Implementasi Metode Analitik Untuk Optimasi Penggunaan Mesin Pendingin (ac).pdf

IMPLEMENTASI METODE ANALITIK UNTUK OPTIMASI PENGGUNAAN MESIN PENDINGIN (AC) PADA SUATU RUANGAN POLITEKNIK NEGERI MANADO

PROPOSAL TUGAS AKHIR

OLEH FRISHALI INAKU (13 023 014)

PROGRAM STUDY D-IV TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MANADO NOVEMBER 2017

LEMBAR PENGESAHAN

Simulasi Implementasi Metode Analitik Untuk Optimasi Penggunaan Mesin (AC) Pada Suatu RuanganPoliteknikNegeri Manado Oleh FRISHALI INAKU NIM : 13 023 014

Proposal Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan sebagai persyaratan untuk Menyelesaikan tugas akhir Diploma IV Teknik Elektro Bidang Keahlian Teknik Listrik Politeknik Negeri Manado Manado, 6 November 2017

Ketua Panitia Tugas Akhir,

Dosen Pembimbing,

Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro,

Fanny J. Doringin, ST. MT

USULAN JUDUL TUGAS AKHIR Frishali Inaku, Nim. 13023014, D4 Tek.Listrik “IMPLEMENTASI METODE ANALITIK UNTUK OPTIMASI PENGGUNAAN MESIN PENDINGIN (AC) PADA SUATU RUANGAN”

ABSTRAK

Perkembangan teknologi yang seiring dengan peningkatan kebutuhan rasa nyaman penghuni ruangan untuk melakukan aktifitas serta pencapaian hasil mengharuskan adanya pengkondisian udara dengan pemasangan mesin pendingin berupa Air Conditioner (AC) dalam ruangan. Kebutuhan distribusi temperatur pada ruangan diperhitungkan dengan pendekatan metode analitik untuk optimasi menentukan jumlah mesin pendingin (AC) yang akan dipasang. Proses cara kerja mesin pendingin (AC) dalam pendinginan suatu ruangan merupakan proses perpindahan panas. Dalam penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana distribusi temperatur pada suatu ruangan serta menentukan jumlah mesin pendingin yang dibutuhkan dalam suatu ruangan yang diselesaikan dengan mengimplementasikan metode analitik. Untuk pencapaian tujuan, dilakukan dengan metode observasi, metode literatur dan metode analitik. Diharapkan hasil yang akan dicapai adalah mendapatkan optimasi penggunaan mesin pendingin (AC) pada suatu ruangan. Kata kunci: Perpindahan Panas, cara kerja mesin pendingin, metode analitik

DAFTAR ISI

COVER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ABSTRAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DAFTAR ISI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DAFTAR TABEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . DAFTAR GAMBAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BAB I 1.1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

BAB II

PENDAHULUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LATAR BELAKANG MASALAH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I RUMUSAN MASALAH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .II BATASAN MASLAH …… . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .II TUJUAN PENELITIAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….... . . . . . . . . . . . . . . .II MANFAAT PENELITIAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .II METEOLOGI PENELITIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .II KERANGKA PENELITIAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II

TINJAUAN PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1

2.2

2.3 2.4 2.5

AIR CONDITIONER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .III 2.1.1 SEJARAH AIR CONDITIONER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III 2.1.2 PENGOPTIMALAN AIR CONDITIONER . .. . . . . . . . . . . . . . . . .III PERPINDAHAN PANAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 DEFINISI PERPINDAHAN PANAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 JENIS-JENIS PERPINDAHAN PANAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .IV OPTIMIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX ALIRAN LAMINAR DAN TURBULEN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XI METODE ELEMEN ANATIK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XII 2.5.1 DISKRITITASI DOMAIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XII

2.5.2 2.5.3

2.6 2.7 BAB III

FUNGSI INTERPOLASI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . …. . . XII MENURUNKAN ELEMEN MATRIKS . . . . . . . . . . . . . . . . . XII 2.5.3.1 DIRECT APPROACH (PENDEKATAN LANGSUNG) . . . . . . XII 2.5.3.2 VARIATIONAL (PENDEKATAN VARIASI). . . . . . . XII 2.5.3.3 PENDEKATAN RESIDU TETIMBANG. . . . . . . . . . . . XII 2.5.3.4 STRONG FROM DAN WEAK FROM . . . . . . . . . . . . XII

METODE GALERKIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .XV COMSOL MULTYPHYSCS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVI METODE PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1

TEMPAT DAN WAKTU . . . . . . . . . . . . . . . . . . XV 3.1.2

WAKTU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XV

3.2

METEOLOGI PENELITIAN. . . . . . . . . . . . . . . XV

3.3

DIAGRAM BLOK…………………………XV

3.4 BAB II

RENCANA PEMBUATAN TUGAS AKHIR. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .XV TINJAUAN PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.1

MONITORING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .III

2.2

MIKROKONTOLER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .III 2.2.1 PRINSIP KERJA . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .III 2.2.2 KOMPONEN MIKROKONROLER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV 2.2.3 MIKROKONTROLER ATMEGA 328 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .VI

2.3

SENSOR ARUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX 2.3.1 SENSOR ARUS LISTRIK ACS712. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX 2.3.2 KARAKTERISTIK ACS712 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . X 2.3.3 GRAFIK KERJA ACS712 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . X

