Sensor Suhu: Pengertian, Cara Kerja, Fungsi, dan Pemanfaatannya

Sensor Suhu

Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu dan sering disebut sebagai termometer. Dalam berbagai kegiatan sehari-hari, sensor suhu yang menggunakan teknologi canggih dapat membantu manusia dengan cara yang praktis, cepat, dan tetap memberikan hasil yang akurat.

Banyak hal teknis telah dibuat menjadi lebih praktis, cepat dan efisien namun hasil yang ditampilkan tetap akurat. Misalnya alat ukur seperti termometer untuk mengukur suhu panas.

Dalam penjelasan lebih lanjut mengenai sensor suhu, termasuk jenisnya, prinsip kerja, dan cara kerjanya, mari kita simak pembahasan di bawah ini.

Cara Kerja Sensor Suhu

Cara kerja sensor suhu dapat disederhanakan sebagai perubahan arus dan resistansi.

Secara lebih rinci, prinsip kerja sensor suhu adalah sebagai berikut:

  • Ketika suhu meningkat, resistansi sensor juga meningkat sesuai dengan arus listrik yang mengalir melalui sensor.
  • Cara kedua adalah dengan menggunakan metal yang berkontak langsung, di mana suhu yang naik atau turun akan mempengaruhi metal tersebut.

Meskipun komponen ini sangat penting dalam peralatan elektronik rumah tangga, harga sensor suhu tergolong terjangkau. Anda dapat menemukan komponen ini di marketplace atau toko terdekat. Tentu saja, harga sensor untuk setiap jenis elektronik bisa bervariasi.

Jenis Sensor Suhu Secara Umum

Jenis-Jenis Sensor Suhu

Jenis sensor suhu atau termometer umumnya tidak terbatas pada pengukuran suhu objek tertentu saja. Komponen ini dapat digunakan dalam berbagai teknologi, mulai dari perangkat komputer hingga pendingin ruangan.

Ada beberapa komponen logam yang terdapat dalam sensor suhu, dan setiap komponen memiliki istilah dan fungsi yang perlu diketahui.

Berikut ini adalah daftar lengkap jenis sensor suhu yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari beserta karakteristiknya.

1. Thermistor

Thermistor adalah jenis sensor suhu yang dapat mengubah energi listrik menjadi hambatan. Dibuat dari bahan keramik yang bersifat semikonduktor, komponen ini mudah ditemukan di sekitar kita. Thermistor digunakan dalam berbagai perangkat seperti kulkas, sensor komputer, kamera, laptop, dan banyak perangkat elektronik lainnya.

Dengan kemampuannya untuk mengukur suhu dengan akurasi yang baik, thermistor menjadi pilihan yang umum digunakan dalam berbagai aplikasi di mana pemantauan suhu diperlukan.

2. Thermostat

Sensor suhu jenis thermostat mengandalkan magnet dalam operasinya. Prinsip kerjanya melibatkan penggunaan logam seperti nikel, tembaga, aluminium, atau tungsten yang ditempel dengan suhu tertentu. Ketika logam bimetalik melengkung, sirkuit akan diaktifkan atau dinonaktifkan (ON/OFF).

Komponen ini umumnya digunakan dalam perangkat elektronik rumah tangga seperti setrika, oven, mesin cuci, dan sejenisnya. Sensor suhu thermostat memberikan kontrol suhu yang efektif dan otomatis dalam berbagai aplikasi untuk menjaga suhu yang diinginkan.

3. RTD (Resistive Temperature Detector)

RTD (Resistive Temperature Detector) adalah jenis sensor suhu yang mampu mengubah energi listrik menjadi hambatan, dengan perubahan resistansi yang sesuai dengan suhu yang diukur. Sensor ini menawarkan tingkat akurasi yang tinggi dalam pengukuran suhu. Bahan dasarnya terbuat dari platinum atau platinum resistance thermometer.

