Apa Itu Humidity Sensor (Sensor Kelembaban) ?

Bismillahirrahmanirrahiem

Pada dasarnya, kelembaban merupakan salah satu hal yang dapat mempengaruhi kondisi cuaca terhadap sesuatu daerah. 

Menurut informasi yang didapat, setidaknya ada berbagai cara yang bisa dilakukan untuk mengukur tingkat kelembaban. Ya, salah satunya dengan menggunakan Humidity Sensor alias sensor kelembaban. 

Lantas, apa yang dimaksud dengan Humidity Sensor? Nah, untuk mengenal lebih jauh lagi seputar Humidity Sensor, mari kita ulas apa itu humidity sensor atau sensor kelembaban.

Baca juga : Pengertian, Jenis Dan Cara Kerja PCB (Printed Circuit Board)

Pengertian Humidity Sensor

Perlu diketahui, Humidity Sensor merupakan sebuah alat pengukur untuk men-definisikan suatu kelembaban uap air yang terkandung di dalam udara. Setidaknya ada dua jenis kelembaban yang akan diukur seperti berikut:

• Kelembaban Absolut

Kelembaban absolut menjadi sebuah bilangan yang merujuk pada itungan gram uap air yang tertampung pada 1 meter kubik udara. 

• Kelembaban Relatif

Berbeda dengan kelembaban relatif, dimana ia merupakan bilangan untuk menunjukkan seberapa persen perbandingan antara uap air yang tersedia di dalam udara ketika pengukuran serta volume uap air maksimal yang akan tertampung oleh udaranya. 

Jenis-jenis Humidity Sensor

1. Capacitive Sensors

Capacitive Sensors dirancang khusus untuk mengukur jenis kembaban relatif karena uap yang ada di dalam atmosfer bisa merubah permivitas elektrik udara. Dalam pengukuran uap air yang menggunakan Capacitive Sensors akan ditentukan oleh berbagai rumus seperti berikut:

• T = ketentuan suhu (dalam K)

• P = merupakan tekanan udara basah (dalam mHg)

• Ps = berupa tekanan saturasi uap air pada temperature T (dalam mHg)

• H = merupakan sebuah kelembaban relatif (dalam %).

Itu artinya, rumus-rumus tersebut akan menunjukkan konstanta pada eelktrik dari udara basah. Sehingga kapasitansi menjadi setara dengan kelembaban relatif. 

Adapun mengenai ruang antara plat kapasitornya bisa diisi dengan isolator yang mempunyai konstanta pada elektrik, dimana ia akan berubah secara signifikan yang sesuai waktu dan tingkat kelembaban. 

Prinsip kerja:

• Memanfaatkan adanya perubahan kapasitif

• Nantinya perubahan posisi bahan dielektrik akan terjadi diantara kedua keping

• Kemudian pergeseran posisi pada salah satu keping serta luas keping yang akan langsung saling berhadapan

• Seingga akan terjadi perubahan jarak diantara kedua keping. 

Maka dari itu, sebuah sensor kelembaban film tipis bisa dibuat pada sebuah substrat silicon berupa lapisan dari SiO2 3000 A thick yang akan diletakkan pada suatu substrat n-Si, serta terdapat dua material metal elektroda yang ditempatkan di lapisan SiO2 tersebut. 

Nah, kemudian metal-metal tersebut akan dibuat dari berbagai bahan seperti aluminium, chromium, phosphor yang dicampur dengan polysilicon. Sehingga tingkat kerapatan pada metal elektroda menjadi berkisar 2000 hingga 5000 A.

Lebih ringkasnya lagi, elektroda tadi akan dibuat dalam bentuk pola integritas. Jadi, sensor yang terbaik akan dilapisi dengan sebuah lapisan dielektrik sehingga mampu bekerja pada rating temperature yang sesuai kebutuhan. 

Baca juga : 16 Jenis Kabel Listrik Meliputi Kegunaan Harga & Spesifikasi Lengkap

Karakteristik Capacitive Sensors:

• Mampu bekerja pada rating temperature mulai dari 0 derajat celcius hingga 50 derajat celcius

• Mampu bekerja pada rating kelembaban mulai dari 20 % hingga 100 % RH

• Memiliki tegangan kerja AC yang mencapai 1 Vrms

• Mempunyai frekuensi kerja mulai dari 50 Hz hingga mencapai 1 KHz

• Biasanya akan mengonsumsi daya sebesar 0,3 mW

• Dikarenakan adanya perubahan temperature dengan peningkatan 5 derajat celcius, maka kurva karakteristiknya menjadi bergeser yang berbanding terbalik dengan perubahan impedansi. 

Jadi, intinya ia akan bekerja dengan mendeteksi seberapa besar tingkat kelembaban relatif udara yang ada disekitar sensornya. 

Setelah terdeteksi, nantinya sensor akan merubah frekuensi oscillator serta mengirimkan data ke mikrokontroler, mikro slave, sehingga nantinya akan dilanjutkan ke mikro master untuk menganalisa data yang diperlukan. 

2. Electrical Conductivity Sensors

Electrical Conductivity Sensors atau yang biasa disebut dengan istilah Pope Element terdiri dari polystyrene. Umumnya, ia akan dilakukan dengan asam sulfir guna mendapatkan karakteristik surface-resistivitas yang diperlukan. 

Tak hanya itu, masih ada lagi material menjanjikan lainnya yang bisa digunakan dalam pembuatan sebuah film untuk sensor konduktivitas. Ya, material yang dimaksud berupa solidpolyelectrolytes, dikarenakan konduktivitas elektrik pada bahan tersebut sangat bervariasi dan bisa mempengaruhi terhadap tingkat kelembaban. 

Dengan kata lain, sistem kerja pada Electrical Conductivity Sensors ini terdiri dari film berukuran tipis yang berbahan polimer dan oksida logam diantara dua elektroda konduktif. 

Sedangkan bagian sensornya telah dilapisi dengan logam yang memiliki pori-pori elektroda guna memberikan perlindungan dari kontaminasi seperti kaca, keramik, hingga silicon. Jadi, perubahan di dalam konstanta dielektrik sensor kelembaban kapasitifnya hampir sama dengan kelembaban relatif pada lingkungan di sekitarnya. 

baca juga : Mengenal infrared

3. Thermal Conductivity Sensors

Biasanya penggunaan Thermal Conductivity Sensors akan memanfaatkan gas guna mengukur tingkat kelembaban melalui sensor thermistor. 

Prinsip kerja pada Thermal Conductivity Sensors ini terdiri dari dua ruang dengan masing-masingnya memiliki sebuah sensor yang identik konduktivitas termal. Salah satu ruangnya ditutup kemudian diisi dengan gas referensi, sedangkan ruang satunya lagi bertugas sebagai penerima gas sampel. 

Itu artinya, perbedaan konduktivitas termal dari sampel gas referensi akan didefinisikan ke dalam angka konsentrasi oleh sirkuit mikroprosesor yang terdapat pada unit elektronik.