Sensor Kelembaban

Tugas Satuan Operasi

Humidity (Kelembapan)

Disusun Oleh Andy Warizky Matondang

(070403073)

Khairunnisa Batubara

(070403119)

Hendra Novirza Chaniago

(080403002)

Tri Utari

(100403014)

Utami Bela Ningsih

(100403022)

M. Yusuf Ritonga

(100403027)

Dosen Pembimbing: Ir. Parsaoran Parapat, MT.

DEPARTEMEN TEKNIK INDUSTRI F A K U L T A S

T E K N I K

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

Kelembapan (Humidity) 1.1. Kelembapan dan Moisture Air yang terkandung di sekeliling udara adalah faktor yang penting untuk kesehatan manusia dan binatang. Level kenyamanan ditentukan oleh kombinasi dari dua factor: kelembaban relatif dan temeperatur lingkungan. Kelembaban adalah faktor penting dalam mengoperasikan peralatan tertentu, seperti rangkaian elektronik impedansi tinggi, komponen yang sensitif terhadap listrik statik, peralatan tegangan tinggi, alat mekanis yang halus dan lain-lain. Petunjuk praktisnya adalah memastikan bahwa kelembaban relatif mendekati nilai 50% pada temperatur ruang yang normal (20-25°C). ketentuan ini bisa bervariasi dari serendah 38% untuk ruang bersih kelas 10 sampai 60% dalam ruang operasi rumah sakit. Kelembaban adalah unsur umum pada barang-barang manufaktur dan bahan-bahan olahan. Kelembaban dapat diukur dengan alat yang disebut higrometer. Higrometer pertama ditemukan oleh Sir John Lelie (1766-1832). Untuk mendeteksi kandungan air di udara sensor higrometer harus selektif terhadap air dan sifat-sifat sensor tersebut harus dapat diatur oleh konsentrasi air. Pada umumnya sensor uap air, kelembaban dan sensor temperatur embun dapat berupa sensor kapasitif, konduktif, osilasi, ataupun optik. Sensor optik untuk gas mendeteksi temperatur titik pengembunan sedangkan higrometer optik untuk mendeteksi larutan organik menggunakan sifat penyerapan larutan organik terhadap cahaya near-infrared (NIR) dengan rentang spektrum dari 1,9 sampai 2,7 µm. Banyak cara untuk menyatakan kandungan air di udara dan kelembaban, hal ini sering tergantung pada aplikasi industri atau aplikasi khusus. Kandungan air pada gas kadang-kadang dinyatakan dalam pound uap air per juta kaki kubik gas. Kandungan air pada zat cair dan zat padat pada umumnya dinyatakan dalam persentase air per total massa (berdasarkan berat basah), akan tetapi dapat juga dinyatakan berdasarkan berat kering. Kandungan air dalam zat cair dengan daya campur air yang rendah biasanya dinyatakan dalam PPMw (part per million by weight).

Istilah moisture pada umumnya berkenaan dengan kandungan air pada beberapa material, tetapi untuk alasan praktis istilah ini hanya digunakan pada zat cair dan zat padat, sedangkan istilah humidity berkenaan dengan kandungan uap air pada gas. Moisture : jumlah air yang terkandung dalam zat cair atau zat padat karena penyerapan dan dapat dihilangkan tanpa merubah sifat-sifat kimianya. Mixing ratio (humidity ratio/r) : massa uap air per satuan massa gas kering.

1.2. Jenis-Jenis Kelembapan Terdapat dua jenis kelembapan, yaitu: 1. Absolute humidity/kelembaban absolut Bilangan yang menunjukkan berapa gram uap air yang tertampung dalam satu meter kubik udara. Dapat dikatakan kelembaban absolut adalah berat jenis uap air. Kelembaban absolut dapat diukur dengan menggunakan rumus: dw=m/v. dimana, m = massa uap air v = volum gas basah Sebagai contoh, melewatkan sejumlah udara yang telah diukur melalui bahan penyerap kandungan air (seperti silica gel) dengan menimbang sebelum dan sesudah penyerapan. Kelembaban absolut dinyatakan dalam gram per meter kubik, atau grain per kaki kubik. Karena pengukuran ini tergantung tekanan atmosfir maka pada umumnya tidak bermanfaat dalam teknik praktis.

