Menggunakan Sensor Suhu DS18B20 dengan Arduino

DS18B20 adalah sensor suhu yang dibuat oleh Maxim Integrated (sebelumnya Dallas Semiconductor). Sensor suhu DS1820 sangat populer untuk proyek elektronik dan aplikasi industri karena memiliki keunggulan yaitu dirancang untuk pengukuran suhu yang akurat dengan kemampuan untuk berkomunikasi melalui protokol 1-Wire.

Fitur yang dimiliki oleh sensor suhu DS1820 adalah:

1. Komunikasi 1-Wire: Ini memungkinkan sensor untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui hanya 1 kabel. Fitur ini sangat berguna untuk mengurangi kebutuhan wiring dalam proyek dan memungkinkan beberapa sensor berbagi jalur data yang sama.
2. Rentang Pengukuran Suhu Luas: DS18B20 mampu mengukur suhu antara -55°C hingga +125°C
3. Memiliki akurasi ±0.5°C dalam rentang suhu -10°C hingga +85°C.
4. Resolusi yang Dapat Diprogram: Sensor ini menawarkan resolusi pengukuran yang dapat dipilih dari 9-bit hingga 12-bit, memberikan keseimbangan antara resolusi dan waktu konversi suhu.
5. Miliki ID Unik 64-bit: Setiap sensor DS18B20 dilengkapi dengan kode unik 64-bit. Karena setiap sensor memiliki ID unk yang berbeda sehingga memungkinkan identifikasi yang spesifik dalam sistem yang terdiri dari banyak sensor.

Sensor suhu DS18B20 di pasaran tersedia dalam beberapa bentuk fisik berbeda untuk memenuhi kebutuhan aplikasi yang beragam.Ada tiga bentuk utama dari sensor ini yaitu:

1. TO-92

Bentuk ini mirip dengan transistor kecil dengan tiga kak. Ini adalah versi DS18B20 yang sering digunakan dalam aplikasi di mana sensor akan dipasang pada papan sirkuit cetak (PCB) atau menggunakan socket. Versi TO-92 mudah untuk disolder dan cocok untuk penggunaan dalam ruangan.

2. Waterproof

Sensor DS18B20 waterproof biasanya ditemukan dalam bentuk probe stainless steel yang panjang, dengan sensor yang tertanam di ujung probe dan kabel yang terhubung di ujung lainnya. lapisan stainless steel membuatnya tahan terhadap kelembaban, korosi, dan bahan kimia, menjadikannya ideal untuk pengukuran suhu dalam cairan atau dalam kondisi lingkungan yang keras seperti di luar ruangan, dalam sistem hidroponik, atau di dalam tangki.

3. SMD (Surface-Mount Device)

Versi SMD dari DS18B20 dirancang untuk pemasangan permukaan langsung pada PCB dan biasanya memiliki 8 pin kaki. DS18B20 tipe SMD biasanya memiliki dua jenis paket yaitu SO (Small Outline) biasanya dengan kode DS18B20Z, dan µSOP (Micro Small Outline Package) dengan kode DS18B20U. Perbedaan utama antara SO dan µSOP terletak pada ukuran fisik dan jarak antar kaki (pitch) dari paket tersebut. Tipe SO memiliki ukuran lebih besar dan jarak kaki lebih renggang.

Gambar 1 : Bentuk sensor DS18B20

Membaca sensor DS18B20 dengan arduino

Kita bisa membaca sensor DS1820 dengan menggunakan arduino. Sebelumnya ada beberapa spesifikasi sensor suhu DS18B20 yang perlu kita perhatikan:

• Power supply : 3V – 5,5 V
• Konsumsi arus : 1 mA
• Range suhu : -55 sampai 1250C
• Akurasi : ±0,5%
• Resolusi : 9 – 12 bit
• Waktu konversi : < 750 ms

Atau untuk lebih lengkapnya bisa kita baca Datasheet sensor DS18B20.

BACA JUGA : Cara Menjalankan Motor Servo Menggunakan Arduino dengan dan tanpa Library

Sensor DS18B20 umumnya memiliki 3 kaki yaitu :

• Kaki VDD dihubungkan ke power suppy dengan tegangan sebesar 3V samapi 5,5 V
• kaki GND di hubungkan ke ground atau 0V
• kaki DQ yaitu output data dari sensor

Gambar 2 : Pinout sensor suhu DS18B20

Jika di hubungkan dengan arduino maka kita membutuhkan 1 buah resistor pullup dengan hambatan sebesar 4k7. Resistor ini di hubungkan antara kaki DQ dengan kaki VDD. Berikut adalah contoh wiring sensor DS18B20 yang di hubungkan dengan arduino nano :

Gambar 3 : Wiring sensor DS18B20 dengan arduino

Untuk mempermudah dalam memprogram dengan arduino, kita membutuhkan 2 library yaitu OneWire dan DallasTemperature. Jika belum terinstall silahkan instal melalui LIBRARY MANAGER atau melaluiSketch -> Include Library -> Manage Libraries.