RTD umumnya digunakan dalam aplikasi di mana presisi dan keandalan dalam pengukuran suhu sangat penting. Karena sifatnya yang stabil dan respon yang akurat terhadap perubahan suhu, RTD menjadi pilihan yang populer dalam industri, laboratorium, dan aplikasi yang membutuhkan pengukuran suhu yang akurat dan konsisten.

4. Thermocouple/Thermo-Electric

Sensor suhu jenis thermocouple/thermo-electric digunakan untuk mengukur suhu dalam rentang -200°C hingga 2000°C. Sensor ini terdiri dari dua logam yang berbeda.

Pertama, terdapat junction referensi yang merupakan titik penyambungan antara kedua logam. Kemudian, terdapat pendeteksi suhu panas yang berfungsi untuk mengukur suhu yang ingin diukur. Ketika suhu berubah, kedua jenis logam pada thermocouple akan menghasilkan tegangan arus listrik. Nilai tegangan ini sebanding dengan suhu sumber panas yang diukur. Thermocouple merupakan sensor suhu yang populer dan sering digunakan dalam berbagai aplikasi yang memerlukan pengukuran suhu yang luas dan dapat menangani suhu tinggi.

5. Temperatur Kontak

Sensor suhu jenis temperatur kontak memiliki fungsi utama untuk memantau dan menjaga suhu pada berbagai jenis benda, baik yang berwujud padat, cair, maupun gas. Keunggulan dari sensor ini adalah tidak memerlukan kontak fisik langsung dengan objek yang diukur.

Sensor suhu jenis ini secara efektif dapat digunakan dalam berbagai aplikasi di mana diperlukan pemantauan suhu yang akurat dan konsisten. Misalnya, penggunaannya dalam pengaturan suhu dalam industri makanan dan minuman, proses manufaktur, sistem pemanas dan pendingin, serta aplikasi laboratorium lainnya. Dengan temperatur kontak, suhu dapat dipantau dengan presisi tanpa harus secara langsung bersentuhan dengan objek yang diukur.

6. Temperature Non-Contact

Sensor suhu jenis temperature non contact banyak digunakan untuk mendeteksi perubahan suhu tanpa harus melakukan kontak fisik dengan objek yang diukur. Sensor ini terutama berguna untuk aplikasi yang memerlukan pemantauan suhu yang cepat dan akurat, terutama ketika didukung oleh konveksi atau radiasi.

Dalam berbagai industri dan lingkungan, sensor suhu non kontak digunakan untuk mengawasi perubahan suhu pada objek yang sulit dijangkau atau yang membutuhkan pemantauan jarak jauh. Misalnya, dalam industri makanan, mesin produksi, pemeliharaan bangunan, dan bidang medis. Keunggulan sensor suhu non kontak adalah kemampuannya untuk memberikan pengukuran suhu yang instan dan non-invasif, sehingga memungkinkan penggunaan yang lebih nyaman dan efisien.

Jenis Sensor Suhu untuk Kebutuhan Sehari-hari

Sensor suhu merupakan jenis perangkat yang mengkonversi panas menjadi sinyal listrik. Alat termometer menggunakan sensor ini untuk mendeteksi perubahan suhu dengan mengukur kenaikan atau penurunan jumlah energi panas atau dingin. Output yang dihasilkan oleh sensor suhu dapat berupa sinyal analog atau digital.

Ada 9 jenis penggunaan sensor suhu yang umum dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa contohnya termasuk sensor suhu digital dan sensor suhu untuk pengaturan suhu dalam ruangan. Setiap jenis sensor memiliki karakteristik dan fungsi utama yang berbeda-beda.

1. Sensor Suhu Digital

Jenis sensor suhu digital adalah termometer dengan satu probe yang digunakan untuk mengukur suhu. Relay pada alat ini dapat diaktifkan atau dinonaktifkan sesuai dengan pengaturan yang telah ditentukan. Penggunaannya sangat sederhana, caranya adalah sebagai berikut.

