BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Teknologi dalam era globalisasi setiap harinya mengalami perkembangan yang dinamis, salah satu bentuk dari perkembangan teknologi tersebut terutama di bidang industri yang membutuhkan banyak peralatan untuk mendukung hasil produksinya. Untuk menghasilkan produksi yang maksimal digunakan sensor sebagai pendukungnya. Sensor didefinisikan sebagai suatu alat yang dapat mengubah besaran fisis menjadi besaran listrik. Sensor memiliki beberapa jenis dan karakteristik yang berbeda-beda, diantaranya adalah sensor suhu, sensor cahaya, dan sensor kecepatan. Sensor cahaya digunakan untuk merubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Sensor kecepatan digunakan untuk mengubah besaran gerak menjadi besaran listrik. Sensor suhu digunakan untuk merubah besaran suhu menjadi besaran listrik. Sensor suhu dalam dunia instrumentasi dan control digunakan untuk mendeteksi fenomena perubahan suhu. Ada beberapa jenis sensor suhu yaitu thermocouple, resistance temperature detector ( RTD), LM35 dan termistor. Dari ke empat jenis sensor suhu tersebut memiliki karakteristik yang berbeda-beda dan mempunyai kelebihan masing-masing. Sensor suhu yang sering digunakan pada alat elektronik adalah termistor. Termistor merupakan sensor pasif yang memiliki sensitivitas tinggi terhadap perubahan suhu. Sensor ini terbuat dari bahan semikonduktor yang merupakan campuran dari oksida-oksida logam yang diendapkan seperti mangan (Mn), nikel (Ni), tembaga (Cu), besi (Fe) dan uranium (U). Pada termistor, membutuhakan sistem satu daya dan pengkondisi sinyal karena outputnya masih berupa hambatan pengaruh dari perlakuan suhu.respon termistor terhadap perubahan suhu biasanya tidak linier sehingga membutuhan metode untuk melinearisasi sebelum digunakan secara langsung (Warsito, 2010). Termistor dibedakan menjadi dua, yaitu termistor yang mempunyai koefisien suhu negatif yang biasanya disingkat negative temperature coefficient ( NTC), dan 1
2 termistor yang mempunyai koefisien temperatur positif yang biasa disingkat positive temperature coefficient (PTC). Sensor PTC merupakan suatu resistor yang mempunyai koefisien suhu positif yang sangat tinggi. Nilai resistansi PTC akan semakin tinggi pada saat perubahan suhu disekitarnya semakin tinggi (Syahputra,2014). Dalam pengaplikasiannya sensor PTC membutuhkan proses kalibrasi. Dengan dikalibrasi maka bisa diketahui seberapa menyimpang nilai sebenarnya dengan standar penunjukan yang ada.hal ini sangat perlu dalam melindungi jaminan mutu suatu produk. Salah satu cara untuk kalibrasi sensor PTC tersebut menggunakan rangkaian jembatan Wheatstone. Rangakaian jembatan wheatstone tersusun dari empat buah hambatan yaitu R1 dan R2 merupakan lengan pembanding, sedangkan R3 adalah lengan Standar dan R4 adalah tahanan yang tidak diketahui besarnya. Pada keadaan setimbang, galvanometer akan menunjukkan angka nol. Hal tersebut dikarena tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer. (Soedojo, 2004). Konfigurasi dalam jembatan wheatstone dapat berupa Two-Wire Connections, Three-Wire Connections, Four-Wire Connections (Raharjo, 2014). Penelitian dengan menggunakan sensor termistor PTC penting dilakukan karena akan mempengaruhi kinerja suatu alat dalam bidang industri, metode yang tepat akan mendapat hasil yang akurat dan presisi, sehingga pengukuran yang dilakukan mendapatkan hasil yang baik. Berdasarkan penjelasan diatas penulis melakukan penelitian yang berjudul Perbandingan konfigurasi 2 kawat dan 3 kawat pada pengukuran suhu dengan sensor PTC menggunakan jembatan wheatstone untuk melihat hasil pengujian sensor termistor PTC dilakukan dengan perbandingan konfigurasi 2 kawat dan 3 kawat.
