LM35DZ adalah komponen sensor suhu berukuran kecil seperti transistor (TO-92). Komponen yang sangat mudah digunakan ini mampu mengukur suhu hingga 100Β° Celcius. Dengan tegangan keluaran yang terskala linear dengan suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad Celcius, maka komponen ini sangat cocok untuk digunakan sebagai teman eksperimen kita, atau bahkan untuk aplikasi-aplikasi seperti termometer digital, kontrol suhu mesin pasteurisasi, kontrol suhu mesin penetas telur atau kontrol fan radiator mobil.

LM35 dapat disuplai dengan tegangan mulai 4V-30V DC dengan arus pengurasan 60 mikroampere sehingga sangat mudah diaplikasikan pada sistem berbasis tegangan digital maupun analog. LM35 memiliki tingkat efek self-heating yang rendah yakni 0,08 derajad Celcius. LM35 cukup murah, sehingga LM35 juga termasuk kerabat dekat dompet kita-kita, hahaha… πŸ˜€

Btw, self-heating adalah efek pemanasan oleh komponen itu sendiri akibat adanya arus yang bekerja melewatinya. Untuk komponen sensor suhu, parameter ini harus diperhitungkan dan disiasati dengan baik karena hal ini dapat menyebabkan kesalahan pengukuran.

Seperti sensor suhu jenis RTD PT100 atau PT1000 misalnya, komponen ini tidak boleh dieksitasi oleh arus melebihi 1 miliampere, jika melebihi, maka sensor akan mengalami self-heating yang menyebabkan hasil pengukuran senantiasa lebih tinggi dibandingkan suhu yang sebenarnya.

Untuk lebih detil mengenai karakteristik sensor suhu LM35, maka Anda bisa download datasheet menggunakan link berikut ini.

Datasheet LM35 – Centrigrade Precision Temperature Sensor

( 304 kb )

Gambar di samping kanan adalah gambar 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 1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad Celcius. Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. 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. Akan tetapi tidak untuk aplikasi yang sesungguhnya. Terbukti dari eksperimen yang telah saya lakukan, tegangan keluaran sensor belumlah stabil. Pada kondisi suhu yang relatif sama, jika tegangan suplai saya ubah-ubah (saya naikkan atau turunkan), maka Vout juga ikut berubah. Memang secara logika hal ini sepertinya benar, tapi untuk instrumentasi hal ini tidaklah diperkenankan. Dibandingkan dengan tingkat kepresisian, maka tingkat akurasi alat ukur lebih utama karena alat ukur seyogyanya dapat dijadikan patokan bagi penggunanya. Jika nilainya berubah-ubah untuk kondisi yang relatif tidak ada perubahan, maka alat ukur yang demikian ini tidak dapat digunakan.

Untuk memperbaiki kinerja rangkaian dasar di atas, maka ditambahkan beberapa komponen pasif dan penguat seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Dua buah resistor 150K yang diparalel membentuk resistor 75K dan  diseri dengan kapasitor 1uF merupakan rangkaian RC-Seri rekomendasi dari pabrik pembuat LM35. Sedangkan resistor 1K5 dan kapasitor 1nF membentuk rangkaian passive low-pass filter dengan frekuensi 1 kHz. Tegangan keluaran filter kemudian diumpankan ke penguat tegangan tak-membalik dengan faktor penguatan yang dapat diatur menggunakan resistor variabel.

Dengan rangkaian ini, terbukti tegangan keluaran rangkaian ini jauh lebih stabil dibandingkan tegangan keluaran rangkaian dasar di atas. Dengan demikian akurasi pengukuran telah dapat ditingkatkan. Tegangan keluaran opamp dapat langsung diumpankan ke rangkaian ADC untuk kemudian datanya diolah lebih lanjut oleh mikrokontroler.

Rangkaian tersebut telah saya aplikasikan pada Sistem Monitoring Suhu Air Pendingin Mesin Open-Mill di Pabrik Rol Karet USTEGRA Malang dengan performa yang baik dengan mikrokontroler AT89S52 dan ADC0809 serta Audible Warning System berbasis ISD1420.

It was a very cool project!

 

Produk Berbasis LM35DZ

Dengan rangkaian yang sama, saya juga membuat beberapa modul thermostat atau kontroler suhu (temperature controller) baik analog maupun digital yang telah banyak diaplikasikan pada berbagai sistem antara lain:

  • mesin penetas telur
  • bioreaktor
  • tambak ikan/udang
  • oven tembakau
  • kumbung jamur
  • rumah walet
  • pendingin radiator
  • modul sensor suhu PLC / Smart-Relay

Berikut adalah daftar modulnya:

Resep Spesial Sampling ADC

Untuk lebih meningkatkan keakurasian dan kepresisian pengukur suhu, maka perlu dilakukan pengesetan yang optimal pada tegangan referensi ADC yang digunakan sehingga jika menggunakan ADC 8-bit misalnya, maka jangkauan 0-255 haruslah merepresentasikan nilai minimum dan maksimum suhu yang dapat diukur oleh rangkaian sensor suhu. Jangan sampai memberikan tegangan referensi yang salah pada rangkaian ADC, sehingga jangkauan ADC melebihi atau kurang dari jangkauan tegangan masukannya.

Langkah selanjutnya, lakukan pensamplingan minimal sepuluh data dan hitung nilai rata-ratanya. Nilai rerata inilah yang dijadikan sebagai hasil pengukuran. Jika diperlukan, maka dapat pula diterapkan algoritma filter digital untuk mendapatkan hasil akhir pengukuran yang benar-benar akurat.

Repot ya? Memang instrumentasi merupakan salah satu bidang elektronika yang merepotkan (baca=rumit). Makanya jangan heran jika harga alat ukur digital yang berkualitas dan telah memenuhi berbagai sertifikasi alat-ukur seringkali tidak masuk diakal, hehehe… πŸ˜€

Oh iya, mumpung lagi inget, silakan download Application Note yang berjudul Anti-Aliasing, Analog Filters for Data Acquisition Systems oleh Bonnie C. Baker dari Microchip. It’s a must have document… πŸ˜€

Download Microchip AN699

( 172 kb )

Kunjungi Situs Kami

Kami membuat berbagai modul kontrol dan interface berbasis mikrokontroler dan melayani pembuatan hardware & software sesuai kebutuhan Anda.

Kami juga melayani pembuatan panel kontrol berbasis Zelio Smart-Relay.

Anda membutuhkan bimbingan atau pelatihan? Kami juga melayani Pelatihan PRIVAT Online dengan materi dan waktu yang dapat ditentukan sendiri oleh peserta. Untuk area Malang bisa langsung ke lokasi.

Selamat belajar dan selamat berkarya!