lampiran a pedoman penggunaan alat peraga sistem...

50

LAMPIRAN A

PEDOMAN PENGGUNAAN

“Alat Peraga Sistem Pemantauan Energi Menggunakan

TEG (Thermo Electric Generator) dan TEC (Thermo Electric

Cooler)”

51

PEDOMAN PENGGUNAAN

“Alat Peraga Sistem Pemantauan Energi Menggunakan

TEG (Thermo Electric Generator) dan TEC (Thermo Electric Cooler)”

1. Tujuan

a. Melatih praktikan agar dapat melakukan pemantauan energi.

b. Memantau pemanenan energi listrik yang ramah lingkungan yang

dihasilkan dari TEG (Thermo Electric Generator) dan TEC (Thermo

Electric Cooler) dalam bentuk grafik.

2. Dasar Teori

Konsep energi terbarukan mulai dikenal pada tahun 1970-an. Energi

terbarukan adalah sumber energi yang dapat dengan cepat dipulihkan kembali

secara alami, dan prosesnya berkelanjutan. Energi yang di hasilkan dari gradien

temperatur adalah salah satu contoh dari energi terbarukan tersebut. TEG

(Thermo Electric Generator) dan TEC (Thermo Electric Cooler) merupakan

modul yang dapat digunakan dalam pemanenan energi dengan menggunakan

prinsip pemanenenan gradient temperature tersebut.

Untuk menghasilkan tegangan dari gradient temperatur menggunakan modul

TEG /TEC yaitu dengan cara menempatkan kedua sisi permukanan TEG/TEC

tersebut di 2 temperatur yang berbeda, dengan begitu maka akan dihasilkan

tegangan.

a. Thermoelectric Generator

Thermoelectric generator didasarkan pada efek Seebeck. Jika panas

diterapkan pada rangkaian di persambungan dari dua konduktor yang berbeda,

arus listrik akan dihasilkan. Ini adalah perangkat solid state, tidak seperti dinamo

yang mempunyai bagian bergerak sehingga tidak menimbulkan suara saat

bekerja[7].

52

Thermoelectric generator sederhana terdiri dari thermocouple yang terdiri

dari tipe – n (bahan dengan kelebihan elektron) dan tipe – p (bahan dengan

kekurangan elektron) elemen yang terhubung listrik secara seri dan panas

secara paralel. Masukan panas dari satu sisi dan ditolak dari sisi yang lain,

menghasilkan tegangan di seluruh pasangan thermoelectric. Besarnya tegangan

yang dihasilkan sebanding dengan gradient temperatur [8].

Gambar 2.1. Konstruksi elemen TEG [9].

b. Thermoelectric Cooling

Perangkat thermoelectric cooling didasarkan pada efek Peltier.

Jika arus listrik melewati rangkaian dari dua konduktor yang tidak sama,

maka akan terjadi kenaikan atau penurunan temperatur di persambungan

tergantung dari arah aliran arus listrik. Lenz menyimpulkan bahwa arah dari

aliran arus listrik menentukan apakah panas diserap atau dihasilkan pada

persambungan. Ketika masukan listrik diterapkan pada thermocouple,

elektron bergerak dari bahan tipe – p ke bahan tipe – n menyerap energi panas

pada persambungan dingin. Elektron – elektron membuang kelebihan energi

pada persambungan panas karena elektron mengalir dari tipe – n kembali ke

bahan tipe – p melalui konektor listrik. Membuang panas dari sisi panas akan

menurunkan temperatur pada sisi dingin dengan cepat, besarnya penurunan

bergantung dari arus lisrik yang diberikan [8].

53

Gambar 2.2 Cara kerja TEC berdasar efek Peliter [10].

3. Praktikum

Pada praktikum kali ini akan dilaksanakan secara 2 tahap. Tahap yang pertama

penulisan program yang bertujuan untuk pengambilan data dan membuat User

Interface berupa grafik untuk menampilkan hasil dari pembacaan modul TEG/TEC.

Dan yang ke2 yaitu pengaturan perangkat keras.

