BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari hasil pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh mana kinerja dari hasil perancangan alat yang telah dibahas pada bab III, serta mengetahui tingkat keberhasilan setiap spesifikasi yang telah diajukan. Pengujian dilakukan meliputi pengujian perbagian maupun keseluruhan sistem.
4.1. Pengujian Termoelektrik Generator
Pengujian termoelektrik generator dilakukan dengan menggunakan sumber panas kompor gas portabel untuk memanaskan air pada nesting. Yang ditujukan sebagai sumber panas dari termoelektrik generator.
Gambar 4.1. Kompor gas portabel sebagai sumber panas
Termoelektrik generator akan menggunakan kompor gas portabel dan nesting sebagai sumber panas pada sisi panas. Pada sisi dingin termoelektrik generator menggunakan heat sink. Berikut beberapa percobaan dari pengujian termoelektrik generator.
Tabel 4.1. Percobaan awal tanpa menggunakan heat sink dalam waktu yang singkat dan keadaan nesting yang sudah panas
Suhu pada sisi panas TEG (°C)
Suhu pada sisi dingin TEG (°C)
Tegangan Pada keluaran TEG (volt)
60 40 0,30
Gambar 4.3. Grafik percobaan awal tanpa menggunakan heat sink dalam waktu yang singkat dan keadaan nesting yang sudah panas
0
PERBEDAAN TEMPERATUR (˚C)
PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP
BEDA TEMPERATUR (
Δ
T)
TEGANGAN
KELUARAN
Tabel 4.2. Percobaan awal menggunakan heat sink dalam waktu yang singkat dan keadaan nesting yang sudah panas
Suhu pada sisi panas TEG (°C)
Suhu pada sisi dingin TEG (°C)
Tegangan Pada keluaran TEG (volt)
50 36 0,5
55 36 0,6
60 36 0,9
70 46 1,0
70 50 1,2
Gambar 4.4. Grafik percobaan awal menggunakan heat sink dalam waktu yang singkat dan keadaan nesting yang sudah panas
0
PERBEDAAN TEMPERATUR (˚C)
PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP
BEDA TEMPERATUR (
Δ
T)
TEGANGAN
KELUARAN
Tabel 4.3. Percobaan menggunakan heat sink dari awal memanaskan air
Suhu pada sisi panas TEG (°C)
Suhu pada sisi dingin TEG
(°C)
Tegangan Pada keluaran TEG
(volt)
Gambar 4.5.Grafik percobaan menggunakan heat sink dari awal memanaskan air perbedaan temperatur terhadap waktu
0
PERUBAHAN TEMPERATUR TERHADAP
WAKTU
SUHU DINGIN
Gambar 4.6.Grafik percobaan menggunakan heat sink dari awal memanaskan nesting, perbedaan tegangan terhadap perbedaan temperatur
Pada tabel 4.3 dapat terlihat di menit 9 – 10 menit tegangan keluaran sekitar 0,7 volt dan sudah mencukupi untuk mencatu dc-dc step up converter. Sehingga pada menit 9 – 10 dc-dc step up converter menyala dan bisa mengisi baterai ponsel. Mulai menit ke 10 tegangan sudah stabil dan bisa mengisi ponsel. Percobaan dilakukan sampai menit ke 20 dan bisa mengisi baterai ponsel dengan tegangan masukan sekitar 1 volt.
Gambar 4.7. Indikator dc-dc step up converter menyala, menandakan sudah bisa bekerja
PERBEDAAN TEMPERATUR (˚C)
PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP
BEDA TEMPERATUR (
Δ
T)
TEGANGAN
KELUARAN
4.2. Pengujian Dc-dc Step Up Converter
Pada pengujian dc-dc step up converter IC MAX 756 dapat mengkonversi tegangan masukan minimal 0,7 volt menjadi 5 volt.
Gambar 4.8. Pengujian dc-dc step up converter masukan 0,7 volt
IC MAX 756 dapat terlihat bisa bekerja dengan baik, dengan masukan sebesar 0,7 volt lampu indikator pada dc-dc step up converter bisa menyala yang menandakan bahwa dc-dc step up converter dapat bekerja.
Dapat terlihat dari Gambar 4.9 bahwa dengan masukan sebesar 0,7 volt dc-dc step up converter ini bisa menaikan tegangan sampai 5 volt. Indikator menujukan bahwa dc-dc step up converter bisa bekerja dengan baik dan bisa menaikan tegangan. Keluaran dari dc-dc step up converter akan digunakan untuk mengisi baterai ponsel.
4.3. Pengujian USB konektor
Pada pengujian USB konektor dilakukan dengan memberi tegangan masukan sebesar 5 volt. Pada saat di berikan tegangan sebesar 5 volt, data 1 dan data 2 akan mendapat tegangan sebesar 2 volt, sehingga dapat mengisi baterai ponsel.
Gambar 4.10. Rangkaian USB konektor
Hasil perhitungan yang telah didapatkan dari persamaan (3.3), yaitu didapatkan
R3 dan R4 sebesar 10 KΩ dan R1 dan R2 sebsar 15 KΩ. Dengan masukan sebesar 5
volt, data 1 dan data 2 akan mendapat tegangan 2 volt.
