PENGGUNAAN PELTIER SEBAGAI DASAR PEMBUATAN KULKAS PORTABLE PORTABLE
DISUSUN OLEH
Andhika Pasta Bikulhairad Jamal
(!!"#$!%
M& 'ulkili
()))))))))))%
JURUSAN *ISIKA *AKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETA+UAN ALAM UNI,ERSITAS UNI,ERSITAS NEGERI MAKASSAR !#-
BAB PENDA+ULUAN A& Latar B.lakan/
Perubahan iklim yang terjadi di dunia memberikan dampak yang buruk, salah satu dampak negative yang terjadi adalah perubahan iklim disekitar equator. Peningkatan suhu yang terjadi disekitar ekuator ini mempercepat proses dehidrasi manusia. Hal inilah yang perlu menjadi salah satu focus perhatian kita. Salah satu cara mengatasi hal tersebut adalah menciptakan device yang menghasilkan temperature rendah dan dapat digunakan dimana saja. Device yang dapat menurunkan suhu adalah kulkas dan AC, namun penggunaan AC dan kulkas ,e,erlukan daya yang besar serta tidak efeisien untuk dibaa kemana! mana. Alat pendingin sederhana yang dapat dibaa kemanapun kita pergi dan memiliki karakteristik kulkas adalah kulkan mini portable. "ulkas mini ini merupakan alat yang dapat digunakan untuk mendinginkan minuman dan praktis untuk dibah kemana!mana karena ukurannya yang mini. "omponen terpenting yang digunakan oleh kulkas mini untuk menurunkan suhu adalah peltier yang merupakan device semikonduktor yang hanya memerlukan tegangan dari #$! %&$ untuk mengkonversi suhu.
B& Rumusan Masalah %. 'agaimana prinsip kerja, mekanisme, dan system kerja kulkas( &. 'agaimana konsep dasar, system, dan hokum!hukum dasar termodinamika
yang berlaku pada kulkas mini. 0& Tu1uan Adapun tujuan dari percobaan ini sebagai berikut) %. *ntuk mengetahui prinsip kerja, mekanisme, dan sistem kerja kulkas &. *ntuk mengetahui konsep dasar, sistem, keadaan, dan hukum!hukum dasar +ermodinamika dalam pengaplikasiannya pada kulkas D& Manaat Adapun mafaat yang diharapkan dalam percobaan ini yaitu) & emberi pengetahuan tentang mekanisme dan prinsip kerja dari mesin pendingin. !& enghasilkan
sebuah
produk
mesin
pendingin
sederhanaportable/ dengan metode yang sederhana.
-kulkasi
BAB II Tin1auan Pustaka A& P.lti.r Pendingin Thermo-Electric -+0C/, juga sering disebut pendingin Peltier
atau pompa panas solid!state yang memanfaatkan efek Peltier untuk memindahkan panas. Saat +0C Peltier dileati arus maka alat ini akan memindahkan panas dari satu sisi ke sisi lain, biasanya menghasilkan perbedaan panas sekitar 123C! 423C dalam perangkatyang high-end dapat digunakan untuk mentransfer panas dari satu tempat ke tempat yang lain. -5urhadi,&2%6/ B& +ukum II T.rm2dinamika Hukum 7 termodinamika menyatakan baha energi adalah kekal, tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. 0nergi dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bantuk lain. Hukum 77 termodinamika membatasi perubahan energi mana yang dapat berlangsung dan perubahan energi mana yang tidak dapat berlangsung. Pengertian entropi Secara umum proses ireversibel meyebabkan kehilangan sejumlah kalor, tetapi tidak seluruhnya sehinga mesin masih mampu melakukan usaha. 'agian kalor yang hilang dapat dinyatakan dengan suatu variabel keadaan termodinamika baru yang disebut entropi. 0ntropi adalah suatu ukuran banyaknya energi atau kalor yang tidak dapat diubah menjadi usaha Mesin pendingin (refrigerator)
"alor dapat dipaksa mengalir dari benda dingin ke benda panas dengan melakukan usaha pada sistem. Peralatan yang bekerja secara ini disebut mesin pendingin -refrigerator/, contohnya lemari es -kulkas/ dan pendingin ruangan -AC/. *kuran penampilan sebuah mesin pendingin dinyatakan dengan koefisien daya guna -koefisien perfomansi/ yang diberi lambing "p. Kp=
Q2 W
=
Q2 Q 1−Q2
=
T 2 T 1 − T 2
"ulkas dan pendingin ruangan memiliki koefisien perfomansi dalam jangkauan & sampai dengan 8. Semakin tinggi nilai "p, semakin baik mesin pendingin tersebut. -Seray, 9.A,&221/
BAB III M.t2d. P.n.litian A& J.nis P.n.litian Penelitian ini merupakan penelitian yang bersifat eksperimen yang mengarah pada pengembangan produk
B& L2kasi 3.n.litian +ahap pembuatan alat dilakukan di laboratorium elektronika jurusan fisika.