Ketik program di bawah ini pada aurduino IDE kita :

#include <OneWire.h>

#include <DallasTemperature.h>

// Mendefinisikan pin yang terhubung ke data sensor DS18B20

#define ONE_WIRE_BUS 12

// Membuat instance dari kelas OneWire

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// Membuat instance dari kelas DallasTemperature

//untuk berkomunikasi dengan sensor suhu melalui objek oneWire

DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup(void) {

  // Menginisialisasi komunikasi serial

  Serial.begin(9600);

  // Menginisialisasi library sensor suhu

  sensors.begin();

}

void loop(void) {

  // Meminta pembacaan suhu dari sensor DS18B20

  sensors.requestTemperatures();

  //Membaca suhu dalam Celsius dari sensor pertama(indek 0)

  float temperatureC = sensors.getTempCByIndex(0);

  //Menampilkan ke serial monitor

  Serial.print("suhu dalam celcius");

  Serial.println(temperatureC);

  //Membaca suhu dalam Farenheit dari sensor pertama(indek 0)

  float temperatureF = sensors.getTempFByIndex(0);

  //Menampilkan ke serial monitor

  Serial.print("suhu dalam Farenheit");

  Serial.println(temperatureF);

  delay(1000);

}

Simpan kemudian upload program diatas ke arduino. Lihat hasilnya di serial monitor komputer, jika berhasil maka akan tampil nilai suhu yang terbaca dalam celcius maupun farenheit.

Berikut adalah link hasil simulasi Membaca Sensor DS18B20 dengan Arduino secara online di wokwi.com

Read More

Cara Menentukan Rating Daya Sebuah Resistor

Selain mempunyai nilai hambatan, resistor biasanya juga memiliki rating daya. Rating daya di resistor adalah batas daya maksimum yang bisa ditangani oleh resistor tersebut tanpa mengalami kerusakan karena overheating (panas berlebih). Penting sekali untuk memilih resistor dengan rating daya yang sesuai untuk menghindari kerusakan komponen tersebut dalam sebuat rangkain elektronik. Rating daya ini biasanya dinyatakan dalam watt (W) dan umumnya tersedia dalam nilai-nilai standar seperti 1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, 2W, dan seterusnya.

Lalu bagaimana caranya menentukan nilai rating daya sebuah resistor?. Beberapa resistor memiliki penandaan kode warna atau angka yang juga mencakup informasi tentang rating daya nya.

Gambar 1 : Rating daya tertulis dibadan resistor kapur

BACA JUGA : Cara Membaca Nilai Resistor Kapur atau Keramik.

Tetapi ini tidak semua jenis resistor memilikinya, Jika tidak ada informasi yang jelas pada fisik resistor, ada beberapa cara yang dapat di coba:

1. Ukuran Fisik: Sebagai aturan umum, ukuran fisik resistor berkorelasi dengan rating daya. Resistor yang lebih besar biasanya memiliki rating daya lebih besar. Misalnya, resistor 1/4W biasanya lebih kecil daripada resistor 1W.
2. Referensi Standar: Bandingkan resistor yang tidak diketahui dengan resistor yang memiliki rating daya diketahui. Jika ukurannya serupa, ada kemungkinan rating daya nya juga serupa.
3. Mencari datasheetnya: Jika Kita mengetahui model atau nomor bagian dari resistor, Kita dapat mencari datasheet-nya online untuk mengetahui rating dayanya.
4. Pengujian: Jika informasi tidak tersedia dan kita ingin memastikan nilainya, sebuah pendekatan praktis (meskipun berisiko) adalah menguji resistor dengan secara bertahap meningkatkan daya yang diterapkan sambil memantau suhu dan kinerjanya. Ini harus dilakukan dengan sangat hati-hati untuk menghindari kerusakan pada resistor atau peralatan lain.

BACA JUGA : Cara Membaca Nilai Kode Warna Resistor

Ada beberapa resistor yang biasanya mempunyai hubungan antara ukuran dan bentuk dengan rating dayanya yaitu :

1. Resistor Tetap

Hubungan antara rating daya resistor tetap dengan bentuk dan ukurannya bisa dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 2: Resistor tetap dengan rating daya nya

Dilihat dari gambar diatas dapat di ringkas hubungan antara rating daya dengan ukuran nya adalah:

• Resistor 1/8 Watt berukuran sekitar 3,2 x 1,5 mm
• Resistor 1/4 Watt berukuran sekitar 6,3 x 2,2 mm
• Resistor 1/2 Watt berukuran sekitar 9,2 x 3,2 mm
• Resistor 1 Watt berukuran sekitar 11 x 4 mm
• Resistor 2 Watt berukuran sekitar 15 x 5 mm
• Resistor 3 Watt berukuran sekitar 17 x 6 mm
• Resistor 5 Watt berukuran sekitar 24 x 8 mm

2. Resistor SMD (Surface Mount Devices)

Resistor SMD juga biasanya mempunyai hubungan antara ukuran dan rating dayanya. Gambar dibawah ini adalah hubungan antara rating daya dan ukurannya 

Gambar 3 : Rating daya resistor SMD

BACA JUGA : Cara Menentukan Nilai Resistor SMD (surface mount devices).

Read More

Cara Membaca Nilai Resistor Kapur atau Keramik.