2. Kelembaban relatif Bilangan yang menunjukkan berapa persen perbandingan antara uap air yang ada dalam udara saat pengukuran dan jumlah uap air maksimum yang dapat ditampung oleh udara tersebut. Kelembapan ini merupakan perbandingan tekanan uap sebenarnya pada udara dalam beberapa temperatur sampai tekanan uap jenuh maksimum pada temperatur yang sama. Kelembaban relatif dalam persen didefinisikan sebagai berikut:

Dimana , Pw

: tekanan uap parsial

Ps

: tekanan uap air jenuh pada temperatur yang diberikan.

H

: persentase konsentrasi dari kandungan uap Sebuah cara alternatif untuk menampilkann RH adalah sebagai rasio atau

perbandingan fraksi mol uap air dalam udara dengan fraksi mol uap air dalam udara pada saat jenuh. Nilai Pw dengan tekanan parsial udara kering Pa sama dengan tekanan atmosfer Patm.

Pada temperatur di atas titik didih, tekanan air dapat menggantikan semua gas dalam tempat tertutup. Kemudian atmosfir akan seluruhnya terdiri dari uap super panas. Dalam kasus ini, Pw=Patm.. Pada temperatur di atas 100°C, RH tidak dapat dijadikan indikator kandungan air karena pada temperatur ini Ps selalu lebih besar daripada Patm, dan RH maksimum tidak pernah dapat mencapai 100%. Jadi, pad tekanan atmosfir normal dan temperatur 100°C, RH maksimumadalah 100%, sedangkan pada temperatur 200°C RH maksimum hanya mencapai 6%. Di atas suhu 374°C, tekanan jenuh tidak ditetapkan secara termodinamika. Kelembaban relatif menunjukkan hubungan terbalik dengan temperatur absolut. Temperatur titik pengembunan biasanya diukur dengan cermin yang didinginkan. Bagaimanapun juga, pengukuran titik pengembunan di bawah 0°C hasil pengukuran menjadi tidak menentu, sebagaimana kandungan air akhirnya akan membeku dan akan terjadi pertumbuhan pola krital secara perlahan, mirip dengan pembentukan kepingan salju. Meskipun demikian, kandungan air dapat tetap ada pada fase zat cair selama waktu yang panjang dalam temperatur di bawah 0°C tergantung beberapa variabel sperti agitasi molekuler, laju konveksi, temperatur sampel gas, kontaminasi-kontaminasi dan seterusnya. Persamaan berikut ini menghitung titik pengembunan dari kelembaban relatif dan temperatur. Semua temperatur dalam Celcius.

Tekanan uap jenuh pada air dapat ditemukan dari:

Dan temperatur titik pengembunan ditemukan dari perkiraan:

Dimana:

Tabel 1.1 Kelembaban Relatif pada Larutan Garam jenuh

1.3.Sensor Kelembapan Sensor kelembaan adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk membantu dalam proses pengukuran atau pendifinisian yang suatu kelembaban uap air yang terkandung dalam udara. Jenis-jenis sensor kelembapan yaitu: 1. Sensor Kapasitif Kapasitor dielektrik udara dapat berguna sebagai sensor kelembaban, karena kandungan air dalam atmosfir merubah permitifitas elektrik udara menurut persamaan berikut:

Dimana T

: temperatur absolut (dalam Kelvin),

P

: tekanan udara basah (dalam mm Hg),

Ps

: tekanan uap air jenuh pada temperatur T (dalam mm Hg),

H

: kelembaban relatif (dalam %). Persamaan di atas menunjukkan bahwa konstanta dielektrik udara basah dan

oleh karena itu kapasitansi sebanding dengan kelembaban relatif. Selain udara, ruang antara plat kapasitor dapat diisi dengan isolator yang tepat yang memiliki konstanta dielektrik yang berubah secara signifikan terhadap perubahan kelembaban. Sensor kapasitif dapat dibuat dari lapisan tipis polimer higroskopis dengan elektrode logam yang diletakkan pada sisi yang berlawanan. Dalam salah satu desain, dielektrik tersusun atas lapisan tipis polimer higrofil (tebal 8-12µm) yang terbuat dari serat acetate butyrate dan dimetyleptalate sebagai plasticizer. Ukuran sensor lapisan tipis sebesar 12x12 mm. Elektrode keping berpori yang dibuat dari emas dengan diameter 8mm dengan tebal 200 Å diletakkan pada polimer dengan teknik pengendapan vacum. Lapisan tipis tersebut diapit oleh pemegang dan elektrode yang disambungkan ke terminal. Kapasitansi dari sensor dengan susunan sperti itu mendekati sebanding dengan kelembaban relatif H.

Dimana C0 adalah kapasitansi pada saat H=0. Untuk membuat sensor kapasitif dengan akurasi 2% dalam rentang RH 5% sampai 90% dapat dicapai dengan rangkaian sederhana seperti yang terlihat pada gambar 2.1. Kapasitansi nominal pada RH 75% adalah 500 pF. Rangkaian ini mempunyai fungsi transfer yang tidak benar-benar linier dengan offset pada kelembaban 0% kira-kira sebesar 370 pF dan slope 1,7 pF/% RH. Rangkaian ini secara efektif membentuk dua fungsi: membuat konfersi kapasitansi ke tegangan dan mengurangi offset kapasitansi untuk menghasilkan tegangan output dengan intersep nol. Inti dari rangkaian ini adalah saklar analog self-clocking LT1043 yang memultiplex beberapa kapasitor pada sambungan penambahan (virtual ground) dari Opamp U1. Kapasitor C1 adalah untuk pengurangan offset

kapasitansi sedangkan kapasitor C2 dihubungkan seri dengan sensor kapasitif S1. Tegangan rata-rata yang melintasi sensor harus nol, jika tidak, migrasi elektrokimia bisa merusak sensor secara permanen. Kapasitor non-polar C2 melindungi sensor dari muatan dc. Trimpot P2 berfungsi untuk mengatur jumlah muatan yang dikirim ke sensor dan trimpot P1 untuk mengatur muatan offset yang telah dikurangi dari sensor. Muatan bersih digabungkan dengan muatan kapasitor feedback C3. Kapasitor C4 mempertahankan keluaran tegangan dc ketika sensor dilepas.

Gambar 1. Rangkaian sederhana untuk mengukur kelembaban dengan sensor kapasitif

Gambar 2. Fungsi Transfer Sensor Kapasitif Dan Sistem

Teknik yang serupa dapat digunakan untuk mengukur kadar air dalam sample. Metode pengukuran kadar air ini benar-benar bermanfaat dalam kontrol pembuatan produk-produk farmasi. Konstanta dielektrik dari kebanyakan tablet medis benar-benar kecil (antara 2,0 sampai 5,0). Sample yang akan diukur diletakkan diantara dua plat, kedua plat ini membentuk sebuah kapasitor dengan bahan dielektrik sample tersebut, dan dihubungkan dengan rangkaian osilator LC. Kemudian frekuensinya diukur dan frekuensi ini berhubungan dengan kandungan air pada sample. Metode ini memilki beberapa kelemahan, misalnya: akurasi yang rendah pada saat mengukur kadar air dibawah 0,5%, sample harus dibersihkan dari material asing yang memiliki konstanta dielektrik yang relatif tinggi (misalnya, logam, plastik, ketebalan bungkus) serta bentuk sample harus dipertahankan.

