Alat Peraga Sistem Pemantauan Energi Menggunakan TEG (Thermo Electric Generator) dan TEC (Thermo Electric Cooler).
oleh
Dhita Permata Sari NIM: 612012024
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
KATA PENGANTAR
Segala Puji dan syukur penulis haturkan kepada Allah Swt karena begitu besar rahmat dan Hidayahnya yang diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagai syarat memperoleh ijasah Sarjana Teknik Elektro Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
Semua usaha yang penulis lakukan tentu tidak akan berarti tanpa doa, bantuan dorongan serta bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapakan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ayahanda H. Gatot Suyatno dan Ibunda Anita Setiyani untuk seluruh kasih sayang, perhatian, doa dan dukungan yang diberiakan kepada penulis. 2. Bapak Deddy Susilo, S.T. M.Eng dan F Dalu Seriaji,M.T yang meluangkan
waktu dalam membimbing dan memberikan saran ke arah yang lebih baik. 3. Kakak Laras Puspita Sari, Uniek Ratna Sari yang sudah mengajarkan
segalanya buat aku.
4. Kekasihku tercinta Teuku Danny Ramdani yang salalu mendukung dan menemani dalam mengerjakan skripsi ini.
5. Seluruh tenaga pengajar FTEK UKSW yang telah memberikan bekal ilmu dan bimbingan kepada penulis selama mengikuti perkuliahan di UKSW. 6. Tenaga TU yang sudah membantu mengurus adminitrasi selama
perkuliahan.
7. Teman-teman angkatan 2012 untuk semua pengalaman selama perkuliahan dan kepanitiaan yang tidak ada habisnya dan kita slalu bersama-sama sebagai angkatan 2012.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam skripsi ini, oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sangat diharapkan untuk perkembangan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang berkenan membacanya. Trima Kasih semoga Tuhan selalu memberkati kita semua.
Salatiga, 17 Juni 2017
INTISARI
Thermoelectric adalah alat yang dapat mengubah energi panas dari gradien temperatur menjadi energi listrik atau sebaliknya dari energi listrik menjadi gradien temperatur. Thermoelectric merupakan salah satu energi alternatif yang dipelajari dan dipraktikan pada matakuliah Energi baru dan terbarukan di Fakultas Teknik Elektro UKSW. Tetapi pada praktikum yang dilakukan dalam mempelajari thermoelectric belum menggunakan panas dan dingin yang stabil dalam mencatu gradien suhu.
Pada skripsi ini akan dibuat suatu alat yang dapat mencatu gradien suhu tersebut secara stabil dan dapat diatur temperaturnya, juga dapat menampilkan secara langsung hasil dari pembacaan yang telah didapat dari pengukuran thermoelectric tersebut dalam bentuk grafik. Trainer praktikum tersebut terdiri dari sistem pemanas, sistem pendingin, sensor tegangan, dan mikrokontroler. Perangkat lunak yang digunakan untuk menampilkan hasil pembacaan dari pengukuran thermoelectric menggunakan software Processing.
ABSTRAK
Thermoelectric is a device that can change energy heat from gradient temperature into electrical energy or otherwise of electrical energy to become a gradient temperature. Thermoelectric is one of alternative energy learning and practicing in “New and renewable energy lecture” at the electrical engineering satya
wacana cristian university. But in the practice of studying thermoelectric does not use heat and cold supply gradient stable in temperature.
In thesis will be built an device that can supply gradient temperature are stable and can be set temperature, also to display directly results of reading which has been obtained from measurement the thermoelectric in graphical form. The trainer device consists of a heating system, cooling system, voltage sensors, and microcontroler. Software is use to display the results of the reading of the measurement thermoelectric use software processing.
