Sensor Suhu NTC dan PTC

Pengertian Sensor NTC dan PTC

Sensor NTC (Negative Temperature Coefisien) dan PTC (Positive Temperature Coefisien) adalah salah satu jenis sensor pendeteksi suhu. Sensor NTC merupakan jenis termistor yang peka terhadap suhu, jika suhu meningkat, maka resistansi menurun dan kebalikannya. Misalnya, ratusan ohm pada suhu ruang akan menjadi puluhan ohm pada suhu yang tinggi. Sedangkan sensor PTC merupakan resistor dengan koefisien temperatur positif. Hal ini berarti bahwa adanya kenaikan temperature / suhu yang diterima oleh PTC akan mengakibatkan kenaikan pada nilai resistansinya. 

Gambar 1 Simbol dan Bentuk NTC dan PTC

Prinsip kerja Sensor NTC dan PTC 

Prinsip kerja sensor NTC semakin panas suhu yang terdeteksi maka nilai resistansi akan semakin turun sedangkan sensor PTC semakin panas suhu yang terdetsi maka nilai resistansi akan semakin naik

Karakteristik Sensor NTC dan PTC 

Karakteristik sensor NTC dan PTC adalah resistansi sensor NTC akan menurun, jika pada kondisi suhu panas. Semakin tinggi temperatur maka semakin rendah resistansi sensor NTC. Sensitivitas sensor NTC adalah faktor penting dalam aplikasinya. Perubahan resistansinya 5% per oC, tetapi tidak selalu sama. Sedangkan diketahui bahwa resistansi PTC akan meningkat seiring kenaikan temperatur/suhu pada rentang 100°C – 175°. Jadi ketika suhu kurang dari 100°C dan lebih dari 175°C resisntasi PTC akan menurun. PTC dapat dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu : 

• Jenis pertama terdiri dari thermally sensitif silicon resistors, kadangkadang disebut sebagai "Silistors". Device ini menunjukkan nilai koefisien suhu positif yang cukup seragam (sekitar 0,77% /°C) kebanyakan dari silistor melalui berbagai wilayah / rentang operasional, tetapi dapat juga menujukkan koefisien suhu negatif di wilayah temperatur yang melebihi 150°C. Device ini paling sering digunakan untuk kompensasi terhadap device semiconducting silicon dalam kisaran temperature antara -60°C ke 150°C.
• Jenis kedua merupakan polycrystalline bahan keramik yang biasanya resistivitasnya tinggi tetapi terbuat dari semiconduktor dengan penambahan dopants. Umumnya dibuat dari campuran barium, timah dan strontium titanates dengan tambahan seperti yutrium, manganese, tantalum dan silika. Device ini memiliki daya tahan-suhu karakteristik negatif yang sangat kecil. Koefisien suhu device ini hingga mencapaisuhu yang kritis, yang disebut sebagai "Curie", perubahan atau transisi suhu. Suhu kritis ini merupakan pendekatan, device ini mulai menunjukkan peningkatan, resistansi suhu coefficient positif seperti peningkatan resistansi yang besar. 

PTC adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi suhu yang mempengaruhi makin besar nilai hambatannya. PTC merupakan resistor dengan koefisien positif. Dalam hal ini, PTC berbeda dengan temistor NTC, antara lain:

• Koefisien temperatur dari thermistor PTC bernilai positif hanya dalam interfal temperatur tertentu, sehingga diluar interval tersebut akan bernilai nol atau negatif. 
• Harga mutlak dan koefisien temperatur dari thermistor PTC jauh lebih besar dari pada thermistor NTC. 

Implementasi Sensor NTC dan PTC dengan Motor DC

Gambar 2. Implementasi sensor NTC dengan Motor DC

Pada Gambar 2. sensor NTC berfungsi sebagai pengatur pergerakan putaran motor DC dengan mengatur resistansi yang masuk ke driver motor DC. Jika temperatur pada sensor NTC semakin tinggi maka kecepatan motor DC akan berkurang begitu pula sebaliknya. 

gambar 3. Implementasi sensor PTC dengan Motor DC

Pada Gambar 3. sensor PTC berfungsi sebagai pengatur pergerakan putaran motor DC dengan mengatur resistansi yang masuk ke driver motor DC. Jika temperatur pada sensor PTC semakin tinggi maka kecepatan motor DC akan semakin cepat begitu pula sebaliknya. b) Implementasi Sensor NTC dan PTC dengan Motor Servo 

Implementasi Sensor NTC dan PTC dengan Motor Servo

Gambar 4. Implementasi sensor PTC dengan Motor Servo

Pada Gambar 4. sensor PTC berfungsi sebagai pengatur arah putaran motor servo dengan mengatur resistansi yang masuk IC 555 yang berfungsi sebagai multivibrator astabil. Output dari multivibrator astabil berupa data 0 dan 1 sebagai input dari motor servo. Jika temperatur pada sensor PTC semakin tinggi atau semakin rendah, maka frekuensi pada multivibrator astabil akan berubah dan arah putaran motor servo akan berubah juga.  

