BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Transkripsi

1 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 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 Gambar 4.2. Nesting yang digunakan untuk memasak sebagai konduktor panas 28

2 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) 6 4, ,36 7 5, , , ,71 PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP BEDA TEMPERATUR (ΔT) PERBEDAAN TEMPERATUR ( C) TEGANGAN KELUARAN PADA TEG Gambar 4.3. Grafik percobaan awal tanpa menggunakan heat sink dalam waktu yang singkat dan keadaan nesting yang sudah panas 29

3 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) 5 36, ,6 6 36, , 7 5 1,2 PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP BEDA TEMPERATUR (ΔT) TEGANGAN KELUARAN PADA TEG PERBEDAAN TEMPERATUR ( C) Gambar 4.4. Grafik percobaan awal menggunakan heat sink dalam waktu yang singkat dan keadaan nesting yang sudah panas 3

4 Tabel 4.3. Percobaan menggunakan heat sink dari awal memanaskan air Suhu pada Suhu pada sisi Tegangan Pada Waktu sisi panas dingin TEG keluaran TEG (menit) TEG ( C) ( C) (volt) 3 27, , , , , , , , , ,2 2 PERUBAHAN TEMPERATUR TERHADAP WAKTU 8 7 TEMPERATUR ( C) SUHU DINGIN SUHU PANAS WAKTU (MENIT) Gambar 4.5.Grafik percobaan menggunakan heat sink dari awal memanaskan air perbedaan temperatur terhadap waktu 31

5 PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP BEDA TEMPERATUR (ΔT) TEGANGAN KELUARAN PADA TEG PERBEDAAN TEMPERATUR ( C) 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 1 menit tegangan keluaran sekitar,7 volt dan sudah mencukupi untuk mencatu dc-dc step up converter. Sehingga pada menit 9 1 dc-dc step up converter menyala dan bisa mengisi baterai ponsel. Mulai menit ke 1 tegangan sudah stabil dan bisa mengisi ponsel. Percobaan dilakukan sampai menit ke 2 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 32

6 4.2. Pengujian Dc-dc Step Up Converter Pada pengujian dc-dc step up converter IC MAX 756 dapat mengkonversi tegangan masukan minimal,7 volt menjadi 5 volt. Gambar 4.8. Pengujian dc-dc step up converter masukan,7 volt IC MAX 756 dapat terlihat bisa bekerja dengan baik, dengan masukan sebesar,7 volt lampu indikator pada dc-dc step up converter bisa menyala yang menandakan bahwa dc-dc step up converter dapat bekerja. Gambar 4.9. Pengujian dc-dc step up converter masukan dan keluaran 33

7 Dapat terlihat dari Gambar 4.9 bahwa dengan masukan sebesar,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 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 4.1. Rangkaian USB konektor Gambar Pengukuran tegangan pada data 1 dan data 2 USB konektor 34

8 Hasil perhitungan yang telah didapatkan dari persamaan (3.3), yaitu didapatkan R3 dan R4 sebesar 1 KΩ dan R1 dan R2 sebsar 15 KΩ. Dengan masukan sebesar 5 volt, data 1 dan data 2 akan mendapat tegangan 2 volt. Vout = Vout = R4 x Vin R2 + R4 1 K 15K + 1 K x 5 Vout = 2 Volt sebesar 5 volt. Dengan begitu ponsel akan dapat di isi dengan tegangan DC dengan masukan Gambar Indikator ponsel menyala proses pengisian baterai 35

9 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 Tegangan Suhu pada Suhu pada Pada Waktu Vin Vout I sisi panas sisi dingin keluaran (Menit) (Volt) (Volt) (A) TEG ( C) TEG ( C) TEG (Volt) ,3 2,3, ,3 3.6,8 5 34,9 6,4 3.7, , 8,5 3.9, ,2 1,5 3.9, ,3 12,5 4., ,3 14,6 4., ,3 16,6 4.1, ,2 18,6 4., ,2 2,6 4.,12 PERUBAHAN TEMPERATUR TERHADAP WAKTU TEMPERATUR ( C) WAKTU (MENIT) SUHU DINGIN SUHU PANAS Gambar Grafik percobaan perbedaan temperatur terhadap waktu 36

10 PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP BEDA TEMPERATUR(ΔT) TEGANGAN TEG PERBEDAAN TEMPERATUR( C) Gambar Grafik percobaan perbedaan tegangan pada keluaran TEG.7.6 terhadap beda temperatur PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP BEDA TEMPERATUR(ΔT) TEGANGAN VIN PERBEDAAN TEMPERATUR( C) Gambar Grafik percobaan perbedaan temperatur tegangan masukan dc-dc step up converter terhadap perbedaan temperatur 37

11 PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP BEDA TEMPERATUR(ΔT) PERBEDAAN TEMPERATUR( C) TEGANGAN VOUT Gambar Grafik percobaan perbedaan tegangan keluaran dc-dc step up converter terhadap perbedaan temperature PERUBAHAN ARUS TERHADAP BEDA TEMPERATUR(ΔT) ARUS (A) ARUS PERBEDAAN TEMPERATUR( C) Gambar Grafik percobaan perbedaan arus terhadap perbedaan temperatur 38

12 PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP BEDA TEMPERATUR(ΔT) PERBEDAAN TEMPERATUR( C) TEGANGAN TEG TEGANGAN VIN TEGANGAN VOUT Gambar Grafik percobaan perbedaan tegangan terhadap perbedaan temperatur Untuk perhitungan daya yang didapat dari keluaran termoelektrik generator adalah P = V x I Daya maksimal dari TEG adalah 14,5 watt dengan perbedaan suhu sebesar 27 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,12 ampere, jadi daya yang didapat adalah,151 atau 151 mw. Untuk daya maksimal panas sebesar 248 watt, untuk perbedaan 27 C. Massa dari termoelektrik generator ini adalah 46 gram atau.46 Kg. Q = mcδt 248 =.46 x c x 27 c = 19, =,46 x c x 27, 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 39

13 sebesar 4 volt, temperaturnya 13,8 C daya panasnya sebesar,46x19,97x13,8 = 12,67 W. Termoelektrik generator mengubah panas menjadi daya listrik dengan efisiensi [1]. η = P Q Efisiensi η =,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) Suhu pada sisi dingin TEG ( C) Tegangan Pada keluaran TEG (Volt) Waktu (Menit) Vin (Volt) Vout (Volt) I(A)

14 PERUBAHAN TEGANGAN TERHADAP BEDA TEMPERATUR(ΔT) TEGANGAN TEG TEGANGAN VIN TEGANGAN VOUT PERBEDAAN TEMPERATUR( C) Gambar 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,29 ampere, jadi daya yang didapat adalah,649 atau 65 mw. Dengan menghasilkan keluaran pada dc-dc step up converter sebesar 5 volt, temperature 19,6 C daya panasnya sebesar,46x19,97x19,6 = 18 W. Efisiensi yang dihasilkan sebesar,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 65 mw pada perbedaan temperatur 19,6 C dan efisiensi sebesar 3,6 %. 41