DAFTAR ISI
1.3. Spesifikasi Sistem ... 3
1.4. Sistematika Penulisan ... 4
BAB II DASAR TEORI ... 5
2.1. Thermoelectric Generator ... 5
2.2. Thermoelectric Cooling ... 6
2.3. Thermostat ... 7
BAB III PERANCANGAN ... 14
3.1. Cara Kerja Alat ... 15
3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras ... 16
3.2.1. Sistem Pemanas ... 17
3.2.3. Panel Arduino ... 21
3.2.3.1. Sensor Tegangan ... 21
3.2.3.2. Thermostat ... 21
3.2.3.3. Arduino Nano ... 22
3.3. Perancangan Perangkat Lunak ... 23
3.4. Thermoelectric Cooler (TEC) ... 24
3.5. Thermoelectric Generator (TEG) ... 24
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 27
4.1. Pengujian Pemanas Sistem ... 27
4.2. Pengujian Pendingin Sistem ... 29
4.3. Pengujian Keseluruhan Perangkat Keras ... 30
4.3.1. Pengujian Keseluruhan Perangkat Keras Menggunakan Modul TEG ... 30
4.3.2. Pengujian Keseluruhan Perangkat Keras Menggunakan Modul TEC ... 32
4.4. Pengujian Perangkat Lunak Sistem ... 34
4.5. Hasil Perbandingan Sistem ... 43
4.6. Hasil Pengujian Alat Peraga Sistem dengan Metode Angket ... 45
BAB V PENUTUP ... 46
5.1. Kesimpulan ... 46
5.2. Saran Pengembangan ... 47
DAFTAR PUSTAKA ... 48
Lampiran A ... 50
Lampiran B... 61
Lampiran C... 63
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Cara kerja TEG berdasar efek Seebeck ...5
Gambar 2.2 Konstruksi elemen TEG...6
Gambar 2.3 Cara kerja TEC berdasar efek Peliter ...7
Gambar 2.4 Thermostat Digital W1209 dan keterangan ...8
Gambar 2.5 Sensor Suhu (DS18B20) ...10
Gambar 2.6 Board Arduino Nano...11
Gambar 2.7 Elemen Pemanas...12
Gambar 3.1. Gambaran Sistem yang akan Dibuat ... 14
Gambar 3.2. Diagram Blok Perangkat Keras Sistem ... 14
Gambar 3.3. Gambaran alat yang akan dibuat ... 16
Gambar 3.4. Realisasi Perangkat Keras ... 17
Gambar 3.5.a. Sistem Pemanas dan lempengan alumunium ... 18
Gambar 3.5.b. Acrylic... 18
Gambar 3.6 Modul TEC 12706 ... 19
Gambar 3.7 Heat sink yang digunakan ... 20
Gambar 3.8 Sistem pendingin ... 20
Gambar 3.9 Sensor tegangan ... 21
Gambar 3.10 Flowchart pada Arduino ... 22
Gambar 3.11 Block Diagram Sistem ... 23
Gambar 3.12 Flowchart pada Processing ... 23
Gambar 3.13 TEG tipe TE-MOD-5W5V-30S[22] yang digunakan ... 24
Gambar 3.14 Grafik POUTTE-MOD-5W5V-30S terhadap variasi suhu ... 25
Gambar 4.1. Grafik tegangan keluaran sensor ACS712 terhadap arus listrik ... 35
Gambar 4.2. Tampilan User interface pengujian modul TEG dengan beban 10 ohm ……….. 37
Gambar 4.3. Data pembacaan modul TEG dengan beban 10 ohm dalam bentuk .txt ………….……… 37
50 ohm ………. 38 Gambar 4.5. Data pembacaan modul TEG dengan beban 50 ohm dalam bentuk
.txt ……… 38 Gambar 4.6. Tampilan User interface pengujian modul TEG dengan beban
100 ohm ………... 39 Gambar 4.7. Data pembacaan modul TEG dengan beban 100 ohm dalam bentuk
.txt ……… 39 Gambar 4.8. Tampilan User interface pengujian modul TEC dengan beban
10 ohm ………. 40 Gambar 4.9. Data pembacaan modul TEC dengan beban 10 ohm dalam bentuk
.txt ……… 40 Gambar 4.10. Tampilan User interface pengujian modul TEC dengan beban
50 ohm ………. 41 Gambar 4.11. Data pembacaan modul TEC dengan beban 50 ohm dalam bentuk
.txt ……… 41 Gambar 4.12. Tampilan User interface pengujian modul TEC dengan beban
100 ohm ……… 42
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Konfigurasi Pin Arduino nano ………...22
Tabel 3.2. Spesifikasi TEC1-12706 yang digunakan ……….24
Tabel 3.3. spesifikasi TEG TE-MOD-5W5V-30S yang digunakan ………25 Tabel 4.1 Data Percobaan I Pemanas Sistem ………...27
Tabel 4.2 Data Percobaan II Pemanas Sistem ………28
Tabel 4.3 Data Percobaan I Pendingin Sistem ………...29
Tabel 4.4 Data Percobaan II Pendingin Sistem ……….. 29
Tabel 4.5 Data Percobaan I Modul TEG ………30
Tabel 4.6 Data Percobaan II Modul TEG ………...31
Tabel 4.7 Data Percobaan III Modul TEG ………..31
Tabel 4.8 Data Percobaan I Modul TEC ……….32
Tabel 4.9 Data Percobaan II Modul TEC ………...33
Tabel 4.10 Data Percobaan III Modul TEC ………33 Tabel 4.11 Karakteristik Sensor arus …….………34
Tabel 4.12 Karakteristik Sensor arus ..….……….35
Tabel 4.13 Data Percobaan Modul TEG Pembanding ………44
