Physics Instrumentation

Sensor Suhu dan Kelembaban

MATA KULIAH PRAKTIKUM SENSOR II

TUGAS PENDAHULUAN PRAKTIKUM I

SENSOR SUHU DAN KELEMBABAN

HC2S3 CAMPBELL SCIENTIFIC

1. Jelaskan apa yang dimaksud suhu dan kelembaban!

Suhu adalah derajat panas suatu benda ataupun udara yang dapat diukur menggunakan termometer dengan satuan derajat Celcius (C), Fahrenheit (F), Reamur (R), dan Kelvin (K).

Kelembaban adalah jumlah kandungan uap air yang ada di udara. Kandungan uap air di udara berubah-ubah tergantung pada suhu, makin tinggi suhu maka uap air makin banyak. Alat yang digunakan untuk megukur kelembaban udara adalah higrometer.

2. Jelaskan yang dimaksud dengan sensor RTD dan prinsip kerjanya!

Pengertian sensor RTD

RTD (Resistance Thermal Detector) adalah salah satu dari beberapa jenis sensor suhu yang sering digunakan. RTD dibuat dari bahan kawat tahan korosi, kawat tersebut dililitkan pada bahan keramik isolator. Bahan kawat untuk RTD tersebut antara lain; platina, emas, perak, nikel dan tembaga, dan yang terbaik adalah bahan platina karena dapat digunakan menyensor suhu sampai 1500o C. Tembaga dapat digunakan untuk sensor suhu yang lebih rendah dan lebih murah, tetapi tembaga mudah terserang korosi.

Prinsip kerja RTD

Prinsip kerja sensor suhu RTD adalah berdasarkan pada prinsip pengukuran hambatan listrik suatu bahan yang dapat berubah karena pengaruh suhu. Hubungan antara resistansi RTD dan suhu sekitarnya sangat dapat diprediksi, dan sangat memungkinkan untuk pengukuran suhu yang akurat dan konsisten. Dengan memasang sensor suhu RTD dengan arus konstan dan mengukur drop tegangan yang dihasilkan pada resistor, maka resistansi RTD dapat dihitung dan besarnya suhu dapat ditentukan.
Sensor RTD mengambil pengukuran ketika arus DC kecil dipasok ke sensor. Arus mengalir melalui impedansi resistor, dan mengalami penurunan tegangan sepanjang resistor. Besarnya arus pasokan yang berbeda dapat digunakan tergantung pada resistansi nominal RTD.. Untuk mengurangi pemanasan sendiri pada sensor RTD, disuahakan arus pasokan harus tetap rendah, umumnya sekitar 1 mA atau kurang dari itu.
3. Jelaskan Prinsip kerja sensor RH yang bersifat kapasitif?
Sensor kapasitif merupakan sensor elektronika yang bekerja berdasarkan konsep kapasitif. Sensor ini bekerja berdasarkan perubahan muatan energi listrik yang dapat disimpan oleh sensor akibat perubahan jarak lempeng, perubhan luas penampang dan perubahan volume dielektrikum sensor kapasitif tersebut. Konsep kapasitor yang digunakan dalam sensor kapasitif adalah proses menyimpan dan melepas energi listrik dalam bentuk muatan-muatan listrik pada kapasitor yang dipengaruhi oleh luas permukaan, jarak dan bahan dielektrikum.
Sifat Sensor Kapasitif yang Dimanfaatkan Dalam Pengukuran
  • Jika  luas permukaan dan dielektrika (udara) dalam dijaga konstan, maka perubahan nilai kapasitansi ditentukan oleh jarak antara kedua lempeng logam.
  • Jika luas permukaan dan jarak kedua lempeng logam dijaga konstan dan volume dilektrikum dapat dipengaruhi makan perubahan kapasitansi ditentukan oleh volume atau ketinggian cairan elektrolit yang diberikan.
  • Jika jarak dan dielektrikum (udara) dijaga konstan, maka perubahan kapasitansi ditentukan oleh luas permukaan kedua lempeng logam yang saling berdekatan.

