PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32 SKRIPSI SRI MAHYUNI

Transkripsi

1 i PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32 SKRIPSI SRI MAHYUNI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016

2 ii PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32 SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi pencapaian gelar Sarjana Sains SRI MAHYUNI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016

3 i PERSETUAN Judul : PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32 Katagori Nama : SKRIPSI : SRI MAHYUNI Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi Departemen Fakultas : SARJANA (S1) FISIKA : FISIKA : MIPA Diluluskan di Medan, 29 Januari 2016 Diketahui/Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua Pembimbing Dr. Marhaposan Situmorang, M. Si Drs. Kurnia Brahmana, M.Si Nip: Nip:

4 ii PERNYATAAN PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32 SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 29 Januari 2016 SRI MAHYUNI

5 iii PENGHARGAAN Alhamdulillahirobbil alamin, segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat, berkah, dan karunia-nya. Dan tak lupa juga penulis panjatkan salam dan shalawat bagi junjungan kita nabi besar Muhammad SAW beserta segenap keluarga dan para sahabatnya. Serta Do a restu dan dorongan dari berbagai pihak dan akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul Perancanga Kulkas Mini Menggunakan Peltier Super Cooler Berbasis Mikrokontroller Atmega32. Penulisan skripsi ini untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains, Departemen Fisika, Program studi Fisika Instrumentasi pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,Unuversitas Sumatera Utara. Dalam menyelesaikan skripsi ini, berbagai pihak telah memberikan bantuan, bimbingan, doa yang tulus, dan masukan baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terimah kasih yang sebesarbesarnya kepada, Kepada Ayah handa tercinta yang selalu memberiakn Do a dan selalu memberiakn dukungan mental dan materi dari awal kuliah sampai skripsi selesai. Drs. Kurnia Brahmana, M.Si selaku pembimbing yang telah memberikan kemajuan dalam berpikir, petunjuk, nasehat-nasehat dalam perangcangan hardware dan software serta menyediakan waktunya. Dr. Marhaposan Situmorang, M.Si selaku ketua Program Fisika. Dosen penguji dan dosen yang telah mengajar selama perkuliahan berlangsung. Kepada saudara-saudara saya yang selalu memberikan Do a dukungan dan selalu mensupport saya hingga selesai. Kepada seluruh pegawai dan seluruh civitas akademi FMIPA. Teman-teman seperjuangan S1 Ektensi Fisik Instrumentasi 2013yang telah memberikan support dan Do anya. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam menyelesaikan Skripsi ini, maka ada peribahasa Tak ada gading yang tak retak. Oleh karena itu,ada baiknya pembaca memberikan kritik dan saran yang sagat membantu dalam menulis karya ilmia selanjutnya. Besar hapan penulis, semoga penulisan ilmia ini memberikan kontribusi positif dan bermanfaat untuk senantiasa berguna bagi masyarakat umum agar terus memperoleh wawasan dan ilmu pengetahuan dalam bidang teknologi yang ada serta bisa dimanfaatkan kembali. Medan, Januari 2016 Penulis

6 iv ABSTRAK Telah dibuat dan dianalisis thermoelektrik cooler sebagai lemari pendingin mini berkapasitas 5 liter. Mengunakan peltier super cooler tipe Berkerja dengan memanfaatkan efek feltier, dimana saat peltier dialiri arus listrik terjadi penyerapan pada satu sisi dan pelepasan panas pada sisi lainnya. Sisi dingin dimanfaatkan untuk mendinginkan ruangan pendingin,yang suhunya akan dibaca dengan LM35. Beban yang didinginkan berupa air yang volumenya divariasikan mulai dari 1 liter, 2 liter, dan 3 liter. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu 5 ºC secara berturut-turut mulai 1 liter sampai 3 liter adalah detik, detik, dan detik. Kata kunci: thermoelektrik, peltie 12706, efek peltier.

7 v DESIGNING SUPER MINI REFRIGENERATOR USES PELTIER COOLER BASED MICROCONTROLLER ATMEGA32 ABSTRACT Was created and analyzed thermoelectrically cooler as refrigeration mini capacity of 5 liters.using super peltier cooler type of It works by utilizing feltiereffect, whereby when the peltier electrified occur on one side of the absorption and release of heat on the other side. Cold side is used to cool the refrigerator, where the temperature will be read with the LM35. In the form of water -cooled load the volume varied from 1 liter, 2 liter and 3 liter. The time needed to reach a temperature of 5 C respectively from 1 liter to 3 -liter is 8,280 seconds, seconds and 33,600 seconds Keywords: thermoelektrik, peltie 12706, efekpeltier.

8 vi DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar isi Daftar Tabel Daftar Gambar ii iii iv v vi vii ix x BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Sistematika Penulisan 4 BAB 2 TEORI DASAR Thermoelektrik Pengertian Thermoelektrik Pendingin Thermoelektrik Efek Seebeck Efek Peltier Sel Peltier Pendingin Kalor Jenis Hubungan Kalor Dengan Energi Listrik Perpindahan Panas Konduksi Konveksi Radiasi Sensor Lm Daya Listrik Mikrokontroller Atmega32 20 BAB 3 PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM Diagram Blok Sistem Perancangan Rangkaian Tiap Blok Rangkaian Driver On/Off Peltier Rangkaian Mikrokontroller 28

9 vii Rangkaian Power Supplay Rangkain Sensor Suhu Rangkaian Tombol Setting Rangkaian Minimum Driver Regulator Arus Diagram Alir 33 BAB 4 PENGUJUAN DAN HASIL Power Supplay Daya Terpasang Pengukuran Temperatur Beban 1 Liter Air Beban 2 Liter Air Beban 3 Liter Air 38 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 39 DAFTAR REFERENSI 40 LAMPIRAN

10 viii DAFTAR TABEL Halaman Tebel 2.1 Tabel Periodik Untuk Elemen Semikonduktor 8 Tabel 2.2 Hubungan Massa Dengan Waktu Secara Teori 13 Tabel 4.1 Hubungan Tegangan Terhadap Arus 35 Tabel 4.2 Daya Terpsang 35

11 ix DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Skema Sel peltier 7 Gambar 2.2 Sel Peltier 7 Gambar 2.3 Ikatan Valensi (piranti semikonduktor) 9 Gambar 2.4 Sensor LM35 17 Gambar 2.5 Bentuk Fisik Mikrokontroller AVR ATMega Gambar 2.6 Konfigurasi Pin Dari IC ATMega32 24 Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem 25 Gambar 3.2 Blok Rangkaian Driver On/Off Peltier 27 Gambar 3.3 Rangkain Minimum Mikrokontroller Atmega32 28 Gambar 3.4 Rangkain Power Supplay 29 Gambar 3.5 Rangkain Sensor T 30 Gambar 3.6 Rangkain Tombol Setting 31 Gambar 3.7 Rangkain minimum Driver Regulator Arus 32 Gambar 3.8 Diagram Alir Sistem 33 Gambar 4.1 Power Supplay 34 Gambar 4.2 Skema Daya Terpasang 35 Gambar 4.3 Skema Pengukuran 36 Gambar 4.4 Grafik Penurunan Suhu Dengan Beban 1 Liter Air 36 Gambar 4.5 Grafik Penurunan Suhu Dengan Beban 2 Liter Air 37 Gambar 4.6 Grafik Penurunan Suhu Dengan Beban 3 Liter Air 38