Gambar 3. Sistem Sensing Kelembaban Dengan Sensor Kapasitif

Gambar 4. Sensor kelembaban kapasitif lapisan film tipis: (A) bentuk plat kapasitor interdigitized electrode; (B) irisan melintang dari sensor

Sensor kelembaban kapasitif lapisan tipis (thin film) dapat dibangun diatas substrat silikon lapisan SiO2 stebal 3000 Å ditumbuhkan diatas subtrat Si jenis n (gambar 1.1.4B). Dua elektrode logam diendapkan pada lapisan SiO2.Elektrode ini terbuat dari aluminium, chrom, atau phosphorus-doped polysilicon dengan teknik LPCVD (low pressure chemical vapor deposition) atau pengendapan uap kimia tekanan rendah. Ketebalan elektrode antara 2000-5000 Å. Elektrode dibentuk sedemikian rupa seperti terlihat pada gambar 1.1.4A. Untuk menyediakan kompensasi temperatur maka dibuat dua resitor yang sensitif terhadap temperatur pada substrat yang sama. Lapisan atas sensor dilapisi lapisan dielektrik. Untuk lapisan ini beberapa bahan dapat dipakai seperti pengendapan uap SiO2 secara kimiawi (CVD=chemically vapor-deposited) atau atau lapisan phosphorsilicate (PSG=phosphorosilicate glass). Ketebalan lapisan ini antara 300-4000 Å. Rangkaian listrik ekuivalen yang disederhanakan ditunjukkan pada gambar 1.1.5. setiap bagian dari rangkaian mewakili jalur transmisi RC. Ketika kelembaban relatif naik maka resistansi permukaan akan turun dan kapasitansi antara terminal 1 dan 2 akan naik. Kapasitansi bergantung kepada frekuensi, oleh sebab itu untuk range pengukuran kelembaban yang rendah, sebaiknya frekuensi dipilih mendekaati 100 Hz, sebaliknya untuk range pengukuran kelembaban yang lebih tinggi sebaiknya frekuensi dipilih antara 1-10 kHz.

Gambar 5. Rangkaian listrik ekuivalen yang disederhanakan

Secara singkat prinsip kerja dari sensor kapasitif yakni: 

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 keping

Contoh sensor

Gambar 6. Sensor Relative Humidity HS-15P

Pada prinsipnya cara kerja sensor

ini adalah mendeteksi besarnya

kelembaban relatif udara di sekitar sensor tersebut. HS15P yang mendeteksi kelembaban di sekitarnya akan merubah frekuensi oscilator dan akan mengirimkan data ke mikrokontroler slave. Dari mikro slave akan dilanjutkan ke mikro master. Selanjutnya mikro akan menganalisa data, mikro melakukan dengan cara membandingkan antara data yang dikirim dan data masukan. Apabila dalam membandingkan tersebut diatas kelambaban yang ditentukan dibawah atau diatas dari data yang dikirim sensor maka alat akan bekerja untuk menyesuaikan kelembaban menjdi sesuai dengan yang diharapkan.

Karakteristik sensor HS15P 1. Bekerja pada rating temperatur 0°C sampai dengan 50°C 2. Bekerja pada rating kelembaban 20 % sampai dengan 100 % RH 3. Tegangan kerja adalah tegangan AC 1 Vrms 4. Frekuensi kerja adalah 50 Hz sampai dengan 1 KHz 5.Konsumsi daya adalah 0,3 mW Dengan perubahan temperatur dengan kenaikan 5°C maka kurva karakteristik Relative Humidity akan bergeser berbanding terbalik (logarimatik) dengan perubahan impedansi. Dalam dunia industri sensor ini banyak diaplikasikan dalam: 

