HASIL DAN PEMBAHASAN
Eksperimen yang dilakukan diawali dengan adalah pengujian rangkaian melalui pengukuran besaran listrik yang berkaitan dengan catu daya rangkaian pengendali suhu. Rangkaian pengendali suhu dengan mengunakan PTC dapat dilihat pada gambar 4. Dalam eksperimen ini menggunkan beban lampu pijar 75 watt/220. Pengujian sistem dengan keseluruhan dilakukan dengan pengujian rangkaian pengendali suhu yang telah di rakit sebelumnya. Pengujian sistem dilakukan dengan menguji cara kerja PTC.
Pada eksperimen saat kondisi pertama sumber tegangan pada beban 220 volt yang diubah menjadi tegangan DC dengan menggunakan trafo lalu tegangan masuk pada diode. PTC dihubungkan dengan triac dan ketika saklar on lampu heater akan menyala dengan suhu ruangan semakin lama akan semakin naik, dan arus pada gate triac akan menghasilkan arus yang besar dan arus pada lampu beban heater akan semakin kecil.
Ketika pengujian dilakukan hasil yang di dapat pada saat pertama kali rangkaian bekerja adalah suhu awal dari lampu 35ºC,dengan tahanan awal 20Ω dan tahanan akhir 500Ω, sedangkan arus pada gate dan arus pada beban mengalami perubahan ketika suhu naik. Hasil pengujian saat rangkaian bekerja dapat dilihat dalam Tabel 1 berikut :
Tabel 1. Saat Pertama Rangkaian Bekerja
Perubahan arus, tegangan, dan suhu terlihat pada Tabel 1. Semakin panas suhu kamar, semakin kecil arus pada gate dan arus pada beban. Sehingga tegangan pada A1 dan A2 semakin besar, maka tegangan A1 dan tegangan pada gate semakin besar, dan tegangan pada Vptc juga ikut semakin besar. Hal ini menunjukkan bahwa rangkaian bekerja sesuai dengan prinsip kerja PTC sebagai sensor suhu. Setelah dilakukan pengujian pertama saat rangkaian awal bekerja maka akan terjadi perubahan suhu yang sesuai dengan prinsip kerja PTC. Hasil pengujian kedua dapat dilihat pada Tabel 2 berikut :
Tabel 2. Saat Lampu Mati
Tabel 2 menunjukkan hasil pengujian rangkaian pengendali dengan menggunakan PTC pada saat lampu mati. Dengan kondisi lampu akan mati ketika mencapai suhu 100ºC. Hal ini menunjukkan bahwa PTC bekerja berdasarkan suhu. Ketika PTC telah memenuhi suhu yang tertentu maka PTC akan bekerja dan lampu akan off. Arus gate, arus beban dan arus gate mencapai 0 A, karena dihambat oleh PTC. Ketika sensor PTC mencapai batas maksimum suhu yaitu 100º maka fungsi sensor berubah menjadi saklar dan akan memutuskan aliran dan lampu akan mati sehingga suhu pada ruangan akan turun dan arus pada triac akan turun. Sedangkan tegangan pada A1-A2 konstan 220 V karena tidak terpengaruhi oleh beban.
Setelah dilakukan pengujian saat lampu mati telah selesai kemudian suhu akan turun mencapai suhu 50º, sehingga lampu yang menjadi indikator akan menyala. Pada suhu 50º C dan 55º C arus pada gate dan beban masih 0 A, karena masih terhambat oleh PTC, namun pada saat suhu berada pada 60º C arus gate dan arus beban semakin besar kembali. Hasil pengujian ketika lampu menyala lagi dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Saat Lampu Menyala Lagi
Tabel 3. menunjukkan hasil pengujian ketika lampu menyala lagi. Arus gate dan arus beban pada suhu 60º-100º mengalami peningkatan sesuai dengan prinsip kerja PTC. Ketika sensor suhu kembali normal maka saklar secara otomatis akan on kembali. Suhu ruang mengalami perubahan secara bertahap dengan arus gate akan tinggi secara bertahap, namun arus pada beban rendah dan konstan. Arus gate menunjukkan 0.28 mA, Tegangan pada A1-A2 3.1 volt, tegangan pada A2-gate 80 volt, dan tegangan pada PTC menunjukkan 5 volt. Arus pada b (Ib) selama menyala lagi memiliki arus yang sama yaitu 0.2 A.
