Perancangan Alat Pendinginan Menggunakan Elemen Peltier

## R. Umboh,     J Jurusan Teknik Elektro
Abstrak  -  Teknologi  refrigerasi  adalah  bidang  teknik  yang berkaitan  dengan  penggunaan  mesin  untuk  menjaga  suhu suatu  objek  pada  titik  atau  range  tertentu,  yang  biasanya berkisar  dari  25 o C  (suhu  ruangan)  sampai  dengan Teknologi refrigerasi saat ini menggunakan gas  yang  menggunakan  refrigeran  sebagai  penukar kalornya.
Refrigeran yang digunakan dalam sistem kompresi gas merupakan  senyawa  sintetik  yang  dirancang  sedemikian rupa  sebagai  penukar  kalor  ideal.  Namun,  refrigeran  ini dapat merusak lapisan ozon jika terurai di udara. Sehingga, rusaknya  lapisan  ozon  ini  memberikan  dampak  langsung pada pemanasan global.
Berdasarkan masalah tersebut, penulis memanfaatkan efek  termoelektrik  melalui  elemen  peltier  dengan  beberapa komponen  penunjang  seperti  heatsink  dan  kipas  dalam merekayasa  sistem  pendingin.  Sistem  pendingin  tersebut dapat  digunakan  untuk  menjaga  suhu  suatu  objek  berada dibawah  suhu  lingkungan.  Untuk  menunjang  kerja  sistem pendingin  diperlukan  sistem-sistem  tambahan  seperti termometer  agar  kita  dapat  mengetahui  suhu  sistem pendingin dan menentukan suhu objek yang ingin kita jaga melalui  pengaturan  setpoint  suhu.  Sistem  pengendalian  ini dikerjakan sepenuhnya oleh mikrokontroler AVR ATmega8535.
Kemampuan  pendinginan  dari  sistem  pendingin  ini tergantung  dari  objek  atau  beban  pendinginan  yang  kita berikan. Rata-rata suhu minimum yang dicapai adalah 20 untuk pendinginan selama 1 jam.
Kata  Kunci    :  Teknologi  Refrigerasi,  Efek  Termoelektrik, Elemen Peltier, Sistem Pendingin

## I. PENDAHULUAN
Pemanfaatan teknologi telah merambah dalam semua aspek  kehidupan  manusia,  salah  satunya  teknologi household  appliances  yang  sudah  tidak  terlepas  dari keseharian  kegiatan  manusia  saat  ini.
appliances  atau  peralatan  rumah  tangga  adalah  berbagai peralatan yang mempermudah manusia dalam melakukan kegiatan  sehari-hari  di  dalam  rumah/tempat  tinggalnya. Peralatan  rumah  tangga  adalah  salah  satu  contoh teknologi  yang  terus  berkembang  mengikuti  kebutuhan manusia  akan  berbagai  faktor,  misalnya,  kemudahan, keandalan, kenyamanan, ekonomi, dan sebagainya.
Seiiring  perkembangan  teknologi  dalam  bidang household  appliances,  manusia  menyadari  bahwa terdapat hal yang merugikan. Beberapa bahan kimia yang digunakan  manusia  sebagai  salah  satu  sumber  daya peralatan  rumah  tangga,  terbukti  berbahaya/tidak  ramah lingkungan.  Salah  satunya  adalah  refrigeran  yang digunakan  dalam  lemari  es.  Refrigeran  adalah  bahan kimia  yang  digunakan  dalam  siklus  kerja  lemari  es  yang dapat  merusak  struktur  lapisan  O 3 (ozone udara.  Hal  ini  sangat  memprihatinkan  karena  merupakan penyebab utama terjadinya pemanasan global.

## Perancangan Alat Pendinginan Portable Menggunakan Elemen Peltier
Umboh,     J. O. Wuwung,     E. Kendek Allo,     B. S. Narasiang, Jurusan Teknik Elektro-FT, UNSRAT, Manado-95115, Email: umboh.ronald@gmail.com
Teknologi  refrigerasi  adalah  bidang  teknik  yang berkaitan  dengan  penggunaan  mesin  untuk  menjaga  suhu tertentu,  yang  biasanya C  (suhu  ruangan)  sampai  dengan  -18 o C. sistem kompresi gas  yang  menggunakan  refrigeran  sebagai  penukar
Refrigeran yang digunakan dalam sistem kompresi gas merupakan  senyawa  sintetik  yang  dirancang  sedemikian rupa  sebagai  penukar  kalor  ideal.  Namun,  refrigeran  ini
an ozon jika terurai di udara. Sehingga, rusaknya  lapisan  ozon  ini  memberikan  dampak  langsung
Berdasarkan masalah tersebut, penulis memanfaatkan dengan  beberapa dan  kipas  dalam merekayasa  sistem  pendingin.  Sistem  pendingin  tersebut dapat  digunakan  untuk  menjaga  suhu  suatu  objek  berada dibawah  suhu  lingkungan.  Untuk  menunjang  kerja  sistem sistem  tambahan  seperti ta  dapat  mengetahui  suhu  sistem pendingin dan menentukan suhu objek yang ingin kita jaga melalui  pengaturan  setpoint  suhu.  Sistem  pengendalian  ini dikerjakan sepenuhnya oleh mikrokontroler AVR
Kemampuan  pendinginan  dari  sistem  pendingin  ini rgantung  dari  objek  atau  beban  pendinginan  yang  kita rata suhu minimum yang dicapai adalah 20 o C
Teknologi  Refrigerasi,  Efek  Termoelektrik,