Sistem Pengendalian Suhu Dan Kelembaban



Pada Mesin Pengering Kertas

2. Sensor Konduktifitas Listrik Resistansi konduktor non-logam pada umumnya tergantung kandungan airnya, fenomena ini sebagai dasar sensor kelembaban resistif atau yang disebut hygristor. Konsep umum pada sensor kelembaban konduktif dapat dilihat pada gambar 1.2.1. Sensor mengandung bahan yang memiliki resistifitas rendah yang berubah secara signifikan terhadap kondisi kelembaban yang bervariasi. Bahan ini diletakkan diatas dua elektrode yang dibuat sedimikian rupa agar dapat memberikan kontak yang luas terhadap udara. Ketika molekul air diserap oleh lapisan atas, maka resistifitas antara elektrode berubah dan dapat diukur dengan rangkaian elektronik. Sensor seperti ini pernah dikembangkan oleh F. W Dunmore pada tahun 1935, sensor ini terdiri dari lapisan tipis higroskopis yang mengandung 2-5% larutan LiCl. Contoh lain dari sensor kelembaban konduktif adalah yang disebut sebagai “pope element” yang mengandung lapisan tipis polystyrene yang diperlakukan dengan asam sulfur untuk mendapatkan karakteristik resistifitas permukaan yang diinginkan.

Gambar 7. Komposisi sensor kelembaban konduktif

Gambar 8. (A) Struktur Al2O3 dalam sensor kelembaban; (B) rangkaian ekuivalen sensor.

Bahan-bahan lainya yang diharapkan bisa dibuat untuk sensor konduktifitas adalah

polielektrolit

padat

karena

konduktifitasnya

bervariasi

terhadap

kelembaban. Stabilitas dan repeatabilitas yang bagus dari senyawa ini, meskipun pada umumnya besar dan secara signifikan dapat diperbaiki dengan memasukkan jaringan polimer, pembawa dan alat pembantu. Ketika diukur pada 1kHz, sampel

percobaan menunjukkan perubahan impedansi dari 10 MΩ sampai 100 Ω pada perubahan RH dari 0% sampai 90%. Sensor kelembaban solid-state dapat dibuat pada substrat silikon (Gambar 8.A). silikon yang dipakai harus memilki konduktifitas tinggi, yang dapat menyediakan jalur listrik dari elektrode alumunium yang diendapkan secara vacum diatas permukaannya. Sebuah lapisan oksida terbentuk pada sisi atas lapisan konduktif alumunium, dan diatasnya, elektrode lainnya dibentuk. Lapisan alumunium dibuat menjadi anoda untuk membuat permukaan oksida berpori-pori. Bentuk dari pori-pori cukup untuk ditembus oleh molekul air. Elektrode yang lebih atas dibuat dari emas berpori-pori yang dapat ditembus oleh gas dan dapat menyediakan hubungan listrik. sambungan listrik dibuat dari lapisan emas dan silikon. Seperti kebanyakan bahan-bahan lainnya, alumunium oksida (Al2O3), dapat menyerap air ketika bersentuhan dengan gas yang mengandung air dalam fase uap. Jumlah serapan air sebanding dengan tekanan uap parsial dan berbanding terbalik dengan temperatur absolut. Alumunium oksida adalah bahan dielektrik. Konstanta dielektrik dan resistifitas permukaannya berubah karena penyerapan air. Oleh karena itu bahan ini dapat digunakan sebagai bahan sensor kelembaban. Gambar 8.B menunjukkan rangkaian ekifalen, nilai R1 dan C1 tergantung pada ukuran dan kepadatan rata-rata dari pori-pori. Komponen resitansi dan kapasitansi bervariasi terhadap jumlah molekul air yang menembus pori-pori dan menempel pada permukaan. R2 dan C2 mewakili resitansi dan kapasitansi dari bahan oksida antara pori-pori, oleh karena itu nilai ini tidak terpengaruh oleh kelembaban. C3 adalah ekifalen kapasitansi yang ditentukan oleh pengukuran resitansi total dalam udara kering pada frekuensi yang sangat rendah. Resistansi sensor menjadi sangat tinggi (> 108Ω) pada frekuensi mendekati dc. Jadi pengukuran kelembaban meliputi pengukuran impedansi sensor. Resistansi dan kapasitansi sisa yang tergantung faktor selain kelembaban tetap ada dan terhubung langsung dengan variabel yang bergantung kelembaban, hal ini menyebabkan pengurangan yang terus menerus terhadap slope (sensitifitas) ketika kelembaban turun, yang sebaliknya mengurangi akurasi pada pengukuran kelembaban yang

rendah. Karena temperatur adalah faktor dalam pengukuran kelembaban, sensor biasanya mengkombinasikan sensor kelembaban denagn thermistor serta kapasitansi referensi pada kemasan yang sama yang dapat melindungi pengaruh kelembaban dan agar sensor mempunyai koefisien temperatur yang rendah.

