AIRFLOW DAN SENSOR SUHU TYPE TMP12 PENDAHULUAN TMP 12 adalah kombinasi aliran udara (airflow) dan sensor suhu yang didesain untuk diletakkan dalam ruangan yang dilewati arus udara pada komponen yang memerlukan pendingin. Kipas pendingan yang mungkin diperlukan secara terus menerus, atau selama diperlukan sebagai contoh pada power supply dan jika sistem pendingin gagal menjalankan tugasnya, sistem reliabilitas dan menyebabkan keamanan instrumen dapat menjadi lemah. Dengan melakukan monitoring temperatur TMP12 dapat penyediakan sistem peringatan akan kegagalan kerja sistem pendingin. TMP membangkitkan tegangan internal yang sebanding dengan temperatur celsius, berkisar +5mV 0 C-1. Linieritas output dibandingkan dengan tegangan dari pembagi hambatan eksternal (resistif) –R1-R3 dalam gambar 1 dihubungkan dengan TMP 2,5 Volt. Pembagi disusun menjadi satu atau dua tegangan referensi, seperti yang dibutuhkan pada pemakai, penyediaan satu atau dua temperatur setpoint. Komparator output adalah pengumpul transistor terbuka 20 mA. Tersedia sebuah papan hysteresis yang menyediakan temperatur setpoint output transisi, yang mereduksi transisi output yang tak menentu. Hysteresisi diprogram dengan rantai resistor eksternal dan nilainya ditentukan dengan arus total dari tegangan referensi 2,5 volt. Gambar 1. Elemen utama TMP12 7 Sensor airflow TMP 12 memberikan ketepatan, resistor pemanas koefisien temperatur rendah 100Ω yang dapat dihubungkan langsung pada sumber eksternal 5 volt. Pada saat pemanas diaktifkan, hal ini menaikkan temperatur di pembungkus DIP sekitar 200C. A. DESKRIPSI Bagian dari sensor suhu TMP12 terdiri dari bandgap tegangan referensi yang menyediakan tegangan output konstant 2,5 V dan tegangan yang sebanding dengan temperatur mutlak (VPTAT). VPTAT memiliki ketepatan koefisien suhu 5mV 0C-1 dan nilai tegangan 1,49 V pada suhu lebih dari 250C. Pembanding (Comparator) VPTAT dirangkaikan pada set temperatur eksternal titik perjalanan dan membangkitkan pengumpul output sinyal terbuka saat salah satu dari ambang batas telah terlewati. Sumber panas untuk TMP12 adalah sebuah chip resistor film tipis koefisien suhu rendah100Ω. Pada saat chip film tipis ini dihubungkan dengan sumber tegangan 5 V, maka PD V 2 / R 5 2 / 100 0,25W (1) yang membangkitkan suhu sekitar 320C dalam udara dan sekitar 220C dalam arus udara dengan kecepatan 2,3m s-1. Dengan memilih titik seting dari dua nilai diatas, TMP12 dapat menyediakan peringatan akan adanya masalah dalam sistem pendingin. Kepemilikan resistor film tipis koefisien rendah, dan penghubung dengan laser, memampukan TMP 12 menyediakan ketepatan pengukuran suhu berkisar ± 30C diatas batas nilai suhu. Pengumpul output terbuka sesuai dengan penggunaan arus 20 mA, memampukan TMP12 untuk mengontrol relays secara langsung. Pengoperasian tegangan + 5 V, untuk arus maksimal 600 A, tanpa arus resistor pemanas. B. PEMROGRAMAN TMP12 Aplikasi pengamatan suhu hanya memerlukan tiga tegangan pembagi resistor sederhana untuk mengatur tinggi dan rendahnya setpoint dan hysteresis. Resistor ini diprogram dalam ketentuan sebagai berikut: 1. memilih suhu hysteresis yang diinginkan, 2. menghitung arus hysterisis IVREF, 3. memilih suhu setpoint yang diinginkan, 4. menghitung nilai resistor pembagi yang dibutuhkan untuk mengembangkan tegangan setpoint komparator yang diinginkan pada pengaturan tinggi dan pengaturan input rendah. 8 Arus hysteresis dihitung dari I HYST I VREF 5A 0 C 7 A (2) sebagai contoh, untuk menghasilkan 20C hysterisis, IVREF harus diatur pada arus 17 A. Tegangan setpoint VSET dihitung dari VSET (TSET 273,15) (5mV 9 C 1 ) (3) persamaan ini digunakan untuk VSETHIGH dan VSETLOW. Sebuah contoh rangkaian tiga resistor, yang ditunjukkan pada gambar 1. menentukan nilai setpoint dan hysteresis. Persamaan untuk menghitung resistor (dalam kΩ) ditunjukan dalam persamaan berikut R1 (VREF VSETHIGH ) / I VREF (6) R2 (VSETHIGH VSETLOW ) / I VREF (7) R3 VSETLOW / I VREF (8) C. Pemilihan Setpoint Pemilihan temperatur setpoint untuk sistem adalah sebuah proses empirik, karena keragaman isu termal dalam desain pelaksanaan. Setpoint yang tertentu bergantung pada faktor-faktor seperti kecepatan aliran udara, kecepatan dalam sistem, penambahan komponen dan ukuran, ketebalan PCB, lokasi logam yang ditanahkan dan batas suhu sistem. D. Karakteristik Aplikasi Rangkaian dalam gambar 2 adalah karakteristik aplikasi TMP12. dalam rangkaian tersebut IC membutuhkan tegangan 12 volt untuk pengoperasian, yang mana hanya dibutuhkan oleh kipas dan suhu pemanas. Kabel 5V dibutuhkan oleh TMP12 untuk memproduksi tegangan on-board regulator U1. Tiga buah tombol disediakan untuk (1) menghubungkan pemanas internal, (2) memutus hubungan pada saat suhu di bawah, dan (3) memutus hubungan ke kipas. Suhu setpoint disediakan oleh rangkain pada suhu > 400C (TMP12 junction suhu) untuk kipas pendingin ONm dan < 200C untuk mengaktifkan pemanas. Suhu hysteresis dipasang pada suhu 20C. Perbedaan setpoint dan nilai hysteresis dapat diatur dengan mengubah nilai R1-R3 dengan menggunakan persamaan yang telah diberikan. Tombol pengubah temperatur akan menyebabkan kipas bergerak ON dan OFF dengan pemanas internal TMP12. Resistor R4 digunakan untuk menambahkan desipasi tenaga internal TMP12, reesistor ini harus dipindahkan saat pin kompatibel bertenaga rendah 9 versi IC TMP01 pemrograman sedang dipergunakan. Setpoint rendah atau fungsi pemanas digunakan terus menerus untuk TMP01 dalam kontrol aplikasi pemanas/pendingin. Lebih lanjut, setpoint fungsi rendah juga disertakan dalam sensor airflow sebagai fungsi yang mudah diubah menjadi setpoint kedua dengan pembalikkan logika polaritas output. Dengan cara tersebut, TMP12 dapat menyediakan penambahan kipas pendingin utama dan kedua atau kontrol kipas pelengkap ditambah pengingat temperatur. Gambar 2. Rangkaian Aplikasi TMP12 10