## PENDAHULUAN
Pemanfaatan teknologi telah merambah dalam semua aspek  kehidupan  manusia,  salah  satunya  teknologi yang  sudah  tidak  terlepas  dari keseharian  kegiatan  manusia  saat  ini.  Household atau  peralatan  rumah  tangga  adalah  berbagai peralatan yang mempermudah manusia dalam melakukan hari  di  dalam  rumah/tempat  tinggalnya. Peralatan  rumah  tangga  adalah  salah  satu  contoh teknologi  yang  terus  berkembang  mengikuti  kebutuhan ia  akan  berbagai  faktor,  misalnya,  kemudahan, keandalan, kenyamanan, ekonomi, dan sebagainya.
Seiiring  perkembangan  teknologi  dalam  bidang ,  manusia  menyadari  bahwa terdapat hal yang merugikan. Beberapa bahan kimia yang ia  sebagai  salah  satu  sumber  daya peralatan  rumah  tangga,  terbukti  berbahaya/tidak  ramah lingkungan.  Salah  satunya  adalah  refrigeran  yang digunakan  dalam  lemari  es.  Refrigeran  adalah  bahan kimia  yang  digunakan  dalam  siklus  kerja  lemari  es  yang ozone)  jika  terurai  di udara.  Hal  ini  sangat  memprihatinkan  karena  merupakan penyebab utama terjadinya pemanasan global.
Upaya  untuk  mengatasi  penggunaan  refrigeran  yang dapat merusak lapisan menggunakan  bahan  kimia  lain  yang  tidak  merugikan atau mengaplikasikan metode lain yang tidak menggunakan  bahan  kimia.  Perlu  dipertimbangkan metode  yang  tetap  bekerja  sebagai  pompa  kalor,  namun dalam  aplikasinya,  tidak  lagi  menggunakan  siklus kompresi-uap seperti yang digunaka
Sebut  saja  efek  termoelektrik.  Efek  termoelektrik adalah  hubungan  antara  energi  panas  dan  energi  listrik yang  terjadi  pada  titik  temu  antara  dua  jenis  logam  yang berbeda. Efek termoelektrik ini kini dikembangkan dalam suatu alat yang disebut elemen maupun  kekurangannya,  elemen  ini  dapat  direkayasa dalam  merancang  suatu  sistem  pendingin  yang  nantinya dapat menggantikan sistem yang konvensional.

## II. LANDASAN TEORI

## A. Efek Termoelektrik
Efek  termoelektrik  pertama  kal tahun  1821  oleh  T.  J.  Seebeck.  Ia  menunjukkan  bahwa gaya  gerak  listrik  (ggl)  dapat  dihasilkan  dengan memanaskan  titik  sambungan  antara  dua  penghantar listrik yang berbeda. Efek Seebeck dapat didemonstrasikan  dengan  membuat  sambungan  antara dua  kawat  dari  jenis  logam  yang  berbeda  (  misalnya, tembaga dan besi). Ujung kawat lainnya dihubungkan ke galvanometer  atau  voltmeter  yang  sensitif.  Jika sambungan antara kawat dipanaskan, maka alat ukur akan membaca  adanya  sejumlah  kecil  tegangan.  Susuna demonstrasi  ini  ditunjukkan  pada  gambar dapat dikatakan membentuk sebuah termokopel. Didapati juga  bahwa  besar  tegangan  termoelektrik  sebanding dengan perbedaan suhu antara titik sambungan termokopel dan koneksinya pada alat ukur.
Tiga  belas  tahun  setelah  Seebeck  melakukan penemuannya, J. Peltier, seorang pembuat jam tangan,
Gambar 1. Eksperimen yang menunjukkan efek Seebeck dan Peltier

## Portable

## Menggunakan Elemen Peltier

## umboh.ronald@gmail.com
Upaya  untuk  mengatasi  penggunaan  refrigeran  yang dapat merusak lapisan ozone adalah dengan ia  lain  yang  tidak  merugikan atau mengaplikasikan metode lain yang tidak menggunakan  bahan  kimia.  Perlu  dipertimbangkan metode  yang  tetap  bekerja  sebagai  pompa  kalor,  namun dalam  aplikasinya,  tidak  lagi  menggunakan  siklus uap seperti yang digunakan lemari es saat ini. Sebut  saja  efek  termoelektrik.  Efek  termoelektrik adalah  hubungan  antara  energi  panas  dan  energi  listrik yang  terjadi  pada  titik  temu  antara  dua  jenis  logam  yang berbeda. Efek termoelektrik ini kini dikembangkan dalam
disebut elemen Peltier. Dengan kelebihan maupun  kekurangannya,  elemen  ini  dapat  direkayasa dalam  merancang  suatu  sistem  pendingin  yang  nantinya dapat menggantikan sistem yang konvensional.

