MAKALAH INSTRUMENTASI
INDUSTRI
SENSOR KELEMBABAN
OLEH:
ALI AKBAR 11355104834
MUHAMMAD AKMAL 11355105539
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UIN SUSKA RIAU
TA.2015-2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, yang mana Ia telah
memberikan penulis kesehatan, kesempatan bahkan petunjuk dan inspirasi
sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Shalawat beriring salam
tak lupa penulis sampaikan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membawa
umatnya dari zaman kegelapan menuju zaman yang penuh dengan ilmu
pengetahuan ini.
Makalah ini dibuat agar para pembaca dapat mengetahui tentang Sensor
Kelembaban. Penulis mencoba untuk menjelaskannya secara singkat, semoga
bisa dijadikan sebagai sebuah acuan dalam pembelajaran. Makalah ini disusun
untuk memenuhi tugas mata kuliah Instrumentasi Industri Universitas UIN
Suska Riau lokal B.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa di dalam makalah ini masih banyak
terdapat kesalahan dan kekurangan,kami mengharapkan kritik dan saran yang
sifatnya membangun, dari para pembaca demi kesempurnaan makalah ini di
masa yang akan datang.
DAFTAR ISI
Kata Pengantar i
Daftar Isi ii
Bab I Pendahuluan 1
1. Latar Belakang 1
2. Rumusan Masalah 1
3. Tujuan 1
Bab II Pembahasan 2
2.1 Pengertian Sensor Kelembaban. 2
2.2 Jenis Sensor Kelembaban 2
1. Capasitive Sensor 2
2. Electrical Conductivity Sensor 5
3. Thermal Conductivity Sensor 7
2.3 Kegunaan Sensor
Kelembaban............................................................
...7
Bab III Penutup 8
Daftar Pustaka
BAB I
PENDAHULUAN
I.I LATAR BELAKANG
Pada zaman sekarang yang semakin maju, dan iklim cuaca yang
tidak lagi menentu jadi pada alat elektronika dikembangkan lah alat
yang dapat mengukur tingkat kelembaban, adapun tujuan pembuatan sensor
ini adalah untuk mengurangi kerusakan pada beberapa barang di tempat
industri.
Dalam bidang industri banyak digunakan berbagai sensor, salah
satunya sensor kelembaban yang berfungsi sebagai pengukur kelembaban
di bidang industri. Kelembaban adalah salah satu faktor yang
menentukan kondisi cuaca pada suatu daearah. Kelembaban dapat diukur
dengan berbagai macam metode, salah satunya adalah dengan menggunakan
sensor kelembaban. Sensor kelembaan adalah suatu alat ukur yang
digunakan untuk membantu dalam proses pengukuran atau pendifinisian
yang suatu kelembaban uap air yang terkandung dalam udara.
Suhu dan kelembaban merupakan aspek penting dalam menentukan
kondisi cuaca suatu daerah. Saat ini banyak alat ukur kelembaban yang
telah dikembangkan. Peralatan elektronik juga menjadi mudah berkarat
jika udara disekitarnya memiliki kelembaban yang cukup tinggi.
I.II RUMUSAN MASALAH
1. Apa itu sensor kelembaban ?
2. Jenis sensor kelembaban ?
3. Apa kegunaan sensor kelembaban pada bidang industri ?
I.II TUJUAN
1. Mengetahui apa itu sensor kelembaban.
2. mengetahui jenis jenis sensor kelembaban.
3. Memahami cara kerja sensor kelembaban.
4. kegunaan sensor kelembaban pada bidang industri.
BAB II
PEMBAHASAN
II.I. Pengertian Sensor Kelembaban.
Sensor kelembaan adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk
membantu dalam proses pengukuran tingkat kelembaban uap air yang
terkandung dalam udara. Dalam dunia industri ada beberapa sensor
kelembaban yang biasa di gunakan yaitu, capasitif sensor, electrical
conductivity sensor dan termal conductivity sensor.
Dimana capasitif sensor adalah kapasitor yang terisi udara
dibuat sebagai sensor kelembaban relative karena uap dalam atmosfer
merubah permivitas elektrik udara. Electrical conductivity sensor
disebut dengan "pope elememt", yang terdiri dari polystyrene yang
diperlakukan dengan asam sulfur untuk memperoleh karakteristik surface-
resistivitas yang diinginkan. Penggunaan konduktivitas termal dari gas
untuk mengukur kelembaban, dapat di ukur oleh sebuah sensor termistor.
