[Thermistor] Sensor NTC dan PTC : Pengertian, Simbol, Prinsip dan Cara Kerja, Karakteristik, Implementasi, Simulasi - kakangnurdin.com

Diartikel kita kali ini, kita akan berdiskusi mengenai salah satu komponen elektronika, dimana komponen ini masih tergolong kedalam bagian dari kategori komponen resistor.

Komponen yang dimaksud disini adalah komponen thermistor. Lebih spesifik lagi nantinya kita akan membahas mengenai thermistor, dimana thermistor ini diklasifikasikan menjadi jenis-jenis sensor suhu yaitu NTC dan PTC.

Thermistor NTC dan PTC ini dapat bekerja berdasarkan prinsip kerja resistor yaitu memiliki nilai resistansi thermistor yang dapat merespon suhu sekitar. Ketika nilai resistansi mengalami perubahan maka NTC dan PTC dapat bekerja sebagai pembatas arus dan pembagi tegangan pada suatu rangkaian ketika mendapat respon suhu dari sekitar. Jadi kita tahu bahwa NTC dan PTC adalah bagian dari resistor.

Pengertian resistor adalah komponen elektronika yang termasuk kedalam komponen elektronika pasif, dimana komponen ini memiliki nilai tahanan dan hambatan (resistansi) yang berfungsi untuk membatasi arus listrik jika komponen ini dipasang secara seri dengan beban tertentu.

Mudah-mudahan dengan adanya artikel ini mampu menjawab pertanyaan dari teman-teman mengenai :

• Apa pengertian dari thermistor ?
• Apa kegunaan dari NTC dan PTC ?
• Bagaimana cara kerja thermistor NTC dan thermistor PTC ?
• Apa perbedaan dari keduanya, NTC dan PTC ?
• dll

Pengertian Thermistor

Sesuai dengan penamaannya, 'Thermistor' terdir dari 2 gabungan kata, yaitu 'thermal' dan 'resistor'. Kata 'thermal', yang terbayang dibenak kita adalah sesuatu yang identik dengan suhu, baik itu suhu dingin, hangat, dan panas. Kemudian kata 'resistor' tentunya sudah tidak asing juga bagi kita, suatu bahan yang memiliki sifat resistif, memiliki nilai hambatan atau nilai resistansi thermistor.

Jadi, pengertian thermistor adalah komponen elektronika yang tergolong kedalam jenis komponen resistor, dimana thermistor ini memiliki sifat resistif dengan nilai resistansi thermistor atau hambatan yang sangat dipengaruhi oleh suhu atau temperature disekitarnya.

Komponen NTC dan PTC

Kita ketahui bahwa thermistor dapat dibagi menjadi 2 tipe. Pertama yaitu thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) dan yang berikutnya yaitu thermistor tipe PTC (Positife Temperature Coefficient).

Thermistor NTC dan PTC ini digolongkan juga sebagai komponen transducer. Pengertian transducer adalah komponen yang dapat melakukan perubahan energi, dari satu energi kedalam bentuk energi yang lainnya.

Jadi, thermistor ini mampu menerima respon perubahan suhu sekitar kemudian merubahnya menjadi hambatan listrik. 

Thermistor dikatakan juga sebagai sensor karena fungsi dan kegunaannya pada rangkaian elektronika dapat dimanfaatkan sebagai penerima respon dari temperatur sekitar. 

Jadi sensor NTC adalah sensor temperatur. Sama halnya dengan sensor PTC. Sensor PTC adalah sensor temperatur juga.

Jika kita melihat dipasaran, jenis sensor temperatur ada banyak sekali macam dan ragamnya dengan berbagai karakteristik dan tipe yang dapat digunakan sesuai dengan peruntukannya. Jenis sensor temperatur diantaranya :

• thermostat
• resistive temperature detector (RTD)
• thermocouple
• dan lain-lain

Perbedaan Thermistor NTC dan PTC

Perbedaan dan sekaligus juga karakteristik NTC dan PTC yang paling mendasar dari keduanya adalah

• Thermistor NTC. Nilai resistansi thermistor NTC akan dipengaruhi oleh suhu ruang, dimana nilai suhu dan resistansinya selalu berkebalikan (negatif). Misalnya saja ketika suhu disekitar thermistor dalam kondisi tinggi maka nilai resistansi thermistor tersebut akan turun. Dan sebaliknya, ketika suhu disekitar thermistor dalam kondisi rendah maka nilai resistansi thermistor akan naik. 
• Thermistor PTC. Berbeda dengan thermistor tipe PTC ini. Nilai resistansi thermistor ini akan berbanding lurus (positif) dengan suhu disekitarnya. Jadi, ketika suhu disekitar thermistor PTC dalam kondisi tinggi maka nilai resistansi thermistor PTC ini akan ikut tinggi juga. Begitu pun sebaliknya, jika suhu sekitar dalam kondisi rendah maka nilai resistansi thermistor PTC ini juga ikut rendah.

Dari perbedaan karakteristik tersebut kita jadi dapat mengetahui apa pengertian NTC dan pengertian PTC tersebut. 

Simbol NTC dan PTC

Berikut ini adalah gambar dari simbol NTC dan simbol PTC yang merupakan simbol komponen thermistor. Perbedaanya ada pada polaritas suhunya, negatif dan positif.

Gambar NTC dan PTC

Berikut ini adalah gambar NTC dan gambar PTC. Seperti ini bentuknya.