## LANDASAN TEORI
Efek  termoelektrik  pertama  kali  ditemukan  pada tahun  1821  oleh  T.  J.  Seebeck.  Ia  menunjukkan  bahwa gaya  gerak  listrik  (ggl)  dapat  dihasilkan  dengan memanaskan  titik  sambungan  antara  dua  penghantar listrik yang berbeda. Efek Seebeck dapat didemonstrasikan  dengan  membuat  sambungan  antara dua  kawat  dari  jenis  logam  yang  berbeda  (  misalnya, tembaga dan besi). Ujung kawat lainnya dihubungkan ke galvanometer  atau  voltmeter  yang  sensitif.  Jika sambungan antara kawat dipanaskan, maka alat ukur akan membaca  adanya  sejumlah  kecil  tegangan.  Susunan demonstrasi  ini  ditunjukkan  pada  gambar  1.  Dua  kawat dapat dikatakan membentuk sebuah termokopel. Didapati juga  bahwa  besar  tegangan  termoelektrik  sebanding dengan perbedaan suhu antara titik sambungan termokopel dan koneksinya pada alat ukur.
tahun  setelah  Seebeck  melakukan penemuannya, J. Peltier, seorang pembuat jam tangan,
Gambar 1. Eksperimen yang menunjukkan efek Seebeck dan Peltier
peneliti  efek  termoelektrik  yang  kedua.  Ia  mendapati dimana  arus  listrik  yang  melalui  suatu  termokopel menghasilkan efek pemanasan atau pendinginan bergantung  pada  arah  aliran  arus  listrik  tersebut.  Efek Peltier cukup sulit untuk didemonstrasikan menggunakan termokopel  karena  selalu  terdapat  efek  pemanasan  Joule yang  juga  muncul.  Jika  digunakan  susuna ditunjukkan  pada  gambar  1,  barulah  efek  peltier  dapat didemonstrasikan,  pada  prinsipnya,  mengganti  meter dengan sumber arus searah dan menempatkan termometer kecil pada titik sambungan termokopel.

