UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Q = m.c.
∆T Dimana Q adalah kalor J; c=kalor jenis dan
∆T = perubahan suhu C; Sehingga
∆T =
67,88 �
900 ��� 0
�
� 0,716 ��
∆T = 0,105 C setiap detiknya.
Pada selang waktu 10 menit maka dapat diperkirakan perbedaan suhu pada system pemanas didapat sekitar 63
o
C
3.5 Elemen Peltier TEC1-12706
Sel peltier mempunyai dua sisi yang berbeda yaitu sisi panas dan sisi dingin. Sel peltier bekerja ketika terjadi beda temperature sehingga menghasilkan arus listrik.
Pada penelitian ini sel peltier disusun secara seri. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan tegangan yang besar. Berikut ini merupakan spesifikasi dari Peltier
TEC1 – 12706. Hot Side Temperatur
C 25
C 50
C Qmax Watts
50 57
Delta Tmax C
66 75
Imax Amps 6,4
6,4 Vmax Volts
14,4 16,4
Module Resistance Ohms 1,98
2,30
Tabel 3.1
Spesifikasi dari TEC1-12706 Sumber; datasheet TEC1-12706
Gambar 3.2
Peltier TEC1-12706
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Mikrokontroller
MAX675
SO SCK
CS MISO
SCK SSB
Vcc
GND 0,1 µF
T+ T-
Dengan dimensi AxBxC adalah 40 x 40 x 3,8 mm. Berdasarkan penelitian T Stephen Joh tentang High Efficiency Thermoelectri Device for Power
System Design and Efficiency Calculation satu modul peltier TEC1-12706 dapat
menghasilkan daya listrik sebesar 0,7 Watt dengan perbedaan temperatur 50 C
dan 2,5 Watt untuk perbedaan suhu 100 C . Dengan demikian jumlah peltier yang
digunakan sebanyak 12 buah dapat diperkirakan menghasilkan daya lebih dari 10 Watt.
3.6 Rangkaian Sensor Temperatur
Berikut ini merupakan sensor temperature yang digunakan yakni termokopel tipe K dan menggunakan Max6675 yang mendukung komunikasi serial dengan
mikrokontroller.
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Temperatur MAX6675 Termokopel-K
MAX6675 dibentuk dari kompensasi cold-junction yang outputnya didigitalisasi dari sinyal termokopel tipe-K.data output memiliki resolusi 12-bit
dan mendukung komunikasi SPI mikrokontroller secara umum. Data dapat dibaca dengan mengkonversi hasil pembacaan 12-bit data.
Fungsi dari termokopel adalah untuk mengetahui perbedaan temperature di bagian ujung dari dua bagian metal yang berbeda dan disatukan. Termokopel tipe
hot junction dapat mengukur mulai dari 0
C sampai +1023,75 C. MAX6675
memiliki bagian ujung cold end yang hanya dapat mengukur -20 C sampai +85
C. Pada saat bagian cold end MAX6675 mengalami fluktuasi suhu maka MAX6675
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
+5V
C
BYP
0,1 µF
Ip
A-to-D Converter
IP+ IP+
IP- IP-
VCC VIOUT
FILTER GND
1 2
3 4
5 6
7 8
VOUT Rf 2k
Ω R1
10k Ω
CF 1nF
D1 1N4448W
C1
akan tetap dapat mengukur secara akurat perbedaan temperature pada bagian yang lain. MAX6675 dapat melakukan koreksi atas perubahan pada temperature
ambient dengan kompensasi cold-junction.Device mengkonversi temperature ambient yang terjadi ke bentuk tegangan menggunakan sensor temperature
diode.Untuk dapat melakukan pengukuran actual, MAX6675 mengukur tegangan dari output termokopel dan tegangan dari sensing diode.
Performance optimal MAX6675 dapat tercapai pada waktu termokopel bagian cold-junction dan MAX6675 memiliki temperature yang sama. Hal ini
untuk menghindari penempatan komponen lain yang menghasilkan panas didekat MAX6675.
Termokopel akan dipasang di dua tempat yakni satu disisi dingin Peltier dan satu lagi disisi panas peltier. Suhu yang didapatkan akan dikirimkan ke
Mikrokontroller untuk pengolahan data.
3.7Rangkaian Sensor Arus ACS 712
Pengukuran arus biasanya membutuhkan sebuah resistor shunt yaitu resistor yang dihubungkan secara seri pada beban dan mengubah aliran arus menjadi tegangan.