Resistor kapur atau keramik yaitu resistor secara fisik biasanya berbentuk kotak dan berwarna putih. Resistor ini bagian resistifnya adalah berupa inti dengan lilitan menyerupai induktor berwarna putih, dan di lapisi dengan bahan keramik berwarna putih seperti kapur, oleh karena itu resistor ini biasa di sebut dengan resistor kapur.

Gambar 1 : Resistor kapur

Baca Juga : Pengertian dan Jenis Resistor

Untuk menentukan nilai hambatan dari resistor ini paling mudah adalah dengan di ukur langsung dengan ohmmeter. Akan tetapi ada cara lain yaitu dengan cara membaca kode yang tertulis di badan resistor ini. Resistor kapur ditandai dengan kode angka dan huruf. Dari kode tersebut biasanya bisa menentukan 3 karakter nilai dari resistor tersebut. Yaitu nilai daya, nilai hambatan, dan toleransi nilai hambatan.

Gambar 2 : Kode nilai resistor kapur

Secara umum kode angka dan huruf pada resistor kapur di bagi menjadi 3 yaitu :

1. Kombinasi angka dan huruf pertama menunjukkan nilai daya resistor tersebut. Seringnya berupa angka dan diikuti dengan huruf W. Contohnya 5W, 10W, atau 20W ( Perhatikan gambar 2 di atas )

5W menunjukan bahwa resistor memiliki rating daya sebesar 5 Watt
10W menunjukan bahwa resistor memiliki rating daya sebesar 10 Watt.
20W menunjukan bahwa resistor memiliki rating daya sebesar 20 Watt.

2. Kombinasi angka dan huruf kedua adalah kode nilai hambatan. Seperti gambar 2 di atas bagian kode kedua memiliki kode 0Ω5, 33Ω, dan 22R. ini berarti :

0Ω5 = 0,5 Ohm

33Ω = 33 Ohm

22R = 22 Ohm

Beberapa aturan yang harus di ikuti adalah :

• Ω atau R artinya 1 x Ohm
• K artinya 1000 x Ohm. Misalkan ada nilai 2K = 2000 Ohm
• M artinya 1000000 x Ohm. Misalkan ada nilai 1M = 1000000 Ohm
• Jika posisi huruf di tengah berarti selain sebagai kode nilai, huruf ini juga berfungsi sebagai koma. Misalkan 0K5 nilainya adalah 0,5 x 1000 = 500 Ohm

3. Huruf terakhir menunjukan nilai toleransi, dengan ketentuan sebagai berikut :

• J artinya toleransi ± 5 %
• K artinya toleransi ± 10 %
• M artinya toleransi ± 20 %

Baca Juga : 1. Cara Membaca Nilai Kode Warna Resistor

                    2. Cara Menentukan Nilai Resistor SMD (surface mount devices)

Beberapa contoh kode nilai resistor kapur dan cara membacanya:

• 5W68ΩJ = Bernilai 5 Watt dan 68 Ohm dengan toleransi hambatan 5%
• 5W0Ω5J = Bernilai 5 Watt dan 0,5 Ohm dengan toleransi hambatan 5%
• 10W33ΩJ = Bernilai 10 Watt dan 33 Ohm dengan toleransi hambatan 5%
• 5W22RJ = Bernilai 5 Watt dan 22 Ohm dengan toleransi hambatan 5%
• 5W5R6J = Bernilai 5 Watt dan 5,6 Ohm dengan toleransi hambatan 5%
• 5W6.8ΩK = Bernilai 5 Watt dan 6,8 Ohm dengan toleransi hambatan 10%

Read More

Cara Menentukan Nilai Resistor SMD (surface mount devices)

Resistor SMD (Surface Mount Devices) adalah resistor yang di pasang langsung pada permukaan PCB / Papan rangkaian. Resistor SMD terlalu kecil untuk di tandai nilainya dengan kode warna. Oleh karena itu biasanya nilai resistansinya di tentukan dengan 3 cara yaitu: Menggunakan kode 3 digit, Menggunakan kode 4 digit, dan menggunakan sistem Electronic Industries Alliance (EIA) atau disebut EIA-96.

Baca Juga : Cara Membaca Nilai Kode Warna Resistor

1. Cara Membaca Nilai Resistor SMD dengan Kode 3 Digit

Untuk resistor SMD dengan kode 3 digit , Jika semua digit berupa angka maka angka pertama dan kedua menyatakan nilai hambatan atau resistansi. Untuk angka ketiga adalah nilai pengali (10ⁿ), atau jumlah nol yang ditambahkan di belakang nilai angka pertama dan kedua. Dan jika dari 3 digit terdapat satu huruf (biasanya huruf R) dan dua angka, maka letak digit huruf sebagai koma. 

Untuk resistor SMD dengan kode 3 digit ini memiliki toleransi nilai hambatan sebesar 5 %.