Langsung saja kita mulai tahap 1 :

a. Buka program ARDUINO, klik ( )

b. Lalu klik New Project ( ) atau klik FILENew Project, maka

akan tampil seperti ini:

54

c. Lalu ketik program di bawah ini pada lembar yang sudah tersedia:

#include <Wire.h>

#include <OneWire.h>

#include <DallasTemperature.h>

#define ONE_WIRE_BUS 2

#define ONE_WIRE_BUS 3

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

OneWire oneWire2(ONE_WIRE_BUS);

DallasTemperature

sensorSuhu(&oneWire);

DallasTemperature

sensorSuhu2(&oneWire);

float suhuSekarang;

float suhuTepat;

float suhuSekarang2;

float suhuTepat2;

double temp_amp = 0.0;

float temps, adcVolt, cal_value;

float Volt1;

float Volt;

float dayatotal;

float ampere;

float deltaT;

float resistor;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

sensorSuhu.begin();

sensorSuhu2.begin();

}

void loop()

{

volt();

amper();

daya();

suhu();

AT();

tampil();

}

void volt()

{

unsigned int datav[100];

float volt2 =0;

for(int i=0 ;i<100; i++)

{

datav[i]= analogRead(1);

delay(10);

volt2 = volt2 + datav[i];

}

volt2= volt2/100;

Volt=((volt2*0.00489)*5);

}

1

void amper()

{

resistor =10;

adcVolt = Volt/resistor;

}

void daya()

{

dayatotal = Volt * adcVolt;

}

void suhu()

{

suhuSekarang = ambilSuhu();

suhuTepat = suhuSekarang;

suhuSekarang2 = ambilSuhu2();

suhuTepat2 = suhuSekarang2;

}

float ambilSuhu()

{

sensorSuhu.requestTemperatures();

float suhu=

sensorSuhu.getTempCByIndex(0);

return suhu;

}

float ambilSuhu2()

{

sensorSuhu2.requestTemperatures();

float suhu2

=sensorSuhu2.getTempCByIndex(1);

return suhu2;

}

void AT()

{

deltaT = suhuTepat - suhuTepat2;

}

void tampil()

{

Serial.print(Volt);

Serial.print("| ");

Serial.print(adcVolt);

Serial.print("| ");

Serial.print(dayatotal);

Serial.print("| ");

Serial.print(suhuTepat);

Serial.print("| ");

Serial.print(suhuTepat2);

Serial.print("| ");

Serial.println(deltaT);

}

2

55

d. Pada program arduino ini, nilai pada variable yang bernama ”resistor” dapat di

ubah-ubah nilainya dari range 1 – 100 ohm. Nilai variable ”resistor” merupakan

nilai beban yang diinginkan sehingga nilai arus dan daya dapat ditampilkan

dalam grafik. Program dibawah adalah program untuk mengubah nilai resistor

: void amper()

{ resistor =10;

adcVolt = Volt/resistor;

}

e. Sambungkan USB Arduino dengan komputer, lalu atur alamat Com Arduino

yang digunakan. Klik TOOLSPORTPilih COM yang digunakanOK

f. Lalu klik Upload ( ) untuk menjalankan program yang telah di tulis.

g. Bila program sudah di upload dan tidak terjadi error selanjutnya buka serial

monitor pada

Arduino. Klik TOOLSSERIAL MONITOR OK. Atau klik ( ) untuk

melihat serial monitor. Maka tampilan akan seperti ini:

Gambar 3.1 Gambar Serial Monitor

h. Selanjutnya Buka program PROCESSING. Klik simbol ( ) untuk masuk

pada lembar Processing, maka tampilan akan seperti ini:

56

i. Lalu ketik program di bawah ini pada lembar yang sudah tersedia:

import processing.serial.*;

Serial myPort;

PrintWriter output;

String val;

float inBytesDaya,inByteValue;

int xPosDaya = 500;

int lastheightDaya =500;

int xPosLastDaya = 500;

PFont f,F;

float w = 900;

float h = 690;

float w1 = 900;

float h1 = 690;

float inByteVoltage1;

String inStringVoltage;

float inByteVoltage;

int xPosVoltage = 40;

float lastheightVoltage =40;

float xPosLastVoltage = 40;