II.II. Jenis – Jenis Sensor.
A. Capacitive Sensor.
Sebuah kapasitor air-filled/terisi-udara dibuat sebagai
suatu sensor kelembaban relative karena uap dalam atmosfer merubah
permivitas elektrik udara. Sebuah kapasitor air-filled/terisi-udara
dibuat sebagai suatu sensor kelembaban relative karena uap dalam
atmosfer merubah permivitas elektrik udara menurut persamaam di bawah
ini:
Dimana :
T = ketentuan suhu (dalam K)
P = adalah tekanan udara basah (dalam mHg)
Ps = adalah tekanan saturasi uap air ditemperatur T (dalam mHg)
H = adalah kelembaban relative (dalam %)
Rumus tersebut menunjukkan konstanta dielektrik dari udara
basah, dan untuk itu kapasitansi adalah sebanding dengan kelembaban
relative. Jarak atau ruang antara plat kapasitor dapat diisi dengan
suatu isolator yang tepat yang memiliki konstanta dielektrik yang
berubah secara signifikan suatu waktu tergantung kelembaban. Sensor
kapasitif dapat dibentuk dari film polimer hygroscopic dengan lapisan
metal elektroda pada bagian yang berlawanan. Kapasitansi suatu sensor
kira-kira proporsional/sebanding dengan kelembaban relative H.
Dimana Co adalah kapasitansinya pada H = 0
Pada gambar 13.3 menunjukkan sebuah block diagram system
pengukuran kapasitif, dimana konstanta dielektrik dari contoh/sample
material tersebut merubah frekuensi osilator.
Metode tersebut memiliki beberapa keterbatasan ; sebagai
contohnya, keakuratannya kurang ketika pengukuran kelembaban dibawah
0,5%, material yang dijadikan contoh tersebut harus bersih dari
parikel asing yang memiliki konstanta dielektrik relative yang tinggi
(contohnya: benda metal dan plastic), dan suatu penentuan contoh
pengukuran harus dipertahankan.
Prinsip kerja
Memanfaatkan perubahan kapasitif.
Perubahan posisi bahan dielektrik diantara kedua keping.
Pergeseran posisi salah satu keping dan luas keping yang berhadapan
langsung.
Perubahan jarak antara kedua keeping.
Sebuah sensor kelembaban film tipis dapat terbuat padasebuah
substrat silicon. Sebuah lapisan dari SiO2 3000 A thick ditempatkan
pada suatu substrat n-Si (gbr. 13.4 B) Dua metal elektroda ditempatkan
pada lapisan SiO2 tersebut.
Metal-metal tersebut terbuat dari aluminium, chromium, atau
phosphor yang di doping polysilikon (LPCVD)2. Kerapatan elektroda
berkisar 2000 - 5000 A. Elektroda tersebut terbentuk dalam pola
integritas yang ditunjukkan pada gbr.13.4 A. Sensor yang paling baik
dilapisi dengan sebuah lapisan dielektrik. Untuk lapisan ini, beberapa
material dapat digunakan seperti vapor deposited SiO2 atau
phosphorosilicate glass (CVDPSG). Kerapatan dari lapisan berkisar
antara 30 - 4000 A.
B. Electrical Conductivity Sensors (Sensor Konduktivitas Elektrik).
Resistansi dari banyak konduktor non metal secara umum tergantung
pada kandungan air konduktor tersebut, yang merupakan suatu dasar dari
sensor kelembaban resistif atau hygrostator
Sensor tersebut berisi suatu material yang secara relative
resistivitasnya rendah yang berubah secara signifikan dibawah
perubahan kondisi kelembaban. Contoh lainnya dari sensor
kelembaban konduktivitas adalah disebut dengan "Pope element", yang
terdiri dari polystyrene yang dilakukan / diperlakukan dengan asam
sulfur untuk memperoleh karakteristik surface resistivitas yang
diinginkan.
Material lainnya yang menjanjikan untuk pembuatan suatu film dalam
sensor konduktivitas adalah solidpolyelectrolytes karena
konduktivitas elektrik dari bahan itu bervariasi / berubah terhadap
kelembaban.