Gambar 1 : Resistor dengan kode 3 digit

Sebagai contoh perhatikan gambar diatas, Nilai resistor SMD pada gambar di atas adalah :

472 = 47 X 10² = 4700 Ω = 4,7 kΩ dengan toleransi 5 %

4R2 = 4,2 Ω dengan toleransi 5 %

240 = 24 X 10⁰ = 24 Ω dengan toleransi 5 %

273 = 27 X 10³ = 27000 Ω = 27 kΩ dengan toleransi 5 %

152 = 15 X 10² = 1500 Ω = 1,5 kΩ dengan toleransi 5 %

R22 = 0,22 Ω dengan toleransi 5 %

2. Cara Membaca Nilai Resistor SMD dengan Kode 4 Digit

Untuk menentukan nilai resistor SMD dengan kode 4 digit , caranya hampir sama dengan 3 digit. Yaitu jika semua digit berupa angka maka angka pertama, kedua, dan ketiga menyatakan nilai hambatan atau resistansi. Untuk angka keempat adalah nilai pengali (10ⁿ), atau jumlah nol yang ditambahkan di belakang nilai angka pertama, kedua, dan ketiga. Dan jika dari 4 digit terdapat satu huruf (biasanya huruf R) dan tiga angka, maka letak digit huruf itu adalah sebagai tanda koma.

Untuk resistor SMD dengan kode 4 digit ini memiliki toleransi nilai hambatan sebesar 1 %.

Perhatikan gambar dibawah ini.

Gambar 2 : Resistor SMD 4 digit

Sebagai contoh nilai resistansi resistor SMD pada gambar 2 diatas adalah :

47R2 = 47,2 Ω dengan toleransi 1 %

1051 = 105 X 10¹ = 1050 Ω = 1,05 kΩ dengan toleransi 1 %

4803 = 480 X 10³ = 480000 Ω = 480 kΩ dengan toleransi 1 %

8202 = 820 X 10² = 82000 Ω = 82 kΩ dengan toleransi 1 %

0R22 = 0,22 Ω dengan toleransi 1 %

1002 = 100 X 10² = 10000 Ω = 10 kΩ dengan toleransi 1 %

3. Cara Membaca Nilai Resistor SMD dengan Sistem EIA-96

Resistor SMD dengan kode EIA-96 menggunakan kode 3 digit, dengan aturan sebagai berikut :

Dua digit pertama adalah kode nilai resistansi, yang nilainya harus dicek dan di sesuaikan dengan tabel kode dibawah ini :

Tabel 1 : Kode nilai sistem EIA-96

Kemudian digit ketiga adalah huruf sebagai kode pengali, yang akan dikalikan dengan nilai yang didapatkan dari 2 digit pertama. Adapun nilai kode pengali harus di cek dari tabel di bawah ini :

Tabel 2 : Kode nilai pengali sistem EIA-96

Untuk resistor SMD dengan sistem kode EIA-96 memiliki toleransi nilai hambatan sebesar 1 %.

Contoh :

76X = 604 X 0,1 = 60,4 Ω dengan toleransi 1 %

18C = 150 X 100 = 15 kΩ dengan toleransi 1 %

01Y = 100 X 0,01 = 1 Ω dengan toleransi 1 %

29B = 196 X 10 = 1,96 kΩ dengan toleransi 1 %

01C = 100 X 100 = 10 kΩ dengan toleransi 1 %

34A = 221 X 1 = 221 Ω dengan toleransi 1 %

4. Resistor SMD dengan nilai 0 Ω

Resistor SMD dengan tanda 0, 00, 000 atau 0000 adalah resistor dengan nilai 0 Ω. Resistor ini biasanya digunakan sebagai jumper.

Gambar 3 : Resistor SMD dengan nilai 0 ohm

ARTIKEL TERKAIT :

Pengertian dan Jenis Resistor

Cara Membaca Nilai Kode Warna Resistor

Read More

Cara Membaca Nilai Kode Warna Resistor

Nilai hambatan sebuah resistor ditentukan dengan kode warna, yang diwakili oleh gelang warna yang dipasang melingkar di badan resistor. Ada tiga sistem yang digunakan dalam pemberian kode warna yaitu sistem 4 gelang warna, sistem 5 gelang warna, dan sistem 6 gelang warna.

Pegertian dan Jenis Resistor di bahan pada artikel sebelumnya. Untuk membacanya klik Disini

1. Cara Membaca Resistor dengan 4 Gelang Warna

Gambar 1 : Resistor dengan 4 Gelang Warna

Perhatikan gambar di atas, untuk resistor dengan 4 gelang warna. 2 gelang warna pertama menyatakan nilai hambatan atau resistansi. Gelang ke-3 adalah nilai pengali (10ⁿ), atau jumlah nol yang ditambahkan di belakang nilai gelang pertama dan kedua. Dan gelang warna ke-4 menunjukkan toleransi. Karena ada kemungkinan tertukar untuk menentukan mana gelang ke-1 dan ke-4, caranya adalah perhatikan saja, biasanya gelang warna ke-3 dan ke-4 mempunyai jarak lebih renggang dibanding dengan antar gelang yang lain.