String inStringCurrent;

float inByteCurrent;

int xPosCurrent = 500;

int lastheightCurrent =500;

int xPosLastCurrent = 500;

String inStringDaya;

String inStringsuhuhot;

String inStringsuhucold;

float inBytesuhuhot, inBytesuhucold;

String inStringsuhucold;

String inStringsuhuAT;

float inBytesuhuAT;

float MAX_OF_VOLTAGE_INPUT = 1.5;

float MAX_OF_CURRENT_INPUT = 0.150 ;

float MAX_OF_DAYA_INPUT = 0.125;

void setup(){

size(900,690);

myPort = new

Serial(this,"COM18",9600);

output = createWriter(

“F:/arduino_project_2017data.txt" );

// alamat simpan file

myPort.bufferUntil('\n');

f = createFont("Arial",12,true);

F = createFont("Arial",18,true);

stroke(127,34,255);

background(70);}

void draw(){

stroke(127,34,255);

tampil();

suhuhot();

suhucold();

suhuAT();

drawTableVoltage();

drawTableCurrent();

drawTableDaya();

}

void serialEvent (Serial myPort) {

stroke(127,34,255);

if(myPort.available() > 0)

{ String inString =

myPort.readStringUntil('\n');

if (inString != null)

{ String[]inStringValue =

splitTokens(inString,"|");

inStringVoltage = inStringValue[0];

inStringCurrent = inStringValue[1];

inStringDaya = inStringValue[2];

inStringsuhuhot = inStringValue[3];

inStringsuhucold = inStringValue[4];

inStringsuhuAT = inStringValue[5];

inStringVoltage =

trim(inStringVoltage);

inStringCurrent =

trim(inStringCurrent);

inStringDaya = trim(inStringDaya);

inStringsuhuhot =

trim(inStringsuhuhot);

inStringsuhucold =

trim(inStringsuhucold);

inStringsuhuAT = trim(inStringsuhuAT);

inByteVoltage = float(inStringVoltage);

inByteCurrent = float(inStringCurrent);

inBytesuhuhot = float(inStringsuhuhot);

inBytesuhucold =

float(inStringsuhucold);

inBytesuhuAT = float(inStringsuhuAT);

inBytesDaya = float(inStringDaya);

inByteVoltage = map(inByteVoltage, 0,

MAX_OF_VOLTAGE_INPUT, 140, height - 300);

inByteCurrent = map(inByteCurrent, 0

,MAX_OF_CURRENT_INPUT, 140,height -300 ); inBytesDaya = map(inBytesDaya, 0

,MAX_OF_DAYA_INPUT , 0 ,height - 389 );

}

}

}

void drawTableVoltage(){

stroke(127, 34, 255);

stroke(175);

line(40,height-40,40,380);

stroke(175);

line(40,height-40,width-500,h-40);

textFont(F);

fill(255);

textAlign(RIGHT);

text("Voltage (mV)",110,370);

textAlign(RIGHT);

text("^",44,392);

textAlign(RIGHT);

text(">",400,657); //(sumbu y, sumbu x)

textAlign(RIGHT);

text("TIME (m/s)",270,670);

fill(240);

textFont(f);

textAlign(RIGHT);

text("1.50 ---",40,3925);

textAlign(RIGHT);

text("1.25 -",40,437.2);

textAlign(RIGHT);

text("1.00 -",40,480.4);

textAlign(RIGHT);

text("0.75 ---",40,523.4);

textAlign(RIGHT); 1 2

57

text("0.50 -",40,566.6);

textAlign(RIGHT);

text("0.25 -",40,609.8);

textAlign(RIGHT);

text("0.00 -",40,653);

line(xPosLastVoltage,

lastheightVoltage, xPosVoltage, height -

inByteVoltage + 100);

xPosLastVoltage = xPosVoltage;

lastheightVoltage= height-inByteVoltage

+ 100;

println("last voltage :" +

lastheightVoltage );

if (xPosVoltage >= width - 500)

{

xPosVoltage = 40;

xPosLastVoltage = 40;

stroke(127,34,255);

background(70);