Gambar 5. Implementasi sensor NTC dengan Motor Servo

Pada Gambar 5 sensor NTC berfungsi sebagai pengatur arah putaran motor servo dengan mengatur resistansi yang masuk IC 555 yang berfungsi sebagai multivibrator astabil. Output dari multivibrator astabil berupa data 0 dan 1 sebagai input dari motor servo. Jika temperatur pada sensor NTC semakin tinggi atau semakin rendah, maka frekuensi pada multivibrator astabil akan berubah dan arah putaran motor servo akan berubah juga.

Implementasi Sensor NTC dan PTC dengan Motor Stepper

gambar 6. Implementasi sensor PTC dengan Motor Stepper

Pada Gambar 6. sensor PTC berfungsi sebagai pengatur arah putaran motor stepper dengan mengatur resistansi yang masuk IC 555 yang berfungsi sebagai multivibrator astabil. Output dari multivibrator astabil berupa data 0 dan 1 sebagai input dari driver motor stepper yang berupa dua D flip-flop yang nantinya akan mengatur perputaran motor stepper. Jika temperatur pada sensor PTC semakin tinggi atau semakin rendah, maka frekuensi pada multivibrator astabil akan berubah dan arah putaran motor stepper akan berubah juga. 

Gambar 7. Implementasi sensor PTC dengan Motor Stepper

Pada Gambar 7. sensor NTC berfungsi sebagai pengatur arah putaran motor stepper dengan mengatur resistansi yang masuk IC 555 yang berfungsi sebagai multivibrator astabil. Output dari multivibrator astabil berupa data 0 dan 1 sebagai input dari driver motor stepper yang berupa dua D flip-flop yang nantinya akan mengatur perputaran motor stepper. Jika temperatur pada sensor NTC semakin tinggi atau semakin rendah, maka frekuensi pada multivibrator astabil akan berubah dan arah putaran motor stepper akan berubah juga.

Implementasi Sensor NTC dan PTC dengan sistem kendali On / Off dan Analog

Gambar 8a. Implementasi sensor NTC dengan kendali analog

 

Gambar 8b. Implementasi sensor NTC dengan kendali on / off

Pada Gambar 8 (a) dan (b) sensor NTC berfungsi menyalakan LED. Prinsip kerja dari rangkaian Gambar 8 (a) adalah output dari resistansi sensor NTC dan R1 sebagai rangkaian pembagi tegangan nantinya akan dimasukkan ke rangkaian penguat non inverting untuk menaikkan output tegangan dari rangkaian pembagi tegangan. Kemudian di dibandingkan dengan rangkaian komparator yang berfunsi sebagai pembanding tegangan antara output dari rangkaian pembagi tegangan dengan potensiometer (RV1). Jika temperatur pada sensor NTC semakin tinggi, maka LED akan mati sesuai dengan karakteristik sensor NTC dan sebaliknya.

Sedangkan pada Gambar 8(b) sensor NTC berfungsi menyalakan LED secara ON/OFF. Prinsip kerja dari rangkaian Gambar 8(b) adalah output dari resistansi sensor NTC dan R1 sebagai rangkaian pembagi tegangan nantinya akan dimasukkan ke rangkaian penguat non inverting untuk menaikkan output tegangan dari rangkaian pembagi tegangan. Output dari rangkaian penguat non inverting selanjutnya dimasukkan ke transistor TIP31 (NPN) yang berfunsi sebagai saklar dan dihubungkan ke relay. Jika temperatur pada sensor NTC semakin tinggi, maka LED akan mati dan sebaliknya.  

gambar 9a. Implementasi sensor PTC dengan kendali analog

 

Gambar 9b. Implementasi sensor PTC dengan kendali on / off

Pada Gambar 9 (a) dan (b) sensor PTC berfungsi menyalakan LED secara analog. Prinsip kerja dari rangkaian Gambar 9(a) adalah output dari resistansi sensor PTC dan R1 sebagai rangkaian pembagi tegangan nantinya akan dimasukkan ke rangkaian penguat non inverting untuk menaikkan output tegangan dari rangkaian pembagi tegangan. Kemudian di dibandingkan dengan rangkaian komparator yang berfunsi sebagai pembanding tegangan antara output dari rangkaian pembagi tegangan dengan potensiometer (RV1). Jika temperatur pada sensor PTC semakin tinggi, maka LED akan menyala sesuai dengan karakteristik sensor PTC dan sebaliknya.

Sedangkan Pada Gambar 9 (b) sensor PTC berfungsi menyalakan LED secara ON/OFF. Prinsip kerja dari rangkaian Gambar 9(b) adalah output dari resistansi sensor PTC dan R1 sebagai rangkaian pembagi tegangan nantinya akan dimasukkan ke rangkaian penguat non inverting untuk menaikkan output tegangan dari rangkaian pembagi tegangan. Output dari rangkaian penguat non inverting selanjutnya dimasukkan ke transistor TIP31 (NPN) yang berfunsi sebagai saklar dan dihubungkan ke relay. Jika temperatur pada sensor PTC semakin tinggi sampai batas temperature 240°C, maka LED akan menyala dan jika temperatur pada sensor PTC diatas batas temperature 240°C, maka LED akan mati.

Abdurrahman Rasyid, S.Pd.

Lulusan Teknik Elektro yang hobi ngoprek komputer, gadget, dan traveling

Share this post