## B. Elemen Peltier
Elemen peltier atau pendingin termoelektrik (thermoelectric cooler) adalah alat yang dapat menimbulkan  perbedaan  suhu  antara  kedua  sisinya  jika dialiri  arus  listrik  searah  pada  kedua  kutub  materialnya, dalam hal ini semikonduktor. Pada gambar bentuk  fisik  elemen  peltier.  Dalam  hal  refrigerasi, keuntungan  utama  dari  elemen  peltier adanya  bagian  yang  bergerak  atau  cairan  yang bersikulasi,  dan  ukurannya  kecil  serta  bentuknya  mudah direkayasa.  Sedangkan  kekurangannya  terletak  pada faktor efisiensi daya  yang rendah dan biaya perancangan sistem  yang  masih  relatif  mahal.  Namun,  kini  banyak peneliti  yang  sedang  mencoba  mengembangkan  elemen peltier yang murah dan efisien.
Gambar 3 menunjukkan elemen peltier serangkaian  dua  tipe  semikonduktor  (tipe yang  dihubungkan  secara  seri.  Pada  setiap  sambungan antara  dua  tipe  semikonduktor  tersebut  dihubungkan dengan konduktor yang terbuat dari tembaga. Interkoneksi  konduktor  tersebut  diletak masing  di  bagian  atas  dan  di  bagian  bawah semikonduktor.  Konduktor  bagian  atas  ditujukan  untuk membuang  kalor  dan  konduktor  bagian  bawah  ditujukan untuk  menyerap  kalor.  Pada  kedua  bagian  interkoneksi ditempelkan  pelat  yang  terbuat  dari  keramik. bertujuan  untuk  memusatkan  kalor  yang  berasal  dari konduktor.
Gambar 2. Elemen Peltier
Gambar 3. Struktur elemen Peltier
eneliti  efek  termoelektrik  yang  kedua.  Ia  mendapati dimana  arus  listrik  yang  melalui  suatu  termokopel  akan menghasilkan efek pemanasan atau pendinginan bergantung  pada  arah  aliran  arus  listrik  tersebut.  Efek Peltier cukup sulit untuk didemonstrasikan menggunakan termokopel  karena  selalu  terdapat  efek  pemanasan  Joule yang  juga  muncul.  Jika  digunakan  susunan  seperti  yang
,  barulah  efek  peltier  dapat didemonstrasikan,  pada  prinsipnya,  mengganti  meter dengan sumber arus searah dan menempatkan termometer
atau pendingin termoelektrik adalah alat yang dapat menimbulkan  perbedaan  suhu  antara  kedua  sisinya  jika dialiri  arus  listrik  searah  pada  kedua  kutub  materialnya, dalam hal ini semikonduktor. Pada gambar 2 ditunjukkan
Dalam  hal  refrigerasi,
peltier  adalah  tidak adanya  bagian  yang  bergerak  atau  cairan  yang bersikulasi,  dan  ukurannya  kecil  serta  bentuknya  mudah direkayasa.  Sedangkan  kekurangannya  terletak  pada
daya  yang rendah dan biaya perancangan sistem  yang  masih  relatif  mahal.  Namun,  kini  banyak peneliti  yang  sedang  mencoba  mengembangkan  elemen
peltier tersusun atas serangkaian  dua  tipe  semikonduktor  (tipe-p  dan  tipe-n)
Pada  setiap  sambungan antara  dua  tipe  semikonduktor  tersebut  dihubungkan tor yang terbuat dari tembaga.
Interkoneksi  konduktor  tersebut  diletakkan  masing- masing  di  bagian  atas  dan  di  bagian  bawah semikonduktor.  Konduktor  bagian  atas  ditujukan  untuk membuang  kalor  dan  konduktor  bagian  bawah  ditujukan
Pada  kedua  bagian  interkoneksi elat  yang  terbuat  dari  keramik.  Pelat  ini bertujuan  untuk  memusatkan  kalor  yang  berasal  dari
Gambar 4 menunjukkan elemen dialiri arus listrik dan menimbulkan perbedaan suhu pada kedua  interkoneksi.  Interkoneksi  yang  dialiri  arus  dari arah semikonduktor tipe-n ke tipe atau  dengan  kata  lain  menjadi  dingin.  Sedangkan, interkoneksi  yang  dialiri  arus  dari  arah  semikonduktor tipe-p  ke  tipe-n  akan  membuang/mendisipasi  kalor  atau dengan  kata  lain  menjadi  panas.  Interkoneksi  antara semikonduktor  pada  elemen konduktor yang menyebabkan arus dapat mengalir dalam kedua  arah,  berbeda  dengan  dioda  yang  interkoneksinya (depletion  layer)  hanya  membuat  arus  mengalir  dalam satu arah saja.

## III. PERANCANGAN SISTEM

## A. Skema Perancangan Sistem
Pada Gambar 5, 2 buah elemen diantara  heatsink  dan  coldsink tegangan  dc  12  V.  Saat  elemen  tersebut  bekerja  masing masing  sisi  elemen  akan  membuang  kalor  dan  melepas kalor.  Heatsink  akan  memfokuskan  pembuangan  kalor dan coldsink akan memfokuskan penyerapan kalor. Kipas C 2 dan  C 3 akan  memper sedangkan C 1 akan mempercepat penyerapan kalor. Kipas C 2 dan  C 3 akan  meniupkan  udara  bersuhu  t lingkungan) ke heatsink, sehingga udara yang keluar dari heatsink  bersuhu  t 1 .  Kipas  C bersuhu  t 3 melalui  coldsink,  sehingga  udara  yang  keluar dari coldsink bersuhu t 4 . Seiiring waktu, t t 4 sehingga t 3 = t 4 . Gambar 4. Prinsip kerja elemen Kabinet Pendingin A 1 A 2 B C 3 C 2 C 1 t 0 t 0 t 1 t 3 t 3 t 4
menunjukkan elemen peltier yang sedang dialiri arus listrik dan menimbulkan perbedaan suhu pada kedua  interkoneksi.  Interkoneksi  yang  dialiri  arus  dari
n ke tipe-p akan menyerap kalor atau  dengan  kata  lain  menjadi  dingin.  Sedangkan, arus  dari  arah  semikonduktor n  akan  membuang/mendisipasi  kalor  atau dengan  kata  lain  menjadi  panas.  Interkoneksi  antara semikonduktor  pada  elemen  peltier  terbuat  dari konduktor yang menyebabkan arus dapat mengalir dalam
dengan  dioda  yang  interkoneksinya )  hanya  membuat  arus  mengalir  dalam

## PERANCANGAN SISTEM

## Skema Perancangan Sistem
2 buah elemen peltier yang terdapat coldsink  bekerja  saat  dicatu  oleh tegangan  dc  12  V.  Saat  elemen  tersebut  bekerja  masing- masing  sisi  elemen  akan  membuang  kalor  dan  melepas akan  memfokuskan  pembuangan  kalor akan memfokuskan penyerapan kalor. Kipas akan  mempercepat  pembuangan  kalor akan mempercepat penyerapan kalor. Kipas akan  meniupkan  udara  bersuhu  t 0 (suhu
, sehingga udara yang keluar dari
.  Kipas  C 1 akan  meniupkan  udara
,  sehingga  udara  yang  keluar
. Seiiring waktu, t 3 akan mencapai Gambar 4. Prinsip kerja elemen Peltier Kabinet Pendingin t 1 3 t 4 Keterangan: A1 = Coldsink 1
A2 = Coldsink 2 B = Heatsink
C1 = Kipas 1 C2 = Kipas 2 C3 = Kipas 3 D = Elemen Peltier D

## B. Blok Diagram Rangkaian
Diagram blok pada gambar 6 dapat diuraikan sebagai berikut:
1. Sensor  suhu  berfungsi  untuk  membaca  suhu  dari kabinet  pendingin  kemudian  meneruskan  sinyal analog tersebut ke ADC.
2. ADC (Analog-to-Digital Converter) berfungsi untuk mengubah  sinyal  analog  dari  sensor  suhu  menjadi sinyal  digital,  kemudian  meneruskan  sinyal  digital tersebut ke mikrokontroler.
3. Input  disini  adalah  tombol  “up”  dan  “down”  untuk menaikkan  atau  menurunkan  permintaan  suhu minimum.
4. LCD  (Liquid  Crystal  Display)  akan  menunjukkan berapa  permintaan  suhu  minimum  yang  diatur melalui input (tombol “up” dan “down”).
5. Mikrokontroler berfungsi untuk memproses masukan dari ADC dan membandingkannya dengan input  permintaan  suhu  minimum,  menampilkan pembacaan suhu di dalam kabinet pendingin melalui 7-segment,  mengendalikan  kerja  elemen  peltier  dan kipas  dc  berdasarkan  perintah-perintah  yang  telah diprogram sebelumnya di dalam mikrokontroler.
6. Driver  relay  berfungsi  sebagai  rangkaian  kopel untuk  mengendalikan  aktif  tidaknya  kipas  dc,  yang dipicu dari sinyal output mikrokontroler.
7. Pada masing-masing heatsink dan coldsink yang di-
Gambar 6. Diagram blok sistem
tempelkan  pada  elemen  peltier,  terdapat  kipas  dc yang  berfungsi  untuk  mempercepat  pembuangan dan penyerapan kalor.

## C. Perancangan rangkaian tiap blok
Dari  rangkaian  sensor  dan  pengkondisi  sinyal  pada gambar  7,  sensor  yang  digunakan  adalah  IC  LM35DZ yang  dapat  mendeteksi  perubahan  suhu  dan  merubahnya menjadi  sinyal  listrik.  Sinyal  listrik  ini  kemudian dimasukan ke dalam IC ADC0804 untuk diubah menjadi sinyal digital 8-bit. Naik atau turunnya 1 bit dari keluaran ADC  tergantung  dari  resolusi  ADC.  Resolusi  ADC adalah  berapa  besar  tegangan  yang  dibutuhkan  untuk menaikan  atau  menurunkan  1  bit  pada  keluaran  ADC. Untuk menaikkan 1 bit per derajat celcius, resolusi ADC harus diatur menjadi 10 mV.
Seperti  dilihat  pada  gambar  8,  mikrokontroler digunakan  untuk  memroses  data  dari  ADC  dan  up/down counter.  Kemudian  sebagai  output  adalah  tampilan  pada LCD,  7-segment  dan  sistem  pendingin  elemen  peltier. Data  dari  ADC  dimasukan  dalam  port  A,  data  dari up/down  counter  dimasukan  dalam  port  B,  untuk  LCD dikendalikan dari port D, perintah kendali relay dari port B dan untuk tampilan 7-segment dari port C.
Rangkaian  referensi  suhu  pada  gambar  10 menggunakan  2  buah  tombol  push-on  masing-masing untuk  menaikkan  dan  menurunkan  suhu  referensi.  Untuk membedakan kombinasi logika yang masuk dalam IC up- down counter CD4029, digunakan IC SN74LS00.
Gambar 8. Rangkaian mikrokontroler ATmega8535
PE Q4 J4 J1 Carry In Q1 Carry Out Vss A1 B1 Y1 A2 B2 Y2 Gnd A3 B3 Y3 A4 B4 Y4 Vcc 1 2 3 4 5 6 7 8 Gnd Trig Out Rst Vcc Dis Thres Control 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 SN74LS00 CD NE555 1k Ω 1k Ω Up Down LM7805 Vin Vout Gnd 1 2 3 +12V Gnd Gambar 10. Rangkaian referensi suhu V ss V c c V e e R s R w E D 0 D 1 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11121314 Ground +5Vdc PortD.0 PortD.1 PortD.2 PortD.4 PortD.5 PortD.6 PortD.7 LCD 2x16  karakter
Gambar 11. Rangkaian Tampilan LCD
Keluaran  IC  up-down  counter  CD4029  adalah  sinyal digital  4-bit  yang  dimasukan  ke  mikrokontroler  sebagai input  pemilih  suhu  minimum.  Sinyal  denyut untuk  mengoperasikan  pewaktuan  pencacah  CD4029, denyut ini disuplai oleh multivibrator NE555.
Tampilan  LCD  pada  gambar  11 bentuk  kit  dengan  16  pin.  Pin-pin  ini  nantinya dihubungkan  ke  mikrokontroler  sebagai rangkaian input. Berdasarkan hubungan pin dari  LCD  ke mikrokontroler  dapat  diklasifikasikan  sifat  pin  tersebut, dimana  pin  D4-D7  adalah  sebagai  data,  pin kontrol  dan  pin  1-3  adalah  catu  daya.  Pin adalah kaki anoda dan katoda dari LED yang menentukan tingkat kecerahan dari LCD.
Untuk  menampilkan  suhu  di  dalam  kabinet pendingin, digunakan 3 buah 7-segment dimana 2 buah 7 segment digunakan untuk menampilkan angka 0 sampai
Carry In Carry Out B/D U/D Q2 J2 J3 Q3 Clk Vdd 9 10 11 12 13 14 15 16 CD4029 10k Ω 100 k Ω 10 µ F PortB.1 PortB.2 PortB.3 PortB.4 Rangkaian referensi suhu LE D + LE D - 1415 16 . Rangkaian Tampilan LCD CD4029  adalah  sinyal bit  yang  dimasukan  ke  mikrokontroler  sebagai denyut  dibutuhkan untuk  mengoperasikan  pewaktuan  pencacah  CD4029,
h multivibrator NE555. telah  menjadi pin  ini  nantinya
dihubungkan  ke  mikrokontroler  sebagai  monitor  dari
. Berdasarkan hubungan pin dari  LCD  ke sifat  pin  tersebut,
D7  adalah  sebagai  data,  pin  4-6  adalah adalah  catu  daya.  Pin  15  dan  16
adalah kaki anoda dan katoda dari LED yang menentukan
Untuk  menampilkan  suhu  di  dalam  kabinet dimana 2 buah 7- digunakan untuk menampilkan angka 0 sampai
Gambar 12. Rangkaian Driver Relay
TABEL

