BAB II
LANDASAN TEORI
Sensor adalah perangkat atau elemen yang mendeteksi, mengukur, atau memantau fenomena fisik atau keadaan lingkungan, dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat diukur atau diinterpretasikan oleh manusia atau sistem elektronik.
Sensor bertindak sebagai antarmuka antara dunia fisik dan dunia digital, memberikan informasi tentang lingkungan atau sistem yang sedang dipelajari.
Sensor suhu adalah jenis sensor elektronik yang digunakan untuk mengukur suhu dalam suatu sistem atau lingkungan. Mereka bekerja dengan mendeteksi perubahan karakteristik fisik yang terkait dengan suhu, seperti resistansi atau tegangan, dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat diukur atau diinterpretasikan.
Sensor suhu dapat memberikan informasi penting dalam berbagai aplikasi, mulai dari pemantauan suhu industri dan kontrol suhu (Mukhtar, 2023: 11-12).
Saat ini, perkembangan teknologi semikonduktor telah berkontribusi signifikan dalam kemajuan sensor, termasuk sensor suhu. Sensor suhu merupakan komponen esensial yang digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari perangkat elektronik konsumen hingga sistem industri dan medis. Terdapat berbagai jenis sensor suhu, dan salah satu yang paling umum serta banyak digunakan adalah termistor. Termistor adalah jenis resistor yang nilai resistansinya berubah seiring dengan perubahan suhu. Terdapat dua jenis utama termistor, yaitu NTC (Negative Temperature Coefficient) dan PTC (Positive Temperature Coefficient).
Karasteristik dari kedua jenis ini memiliki keunikan tersendiri dan aplikasi spesifikasi berdasarkan perubahan resistansi terhadap suhu. NTC thermistor memiliki koefisien suhu negatif. Dalam hal ini, resistansi menurun saat suhu meningkat. Karakterisik NTC sangat sensitif terhadap perubahan suhu kecil, sehingga efisien dan ideal untuk aplikasi memerlukan pengukuran suhu presisi tinggi. NTC thermistor disintesis dari bahan keramik oksida logam semikonduktor, seperti oksida mangan, oksida nikel dan oksiad kobalt. Adapun jenis yang terbuat dari polimer dimana polimer disinteisis dengan partikel semikonduktor yang digunakan untuk membuat NTC thermistor. Ini biasanya diguanakan dalam aplikasi yang memerlukan fleksibilitas mekanik karena sifat dari polimer adalah fleksibel.
Gambar 2.1 Bentuk dan simbol resistor termistor (Sumber : Basri, 2016:8)
Karakteristik utama NTC yaitu sensitivitas tinggi, respon cepat dan ukuran kecil, in i karena NTC dapat mendeteksi fluktuasi suhu kecil dengan ketepatan yang tinggi.
Ditandai dengan respon perubahan suhu yang cepat, menjadikan ideal untuk aplikasi dinamis dan objektif. Serta, keunggulan yang ukuran kecil yang cocok untuk perangkat-perangkat portable dan pengaplikasiannya pada ruang tebatas.
PTC thermistor memiliki koefisien suhu positif, yang maknanya resistansi meningkat saat suhu meningkat. PTC thermistor diguanakan pada beberapa perangkat perlindungan arus lebih dan pengendalian suhu otomatis. Biasanya terbuat dari bahan polimer yang dicampur dengan partikel konduktif atau keramik berbasis barium titanat. Keunggulan utama PTC thermistor meliputi perlindungan o ver-current, dan stabilitas suhu. Alasan keunggulannya karena PTC memiliki fungsi sebagai saklar yang memutuskan arus ketika suhu arus melebihi batas yang ditentukan, mencegah kerusakan pada sirkuit. PTC juga memiliki performa stabilisasi suhu yang baik, memastikan kinerja yang konsisten dalam berbagai lingkungan. Kemudian, pada pengaplikasian pada heater, PTC thermistor dapat mengatur suhu secara otomatis (Hidayat, 2021: 2-3).