Prinsip dan Cara Kerja Thermistor

• Cara kerja sensor NTC dan sensor PTC adalah nilai resistansi thermistor dapat berubah ketika ada perubahan suhu ruang disekitar
• Thermistor termasuk kategori komponen resistor. Prinsip kerja sensor NTC dan sensor PTC ini dapat dikatakan juga seperti resistor variable yang nilai perubahan resistansinya dipengaruhi suhu. Berbeda dengan resistor jenis potensiometer yang dapat mengasilkan resistansi variable dengan cara memutar knob-nya.

Karakteristik Thermistor

Gambar diatas adalah gambar kurva karakteristik dari thermistor NTC dan PTC. Sumber data dan informasi kurva karakteristik tersebut saya mengambil contoh dari produk farnell. (sumber : NTC dan PTC)

Dari kurva karakteristik diatas kita dapat mengambil sebuah informasi bahwa karakteristik dari thermistor NTC ataupun PTC adalah tidak linier, membentuk kurva yang melengkung.

Kurva karakteristik dari thermistor NTC antara suhu dan resistansi thermistor berbanding terbalik sedangkan kurva karakteristik thermistor PTC suhu dan resistansinya berbanding lurus.

Implementasi  Thermistor NTC dan PTC

• Pendeteksi kebakaran
• Sensor suhu di mesin kendaraan mobil
• memantau suhu inkubator
• sensor suhu pada kulkas
• sensor suhu pada AC
• sensor suhu pada microwave
• sensor suhu pada oven
• dll

Simulasi Thermistor NTC dan PTC

Selanjutnya kita akan melakukan simulasi dengan rangkaian sederhana menggunakan proteus agar lebih memahami lagi mengenai komponen thermistor NTC dan PTC pada suatu rangkaian.

Kita akan menggunakan rangkaian yang sama. Dengan rangkaian tersebut, kita akan melakukan simulasi secara bergantian menggunakan NTC dan PTC.

Sebelum memulai, kita lihat bagaimana simbol dari NTC dan PTC pada software proteus ini. Berikut gambarnya.

Gambar diatas menunjukan simulasi komponen NTC dan PTC pada proteus. Terdapat dua tombol yang berfungsi untuk menaikan dan menurunkan nilai suhu.

Bahan dan komponen yang mesti kita persiapkan sebagai berikut :

1. Thermistor tipe NTC
2. Thermistor tipe PTC
3. Resistor 5k ohm dan 10k ohm
4. Transistor NPN
5. Multimeter
6. Power
7. Ground

Setelah mempersiapkan komponen dan bahan yang kita butuhkan selanjutnya kita membuat rangkaian simulasi thermistor NTC dan PTC. Berikut rangkaiannya !

Setelah merangkaian rangkaian tersebut diatas pada software proteus, selanjutnya kita akan melihat fenomena apa yang terjadi ketika simulasi dijalankan (run).

Untuk memudahkan penjelasan selanjutnya, saya buatkan video sangat singkat untuk menunjukan saja fenomena yang terjadi.

Jika teman-teman tertarik dengan video yang saya buat mengenai thermistor NTC dan PTC ini, tonton video berdurasi 5 menit ini agar kita lebih memahami lagi bagaimana fungsi, kegunaan dan karakteristik dari thermistor NTC dan PTC ini.

Deskripsi video diatas :

Didalam video mengenai NTC PTC tersebut, dimenit-menit awal saya melakukan pengujian sederhana terhadap sensor NTC dan PTC. Semacam test individu terhadap NTC dan PTC yang telah disediakan oleh proteus.

Percobaan ke 1

Pengujian dilakukan dengan cara menambahkan alat ukur ohmmeter untuk mengukur nilai resistansinya. Apa yang terjadi ketika tombol up dan down kita mainkan. Hasilnya sebagai berikut ini :

1. Pada saat NTC berada pada suhu terendahnya di -55 maka nilai resistansi thermistor yang terukur sebesar 102,34 kohm. Ketika suhu NTC dinaikan dengan menekan tombol up hingga mencapai maksimal diangka 400 maka nilai resistansi thermistor yang terukur sebesar 0,0103 kohm.
2. Pada saat PTC berada pada suhu terendahnya di -55 maka nilai reistansi yang terukur sebesar 0,7017 ohm. Ketika suhu PTC dinaikan dengan menekan tombol up hingga mencapai maksimal diangka 300 maka nilai resistansi thermistor yang terukur sebesar 2,4223 kohm.

Agar lebih dipahami trend dari datanya kita buatkan dalam bentuk tabel. (Catatan: karena nilai maksimum suhu pada PTC hingga 300 dan nilai suhu maksimum pada NTC hingga 400, maka untuk memudahkan dalam melihat trend datanya kita selaraskan pengukuran hingga suhu ke 300).

Dapat dilihat pada tabel diatas bahwa karakteristik nilai resistansi thermistor berkebalikan untuk thermistor jenis NTC dan PTC, ketika suhu ditingkatkan.

Percobaan ke 2

Menambahkan NTC dan PTC secara bergantian pada rangkaian yang memiliki output lampu LED. Didapatkan informasi bahwa NTC dan PTC memiliki karakteristik yang berbeda.

• Saat suhu NTC dinaikan maka lampu LED akan mati (OFF) dan ketika suhu diturunkan maka lampu LED akan menyala (ON).
• Berbeda dengan PTC. Lampu LED akan hidup (ON) ketika suhu dinaikan dan lampu LED akan mati (OFF) ketika suhu diturunkan. 

Demikian penjelasan singkat kali ini.