Kolaborasi Kipas Angin Dengan Elemen Peltier Untuk Mendapatkan Udara Sejuk Menggunakan Mikrokontroller Atmega 8535

(1)

DAFTAR PUSTAKA

Bambang, D. & Rati, R. 2005. Teknik Menulis Karya Ilmiah. Jakarta: PT. Rineka Cipta.

Heryanto, Ary M. & Wisnu, Adi P. 2008. Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATmega 8535. Yogyakarta: Andi.

Ishaq, Mohamad. 2007. Fisika Dasar Elektrisitas Dan Magnetisme. Edisi Pertama. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Woollard Barry, 2003. Elektronika Praktis.Jakarta: Pradnya Paramita.

modul.html diunduh padatanggal tanggal 06 Mei 2016

18 Mei 2016

tanggal 02Juli 2016.

(2)

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Sistem

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Adapun sistem kerja Gambar 3.1 adalah saat sistem dipicu tegangan DC 12 volt, maka peltier akan bekerja yang artinya salah satu sisi peltier akan dingin dan sebaliknya sisi yang lain akan menghasilkan panas, kemudian sisi dingin akan mendinginkan ruang pendingin sementara panas dari sisi lain akan dibuang

Jala - Jala Sumber

Listrik

Blok Peltier

Driver

Pompa Air

Radiator Kipas

Mikrokontroller

Tombol Setting

Display

+

(3)

dengan memanfaatkan kipas sebagai pembuang panas danRadiator memindahkan mendinginkan.

Sensor suhu akan mengukur temperatur pada ruang pendingin dan hasilnya akan dikirim ke mikrokontroller yang selanjutnya mikrokontroller mengubah ke data digital dan diteruskan ke display. Mikrokontroller juga akan mengontrol kipas yang bekerja pada pembuangan panas melalui driver. Kipas yang digunakan pada ruang pendingin untuk menyebarkan dingin dari peltier sehingga suhu dalam ruang pendingin akan homogen juga dikontrol oleh mikrokontroler melalui driver. Selain itu mikrokontroller juga mengontrol kerja driver sesuai dengan besar arus yang diperintahkan pada program mikrokontroller.

Udara

Dingin

Kipas

Sirip

Dingin

Ventilasi

Peltier

Radiator

Inti Pendingin

Tangki Air

Pompa

T

(4)

3.2 Perancangan Rangkaian Tiap Blok 3.2.1 Perancangan Ruangan

Alat ini dikondisikan dingin dengan menggunakan unit pendingin termoelektrik, tempat pendingin ruangan yang akan didinginkan, heat sink dan blower. Ukuran dimensi bagian dalam ruangan pendingin termolektrik yang dianalisis adalah sebagai berikut :

Panjang ruangan = 20 cm

Struktur bahan yang digunakan pada kotak pendingin ruangan ini dilapisi

aluminium dibagian bawah ruangan kotak pendingin ruangan sebagai penyalur dingin

dari termoelektrik dengan ketebalan 0,1 cm (0,001 m). Bahan kedua menggunakan solid plastic di bagian atas kotak pendingin ruangan yang bertujuan untuk meminimalisir aliran dingin dari termoelektrik ke bagian atas, karena bagian atas r pendingin adalah bagian

untuk membuka dan menutup pendingin itu sendiri. Ketebalan solid plastic itu sendiri adalah 0,2 cm (0,002 m). Sementara untuk kain plastic, ketebalannya adalah 0,2 cm

(0,002 m). Insulasi coolbox ini menggunakan polyurethane dengan ketebalan 1,17 cm (0,0117 m).

Daya Pada Sistem Pendingin Ruangan. • Data perhitungan

Daya total Thermo Electric Cooler (TEC) : P = V . I (1)

(5)

Daya kipas sisi panas : P = ( V . I ) . 2

= (12 Volt .1,7 A) . 2 = 40.8 Watt

Daya kipas sisi dingin : P = V . I

= 12 Volt . 0,5 A = 6 Watt

Daya total :

120 Watt + 40.8 Watt + 6 Watt = 166,8 Watt Kapasitas power supply : 252 Watt

Daya power supply tanpa beban : 0.04 A . 220 Watt = 8,8 Watt Efisiensi daya hasil pengukuran : Diketahui : V = 220 Volt

I = 1,26 A Ditanya :P = ...? Jawab :P = V . I

= 220 Volt . 1,26 A = 277,2 Watt

3.2.2 Pemasangan Peltier pada Heatsink

(6)

HEAT SINK COLDSINK

KIPAS

TEC1-12706

PEMBUANGAN PANAS

RUANGAN YANG DIDINGINKAN

KIPAS

PELTIER

Gambar 3.3 Pemasangan peltier pada heatsink

Untuk menentukan luas permukaan heat sink yang digunakan, maka digunakan persamaan perpindahan kalor konduksi, dengan mengasumsikan heatsink seluruhnya adalah aluminium. Dalam hal ini laju perpindahan panas (P)

sebesar 140 watt, beda tempetatur (ΔT) bernilai 450

C, ketebalan aluminium (x) sebesar 0.05 meter dan konduktivitas panas (k) untuk aluminium sebesar 220 Watt/m 0C. Jika waktu pendinginan (t) dilakukan selama 1 jam atau 3600 detik, maka dapat diperoleh luas heatsink yang diperlukan sesuai dengan rumus berikut :

Q =��Δ�

� �� =�×�, Maka dapat diperoleh

�×�×∆�

� =�×�

A = 140 �� 3600 �� 0.05 �

220�

�� 45 ℃

A = 2,545 m2.

(7)

3.2.3 Rangkaian Sensor Suhu

Sensor yang digunakan pada sistem ini adalah sensor LM35,seperti yang dijelaskan sebelumnya sensor LM35 mempunyai keunggulan dapat mengukur suhu pada rentang mulai dari -55°C sampai dengan 150°C. Sesuai dengan suhu yang akan diukur dalam kulkas portable yaitu -21°C. Rangkaian LM35 yang digunakan pada pendingin ruangan ini ditambahkan dua buah dioda pada kaki ground yang masing-masing akan memberikan tegangan 0,7 volt. Sehingga pada suhu 0°C tegangan sensor LM35 ini adalah 1,4 volt.

Semetara itu secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahansuhu setiap suhu 1ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV, misalnya jika hasil pengukuran sensor adalah 10°C maka tegangan yang akan dikirim ke mikrokontroller adalah 1,5 V dimana untuk suhu 0°C adalah 1,4 V dijumlahkan perubahan suhu 10°C adalah 0,1 V. Sama halnya untuk mengukur suhu -21°C, tegangan pada pegukuran suhu 0°C dijumlahkan dengan -0,21V, sehingga diperoleh: (1,4 V - 0,21V = 1,19 V), seperti Gambar 3.4.

.

LM35 Vcc

PA 0

PA 1

0,7 V

1N194

(8)

3.2.4 Rangkaian Mikrokontroller

Rangkain mikrokontroller yang digunakan dalam sistem ini adalah Atmega 8535, yang berfungsi sebagai kontrol dari semua rangkaian pada sistem, diantaranya mengendalikan driver relay,memproses hasil pengukuran sensor suhu menjadi data digital,mengirim suhu ke LCD,mengendalikan driver regulator arus dan juga mengirim data ke PC melalui RS 232 . ATmega 8535 di program dengan bahasa C melalui software AVR.

DB9

Gambar 3.5 Rangkaian mikrokontroller ATmega 8535

(9)

adapun RS 232 dan setting suhu (tombol) dihubungkan dengan port D. Untuk menyuplai tegangan dihubungkan dengan Vcc.

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh system yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroller ATMega8535. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 1 MHz. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller ATMega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program.

3.2.5 Rangkaian MOSFET

MOSFET memiliki impedansi masukan (gate) sangat tinggi (Hampir tak berhingga) sehingga dengan menggunakan MOSFET sebagai saklar elektronik, memungkinkan untuk menghubungkannya dengan semua jenis gerbang logika. Untuk membuat MOSFET sebagai saklar maka hanya menggunakan MOSFET pada kondisi saturasi (ON) dan kondisi cut-off (OFF). Kurva Karakteristik MOSFET Wilayah Cut-Off (MOSFET OFF). Pada daerah Cut-Off MOSFET tidak mendapatkan tegangan input (Vin = 0V) sehingga tidak ada arus drain (Id) yang mengalir. Kondisi ini akan membuat tegangan Vds = Vdd. Dengan beberapa kondisi diatas maka pada daerah cut-off ini MOSFET dikatakan OFF (Full-Off). Kondisi cut-off ini dapat diperoleh dengan menghubungkan jalur input (gate) ke ground, sehingga tidak ada tegangan input yang masuk ke rangkaian saklar MOSFET.

(10)

membuat tegangan Vds = 0V. Pada kondisi saturasi ini MOSFET dapat dikatakan dalam kondisi ON secara penuh (Fully-ON).

12V

Dalam rangkaian ini digunakan IRF Z 260 yang ditambahkan dengan LED sebagai indikator. Adapun cara kerja MOSFET ini saat perintah dari mikrokontroler adalah logika 1 maka arus akan mengalir ke peltier sedangkan saat perintah logika 0 arus tidak dikirim ke peltier,melainkan akan mengalir ke LED dan LED akan menyala sebagai indikator, seperti terlihat pada Gambar 3.6.

3.2.6 Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)

(11)

LCD 2 X 16

Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah:

Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.

Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :

a. Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

(12)

menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.a

c. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.

d. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. e. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin

ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.

3.2.7 Rangkaian Driver Regulator Arus

Rangkaian driver regulator arus digunakan untuk mengatur besar arus yang akan dicatu pada sistem. Pada regulator arus ini digunakan IC LM350,regulator tegangan positif yang dapat menyediakan 5A dengan output variabel dari 1,2V hingga 33V,sementara tegangan yang masuk dari power suplay adalah 17 V. Cara seting batas minimal dan maksimal tegangan output rangkaian power supply dengan IC LM350 adalah dengan menentukan nilai R1 dan R2 sehingga untuk mendapatkan tegangan DC variabel sesuai dengan yang diinginkan, seperti terlihat pada Gambar 3.8.

10uF

(13)

Rs = ��

Karena 3 buah LM350 diparalelkan maka arus yang dilewatkan adalah : 3 x 3,787A = 11,36 A,

Sedangkan rumus untuk mencari Vout adalah:

Vout =

(

�1

Maka daya yang dapat dihasilkan rangkaian adalah: P = V x I

P = 12,708V x 11,36A P = 144,5

3.2.8 Power Supplay

Transformator (Transformer) atau disingkat dengan Trafo yang digunakan untuk DC Power supply ini adalah Transformer jenis Step-down yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik sesuai dengan kebutuhan komponen Elektronika yang terdapat pada rangkaian adaptor (DC Power Supply). Transformator bekerja berdasarkan prinsip Induksi elektromagnetik yang terdiri dari 2 bagian utama yang berbentuk lilitan yaitu lilitan Primer dan lilitan Sekunder.

(14)

220V

12V

220UF

12V CT

Gambar 3.9 Power Supllay

Rectifier atau penyearah gelombang adalah rangkaian Elektronika dalam Power Supply (catu daya) yang berfungsi untuk mengubah gelombang AC menjadi gelombang DC setelah tegangannya diturunkan oleh Transformator Step down. Rangkaian Rectifier pada rangkaian ini terdiri dari 2 komponen Dioda (Full wave). Power supplay yang digunakan pada sistem ini mampu mencatu arus sampai 20 Ampere. Kapasitor atau biasa juga disebut dengan elco, untuk kapasitor sebenarnya banyak jenis, pemasangan kapasitor atau elco pada rangkaian penyearah untuk menstabilkan tegangan atau sebagai filter tegangan ac, yang keluar dari dioda tersebut, seperti terlihat pada Gambar 3.9.

Dengan mengasumsikan bahwa sisi sekunder T1 memberikan tegangan rms 12 V, tegangan output puncak dari lilitan sekunder transformator akan diberikan oleh:

V = Vrms . √2

= 12 V. 1,41 = 16,92 Volt

(15)

(16)

3.3 Diagram Alir Sistem

(17)

BAB IV

PENGUJIAN DAN HASIL

4.1 Pengujian Driver Regulator Arus

Pengujian driver rugulator arus adalah untuk mengetahui berapa tegangan dan kuat arus yang dihasilkan oleh rangkaian,sehingga dapat dihitung berapa daya yang masuk ke sistem pendingin ruangan. Pada pengujian ini untuk membuktikan daya yang dihasilkan rangkaian dipasang lampu depan mobil sebagai keluaran,setiap bola lampu masing-masing 60 Watt. Adapun untuk beban 40 watt dipasang 1 bola lampu,untuk 800 watt dipasang 2 bola lampu,untuk 120 watt dipasang 3 bola lampu sampai 160 watt dimana regulator arus tidak sanggup lagi mensuplai daya.

current

Rs

voltage

A

V

Bola

Lampu

280 ohm

2,2 kohm

LM530

Gambar 4.1 Sistem Pengujian Regulator Arus

(18)

Tabel 4.1 Pengujian Driver Regulator Arus

V (VOLT) I (A) BEBAN (WATT) KETERANGAN

11,7 3,4 40 1 bola lampu

11,7 6,8 80 2bola lampu

11,6 10,3 120 3 bola lampu

11,6 13,8 160 4 bola lampu

4.2 Pengujian Daya Terpasang pada sistem

Stabilizer Listrik pada sistem ini adalah untuk menstabilkan tegangan arus listrik yang tidak konstan atau tidak stabil. Tegangan arus listrik disebut tidak stabil karena kurang atau lebih dari yang semestinya. Instalasi listrik yang digunakan pada penelitian ini adalah listrik 1 phase yaitu 220 Volt. Tegangan arus listrik disebut tidak konstan atau tidak stabil dikarenakan selalu turun atau naik dari yang semestinya.Jika Voltase kurang akan mengakibatkan menurunnya kinerja alat sedangkan jika voltase berlebih akan mengakibatkan peralatan tersebut rusak atau terbakar.

Stabilizer

220v

I

V

Sistem

(19)

Tegangan yang masuk dari jala-jala PLN adalah 220 Volt, sedangkan kuat arus yang terukur bervariasi. Seperti ditunjukan pada tabel beban adalah hasil pengalian tegangan dengan kuat arus yang terukur.

Tabel 4.2 Daya Terpasang

V (VOLT) I (A) BEBAN (WATT)

220 0,52 115,5

220 0,59 130,5

220 0,57 125,5

4.3 Skema Pengukuran Temperatur

Thermoelektrik memiliki dimensi 40 mm x 40 mm x 3 mm. Dan memiliki karakteristik yang mampu menghasilkan suhu panas dan dingin bersamaan pada kedua sisinya dengan selilsih antara 20-40 0C. Jadi bila sisi panas menunjukkan angka 25 0C maka sisi dinginnya bisa mencapai 5 0C.Berdasarkan karakteristik inilah untuk menghasilkan suhu dingin yang diinginkan, maka kita harus mengondisikan agar sisi panas menjadi ‘sedingin’ mungkin (ingat, bahwa karakteristik material thermoelektrik adalah berdasarkan selisih suhu).

(20)

Gambar 4.3 Skema pengukuran suhu

Sensor LM35 mengirim data ke mikrokontroller yang akan diubah menjadi data digital,selanjutnya mikrokontroller mengirim data ke PC melalui RS232 sebagai antar muka,data hasil pengukuran dapat dibaca di PC.

Temperatur udara yang diinginkan 10 0C

Volume Udara 20 cm x 20 cm x 20 cm = 8000 cc Kecepatan 8000 cc 10 0C/ detik

Berdasarkan percobaan 1 thermoelektrik mengonsumsi arus 5 A, berarti daya yang dibutuhkan adalah: 12 V x 5 A = 60 watt (DC)

Sedangkan untuk menghasilkan suhu ruangan dengan volume 20 cm x 20 cm x 20cm membutuhkan duah thermoelektrik, maka daya yang dibutuhkan adalah: 120 watt.

Pada proses ini semua komponen sistempendingin bekerja untuk mendinginkan ruangan yangdidinginkan, setelah sistem pendingin mulai bekerja,proses pengambilan data siap dimulai, pendinginan selama 60 menit yang nantinya setiap menit akan diambil data berapa suhu di dalam ruangan. kemudian liat hasil temperatur di layar LCDyangditunjukkan dengan angka. Ukur sampai waktu 60menit. Semakin lama proses pendinginan makasemakin maksimal suhu dihasilkan di dalam ruanganyang didinginkan.

(21)

(22)

(23)

59 15 : 59 : 09 12,4 0C 60 16 : 00 : 09 12,2 0C

Hasil pengujian pengukuran temperatur selama 60 menit di dapat hasil minimum 12,2 0C

4.4 Grafik Analisa Pengujian Temperatur selama 60 menit

Gambar 4.4 Grafik Pengujian Temperatur Ruangan

Dari grafik di atas dapat dilihat semua titik pengujian memperlihatkan trend kenaikan dan penurunan temperatur di dalam ruangan relatif sama terhadap waktu pendingin.

(24)

09 sampai batas waktu pengujian yaitu jam ke 16 : 00 : 09 penurunan temperatur cenderung lambat dari temperatur 21 0C menjadi 12,2 0C.Dari hasil pengujiantersebut dapat diambil kesimpulan bahwa semakin lama waktu nya suhu nya semakin dingin.

4.5Pengujian Sistem Radiator Ruangan

Tujuan dari pengujian yang dilakukan adalahuntuk mengetahui performance atau unjuk kerja danmengetahui suhu dingin yang optimal pada sistemRadiator ruangan.

Dalam pengujian sistem radiator ruangan inidilakukan dengan posisi kipas(fan) yangmelekat pada heat sink yang berfungsi untukmendinginkan heat sink sisi panas, variasi peletakanposisi kipas(fan) ini dilakukan dengan tujuan untukmencari titik optimal mendinginkan heat sink sisipanas serendah mungkin. Variabel pengujian yang dilakukan ini adalah :

• 2 buah kipas sama-sama menghembuskan udarake arah heat sink sisi panas.

• 2 buah kipas sama-sama menarik panas dariheat sink sisi panas.

Setelah komponen dan sistem kelistrikan telahterhubung semua, pengujian siap dilakukan dengancara sebagai berikut :

Sebelum mengoperasikan Peltier, langkah awal dihubungkan peltier ke power supply, laluPower supply dihubungkan ke sumber listrik, makapower supply mensuplay arus DC ke semuakomponen sistem pendingin seperti menyalakankipas pelepas udara panas, kipas penghembus udaradingin dan mengoperasikan Thermo Electric Cooler(TEC).

(25)

bekerja,proses pengambilan data siap dimulai, pendinginanselama 30 menit yang nantinya setiap menit akan diambil data berapa suhu di dalam ruangan. kemudian liat hasil temperatur di layar LCDyangditunjukkan dengan angka. Ukur sampai waktu 30menit. Semakin lama proses pendinginan makasemakin maksimal suhu dihasilkan di dalam ruanganyang didinginkan.

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui posisikipas mana yang memiliki proses pendinginan yangpaling cepat/optimal mendinginkan heat sink sisipanas. Untuk mengetahui seberapa pengaruh posisikipas.Berikut ini data-data dan analisa hasilpengujian yang didapat dalam bentuk tabel.Pengujian yang dilakukanyaitu 2 buah kipas sama-sama menghembuskan udarake arah heat sink sisi panas dan 2 buah kipas samasama menarik udara panas dari heatsink sisi panas.

Berikut ini pengujian selama 30 menit dengan hasilsebagai berikut :

Tabel 4.4 Hasil Pengujian sistem radiator ruangan kipas menghembus udara panas pada heat sink

No Menit Ke Temperatur (0C)

1 0 30,8

2 1 30,1

3 2 29,6

4 3 29

5 4 28,3

6 5 27,8

7 6 27,3

8 7 26,7

9 8 26,2

10 9 26,1

11 10 25,9

(26)

No Waktu (t) Temperatur (T)

13 12 25,5

14 13 25,4

15 14 25,2

16 15 25,1

17 16 25

18 17 24,9

19 18 24,9

20 19 24,9

21 20 24,8

22 21 24,8

23 22 24,8

24 23 24,7

25 24 24,7

26 25 24,7

27 26 24,6

28 27 24,6

29 28 24,6

30 29 24,6

31 30 24,6

(27)

Tabel 4.5 Hasil Pengujian sistem radiator ruangan kipas menarik udara panas pada heat sink

(28)

Hasil pengujian pada dua variabel yaitu 2 buahkipas sama-sama menghembuskan udara ke arah heatsink sisi panas didapat hasil 24,6°C dan 2 buah kipassama-sama menarik panas dari heat sink sisi panasdidapat hasil 24,8

0

C. Dari hasil kedua variabeltersebut dapat diambil kesimpulan bahwa posisi arahkipas sedikit mempengaruhi hasil pengujian ataurelatif sama.

4.6 Analisa Grafiksistem Radiator Ruangan

Gambar 4.5. Grafik pengujian kedua kipas menghembuskan udara ke arah heat sink sisi panas dan kedua kipas menarik udara panas dari heat sink sisi

panas

Grafik pengujian keduakipas menghembuskan udara ke arah heat sink sisi panas dan kedua kipas menarik udara

panas dari heat sink sisi panas

pengujian kedua kipas menghembuskan udara ke arah heat sink sisi panas

(29)

Dari grafik di atas dapat dilihat semua titikpengujian memperlihatkan trend kenaikan danpenurunan temperatur di dalam ruangan relatif samaterhadap waktu pendinginan. Pengujian pada garis warna biru menunjukkan pengujian kedua kipas menghembuskan udara kearah heat sink sisi panas dan pada garis warna merahmenunjukkan pengujian kedua kipas menarik udara panas dari heat sinksisi panas.

Pengujian masing-masing dimulai dari menit 0dengan temperatur awal ruangan 30,80C pengujian selama 30 menit. Pada pengujian yang ditunjukkan pada garis warna biru menunjukkanhasil dari menit 0 sampai menit ke-15 penurunantemperatur di dalam ruangan sangat signifikan daritemperatur awal 30,80C menjadi 25,10C dan hasil darimenit ke-15 sampai batas waktu pengujian yaitu menitke-30 penurunan temperatur di dalam ruangancenderung lambat dari temperatur 25,10C menjadi24,60C, bahkan pada menit 26 sampai menit ke-30temperatur di dalam ruangan konstan tidak mengalamiperubahan yaitu temperatur di dalam ruangan 24,60C.

Pada pengujian yang ditunjukkanpada garis warna merah menunjukkan penurunantemperatur di dalam ruangan dari menit 0 sampai menitke-7 lebih cepat turun dibandingkan dengan pengujian dari temperatur awal 30,80Cmenjadi 26,60C. Tetapi pada menit ke-22 sampai menitke-30 temperatur di dalam ruangan konstan tidakmengalami perubahan yaitu temperatur di dalamruangan 24,80C.

(30)

(31)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

1. Proses perencanaan sistem pendingin ruangan berhasil dikerjakan dengan detail, semua komponen dapat terpasang dan terhubung dengan baik dan bekerja secara maksimal.

2. Dari hasil pengujian temperatur di dapat hasil suhu maksimum 30,5 0C dan suhu minimum 12,2 0C, dari pengujian yang dilakukan selama 60 menit di dapat selisih temperatur 0,5 0C/detik, jadi dapat di simpulkan bahwa semakin lama waktu nya suhu semakin dingin.

5.2 Saran

1. Perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang sistem pendingin ruangan ini, pengembangan dan pemahaman tentang sistem pendingin ruangan harus dilakukan agar tercipta teknologi yang tepat guna, efisien dan ramah lingkungan.

(32)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kipas Angin

Fungsi dari kipas angin yang ditemukan di Mesir pada masa itu sebagai alat upacara keagamaan, sehingga sebuah kipas angin merupakan benda yang sakral. Kipas angin juga merupakan lambang kekuatan raja. Ada dua buah kipas angin yang ditemukan di makan raja. Salah satu kipas angin tersebut gagangnya dilapisi oleh emas dan terbuat dari bulu burung unta, sedangkan yang satu lagi dilapisi eboni dengan emas dan batu-batu berharga. Perkembangan kipas angin juga terdapat di Eropa. Negara pertama di Eropa yang memproduksi kipan angin adalah Italia. Italia memproduksi kipas angin pada tahun 1500.

Pada masa itu kipas angin merupakan sebuah komoditi perdagangan yang eksotik dan sangat stylish. Kipas angin sendiri dipandang sebagai simbol kemakmuran dan kelas sosila seseorang.Perkembangan kipas angin sebagai komoditas fashion sangat populer pada abad ke-16 sampai abad ke-18. Terjadi pergeseran fungsi kipas angin pada awal abad ke 20. Pada masa itu kipas angin sudah tidak lagi sebagai sebuah aksesoris fashion namun menjadi alat periklanan. Sedangkan di spanyol sendiri, kipas angin menjadi alat untuk mendinginkan udara karena di Spanyol memiliki iklim yang panas.

(33)

angin yang dapat bergerak ke sana-kemari. sedangkan pada tahun 1902 Willis Carrier menemukan air conditioning (AC).

2.2 Pengertian termoelektrik

Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun 1821 oleh ilmuwan Jerman, Thomas Johann Seebeck. Ia menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah rangkaian. Di antara kedua logam tersebut lalu diletakkan jarum kompas. Ketika sisi logam tersebut dipanaskan, jarum kompas ternyata bergerak. Belakangan diketahui, hal ini terjadi karena aliran listrik yang terjadi pada logam menimbulkan medan magnet. Medan magnet inilah yang menggerakkan jarum kompas. Fenomena tersebut kemudian dikenal dengan hukum "efek Seebeck".

Thermoelectric generator merupakan teknologi pembangkit listrik dengan menggunakan Energi Panas (kalor). Pada alat ini digunakan komponen yang bernama "Peltier". Pada umumnya Peltier adalah keramik yang bisa menghasilkan energi panas dan dingin jika di beri tegangan.Namun pada Prinsip Thermoelectrik, Peltier jika di panaskan salah satu sisinya dan sisi lain panasnya dibuang, maka akan menghasilkan Tegangan. Teknologi termoelektrik bekerja dengan mengonversi energi panas menjadi listrik secara langsung (generator termoelektrik). Cara kerja generator ini adalah apabila ada perbedaan suhu lebih dari 30c diantara kedua sisi peltier maka peltier akan menghasilkan listrik.

2.3 Perkembangan Termoelektrik

(34)

beberapa tahap proses. Bahan bakar fosil akan menghasilkan putaran turbin apabila dibakar dengan tekanan yang sangat tinggi. Hasil putaran turbin tersebut akan dipakai untuk memproduksi tenaga listrik. Efisiensi energi pembangkit ini masih rendah akibat beberapa kali proses konversi.

Panas yang dihasilkan banyak yang dilepas atau terbuang percuma. Dapat digunakan suatu metode yang dikenal sebagai cogeneration di mana panas yang dihasilkan selama proses dapat digunakan untuk tujuan alternatif. Dengan menggunakan termoelekrik, panas yang dihasilkan selama proses diubah menjadi listrik, sehingga panas yang dihasilkan tidak terbuang secara percuma dan energi yang dihasilkan oleh pembangkit menjadi lebih besar, serta efisiensi energi menjadi lebih tinggi.Contoh penerapan lainnya yang sedang dikembangkan saat ini adalah pemanfaatan perbedaan panas di dasar laut dan darat, sistem hybrid pada kendaraan bermotor yang memanfaatkan motor listrik dan mesin pembakaran, serta pemanfaatan pada pembangkit listrik tenaga surya.

Kesulitan terbesar dalam pengembangan energi ini adalah mencari material termoelektrik yang memiliki efisiensi konversi energi yang tinggi. Parameter material termoelektrik dilihat dari besar figure of merit suatu material. Idealnya, material termoelektrik memiliki konduktivitas listrik tinggi dan konduktivitas panas yang rendah. Namun kenyataannya sangat sulit mendapatkan material seperti ini, karena umumnya jika konduktivitas listrik suatu material tinggi, konduktivitas panasnya pun akan tinggi.Walaupun demikian, teknologi material yang saat ini sedang berkembang pesat terutama kemampuan menyusun material dalam level nano diharapkan dapat menghasilkan suatu material termoelektrik dengan efisiensi yang tinggi.

2.4Pendingin Thermo-Electric (TEC)

(35)

biasanya menghasilkan perbedaan panas sekitar40°C - 70°C.Bahan semikonduktor Thermo-Electric yang paling sering digunakan saat ini adalah Bismuth Telluride (Bi2Te3). Thermo-Electric dibangun oleh dua buah semikonduktor yang berbeda, satu tipe N dan yang lainnya tipe P, seperti Gambar 2.1 Gambar Bentuk Peltier.

Thermo-Electric mempunyai efisiensi 4 kali lebih rendah jika dibandingkan dengan yang konvensional. Thermo-Electric mempunyai efisiensi sekitar 10% - 15%, sementara efisiensi model Pendingin Thermo-Electric (TEC), juga sering disebut pendingin Peltier atau pompa panas solid-state yang memanfaatkan efek Peltier untuk memindahkan panas. Saat TEC / Peltier dilewati arus maka alat ini akan memindahkan panas dari satu sisi ke sisi lain, biasanya menghasilkan perbedaan panas sekitar 40°C- 70°C dalam perangkatyang high-end dapat digunakan untuk mentransfer panas dari satu tempat ke tempat yang lain.

Gambar 2.1. Bentuk Peltier (TEC)

2.4.1 Efek Peltier

(36)

bahwa ketika arus listrik melewati pertemuan dua buah konduktor yang berbeda (thermocouple), akan ada efek pemanasan yang tidak bisa dijelaskan oleh pemanasan Joule saja. Bahkan tergantung pada arah arus, efeknya bisa berupa pemanasan atau pendinginan.Jean Peltier sendiri tidak mau menghargai potensi penemuannya sendiri, karena hal ini dianggap tidak efisien sampai akhir abad ke 20.

2.4.2 Prinsip Kerja Thermo-Electric (TEC)

Ketika dua konduktor dihubungkan kontak listrik, elektron akan mengalir dari satu konduktor yang mempunyai elektron kurang terikat ke konduktor yang mempunyai elektron yang lebih terikat. Alasan yang mudah untuk hal ini adalah tingkat perbedaan Fermi antara dua konduktor.

Perbedaan Fermi adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan bagian atas kumpulan tingkat energi elektron pada suhu nol absolut. Konsep ini berasal dari statistik Fermi-Dirac.Konsep energi Fermi adalah konsep yang sangat penting untuk memahami sifat listrik dan termal pada benda padat. Kedua proses listrik dan termal biasanya melibatkan energi elektron.

Ketika dua konduktor dengan tingkat Fermi yang berbeda digabungkan, elektron akan mengalir dari konduktor dengan tingkat yang lebih tinggi ke tingkat yang lebih rendah, hingga perubahan potensial elektrostatik membawa dua tingkat Fermi menjadi nilai yang sama.

(37)

2.5 Bahan Thermo-Electric (TEC)

Semikonduktor adalah bahan pilihan untuk Thermo-Electric yang umum dipakai. Bahan semikonduktor Thermo-Electric yang paling sering digunakan saat ini adalah Bismuth Telluride (Bi2Te3) yang telah diolah untuk menghasilkan blok atau elemen yang memiliki karakteristik individu berbeda yaitu N dan P. Bahan Thermo-Electric lainnya termasuk Timbal Telluride (PbTe), Silicon Germanium (SiGe) dan Bismuth-Antimony (SbBi) adalah paduan bahan yang dapat digunakan dalam situasi tertentu. Namun, Bismuth Telluride adalah bahan terbaik dalam hal pendinginan.

Bismuth Telluride memiliki dua karakteristik yang patut dicatat. Karena struktur kristal, Bismuth Telluride sangat anisotropic. Perilaku anisotropic perlawanan lebih besar daripada konduktivitas termalnya. Sehingga anisotropic ini dimanfaatkan untuk pendinginan yang optimal. Karakteristik lain yang menarik dari Bismuth Telluride adalah kristal Bismuth Telluride (Bi2Te3) terdiri dari lapisan heksagonal atom yang sama.

2.6 Konstruksi Thermo – Elektrik (TEC)

(38)

Gambar 2.2. Penampang Thermo-Electric

Ujung penghantar dari dua bahan yang berbeda dihubungkan ke sumber tegangan, dengan demikian arus listrik akan mengalir melalui dua buah semikonduktor yang terhubung secara seri. (seperti Gambar 2.2). Aliran arus DC yang melewati dua semikonduktor tersebut menciptakan perbedaan suhu. Sebagai akibat perbedaan suhu ini, Peltier pendingin menyebabkan panas yang diserap dari sekitar pelat pendingin akan pindah ke pelat lain (heat sink).

Gambar 2.3. Proses pemindahan panas

(39)

dingin adalah sebanding dengan arus dan jumlah pasangan semikonduktor di unit, seperti Gambar 2.3.

Pendingin ruangan memanfaatkan kompresor, kondensor dan refrigeran cair untuk mendapatkan suhu yang rendah, dengan sumber tegangan AC. Sementara Thermo-Electric menggunakan tegangan DC, heat sink dan semikonduktor. Perbedaan mendasar ini memberikan pendingin Thermo-Electric mempunyai keunggulan dibanding kompresor. Keunggulan itu antara lain :

1. Tidak ada bagian yang bergerak. Sehingga sangat sedikit atau bahkan tidak memerlukan perawatan. Hal ini sangat ideal untuk penggunaan yang mungkin sensitif terhadap getaran mekanis pendinginan.

2. Tidak ad zat pendingin semisal CFC yang berpotensi membahayakan. 3. Mengurangi kebisingan semisal kipas pendingin sementara

memberikan pendinginan yang lebih besar.

4. Cocok untuk aplikasi-aplikasi yang berukuran kecil semisal mikroelektronik.

5. Umur panjang, lebih dari 100.000 jam MTBF (Mean Time Between Failures).

6. Mudah dikontrol (dengan tegangan dan arus). 7. Respon dinamis cepat.

8. Dapat memberikan pendinginan di bawah suhu lingkungan. 9. Ukuran kecil dan ringan.

2.6.1 Komponen Dasar Sistem Pendingin Termoelektrik Peltier

(40)

2

Gambar 2.4 Susunan dasar pendingin termoelektrik peltier cooler

Bagian yang didinginkan dapat langsung dihubungkan dengan sisi elemen peltier maupun dihubungkan terlebih dahulu dengan alat penukar kalor sebelum dihubungkan dengan sisi dingin elemen peltier. Alat penukar kalor tersebut dapat berupa fluida. Kalor yang dihasilkkan pada sisi panas elemen peltier akan disalurkan kelingkungan melalui udara baik secara konveksi maupun melaui pendingin ruangan.

2.7 Dayaguna Thermo-Electric

Sebuah Thermo-Electric biasanya akan menghasilkan perbedaan suhu maksimal 70oC antara sisi panas dan dinginnya. Apabila Thermo-Electric semakin panas maka akan semakin kurang efisiensinya. Karena Thermo-Electric perlu untuk mengurangi atau menghilangkan panas yang ditimbulkan dari proses pendinginan maupun dari panas yang dihasilkan oleh daya listrik yang diumpankan. Jumlah panas yang ditimbulkan sebanding dengan arus dan waktu.

(41)

bergetar, pemeliharaan rendah, ukuran kecil, dan orientasi ketidakpekaan, seperti Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Ukuran Thermo-Electric

2.8 Aplikasi Termoelektrik Secara Garis Besar

William Thomson (lebih dikenal dengan Lord Kelvin) memberikan suatu penjelasan lengkap dari Efek Seebeck dan Efek Peltier serta menggambarkan hubungan timbal balik keduanya. Saat itu, fenomena-fenomena tersebut hanya diketahui pada tingkat laboratorium, sedangkan aplikasi praktisnya baru dikembangkan setelah dikembangkannya bahan-bahan semikonduktor.

Aplikasi termoelektrik telah digunakan diberbagai bidang, tidak hanya sebagai pendingin tetapi juga sebagai pembangkit daya, sensor energi termal maupun digunakan pada bidang militer, ruang angkasa, instrument, biologi, medikal, dan industri serta produk komersial lainnya.

(42)

Aplikasi termoelektrik sebagai pembangkit daya dibagi menjadi 2 bagian sebagai pembangkit daya rendah dan pembangkit daya tinggi. Aplikasi pembangkit daya rendah meliputi pemanfaatan panas tubuh manusia untuk menjalankan jam tangan, sedangkan pembangkit daya tinggi pada termoelektrik memanfaatkan panas dari sisa panas buang yang dihasilkan dari industri maupun pemanfaatan sisa panas dari pembakaran bahan bakar, sperti Gambar 2.6.

a. Udara Udara b. Cairan Udara c. Padat Udara

d. Udara Cairan e. Padat Cairan f. Cairan Cairan

Gambar 2.6 susunan sistem termoelektrik

(43)

Sedangkan kelemahan thermoelektrik adalah efisiensi yang rendah dan adanya kondensasi pada suhu tertentu. Sehingga sampai saat ini pendingin termoelektrik hanya efektif pada aplikasi untuk objek pendinginan dan daya yang kecil.

2.9Kalor jenis

Jika kalor diberikan pada suatu benda,temperaturnya naik. Tetapi seberapa besar temperatur naik? Pada abad ke delapan belas,orang-orang yang melakukan percobaan ini telah melihat bahwa besar kalor Q yang dibutuhkan untuk merubah temperatur zat tertentu sebanding dengan massa m zat tersebut dan dengan

perubahan temperatur ΔT , dinyatakan dalam persamaan:

Q = m.C.ΔT (2.1)

Dimana c adalah besaran karakteristik dari zat tersebut, yang disebut kalor jenis. Karena c = Q/ m. ΔT, kalor jenis dinyatakan dalam satuan J/KgC0. Untuk air pada 150 C dan tekanan konstan 1 atm, c = 1,00 kkal/KgC0 dari defenisi kal dan joule, diperlukan 1 kkal kalor untuk menaikkan temperatur 1 kg air sebesar 10 C.

2.10 Hubungan antara kalor dengan energi listrik

Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi bahwa energi tidak diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat diubah bentuknya. Seperti missal energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor. Contoh oven atau microwave.Besarnya energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.

W = Q (2.2)

Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut :

W = P.t (2.3)

(44)

W adalah energi listrik (J) P adalah daya listrik (W)

t adalah waktu yang diperlukan (s)

Jika rumus kalor yang digunakan adalah Q = m.C.ΔT maka diperoleh persamaan ;

P.t = m.C. ΔT (2.4)

2.11 Perpindahan panas

Perpindahan panas yang terjadi pada sistem pendingin termoelektrik adalah dengan cara konduksi dan konveksi. Konduksi terjadi mulai dari heat sink sisi dingin peltier, bracket/coldsink, dan heat sink pada sisi panas peltier. Sedangkan konveksi terjadi pada udara dalam ruangan, lingkungan sekitar alat uji dry box, dan udara sekitar sirip – sirip heat sink.

2.11.1 Perpindahan panas konduksi

Perpindahan panas yang terjadi secara konduksi berarti perpindahan panas tanpa diikuti oleh perpindahan molekul benda tersebut. Konduksi juga dapat dikatakan sebagai transfer energi dari sebuah benda yang memiliki energi yang cukup besar menuju ke benda yang memiliki energi yang rendah. Persamaan yang digunakan untuk perpindahan panas konduksi dikenal dengan hukum Fourier.

�= −�.� �1_∆�−�2 (2.5) Nilai minus (-) dalam persamaan di atas menunjukkan bahwa panas selalu perpindahan ke arah temperatur yang lebih rendah.

(45)

panas q (J/s). Untuk mencari nilai tahanan termal dari suatu material padatan digunakan persamaan :

�� = �1−�_� 2= _�∆�_._�= _��_._� (2.6)

q = energi panas (W)

k = konduktivitas termal (W/m.0C) A = luas permukaan (m2)

∆x = tebal penampang permukaan (m) T1 = temperatur yang lebih tinggi (0C) T2 = temperatur yang lebih rendah (0C)

2.11.2 Perpindahan panas konveksi

Perpindahan panas yang terjadi secara konveksi adalah perpindahan panas yang disertai gerakan molekul benda tersebut. Gerakan inilah yang menyebabkan adanya transfer panas. Misalkan pada pemanasan air, terlihat pada molekul air yang panas akan bergerak naik ke atas, sedangkan molekul air yang lebih dingin akan turun ke bawah, karena masa jenisnya lebih besar.Konveksi sendiri dapat dibagi menjadi dua, yaitu konveksi bebas (alami) dan konveksi paksa. Konveksi alami terjadi apabila pergerakan fluida di karenakan daya apung akibat perbedaan densitas/kerapatan fluida tersebut.

Perbedaan kerapatan itu sendiri bisa terjadi karena adanya perbedaan temperatur akibat proses pemanasan. Sedangkan pada konveksi paksa pergerakan fluida terjadi akibat gaya luar seperti kipas (fan) atau pompa.

Pada perpindahan panas konveksi berlaku hukum pendinginan newton, yaitu :

�� = h . A (�� - �∞) (2.7)

qconv = energi panas konveksi (W)

h = koefisien perpindahan panas konveksi (W/m2.0C) A = luas area permukaan (m2)

(46)

2.12 Heatsink

Heatsink adalah material yang dapat menyerap dan mendisipasi panas dari suatu tempat yang bersentuhan dengan sumber panas dan membuangnya seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.7. Teknologi pendingin ini ditemukan oleh Daniel L Thomas pada tahun 1982. Heatsink dapat diaplikasikan pada beberapa jenis pendingin sehingga performa dari heatsink sendiri berbeda-beda tergantung pada tambahan pendingin yang menyertainya.

Heat sink dapat digunakan tanpa penambahan peragkat pendingin lain seperti kipas dan air atau disebut dengan pasif cooling, pengunaan pasif cooling banyak diaplikasikan pada chipset mainboard, VGA, PWM dan chiset memory. Heatsink digunakan pada beberapa teknologi pendingin seperti refrijerasi, air conditioning, dan radiator pada mobil.

Gambar 2.7Jenis heatsink

(47)

Ada beberapa karakteristik heatsink :

1. Luas area heatsink akan menyebabkan dispasi panas menjadi lebih baik karena akan memperluas area pendinginan yang dapat mempercepat proses pendinginan yang dapat mempercepat proses pembuangan panas yang diserap oleh heatsink.

2. Bentuk aerodinamik yang baik dapat mempermudah aliran udara panas agar cepat dikeluarkan melalui sirip-sirip pendingin. Khususnya pada heatsink dengan jumlah sirip banyak tetapi dengan jarak antara sirip berdekatan akan membuat aliran udara tidak sempurna sehingga perlu ditambahkan sebuah kipas untuk memperlancar aliran udara pada jenis heatsink tersebut.

3. Transfer panas yang baik pada setiap heatsink juga akan mempermudah pelepasan panas dari sumber panas ke bagian sirip-sirip pendingin. Desain sirip yang tipis memiliki konduktivitas yang lebih baik.

4. Desain permukaan dasar heatsink sampai pada tingkat kedataran yang tinggi sehingga dapat menyentuh permukaan sumber panas lebih baik dan merata. Hal ini dapat menyebabkan penyerapan panas lebih baik,tetapi untuk menghindari resistansi dengan sumber panas heatsink tetap harus menggunakan suatu pasta atau thermal compound agar permukaan sentuh juga lebih merata.

Karena heatsink terdiri dari plat dasar dan sejumlah sirip,maka daya total yang mampu diserap heatsink dinyatakan dengan rumus :

P = h [ N.η Aƒ + (At – N. Aƒ )] ΔT (2.8) Dengan:

At = luas heatsink

A.ƒ = luas permukaan tiap sirip N = jumlah sirip

ΔT = beda suhu dasar dan lingkungan

h = koefisien konveksi

(48)

2.13 Coldsink

Coldsink menggunakan mekanisme yang sama dengan heatsink

namun yang membedakan seperti dalam penamaannya adalah bila heatsink berfungsi untuk memindahkan panas dari permukaan benda yang ingin didinginkan, maka coldsink berfungsi sebaliknya yaitu coldsink digunakan untuk memindahkan dingin (temperatur yang lebih rendah) dari sisi dingin Peltier untuk mendinginkan udara dalam kulkas, seperti Gambar 2.8.

. Gambar 2.8 coldsink aluminium

Sensor Suhu atau Temperature Sensors adalah suatu komponen yang dapat mengubah besaran panas menjadi besaran listrik sehingga dapat mendeteksi gejala perubahan suhu pada obyek tertentu. Sensor suhu melakukan pengukuran terhadap jumlah energi panas/dingin yang dihasilkan oleh suatu obyek sehingga memungkinkan kita untuk mengetahui atau mendeteksi gejala perubahan-perubahan suhu tersebut dalam bentuk output Analog maupun Digital. Sensor Suhu juga merupakan dari keluarga Transduser.

(49)

Dalam kondisi besarnya getaran itu, membuat logam memiliki nilai hambatan yang bertambah karena gerakan elektron yang terhambat.

Bahan semikonduktor memiliki sifat yang sebaliknya atas logam, yaitu nilai hambatannya akan terus turun bila suhu bertambah besar. Kondisi ini disebabkan oleh karena keadaan yang lebih tinggi suhunya menyebabkan elektron dari material ini jadi pindah ketingkatan yang teratas dan membuatnya bisa bebas bergerak. Dengan terus terjadinya pertambahan suhu, maka semakin bertambah juga elektron dari semikonduktor ini yang bebas bergerak dan akibatnya adalah nilai hambatan akan terus berkurang.

2.14.1 Sensor LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh NationalSemiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

(50)

2.14.2. Struktur Sensor LM35

Gambar 2.9Sensor Suhu LM35

Gambar 2.9 menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai

dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :

VLM35 = Suhu* 10 mV

Gambar 2.10 Rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ

(51)

milivolt per 1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad Celcius.Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital Converter.

Rangkaian dasar tersebut cukup untuk sekedar bereksperimen atau untuk aplikasi yang tidak memerlukan akurasi pengukuran yang sempurna. Akan tetapi tidak untuk aplikasi yang sesungguhnya. Terbukti dari eksperimen yang telah saya lakukan, tegangan keluaran sensor belumlah stabil. Pada kondisi suhu yang relatif sama, jika tegangan suplai saya ubah-ubah (saya naikkan atau turunkan), maka Vout juga ikut berubah. Memang secara logika hal ini sepertinya benar, tapi untuk instrumentasi hal ini tidaklah diperkenankan. Dibandingkan dengan tingkat kepresisian, maka tingkat akurasi alat ukur lebih utama karena alat ukur seyogyanya dapat dijadikan patokan bagi penggunanya. Jika nilainya berubah-ubah untuk kondisi yang relatif tidak ada perberubah-ubahan, maka alat ukur yang demikian ini tidak dapat digunakan.

2.14.3Prinsip Kerja Sensor LM35

(52)

Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin

untuk ditanahkan.

Maka dapat disimpulkan prinsip kerja sensor LM35 sebagai berikut:

1. Suhu lingkungan di deteksi menggunakan bagian IC yang peka terhadap suhu

2. Suhu lingkungan ini diubah menjadi tegangan listrik oleh rangkaian di dalam IC, dimana perubahan suhu berbanding lurus dengan perubahan tegangan output.

3. Pada seri LM35

Vout=10 mV/oC

Tiap perubahan 1oC akan menghasilkan perubahan tegangan output sebesar 10mV

2.15Rangkaian RS 232

RS-232 adalah standard komunikasi serial antar periperal-periperal, biasa juga disebut dengan jalur I/O ( input / output ),dalam sistem ini RS232 berfungsi untuk mengirim data hasil pengukuran ke PC.

Karakteristik RS 232 adalah sebagai berikut:

1. Sebuah ‘spasi’ (logika 0) antara tegangan +3 s/d +25 volt. 2. Sebuah ‘tanda’ (logika 1) antara tegangan -3 s/d -25 volt. 3. Daerah tegangan antara +3 s/d -3 volt tidak didefenisikan.

(53)

5. Arus hubung singkat rangkaian tidak boleh lebih dari 500 mA.

Daerah tegangan antara -3 volt sampai + 3 volt tidak memiliki level logika yang pasati sehingga harus dihindari. Sama halnya dengan level lebih dari negatif -25 dan + 25 juga tidak memiliki level logika. RS232 memiliki dua charge–pump internal yang berfungsi untuk mengkonversi tegangan +5V menjadi ±10V (tanpa beban) untuk operasi driver RS232. Konverter pertama menggunakan kapasitor C1 untuk menggandakan input +5V menjadi +10V saat C3 berada pada output V+. Konverter kedua menggunakan kapasitor C2 untuk merubah +10V menjadi -10V saat C4 berada pada output V-, seperti Gambar 2.11.

14

Gambar 2.11 Rangkaian RS232 Keterangan fungsi saluran pada RS-232 DB-9 :

1. Received Line Signal Detect, dengan saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa pada terminal masukan ada data yang masuk.

2. Receive Data, digunakan DTE menerima data dari DCE. 3. Transmit Data, digunakan DTE mengirimkan data ke DCE.

4. Data Terminal Ready, pada saluran ini DTE memberitahukan kesiapan terminalnya.

5. Signal Ground, saluran ground.

(54)

7. Clear To Sent, dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa DTE diijinkan mulai mengirimkan data.

8. Request To Sent, dengan saluran ini DCE diminta mengirimkan data oleh DTE.

9. DCE Ready, sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE sudah siap.

2.16 Relay dan prinsip kerjanya

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi(solenoid) di dekatnya.Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka.Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 15 ampere AC 220 V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik.

(55)

(56)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pendingin merupakan suatu kebutuhan bagi manusia,sebagai pendingin ruangan, penggunaan AC (AirConditioner) mulai meningkat secara signifikan. Ini merupakan salah satu dampak yang dirasakan oleh negara Indonesia karena memiliki iklim tropis. Sistem pendingin yang umum digunakan sekarang meggunakan sistem kompresor dan gas freon yang mana penggunaan zat kimia dapat merusak lapisan ozon di atmosfer bumi yang berdampak terhadap pemanasan global. Semakin menipisnya lapisan ozon bumi menyebabkan semakin meningkatnya suhu di bumi sehingga berakibat semakin meningkatnya kebutuhan akan suatu sistem pendingin. Selain itu, AC (Air Conditioner) juga memerlukan daya listrik yang tinggi. Ini menimbulkan pemborosan dari energi listrik itu sendiri.

Kipas angin dipergunakan untuk menghasilkan angin. Fungsi yang umum adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas). Kipas angin juga ditemukan di mesin penyedot debu dan berbagai ornamen untuk dekorasi ruangan.Kipas angin secara umum dibedakan atas kipas angin tradisional antara lain kipas angin tangan dan kipas angin listrik yang digerakkan menggunakan tenaga listrik.

(57)

Kipas angin tersebut berfungsi untuk menjaga suhu udara agar tidak melewati batas suhu yang di tetapkan. Kipas angin juga dipasang pada alas atau tatakan Laptop untuk menghantarkan udara dan membantu kipas laptop dalam mendinginkan suhu laptop tersebut. Kipas angin dapat dikontrol kecepatan hembusan dengan 3 cara yaitu menggunakan pemutar, tali penarik serta remote control.Perputaran baling-baling kipas angin dibagi dua yaitu centrifugal (Angin mengalir searah dengan poros kipas) dan Axial (Angin mengalir secara pararel dengan poros kipas). Mengatasi masalah yang dibahas diatas, banyak peneliti yang berlomba-lomba untuk mengurangi pemanasan global tersebut,salah satu solusi yang dapat dilakukan adalah dengan membuat pendingin ruangan menggunakan peltier cooler yang ramah lingkungan.

Azridjal Aziz mahasiswa teknik elektro Universitas Riau pada tahun 2008 juga membuat Aplikasi Modul Pendingin Termoelektrik Sebagai Media Pendingin Kotak Minuman. Dari penelitian yang dilakuakan diambil kesimpulan bahwa pemakaian modul TEC (efek Peltier) yang masih terbatas penggunaannya dapat diaplikasikan untuk pendinginan dengan beban pendingin kecil, sehingga dikembangkan untuk pendingin makanan dan minuman / buah dengan ukuran kotak pendingin yang kecil (mini refrigerator). Penggunaan modul TEC memberikan hasil yang lebih baik jika diapplikasikan menggunakan 3 peltier dengan blok aluminium, tanpa beban pendingin dengan capaian temperatur terendah 14,3 0C dan temperatur 16,4 0C dengan beban air 1 L pada pendinginan selama 150 menit. Makin banyak modul TEC yang diaplikasikan makin besar beban kalor yang dapat diserap, dan capaian temperatur ruang menjadi lebih rendah.

(58)

Cool box ini memakai tegangan aki sepeda motor sebesar 12 VDC dengan menggunakan elemen peltier ganda, fan dan heatsink yang penempatannya berada di bawah box motor. Cool box tersebutmenggunakan termoelektrik berupa 4 elemen peltier ganda untuk sisi pendinginannya. Hal ini bertujuan meningkatkan fungsi sistem pendingin pada box motor agar mencapai suhu kabin sebesar 4±20C serta diperoleh kapasitas beban maksimal 5 liter dan ramah terhadap lingkungan ketika digunakan.

Oleh karena itu, diperlukan alternatif/terobosan baru untuk membuat alat pendingin ruangan yang lebih mudah dibuat serta tidak menggunakan zat kimia sehingga ramah lingkungan dan mudah perawatannya yaitu menggunakan modul Thermo Electric Cooler(TEC). Modul Thermo Electric Cooler (TEC) ini mempunyai tegangan kerja 12 volt DC dengan arus yang dapat mencapai 6 Ampere. Modul Thermo ElectricCooler (TEC) ini mempunyai 2 sisi elemen, yaitu sisi elemen panas dan sisi elemen dingin. Dalam tugas akhir ini akan dibuat alat pendingin dengan memanfaatkan sisi dingin Thermo ElectricCooler (TEC). Untuk memaksimalkan sisi dingin Thermo Electric Cooler (TEC) maka pada sistempendingin ini dilakukan pendinginan menggunakan kipas(fan) sebagai alat bantu pendinginan heat sinksisi panas. Pada penelitian ini bertujuan untuk memperoleh suhu dingin yang optimal pada sistem pendingin.

(59)

1.2 Rumusan Masalah

Masalah yang diangkat dalam penelitian ini adalah bagaimana mengembangkan aplikasi thermoelectric cooler sebagai pendingin ruangan yang ramah lingkungan.

1.3 Batasan Masalah

1. Menggunakan termoelektrik peltier super cooler TEC1-12730 sebagai pendingin.

2. Menggunakan mikrokontroler Atmega 8535 sebagai monitoring suhu termoelektrik peltier cooler,dan buzzer sebagai indikator suhu.

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk menggunakan kolaborasi kipas dengan termoelektrik super cooler sebagai pendingin ruangan yang lebih sejuk.

1.5 Manfaat Penelitian

1. Membuat pendingin ruangan yang ramah lingkungan.

2. Membuat pendingin ruangan dengan ukuran kecil atau miniatur.

1.6 Metedologi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Adapun metodologi yang digunakan dalam menyusun dan menganalisis hasil penelitian ini adalah :

1. Studi literature yang berhubugan dengan perancangan pembuatan dan analisi alat ini.

2. Perancanagan dan pembuatan alat

Merencanakan peralatan yang dirancang baik hardware maupun software. 3. Pengujian Alat

Alat yang dibangun kemudian diuji apakah telah sesuai dengan apa yang direncanakan.

(60)

Data yang telah didapat dari pengujian alat kemudian dianalisis dengan menggunakan software

1.7 Sistematika Penulisan

Bab I Pendahuluan

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metedologi penelitian, dan sistematika penulisan.

Bab II Dasar Teori

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung untuk pembahasan dan prinsip dasar kerja alat. Teori pendukung itu antara lain tentang termoelektrik, elemen peltier, efek-efek yang mempengaruhi dan kelebihan peltier.

Bab III Perancangan Sistem

Dalam bab ini dibahas tentang bagaimana bentuk diagram blok alat yang dibuat beserta diagram alir perintah yang dikirim ke mikrokontroler.

Bab IV Pengujian Dan Hasil

Dalam bab ini dibahas data-data hasil analisa dan prinsip kerja alat beserta penjelasan rangkaian.

Bab V Kesimpulan Dan Saran

(61)

KOLABORASI KIPAS ANGIN DENGAN ELEMEN PELTIER UNTUK MENDAPATKAN UDARA SEJUK DENGAN MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

ABSTRAK

Sistem pendingin ruangan yang umum digunakan sekarang adalah Air Conditioner (AC), yang manapenggunaan zat kimia seperti gas freon atau zat refrigran tidak ramah lingkungan dapat merusak lapisan ozon di atmosfer bumi yang berdampak terhadap pemanasan global. Oleh karena itu, diperlukan alternatif/terobosan baru dari sistem pendingin yang tidak menggunakan zat kimia sehingga ramah lingkungan yaitu menggunakan modul pendingin Thermo Electric Cooler (TEC) yang memanfaatkan sisidingin pada Thermo Electric Cooler (TEC). Thermo Electric Cooler (TEC) ketika disupply tegangan DC (arus searah) salah satu sisi akan menjadi panas, sementara sisi satunya akan menjadi dingin, untuk memaksimalkan proses pendinginan, maka sisi panas Thermo Electric Cooler (TEC) harus diturunkan serendah mungkin dengan menggunakan kipas(fan), heat sink dan Thermal pasta(Thermal grease). Dimensi ruangan yang didinginkan Panjang 20 cm, Lebar 20 cm dan Tinggi 20 cm.

Jumlah ThermoElectric Cooler (TEC) 2 buah bertegangan 12 volt, arus 6 Ampere, dimensi 40 x 40 mm dan tebal 3 mm. Thermo Electric Cooler (TEC) disusun secara paraler dan kelistrikan disusun secara seri. Jumlah kipas(fan) 2 buah (2 buah kipas sisi panas dan 1 buah kipas sisi dingin) dan komponen sistem pendingin ruangan ini meliputi Power supply, Thermo Electric Cooler (TEC), Heat sink, Kipas(fan), Junction terminal, Sterofoam/Isolator dan Thermal pasta(Thermal grease). Sistem pendingin ini membutuhkan daya 277,2 Watt. Pengerjaan pada sistem pendingin ruangan ini meliputi proses perancangan desain alat, pemilihan material, perakitan komponen, perakitan kelistrikan dan memasang unit sistem pendingin dengan ruang pendingin. Setelah tahap pemasangan komponen selesai maka dilakukan tahap pengujian. Pengujian kedua kipas menghembuskan udara ke arah heat sink sisi panas didapat hasil 24,6 0C dan pengujian kedua kipas menarik udara panas dari heat sink sisi panas didapat hasil 24,8 0C pengujian dilakukan selama 30 menit dengan temperatur awal ruangan 30,8 0C, semakin lama proses pendinginan, maka semakin optimal suhu ruanganyang didinginkan, untuk pengembangan Thermo Electric Cooler (TEC) pada sistem pendingin ruanganselanjutnya bisa difokuskan menurunkan panas serendah mungkin pada heat sink sisi panas. Hasilpengujian menghasilkan suhu ruangan sesuai dengan yang diinginkan, maka pembuatan alat sistempendingin berhasil dibuat dan siap digunakan sebagai alat pendingin ruangan yang efektif, efisien danramah lingkungan.

(62)

COLLABORATION WITH FAN PELTIER ELEMENT COOL AIR TO OBTAIN BY USING MICROCONTROLLER ATMEGA 8535

ABTRACT

Air conditioning systems commonly used today is the Air Conditioning (AC), in which the use ofchemical substances such as freon gas or environmentally unfriendly substances refrigran can damage the ozone layer in the earth's atmosphere that have an impact on global warming. Therefore, needed alternative/new breakthrough of the cooling system that does not use chemicals that are environmentally friendly using cooling module Thermo Electric Cooler (TEC) which utilizes the cold side of the Thermo Electric Cooler (TEC). Thermo Electric Cooler (TEC) when the supply voltage of the DC (direct current) one side will be hot, while the other side would be cool, to maximize the cooling process, the hot side Thermo Electric Cooler (TEC) should be lowered as low as possible by using a fan, heat sink and thermal paste (thermal grease). A refrigerated room dimensions Length 20cm, width 20 cm and 20 cm High. Number of Thermo Electric Cooler (TEC) 8 pieces of voltage 12 volt, 6 Ampere current, dimensions 40 x 40 mm and 4 mm thick. Thermo Electric Cooler (TEC) are arranged in parallel and electricity are arranged in series. Number of fan 3 pieces (2 pieces fan hot side and 1 fan cool side) and components of air conditioning systems include power supply, Thermo Electric Cooler (TEC), heat sink, fan, Junction terminal, Sterofoam/isolator and Thermal paste (thermal grease). This cooling system requires power 277.2 Watt. Work on this air conditioning system includes process design tool design, material selection.

(63)

KOLABORASI KIPAS ANGIN DENGAN ELEMEN PELTIER UNTUK MENDAPATKAN UDARA SEJUK MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLLER Atmega8535

SKRIPSI

MUHAMMAD ABRAL 140821031

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(64)

KOLABORASI KIPAS ANGIN DENGAN ELEMEN PELTIER UNTUK MENDAPATKAN UDARA SEJUK MENGGUNAKAN

MIKROKONTROLLER Atmega8535

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

MUHAMMAD ABRAL 140821031

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(65)

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul : Kolaborasi Kipas Angin Dengan Elemen Peltier Untuk Mendapatkan Udara Sejuk Menggunakan Mikrokontroller Atmega 8535

Kategori : Skripsi

Nama : Muhammad Abral

Nim : 140821031

Program Studi : Fisika Ekstensi Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Diluluskan di Medan, Agustus 2016

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua, Pembimbing,

Dr. Marhaposan Situmorang

(66)

PERNYATAAN

MIKROKONTROLLER ATMEGA8535

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

(67)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat-Nya akhirnya skripsi dengan judul “Kolaborasi Kipas Angin Dengan Elemen Peltier Untuk Mendapatkan Udara Sejuk Menggunakan Mikrokontroller Atmega 8535” dapat diselesaikan.

Skripsi ini merupakan satu persyaratan guna menyelesaikan pendidikan untuk meraih gelar Sarjana Sains di Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara.

Atas bantuan serta dorongan yang telah diberikan penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. Kurnia Brahmana,M.Si. selaku dosen pembimbing yang dengan sabar membimbing dan memberikan arahan hingga terselesainya skripsi ini, dan juga Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, serta kepada seluruh staff pengajar di Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bekal pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua tercinta dan abang Al Azmi,SE atas didikan, nasehat dan doa selama ini kepada penulis, dan juga kepada rekan-rekan yang ada di Departemen Fisika Ekstensi stambuk 2014khususnya Junita M Sinambela, Putri Puspita Sari, Prima Ayuni, Juli Suhartika terima kasih atas bantuannya.

Penulis mengharapkan koreksi dari pembaca yang sifatnya membangun kearah satu penyempurnaan. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Agustus 2016

Penulis,

(68)

MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535

ABSTRAK

Sistem pendingin ruangan yang umum digunakan sekarang adalah Air Conditioner (AC), yang manapenggunaan zat kimia seperti gas freon atau zat refrigran tidak ramah lingkungan dapat merusak lapisan ozon di atmosfer bumi yang berdampak terhadap pemanasan global. Oleh karena itu, diperlukan alternatif/terobosan baru dari sistem pendingin yang tidak menggunakan zat kimia sehingga ramah lingkungan yaitu menggunakan modul pendingin Thermo Electric Cooler (TEC) yang memanfaatkan sisidingin pada Thermo Electric Cooler (TEC). Thermo Electric Cooler (TEC) ketika disupply tegangan DC (arus searah) salah satu sisi akan menjadi panas, sementara sisi satunya akan menjadi dingin, untuk memaksimalkan proses pendinginan, maka sisi panas Thermo Electric Cooler (TEC) harus diturunkan serendah mungkin dengan menggunakan kipas(fan), heat sink dan Thermal pasta(Thermal grease). Dimensi ruangan yang didinginkan Panjang 20 cm, Lebar 20 cm dan Tinggi 20 cm.

Jumlah ThermoElectric Cooler (TEC) 2 buah bertegangan 12 volt, arus 6 Ampere, dimensi 40 x 40 mm dan tebal 3 mm. Thermo Electric Cooler (TEC) disusun secara paraler dan kelistrikan disusun secara seri. Jumlah kipas(fan) 2 buah (2 buah kipas sisi panas dan 1 buah kipas sisi dingin) dan komponen sistem pendingin ruangan ini meliputi Power supply, Thermo Electric Cooler (TEC), Heat sink, Kipas(fan), Junction terminal, Sterofoam/Isolator dan Thermal pasta(Thermal grease). Sistem pendingin ini membutuhkan daya 277,2 Watt. Pengerjaan pada sistem pendingin ruangan ini meliputi proses perancangan desain alat, pemilihan material, perakitan komponen, perakitan kelistrikan dan memasang unit sistem pendingin dengan ruang pendingin. Setelah tahap pemasangan komponen selesai maka dilakukan tahap pengujian. Pengujian kedua kipas menghembuskan udara ke arah heat sink sisi panas didapat hasil 24,6 0C dan pengujian kedua kipas menarik udara panas dari heat sink sisi panas didapat hasil 24,8 0C pengujian dilakukan selama 30 menit dengan temperatur awal ruangan 30,8 0C, semakin lama proses pendinginan, maka semakin optimal suhu ruanganyang didinginkan, untuk pengembangan Thermo Electric Cooler (TEC) pada sistem pendingin ruanganselanjutnya bisa difokuskan menurunkan panas serendah mungkin pada heat sink sisi panas. Hasilpengujian menghasilkan suhu ruangan sesuai dengan yang diinginkan, maka pembuatan alat sistempendingin berhasil dibuat dan siap digunakan sebagai alat pendingin ruangan yang efektif, efisien danramah lingkungan.

(69)

COLLABORATION WITH FAN PELTIER ELEMENT COOL AIR TO OBTAIN BY USING MICROCONTROLLER ATMEGA 8535

ABTRACT

Air conditioning systems commonly used today is the Air Conditioning (AC), in which the use ofchemical substances such as freon gas or environmentally unfriendly substances refrigran can damage the ozone layer in the earth's atmosphere that have an impact on global warming. Therefore, needed alternative/new breakthrough of the cooling system that does not use chemicals that are environmentally friendly using cooling module Thermo Electric Cooler (TEC) which utilizes the cold side of the Thermo Electric Cooler (TEC). Thermo Electric Cooler (TEC) when the supply voltage of the DC (direct current) one side will be hot, while the other side would be cool, to maximize the cooling process, the hot side Thermo Electric Cooler (TEC) should be lowered as low as possible by using a fan, heat sink and thermal paste (thermal grease). A refrigerated room dimensions Length 20cm, width 20 cm and 20 cm High. Number of Thermo Electric Cooler (TEC) 8 pieces of voltage 12 volt, 6 Ampere current, dimensions 40 x 40 mm and 4 mm thick. Thermo Electric Cooler (TEC) are arranged in parallel and electricity are arranged in series. Number of fan 3 pieces (2 pieces fan hot side and 1 fan cool side) and components of air conditioning systems include power supply, Thermo Electric Cooler (TEC), heat sink, fan, Junction terminal, Sterofoam/isolator and Thermal paste (thermal grease). This cooling system requires power 277.2 Watt. Work on this air conditioning system includes process design tool design, material selection.

(70)

DAFTAR ISI

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Metedologi Peneletian 4

1.6 Sistematika Penulisan 5

BAB 2 TEORI DASAR 6

2.1 Kipas Angin 6

2.2 Pengertian Thermoelektrik 7

2.3 Perkembangan Thermoelektrik 7

2.4 Pendingin Thermo-Electric (TEC) 8

2.4.1 Efek Peltier 9

2.2.3 Prinsip Kerja Thermo-Electric (TEC) 10