Kita tentu akrab dengan alat pengukur suhu badan elektronik saat pandemi Covid meluas, sejarah penemuan sensor suhu elektronik ini tidak terlepas dari sejarah panjang umat manusia untuk menemukan alat yang tepat, dan tentunya kita beruntung karena pencapaian manusia di abad ke 21 ini sudah cukup signifikan sehingga, pandemi Covid bisa kita lalui bersama, tidak terbayangkan jika pandemi terjadi 2-3 abad kemarin mungkin akan terjadi wabah yang lebih para seperti flu Spanyol di awal abad 19.
Sejarah Proses Penemuan Sensor Suhu
Sejarah penemuan sensor suhu bermula pada abad ke-17 ketika seorang ilmuwan bernama Santorio Santorio membuat alat untuk mengukur suhu tubuh manusia pada tahun 1612. Alat tersebut berupa termometer yang terdiri dari sebuah tabung kaca berisi air raksa yang dipasang pada sebuah rangkaian skala Celsius. Namun, termometer ini hanya digunakan untuk mengukur suhu tubuh manusia dan belum digunakan untuk aplikasi lainnya. Pada tahun 1654, tabung kaca tertutup pertama dikembangkan oleh Grand Duke of Tuscany, Ferdinand II.
Pada abad ke-18, tepatnya tahun 1709, ilmuwan Daniel Fahrenheit menjadi penemu termometer modern. Termometer modern ini sudah berupa tabung kaca tertutup dengan skala numerik, yang disebut skala Fahrenheit. Dalam abad yang sama juga, seorang ahli fisika asal Swedia bernama Anders Celsius mengembangkan skala termometer yang lebih akurat dengan mengganti titik beku air sebagai titik nol pada skala termometer. Pada saat itu, termometer masih menggunakan air raksa sebagai zat penghantar panas.
Termometer air raksa memang merupakan salah satu alat pengukur suhu yang paling awal dikembangkan dan digunakan. Namun, termometer air raksa memiliki beberapa kekurangan, di antaranya:
- Berbahaya: Air raksa, yang merupakan zat penghantar panas dalam termometer ini, termasuk bahan yang berbahaya bagi kesehatan manusia. Jika termometer pecah atau bocor, air raksa bisa tumpah dan menyebabkan keracunan.
- Tidak akurat: Pada suhu yang sangat tinggi atau sangat rendah, air raksa dapat mengalami perubahan volume yang signifikan, sehingga mengakibatkan kesalahan pengukuran.
- Tidak tahan terhadap goncangan: Termometer air raksa tidak tahan terhadap goncangan atau benturan yang kuat. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada termometer dan mengakibatkan kesalahan pengukuran.
Pada abad ke-19, para ilmuwan mulai mengeksplorasi penggunaan bahan lain selain air raksa untuk mengukur suhu. Salah satu bahan yang digunakan adalah alkohol. Pada tahun 1867, seorang ilmuwan bernama Louis Pasteur mengembangkan termometer yang menggunakan alkohol sebagai zat penghantar panas. Termometer ini dikenal dengan sebutan termometer Pasteur.
Related Posts:
Penemuan Sensor Suhu Elektronik
Penemuan resistor sebagai sensor suhu dimulai pada tahun 1833 oleh seorang ilmuwan Jerman bernama Johann Poggendorff. Saat itu, ia menemukan bahwa resistansi sebuah logam berubah seiring dengan perubahan suhu. Ia kemudian mengembangkan sebuah alat yang disebut dengan thermoelement, yaitu sebuah rangkaian logam yang terdiri dari dua jenis logam yang berbeda yang terhubung pada satu ujung dan terbuka pada ujung lainnya. Thermoelement ini dapat mengukur perbedaan suhu antara kedua ujung logam tersebut.
Selanjutnya menginjak abad ke-20, para ilmuwan mulai mengembangkan sensor suhu yang lebih sensitif dan akurat. Pada tahun 1912, seorang ilmuwan bernama Willis Carrier mengembangkan termokopel, yaitu sensor suhu yang terdiri dari dua logam yang saling terhubung pada satu ujung dan terbuka pada ujung lainnya. Termokopel ini dapat mengukur suhu dengan akurasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan termometer biasa.
Di tahun 1930-an, para ilmuwan Jerman mengembangkan sensor suhu berupa resistor yang dapat mengukur suhu dengan akurasi yang lebih tinggi. Sensor ini dikenal dengan sebutan termistor. Termistor adalah sebuah resistor yang resistansinya berubah seiring dengan perubahan suhu. Ketika suhu naik, resistansi termistor akan menurun, sedangkan ketika suhu turun, resistansi termistor akan meningkat.
