FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi pencapaian gelar Sarjana Sains
SRI MAHYUNI 130821016
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUAN
Judul : PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS
MIKROKONTROLLER ATMEGA32
Katagori : SKRIPSI
Nama : SRI MAHYUNI
Nomor Induk Mahasiswa : 130821016
Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA
Fakultas : MIPA
Diluluskan di Medan, 29 Januari 2016
Diketahui/Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua Pembimbing
Dr. Marhaposan Situmorang, M. Si Drs. Kurnia Brahmana, M.Si Nip: 195510301980031003 Nip: 196009301986011001
PERNYATAAN
PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 29 Januari 2016
SRI MAHYUNI 130821016
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat, berkah, dan karunia-nya. Dan tak lupa juga penulis panjatkan salam dan shalawat bagi junjungan kita nabi besar Muhammad SAW beserta segenap keluarga dan para sahabatnya. Serta Do’a restu dan dorongan dari berbagai pihak dan akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul
“Perancanga Kulkas Mini Menggunakan Peltier Super Cooler Berbasis
Mikrokontroller Atmega32”.
Penulisan skripsi ini untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains, Departemen Fisika, Program studi Fisika Instrumentasi pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,Unuversitas Sumatera Utara. Dalam menyelesaikan skripsi ini, berbagai pihak telah memberikan bantuan, bimbingan, doa yang tulus, dan masukan baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimah kasih yang sebesar- besarnya kepada, Kepada Ayah handa tercinta yang selalu memberiakn Do’a dan selalu memberiakn dukungan mental dan materi dari awal kuliah sampai skripsi selesai. Drs. Kurnia Brahmana, M.Si selaku pembimbing yang telah memberikan kemajuan dalam berpikir, petunjuk, nasehat-nasehat dalam perangcangan hardware dan software serta menyediakan waktunya. Dr. Marhaposan Situmorang, M.Si selaku ketua Program Fisika. Dosen penguji dan dosen yang telah mengajar selama perkuliahan berlangsung. Kepada saudara-saudara saya yang selalu memberikan Do’a dukungan dan selalu mensupport saya hingga selesai. Kepada seluruh pegawai dan seluruh civitas akademi FMIPA Universitas Sumatera Utara. Teman-teman seperjuangan S1 Ektensi Fisik Instrumentasi 2013yang telah memberikan support dan
Do’anya. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam menyelesaikan Skripsi
ini, maka ada peribahasa “Tak ada gading yang tak retak”. Oleh karena itu,ada baiknya pembaca memberikan kritik dan saran yang sagat membantu dalam menulis karya ilmia selanjutnya. Besar hapan penulis, semoga penulisan ilmia ini memberikan kontribusi positif dan bermanfaat untuk senantiasa berguna bagi masyarakat umum agar terus memperoleh wawasan dan ilmu pengetahuan dalam bidang teknologi yang ada serta bisa dimanfaatkan kembali.
Medan, Januari 2016
ABSTRAK
Telah dibuat dan dianalisis thermoelektrik cooler sebagai lemari pendingin mini berkapasitas 5 liter. Mengunakan peltier super cooler tipe 12706. Berkerja dengan memanfaatkan efek feltier, dimana saat peltier dialiri arus listrik terjadi penyerapan pada satu sisi dan pelepasan panas pada sisi lainnya. Sisi dingin dimanfaatkan untuk mendinginkan ruangan pendingin,yang suhunya akan dibaca dengan LM35. Beban yang didinginkan berupa air yang volumenya divariasikan mulai dari 1 liter, 2 liter, dan 3 liter. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu 5 ºC secara berturut-turut mulai 1 liter sampai 3 liter adalah 8.280 detik, 19.200 detik, dan 33.600 detik.
DESIGNING SUPER MINI REFRIGENERATOR USES PELTIER COOLER BASED MICROCONTROLLER ATMEGA32
ABSTRACT
Was created and analyzed thermoelectrically cooler as refrigeration mini capacity of 5 liters .Using super peltier cooler type of 12706. It works by utilizing feltiereffect , whereby when the peltier electrified occur on one side of the absorption and release of heat on the other side . Cold side is used to cool the refrigerator , where the temperature will be read with the LM35 . In the form of water -cooled load the volume varied from 1 liter , 2 liter and 3 liter . The time needed to reach a temperature of 5 ° C respectively from 1 liter to 3 -liter is 8,280 seconds, 19.200 seconds and 33,600 seconds
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstract vi
Daftar isi vii
Daftar Tabel ix Daftar Gambar x BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 3 1.3 Batasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat 3 1.6 Sistematika Penulisan 4
BAB 2 TEORI DASAR 5
2.1 Thermoelektrik 5 2.1.1 Pengertian Thermoelektrik 5 2.2 Pendingin Thermoelektrik 6 2.2.1 Efek Seebeck 6 2.2.2 Efek Peltier 6 2.2.3 Sel Peltier 6 2.3 Pendingin 9 2.4 Kalor Jenis 10
2.5 Hubungan Kalor Dengan Energi Listrik 10
2.6 Perpindahan Panas 13 2.6.1 Konduksi 13 2.6.2 Konveksi 14 2.6.3 Radiasi 15 2.7 Sensor Lm35 16 2.8 Daya Listrik 18 2.9 Mikrokontroller Atmega32 20
BAB 3 PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM 25
3.1 Diagram Blok Sistem 25
3.2 Perancangan Rangkaian Tiap Blok 27 3.2.1 Rangkaian Driver On/Off Peltier 27 3.2.2 Rangkaian Mikrokontroller 28
3.2.3 Rangkaian Power Supplay 28
3.2.4 Rangkain Sensor Suhu 29
3.2.5 Rangkaian Tombol Setting 31
3.2.6 Rangkaian Minimum Driver Regulator Arus 31
3.3 Diagram Alir 33
BAB 4 PENGUJUAN DAN HASIL 34
4.1 Power Supplay 34
4.2 Daya Terpasang 35
4.3 Pengukuran Temperatur 36
4.3.1 Beban 1 Liter Air 36
4.3.2 Beban 2 Liter Air 37
4.3.3 Beban 3 Liter Air 38
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 39
5.1 Kesimpulan 39
5.2 Saran 39
DAFTAR REFERENSI 40
DAFTAR TABEL
Halaman Tebel 2.1 Tabel Periodik Untuk Elemen Semikonduktor 8 Tabel 2.2 Hubungan Massa Dengan Waktu Secara Teori 13 Tabel 4.1 Hubungan Tegangan Terhadap Arus 35
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Skema Sel peltier 7
Gambar 2.2 Sel Peltier 7
Gambar 2.3 Ikatan Valensi (piranti semikonduktor) 9
Gambar 2.4 Sensor LM35 17
Gambar 2.5 Bentuk Fisik Mikrokontroller AVR ATMega 32 21 Gambar 2.6 Konfigurasi Pin Dari IC ATMega32 24
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem 25
Gambar 3.2 Blok Rangkaian Driver On/Off Peltier 27
Gambar 3.3 Rangkain Minimum Mikrokontroller Atmega32 28
Gambar 3.4 Rangkain Power Supplay 29
Gambar 3.5 Rangkain Sensor T 30
Gambar 3.6 Rangkain Tombol Setting 31
Gambar 3.7 Rangkain minimum Driver Regulator Arus 32
Gambar 3.8 Diagram Alir Sistem 33
Gambar 4.1 Power Supplay 34
Gambar 4.2 Skema Daya Terpasang 35
Gambar 4.3 Skema Pengukuran 36
Gambar 4.4 Grafik Penurunan Suhu Dengan Beban 1 Liter Air 36 Gambar 4.5 Grafik Penurunan Suhu Dengan Beban 2 Liter Air 37 Gambar 4.6 Grafik Penurunan Suhu Dengan Beban 3 Liter Air 38