Mengenal Sensor Suhu LM35 dan Cara Kerjanya (Lengkap)

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt.

Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dan dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian kontrol yang sangat mudah.

IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan suhu.

Sensor ini berfungsi sebagai pengubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.

Apakah sensor suhu LM35 perlu dikalibrasi?

IC LM 35 ini tidak memerlukan proses kalibrasi atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat Celsius pada temperatur ruang.

Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C. IC LM35 penggunaannya dapat dikatakan sangat mudah, dapat dialiri arus sebesar 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.

Cara Kerja Sensor Suhu LM35

Dalam praktiknya proses antarmuka sensor LM35 dapat dikatakan sangat mudah. Pada IC sensor LM35 ini terdapat tiga buah pin kaki yakni Vs, Vout dan pin ground.

Dalam pengoperasiannya pin Vs dihubungkan dengan tegangan sumber sebesar antara 4 – 20 volt sementara pin Ground dihubungkan dengan ground dan pin Vout merupakan keluaran yang akan mengalirkan tegangan yang besarnya akan sesuai dengan suhu yang diterimanya dari sekitar.

Prinsip kerja alat pengukur suhu ini, adalah sensor suhu difungsikan untuk mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dengan kata lain panas yang ditangkap oleh LM35 sebagai sensor suhu akan diubah menjadi tegangan.

Source: LM35 Datasheet

Diagram sirkuit ditunjukkan di atas. Secara singkat, ada dua transistor di tengah gambar. Yang satu memiliki sepuluh kali luas emitor yang lain. Ini berarti ia memiliki sepersepuluh dari kerapatan arus, karena arus yang sama mengalir melalui kedua transistor. Ini menyebabkan tegangan melintasi resistor R1 yang sebanding dengan suhu absolut, dan hampir linier melintasi rentang yang kita pedulikan. Bagian "hampir" ditangani oleh sirkuit khusus yang meluruskan grafik tegangan versus suhu yang sedikit melengkung.

Penguat di bagian atas memastikan bahwa tegangan di dasar transistor kiri (Q1) sebanding dengan suhu absolut (PTAT) dengan membandingkan keluaran kedua transistor. Amplifier di sebelah kanan mengubah suhu absolut (diukur dalam Kelvin) menjadi Fahrenheit atau Celsius, tergantung pada bagiannya (LM34 atau LM35). Lingkaran kecil dengan "i" di dalamnya adalah rangkaian sumber arus konstan. Kedua resistor dikalibrasi di pabrik untuk menghasilkan sensor suhu yang sangat akurat. 

Kepada kawan-kawan saya mohon maaf karena penjelasan tentang cara kerja LM35 sebelumnya kurang tepat, namun sekarang sudah diperbaiki walaupun tidak begitu mudah untuk dipahami karena merupakan hasil terjemahan dari laman berbahasa Inggris, sumber kutipan telah saya berikan dibawah jika kawan-kawan tertarik.

Dikutip dan diterjemahkan dari sumber: 

Require explanation for temperature sensor(LM35) internal circuit. | Forum for Electronics (edaboard.com)

LM35 Datasheet from Texas Instruments

Spesifikasi Sensor Suhu LM35

• Kalibrasi dalam satuan derajat Celsius.
• Linearitas +10 mV/ º C.
• Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
• Range +2 º C – 150 º C.
• Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
• Arus yang mengalir kurang dari 60 μ A.

Cara Menggunakan Sensor Suhu LM35 dengan Arduino

Karena keluaran sensor suhu LM35 adalah tegangan, jadi sensor ini dapat digunakan bersama mikrokontroler seperti papan Arduino.

Pada bagian ini kita hanya akan membahas sekilas tentang cara menggunakan sensor suhu LM35 dengan Arduino.

Untuk cara menggunakan sensor suhu LM35 dengan Arduino yang lebih lengkap dapat dilihat pada artikel saya sebelumnya: Menggunakan Sensor Suhu LM35 dengan Arduino + LCD.

Skematik - Menggunakan Sensor Suhu LM35 dengan Arduino

Kaki tengah sensor suhu LM35 yang merupakan output sensor terhubung ke port A1 Arduino Uno.

Kode Program - Menggunakan Sensor Suhu LM35 dengan Arduino

const int sensor = A1;
int tempc;
float tempf;
float vout;
float adc;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("https://mahirelektro.com");
  Serial.println("Tutorial Arduino: Mengakses sensor suhu LM35");
  Serial.println(" ");
  pinMode(sensor, INPUT);
  delay(800);
}

void loop() {
  adc = analogRead(sensor);
  vout = adc / 1023 * 5;
  tempc = vout * 100;
  tempf = (tempc * 1.8) + 32;

  Serial.print("Suhu (Celcius)= ");
  Serial.print(tempc);
  Serial.println(" °C");

  Serial.print("Suhu (Fahrenheit)= ");
  Serial.print(tempf);
  Serial.println(" °F");
  Serial.println(" ");
  delay(500);
}

Karakteristik Sensor Suhu LM35

Sensor suhu LM35 memiliki karakteristik sebagai berikut.

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam Celsius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki kesalahan hanya sekitar ± ¼ ºC.