Atur suhu yang diinginkan dengan menekan tombol set atau C/F (untuk memilih satuan suhu Celsius atau Fahrenheit). Tahan tombol tersebut selama 3 detik agar nilai suhu tersimpan dengan baik.

Tekan tombol set selama 5 detik untuk masuk ke menu pengaturan (code setting). Pilih pengaturan yang ingin Anda ubah atau simpan. Tekan tombol secara bersamaan untuk menyimpan atau mengubah pengaturan yang telah Anda buat.

Untuk mengembalikan pengaturan awal pabrik (factory setting), tahan tombol +/- selama 10 detik. Jika ingin mengembalikan ke pengaturan awal pabrik, tekan dan tahan tombol + dan - selama 10 detik.

Anda dapat menggunakan sensor ini untuk berbagai aplikasi seperti akuarium, komputer, dan lain sebagainya.

2. Sensor Suhu Motor

Sensor suhu pada motor umumnya menggunakan jenis termistor/Thermal Resistor/Positive Temperature Coefficient. Sensor ini memiliki resistansi yang berubah tergantung pada suhu. Resistansi akan turun saat suhu naik.

Sensor suhu motor ini menggunakan electronic control unit (ECU) untuk mengambil data dari komponen sensor. Terdapat setidaknya sembilan jenis sensor pada motor yang dapat mempengaruhi sistem injeksi.

  • Map Sensor (Sensor Tekanan Manifold Udara)

Sensor tekanan udara manifold (MAP) digunakan untuk mengukur tekanan udara dalam proses perhitungan ECU motor.

  • IAT Sensor (Intake Air Temperature Sensor)

Sensor suhu udara masuk (IAT) digunakan untuk mendeteksi suhu udara yang masuk ke throttle body.

  • EC Sensor (Engine Coolant Sensor)

Sensor coolant mesin (EC) digunakan untuk mengukur suhu radiator dan mengindikasikan kelebihan panas pada spidometer.

  • EOT (Engine Oil Temperature Sensor)

Sensor suhu oli mesin (EOT) digunakan untuk mengukur suhu oli pada kendaraan motor.

  • CA Sensor (Crank Angle Sensor)

Sensor sudut engkol (CA) umumnya digunakan untuk mengetahui posisi crankshaft dan TMA (Top Dead Center). Proses sinyal dari CA sensor akan mempengaruhi pengapian, waktu penyemprotan bahan bakar, dan aki.

  • TP Sensor (Throttle Position Sensor)

Sensor posisi throttle (TP) digunakan untuk mendeteksi sudut bukaan katup gas, yang kemudian digunakan dalam perhitungan bahan bakar oleh ECU.

  • Oksigen Sensor (O2 Sensor)

Oksigen sensor (O2 sensor) berfungsi untuk mengolah sisa gas mesin menjadi gas yang lebih ramah lingkungan.

  • LA Sensor/BA Sensor (Lean Angle/Bank Angle Sensor)

Sensor sudut miring (LA/BA) akan mematikan mesin secara otomatis saat motor terjatuh atau miring dalam sudut tertentu.

  • IACV/FID (Intake Air Cut Valve/Fast Idle Solenoid.

IACV/FID adalah katup pemotong udara masuk/elektromagnet idle cepat yang akan berfungsi saat mesin mulai dingin, meningkatkan RPM mesin.

3. Sensor Suhu Arduino

Sensor Suhu Arduino merupakan komponen penting yang digunakan untuk mengukur dan menyediakan data bagi board Arduino. Sensor ini tersedia dalam berbagai jenis yang meliputi sensor cahaya, suhu, panas, getaran, kelembaban, dan masih banyak lagi. Dengan menggunakan sensor arduino, kita dapat mengintegrasikan berbagai fungsi dan kemampuan sensor ke dalam proyek Arduino kita.