3 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah di uraikan di atas maka dalam permasalahan utama dari penelitian tugas akhir ini adalah : 1. Bagaimanakah karakteristik dari sensor termistor PTC? 2. Bagaimana kemampuan rangkaian jembatan wheatstone yang digagas dalam mengkarakterisasi sensor PTC? 3. Bagaimanakah perbandingan output sensor menggunakan rangkaian jembatan wheatstone konfigurasi 2 kawat dan 3 kawat? 1.3 Tujuan Adapun tujuan yang ingin dicapai pada penulisan penelitian tugas akhir ini adalah: 1. Mengetahui karakteristik sensor termistor PTC. 2. Mengetahui kemampuan rangkaian jembatan wheatstone yang digagas dalam mengkarakterisasi sensor PTC. 3. Menentukan hasil perbandingan kompensasi suhu dengan rangkaian Jembatan wheatstone konfigurasi 2 kawat dan 3 kawat dengan menggunakan sensor termistor PTC. 1.4 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian tugas akhir (TA) ada tiga manfaat yaitu : 1. Pendidikan Dalam pendidikan dapat digunakan sebagai salah satu rujukan untuk bahan praktikum tentang perbandingan kompensasi suhu dengan rangkaian jembatan wheatstone konfigurasi 2 kawat dan 3 kawat dengan menggunakan sensor termistor PTC. 2. Penelitian dan pengembangan Dalam penelitian dan pengembangan dapat digunakan sebagai bahan acuan atau referensi dalam mengembangkan sensor suhu yang lebih akurat berbasis
4 sensor PTC menggunakan metode jembatan wheatstone konfigurasi 2 kawat dan 3 kawat. 3. Pengabdian masyarakat Dalam pengabdian masyarakat dapat memudahkan industri-industri dalam perancangan sebuah alat sensor suhu agar dapat menjaga kualitas produksinya dan tidak merugikan konsumennya. 1.5 Batasan Masalah Melakukan penelitian ini penulis akan membatasi ruang lingkup permasalahan yang akan ditangani. Adapun ruang lingkup penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium fisika material dan instrumentasi (FISMATEL) FMIPA UGM. 2. Sensor yang digunakan adalah sensor termistor PTC PTGL05AS100K4B51B0. 3. Kompensasi suhu dengan menggunakan rangkaian jembatan wheatstone konfigurasi 2 kawat dan 3 kawat. 4. Pengujian dilakukan dengan menggunakan medium oli. 5. Pengujian dilakukan pada suhu 30 C-150 C menggunakan termometer merk Lutron tipe HT-3006A. 6. Standar yang digunakan adalah datasheet PTC 10Ω. 1.6 Metode Penelitian Pelaksanaan penelitian laporan Tugas Akhir (TA) dengan judul Perbandingan konfigurasi 2 kawat dan 3 kawat pada pengukuran suhu dengan sensor PTC menggunakan jembatan wheatstone melibatkan sejumlah tahapan penelitian, antara lain adalah :
5 1. Studi Literatur Studi literatur dilaksanakan dengan mempelajari jurnal, karya tulis, makalah, artikel, dan buku-buku yang berkaitan dengan penelitian, terutama yang mengenai sensor PTC. 2. Konsultasi Konsultasi dengan dosen pembimbing mengenai penelitian yang dilakukan dan inovasi-inovasi yang bisa diterapkan pada rancangan penelitian. 3. Pengumpulan Bahan Bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan tugas akhir ini diantaranya adalah resistor 10 ohm, kawat, sensor termistor (Positive Temperature Resistance) PTC PTGL05AS100K4B51B0, termometer digital, multimeter digital, oli, kompor listrik, power supply. 4. Perancangan Merancang skema prosesnya dan proses perakitan di lakukan sesuai dengan skema yang telah di buat sebelumnya. 5. Pengujian Menerapkan teori yang telah di peroleh dari studi-studi lainnya yaitu melalui proses perancangan, perakitan dan pengujian rangkaian yang telah dirancang dan dirakit sesuai skema yang telah dibuat. 6. Pembahasan Pembahasan dilakukan dengan cara membahas hasil penelitian yang didapat dari pengujian yang telah dilakukan sebelumnya. Salain itu dilakukan berbagai analisi setelah proses pengambilan data selesai.
6 1.7 Sistematika Penulisan Sistematika yang digunakan dalam penulisan ini terdiri dari enam bab bahasan, yaitu : Bab I Pendahuluan Bab ini berisikan tentang latar belakang dilakukannya penelitian, rumusan masalah, tujuan dan manfaat, batasan masalah, metode penelitian, sistematika penulisan. Bab II Tinjauan Pustaka Bab ini berisi tentang hasil-hasil penelitian sebelumnya yang berhubungan dengan penelitian ini. Bab III Landasan Teori Bab ini berisi beberapa teori mengenai penyusunan tugas akhir ini. teori yang terdapat pada bab ini yaitu teori yang mengenai pengujian Perbandingan konfigurasi 2 kawat dan 3 kawat pada pengukuran suhu dengan sensor PTC menggunakan jembatan wheatstone. Bab IV Metode Penelitian Bab ini berisi tentang pelaksanaan penelitian, bahan dan alat yang digunakan untuk melakukan penelitian, tata laksana penelitian dan metode analisis. Bab V Hasil dan Pembahasan Bab ini berisi data-data dari pengujian analisis dan pembahasan dari hasil pengujian dari rangkaian yang sudah dirancang. Bab VI Penutup Bab ini berisi kesimpulan yang singkat tentang hasil penelitian dan saransaran sehingga sistem ini dapat dikembangkan lebih lanjut dengan harapan dapat digunakan untuk mendukung kehidupan masyarakat. Daftar Pustaka Bab ini berisi referensi yang digunakan untuk melengkapi laporan tugas akhir ini.
7 Lampiran ini. Bab ini berisi lampiran-lampiran yang berkaitan dengan laporan tugas akhir