Tipe Sensor Suhu Untuk Mesin Printer 3D
Sensor Untuk Heat Block dan Heat Bed
Pada artikel ini saya akan menjelaskan 3 Tipe Sensor Suhu Untuk Mesin Printer 3D. Ini sangat berguna untuk anda memilih sensor yang tepat untuk mesin anda.
Untuk dapat mendeteksi suhu yang digunakan pada Heating Block Nozzle dan Bed, dibutuhkan sebuah sensor suhu.
Sensor suhu ada banyak jenisnya, namun khusus untuk mesin printer 3D harus membutuhkan sensor yang mampu bertahan dan membaca diatas > 100°C, bahkan beberapa printer harus memilik sensor yang mampu membaca suhu hingga 500°C lebih.
Dari kondisi tersebut, sensor suhu yang paling umum digunakan untuk printer 3D adalah Thermistor, RTC dan Thermocouple.
Apa perbedaan diantara mereka dan kapan waktu yang tepat menggunakannya?
1. Thermistor
Termistor merupakan singkatan dari Thermal Resistor, yaitu resistor yang resistansinya akan berubah sebanding dengan perubahan suhu.
a. Jenis Termistor berdasarkan material dan cara kerja
Ada dua jenis thermistor yaitu NTC dan PTC. Perbedaannya yaitu:
- Tahanan pada termistor NTC (Negative Temperature Coefficient) akan turun jika suhu naik.
- Tahanan pada termistor PTC (Positive Temperature Coefficient) akan naik jika suhu naik.
Namun untuk 3D printer, jenis termistor yang paling umum digunakan adalah NTC.
Thermistor terbuat dari bahan semikonduktor, umumnya adalah silikon dan germanium, dan nilai resistansinya dapat bervariasi dengan banyak urutan besarnya dalam kisaran suhunya.
Sebuah termistor NTC 100k memiliki resistansi 100kΩ (100.000Ω) pada suhu kamar (20 °C) dan turun serendah 100Ω pada 300 °C.
b. Jenis Termistor Berdasarkan Bentuk
Setidaknya ada 3 bentuk dari termistor yang umumnya digunakan yaitu menggunakan pembungkus kaca, pembungkus stainles stell dan DO-35.
Namun yang paling sering digunakan bentuk termistor adalah Kaca dan Stainless Stell.
Perhatikan pada gambar berikut, stainless steel (kiri) dan kaca (kanan):
 |
| Termistor - Gambar ini milik Mouser.com |
c. Contoh Board Controller Printer 3D Yang Menggunakan Thermistor
Ada banyak produsen yang membuat mesin 3D, namun itu akan berbeda board controller yang digunakan, ada yang 8-bit dan 32-bit.
Beberapa mesin yang menggunakan thermistor untuk sensor suhu yaitu:
- Prusa
- Robo3D
- BCN3D
- Kossel
- Makergear
- MendelMax
- LulzBot
- Printrbot
- Mendel90
- Anet
- Creality
- dll
Beberapa mainboard yang menggunakan termistor yaitu:
- RAMPS, Rambo RUMBA, Melzi, Sanguinololu, Generation 6, Azteeg X1, Azteeg X3 (8-bit)
- Smoothieboard, AZSMZ, R2C2, Generation 7, Duet, Replicape (32-bit)
2. RTD
RTD (Resistance Temperature Detector) merupakan sensor suhu yang pada prinsip dasarnya adalah sama dengan thermistor PTC.
Perubahan resistansi RTD akan meningkat sebanding dengan peningkatan suhu yang di terima.
Namun perbedaan antara RTD dan thermistor adalah:
- RTD baik untuk suhu diatas 300 derajat, sedangkan thermistor baik untuk penggunaan suhu dibawah 300 derajat
- Suhu maksimal RTD bisa sampai +850° C sedangkan termistor umumnya hanya +350° C meskipun ada beberapa yang mampu membaca hingga +600° C
- Kurva perbandingan suhu RTD relatif linear karena memiliki kurva dan toleransi standar, sedangkan kurva termistor bervariasi tergantung pada pabrikannya
- Kecepatan waktu respon RTD lebih lambat dibandingkan Thermistor
- Pembacaan suhu RTD tidak terlalu akurat jika dibandingkand dengan thermistor
- RTD dapat memiliki 2-wire single, 3-wire single, 4-wire single dan 3-wire dual, sedangkan thermistor umunya hanya memiliki 2-wire single.
- RTD lebih mahal dibandingkan dengan Thermistor
Untuk bentuk fisik dari RTD beberapa diantaranya mirip dengan Thermistor tipe Stainles Stell. Anda dapat melihat bentuknya seperti pada gambar berikut:
 |
| RTD - Gambar ini milik mouser.com |
Namun berdasarkan pembungkusnya, umumnya tidak menggunakan stainles stell melainkan Platinum, Copper dan Nickel.
RTD yang paling umum digunakan untuk printer 3D adalah PT100, dimana sensor ini memiliki resistansi 100Ω pada 0 ° C.
Dengan sensor RTD, resistansi perlahan meningkat seiring suhu. Pada 400 °C, PT100 akan mencapai 250Ω. Variasinya hampir linier.
Selain itu, ada juga jenis PT1000 dimana memiliki resistansi 1000Ω pada 0 ° C. PT1000 lebih disukai digunakan untuk mengukur temperatur rendah karena memiliki akurasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan PT100.
Salah satu produsesn yang menggunakan RTD untuk main board mereka adalah Ultimaker (Ultimaker PCB, Ultimaker Board). Selain itu main board yang menggunakan RTD adalah Alligator Board 32-bit MCU.
3. Termokopel
Termokople merupakan sensor suhu yang mampu membaca -100° C hingga +1200° C.
Termokopel beroperasi dengan cara yang sama sekali berbeda dari sensor lainnya. Mereka terbuat dari dua logam berbeda yang menghasilkan tegangan yang sangat kecil tergantung pada suhu.
Jenis yang paling umum digunakan pada printer 3D adalah K dan terbuat dari chromel dan alumel.
Tegangan meningkat dari 0mV menjadi 20mV dari 0 °C menjadi 500 °C. Seperti PT100, variasinya hampir linier pada 41 V/°C.
Termokopel harus berada di dalam pembungkus berinsulasi listrik untuk mencegah kebisingan atau efek tanah. pembungkus dapat berulir, silindris atau datar (berkerut).
Beberapa bentuk fisiknya mirip dengan RTD, namun sudah dikemas sebaik mungkin. Beberapa bentuk RTD dapat anda lihat pada gamber berikut ini:
 |
| Gambar ini milik Mouser.com |
Semoga artikel Tipe Sensor Suhu Untuk Mesin Printer 3D ini dapat memberikan gambar bagi anda untuk dapat mendesain board secara custom dan memilih sensor yang tepat.
