17
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Bab ini akan menjelaskan mengenai perancangan serta realisasi alat pengisi baterai menggunakan modul termoelektrik generator. Perancangan secara keseluruhan
terbagi menjadi perancangan mekanik dan perancangan perangkat keras.
3.1. Gambaran Alat
Alat yang akan dirancang adalah sebuah pengisi baterai ponsel menggunakan modul termoelektrik generator. Termoelektrik generator atau TEG adalah modul yang
bisa mengubah energi panas perbedaan temperatur menjadi energi listrik. Termoelektrik generator mengkonversi perbedaan temperatur dari sisi panas dan sisi
dingin modul termoelektrik. Termoelektrik generator mendapatkan sumber panas dari kompor gas, pada sisi dingin diberi
heat sink
untuk mendinginkan. Perbedaan temperatur yang tinggi bisa mendapatkan tegangan dan arus listrik yang tinggi juga.
Tegangan keluaran dari termoelektrik generator yang kecil harus dinaikan dan distabilkan agar dapat digunakan untuk mengisi baterai ponsel. Penaik tegangan
menggunakan dc-dc
step up converter
dengan masukan kecil bisa menaikan tegangan masukan yang kecil menjadi lebih besar dan stabil. Kipas digunakan untuk menaikan
efisiensi dari keluaran termoelektrik generator, karena digunaan untuk mendinginkan
heat sink
. USB konektor difungsikan sebagai keluaran untuk dihubungkan pada ponsel.
Gambar 3.1. Blok diagram alat
18
3.2. Perancangan Mekanik
Mekanik pengisi baterai ponsel ini terdiri dari penampang awal untuk penerima panas yang akan dihubungkan pada sisi panas termoelektrik generator. Dengan dimensi
panjang 10 cm, lebar 10 cm dan tebal 3 mm. Penampang panas awal ini terbuat dari aluminium.
Gambar 3.2. Penampang awal
Untuk pemisah antara sisi panas dan sisi dingin dipasang
heat sink
agar panas tidak langsung mengalir ke
heat sink
menggunakan
bubble laminated foil
.
Bubble laminated foil
merupakan bahan peredam panas. Ukuran peredam panas sama dengan ukuran penampang panas awal.
Gambar 3.3. Peredam panas
bubble laminated foil
19 Untuk mendinginkan sisi dingin pada termoelektrik generator menggunakan
heat sink
. Penggunaan
heat sink
bertujuan untuk menyerap panas dari sisi dingin termoelektrik generator. Ukuran dari
heat sink
panjang 9 cm, lebar 8 cm dan tinggi 5 cm.
Gambar 3.4.
Heat sink
Penggunaan
heat sink
kurang cukup untuk menyerap panas dari sisi dingin termoelektrik generator. Jadi digunakan kipas tambahan supaya perbedaan temperatur
yang didapat lebih tinggi, sehingga keluaran dari termoelektrik generator lebih maksimal. Kipas menggunakan motor DC karena bisa di suplai dengan tegangan yang
kecil.
Gambar 3.5. Kipas DC
20 Pada bagian panas dan dingin dari termoelektrik generator ditambahkan pasta
termal yang bertujuan agar proses perambatan panas menjadi lebih cepat dan lebih baik. Perambatan panas pada sisi panas termoelektrik terhadap penampang, pada sisi dingin
termoelektrik terhadap
heat sink
. Hubungan antarmuka antara metal satu dengan lainnya tentunya selalu ada rongga.
Gambar 3.6. Antarmuka permukaan yang tidak rata
Walaupun rongga itu berukuran mikroskopis, hal ini dapat mengakibatkan udara terjebak di antaranya dan mengakibatkan kerugian perambatan panas. Sebab terjadi
perpindahan panas secara konveksi melalui medium udara. Dengan penggunaan pasta termal dapat mengisi rongga mikroskopis pada antarmuka termoelektrik generator
terhadap penampang ataupun
heat sink
[7], sehingga dapat meningkatkan kondutivitas termal. Tetapi dalam pemakaian pasta termal yang berlebihan juga dapat menghambat
kontak antarmuka sehingga konduktivitas justru akan menurun.
3.3. Termoelektrik Generator
