BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian alat
Pengujian yang dilakukan menghasilkan data berupa beda suhu, tegangan, arus dan daya. Pengujian dilakukan berulang sebanyak delapan kali sampai data
yang dihasilkan cukup stabil, atau data tidak lagi mengalami kenaikan atau penurunan nilai yang signifikan. Setiap pengujian dilakukan sampai elemen peltier
mengalami kerusakan untuk mendapatkan batas maksimum kerja dari elemen Peltier TEC-12706. Data yang berupa angka-angka tersebut dikonversikan
kedalam bentuk grafik agar lebih mudah untuk dipahami, dibandingkan dan dianalisa. Pengujian dilakukan dengan menggunakan pemanas berupa kompor
butane yang akan diarahkan ke sisi panas alat, dan es diletakkan pada sisi dingin sebagai faktor suhu konstan
4.2 variasi pengujian
Variasi pengujian yang dilakukan adalah, pengujian alat tanpa beban dan pengujian alat dengan beban tetap. Pengujian tersebut dilakukan untuk melihat
nilai ouput yang mampu dihasilkan oleh alat pada saat pengujian tanpa beban dan dengan beban tetap.
4.2.1 Pengujian alat tanpa pemberian beban
Pada pengujian alat tanpa beban listrik ini dilakukan untuk melihat tegangan keluaran maksimum yang mampu dihasilkan oleh alat, pengujian
dilakukan sebanyak delapan kali untuk mendapatkan referensi data, hingga data stabil atau tidak mengalami perubahan nilai yang signifikan. Pengambilan data
dilakukan setiap terjadi kenaikan ΔT yang menyebabkan perubahan pada nilai
tegangan.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.1 data pengujian tanpa beban Pengujian I
T.Panas
o
C T.Dingin
o
C ΔT
o
C tegangan V
10,19 10,19
0,16 17,15
1,62 15,53
0,25 21,01
3,63 17,38
0,28 25,03
4,12 20,91
0,33 29,92
4,86 25,06
0,40 36,15
5,24 30,91
0,49 38,55
5,81 32,74
0,52 43,27
7,67 35,6
0,57 47,8
9,9 37,9
0,61 53,25
11,08 42,17
0,67 62,55
14,74 47,81
0,76 70,51
20,19 50,32
0,81 80,31
27,16 53,15
0,85 90,3
33,26 57,04
0,91 96,6
35,87 60,73
0,97 103,14
40,03 63,11
1,01 113,26
43,41 69,85
1,12 124,88
47,53 77,35
1,24 132,09
51,3 80,79
1,29 135,26
54,14 81,12
1,30 141,22
57,65 83,57
0,9 157,39
72,19 85,2
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.1 Grafik ΔT vs V pengujian I
Grafik 4.1 menunjukkan kerja elemen Peltier selama dilakukan pengujian. Kita dapat melihat bahwa elemen Peltier dapat menghasilkan tegangan minimum
sebesar 0,16 volt dengan ΔT 10,19
o
C, dan tegangan maksimum yang mampu dihasilkan sebesar 1,30 volt dengan ΔT 81,12
o
C. Grafik mengalami penurunan drastis setelah melewati nilai puncak yang menujukkan rusaknya elemen Peltier
pada ΔT 85,2
o
C, sekaligus menyatakan bahwa 81,12
o
C adalah batas kerja elemen Peltier pada pengujian pertama. Grafik 4.1 menunjukkan bahwa elemen Peltier
yang digunakan dapat merespon setiap ke naikan ΔT dengan baik, dengan bentuk
grafik yang mendekati linier.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
T e
g a
n g
a n
V
Beda temperatur ΔT
o
C
tegangan V
tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 data pengujian tanpa beban Pengujian II
T.Panas
o
C T.Dingin
o
C ΔT
oC Tegangan
V 11,12
11,12 0,18
17,49 0,78
16,71 0,26
20,27 1,27
19 0,30
24,19 2,09
22,1 0,35
26,96 2,31
24,65 0,39
28,12 2,36
25,76 0,40
31,9 2,8
29,1 0,46
37,85 4,14
33,71 0,53
43,5 5,33
38,17 0,60
50,87 5,54
45,33 0,72
55,68 5,57
50,11 0,79
60,78 5,81
54,97 0,87
67,05 8,24
58,81 0,93
70,34 11,26
59,08 0,94
78,48 14,54
63,94 1,01
82,88 14,69
68,19 1,08
90,39 16,86
73,53 1,16
97,98 22,69
75,29 1,19
103,47 26,29
77,18 1,22
110,81 31,66
79,15 1,25
118,95 36,85
82,1 1,30
128,93 44,83
84,1
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Grafik ΔT vs V pengujian II
Pada grafik 4.2 terlihat curamnya jatuh grafik setelah melewati titik puncak grafik 82,1
o
C yang menunjukkan keadaan elemen Peltier TEC-12706 pada pengujian kedua tidak dapat lagi bekerja pada temperatur 148,07
o
C dengan beda suhu 84,1
o
C. Pada grafik 4.2 terlihat adanya kenaikan grafik dengan nilai yang kecil, menunjukkan respon elemen Peltier terhadap perubahan suhu yang kecil, seperti
pada titik 24,65
o
C dengan 25,76
o
C, yang memiliki kenaikan tegangan sebesar 0,01 volt. Tegangan minimum yang dapat dihasilkan oleh elemen Peltier pada
pengujian kedu a sebesar 0,18 volt dengan ΔT 11,12
o
C, dan tegangan maksimum yang mampu dihasilkan sebesar 1,30 volt dengan ΔT 82,1
o
C.