Sensor kelembaban solid - state dapat dibuat dengan substrat
silicon (gbr. 13.7 A) Silikon tersebut harus berkonduktansi tinggi,
yang menyediakan garis edar elektrik dari elektroda aluminium hampa
udara / vacuum yang ditempatkan pada permukaan sensor. Suatu lapisan
oksida yang dibentuk pada bagian atas lapisan aluminium konduktif,
dan pada bagian atas itu, elektroda lainnya dibentuk. Lapisan
aluminium tersebut dianodized dalam suatu cara untuk membentuk
permukaan oksida berpori.
Elektroda bagian paling atas/diatasnya terbuat dari suatu
bentuk emas berpori yang dapat ditembus gas, dan diwaktu yang
sama dapat menyediakan kontak elektric. Oksida aluminium (Al2O3),
seperti banyak material-material lainnya, yang dengan siap
mengabsorbsi air ketika terkontak/terhubung dengan campuran gas yang
mengandung air dalam keadaan beruap air.
C. Thermal Conductivity Sensors (Sensor Konduktivitas Thermal).
Penggunaan konduktivitas thermal dari gas untuk mengukur
kelembapan dapat di ukur oleh sebuah sensor thermistor / dasar
(gambar 13.8 a).Dua thermistor kecil (Rt1 dan Rt2) didukung dengan
kawat-kawat tipis untuk memperkecil rugi konduktivitas thermal.
Thermistor pada sebelah kiri dibuka agar gas yang berada di luar
masuk melalui lubang, dan thermistor sebelah kanan tertutup dengan
rapat dalam udara kering. Thermistor tersebut memperkuat /
menghasilkan self- heating pada penerimaan arus rangkaian.
Awalnya, jembatan diseimbangi dalam udara kering untuk
menentukan suatu nilai referensi nol. Keluaran dari sensor ini
bertambah secara berangsur-angsur seperti kenaikan kelembapan absolute
dari nol.
II.III Kegunaan Sensor Kelembaban.
Pada prinsip kerja sensor ini adalah mendeteksi besarnya
kelembaban relative udara di sekitar sensor. Pada bidang industri
kapasitif sensor digunakan sebagai system pengendali suhu dan
kelembaban dan pada mesin pengering kertas. Sedangkan electrical
conductivity sensor digunakan sebagai indikator pengering mesin cuci.
Dan thermal conductivity sensor umum nya digunakan sebagai vacum
sensor pada industry misalnya pada mesin pengering.
BAB III
PENUTUP
III.I Kesimpulan
Sensor kelembaan adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk
membantu dalam proses pengukuran tingkat kelembaban uap air yang
terkandung dalam udara. Dalam dunia industri ada beberapa sensor
kelembaban yang biasa di gunakan yaitu, capasitif sensor, electrical
conductivity sensor dan thermal conductivity sensor.
A. Capacitive Sensor adalah sebuah kapasitor air-filled/terisi-
udara dibuat sebagai suatu sensor kelembaban relative karena
uap dalam atmosfer merubah permivitas elektrik udara.
B. Electrical Conductivity sensor adalah resistansi dari banyak
konduktor non metal secara umum tergantung pada kandungan air
konduktor tersebut, yang merupakan suatu dasar dari sensor
kelembaban resistif atau hygrostator
C. Thermal Conductivity Sensor adalah penggunaan konduktivitas
thermal dari gas untuk mengukur kelembapan dapat di ukur oleh
sebuah sensor thermistor / dasar.
Pada prinsip kerja sensor ini adalah mendeteksi besarnya
kelembaban relative udara di sekitar sensor. Pada bidang industri
kapasitif sensor digunakan sebagai system pengendali suhu dan
kelembaban dan pada mesin pengering kertas. Sedangkan electrical
conductivity sensor digunakan sebagai indikator pengering mesin cuci.
Dan thermal conductivity sensor umum nya digunakan sebagai vacum
sensor pada industry misalnya pada mesin pengering.
DAFTAR PUSTAKA
Rani Nurbaeti; (2014) Sensor Kelembaban. raninb.blogspot.com.
Indri Suliatia Ningsih, (2009) Pengenalan Dan Penggunaan Sensor
Kelembaban. Indrizone.blogspot.com