Salah satu keunggulan sensor arduino adalah kemampuannya untuk mendeteksi dan mengukur tingkat suhu dan kelembaban. Mereka dapat memberikan hasil pengukuran yang cukup akurat, dengan rentang akurasi sekitar 20% hingga 95%. Tingkat kegagalan pengukuran juga cukup rendah, hanya sekitar 5%.

Dengan spesifikasi yang seperti itu, sensor Arduino dapat menjadi solusi yang handal untuk mendapatkan data suhu dan kelembaban yang akurat dalam berbagai aplikasi, mulai dari monitoring lingkungan, sistem kontrol, hingga otomatisasi rumah pintar.

4. Sensor Suhu LM35

Sensor suhu LM35 adalah sebuah chip IC yang digunakan untuk mengukur suhu. Prinsip kerjanya adalah dengan mengubah suhu menjadi sinyal listrik. Secara lebih rinci, sensor ini menghasilkan tegangan output sesuai dengan suhu yang diukur.

Sensor ini membutuhkan sumber tegangan sekitar DC +5 volt dan arus sebesar 60 µA. Fungsinya meliputi penyediaan tegangan DC +5 volt, pin output (tegangan DC - Vout), dan pin ground. Sensor ini memiliki karakteristik yang unik.

Berikut beberapa poin penting yang perlu diketahui:

  • Mengukur suhu dalam satuan Celsius.
  • Tingkat akurasi kalibrasi yang tinggi.
  • Rentang operasi suhu maksimal dari -55°C hingga +150°C.
  • Konsumsi arus yang rendah.
  • Pemanasan yang minim.
  • Impedansi yang rendah.
  • Respon yang linier, sehingga sensor suhu LM35 tidak mengubah sinyal secara signifikan.

5. Sensor Suhu DHT11

Sensor DHT adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mengukur suhu dan tingkat kelembaban udara. Penggunaan alat ini akan sangat mudah. Sensor ini menggunakan spesifikasi thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient).

Cara kerjanya juga sangat sederhana. Data yang diperoleh dari sensor diubah oleh chip ke dalam bentuk digital untuk kemudian dioutputkan melalui kabel tunggal dengan dua arah. Sensor ini memiliki pin dan konfigurasi yang mudah dipahami, termasuk adanya pilihan pinout dan resistor pull-up internal atau tanpa resistor pull-up internal.

6. Sensor Suhu Air

Sensor suhu air menggunakan probe nirkabel yang tahan terhadap air. Jenis termometer ini dirancang khusus untuk mengukur suhu air atau cairan yang tahan terhadap kebakaran. Sensor ini sangat cocok digunakan dalam aplikasi lingkungan alami.

Setiap jenis sensor ini memiliki beragam spesifikasi. Pengguna dapat memilih sensor yang sesuai dengan kebutuhan mereka. Contohnya, pengguna dapat mengatur frekuensi sensor untuk memiliki fitur keamanan enkripsi-RF atau daya tahan yang tinggi.

7. Sensor Suhu Infrared

Sensor suhu inframerah tipe MLX90614 adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur suhu secara non kontak atau tanpa sentuhan. Sensor ini memiliki rentang keluaran suhu dari -70 hingga 380 derajat Celsius, dengan sudut pandang yang sangat sempit.

Spesifikasi lainnya termasuk regulator tegangan 5 volt, pin opendrain/hardware I2C, dan diproduksi oleh manufaktur tertentu. Sensor ini memberikan kemudahan dalam pengukuran suhu tanpa kontak fisik, sehingga sangat berguna dalam berbagai aplikasi seperti pengukuran suhu pada objek yang sulit dijangkau atau dalam lingkungan yang memerlukan jarak aman.

8. Sensor Suhu Ruangan

Sensor suhu ruangan digunakan untuk mengukur suhu zat gas. Penggunaan bahan berkualitas pada sensor ini akan meningkatkan efektivitas dan efisiensi pengukuran suhu. Penggunaan sensor ini juga sangat mudah.

