BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS KINERJA SISTEM 4.1 Pengambilan Data Sensor Pengambilan data dilakukan dengann membandingkan suhu sensor ( yang sudah di program kedalam Mikrokontroller dengan output keluaran data pada LCD ) dengan termometer digital dengan toleransi ±5%, elemen peltier yang sudah diberikan sumber tegangann 12V 2A digunakan sebagai objek pengukuran. Gambar 4.1 Pengambilan data sensor 48
49 4.1.1 Metode Pengukuran Bahan : 2 sensor LM 35 Mikrokontroller Atmega 8 + LCD Downloader AVR Termometer Elemen Peltier Sumber tegangan 4.1.2 Langkah Pengujian 1. Menginstal Program sensor ini ke mikrokontroller Atmega 8 2. Menghubungkan pin yang digunakan pada Mikrokontroller 3. Mengukur suhu dingin pada elemen peltier yangn sudah di beri sumber dari suhu 30 10 derajat celsius dengan menghubungkan sensor dan termometer 4.1.3 Hasil tabel 4.1. Dari pengujian didapatkan hasil pengujian sensor dan termometer seperti
50 Tabel 4.1 Pengujian Sensor Dari tabel di atas dapat dibuat grafik dengan membandingkan sensor 1 dengan termometer dan sensor 2 dengan termometer.
51 Celcius 35 30 25 20 15 10 5 0 SENSOR 1 VS TERMOMETER 0 10 20 30 40 Celcius SENSOR 1 VS TERMOMETER Grafik 4.1 Sensor1 VS Termometer Celcius 35 30 25 20 15 10 5 0 SENSOR 2 VS TEMPERATUR 0 10 20 30 40 Celcius SENSOR 2 VS TEMPERATUR Grafik 4.2 Sensor2 VS Termometer 4.1.4 Analisa Dari data dapat dilihat bahwa sensor ini dapat bekerja dengan error 0 % sesuai dengan thermometer dengan toleransi 5% pada suhu 30 10 0 C. Data dari sensor berupa tegangan dengan kenaikan 10 mv setiap 1 derajat celcius.
52 Tegangan referensi pada sensor ini = 5 V sedangkan ADC pada mikrokontroller 1024 byte. Secara internal, Atmega menggunakan rumus sebagai berikut untuk mengeluarkan output ADC : Hasil Konversi ADC = (Vin * 1024) / Vref (4.1) Dimana Vin adalah output LM35. Jika Vref diberi tegangan 5 V (5000 mv). Dan LM35 tidak mengeluarkan tegangan, maka 0 * 1024 / 5000 = 0 Jika LM35 mengeluarkan tegangan sebesar 1 mv, maka Mikrokontroller akan mengeluarkan angka digital: 1 * 1024 / 5000 = 0.2048 => 0 Jika LM35 mengeluarkan tegangan sebesar 10 mv, maka Mikrokontroller akan mengeluarkan angka digital : 10 * 1024 / 5000 = 2.048 => 2 Jika LM35 mengeluarkan tegangan sebesar 1 V (1000 mv), maka Mikrokontroller akan mengeluarkan angka digital 1000 * 1024 / 5000 = 204.8 => 205
53 Sekarang cara membacanya dibalik. Setiap kita mendapatkan output digital dari Mikrokontroller, berapa hasil konversinya dalam bentuk tegangan?. Dari pertanyaan tersebut dihasilkan kesimpulan, bahwa setiap satu digit LSB yang dikeluarkan ADC Mikrokontroller akan bernilai sebesar : 1 LSB = Vref / (2 n 1).(4.2) (pembulatan) Jika Vref adalah 5000 mv, maka : 1 LSB-nya kurang lebih = 4.9 mv Sehingga rumus konversinya adalah : SUHU = Ouput_ADC * Kenaikan_satu_LSB / Volt_per_Celcius.(4.3) Atau, SUHU = Ouput_ADC * Kenaikan_satu_LSB * 100..(4.4) dimana : Output_ADC = adalah hasil pembacaan ADC Mikrokontroller Kenaikan_satu_LSB = 4.9 (jika Vref = 5V) Volt_per_celcius = 10 (karakteristik LM35, 10mV/ o C) 100 = 1/10mV (karakteristik LM35, 10mV/ o C)
54 4.2 Pengambilan Data Sumber Pemdingin Pengambilan data dilakukan dengan membandingkan suhu dingin elemen peltier (yang diukur menggunakan thermometer )dengan waktu (yang diukur dengan menggunakan Stopwatch). Gambar 4.2 Pengambilan Data Sumber Pendingin 4.2.1 Metode Pengukuran Bahan : 4 element peltier Thermometer Stopwatch
55 Termal paste Heatsing Fun Sumber tegangan 4.2.2 Langkah Pengujian 1. Hubungkan heatsing dengan fun 2. Memberikan termal paste pada sisi elemen peltier yang akan menjadi sisi panas sebelum di hubungkan dengan hetsing dan fun 3. Ukur suhu dingin elemen peltier dengan thermometer bersamaan dan catat perubahan waktu saat pergantian suhu setelah element peltier dan fun diberikan tegangan 12V 2A 4.2.3 Hasil Dari langkah pengujian didapatkan dasil setiap perubahan suhu dingin peltir dan waktu setiap perubahannya, seperti table 4.2.