Termistor dibuat dari bahan semikonduktor. Cara kerja termistor yaitu ketika suhu meningkat maka resistansi Termistor akan menurun. Hal ini karena termistor terbuat dari bahan semikonduktor yang mempunyai sifat menghantarkan elektron ketika suhu naik. Termistor yang paling sering digunakan untu pengukuran suhu adalah termistor dua kawat meskipun banyak jenis termistor lainnya tetapi termistor dua kawat lebih baik (Basri, 2016: 9).
Termistor dapat digunakan dengan sensor suhu yang memiliki sensitivitas tinggi terhadap perubahan suhu. Termistor terdiri dari dua jenis yaitu NTC dan PTC
Negative Thermistor Coefficient (NTC) merupakan jenis termistor yang mengalami penurunan tahanan ketika suhu meningkat .Oleh sebab itu, Termistor NTC memiliki banyak aplikasi, yaitu sebagai sensor suhu pada air– conditioner (AC), perangkat elektronik, pengukur suhu, pembatas arus listrik, sensor aliran air, dan sensor tekanan. Termistor biasanya diproduksi dalam bentuk film tipis, film tebal dan pelet. Pembuatan termistor dengan teknik screen printing pada substrat akan menghasilkan termistor dalam bentuk film tebal. Sedangkan pembuatan termistor dengan cara pressing sintering akan menghasilkan termistor dalam bentuk pelet.
Termistor yang memiliki kualitas baik adalah termistor dengan respon yang cepat terhadap perubahan temperaturnya. Termistor memiliki dua konstanta yang paling penting, yaitu konstanta termistor (B) dan sensitivitas termistor (α). Kedua konstanta tersebut yang akan menentukan kelayakan termistor untuk dapat digunakan secara komersial. (Putri, 2020: 1-2).
Gambar 2.2 Grafik Hubungan antara Temperatur (T) dan Resistivitas listrik (R) untuk thermistor NTC dan sensor lainnya
(Sumber : Putri, 2020:2)
Termistor ialah komponen semikonduktor yang dibuat dari kombinasi oksida - oksida logam yang diendapkan. Termistor juga termasuk salah satu tipe resistor yang resistansi bermacam-macam dengan temperatur. Termistor dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu Negative Temperature Coefficient (NTC) dan Positive Temperature Coefficient (PTC). Termistor tipe ini mempunyai resistansi menurun apabila temperaturnya naik begitupun sebaliknya, serta berupa kotak. Pada biasanya nilai hambatan sesuatu bahan berganti terhadap temperatur.
Nilai resistansi suatu material dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu panjang material, luas penampang potongannya, bahan yang digunakan dan temperatur.
Untuk kenaikan temperatur yang sama, dua bahan yang berbeda jenis akan
mengalami perubahan nilai hambatan yang berbeda pula. Perihal ini dipengaruhi oleh sesuatu besaran yang dinamai koefisien temperatur. Hubungan antara besar hambatan dengan temperatur suatu bahan semikonduktor didekati dengan persamaan (Nurhayati., 2022: 1-2).
RT=R0eb ∆ T Keterangan :
RT = Hambataan pada suatu temperatur mutlak
R0 = Hambatan pada temperatur referensi (suhu kamar 25°C) b = Koefisien temperatur
T = Temperatur (°K)
DAFTAR PUSTAKA
Basri, I. Y., & Irfan, D. (2016). Komponen Elektronika. Padang: Sukabina Press Hidayat Dg Manarang, M. I., & Prasepvianto Estu Broto. (2021). Jurnal Sains
Fisika. Jurnal Sains Fisika, 1(2), 42–52. Http://Journal.Uin- Alauddin.Ac.Id/Index.Php/Sainfis
Mukhtar, A., Hermana, R., Burhanudin, A., & Setyoadi, Y. (2023). Sensor Dan Aktuator: Konsep Dasar Dan Aplikasi. Cv Widina Media Utama, 1.
Nurhayati, Safira, W., & Lahuddin, R. (2022). Analisis Perbedaan Suhu Dan Resistansi Pada Dingin Dan Media Panas. Jurnal Pendidikan Fisika Dan Fisika Terapan, 3(1), 1–5.
Putri, R. S., & Syarif, D. G. (2020). Pengaruh Penambahan Zro 2 Terhadap Karakteristik Termistor Ntc. Pillar Of Physics, 10, 86–93.
