Desain Sirkuit Sensor Panas Tepat: Operasi & Panduan Membangun Langkah demi Langkah

Demikian pula, Anda dapat merasakan panas dan kenaikan suhu; perangkat elektronik dapat melakukan hal yang sama. Tidak seperti tubuh Anda yang bergantung pada proses biologis, perangkat elektronik menggunakan sensor suhu, dan sensor suhu memiliki penggunaan yang luas. Jika Anda adalah penggemar listrik yang haus akan mengetahui lebih banyak tentang sirkuit sensor panas, ini adalah untuk Anda.

1. Apa Itu Sirkuit Sensor Panas?

Sirkuit sensor suhu ada dalam sensor panas. Ini memberitahu seseorang ketika suhu meningkat dan melebihi nilai tertentu dengan bantuan LED yang berkedip atau busa. Kami dapat mengatakan ini bekerja sebagai alat peringatan, misalnya, dalam detektor asap.

Detector resistansi suhu atau termokopel menggunakan sinyal listrik untuk memberikan pembacaan suhu derajat Celsius.

 Sirkuit pengukuran suhu ada di mana-mana di dunia digital saat ini, dari komputer hingga peralatan dapur canggih. Mereka diperlukan karena panas berlebihan berpotensi merusak komponen mahal dalam perangkat elektronik. Sensor panas juga penting dalam meningkatkan sistem keamanan.

2. Maka, Bagaimana Sirkuit Sensor Panas Bekerja?

Sirkuit sensor suhu sederhana biasanya bertujuan untuk merasakan panas di sekitarnya. Kerja meter suhu bergantung pada tegangan output yang melewati dioda, yang berarti perubahan suhu secara proporsional dengan resistansi dioda. Semakin tinggi suhu, semakin besar resistansinya dan sebaliknya.

Anda dapat menyesuaikan tingkat ambang dengan resistor variabel.

Diagram di bawah ini mewakili diagram sirkuit sensor panas dasar yang menggunakan termistor tipe Koefisien Suhu Negatif (NTC). NTC bertanggung jawab atas penurunan nilai resistansi ketika suhu naik. Video ini memiliki informasi lebih lanjut tentang NTC dan cara mengujinya.

Diagram sirkuit terintegrasi sensor panas.

Komponen dalam sirkuit adalah:

1. Termistor NTC 2.2KΩ
2. Resistor Variabel 10KΩ
3. Transistor BC547 (NPN)
4. Busa 9V
5. Kapasitor 1uF/16V
6. Baterai 9V

Transistor BC57 menyala busa ketika panas melebihi rentang suhu yang ditetapkan dan mematikannya ketika panas jatuh di bawah batas.
Basis transistor mendapatkan bias dari baterai dengan termistor bersama resistor variabel. Busa, di sisi lain, terhubung ke output transistor.
Saklar menyala sirkuit.

3. Jenis dan aplikasi sensor panas

Sensor panas membagi dua kategori berdasarkan operasinya. Mereka adalah; 

1. Detektor laju naik panas
2. Detektor suhu tetap

I. Detektor suhu tetap 

Detektor ini menggunakan dua termokopel sensitif panas dan satu memantau transfer panas dengan konveksi atau radiasi, dan satunya lagi memantau panas dari lingkungan.
Detektor panas akan beroperasi terlepas dari suhu awal, dan suhu naik dari 12˚ hingga 15˚F per menit. Jika ada kemungkinan untuk menentukan nilai ambang detektor panas, kita dapat mengoperasikan detektor dalam kondisi api suhu rendah.

detektor suhu tetap

II. Detektor laju naik panas.

Tidak merespons tingkat pelepasan panas rendah yang sengaja memulai api.
Ia membantu mendeteksi api yang berkembang perlahan karena elemen suhu tetapnya yang bereaksi setiap kali mencapai ambang 136.4˚F atau 58˚C.

detektor laju naik panas

Ada berbagai jenis sensor suhu berdasarkan karakteristiknya. Sensor suhu merasakan panas yang datang dari sistem yang memungkinkan kita merasakan perubahan fisik karena suhu yang datang dari sinyal digital atau analog. tipe sensor dasar adalah;

tipe sensor suhu kontak- perlu berada dalam kontak fisik dengan objek untuk mendeteksi cairan, padat, atau gas pada rentang luas melalui konduksi.