Tabel 4.2 Pengujian peltier 56
57 Dari table di atas dapat di buat grafik sebagai berikut: 31 Suhu Vs Waktu 26 21 Suhu percelcius 16 11 Peltier 1 Peltier 2 Peltier 3 Peltier 4 6 1 1 4 16 64 256 1024 waktu perdetik Grafik 4.3 Sumber Pendingin 4.2.4 Analisa Dari hasil penelitian terdapat variasi suhu dingin antara element peltir masing-masing, dimana suhu untuk sumber pendingin yang terletek di bawah pada peltier pertama terdapat suhu maksimum 1 0 C dengan suhu minimum 30 0 C
58 dalam waktu 720.48 detik, pada peltier kedua terdapat suhu maksimum 4 0 C dengan suhu minimum 30 0 dalam waktu 473.29 detik, dan suhu untuk sumber pendingin yang terletek di atas pada peltier pertama terdapat suhu maksimum 5 0 C dan suhu minimum 30 0 C dalam waktu 324.09 detik, pada peltier kedua terdapat suhu maksimum 8 0 C dan suhu minimum 30 0 C dalam waktu 304.22 detik, semua elemen dalam waktu lebih dari tersebut keadaan suhu tetap berada pada suhu maksimum masing. 4.3 Pengambilan Data Coolbox Pengambilan data dilakukan dengan mengukur suhu dan waktu selama 100 menit, dengan objek air dalam gelas yang terhubung dengan thermometer, suhu pada sensor 1 yang terletak di atas dan suhu sensor 2 yang terletak dibawah. Gambar 4.3 Pengambilan Data Coolbox
59 4.3.1 Data Pengamatan Suhu ruangan 30 derajat celcius Teloransi thermometer ± 5% Tabel 4.3 Coolbox
60 Dari table dapat di buat grafik sebagai berikut : Suhu perderajat celcius 35 30 25 20 15 10 5 0 Coolbox 0 20 40 60 80 100 120 waktu/menit sensor 1 sensor 2 air Grafik 4.3 Coolbox 4.3.2 Analisa hasil penelitian dalam waktu 100 menit suhu dalam wadah atau objek pada awal suhu 28 0 C menjadi 18 0 C sedangkan pada sensor1 yang terletak di atas mencapai 15 0 C dan sensor2 yang terletak dibawah mencapai 14 0 C. Kenaikan suhu pada air sangat lambat dikerena suhu pada box tak merata, untuk meratakan suhu yang dibantu dengan fun memerlukan waktu yang cukup lama. Suhu box yang merata dapat meningkatkan kinerja pendinginan akan semakin cepat. Setelah melakukan proses perhitungan, pengambilan data dan proses simulasi kemudian dilakukan analisa terhadap fenomena yang terjadi pada coolbox tersebut. adanya penurunan suhu pada coolbox walaupun memerlukan waktu yang agak lama. Pada coolboxini, sirkulasi udara yang dapat membuang udara panas yang dihasilkan secara konveksi yang kurang baik menyebabkan
61 bertambahnya beban suhu yang harus didinginkan oleh alat coolbox ini. Udara dari lingkungan luar sangat berpengaruh dalam menurunkan perputaran udara panas yang terjadi secara konveksi di dalam box. Dari data dapat dihitung Kecepatan kerja alat ini selama 100 menit adalah: Kecepatan kerja = ( suhu akhir-suhu awal ) / suhu Awal x 100%...(4.5) = 10/28x 100 % = 35.71 %