Termistor terdiri dari bahan semikonduktor seperti oksida logam seperti mangan, nikel, dan kobalt. Bahan semikonduktor ini memiliki karakteristik resistansi yang berubah-ubah seiring dengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, semakin rendah resistansi termistor, dan sebaliknya.
Keuntungan menggunakan termistor sebagai sensor suhu adalah ukurannya yang kecil dan mudah digunakan, memiliki sensitivitas yang tinggi terhadap perubahan suhu, dan responnya cepat. Selain itu, termistor juga memiliki kelemahan yaitu memiliki rentang suhu pengukuran yang terbatas, dan resistansi termistor dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan seperti tegangan listrik dan kelembaban udara.
Sejak saat itu, para ilmuwan terus mengembangkan teknologi sensor suhu yang lebih akurat dan dapat digunakan untuk aplikasi yang lebih luas, seperti pada industri, kedokteran, dan teknologi informasi.
Jenis Sensor Suhu di Dunia Industri
Sensor suhu kemudian berkembang di dalam dunia elektronika dengan berbagai penemuan seperti RTD, LM35 dan lain sebagainya, berikut adalah daftar sensor suhu yang banyak digunakan dalam internet of things maupun industri manufaktur.
Termistor
Termistor adalah sensor suhu yang berupa resistor variabel yang mengubah nilainya sesuai dengan perubahan suhu sekitar. Ada dua jenis termistor, yaitu termistor NTC (Negative Temperature Coefficient) yang nilainya menurun saat suhu meningkat dan termistor PTC (Positive Temperature Coefficient) yang nilainya meningkat saat suhu meningkat.
Thermocouple
Thermocouple adalah sensor suhu yang bekerja dengan memanfaatkan efek Seebeck, yaitu pembangkitan tegangan listrik di antara dua logam yang berbeda saat terjadi perbedaan suhu. Thermocouple biasanya terbuat dari paduan logam seperti chromel dan alumel.
RTD (Resistance Temperature Detector)
RTD adalah sensor suhu yang bekerja dengan memanfaatkan perubahan resistansi logam akibat perubahan suhu. RTD umumnya terbuat dari platina atau nikel dan memiliki akurasi yang tinggi.
IC Suhu
IC Suhu adalah sensor suhu yang terintegrasi dalam chip elektronik. Sensor ini biasanya menggunakan teknologi termistor atau thermocouple dan dapat mengukur suhu dengan akurasi tinggi. IC Suhu sering digunakan pada perangkat elektronik seperti komputer atau smartphone. Beberapa contoh IC (Integrated Circuit) yang dapat digunakan sebagai sensor suhu, di antaranya:
LM35
IC LM35 merupakan sensor suhu yang memiliki resolusi tinggi dan akurasi yang baik. IC ini menghasilkan output dalam bentuk tegangan yang linear dan langsung berkaitan dengan suhu yang diukur. Rentang suhu pengukuran LM35 adalah -55°C hingga 150°C. LM35 biasanya digunakan pada aplikasi yang memerlukan akurasi tinggi seperti pengukuran suhu lingkungan atau suhu tubuh manusia.
DS18B20
IC DS18B20 adalah sensor suhu digital yang menggunakan antarmuka 1-wire. IC ini dapat mengukur suhu dengan akurasi tinggi hingga ±0.5°C pada rentang suhu pengukuran -10°C hingga 85°C.
TMP36
TMP36 adalah sensor suhu analog yang mudah digunakan dan memiliki rentang suhu pengukuran yang luas yaitu -40°C hingga 125°C. IC ini menghasilkan output tegangan yang linear dan proporsional dengan suhu yang diukur.
MAX31855
Sensor suhu digital MAX31855 memiliki kemampuan mengukur suhu pada rentang yang luas, yaitu -270°C hingga 1800°C. IC ini menggunakan antarmuka SPI dan dilengkapi dengan fitur proteksi tegangan tinggi dan suhu tinggi.
IC suhu ini biasanya digunakan dalam sistem Internet of Things (IoT) untuk mengukur suhu lingkungan,suhu air, dan tentunya digunakan untuk mengukur suhu badan saat pandemi Covid belakangan ini. Dengan menggunakan IC suhu, pengukuran suhu dapat dilakukan dengan mudah dan akurat, serta dapat dihubungkan ke mikrokontroler untuk diolah dan dikirim ke sistem monitoring atau kontrol.