Setiap warna gelang mewakili nilai tertentu. Coba perhatikan tabel untuk resistor empat warna dibawah ini :

Tabel 1 : Tabel nilai warna resistor 4 gelang

Untuk mempermudah menghafalkan urutan warna dari nilai 0 ke 9 bisa di singkat dengan : HIT COK ME JI KU HI BI U A PUT

HIT = hitam, COK = Coklat, ME = Merah, JI = Jingga, KU = Kuning, HI = Hijau, BI = Biru, U = Ungu, A = Abu-abu, PUT = Putih

Contoh menentukan nilai resistor 4 gelang:

Perhatikan lagi Gambar 1, dari gambar nampak dari gelang ke-1 sampai ke-4 yaitu warna Coklat, Hijau, Merah, dan Perak Maka :

Coklat = 1

Hijau = 5

Merah = x 10² atau x 100

Perak = Toleransi 10 %

Jadi hasilnya adalah 1500 Ohm atau 1K5 dengah toleransi 10 %.

Bisa ditulis 1K5 ± 5% atau 1K5 ± 150 Ohm

Atau rentang nilai yang di hasilkan dari resistor dengan kode warna seperti gambar 1 adalah berkisar antara 1350 Ohm sampai 1650 Ohm.

Resistor dengan 4 gelang warna biasanya digunakan untuk standar nilai resistor kelompok E12 dan E24.

2. Cara Membaca Resistor dengan 5 Gelang Warna

Untuk resistor dengan 5 gelang warna, 3 gelang warna pertama menyatakan nilai hambatan atau resistansi. Gelang ke-4 adalah nilai pengali (10ⁿ), atau jumlah nol yang ditambahkan di belakang nilai gelang pertama, kedua, dan ketiga. Kemudian gelang warna ke-5 menunjukkan toleransi. (perhatikan gambar di bawah).

Gambar 2 : Resistor 5 gelang warna

Lalu untuk nilai kode warna dari resistor 5 gelang dapat di lihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 2 : Tabel nilai warna resistor 5 gelang

Contoh menentukan nilai resistor 5 gelang:

Perhatikan  Gambar 2 diatas , dari gambar 2 nampak dari gelang ke-1 sampai ke-5 yaitu warna Coklat, Hijau, Hitam, Merah, dan Coklat Maka :

Coklat = 1

Hijau = 5

Merah = 0

Merah = x 10² atau x 100

Coklat = Toleransi 1 %

Jadi hasilnya adalah 15000 Ohm atau 15K dengah toleransi 1 %.

Bisa ditulis 15K ± 1% atau 15K ± 150 Ohm.

Atau rentang nilai yang di hasilkan dari resistor dengan kode warna seperti gambar 2 adalah berkisar antara 14850 Ohm sampai 15150 Ohm.

Resistor dengan 5 gelang warna biasanya digunakan untuk standar nilai resistor kelompok E24, E48, dan E96.

3. Cara Membaca Resistor dengan 6 Gelang Warna

Cara membaca resistor 6 gelang warna sama dengan resistor 5 warna, tetapi pada resistor 6 gelang warna ada penambahan koefisien suhu pada gelang warna ke-6. Coba perhatikan gambar dibawah ini :

Gambar 3 : Resistor 6 gelang warna

Cara membacanya adalah 3 gelang warna pertama menyatakan nilai hambatan atau resistansi. Gelang ke-4 adalah nilai pengali (10ⁿ), atau jumlah nol yang ditambahkan di belakang nilai gelang pertama, kedua, dan ketiga. Kemudian gelang warna ke-5 menunjukkan nilai toleransi. Dan gelang ke-6 adalah nilai koefisien suhu dengan satuan ppm/°C. Atau part per million per derajad Celsius (Bagian persatu juta per derajad Celsius). Maksud dari ppm/°C adalah perubahan nilai resistor karena perubahan suhu.

Lalu untuk nilai kode warna dari resistor 6 gelang dapat di lihat pada tabel di bawah ini :

Tabel 3 : Tabel nilai warna resistor 6 gelang

Contoh menentukan nilai resistor 6 gelang:

Perhatikan  Gambar 3 diatas , nampak dari gelang ke-1 sampai ke-6 yaitu warna Kuning, Coklat, Merah, Jingga, Coklat, dan Ungu Maka :

Kuning =4

Coklat = 1

Merah = 2

Jingga = x 10³ atau x 1000

Coklat = Toleransi 1 %

Ungu = Koefisien suhu 5 ppm/°C

Hasilnya adalah 412000 Ohm atau 412K dengan toleransi 1 % dan Koefisien suhu 5 ppm/°C.

Bisa ditulis 412K ± 1% atau 412K ± 4K12.

Atau rentang nilai yang di hasilkan dari resistor dengan kode warna seperti gambar 3 adalah berkisar antara 407880 Ohm sampai 416120 Ohm.

Untuk koefisien suhu 5 ppm/°C artinya setiap perubahan 1 °C menyebabkan nilai hambatan resistor seperti pada gambar 3 berubah sebesar 412000 x (5/1000000) = 2,06 Ohm.

Baca juga : Pegertian dan Jenis Resistor

Read More

Pengertian dan Jenis Resistor

Resistor adalah komponen elektronik yang befungsi untuk membatasi atau menghambat aliran arus listrik dalam suatu rangkaian. Resistor termasuk komponen pasif, yaitu komponen yang dapat berfungsi dan bekerja tanpa membutuhkan catu daya atau sumber energi listrik.

