APLIKASI RANGKAIAN ALARM PENDETEKSI KEBAKARAN MENGGUNAKAN SENSOR LM35 DAN THERMISTOR

1.     Tujuan

·         Untuk mengetahui dan memahami rangkaian sensor LM35 dan thermistor

·         Mampu mensimulasikan rangkaian pada softwear proteus

2.     Alat dan Bahan

·         Potensiometer

Potensiometer merupakan salah satu jenis resistor yang nilai resistansinya dapat diatur sesuai kebutuhan. Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada jalur elemen resistif inilah yang mengatur naik-turunnya nilai resistansi sebuah potensiometer.

·         LM35

LM35 ialah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tengangan. Lm358  yang digunakan sebagai komparator inverting , yaitu membandingkan antara tegangan input dari sensor dengan tegangan input dari variable resistor.

·         NE555

IC NE555 merupakan komponen elektronika yang dapat digunakan untuk fungsi timer (pewaktu) dan multivibrator didalamnya. Selain itu, IC ini juga dapat digunakan sebagai Timer Delay, rangkaian flip-flop dan pemicu sinyal ultrasonik.

Berikut ini adalah susunan dan konfigurasi Kaki IC 555 yang berbentuk DIP 8 kaki. 

Konfigurasi dan susunan kaki NE55:

ü  Kaki 1 (GND) : Terminal Ground atau Terminal Negatif sumber tegangan DC.

ü  Kaki 2 (TRIG) : Terminal Trigger (Pemicu), digunakan untuk memicu Output menjadi “High”, kondisi High akan terjadi apabila level tegangan pada kaki Trigger ini berubah dari High menuju ke <1/3Vcc (Lebih kecil dari 1/3Vcc).

ü  Kaki 3 (OUT) : Terminal Output (Keluaran) yang memiliki 2 keadaan yaitu “Tinggi/HIgh” dan “Rendah/Low”.

ü  Kaki 4 (RESET) : Terminal Reset. Apabila kaki 4 digroundkan, Output IC akan menjadi rendah dan menyebabkan perangkat ini menjadi OFF. Oleh karena itu, untuk memastikan IC dalam kondisi ON, Kaki 4 biasanya diberikan sinyal “High”.

ü  Kaki 5 (CONT) : Terminal Control Voltage (Pengatur Tegangan), memberikan akses terhadap pembagi tegangan internal. Secara default, tegangan yang ditentukan adalah 2/3 Vcc.

ü  Kaki 6 (THRES) : Terminal Threshold, digunakan untuk membuat Output menjadi “Low”. Kondisi “Low” pada Output ini akan terjadi apabila Kaki 6 atau Kaki Threshold ini berubah dari Low menuju > 1/3Vcc (lebih besar dari 1/3Vcc).

ü  Kaki 7 (DISCH) : Terminal Discharge. Pada saat Output “Low”, Impedansi kaki 7 adalah “Low”. Sedangkan pada saat Output “High”, Impedansi kaki 7 adalah “High”.
Kaki Discharge ini biasanya dihubungkan dengan Kapasitor yang berfungsi sebagai penentu interval pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan membuang muatan seiring dengan impedansi pada kaki 7. Waktu pembuangan muatan inilah yang menentukan Interval Pewaktuan dari IC555.

ü  Kaki 8 (Vcc) : Terminal Positif sumber tegangan DC (sekitar 4,5V atau 16V).

·         Thermistor(NTC)

Thermistor NTC 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. Komponen ini merupakan resistor dengan koefisien temperature negatif yang sangat tinggi yang artinya, apabila temperatur disekitar NTC naik maka resistansinya akan menurun.

3.     Dasar Teori

Kebakaran seringkali diketahui setelah apinya membesar, sehingga menyebabkan banyak kerugian. Maka untuk menimalisir kerugian tersebut, maka digunakan sensor yang dapat mendeteksi perubahan temperature suhu yang akan menghidupkan alarm kebakaran, sehingga masyarakat dapat mendengar dan segera mengambil tindakan untuk menyelamatkan diri dan memanggil petugas kebakaran.

Sensor LM35 merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Lm358 yang digunakan sebagai komparator inverting , yaitu membandingkan antara tegangan input dari sensor dengan tegangan input dari variable resistor. Karakteristik sensor LM35 antara lain:

ü  Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

ü  Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC .

ü  Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.

ü  Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

ü  Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

ü  Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

ü  Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

ü  Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

(Grafik perbandingan tegangan terhadap suhu pada thermistor)

Thermistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai resistansi atau nilai hambatannya dipengaruhi oleh suhu (temperature). Thermistor memiliki 2 jenis, yaitu thermistor NTC (negative temperature coefficient) dan PTC (positive temperature coefficient). Tahanan pada thermistor yaitu 0,5W – 75W, memiliki resolusi awal 0.3 C , memiliki rentang range nilai resistansi yang luas berkisar dari 2000 ohm - 10000 ohm. Pada thermistor NTC, nilai resistansinya akan turun jika suhu sekitar thermistor tersebut tinggi, sedangkan pada thermistor PTC, semakin tinggi suhu semakin tinggi pula nilai resistansinya.

Pada rangkaian:

a.       NTC dan R1 =  pembagi tegangan

b.       IC LM35 = komparator inverting

c.       IC NE555 = monostabil multivibrator

d.       LED dan speaker = indikator

4.     Percobaan

a.       Prosedur Percobaan

1)     Buka softwear proteus

2)     Siapkan alat dan bahan berupa battery, buzzer, LED, LM35, LM358, NE555, NTPA7160, potensiometer, dan resistor

3)     Susun dan hubungkan komponen-komponen tersebut seperti gambar dibawah

4)     ubah resistence pada NTPA7160 menjadi 10k dan string pada resistor2 menjadi 1k

5)     Jalankan rangkaian

b.       Rangkaian Simulasi

Prinsip kerja:

Saat komponen NTC tidak panas (dalam kasus ini terkena api) maka suhu disekitar NTC menjadi lebih besar  (>R1) sehingga tidak ada tegangan dan arus yang mengalir pada masukkan pin2 IC LM358. Pin2 akan mendapatkan tegangan kecil dan memperbesar tegangan keluaran pada pin1 sehingga LED D1 menyala. Pin2 masukkan IC NE555 mendapatkan tegangan yang mengakibatkan tidak ada tegangan yang keluar pada pin3 IC NE555 sehingga LED D2 dan speaker tidak aktif.

Saat komponen NTC dipanaskan dengan api, maka suhu disekitar NTC akan menjadi kecil (<R1) sehingga terdapat tegangan dan arus mengalir pada masukkan pin2 IC LM358. Pin2 akan memperkecil tegangan keluaran pada pin1 sehingga LED D1 mati. Pin2 masukkan IC NE555 mendapatkan tegangan yang keluar pada pin3 IC NE555 sehingga LED D2  dan speaker hidup.

c.       Video

d.       Download File

Download file HTML disini

Download file rangkaian disini

Download file video disini

Download datasheet LM35 disini

Download datasheet NTC Thermistor disini