BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS KINERJA SISTEM

 BAB IV
PENGUJJIAN DAN
N ANALIISIS KINE
ERJA SIS
STEM
4.1 Pengaambilan Daata Sensor
Pengambilan data dilakuukan dengan
n membanddingkan suhhu sensor ( yang
sudah di program
p
keedalam Mikkrokontrolleer dengan output kelluaran data pada
LCD ) deengan termoometer digiital dengan toleransi ±5%
±
, elem
men peltier yang
sudah dibeerikan sumbber tegangann 12V 2A digunakan
d
sebagai objeek pengukurran.
Gambar 4.1 Pengamb
bilan data seensor
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
Dari pengujian didapatkan hasil pengujian sensor dan termometer seperti
tabel 4.1.
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 SENSOR 1 VS TERMOMETER
35
30
Celcius
25
20
15
SENSOR 1 VS TERMOMETER
10
5
0
0
10
20
30
40
Celcius
Grafik 4.1 Sensor1 VS Termometer
SENSOR 2 VS TEMPERATUR
35
30
Celcius
25
20
15
SENSOR 2 VS TEMPERATUR
10
5
0
0
10
20
30
40
Celcius
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 0C. 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 / (2n – 1)…………………………….(4.2)
Jika Vref adalah 5000 mV, maka : 1 LSB-nya kurang lebih = 4.9 mV
(pembulatan)
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/oC)
100 = 1/10mV (karakteristik LM35, 10mV/oC)
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.
56 Tabel 4.2 Pengujian peltier
57 Dari table di atas dapat di buat grafik sebagai berikut:
Suhu Vs Waktu 31
26
Suhu perCelcius
21
Peltier 1
16
Peltier 2
Peltier 3
Peltier 4
11
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 0C dengan suhu minimum 30 0C
58 dalam waktu 720.48 detik, pada peltier kedua terdapat suhu maksimum 4 0C
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 0C
dan suhu minimum 30 0C dalam waktu 324.09 detik, pada peltier kedua terdapat
suhu maksimum 8 0C dan suhu minimum 30 0C 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 :
Coolbox
Suhu perderajat celcius
35
30
25
20
sensor 1
15
sensor 2
10
air
5
0
0
20
40
60
80
100
120
waktu/menit
Grafik 4.3 Coolbox
4.3.2 Analisa
hasil penelitian dalam waktu 100 menit suhu dalam wadah atau objek pada awal
suhu 28 0C menjadi 18 0C sedangkan pada sensor1 yang terletak di atas mencapai
15 0C dan sensor2 yang terletak dibawah mencapai 14 0C. 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 %