Resistor memiliki nilai resistansi tertentu. Nilai resistansi atau biasa di sebut nilai hambatan mempunyai satuan ohm dan dilambangkan dengan Ω (omega). Yang dimaksud dengan 1 Ω adalah nilai hambatan dari suatu rangkaian yang memiliki tegangan 1 Volt dengan arus yang mengalir sebesar 1 Ampere.

Gambar : Berbagai jenis resistor

Berdasarkan nilainya resistor dapat dibagi menjadi 2 yaitu :

1. Resistor tetap / Fixed Resistor
2. Resistor tidak tetap / Variable resistor

Adapun berdasarkan jenis bahan pembuatnya, resistor dapat dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu: Resistor kawat resistif (wirewound), Resistor film logam, Resistor film karbon, Resistor komposisi karbon,dan Resistor keramik.

1. Resistor Tetap / Fixed Resistor

Yaitu resistor yang mempunyai nilai hambatan tetap. Nilai resistor ini sudah di tetapkan oleh pabrik pembuatnya dan tidak bisa di ubah-ubah. Nilai resistansi atau hambatan resistor ini biasanya ditandai dengan gelang kode warna yang terdapat pada badan resistor atau menggunakan kode angka tertentu.

Gambar : Simbol resistor tetap dalam rangkaian listrik

Karakteristik listrik penting dari resistor tetap antara lain :

• Toleransi resistif sebagai persentase nilai nominal dalam ohm
• Disipasi daya atau kemampuan resistor di lewati daya, dalam satuan watt (W)
• Koefisien temperatur dalam parts per million (ppm) per derajat Celsius terhadap perubahan temperatur (ppm/°C)
• Tegangan kerja maksimum dalam volt (V).

Beberapa kriteria tambahan lainnya adalah:

• Gangguan (noise) listrik
• induktansi dan kapasitansi parasitik.

Untuk disipasi daya hampir semua resistor yang digunakan memiliki daya di bawah 5 W dan yang paling umum di bawah 1 W. Ukuran resistor tetap bergantung kepada kemampuan dayanya. Semakin besar batas daya yang dimilikinya makin besar juga ukuran dari resistor. Resistor dengan daya 5 watt memiliki panjang sekitar 25,4 mm dan diameter 6,4 mm. Sementara untuk resistor 1/2, 1/4 dan 1/8 watt memiliki ukuran yang lebih kecil.

Resistor tetap biasanya berbentuk tabung silinder dengan bahan resistifnya berada di tengan dan kedua ujungnya terdapat metal penghubung. Resistor ini di sebut Resistor axial atau yang umum adalah resistor sumbu timah (axial-leaded).

Gambar : Contoh Resistor sumbu timah (axial-leaded).

Selain berbentuk axial resistor juga ada yang berbentuk kotak atau balok seperti resistor array, resistor SMD (Surface Mount Devices), dan resistor keramik atau kapur.

Beberapa jenis bahan resistif untuk resistor tetap adalah resistor kawat resistif (wirewound), resistor film logam, resistor film karbon, dan resistor komposisi karbon .

A. Resistor kawat resistif (wirewound)

Resistor wirewound berupa lilitan kabel resistif pada plastik atau batang keramik. Kawat resistansi yang paling umum digunakan adalah nickel chromium (nichrome). Pada kedua ujung resistor dipasang sumbu timah untuk hubungan dengan rangkaian.

Gambar : Resistor wirewound

Umumnya resistor ini memiliki nilai hambatan dari 10 ohm hingga 1 megaohm dengan toleransi 2 % dan TCR (Temperature Coeffisient of Resistance) sangat rendah yaitu 100 ppm/°C. Untuk resistor wirewound dengan daya lebih dari 5 W memiliki toleransi besar dari 10 %.

Resistor wirewound memiliki keterbatasan untuk aplikasi frekuensi rendah karena memiliki solenoid didalamnya. Selenoid dapat menghasilkan reaktansi induktif dalam rangkaian AC sehingga dapat mengubah nilai resistif DC. Reaktansi induktif pada frekuensi rendah atau menengah ini dapat dikurangi atau dihilangkan dengan membuat lilitan ganda. Cara ini membuat medan indukti berlawanan yang saling melemahkan satu sama lain, sehingga reaktansi induktif dapat dikurangi atau dihilangkan. Contoh aplikasi yang menggunakan resistor ini adalah alat pengukuran DC dan resistor referensi untuk regulator tegangan.

B. Resistor film logam (Metal Film Resistor)

Resistor film logam adalah jenis resistor yang dilapisi dengan film logam yang tipis ke subtrat keramik dan dipotong berbentuk spiral. Nilai resistansinya dipengaruhi oleh panjang, lebar, dan ketebalan spiral logam. Resistor jenis metal film ini merupakan yang terbaik di antara jenis-jenis resistor yang lain. Karena mempunyai tingkat presisi dan stabilitas terbaik.

Resistor film logam dibagi atas dua kelas yaitu: 

• Teloransi 1 % dengan koefisien temperatur 25 hingga 100 ppm/°C. 
• Toleransi 5 % dengan koefisien temperatur 200 ppm/°C. 

Di pasaran, permintaan yang paling banyak untuk resistor jenis ini adalah dengan tingkat daya 1/4 dan 1/8 W dengan nilai resistansi kurang dari 10 kilo ohm. Nilai resistansi resistor ini tersedia hingga 100 mega ohm.