� = + � ��
� = � + � � �
� = �
Dengan begitu ponsel akan dapat di isi dengan tegangan DC dengan masukan sebesar 5 volt.
4.4. Pengujian Alat Keseluruhan
Ketika semua alat digabungkan dapat terlihat pada Tabel 4.4. keadaan mulai proses pengisian baterai pada menit 5.
Tabel 4.4. Percobaan keseluruhan alat
Suhu pada sisi panas TEG (°C)
Suhu pada sisi dingin
TEG (°C)
Gambar 4.13. Grafik percobaan perbedaan temperatur terhadap waktu
0
PERUBAHAN TEMPERATUR
TERHADAP WAKTU
SUHU DINGIN
Gambar 4.14. Grafik percobaan perbedaan tegangan pada keluaran TEG terhadap beda temperatur
Gambar 4.15. Grafik percobaan perbedaan temperatur tegangan masukan dc-dc step up converter terhadap perbedaan temperatur
0
PERBEDAAN TEMPERATUR ˚C
PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP
BEDA TEMPERATUR(
Δ
T)
TEGANGAN TEG
PERBEDAAN TEMPERATUR ˚C
PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP
BEDA TEMPERATUR(
Δ
T)
Gambar 4.16. Grafik percobaan perbedaan tegangan keluaran dc-dc step up converter terhadap perbedaan temperature
Gambar 4.17. Grafik percobaan perbedaan arus terhadap perbedaan temperatur
0
PERBEDAAN TEMPERATUR ˚C
PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP
BEDA TEMPERATUR(
Δ
T)
TEGANGAN
PERBEDAAN TEMPERATUR ˚C
PERUBAHAN ARUS TERHADAP BEDA
TEMPERATUR(
Δ
T)
Gambar 4.18. Grafik percobaan perbedaan tegangan terhadap perbedaan temperatur
Untuk perhitungan daya yang didapat dari keluaran termoelektrik generator adalah
= � � �
Daya maksimal dari TEG adalah 14,5 watt dengan perbedaan suhu sebesar
270˚C, pada tegangan 5 volt dan arus 2,9 ampere. Untuk hasil percobaan keseluruhan
alat diperoleh pada waktu tegangan stabil sekitar 1,26 volt dan arusnya sebesar 0,12 ampere, jadi daya yang didapat adalah 0,151 atau 151 mW. Untuk daya maksimal panas sebesar 248 watt, untuk perbedaan 270˚C. Massa dari termoelektrik generator ini adalah 46 gram atau 0.046 Kg.
= ���
= . � � �
� = ,
248 = 0,046 x c x 270, untuk c = 19,97 J/Kg˚C. Untuk keluaran sebesar 151 mW, dengan perbedaan temperatur rata-rata pada saat keluaran dc-dc step up converter
0
PERBEDAAN TEMPERATUR ˚C
PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP BEDA
TEMPERATUR(
Δ
T)
TEGANGAN TEG
TEGANGAN VIN
sebesar 4 volt, temperaturnya 13,8˚C daya panasnya sebesar 0,046x19,97x13,8 = 12,67 W. Termoelektrik generator mengubah panas menjadi daya listrik dengan efisiensi [10].
� =
Efisiensi � = 0,151 : 12,67 = 1,19 %.
Dikarenakan hasil dari pengujian alat ketika ditaruh diatas nesting hasilnya hanya 4 volt dan kurang memuaskan. Kemudian dilakukan percobaan ditaruh disamping dan hasilnya dapat terlihat dari tabel 4.5.
Tabel 4.5. Percobaan keseluruhan alat ketika ditaruh samping
Suhu pada sisi panas TEG (°C)
Gambar 4.19. Grafik percobaan perbedaan tegangan terhadap perbedaan temperature disamping
Untuk hasil percobaan keseluruhan alat ketika disamping diperoleh pada waktu tegangan stabil sekitar 2,24 volt dan arusnya sebesar 0,29 ampere, jadi daya yang didapat adalah 0,649 atau 650 mW. Dengan menghasilkan keluaran pada dc-dc step up converter sebesar 5 volt, temperature 19,6˚C daya panasnya sebesar 0,046x19,97x19,6 = 18 W. Efisiensi yang dihasilkan sebesar 0,649 : 18 = 3,6 %.
Hasil yang didapatkan perbedaan dengan posisi diatas dan disamping nesting. Pada saat diatas didapatkan daya sebesar 151 mW pada perbedaan temperatur 13,8 ˚C. dan efisiensi sebesar 1,19 %. Untuk posisi disamping didapatkan daya sebesar 650 mW pada perbedaan temperatur 19,6 ˚C dan efisiensi sebesar 3,6 %.
0
PERBEDAAN TEMPERATUR ˚C
PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP BEDA
TEMPERATUR(
Δ
T)
TEGANGAN TEG
TEGANGAN VIN