}

else

{ stroke(127,34,255);

xPosVoltage++; }

}

void drawTableCurrent(){

stroke(175);

line(500,h-310,500,648);

stroke(175);

line(500,h-40,850,h-40);

textFont(F);

fill(255);

textAlign(RIGHT);

text("Current (mA)",550,370);

textAlign(RIGHT);

text("^",504,392); //(sumbu y, sumbu x)

textAlign(RIGHT);

text(">",850,657); //(sumbu y, sumbu x)

textAlign(RIGHT);

text("TIME (m/s)",750,670);

fill(240);

textFont(f);

textAlign(RIGHT);

text("150 ---",500,394);

textAlign(RIGHT);

text("125 -",500,437.2);

textAlign(RIGHT);

text("100 -",500,480.4);

textAlign(RIGHT);

text("75 ---",500,523.4);

textAlign(RIGHT);

text("50 -",500,566.6);

textAlign(RIGHT);

text("25 ---",500,609.8);

textAlign(RIGHT);

text("0.0 ---",500,653);

stroke(127,200,255);

line(xPosLastCurrent,

lastheightCurrent,

xPosCurrent,height-inByteCurrent + 100);

println("lst cusrrent :"

+lastheightCurrent);

xPosLastCurrent = xPosCurrent;

lastheightCurrent= int(height-

inByteCurrent + 100);

if (xPosCurrent >= width - 40)

{

xPosCurrent = 500;

xPosLastCurrent = 500;

stroke(127,34,255);

background(70);

}

else

{

stroke(127, 34, 255);

xPosCurrent++;

}

}

void drawTableDaya(){

stroke(127, 34, 255);

stroke(175);

line(500,height-350,500,15);

stroke(175);

line(500,height-350,850,height-

350);

textFont(F);

fill(255);

textAlign(RIGHT);

text("Daya (mW)",480,20);

textAlign(RIGHT);

text("^",504,30);

textAlign(RIGHT);

text(">",851,347);

textAlign(RIGHT);

text("TIME (m/s)",750,360);

fill(240);

textFont(f);

textAlign(RIGHT);

text("250 ----",500,30);

textAlign(RIGHT);

text("175 --",500,106.5);

textAlign(RIGHT);

text("100 ----",500,187);

textAlign(RIGHT);

text("25 --",500,263);

textAlign(RIGHT);

text("0.0 ----",500,344);

stroke(127,1200,255);

line(xPosLastDaya, lastheightDaya,

xPosDaya, height - inBytesDaya - 350

);

xPosLastDaya= xPosDaya;

lastheightDaya= int( height -

inBytesDaya - 350);

if (xPosDaya >= width - 40)

{ xPosDaya = 500;

xPosLastDaya = 500;

background(70);

}

else

{ xPosDaya++; }

}

3 4

58

j. Agar program Arduino yang telah kita tulis sebelumnya dapat diakses oleh

Processing, maka kita harus menyamakan alamat Com yang terdapat pada

Arduino dan Processing. Potongan program dibawah adalah program untuk

menyamakan Com kedua Aplikasi:

myPort = new Serial(this,"COM18",9600);

“COM18” adalah alamat Arduino.

k. Lalu klik RUN( ) untuk menjalankan program yang telah di tulis.

Maka akan tertampil User Interface seperti ini:

Gambar 3.2 Gambar User Interface

void tampil()

{

textFont(F);

fill(255);

textAlign(RIGHT);

text("TRAINER ENERGI BARU DAN

TERBARUKAN",400,100);

}

void suhuhot()

{

textFont(F);

fill(255);

textAlign(RIGHT);

text("SUHU PANAS",150,150);

text("=",200,150);

text(inBytesuhuhot + " ᵒC",300,150);

}

void suhucold()

{

textFont(F);

fill(255);

textAlign(RIGHT);

text("SUHU DINGIN",152,200);

text("=",200,200);

text(inBytesuhucold + " ᵒC",300,200);

}

void suhuAT()

{

textFont(F);

fill(255);

textAlign(RIGHT);

text("SUHU ∆T",110,250);

text("=",200,250);

text(inBytesuhuAT + " ᵒC",300,250);

} 5 6

59

l. Pada Processing ini selain menampilkannya dalam bentuk grafik, nilai akan

tersimpan pula dalam bentuk .txt, potongan program di bawah merupakan

program yang digunakan untuk menunjuk lokasi dan nama file yang akan

digunakan sebagai penyimpanan file:

output=createWriter(“F:/arduino_project_2017/data.txt" );

pada program diatas menunjukan bawa file akan disimpan dengan nama

“data.txt” yang terletak pada folder bernama “arduino_project_2017” yang

berlokasi di “F”. Sehingga lokasi dan nama file dapat diubah- ubah sesuai

kebutuhan.

