Aplikasi Sensor Thermocouple untuk mengukur temperatur pada pipa fluida






1.Tujuan [Kembali]
a.Mengetahui pengertian sensor thermocouple
b.Mengetahui tipe tipe thermocouple
c.Mengetahui prinsip kerja sensor thermocouple
d.Mengetahui kelebihan dan kekurang sensor thermocouple

2.Komponen  [Kembali]
a. ADC0804
b. OP AMP 741
c. TCB
d. LED
e. Button
f. Potensiometer
g. Voltmeter
h. Resistor
i. Capasitor
j. Vcc
k. Ground






Sensor Thermocouples
Thermocouples adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek “Thermo-electric”. Efek Thermo-electric pada Termokopel ini ditemukan oleh seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck pada Tahun 1821, dimana sebuah logam konduktor yang diberi perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik.

a.Operational Ampilifier

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi  dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output.


Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 input.

b. Analog to Digital Converter


Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi bentuk sinyal digital. IC ADC 0804 dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. IC jenis ini bekerja secara cermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan spesifikasi yang harus diberikan dan dapat mengkonversikan secara cepat suatu masukan tegangan.
Diagram konfigurasi pin ADC0804 ditunjukkan pada gambar, Pin 11 sampai 18 (keluaran digital) adalah keluaran tiga keadaan, yang dapat dihubungkan langsung dengan bus data bilamana diperlukan. Apabila CS (pin 1) atau RD (pin2) dalam keadaan high (“1”), pin 11 sampai 18 akan mengambang (high impedanze), apabila CS dan RD rendah keduanya, keluaran digital akan muncul pada saluran keluaran. Sinyal mulai konversi pada WR (pin 3). Untuk memulai suatu konversi, CS harus rendah. Bilamana WR menjadi rendah, konverter akan mengalami reset, dan ketika WR kembali kepada keadaan high, konversi segera dimulai.

Konversi detak konverter harus terletak dalam daereh frekuensi 100 sampai 800kHz. CLK IN ( pin 4) dapat diturunkan dari detak mikrokontroller, sebagai kemungkinan lain, kita dapat mempergunakan pembangkit clock internal dengan memasang rangkaian RC antara CLN IN ( pin 4) dan CLK R ( pin 19). Pin 5 adalah saluran yang digunakan untuk INTR, sinyal selesai konversi. INTR akan menjadi tinggi pada saat memulai konversi, dan akan aktif rendah bila konversi telah selesai. Tepi turun sinyal INTR dapat dipergunakan untuk menginterupsi sistem mikrokontroller, supaya mikrokontroller melakukan pencabangan ke subrutine pelayanan yang memproses keluaran konverter. Pin 6 dan 7 adalah masukan diferensial bagi sinyal analog. A/D ini mempunyai dua ground, A GND (pin 8) dan D GND ( pin10). Kedua pin ini harus dihubungkan dengan ground. Pin 20 harus dihubungkan dengan catu daya +5V. Pada A/D 0804 merupakan tegangan referensi yang digunakan untuk offset suatu keluaran digital maksimum

CARA KERJA ADC0804

Pertama-tama chip select ( CS ) diaktifkan dahulu dengan cara memberikan logika nol, apabila ADC yang dipakai hanya satu maka cukup hubungkan saja kaki CS ke ground, sehingga ADC akan selalu dalam keadaan aktif. Kemudian Start of Conversion ( SOC ) dilakukan dengan mememberi logika High-Low-High pada kaki WR. Setelah menerima kondisi tersebut, ADC 0804 mulai melakukan konversi yang memerlukan waktu sekitar 64 periode sinyal denyut pada kaki clock. Setelah proses konversi selesai , ADC akan memberikan logika nol pada kaki INTR yang akan menginterupsi mikrokomputer, sehingga mikrokomputer tahu bahwa proses konversi telah selesai. Berikutnya mikrokomputer mulai mengambil data hasil konversi yang telah selesai, untuk mengambil data mikrokomputer harus meMberikan logika nol terlebih dulu pada kaki RD. setelah logika nol diterima oleh kaki RD, akan mengakibatkan penyangga ( tristate buffer ) pada DB0-DB7 “membuka”, sehingga data hasil konversi bisa diambil oleh BDC


Datasheet ADC : Klik Disini

Prinsip Kerja Thermocouples[Kembali ]
Prinsip kerja dari thermocouple menggunakan efek seebeck ( Efek Seebeck adalah konversi energi panas menjadi energi listrik).



Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “0” atau V1 = V2. Akan tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius,dan kemudian akan dikonversikan sesuai dengan  reference table yang telah ada (table ini sesuai dengan tipe dari thermocoupe yang dipakai).

DataSheet ADC


Pin No
Function
Name
1
Activates ADC; Active low
Chip select
2
Input pin; High to low pulse brings the data from internal registers to the output pins after conversion
Read
3
Input pin; Low to high pulse is given to start the conversion
Write
4
Clock Input pin; to give external clock.
Clock IN
5
Output pin; Goes low when conversion is complete
Interrupt
6
Analog non-inverting input
Vin(+)
7
Analog inverting Input; normally ground
Vin(-)
8
Ground(0V)
Analog Ground
9
Input pin; sets the reference voltage for analog input
Vref/2
10
Ground(0V)
Digital Ground
11
8 bit digital output pins
D7
12
D6
13
D5
14
D4
15
D3
16
D2
17
D1
18
D0
19
Used with Clock IN pin when internal clock source is used
Clock R
20
Supply voltage; 5V
Vcc

Grafik Respon Sensor



c.TCB(Thermocouple)
TCB(Thermocouple) disini berfungsi untuk alat ukur suhu.


d.LED
LED merupakan komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan input.



e.BUTTON
Button merupakan tombol untuk mengontrol rangkaian.

f.Potensiometer
Potensiometer pada rangkaian berfungsi untuk pembagi tegangan.dan merupakan tegangan input pada ADC.


g.Voltmeter
Voltmeter pada rangakaian berfungsi untuk Alat Mengukur tegangan pada rangkaian.


h.Resistor
Resistor pada rangkaian berfungsi untuk mengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir pada rangkaian.


i.Capasitor
Capasitor pada rangkaian berfungsi untuk menyimpan muatan listrik.


j.VCC
VCC pada rangkaian ini berfungsi sebagai input arus pada potensiometer.

k.Ground
Ground pada rangkaian untuk memberikan perlindungan pada seluruh sistem.



Rangkaian thermocouple menggunakan op amp




Prinsip Kerja

Suhu diukur menggunakan thermocouple. Perbedaan suhu antara 2 metal yang berbeda jenis menyebabkan adanya perbedaan tegangan antara 2 metal, tegangan yang di hasilkan dihubungkan ke operational amplifier untuk penguatan(prinsipnya seperti pada rangkaian 1), pada gambar diatas dikuatkan sebesar 100 kali, lalu output dari operational amplifier dihubungkan ke input ADC(Analog to Digital Converter) agar output akhir dalam bentuk digital,Vcc +5 volt akan mengalirkan arus ke potensiometer dimana ini berfungsi sebagai Vin pada ADC0804.Pertama-tama chip select ( CS ) diaktifkan dahulu dengan cara memberikan logika nol, apabila ADC yang dipakai hanya satu maka cukup hubungkan saja kaki CS ke ground, sehingga ADC akan selalu dalam keadaan aktif. Kemudian Start of Conversion ( SOC ) dilakukan dengan mememberi logika High-Low-High pada kaki WR. Setelah menerima kondisi tersebut, ADC 0804 mulai melakukan konversi yang memerlukan waktu sekitar 64 periode sinyal denyut pada kaki clock. Setelah proses konversi selesai , ADC akan memberikan logika nol pada kaki INTR yang akan menginterupsi mikrokomputer, sehingga mikrokomputer tahu bahwa proses konversi telah selesai. Berikutnya mikrokomputer mulai mengambil data hasil konversi yang telah selesai, untuk mengambil data mikrokomputer harus meMberikan logika nol terlebih dulu pada kaki RD. setelah logika nol diterima oleh kaki RD, akan mengakibatkan penyangga ( tristate buffer ) pada DB0-DB7 “membuka”, sehingga data hasil konversi bisa diambil oleh BDC. \. Nyala lampu akan berbeda beda tergantung suhu terukur dari thermocouple.BDC akan menampilkan output yang berbeda beda tergantung kepada potensiometer.



Rangkaian Sensor Thermocouple menggunakan ADC dan Op amp








Download Rangkaian Sensor Thermocouple Menggunakan ADC dan opamp : Klik Disini
Download Datasheet : Klikdisini
Download HTML Sensor Thermocouple : Klik Disini?
Download HTML Aplikasi Sensor Thermocouple : Klik Disini

Download Video rangkaian sensor thermocouple menggunakan adc dan opamp : Klik Disini













No comments:

Post a Comment

Subscribe to: Posts (Atom)