## PENGUJIAN CATU DAYA
V OUT /V
(Tanpa
Beban)
V OUT /V (Dengan Beban) 12,00 11,99 11,99 11,97 12,01 11,98 12,01 11,99 12,00 11,98

## Gambar 13. Karakteristik Keluaran LM35
99,  dan  1  buah  7-segment menampilkan  satuan  derajat  celsius 9. 2 buah 7-segment yang digunakan untuk menampilkan angka  masing-masing  dihubungkan  dengan  IC  decoder BCD-ke-7-segment  SN74LS47,  untuk  mengkonversi bilangan  BCD  dari  mikrokontro angka  pada  7-segment.  Pada  setiap  masukan dihubungkan  resistor  1  k Ω secara  seri  untuk  membatasi tegangan pada LED dalam segment tersebut.
Pada  gambar  12,  perintah  dari  mikrokontroler dimasukkan  terlebih  dahulu  ke  dalam  rangkaian berupa  kombinasi  transistor fungsinya  adalah  untuk  mengendalikan  kerja  kipas  di dalam kabinet. Berdasarkan gambar 12 juga dimana digunakan satu buah sebagai switch pada kipas.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 2 4 6 8 10121416 K el u a ra n L M 3 5 ( m V ) Suhu padaTermometer Digital (oC) Karakteristik Keluaran LM35 Gambar 12. Rangkaian Driver Relay TABEL I PENGUJIAN CATU DAYA
I /A (Arus) P /W
(Daya) η /% (Efisiensi) 5,65 67,74 99,91 5,70 68,23 99,83 5,68 68,05 99,75 5,68 68,10 99,83 5,69 68,22 99,83
Gambar 13. Karakteristik Keluaran LM35
segment  digunakan  hanya  untuk menampilkan  satuan  derajat  celsius  seperti  pada  gambar yang digunakan untuk menampilkan masing  dihubungkan  dengan  IC  decoder SN74LS47,  untuk  mengkonversi bilangan  BCD  dari  mikrokontroler  menjadi  tampilan .  Pada  setiap  masukan  segment Ω secara  seri  untuk  membatasi tegangan pada LED dalam segment tersebut.
perintah  dari  mikrokontroler dimasukkan  terlebih  dahulu  ke  dalam  rangkaian  driver berupa  kombinasi  transistor  switching  dan  relay,  dimana
ntuk  mengendalikan  kerja  kipas  di . Berdasarkan gambar 12 juga dapat dilihat unakan satu buah driver relay yang digunakan
16182022242628303234363840
Suhu padaTermometer Digital (oC)
Karakteristik Keluaran LM35

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Pengujian Catu Daya
Untuk  menguji  catu  daya,  dilakukan  5  kali pengukuran  pada  tegangan  dan  arus  keluaran.  Untuk pengukuran  tegangan  dilakukan  pengukuran  saat  tanpa beban  dan  saat  diberikan  beban.  Tujuan  dari  pengujian catu daya ini adalah untuk mengetahui efisiensi dari catu daya.
Berdasarkan  hasil  pengujian,  tingkat  efisiensi daya berkisar antara 99,75% – 99,91%, mengingat tidak ada  catu  daya  yang  sempurna  atau  memiliki  tingkat efisiensi 100%.