3. Sensor Konduktifitas Panas Penggunaan konduktifitas panas gas untuk mengukur kelembaban dapat dikerjakan dengan menggunakan sensor thermistor (Gambar 9. A). Dua thermistor kecil (Rt1 dan Rt2) didukung oleh kabel tipis untuk meminimalkan hilangnya konduktifitas panas ke kemasan sensor. Thermistor sebelah kiri dialiri gas melalui lubang fentilasi dan thermistor sebelah kanan ditutup rapat-rapat dalam udara kering, kedua thermistor disambungkan ke rangkaian jembatan R1 dan R2 yang diberi tegangan dari +E. Thermistor panas dengan sendirinya karena ada arus yang melewatinya, temperaturnya naik sampai diatas 170 °C melebihi temperatur sekitar. Awalnya jembatan resistor imbang dalam udara kering untuk membuat titik referensi nol. Output sensor ini berangsur-angsur naik seiring kelembaban absolut yang naik dari nol. Pada kelembaban sekitar 150 g/m3, outputnya mengalami saturasi dan pada kelembaban 345 g/m3 kemudian outputnya turun dengan polaritas yang berubah (Gambar 9. B)

Gambar 9. Sensor Absolut Humidity dengan self-heating thermistor: (A) Desain dan sambungan listrik (B) Tegangan keluaran

4. Higrometer Optik Kebanyakan sensor kelembaban memperlihatkan masalah kehandalan, khususnya histerisis dengan nilai dari 0.5% sampai 1% RH. Dalam kontrol proses yang presisi, hal ini bisa menjadi faktor pembatas, oleh karena itu metode pengukuran kelembaban secara tidak langsung sebaiknya dipertimbangkan. Metode yang paling efisien adalah penghitungan kelembaban absolut dan kelembaban relatif melalui temperatur titik embun. Seperti yang telah dinyatakan didepan bahwa titik embun adalah temeperatur dimana fase cair dan fase uap airnya dalam keadaan seimbang. Temperatur dimana fase uap dan fase padat dalam keadaan seimbang disebut titik beku. Pada titik embun hanya ada nilai tekanan uap. Oleh karena itu, kelembaban absolut dapat diukur dari temeperatur ini sepanjang tekananya diketahui. Metode yang terbaik dalam pengukuran kandungan air dengan efek histerisis minimum dapat dicapai dengan menggunakan higrometer optik. Ide dasar dibalik higrometer optik adalah penggunaan cermin yang suhu permukaannya dipertahankan dengan presisi oleh pompa panas thermolistrik. Temperatur cermin dikontrol agar berada pada ambang batas pembentukan embun. Sampel udara dilewatkan agar mengenai permukaan cermin, jika temperatur cermin melewati titik embun maka sampel udara akan melepaskan kandungan airnya dalam bentuk tetesan air. Sifat reflektif cermin akan berubah pada saat pengembunan air karena tetesan air akan menyebarkan sinar. Perubahan reflektifitas cermin dapat dideteksi dengan photodetektor yang tepat. Gambar 10. menunjukkan digram blok higrometer cermin. Higrometer ini terdiri dari pompa panas yang dioperasikan pada efek peltier. Pompa panas memindahkan panas dari permukaan cermin tipis telah dipasang sensor. Sensor ini adalah bagian dari termometer digital yang menampilkan temperatur cermin. Rangkaian higrometer ini bertipe diferensial, dimana optokopler bagian atas yaitu sebuah LED dan photodetektor digunakan untuk kompensasi drift, optokopler bawah untuk mengukur reflektifitas cermin. Kesimetrian sensor dapat diseimbangkan dengan memasukkan keseimbangan optik ke dalam jalur cahaya pada optokopler atas. Optokopler bawah ditempatkan dengan sudut 45° terhadap

cermin. Di atas titik embun cermin dalam keadaan kering dan reflektifitasnya tertinggi. Pompa pengontrol panas menurunkan temperatur cermin. Sesaat kemudian terjadi pengembunan, reflektifitas cermin berangsur-angsur turun dan menyebabkan

berkurangnya

arus

yang

melewati

photodetektor.