Konsep Sensor Kapasitif

Kontruksi sensor kapasitif  yang digunakan berupa dua buah lempeng logam yang diletakkan sejajar dan saling berhadapan. Jika diberi beda tegangan antara kedua lempeng logam tersebut, maka akan timbul kapasitansi antara kedua logam tersebut. Nilai kapasitansi yang ditimbulkan berbading lurus dengan luas permukaan lempeng logam , berbanding terbalik dengan jarak antara kedua lempeng dan berbading lurus dengan zat antara kedua lempeng tersebut (dielektrika), seperti ditunjukkan oleh persamaan berikut :

Dimana :

ε0 : permitivitas ruang hampa (8,85.10-12 F/m)
εr : permitivitas relatif (udara = 1)
A : luas plat/lempeng  dalam m2
d : jarak antara plat /lempeng dalam m

4. Sebutkan dan jelaskan peralatan yang digunakan BMKG dalam mengukur suhu dan kelembaban?
Pengukur Suhu
  • Termometer bola kering dan bola basah

Alat ini disebut Psychrometer terdiri dari 2 buah Thermometer air raksa yaitu Thermometer bola kering dan Thermometer bola basah. Thermometer bola basah adalah thermometer yang bola air raksanya dibalut dengan kain basah. Penguapan yang terjadi pada kain basah tersebut mengakibatkan turunya suhu. Perbedaan suhu yang ditunjukan thermometer bola kering dan basah dengan bantuan tabel diperoleh harga kelembaban udara dan suhu titik embun.

  • Termometer maksimum

Merupakan termometer yang di dalamnya berisi air raksa / merkuri. Termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu maksimum suatu wilayah.

  • Termometer minimum
Merupakan termometer yang di dalamnya berisi alkohol. Termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu minimum suatu wilayah.
Pengukur Kelembaban
  • Psycrometer Assman

Psycrometer assman terdiri dari 2 termometer air raksa. Kedua bola termometer terpasang dalam tabung logam mengkilat. Kipas angin terletak di atas tabung pada tengah alat gunanya untuk menyalurkan (menghisap) udara dari bawah melalui kedua bola termometer menuju ke atas. Untuk pengukuran suhu dan kelembaban udara alat ini digantung pada sebuah tiang terbuka.

  • Psycrometer Putar (Whirling)

Alat ini juga disebut sebagai sling / whirling psycrometer yang terdiri dari dua termometer yang dipasang pada kerangka yang dapat diputar melalui sumbu yang tegak lurus pada panjangnya. Sebelum pemutaran, bola basah basahi dengan air murni. Psycrometer diputar cepat-cepat (3 putaran/detik) selama 2 menit kemudian hentikan dan baca cepat-cepat. Kegiatan ini dilakukan sampai 3 kali dan diambil suhu bola basah terendah.

  • Hygrometer Rambut

Hygrometer rambut ada yang bersifat recording dan non recording (barograph). Untuk membuat skala pada pias linier perpanjangan rambut akibat Rh tidak sangsung dihubungkan ke jarum penunjuk, namun melalui sistem engsel.

5. Jelaskan prinsip kerja sensor suhu dan kelembaban SHT11?
Sistem sensor yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban adalah SHT11 dengan sumber tegangan 5 Volt dan komunikasi bidirectonal 2-wire. Sistem sensor ini mempunyai 1 jalur data yang digunakan untuk perintah pengalamatan dan pembacaan data. Pengambilan data untuk masing-masing pengukuran dilakukan dengan memberikan perintah pengalamatan oleh mikrokontroler. Kaki serial Data yang terhubung dengan mikrokontroler memberikan perintah pengalamatan pada pin Data SHT11 “00000101” untuk mengukur kelembaban relatif dan “00000011” untuk pengukuran temperatur. SHT11 memberikan keluaran data kelembaban dan temperatur pada pin Data secara bergantian sesuai dengan clock yang diberikan mikrokontroler agar sensor dapat bekerja. Sensor SHT11 memiliki ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya sehingga keluaran data SHT11 sudah terkonversi dalam bentuk data digital dan tidak memerlukan ADC eksternal dalam pengolahan data pada mikrokontroler. Skema pengambilan data SHT11 dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Referensi :
Advertisements

2 thoughts on “Sensor Suhu dan Kelembaban”

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s