## B. Pengujian Sensor Suhu
Untuk  menguji sensor suhu, dilakukan perbandingan antara  termometer  digital  yang  telah  ditera  terhadap  IC sensor  suhu  LM35.  Pengujian  dilakukan  pada  kisaran suhu  10 o C  –  40 o C.  Keluaran  IC  sensor  suhu  LM35 adalah  tegangan  dc  sebesar  10  mV/ o C,  oleh  karena  i pada sensor dapat ditentukan melalui V OUT

## C. Pengujian Rangkaian ADC
Untuk  menguji  rangkaian  ADC,  masukan  analog diberikan oleh keluaran IC sensor LM35, oleh karena itu kisaran  tegangan  analog  adalah  298  mV Keluaran dari rangkaian ADC telah dimasukkan ke dalam mikrokontroler  sehingga  dapat  ditampilkan  melalui tampilan  7-segment,  oleh  karena  itu  hasil  konversi  ADC dapat  langsung  dibaca  melalui  tampilan sehingga  pengujian  dapat  dilakukan  dengan  membaca langsung  hasil  pada  tampilan  7-segment LM35  diberikan  variasi  suhu.  Keluaran  ADC  adalah tegangan  dc  dengan  2  keadaan  yaitu  5  V  saat  logika  “1” dan 0 V saat logika “0”.

## TABEL II PENGUJIAN RANGKAIAN ADC
V OUT
(IC Sens
or LM3 5) Keluaran ADC DB 0 DB 1 DB 2 DB 3 DB 4 DB 5 DB 6 298 0 1 1 1 1 0 0 309 1 1 1 1 1 0 0 318 0 0 0 0 0 1 0 328 1 0 0 0 0 1 0 339 0 1 0 0 0 1 0 348 1 1 0 0 0 1 0 359 0 0 1 0 0 1 0 369 1 0 1 0 0 1 0 379 0 1 1 0 0 1 0 388 1 1 1 0 0 1 0 398 0 0 0 1 0 1 0

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk  menguji  catu  daya,  dilakukan  5  kali pengukuran  pada  tegangan  dan  arus  keluaran.  Untuk pengukuran  tegangan  dilakukan  pengukuran  saat  tanpa beban  dan  saat  diberikan  beban.  Tujuan  dari  pengujian catu daya ini adalah untuk mengetahui efisiensi dari catu
Berdasarkan  hasil  pengujian,  tingkat  efisiensi  catu , mengingat tidak ada  catu  daya  yang  sempurna  atau  memiliki  tingkat
Untuk  menguji sensor suhu, dilakukan perbandingan antara  termometer  digital  yang  telah  ditera  terhadap  IC sensor  suhu  LM35.  Pengujian  dilakukan  pada  kisaran C.  Keluaran  IC  sensor  suhu  LM35
C,  oleh  karena  itu  T
OUT sensor/10mV.
Untuk  menguji  rangkaian  ADC,  masukan  analog diberikan oleh keluaran IC sensor LM35, oleh karena itu kisaran  tegangan  analog  adalah  298  mV  –  398  mV. Keluaran dari rangkaian ADC telah dimasukkan ke dalam mikrokontroler  sehingga  dapat  ditampilkan  melalui
h  karena  itu  hasil  konversi  ADC dapat  langsung  dibaca  melalui  tampilan  7-segment, sehingga  pengujian  dapat  dilakukan  dengan  membaca
segment  saat  IC  sensor LM35  diberikan  variasi  suhu.  Keluaran  ADC  adalah gangan  dc  dengan  2  keadaan  yaitu  5  V  saat  logika  “1”

## PENGUJIAN RANGKAIAN ADC
Konver si
Biner ke Desim al DB 6 DB 7 0 0 30 0 0 31 0 0 32 0 0 33 0 0 34 0 0 35 0 0 36 0 0 37 0 0 38 0 0 39 0 0 40

