THEMOKOPEL
1. Tujuan [kembali]
a. Mengetahui tentang OP-AMP
b. Mengetahui pengertian sensor thermocouple
c. Mengetahui prinsip kerja sensor thermocouple
a. Mengetahui tentang OP-AMP
b. Mengetahui pengertian sensor thermocouple
c. Mengetahui prinsip kerja sensor thermocouple
b. Mengetahui pengertian sensor thermocouple
c. Mengetahui prinsip kerja sensor thermocouple
2. Alat dan Bahan [kembali]
1. TCB ( thermokopel )
2. Op07 ( non-inverting)
3. Res ( resistor )
7. Power Supply DC
8. Voltmeter DC
9. Gnd
2. Op07 ( non-inverting)
7. Power Supply DC
9. Gnd
3.1. PENGERTIAN THERMOKOPEL
3.2 PRINSIP KERJA THERMOKOPEL
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.
3.1. PENGERTIAN THERMOKOPEL
Termokopel merupakan salah satu jenis sensor suhu yang paling populer dan sering digunakan dalam berbagai rangkaian ataupun peralatan listrik dan Elektronika yang berkaitan dengan Suhu (Temperature).Thermocouple merupakan sensor yang mengubah besaran suhu menjadi tegangan,
dimana sensor ini dibuat dari sambungan dua bahan metallic yang berlainan
jenis. Sambungan ini dikomposisikam dengan campuran kimia tertentu, sehingga
dihasilkan beda potensial yang berbeda antara sambungan yang akan berubah
terhadap suhu yang dideteksi.
3.2 PRINSIP KERJA THERMOKOPEL
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.
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.
3.3 OP AMP
3.3 OP AMP
Operasional amplifier (Op-Amp)
adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah
chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah
terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk
mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier
(Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat
diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output.
Prinsip kerja sebuah operasional
Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan
input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp
tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output
Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat
dari penguat diferensial dengan 2 input.
Rangkaian pengkondisi sinyal berfungsi untuk mengolah sinyal dari transduser termokopel berupa tegangan yang cukup kecil menjadi tegangan yang lebih besar, sehingga output dari rangkaian ini dapat dibaca oleh untai Analog Digital Converter (ADC).
Rangkaian signal conditioning terbagi dalam 3 blok fungsi:
a) Low pass Filter
Termokopel yang terlalu panjang bisa menangkap sinyal liar layaknya sebuah antenna, karena output dari termokopel merupakan sinyal berfrekuensi rendah, perlu dipasang sebuah filter untuk menghilangkan sinyal frekuensi tinggi yang tidak lain adalah noise. R4, R5, C1, dan C2 adalah komponen penyusun low pass filter yang memiliki frekuensi cut off sekitar 3Hz. Diode zener D1 dan D3 digunakan untuk membatasi input yang masuk ke rangkaian. Resistor pull up 1MΩ berfungsi sebagai pengaman pada saat termokopel putus / tidak terhubung, karena saat termokopel tidak terhubung input rangkaian signal conditioning menjadi besar sehingga pemanas tidak akan menyala bila alat ini digunakan sebagai pengendali suhu.
b) Penguat tingkat I
Penguat Tingkat I adalah rangkaian non Inverting OP-AMP menggunakan IC OP 07. Kami memilih penguat jenis non inverting dengan pertimbangan penguat non Inverting memiliki impedansi masukan yang sangat tinggi dan impedansi keluaran yang rendah, selain itu sinyal input dari termokopel sebanding dengan kenaikan suhu. Didalam rangkaian ini terdapat 2 buah potensiometer. R3 sebagai Zero adjustment, berfungsi untuk mengatur besar kecilnya tegangan offset keluaran. Tegangan offset adalah tegangan yang timbul pada keluaran saat nilai inputannya nol. Tegangan ini digunakan untuk menentukan suhu terendah yang bisa dibaca alat ukur ini. R10 sebagai Gain Adjustment, berfungsi untuk mengatur besar penguatan pada tingkat ini,
c) penguat tingkat II
Penguat tingkat II juga menggunakan penguat Non Inverting sama seperti menguat tingkat I.
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, ujung positif thermocouple dihubungkan 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 diukur thermocouple maka semakin besar pula tegangannya. Begitu pula sebaliknya, semakin rendah suhu yang diukur thermocouple maka semakin rendah tegangan yang terukur.
Penguat tingkat II juga menggunakan penguat Non Inverting sama seperti menguat tingkat I.
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, ujung positif thermocouple dihubungkan 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 diukur thermocouple maka semakin besar pula tegangannya. Begitu pula sebaliknya, semakin rendah suhu yang diukur thermocouple maka semakin rendah tegangan yang terukur.
6. APLIKASI [kembali]
Pengukuran Temperatur Pada Pipa Aliran Fluida
Temperatur
aliran fluida (cairan, gas, atau uap air) yang mengalir di dalam sebuah
pipa dapat diukur dengan menggunakan termometer kaca, termometer
tahanan listrik, atau juga thermocouple.
Termometer yang digunakan untuk mengukur temperatur aliran fluida
dipasang di dalam sebuah selongsong yang berfungsi untuk melindungi
termometer dari keausan, rangkaian ini biasa disebut dengan istilah thermowell. Namun di antara beberapa jenis termometer yang dapat digunakan untuk mengukur temperatur aliran fluida tersebut, thermocouple menjadi jenis yang paling banyak digunakan. Hal ini karena thermocouple dapat dipasang di sisi luar selongsong, selongsong tersebut ditanamkan masuk ke dalam pipa aliran fluida.