0,00 0,20
0,40 0,60
0,80 1,00
1,20 1,40
T e
g a
n g
a n
V
ΔT
o
C
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 data pengujian tanpa beban Pengujian III
T. Panas
o
C T. Dingin
o
C ΔT
o
C Tegangan V
12,19 12,19
0,20 20,51
1.62 18,89
0,30 31,78
7,04 24,74
0,40 48,3
14,92 33,38
0,53 50,71
11,29 39,42
0,63 63,74
15,93 47,81
0,76 68,88
18,6 50,28
0,80 74,1
20,01 54,09
0,87 77,39
21,04 56,35
0,90 82,19
21,37 60,82
0,97 85,31
21,39 63,92
1,02 92,82
22,01 70,81
1,13 98,22
23,62 74,6
1,19 100,34
23,97 76,37
1,22 102,69
24,87 77,82
1,25 105,67
25,46 80,21
1,28 107,28
27,47 79,81
1,28 111,43
36,41 75,02
1,20 118,25
38,21 80,04
1,28 121,41
40,04 81,37
1,00 126,5
41,54 84,96
0,54 130,72
43,65 87,07
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3 Grafik ΔT vs V pengujian III
Pada grafik 4.3 elemen Peltier yang digunakan dapat menghasilkan tegangan minimum sebesar 0,20 volt dengan ΔT 12,19
o
C, tegangan maksimum yang mampu dihasilkan elemen Peltier sebesar 1,28 pada ΔT maksimum 80,21.
Pa da grafik 4.3 terlihat elemen Peltier membutuhkan ΔT yang cukup besar untuk
menigkatkan besar keluarannya pada temperatur sisi panas yang rendah, sedangkan untuk menigkatkan tegangan pada temperatur sisi panas yang tinggi
dibutuhkan ΔT yang rendah. Pada sisi curam grafik menunjukkan elemen Peltier masih dapat mempertahankan kinerjanya beberapa saat pada keadaan ΔT melewati
batas maksimum kerja elemen Peltier.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4 data pengujian tanpa beban Pengujian IV
T.Panas
o
C T.Dingin
o
C ΔT
o
C Tetgangan V
9,83 9,83
0,16 15,61
2,49 13,12
0,21 21,09
3,19 17,9
0,28 25,48
3,97 21,51
0,34 32,03
4,23 27,8
0,44 36,81
7 29,81
0,47 43,7
10,61 33,09
0,52 48,39
14,61 33,78
0,53 54,86
15,05 39,81
0,63 57,38
16,68 40,8
0,64 63,13
17,62 45,51
0,72 70,33
20,99 49,34
0,78 74,71
21,16 53,55
0,85 82,4
21,69 60,71
0,96 88,19
25,67 62,52
1 94,59
29,73 64,86
1,03 100,78
30,78 70
1,11 104,25
28,45 75,8
1,2 116,92
38,19 78,73
1,25 120,41
40,29 80,12
1,27 127,94
41,02 86,92
0,68 135,89
43,51 92,38
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Grafik ΔT vs V pengujian IV
Grafik 4.4 menunjukkan tegangan minimum yang mampu dihasilkan elemen Peltier sebesar 0,16 volt pada ΔT 9,83 dan tegangan maksimum yang mampu
dihasilkan elemen Peltier 1,27 volt pada ΔT 80,12
o
C, setelah melewati titik puncak kerja dari elemen Peltier tersebut kinerja dari elemen Peltier menurun
drastis seperti yang ditunjukkan kecuraman grafik pada grafik 4.4 di atas. Kebengkokan pada grafik terjadi dikarenakan respon elemen Peltier terhadap ΔT,
elemen Peltier membutuhkan ΔT yang kecil untuk dapat menaikkan nilai
