka tegangan pada inverting akan turun, tapi jika suhu pada sensor turun maka tegangan pada inverting akan naik. Pada kaki non inverting op amp dirangkai Potensiometer secara pembagi tegangan juga yang berfungsi untuk mengatur besar suhu yang diinginkan (Set Point).

JEJAK TERKAIT :  Macam Sensor di Mobil

Keluaran Op amp dipasang transistor NPN yang berfungsi sebagai saklar yang aktif jika keluaran op amp tinggi (12V). Apabila transistor aktif maka relay juga akan aktif atau kontak relay akan berubah posisi dari terputus menjadi terhubung, dan apabila kontak relay yang terpasang ke motor dc terhubung maka motor dc akan berputar karena ada arus listrik yang mengalir dari tegangan 24 V.

Jika transistor kembali tidak aktif maka relay akan kembali ke posisi semula karena coil pada relay kehilangan gaya magnetnya untuk merubah kontak relay tersebut, karena coil kehilanngan gaya maknetnya dikhawatirkan menimbulkan arus listrik balik maka coil relay diparalel dengan diode dengan arah menjauh dengan ground.

Ketika thermistor mendeteksi kenaikan suhu maka resistansi thermistor akan mengecil dan ketika resistansi thermistor lebih kecil dari resistansi variabel resistor sebagai pembagi tegangannya maka akan ada arus yang mengalir ke basis transistor, ketika itu juga relay akan aktif dan led merah [ sebagai indikator panas akan aktif] sebaliknya jika suhu yang dideteksi thermistor kecil maka resistansi pada thermistor akan menjadi besar, dan ketika resistansi thermistor lebih besar dari pembagi tegangannya dalam rangkaian kali ini variabel  resistor maka tidak akan ada arus yang mengalir ke basis transistor, relay tidak aktif dan led hijau [ sebagai indikator suhu tidak panas aktif ].

Untuk lebih jelas dapat dilihat pada video simulasi di bawah ini.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *