KARAKTERISASI ELEMEN PELTIER TEC-12706
UNTUK KONVERSI ENERGI TERMAL MENJADI ENERGI LISTRIK
SKRIPSI
Diajukan Oleh : BAGINDA HELBIN
100801046
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KARAKTERISASI ELEMEN PELTIER TEC-12706
UNTUK KONVERSI ENERGI TERMAL MENJADI ENERGI LISTRIK
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
Diajukan Oleh : BAGINDA HELBIN
100801046
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : KARAKTERISASI ELEMEN PELTIER TEC-12706 UNTUK KONVERSI ENERGI TERMAL MENJADILISTRIK
Kategori : SKRIPSI
Nama : BAGINDA HELBIN
Nomor Induk Mahasiswa : 100801046
Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) USU
Disetujui di : Medan, Februari 2016
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Drs. Kurnia Brahmana, M.Si Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc NIP: 196009301986011001 NIP: 196006031986011002
Disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
KARAKTERISASI ELEMEN PELTIER TEC-12706
UNTUK KONVERSI ENERGI TERMAL MENJADI ENERGI LISTRIK
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sebelumnya.
Medan, Februari 2016
UCAPAN TERIMA KASIH
Pertama-tama penulis mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang MahaKuasa atas selesainya skripsi ini. Penulis menyadari bahwadalam penyusunan skripsi ini penulis mendapat banyak bimbingan, arahan, motivasi, semangat maupun saran dari berbagai pihak, sehingga setiap kesulitan yang dihadapi penulis dapat terselesaikan.
Pada kesempatan ini dengan ketulusan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Orang tua penulis tercinta yang telah merawat dan mendidik penulis dan juga selalu memberikan doa dan dukungan dari segi moril maupun materil, serta memberikan perhatian dan kasih sayang kepada penulis.
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang., selaku Ketua Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc., selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Drs. Kurnia Brahmana, MS., selaku Dosen Pembimbing II yang tiada henti membimbing, dan memotivasi penulis dalam penulisan tugas akhir ini hingga akhirnya dapat selesai.
4. Bapak Tuaraja Simbolon, S.Si, M.Si., selaku dosen wali yang selalu
memberikan arahan dan nasihat-nasihatselama perkuliahan hingga akhirnya penulis dapat mencapai tahap penulisan tugas akhir.
5. Kepada Dosen-dosen FISIKA USU yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya, yang telah mendidik penulis.
6. Kepada Keluarga besar Sitorus dan Napitupulu, yang telah memberikan doa dan dukungan kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Adik-adik penulis, Bilian dan Aurora juga kepada sepupu penulis, Jernih, Naomi, Lady, dan Rahel yang telah memberikan semangat yang luar biasa kepada penulis.
9. Adik-adik “Physics Glory” terutama Kristin, Samuel, Kristian yang telah membantu selama penulisan tugas akhir ini dan memberikan dukungan kepada penulis.
10. Kepada teman-teman penulis yang namanya tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih buat dukungan yang diberikan dalam penulisan skripsi ini.
Hormat Penulis,
KARAKTERISASI ELEMEN PELTIER TEC-12706 UNTUK KONVERSI ENERGI TERMAL MENJADI ENERGI
LISTRIK
ABSTRAK
Telah dilakukan pengujian untuk menentukan karakteristik elemen Peltier TEC-12706 dalam penggunaannya sebagai termoelektrik generator dengan sistem kerja berdasarkan efek Seebeck. Dengan mempertahankan temperatur pada sisi dingin elemen Peltier dan memfariasikan temperatur pada sisi panas, dengan menggunakan termokopel untuk mengukur nilai temperatur pada kedua sisi dan dengan menggunakan sensor arus ACS-712 untuk mengukur nilai keluaran arus, dan sensor tegangan untuk melihat nilai tegangannya. Dengan demikian kita dapat melihat seberapa besar nilai daya maksimum yang mampu dihasilkan oleh elemen Peltier TEC-12706. Dalam perannya sebagai TEG (Termoelektrik Generator).
KONVERSI ENERGI TERMAL MENJADI ENERGI LISTRIK MEMANFAATKAN ELEMEN PELTIER TEC-12706
ABSTRACT
Research have been done for characterise Peltier element TEC - 12706 in its usage as a thermoelectric generator with a function system based on the Seebeck effect. By maintaining the temperature on the cool side of the Peltier element and temperature variation on the hot side, using a thermocouple to measure the temperature value on both sides and using the ACS - 712 current sensor to measure the value of output current and voltage sensors to see the value of the voltage. Thus we can see how much the value of the maximum power that can be produced by a Peltier element TEC - 12706. In his role as TEG ( Thermoelectric Generator ) .
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan i
Pernyataan ii
Penghargaan iii
Abstrak v
Abstract vi
Daftar isi vii
Daftar tabel ix
Daftar gambar x
Daftar lampiran xi
Bab 1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang 1
Bab 2. Tinjauan Pustaka
2.1 Termoelektrik 5
2.2 Efek termoelektrik 9
2.2.1 Efek Seebeck 10
2.2.2 Efek Peltier 14
2.3 Modul termoelektrik 15
2.3.1 Pendingin termoelektrik 18
2.3.2 Termoelektrik Generator 20
2.4 Sensor 22
Bab 3. Perancangan alat
3.1 Diagram blok 39
3.2 Rangkaian alat 40
3.2.1 Rangkaian Sensor arus (ACS-712) 40
3.2.3 Rangkaian MAX-232 42
3.2.4 Rangkaian MAX-6675 43
3.2.5 Rangkaian Mikrokontrol 45
3.3 Diagram alir penelitian 46
Bab 4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Pengujian alat 47
4.2 Variasi pengujian 47
4.2.1 pengujian alat tanpa pemberian beban 47 4.2.2 pengujian alat dengan beban sebesar 10Ω 66
Bab 5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 84
5.2 Saran 84
DAFTAR PUSTAKA 85
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel Judul Halaman
2.1 Interface RS-232 32
4.1 Data pengujian tanpa beban pengujian I 47
4.2 Data pengujian tanpa beban pengujian II 49
4.3 Data pengujian tanpa beban pengujian III 51
4.4 Data pengujian tanpa beban pengujian IV 53
4.5 Data pengujian tanpa beban pengujian V 55
4.6 Data pengujian tanpa beban pengujian VI 57
4.7 Data pengujian tanpa beban pengujian VII 59 4.8 Data pengujian tanpa beban pengujian VIII 61
4.9 Data rata-rata pengujian tanpa beban 63
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar Judul Halaman
2.1 Efek Seebeck 6
2.2 Efek Peltier 7
2.3 Efek Seebeck 11
2.4 Efek Peltier 15
2.5 Contoh modul termoelektrik 16
2.6 Pendingin termoelektrik 19
2.7 Termoelektrik generator 21
2.8 Termokopel 26
2.9 Sensor arus IC ACS-712 27
2.10 Diagram dari ACS-712 27
2.11 Sensor tegangan digital 28
2.12 rangkaian pembagi tegangan sebagai sensor tegangan
analog 29
2.13 IC MAX-232 31
2.14 Heatsink 37
3.1 Diagram blok kerja alat 39
3.2 Rangkaian Sensor Arus 41
3.3 Rangkaian Pembagi tegangan (sensor tegangan) 42
3.4 Rangkaian MAX-232 43
3.5 Rangkaian Standar MAX-6675 44
3.6 Rangkaian ATMEGA-8535 45
3.7 Diagram Alir sistem kerja alat 46
4.1 Grafik ΔT vs V pengujian I 49
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran
Judul halaman
1 Pemasangan dan pengujian alat 86
2 Program pada alat 90
3 Program tampil pada visual basic 99
4 Rangkaian utuh alat 102
