i
PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
SKRIPSI
SRI MAHYUNI 130821016
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016
Universitas Sumatera Utara
ii
PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi pencapaian gelar Sarjana Sains
SRI MAHYUNI 130821016
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016
Universitas Sumatera Utara
i
PERSETUAN
Judul
: PERANCANGAN KULKAS MINI MENGGUNAKAN PELTIER SUPER COOLER BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA32
Katagori
: SKRIPSI
Nama
: SRI MAHYUNI
Nomor Induk Mahasiswa
: 130821016
Program Studi
: SARJANA (S1) FISIKA
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: 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: 195510301980031003
Nip: 196009301986011001
Universitas Sumatera Utara
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 130821016
Universitas Sumatera Utara
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 Universitas Sumatera Utara. 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
Universitas Sumatera Utara
iv
ABSTRAK
Telah dibuat dan dianalisis thermoelektrik cooler sebagai lemari pendingin mini berkapasitas 5 liter. Mengunakan peltier super cooler tipe 12706. 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 8.280 detik, 19.200 detik, dan 33.600 detik. Kata kunci: thermoelektrik, peltie 12706, efek peltier.
Universitas Sumatera Utara
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 12706. 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, 19.200 seconds and 33,600 seconds Keywords: thermoelektrik, peltie 12706, efekpeltier.
Universitas Sumatera Utara
vi
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar isi Daftar Tabel Daftar Gambar
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Batasan Masalah 1.4 Tujuan Penelitian 1.5 Manfaat 1.6 Sistematika Penulisan
ii iii iv v vi vii ix x
1 1 3 3 3 3 4
BAB 2 TEORI DASAR 2.1 Thermoelektrik 2.1.1 Pengertian Thermoelektrik 2.2 Pendingin Thermoelektrik 2.2.1 Efek Seebeck 2.2.2 Efek Peltier 2.2.3 Sel Peltier 2.3 Pendingin 2.4 Kalor Jenis 2.5 Hubungan Kalor Dengan Energi Listrik 2.6 Perpindahan Panas 2.6.1 Konduksi 2.6.2 Konveksi 2.6.3 Radiasi 2.7 Sensor Lm35 2.8 Daya Listrik 2.9 Mikrokontroller Atmega32
5 5 5 6 6 6 6 9 10 10 13 13 14 15 16 18 20
BAB 3 PERANCANGAN DAN CARA KERJA SISTEM 3.1 Diagram Blok Sistem 3.2 Perancangan Rangkaian Tiap Blok 3.2.1 Rangkaian Driver On/Off Peltier 3.2.2 Rangkaian Mikrokontroller
25 25 27 27 28
Universitas Sumatera Utara
vii
3.2.3 Rangkaian Power Supplay 3.2.4 Rangkain Sensor Suhu 3.2.5 Rangkaian Tombol Setting 3.2.6 Rangkaian Minimum Driver Regulator Arus 3.3 Diagram Alir
28 29 31 31 33
BAB 4 PENGUJUAN DAN HASIL 4.1 Power Supplay 4.2 Daya Terpasang 4.3 Pengukuran Temperatur 4.3.1 Beban 1 Liter Air 4.3.2 Beban 2 Liter Air 4.3.3 Beban 3 Liter Air
34 34 35 36 36 37 38
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR REFERENSI LAMPIRAN
39 39 39 40
Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR TABEL Halaman Tebel Tabel Tabel Tabel
2.1 2.2 4.1 4.2
Tabel Periodik Untuk Elemen Semikonduktor Hubungan Massa Dengan Waktu Secara Teori Hubungan Tegangan Terhadap Arus Daya Terpsang
8 13 35 35
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
Skema Sel peltier Sel Peltier Ikatan Valensi (piranti semikonduktor) Sensor LM35 Bentuk Fisik Mikrokontroller AVR ATMega 32 Konfigurasi Pin Dari IC ATMega32 Blok Diagram Sistem Blok Rangkaian Driver On/Off Peltier Rangkain Minimum Mikrokontroller Atmega32 Rangkain Power Supplay Rangkain Sensor T Rangkain Tombol Setting Rangkain minimum Driver Regulator Arus Diagram Alir Sistem Power Supplay Skema Daya Terpasang Skema Pengukuran Grafik Penurunan Suhu Dengan Beban 1 Liter Air Grafik Penurunan Suhu Dengan Beban 2 Liter Air Grafik Penurunan Suhu Dengan Beban 3 Liter Air
7 7 9 17 21 24 25 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 36 37 38
Universitas Sumatera Utara