Eksperimen sistem kendali suhu menggunakan Positive Temperature Coefficient (PTC) telah sesuai dengan teori PTC dimana setelah kondisi awal lampu menyala hingga mencapai suhu 100º dengan arus gate mengalami perubahan, dan dengan arus beban tergolong tetap. Saat suhu ruangan mencapai batas maksimum maka saklar akan otomatis off, dan lampu yang menjadi indikator akan mati. Dan arus pada gate akan konstan. Ketika suhu rendah mencapai batas 60ºC maka saklar akan kembali on dengan otomatis. Dan arus pada gate dan beban akan kembali normal. Sedangkan tegangan pada A1-A2 gate kembali normal.
Eksperimen diawali dengan merangkai rangkaian elektronika sesuai dengan modul, dimana eksperimen pertama dilakukan dengan kondisi pertama sumber tegangan pada beban 220 volt yang diubah menjadi tegangan DC dengan menggunakan trafo lalu tegangan masuk pada diode. PTC dihubungkan dengan triac dan ketika saklar on lampu heater akan menyala dengan suhu ruangan semakin lama akan semakin naik, dan arus pada gate triac akan menghasilkan arus yang besar dan arus pada lampu beban heater akan semakin kecil.
KESIMPULAN
Sistem kendali suhu menggunakan Positive Temperature Coefficient (PTC) merupakan sistem kendali suhu otomatis yang menggunakan TRIAC sebagai pengendali daya dan PTC sebagai pemicu perubahan tahanan yang berada di dalamnya. Jika TRIAC sedang OFF, arus tidak dapat mengalir diantara terminal-terminal utamanya, atau dengan kata lain saklar terbuka. Jika TRIAC sedang ON, maka dengan tahanan yang rendah arus mengalir dari satu terminal ke terminal lainnya dengan arah aliran tergantung dari polaritas tegangan. Sehingga dapat diketahui bahwa kerja TRIAC dipengaruhi oleh besarnya arus pada gate dan arus gate akan hambatan pada PTC. Sehingga ketika suhu ruangan yang ada di sekitar PTC naik atau panas maka hambatan naik dan jika suhu ruangan yang ada di sekitar PTC turun maka hambatan PTC turun.
DAFTAR PUSTAKA
Aritra De. (2012). Water Temperature Controller Using Microcontroller and Correction Using Fuzzy Logic. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. Volume 2. Issue 6. June. 2012.
Asch, G. et al. Les capteurs en instrumentation industrielle, (1998) Dunod Paris, cinquième édition,.
Bhakti Yudho S, Hikmarika H., Dwijayanti S., Purwanto. (2013). Aplikasi Perbandingan Pengendali P, PI, dan PID Pada Proses Pengendalian Suhu Dalam Sistem Mini Boiler. Jurnal Amplifier. Vol.3. No. 2. November. 2013.
Bogdan Levarda, Cristina Budaciu. (2010). The Design Of Temperature Control System Using PIC18F4620. Buletinul Institutului Politehnic Din Iasi. Volume 4.
Buchla, D. and McLachlan, (1992) Applied electronic instrumentation and measurement, Macmillan Publishing company USA,.
Dally, J.W. , Riley, W.F. and McConnell, K.G (1993)., Instrumentation for engineering measurements, INC. New York, second edition,.
Erinofiardi, Nurul Iman Supardi, Redi. (2012). Penggunaan PLC Dalam Pengontrolan Temperatur, Simulasi Pada Prototype Ruangan. Volume 2. Nomor 2. Juli. 2012.
Ilmawan Mustaqim, M.T. Hartoyo. (2014). Pembuatan Rangkaian Sensor Suhu Menggunakan Thermoelectric Cooler Berbasis Mikrokontroler Sebagai Modul Praktek Mata Kuliah Sensor dan Transduser. PROCEEDINGS SEMINAR NASIONAL PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO 2014.
J. W. Jeong and Y. L. Lee. (2015). A Study On The Efficiency Of High Voltage PTC Heaters For Electric Vehicles. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. Volume 10. No. 6. 2015.
Kazuhiro Mimura. (2008). Temperature Control of Semiconductor Processing Machine. Komatsu Technical Report. Volume 54. No. 161. 2008.
Om Prakash Verma, Himanshu Gupta. (2012). Fuzzy Logic Based Water Bath Temperature Control System. International Journal of Advanced Research in Computer Science and Software Engineering. Volume 2. Issue 4. April. 2012.
P.Singhala, D. N. Shah, B. Patel. (2014). Temperature Control using Fuzzy Logic. International Journal of Instrumentation and Control System (IJICS). Volume 4. No. 1. January. 2014.
Serway, R.A, Jewett, J.W. (2004). Physic for Scientists and Engineers, Six Edition. California: Thomson Brook/Cole.
Srismrita Basu. (2012). Realization of Fuzzy Logic Temperature Controller. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. Volume 2. Issue 6. June. 2012.
Kembali Ke-Part I