Adapun proses pembuatan rangka dan body alat dikukan di bengkel jurusan fisika. 0& 4aktu 3.n.litian :aktu yang dibutuhkan dalam pembuatan alat ini selama empat -1/ bulan.terhitung sejak perkuliahan eksperimen fisika 77 dimulai hingga presentase alat pada akhir semester ganjil &2%8!&2%4. D& Alat dan 5ahan %. Satu buah peltier. &. Satu buah logam pendingin computerPC. #. Satu buah kipas mini. 1. Satu buah *S' serta kabel. E& Taha3 3.laksanaan 3.n.litian & *ji kelayakan alat Pengujian alat dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui batas minimum dan maksum alat tersebut dapat bekerja serta kelayakan alat tersebut. a/ Peltier Peltier merupakan alat yang berfungsi sebagai pending pada alat yang akan dibuat sehingga perlu mengetahui tegangan yang diperlukan oleh peltier agar bekerja secara efisien. Adapun tahapan yang dilaksanakan untuk mengetahui batas
tegangan minimum peltier untuk mengasilkan temperature yaitu)
Siapkan peltier serta kabel penghubung ke voltmeter. Hubungkan peltier dan voltmeter dengan menggunakan
kabel penghubung. Cek suhu pada permukaan peltier secara berkala b/ "ipas mini "ipas mini berfungsi sebagai pendingin pada sisi peltier yang panas. aka diperlukan pemeriksaan untuk kipas mini. Siapkan kipas mini yang anda ambil pada PCcomputer. Sambungkan dengan slot *S' dengan sambungan
kabel yang benar. Hubungkan dengan adaptor 6 volt kemudian colok ke
tegangan listrik P;5.
sambungan kabel atau adaptor. !& Analisis rangkaian dan merangkai 9angkaian yang digunakan pada percobaan ini merupakan rangkaian elektronika sederhana yang dapat dipraktekkan dirumah. Proses perangkaian alat sebagai berikut) Siapkan alat yang akan digunakan dalam rangkaian. Sambungkan kabel *S' dan kabel kipas mini. Sambung kabel
pasitif dan negative kipas dengan peltier secara parallel. Atur susunan alat sesuai dengan gambar.
$& Pembuatan body 'ody atau bentuk dari kulkas mini ini dibuat menggunakan bahan
sterofoam.