Selanjutnya kita mulai pada tahap 2 :

Pada tahap 2 ini kita akan mengatur setpoint pada pemanas sistem dan

pendingin sistem. Gambar di bawah adalah bagian perangkat keras yang telah

direalisasikan.

Gambar 3.3 Gambar Perangkat Keras Sistem dan keterangan

Keterangan Gambar :

1. Bagian pemanas sistem.

2. Slot modul TEG/TEC.

3. Bagian pendingin sistem.

4. Bagian Modul Thermostat pemanas sistem.

5. Bagian Modul Thermostat pendingin sistem.

6. Bagian panel Arduino

7. Panel input.

1

2

3

4

5

6

7

60

Langkah untuk praktikum :

1. Naikan bagian pemanas sistem, kencangkan dengan baut yang telah tersedian.

2. Atur setpoint suhu yang diinginkan pada Thermostat pemanas dan pendingin.

Cara mengatur setpoint pada modul themostat :

a. Tekan tombol “Set” untuk dapat mengatur suhu, tampilan akan

berkedip.

b. Selanjutnya tekan tombol naik “ + ” atau turun “ – “ untuk

menambah atau menguranggi suhu sesuai dengan kebutuhan.

c. Apabila suhu telah sesuai dengan yang diinginkan tekan tombol

“Set” untuk menyimpan suhu yang telah diset.

3. Selanjutnya buka kembali User interface pada Processing. Apabila pembacaan

suhu pada User Interface Processing telah menunjukan nilai setpoint yang

dimasukan sebelumnya pada kedua sistem. Masukan modul TEG/TEC pada

slot yang telah tersedia.

4. Turunkan kembali pemanas sistem. Kencangkan baut yang terdapat pada

pemanas sistem, pastikan pemanas sistem, modul TEG/TEC, dan pendingin

sistem telah menempel dengan baik.

5. Sambungkan kedua kaki modul TEG/TEC kepanel input yang sudah tersedia.

6. Amati nilai outputan yang tergambar pada grafik.

61

LAMPIRAN B

Angket Pengujian

62

ANGKET

Alat Peraga Sistem Pemantauan Energi Menggunakan

TEG (Thermo Electric Generator) dan TEC (Thermo Electric Cooler).

• Berilah tanda check list ( √ )pada kotak penilaian yang sesuai dengan kenyataan

yang ada.

No. Aspek yang di opservasi Penilaian

Baik Cukup Buruk

1. Apakah alat peraga sistem ini mudah

digunakan?

2. Apakah alat peraga sistem ini bekerja dengan

baik?

3. Apakah alat peraga sistem ini membantu anda

dalam mengerjakan praktikum?


dalam memahami cara kerja Thermocopel?


dalam memahami karakteristik Thermocopel?

6. Apakah pedoman penggunaan alat peraga

sistem ini mudah dimengerti?

7. Apakah pedoman penggunaan alat peraga

sistem ini membantu dalam menggunakan alat

peraga sistem ini?

8. Apakah alat peraga sistem ini lebih efektif

dari alat peraga yang digunakan sebelumnya?

9. Apakah hasil percobaan yang dihasilkan alat

peraga sistem ini lebih mudah dipahami dari

alat peraga yang digunakan sebelumnya?

10. Apakah alat peraga sistem ini lebih

memudahkan anda dalam mendapat hasil

praktikum?

63

LAMPIRAN C

DATA SHEET TEC SP1848

66

LAMPIRAN D

DATA SHEET TEG TE-MOD-5W5V-30S[22]

lampiran a pedoman penggunaan alat peraga sistem...

Documents