MAKALAH BENGKEL ELEKTRONIKA

MAKALAH BENGKEL ELEKTRONIKA
PENDETEKSI KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN
SENSOR SUHU LM355
Oeh:
Fatimah N. H.
Kusnanto Mukti W.
Edi Prasetyo
M0209025
M0209031
M0210019
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
PENDETEKSI KEBAKARAN DENGAN MENGGUNAKAN
SENSOR SUHU LM355
I.
Pendahuluan
Peristiwa kebakaran dapat terjadi di tempat umum maupun di perumahan.
Penyebab kebakaran diakibatkan oleh beberapa faktor, antara lain: hubung pendek
jaringan listrik, kebocoran gas elpiji, punting rokok, dan sebagainya. Pada
umumnya, kebakaran diketahui jika keadaan api sudah mulai membesar atau asap
hitam telah mengepul keluar dari bangunan. Sistem keamanan pada bangunan
(gedung atau di perumahan) dibutuhkan dikarenakan bahaya kebakaran datang
tidak mengenal waktu, sehingga pencegahan dini dapat menghilangkan
munculnya kebakaran, dan kerugian materiil maupun nonmateriil dapat dihindari.
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi
untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.
Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen
elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35
memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan
dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang
rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan
dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan
kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catum daya
tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60μA
hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (selfheating)
dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu
kurang dari 0,5oC pada suhu 25oC.
II. Landasan Teori
Suhu merupakan keadaan tingkat panas atau dingin pada benda, baik
benda padat, cair ataupun benda gas. Tingkatan suhu pada suatu ruang dapat
diukur dengan menggunakan sensor suhu yang terpasang pada ruang tersebut.
Besaran suhu tidak bisa langsung diterima oleh komponen elektronik, sehingga
perlu perantara pengubah keadaan suhu menjadi besaran elektronik.
Sensor Suhu LM35
Gambar 1. Bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah.
3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi
sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai
tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan
1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt
sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad
celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
VLM35 = Suhu* 10 mV
Gambar 2. Skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ.
Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan
keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per
1oC. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 oC. Dan jika Vout =
320mV, maka suhu terukur adalah 32oC. Tegangan keluaran ini bisa langsung
diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian
penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian
pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter. Rangkaian
dasar tersebut cukup untuk sekedar bereksperimen atau untuk aplikasi yang tidak
memerlukan akurasi pengukuran yang sempurna.
Karakterisitik Sensor LM35
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan
suhu 10 mVolt/oC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5oC pada suhu 25oC
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55oC sampai +15 oC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 μA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari
0,1oC pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ±1/4 oC.
Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
o Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
o Lineritas +10 mV/ oC.
o Akurasi 0,5 o C pada suhu ruang.
o Range +2 oC – 150 oC.
o Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
o Arus yang mengalir kurang dari 60 μA
III. Metodologi
Pada percobaan pembuatan sensor kebakaran ini, didasarkan pada
rangkaian dibawah ini, yang didesain menggunkan software Eagle.exe. Rangkaian
alarm kebakaran ini memanfaatkan IC LM35 sebagai sensor suhunya. Dimana
bila settingan suhu pada suatu ruangan sudah tercapai maka akan bisa mentrigger
rangkaian untuk membunyikan buzzer. Selain itu pada rangkaian ini juga
terpasang lampu LED sebagai indikator.
Gambar 3. Skema rangkaian alarm pendeteksi kebakaran
(a)
(b)
Gambar 4. Rangkaian sensor alarm pendeteksi kebakaran (a) tampak depan
(b) tampak belakang
Gambar 5. Rangkaian sensor alarm pendeteksi kebakaran
yang sudah dipacking
Komponen penyusun rangkaian sensor alarm kebakaran;
1. IC LM 339N
9. R8 3k
2. IC NE 555
10. R9 10 k
3. LM 35 (Sensor suhu)
11. Transistor BC 547 2 buah
4. R1, R2 12 k
12. Kapasitor 0.01 &10 μF
5. R3, R6 10 k
13. LED
6. R4 1 k
14. Buzzer
7. R5 100 k
15. Sumber tegangan DC 5 V
8. R7 220 k
IV. Cara Kerja
Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan
suhu setiap suhu 1oC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada
penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen
pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 oC karena
terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih
antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama
dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh
lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan
suhu udara disekitarnya.
V. Kelemahan Alat
Sensor kebakaran belum bisa digunakan untuk alam terbuka. Misalnya,
untuk mendeteksi kebakaran hutan yang terjadi di Indonesia. Hal ini karena
jangkauan daerah di hutan terlalu luas. Selain itu suhu bisa berubah secara drastis
tidak seperti halnya di ruang yang terkendali atau relatif stabil pada suhu kamar.