keluarannya.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
9,83 17,9 27,8 33,09 39,81 45,51 53,55 62,52 70 78,73 86,92
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5 data pengujian tanpa beban Pengujian V
T.panas
o
C T.dingin
o
C ΔT
oC Tegangan
V 9,71
9,71 0,15
15,91 1,24
14,67 0,23
20,27 1,76
18,51 0,29
22,98 2,08
20,9 0,33
27,23 2,68
24,55 0,39
30,41 3,98
26,43 0,42
34,65 5,85
28,8 0,46
39,83 8,43
31,4 0,5
45,04 9,13
35,91 0,57
49,87 10,99
38,88 0,62
54,87 11,05
43,82 0,69
61,36 12,47
48,89 0,77
65,43 12,52
52,91 0,84
69,77 13,66
56,11 0,89
75,89 13,8
62,09 0,98
84,1 18,33
65,77 1,04
88,47 18,56
69,91 1,10
94,3 24,22
70,08 1,11
102,06 29,05
73,01 1,16
115,84 39,38
76,46 1,21
120,15 40,68
79,47 1,26
129,94 46,94
83
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5Grafik ΔT vs V pengujian V
Grafik 4.5 menunjukkan grafik kinerja dari elemen Peltier pada pengujian kelima. Grafik yang dihasilkan cukup linier yang menunjukkan respon elemen
Peltier terhadap kenaikan ΔT cukup baik. Tegangan minimum yang mampu dihasilkan adalah 0,15 volt dengan ΔT sebesar 9,71
o
C. Titik kerja maksimum elemen Peltier pengujian kelima dicapai pada ΔT 79,47 dengan tegangan yang
dihasilkan sebesar 1,26 volt. Setelah batas maksimum dilampaui maka elemen Peltier tidak dapat bekerja dengan baik atau rusak.
0,00 0,20
0,40 0,60
0,80 1,00
1,20 1,40
9,71 18,51 24,55 28,8 35,91 43,82 52,91 62,09 69,91 73,01 79,47
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6 data pengujian tanpa beban Pengujian VI
T.Panas
o
C T.Dingin
o
C ΔT
oC Tegangan
V 10,01
10,01 0,16
15,91 2,02
13,89 0,22
20,27 4,37
15,9 0,25
23,62 4,6
19,02 0,30
27,23 5,18
22,05 0,35
31,57 5,38
26,19 0,41
34,65 6,84
27,81 0,44
38,19 8,02
30,17 0,48
45,4 12,51
32,89 0,52
49,78 13,79
35,99 0,57
56,6 16,48
40,12 0,64
61,36 17,01
44,35 0,70
63,98 18,47
45,51 0,72
69,77 19,01
50,76 0,80
75,89 22,68
53,21 0,84
84,32 26,44
57,88 0,92
88,47 28,44
60,03 0,95
94,3 28,86
65,44 1,04
102,06 32,61
69,45 1,10
115,84 43,51
72,33 1,14
130,82 55,8
75,02 1,19
140,3 60,19
80,11
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6Grafik ΔT vs V pengujian VI
Grafik 4.6 menunjukkan bahwa grafik yang dihasilkan oleh pengujian keenam cukup linier, hal ini menunjukkan bahwa elemen Peltier yang digunakan
mampu merespon dengan baik perubahan ΔT. Tegangan minimum yang mampu dihasilkan elemen Peltier sebesar 0,16 volt dengan ΔT 10,01
o
C dan tegangan maksimum 1,19 volt dengan ΔT 75,02
o
C. Elemen Peltier yang kita gunakan memiliki batas maksimum kerja lebih kecil dari pada batas yang ditentukan
pabriknya yaitu 80
o
C, namun masih dapat menghasilkan keluaran dengan cukup baik.