## D. Pengujian Sistem Pendingin
Pengujian sistem pendingin dilakukan pada saat tidak ada  beban  pendinginan  (kabinet  kosong),  dan  pada  air dengan tiga massa berbeda, masing dan 500 gr. Dimana pengujian dilakukan selama 60 m untuk  masing-masing  sampel penulis didapat berdasarkan,
1. Suhu minimum,
a. saat kosong (tidak ada beban) adalah 19
b. dengan air bermassa 100 gr adalah 22
c. dengan air bermassa 200 gr adalah 23
d. dengan air bermassa 500 gr adalah 23
2. Penurunan  suhu  yang  paling  signifikan  terjadi antara menit 0 – 20,
a. saat kosong (tidak ada beban) sebesar 7
b. dengan air bermassa 100 gr sebesar 4 c. dengan air bermassa 200 gr sebesar 2 d. dengan air bermassa 500 gr sebesar 2

## V. KESIMPULAN
Setelah melakukan pengujian, dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Suhu minimum yang dapat dicapai sistem pendingin bergantung pada beban yang diberikan, dimana saat kosong  suhu  minimum  adalah  19 bermassa  100  gr  suhu  minimum  adalah  22 dengan  air  bermassa  200  gr  suhu  minimum  adalah 23 o C,  dengan  air  bermassa  500
adalah 23 o C.
TABEL

## PENGUJIAN SISTEM PENDINGIN
No. t / menit
Kosong 1. 0 28 2. 10 25 3. 20 21 4. 30 20 5. 40 19 6. 50 19
7. 60 19
0 5 10 15 20 25 30 0 10 20 30 40 S u h u ( o C )

## Pengujian Sistem Pendingin
sistem pendingin dilakukan pada saat tidak ada  beban  pendinginan  (kabinet  kosong),  dan  pada  air dengan tiga massa berbeda, masing-masing 100 gr, 200 gr dan 500 gr. Dimana pengujian dilakukan selama 60 menit masing  sampel.  Kesimpulan  sementara
saat kosong (tidak ada beban) adalah 19 o C dengan air bermassa 100 gr adalah 22 o C dengan air bermassa 200 gr adalah 23 o C dengan air bermassa 500 gr adalah 23 o C Penurunan  suhu  yang  paling  signifikan  terjadi 20,
saat kosong (tidak ada beban) sebesar 7 o C dengan air bermassa 100 gr sebesar 4 o C dengan air bermassa 200 gr sebesar 2 o C dengan air bermassa 500 gr sebesar 2 o C

## KESIMPULAN
Setelah melakukan pengujian, dapat disimpulkan sebagai
minimum yang dapat dicapai sistem pendingin bergantung pada beban yang diberikan, dimana saat kosong  suhu  minimum  adalah  19 o C,  dengan  air bermassa  100  gr  suhu  minimum  adalah  22 o C, dengan  air  bermassa  200  gr  suhu  minimum  adalah C,  dengan  air  bermassa  500  gr  suhu  minimum

## TABEL III PENGUJIAN SISTEM PENDINGIN
T n / o C
Air
100 gr 200 gr 500 gr 28 28 28 25 27 27 24 26 26 23 25 25 22 24 25 22 24 24
22 23 23 Gambar 14. Penurunan Suhu Untuk 4 Keadaan Beban 40 50 60 Waktu (menit) 100 gr
200 gr 500 gr
Kosong
2. Penurunan  suhu  yang  paling  signifikan  terjadi selama 20 menit dari saat sistem diaktifkan, dimana saat kosong sebesar 7 o C, dengan air bermassa 100 gr sebesar  4 o C,  dengan  air  bermassa  200  gr  sebesar 2 o C, dan dengan air bermassa 500 gr sebesar 2 o C.
3. Setelah  20  menit,  suhu  akan  turun  +  1 o C  per  10 menit sampai suhu konstan pada menit ke 60.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] W. Arismunandar, Penyegaran Udara, Bandung, 1995.
[2] F. J. Blatt, Physics of Electronic Conduction in Solids, New York 2000.
[3] H. J.Goldsmid, Introduction to Thermoelectricity, London, 2009.
[4] I. M. Gottlieb, Catu Daya-Switching Regulator, Jakarta, 1992
[5] K. Handoko, Lemari Es, Jakarta, 1981.
[6] S.  Hasan,  Sistem  Refrigerasi  dan  Tata  Udara  Jilid  1,  Direktorat Pembinaan SMK, Bandung, 2008.
[7] K. F. Ibrahim, Teknik Digital, Yogyakarta, 1996.
[8] J.  H.  Lienhard,  A  Heat  Transfer  Textbook  Third  Edition, Cambridge, 2008
[9] A. K. Maini, Digital Electronics, West Sussex, 2007.
[10]  S. Rangkuti, Mikrokontroler ATMEL AVR, Bandung, 2010.
[11]  S. Wasito, Vademekum Elektronika, Jakarta, 1984.
[12]  D. L. Tobing, Fisika Dasar 1, Jakarta, 1996.
[13]  R. J. Traister, Proyek IC 555, Jakarta, 1987.
[14]  A.  Winoto,  Mikrokontroler  AVR  ATmega8/16/32/8535  dan
Pemrogramannya    dengan  Bahasa  C  pada  WinAVR,  Bandung, 2010.