C. Resistor film karbon (Carbon Film Resistor)

Jenis resistor film karbon ini terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah. Nilai hambatan resistor film karbon berkisar di antara 1Ω sampai 10MΩ dengan daya 1/6W hingga 5W. Rendahnya kepekaan terhadap suhu membuat jenis fixed resistor ini dapat bekerja di suhu berkisar dari -55°C hingga 155°C.

Gambar : Resistor film metal dan film karbon

D. Resistor komposisi karbon (Carbon Composition Resistor)

Resistor komposisi karbon terdiri dari sebuah unsur resistif berbentuk tabung dengan kawat atau tutup logam pada kedua ujungnya. Bahan resistifnya dibuat dari campuran serbuk karbon dan bahan isolator dengan bahan pengikat berupa resin. Campuran ini ditempatkan dalam sebuah cetakan yang memiliki logam dikedua ujungnya dan dibakar dalam furnace. Nilai resistansi dari resistor jenis ini ditentukan melalui perbandingan jumlah serbuk karbon dengan bahan isolatornya. Resistor yang sudah jadi kemudian diberi kode warna sesuai dengan nilai resistansinya. 

Gambar : Resistor komposisi karbon

Kelebihan dari resistor ini adalah dapat menahan perubahan temperatur lebih baik karena elemen resistifnya yang besar dan menyerap transien listrik lebih tinggi dibanding resistor jenis lainnya. Sementara itu, kelemahan resistor ini adalah toleransinya cukup besar antara 10 hingga 20 persen dan kecenderungan untuk menyerap uap dalam lingkungan yang lembab sehingga menyebabkan nilainya dapat berubah.

Resistor ini mempunyai koefisien temperatur dengan batas 1.000 ppm/derajat selcius. Karakteristik lain dari resistor ini adalah koefisien tegangan, di mana nilai tahanannya dapat berubah ketika diberi tegangan. 

Resistor jenis ini tersedia dengan nilai tahanan mulai dari 1 ohm hingga 100 megaohm, namun dalam aplikasi yang umum, nilai yang paling banyak tersedia adalah dalam rentang 10 hingga 100 kilo ohm dengan tingkat daya mulai dari 1/8 hingga 2 W.

E. Resistor keramik / Resistor Kapur

Dilihat dari bentuk, resistor keramik atau resistor kapur memiliki bentuk kotak dan lebih besar dari resistor pada umumnya. Fungsi resistor keramik adalah untuk penggunaan pada rangkaian yang memiliki daya tinggi, karena ketahanan pada panas sehingga memungkinkan komponen ini bekerja pada daya tinggi. Jika dibandingkan dengan resistor axial / kode warna kita hanya menemukan bentuk yang lumayan besar sampai 2 watt, maka pada resistor keramik terdapat bentuk yang besar sampai 20 watt. Resistor keramik bagian resistifnya adalah berupa inti dengan lilitan menyerupai induktor berwarna putih.

Gambar : Resistor keramik / kapur

F. Resistor array

Resistor array adalah kumpulan beberapa resistor atau komponen resistif yang disusun secara paralel dalam substrat isolator yang sama dan mempunyai 1 pusat yang disebut dengan common. Hampir semua resistor array komersial terbuat dari bahan film tebal dan dibungkus dalam paket dual-in-line (DIPs) atau paket single-in-line (SIPs). Keramik alumina merupakan bahan yang paling banyak digunakan pada substrat array. Standar DIPs terdiri dari 14 atau 16 pin, dan standar SIPs terdiri atas 6, 8, atau 10 pin. Standar nilai resistansi array mulai dari 10 ohm hingga 10 megaohm dengan toleransi 2 persen. Kebanyakan array dapat dengan aman digunakan untuk disipasi daya kurang dari 1/2 W. Untuk kebutuhan nilai resistansi yang lebih tinggi dapat menggunakan array film tipis. Beberapa aplikasi dari resistor array antara lain untuk transisi tegangan dalam rangkaian logika, untuk sensor batas penguat dan pembatas arus pada LED (light-emitting diode).

Gambar : Resistor array

G. Resistor chip / resistor SMD (Surface Mount Devices)

Resistor SMD mempunyai bentuk kotak dengan dimensi jauh lebih kecil dari resistor pada umumnya, pada kedua ujung resistor ini terdapat bagian dari metal yang berfungsi sebagai tempat penyolderan untuk menyambungkannya dengan PCB.

Resistor SMD merupakan resistor yang dipasang langsung pada permukaan papan rangkaian. Oleh karena itu disebut dengan resistor surface mount devices (SMD). Dengan demikian, komponen SMD tidak membutuhkan lobang pada papan rangkaian karena komponen langsung disolder jalur tembaga pada permukaan.

Resistor SMD dibuat dengan menggunakan tinta resistif berupa tantalum nitride atau nickel-chromium pada substrat alumina. Permukaan bahan resistif kemudian dilapisi dengan kaca untuk perlindungan. Resistors chip awalnya dibuat untuk rangkaian hybrid, namun perkembangan surface-mount technology (SMT) meningkatkan permintaan terhadap resistor jenis ini. Resistor Chip biasanya memiliki tingkat daya 1/8 W atau lebih kecil.