Pertama, terdapat sebuah kartu sirkuit konverter yang penting untuk komponen sensor ini. Tabel parameter teknis juga menjadi informasi yang penting untuk komponen ini.

Sensor ini sebaiknya dipasang pada ketinggian 1,5 meter di lokasi strategis yang sering dilalui orang. Selain itu, sensor ini harus dipasang di tempat yang tidak mengandung bahan kimia agresif dan pada suhu ruangan.

9. Sensor Suhu DS18B20

Sensor suhu DS18B20 adalah jenis sensor terbaru yang sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari. Sensor ini dapat membaca suhu dengan resolusi 9 hingga 12 bit, dengan rentang suhu -55° Celsius hingga 125° Celsius. Setiap sensor ini memiliki kode unik 64 bit yang tertanam dalam chip.

Sensor ini dapat digunakan dalam jumlah banyak dengan menggunakan satu kabel melalui protokol 1-wire. Sensor ini tersedia dalam dua jenis casing, yaitu casing standar dan casing tahan air.

Sensor DS18B20 juga memiliki fitur-fitur lain yang membuatnya menjadi pilihan yang unggul. Beberapa fitur tersebut antara lain:

  • Menggunakan satu kabel dengan protokol 1-wire yang unik.
  • Memiliki kode unik 64 bit yang tertanam pada chip.
  • Mendukung multidrop.
  • Komponen sensor sudah lengkap.
  • Rentang daya operasi mulai dari 3,0 volt hingga 5,5 volt.
  • Akurasi pengukuran suhu dari -55° C hingga lebih dari 125° C.
  • Cocok untuk digunakan dalam berbagai jenis aplikasi.
  • Resolusi sensor yang tinggi dengan kemampuan menghasilkan data suhu hingga 12 bit dalam waktu 750 milidetik.
  • Konfigurasi alarm yang dapat disesuaikan.

Dengan berbagai fitur tersebut, sensor suhu DS18B20 menjadi pilihan yang populer di kalangan pengguna. Dalam banyak contoh penggunaan sensor suhu, DS18B20 mungkin salah satu yang sering digunakan.

Fungsi Sensor Suhu

Fungsi sensor suhu sebenarnya sangat sederhana. Secara umum, berikut adalah tiga fungsi utama penggunaan sensor suhu yang paling umum:

  • Deteksi Perubahan Suhu, Sensor suhu dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan suhu baik peningkatan maupun penurunan. Hal ini dapat digunakan dalam berbagai aplikasi di mana perubahan suhu perlu diketahui dan direspon, misalnya untuk mengendalikan perangkat yang terkait dengan suhu.
  • Pengukuran Energi Panas, Sensor suhu juga berperan sebagai transduser untuk mengukur jumlah energi panas yang ada. Hal ini membantu dalam pengukuran dan pengaturan suhu dalam sistem atau peralatan yang membutuhkan pemantauan suhu yang akurat.
  • Deteksi Objek, Sensor suhu juga dapat digunakan untuk mendeteksi objek berdasarkan suhu yang dipancarkan. Output dari sensor suhu dapat memberikan informasi tentang suhu objek yang diukur.

Anda dapat menemukan komponen sensor suhu pada peralatan rumah tangga yang umum digunakan seperti kulkas, AC, magic com, termometer, dan lainnya. Sensor suhu menjadi bagian penting dalam pengaturan suhu dan pemantauan dalam berbagai aplikasi sehari-hari.

Kesimpulan

Dalam pembahasan ini, telah dijelaskan secara lengkap mengenai sensor suhu, jenis-jenisnya, fungsi, serta cara kerjanya. Kesimpulannya, komponen sensor suhu atau temperatur memiliki peran yang sangat penting dalam memastikan kinerja maksimal dari berbagai teknologi.

Sensor suhu ini juga diterapkan dalam berbagai perangkat elektronik rumah tangga yang umum digunakan sehari-hari. Mulai dari perangkat seperti mesin cuci, AC, hingga termometer.