Pengunaan
bahan
sterofoam
bertujuan
untuk
mempertahankan suhu di dalam ruang agar tetap dingin dan terisolasi. Selain massa dari sterofam yang kecil, harga sterofoam juga tergolong
cukup murah untuk sebuah percobaan sederhana. Adapun bentuk dari rangka yang akan d buat yanitu seperti berikut)
Ruang penyimpanan Penutup kulkas
Bagian mesin
BAB I, P.m5ahasan
"ulkas ini ditujukan untuk mendinginkan minuman kaleng ataupun minuman dan makanan lainnya yang memuat pada tempat tersebut dengan menggunakan tegangan dari usb laptop. Penggunaan kulkas mini tergolong praktik dan efisien dalam pengunaannya karena selain bentuk yang simple, daya yang digunakan juga cukup rendah sehingga sangat praktis untuk digunakan untuk bersantai. Cara "erja dari alat ini berbeda dengan cara kerja kulkas rumahan yang kita kenal selama ini, jika komponen pada kulkas rumahan memiliki banyak komponen seperti, thermostat, heater, kompresor, kondensor,filter,evaporator,fan motor, dan bahan pendingin utamanya freon. Alat kulkas mini ini hanya memiliki komponen utama yang bernama P0;+709. Pengaplikasian komponen P0;+709 ini dapat kita jumpai pada alat dispenser untuk mendinginkan dan memanaskan air galon. =an komponen peltier ini juga dapat kita beli di toko komponen elektronik di kisaran harga 16!>2 ribu. Peltier ini adalah modul thermo electric, umumnya dibungkus keramik tipis yang berisikan bismuth telluride di dalamnya. Pada komponen peltier ini jika kita beri tegangan =C maka salah satu sisi akan menjadi dingin dan salah satu sisinya lagi menjadi panas. Peltier ini memiliki dua bagian yang berbeda diantaranya)
cool side - heat absorbed / berfungsi menyerap kalor - panas / sehingga bagian ini merupakan lempengan bagian dingin
hot side - heat released / yang bekerja melepas kalor sehingga bagian ini merupakan lempengan bagian panas
Perbedaan suhu pada kedua bagian peltier ini sekitar #2 derajat celcius. contohnya apabila baian hot slide bersuhu 16 derajat c maka cool side bersuhu %6 derajat c - jadi kesimpulannya semakin dingin hot slied maka semakin dingin pula "ulkas mini yang telah dibuat menggunakan tegangan dari adaptor sebesar 6 $ dapat mengahasilkan temperature %1oC!%4oC dengan mengisolasi peltier kedalam ruang pendingin. Proses ini merupakan salah satu dari aplikasi hukum termodinamika dua. Perubahan suhu pada ruang dalam kulkas tidak berlangsung secara sopontan tetapi akan linear terhadap aktu. Proses pengaliran suhu pada bagian permukaan dingin peltier ke bagian panas peltier yang kemudian bagian panas tersebut didinginkan menggunakan pedingin dan kipas. Hal ini bertujuan utuk mengeluarkan temperature tinggi -panas/ keluar dari system dan hanya menyisahkan temperature rendah.
BAB , K.sim3ulan dan Saran A& K.sim3ulan Pada percobaan ini, suhu ruang pada kulkas dialirkan ke luar system
menggunakan peltier serta kipas yang berada pada bagian baah kulkas yang berfungsi sebagai pengarah suhu. System yang berlaku pada alat ini menggunakan proses ireversibel di mana sejumlah kalor ruang dipindahkan ke luar system. Penggunaan temperature rendah dengan maksimum memerlukan tegangan yang maksimum peltier sebesar %& $ yang mempengaruhi jangka aktu penggunaan peltier. Penggunaan temperature dingin maksimum juga tidak efisien karena tidak dapat disambungkan dengan leptop karena keluaran dari lepto hanya sebesar 6 $. B& Saran Percobaan ini masih tergolong sederhana karena menggunkaan bahan yang sangat sederhana serta suhu yang dihasilkan belum maksimum. aka untuk penelitian selanjutnya perlu menggunakan device pendingin yang cukup kuat untuk menghasilkan temperature dingin besar.
LAMPIRAN Al2kasi dana %. Peltier &. Sterofoam #. ;em fo? 1. Cetterpemotong 6. Penggaris 8. Spidol 4. ;ain!lain T2tal
) 9p. #6.222,! ) 9p. %6.222,! ) 9p. %2.222,! )9p. #.222,! )9p. 1.222,! )9p. &.222,! )9p &2.222,! 6 R3& 78&###9:
DA*TAR PUSTAKA
Seray, 9.A,