Sinyal

photodetektor melewati pengontrol dengan tujuan mempertahankan arus yang melalui pemompa panas agar temperatur permukaan cermin tetap pada level titik embun supaya tidak terjadi pengembunan dan penguapan lagi pada permukaan cermin. Sebetulnya molekul air terus menerus terperangkap dan lolos dari permukaan, akan tetapi rata-rata kepadatan pengembunan tidak merubah keseimbangan setelah keseimbangan pertama telah dicapai. Karena temperatur sensor permukaan cermin menentukan titik embun yang berlaku, hal ini menjadi pertimbangan metode paling akurat dan paling mendasar dalam pengukuran kelembaban. Histerisis sebenarnya telah dihilangkan dan sensitifitasnya mendekati 0,03 °C DP (dew point). Darai titik embun, semua parameter kelembaban seperti %RH, tekanan uap dan sebagainya bisa didapatkan selama tekanan diketahui. Ada beberapa masalah yang berhubungan dengan metode ini. Yaitu biaya yang mahal, kontaminasi cermin dari kotoran serta konsumsi daya yang relatif tinggi oleh pompa panas. Masalah kontaminasi sebenarnya dapat dihilangkan dengan menggunakan filter partikel dan dengan teknik khusus yaitu dengan sengaja mendinginkan cermin sampai dibawah titik embun agar terjadi pengembunan yang berlebihan kemidian diikuti dengan pemanasan cermin dengan cepat. Ini akan membersihkan partikel yang mengotori cermin, sehingga cermin akan tetap bersih.

Gambar 10.Diagram Blok Sensor Higrometer Optik

5. Higrometer Osilasi Ide pembuatan higrometer osilasi mirip dengan sensor higrometer optik. Perbedaanya adalah pada pengukuran titik embun tidak ditentukan dengan reflektifitas optik permukaan cermin tetapi ditentukan dengan mendeteksi perubahan massa dari plat yang didinginkan. Plat yang didinginkan ini dibuat dari kristal quartz tipis yang menjadi bagian dari rangkaian osilator. Ini menunjukkan nama lain dari sensor, yaitu piezoelectric hygrometer, karena plat quartz ini bekerja berdasarkan efek piezoelectric. Kristal quartz digandeng dengan pendingin peltier yang mengontrol temperatur kristal dengan derajat keakuratan yang tinggi (Gambar 11). ketika temperatur turun sampai titk embun, lapisan tipis air yang tertinggal pada permukaan kristal quartz, karena massa kristal berubah, frekuensi resonansi juga berubah dari f0 – f1. frekuensi baru ini (f1) sesuai dengan ketebalan lapisan air yang menempel pada kristal. Perubahan frekuensi mengontrol arus yang melewati pendingin peltier agar temperatur pada kristal quartz tetap di titik embun. Kesulitan utama dalam mendisain higrometer ini adalah penyediaan sambungan panas (thermal coupling) antara pendingin dan kristal dalam mempertahankan

ukuran kristal yang kecil pada beban mekanik yang minimum. Tentu saja metode ini dikerjakan dengan menggunakan sensor gelombang akustik permukaan (SAW=surface acoustic-wave).

Gambar 11. Sensor Kelembaban Osilasi

DAFTAR PUSTAKA Ciputra, Ahmad. 2009. Sensor Kelembaban Fraden, Jacob. 2003. Modern Sensor. San Diego: Advance Monitor Corporation http://kuliah.andifajar.com/sensor-kelembaban/ http://dc302.4shared.com/doc/fp8ft7vZ/preview.html http://do-stupid-things.blogspot.com/2010/05/sensor-kelembaban-humidity-andmoisture.html