Tegangan tersebut biasanya diumpankan ke current transformer terlebih dahulu sebelum masuk ke rangkaian pengkondisi signal.
Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Arus ACS712
Teknologi Hall effect yang diterapkan menggantikan fungsi resistor shunt dan current transformer menjadi sebuah sensor dengan ukuran yang relatif jauh
lebih kecil. Aliran arus listrik yang mengakibatkan medan magnet yang
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Vi
i
11 k
1 k Ke ADC
GND
menginduksi bagian dynamic offset cancellation dari ACS712 ELC-5A. bagianini akan dikuatkan oleh amplifier dan melalui filter sebelum dikeluarkan melalui kaki
6 dan 7, modul tersebut membantu penggunaan untuk mempermudah instalasi arus ini ke dalam sistem.
Kapasitor 1μF digunakan sebagai filter sensor arus, sedangkan kapasitor 0,1 μF digunakan sebagai filter pada sumber tegangan VCC.
Sensor arus dicatu oleh tegangan 5V yang terhubung ke VCC.Keluaran sensor arus terhubung ke rangkaian pengkondisi dinyal sensor arus.
Pada datasheet hasil keluaran dari ACS712 adalah berupa tegangan AC yang mempunyai komponen DC sebesar 2.5 volt.Agar dapat diolah dan di
masukkan ke ADC internal mikrokontroller maka keluaran dari sensor arus harus dirubah ke sinyal DC.
Saat tidak ada arus yang terdeteksi pada sensor ACS712, maka keluaran sensor adalah 2,5 V. Saat arus mengalir dari IP+ ke IP-, maka keluaran akan lebih
dari 2,5 V. Sebaliknya ketika arus listrik mengalir dari IP- ke IP+, maka keluaran akan berkurang dari 2,5 V. Pada pendeteksi arus -5A sampai dengan 5A,
pengkondisi sinyal sensor arus mengubah level tegangan keluaran sensor arus 1,5V-3,5V ke dalam level tegangan masukan ADC mikrokontroller 0V – 5,0V.
3.8Rangkaian Sensor Tegangan
Sensor tegangan yang dipakai menggunakan prinsip pembagi tegangan. Rangkaian pembagi tegangan biasanya digunakan untuk membuat suatu tegangan
referensi dari sumber tegangan yang lebih besar, titik tegangan referensi pada sensor, untuk memberikan bias pada rangkaian penguat atau untuk memberi bias
pada komponen aktif. Rangkaian pembagi tegangan pada dasarnya dapat dibuat dengan 2 buah resistor
Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Tegangan
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2 3
5 14
13 Vcc
16 +5V
1 3
4 5
T1OUT R1IN
11 12
DB9 T1IN
R1OUT PD1
PD0
Mikrokontroller
+5V 2
6 Vs+
Vs- GND
15 C1+
C1- C2+
C2- MAX232
Rx Tx
1 µ F
1 µ F 1 µ F
1 µ F
3.9Rangkaian Interface Komunikasi RS232
Gambar 3.6
Rangkaian RS232 Untuk menghubungkan mikrokontroller dengan computer diperlukan
driver, driver ini berfungsi untuk mensinkronisasi tegangan antara mikrokontroller dengan computer.Port serial pada mikrokontroler terdiri atas dua pin yaitu RXD
dan TXD. RXD berfungsi untuk mengirim data dari komputer atau perangkat lainnya, standard komunikasi serial untuk computer adalah RS-232, RS-232
mempunyai standard tegangan yang berbeda dengan serial port mikrokontroler, sehingga agar sesuai dengan RS-232 maka dibutuhkan suatu rangkaian level
converter, IC yang digunakan bermacam-macam, tapi yang paling mudah dan sering digunakan ialah IC MAX232HIN232. Pada mikrokontroler AVR ATmega
8535, pin PD0 dan PD1 digunakan untuk komunikasi serial USART Universal Syncronous and Asyncronous Seial Receiver and Transmitter yang mendukung
komunikasi full duplex komunikasi 2 arah.Port serial digunakan untuk interfacing komputer dan mikrokontroler, karena kemampuan jarak pengiriman data
dibandingkan port paralel.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
14 7
8 9 10 11 12 13 4 5 6
2 16 3
1 15
RS RW
E DB7
DB6 DB5
DB4 Vcc
VB0 VEE
VSS VB1
PC7 PC6
PC5 PC4
PC3 PC2
PC1 PC0
Vcc
LCD 2 X 16
Mikrokontroller
R1 R2
3.10 Rangkaian LCD