Gambar : Resistor SMD

2. Resistor tidak tetap / Variable resistor

Variable resistor atau resistor tidak tetap merupakan jenis resistor yang nilai resistansi atau hambatannya dapat berubah karena sesuatu atau dapat diatur sesuai dengan keinginan.

Adapun jenis resistor tidak tetap adalah :

A. Potensiometer

Potensiometer merupakan resistor jenis tidak tetap (variable resistor). Potensiometer biasanya memiliki tiga terminal yang nilai tahanannya dapat diubah dengan cara menggeser (untuk potensio jenis geser) atau memutar (untuk potensio jenis putar) tuasnya. Penggunaan potensiometer sangat sering kita jumpai pada sound amplifier sebagai pengatur volume.

Gambar : Beberapa model potensiometer

Resistor jenis potensiometer di buat dengan menggunakan kawat dan karbon dan dalam rangkaian unit elektronika paling sering dipergunakan, Saat ini banyak sekali potensiometer yang dibuat dari karbon yang berbentuk kecil namun memiliki daya resistansi yang cukup tinggi.

Perubahan nilai resistansi pada potensiometer terbagi menjadi dua yaitu linier dan logaritmatik. Yang dimaksud dengan perubahan secara linier adalah perubahan nilai resistansinya berbanding lurus dengan arah putaran pengaturnya. Sedangkan, yang dimaksud dengan perubahan secara logaritmik adalah perubahan nilai resistansinya yang didasarkan pada perhitungan logaritmik. Untuk membedakan potensiometer linier dan logaritmik cukup melihat kode huruf yang mana huruf A menandakan potensiometer linier sedangkan huruf B menandakan potensiometer logaritmik.

Gambar : Simbol potensiometer

B. Preset Resistor atau Trimpot

Preset Resistor atau sering juga disebut dengan Trimpot (Trimmer Potensiometer) adalah jenis Variable Resistor yang berfungsi seperti Potensiometer tetapi memiliki ukuran yang lebih kecil dan tidak memiliki Tuas. Untuk mengatur nilai resistansinya, dibutuhkan semacam obeng kecil untuk memutar porosnya. Sifat dan fisik trimpot sebenarnya sama dengan potensiometer yang membedakan ukuran trimpot jauh lebih kecil. Perubahan nilai resistansi trimpot juga dibagi menjadi 2, yakni linier dan logaritmik, dengan tanda huruf A untuk trimpot linier dan huruf B untuk trimpot logaritmik.

Gambar : Beberapa model trimpot

Gambar : Simbol trimpot

C. Rheostat

Rheostat merupakan jenis jenis Variable Resistor yang dapat beroperasi pada Tegangan dan Arus yang tinggi. Rheostat terbuat dari lilitan kawat resistif dan pengaturan Nilai Resistansi dilakukan dengan penyapu yang bergerak pada bagian atas Toroid

Gambar : Rheostat dan simbolnya

D. VDR (Voltage Dependent Resistor)

Voltage dependent resistor atau di singkat VDR, adalah sebuah resistor tidak tetap yang nilai resistansinya akan berubah tergantung dari tegangan yang diterimanya. Sifat dari VDR adalah semakin besar tegangan yang diterima, maka nilai tahanannya akan semakin mengecil, sehingga arus yang melaluinya akan semakin besar.

Gambar : VDR (Voltage Dependent Resistor)

E. Thermistor (Thermal Resistor)

Thermistor adalah jenis resistor yang nilai resistansinya dapat berubah karena dipengaruhi oleh Suhu atau Temperature. Terdapat 2 jenis thermistor yaitu :

PTC (Positive Temperature Coefficient)

Thermistor jenis PTC yang memiliki nilai resistansi berbanding lurus dengan nilai temperatur di sekelilingnya. sehingga PTC akan mengalami kenaikan nilai resistensinya apabila suhu atau temperatur disekelilingnya naik. PTC sering digunakan sebagai sensor suhu, contoh sensor yang cukup terkenal adalah sensor suhu LM35.

NTC (Negative Temperature Coefficient).

Thermistor jenis NTC adalah kebalikan dari PTC, sehingga NTC akan mengalami penurunan nilai resistensinya apabila suhu atau temperatur disekelilingnya naik. NTC juga sering digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi suhu seperti pada sensor DHT11 dan DHT22.

Gambar : Thermistor dan simbolnya

F. LDR (Light Dependent Resistor)

LDR atau light depending resisitor merupakan resistor peka cahaya atau biasa disebut dengan fotoresistor. Karakteristik dari LDR adalah nilai resistansinya dapat berubah karena dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang diterimanya. Hal ini disebabkan karena adanya intensitas cahaya mengenai permukaan LDR dan mendorong elektron untuk menembus batas-batas pada LDR. Nilai resistansi pada LDR akan naik apabila intensitas cahaya yang diterima sedikit begitu juga sebaliknya apabila intensitas cahaya yang diterima besar maka nilai resistansi pada LDR akan turun. LDR sering digunakan sebagai sensor cahaya seperti pada lampu taman dan lampu penerangan jalan.

Gambar : LDR dan simbolnya

Read More