Jenis Sensor Suhu Non-kontak– mendeteksi perubahan suhu menggunakan radiasi dan konveksi. Ia dapat menggunakan radiasi inframerah untuk melihat gas dan cairan yang memancarkan.

4. Bagaimana Kita Membangun Sirkuit Sensor Panas Dasar?

Anda dapat membangun sensor panas dasar yang efektif. Barang untuk membuatnya mudah diakses.

Langkah pertama adalah menyiapkan bagian-bagian. mereka adalah;

• Transistor BC547
• Dioda 1N4148
• resistor (IEC)
• sebuah transistor NPN
• sebuah baterai 9V untuk suplai daya
• lampu LED
• Potensiometer (IEC)

Anda juga akan membutuhkan desain sirkuit deteksi suhu untuk membantu memetakan di mana komponen diletakkan.

desain sirkuit

Transistor BC547 akan berfungsi sebagai sensor panas. Seiring dengan kenaikan suhu persimpangan p-n, transistor mulai mengkonduksi sebagian.

Dioda 1N4148 dan resistor variabel 1k ohm membantu menetapkan ambang sensitivitas panas. Anda dapat memutar knob jika ingin menyesuaikan sensitivitas.

Ketika suhu melewati tingkat ambang, arus kolektor meningkat, mempengaruhi LED untuk mulai menyala perlahan.

Anda harus menetapkan resistor variabel sebelum Anda mulai menguji sirkuit. Memutar knob sepenuhnya ke satu arah akan mematikan LED, dan memutarnya ke arah yang berlawanan menyala LED. Oleh karena itu, atur potensiometer pada posisi di mana rotasi kecil memulai iluminasi.

 Dengan menggunakan rumus di bawah ini, kita dapat memahami ketergantungan suhu persimpangan p-n dalam transistor.

T = suhu dalam kelvin,

T₀ = suhu referensi,

V_G0 = tegangan bandgap pada nol mutlak,

V_BE0 = tegangan persimpangan pada suhu 

T₀ dan arus I_C0,k = konstanta Boltzmann,

q = muatan pada elektron,

n = konstanta tergantung perangkat.

Tegangan persimpangan adalah fungsi dari kepadatan arus. Kami dapat mendapatkan output tegangan yang sama dengan mengoperasikan kedua persimpangan pada arus yang sama.

Informasi lebih lanjut tentang rumus ini tersedia di sini.

Tegangan Basis-Emitor (VBE) turun sekitar -2,5 mV/°C. Artinya, ada penurunan tegangan antara B dan E.

Jika kita mempersingkat basis, transistor NPN akan mempersingkat (2) dan kolektor (1), bertindak seperti dioda. Dalam hal ini, 2 dan 1 akan berfungsi sebagai terminal positif sementara 3 bertindak sebagai terminal negatif.

Jika kita memelihara sumber tegangan, tegangan akan menjadi fungsi dari suhu di seluruh transistor. 

Konfigurasi pin transistor NPN BC547 dengan 1- kolektor, 2- basis, 3- emitor

Transistor BC547 memiliki suhu operasi hingga 150 derajat Celsius, bekerja pada suhu tinggi sebagai sensor panas. Dengan faktor ini, ini membantu membuat alarm api yang efektif.

5. Keuntungan Sensor Suhu

• Meresepons segera
• Lebih akurat
• Tidak mempengaruhi medium
• Mudah untuk mengkondisikan output

6. Kesimpulan

Dalam kesimpulan, semoga Anda sekarang pengetahuan tentang cara membuat sirkuit terintegrasi sensor panas sederhana. Anda dapat dengan mudah memodifikasi atau menambahkan komponen apa pun pada desain Anda untuk membuatnya sesuai kebutuhan Anda. Jika Anda memiliki pertanyaan atau komentar, silakan hubungi kami di sini.