0,00 0,20
0,40 0,60
0,80 1,00
1,20 1,40
10,01 15,90 22,05 27,81 32,89 40,12 45,51 53,21 60,03 69,45 75,02
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.7 data pengujian tanpa beban Pengujian VII
T.Panas
o
C T.Dingin
o
C ΔT
oC Tegangan
V 15,91
0,18 15,73
0,25 20,25
1,63 18,62
0,30 23,54
2,79 20,75
0,33 27,28
4,89 22,39
0,35 31,57
5,98 25,59
0,41 35,63
6,82 28,81
0,46 38,2
7,65 30,55
0,48 45,06
10,97 34,09
0,54 49,62
12,31 37,31
0,59 56,19
15,76 40,43
0,64 61,36
17,14 44,22
0,7 64,33
17,23 47,1
0,75 69,77
18,79 50,98
0,81 73,12
21,77 51,35
0,81 84,32
26,36 57,96
0,92 88,8
28,51 60,29
0,95 93,1
30,56 62,54
1,0 102,2
34,19 68,01
1,08 110,25
37,58 72,67
1,15 119,97
43,06 76,91
1,22 128,24
47,83 80,41
1,25 133,79
48,28 95,51
Universitas Sumatera Utara
Grafik 4.7Grafik ΔT vs V pengujian VII
Grafik 4.7 menunjukkan grafik data pada pengujian ketujuh dimana grafik menunjukkan keadaan mendekati lnier seperti grafik sebelumnya, yang
menunjukkan bahwa elemen Peltier dapat merespon kenaikan ΔT dengan baik. Tegangan
minimum yang dapat dihasilkan sebesar 0,25 volt dengan ΔT 15,73
o
C dan tegangan maksimum sebesar 1,25 volt pada ΔT 80,41
o
C. Pada pengujian ketujuh elemen Peltier yang digunakan membutuhkan ΔT yang lebih besar
dibandingkan pada pengujian-pengujian yang sebelumnya untuk menghasilkan tegangan minimumnya. Jatuhnya grafik pada ΔT 95,51
o
C menunjukkan ketidak mampuan elemen Peltier untuk melewati batas kerjanya pada ΔT 80,41
o
C.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.8 data pengujian tanpa beban Pengujian VIII
T.Panas
O
C T.Dingin
O
C ΔT
oC Tegangan
V 10,33
10,33 0,16
16,08 1,74
14,34 0,23
21,51 1,74
19,77 0,31
23,78 3,67
20,11 0,32
29,54 4,13
25,41 0,40
35,13 4,59
30,54 0,48
41,62 5,71
35,91 0,57
46,86 7,32
39,54 0,63
49,81 7,58
42,23 0,67
53,68 7,91
45,77 0,72
59,35 12,3
47,05 0,74
67,96 14,35
53,61 0,85
70,42 14,53
55,89 0,88
75,38 14,67
60,71 0,96
81,29 16,89
64,4 1,02
87,14 18,33
68,81 1,09
93,11 20,4
72,71 1,15
101,57 25,43
76,14 1,21
109,78 29,33
80,45 1,29
116,81 33,62
83,19 1,33
130,07 42,18
87,89 0,9
147,84 52,95
90,24
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8Grafik ΔT vs V pengujian VIII
Grafik 4.8 memperlihatkan kinerja elemen Peltier pada pengujian kedelapan, dari grafik tersebut tegangan minimum yang dapat dihasilkan elemen
Peltier sebesar 0,16 volt pada ΔT sebesar 10,33
o
C dan tegangan maksimum yang mampu dihasilkan sebesar 1,33 pada ΔT 83,19
o
C. Batas kerja elemen Peltier pada pengujian kedelapan ada pada ΔT tertinggi yaitu 83,19
o
C, pada saat ΔT sudah melewati batas kerja tersebut kinerja elemen Peltier akan menurun bahkan sampai
mengalami kerusakan, seperti yang ditunjukkan grafik 4.8.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
10,33 19,77 25,41 35,91 42,23 47,05 55,89 64,4 72,71 80,45 87,89
Tegangan V
Tegangan V
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.9 data rata-rata pengujian tanpa beban
ΔT
o
C Tegangan
V 11,14
0,18 15,72
0,25 19,24
0,31 22,54
0,36 26,82
0,43 30,78
0,49 33,54
0,53 36,55
0,58 40,07
0,64 43,77
0,69 47,82
0,76 52,42
0,83 55,68
0,88 59,02
0,94 62,83
1,00 66,14
1,05 69,80
1,11 72,89
1,16 76,54
1,22 78,83
1,22 82,54
1,00 8,20
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Grafik ΔT vs V rata-rata
Pada grafik 4.9 merupakan grafik rata-rata data yang di dapat dari ke delapan data pengujian. Grafik 4.9 menunjukkan bahwa elemen Peltier TEC-
12706 dapat merespon kenaikan ΔT dengan baik pada setiap kenaikan suhu. Rata- rata tegangan minimum yang dapat dihasilkan oleh elemen Peltier TEC-12706
sebesa r 0,18 volt dengan ΔT 11,14
o
C dan tegangan maksimum yang mampu dihasilkan sebesar 1,22 volt dengan ΔT 82,54
o
C.
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4
11,14 19,24 26,82 33,54 40,07 47,82 55,68 62,83 69,8 76,54 82,54
tegangan V
tegangan V
Universitas Sumatera Utara
4.2.2 pengujian alat dengan beban sebesar 10 Ω
Kategori