2.4

ARDUINO IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XI

2.5

LCD (LIQUID CRISTAL DISPLAY) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XII 2.5.1 MATERIAL LCD (LIQUID CRISTAL DISPLAY) . . . . . . . . . . XII 2.5.2 PENGENDALI /KONTROL LCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . XIII

BAB III

METODE PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1

WAKTU DAN TEMPAT WAKTU PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . XV

3.2

DIAGRAM BLOK SISTEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .XV

3.3

3.4

PERENCANAAN DAN PEMBUATAN PERANGKAT KERAS . . . . . .XV 3.3.1 RANGKAIAN MINIMUM SISTEM ATMEGA 328 . . . . . . . . . XV 3.3.2 RANGKAIAN LCD 2OX4 DAN DRIVE LCD . . . . . . . . . . . . . . . XV 3.3.3 RANGKAIAN SENSOR TEGANGAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .XVI 3.3.4 RANGKAIAN RELAY DAN DRIVE RELAY. . . . . . . . . . . . . . . .XVI 3.3.5 RANGKAIAN BUZZER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVI 3.3.6 RANGKAIAN PUSH BUTTON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .XVI 3.3.7 RANGKAIAN CATU DAYA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVI

PERENCANAAN PROGRAM SISTEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVI 3.4.1 PERANCANGAN ISI PROGRAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .XVI

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Kapasitas AC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III Gambar 2.1. Aliran turbulen, transisi, dan laminar (Sumber: Munson et al, (2004) . . . . . IV Gambar 2.2. Elemen satu-dimensi (Sumber: Rao, 2011) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .IV Gambar 2.3. Elemen dua-dimensi (Sumber: Rao, 2011) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .V Gambar 2.4. Elemen tiga-dimensi (Sumber: Rao, 2011) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VI Gambar 2.5. Elemen simpleks tiga-dimensi (Sumber: Rao, 2011) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .VII Gambar 2.8. Kantilever beam dikenakan beban dan momen (Sumber: Rao, 2011) Solusi:. . . . X Gambar 2.7. COMSOL Multiphysics (Sumber: https://www.comsol.com . . . . . . . . . . . . . . . . . XI Gambar 3.1. Tabel Rencana Kegiatan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .XII Gambar 3.2. Tabel Anggaran. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XV

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Perubahan di era globalisasi memberikan dampak pada perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, dimana ditemukannya alat-alat teknologi yang semakin canggih untuk memberikan kenyamanan bagi manusia. Pengetahuan tentang fungsi pendinginan udara sudah semakin berkembang pesat. Orang tidak hanya menggunakan sistem pendingin untuk mengawetkan makanan, melainkan juga untuk pengkondisian udara yaitu Air Conditioner (AC). AC adalah sebuah alat yang dapat berfungsi mengkondisikan udara dengan cara mengontrol temperatur udara dalam ruang tertentu. AC mengubah keadaan suhu udara panas ke udara yang bersuhu dingin dalam sebuah ruangan menjadi lebih nyaman. Alat ini dapat menjalankan fungsinya sebagai alat pendingin karena dalam AC terdapat banyak komponen, baik mekanis maupun elektris yang membutuhkan sumber energi yang cukup besar. Dalam proses mengubah udara bersuhu panas ke udara yang bersuhu dingin AC memiliki cara kerja. Menurut Priyadi (2009) cara kerja AC yaitu, Refrigeran (fluida yang memiliki sifat menyerap kalor, biasanya Freon) diberikan tekanan oleh kompressor dalam sistem mesin pendingin. Akibat pendinginan di kondensor refrigerant bertekanan mencair dan melalui pipa kapiler dialirkan ke evaporator. Pada evaporator, refrigeran mengalami proses “trotling” yaitu perubahan fase dari cair menjadi gas sehingga mengakibatkan daerah di sekitar evaporator menjadi dingin. Lalu gas yang berupa uap dingin ini di sirkulasikan ke dalam ruangan dengan bantuan fan sirkulasi sehingga suhu ruangan menjadi turun. Gas refrigeran yang terbentuk karena penyerapan tadi selanjutnya dialirkan ke dalam kompressor dengan menggunakan daya isap kompressor untuk selanjutnya dikompres/ ditekan kembali mengikuti siklus awal, atau dengan kata lain, AC hanya sebagai sebuah alat elektronik yang mengatur sirkulasi udara di dalam ruangan. Udara yang terisap disirkulasikan secara terus menerus oleh kipas sirkulasi (blower) melewati sirip evaporator. Saat melewati evaporator, udara yang bertemperatur lebih tinggi dari evaporator diserap panasnya oleh bahan pendingin, kemudian dilepaskan di luar ruangan ketika aliran refrigeran melewati kondensor. Jadi, temperature udara yang rendah atau dingin yang dirasakan dalam ruangan sebenarnya adalah hasil sirkulasi udara yang dikeluarkan evaporator. Bukan udara yang dihasilkan oleh perangkat AC. Jadi, temperature udara yang rendah atau dingin yang dirasakan dalam ruangan sebenarnya adalah hasil sirkulasi udara yang dikeluarkan evaporator. Bukan udara yang

dihasilkan oleh perangkat AC. Unit AC hanyalah tempat bersirkulasinya udara yang sekaligus menangkap kalor (panas) pada udara ruangan hingga mencapai temperature yang diinginkan.

Gambar 1.1 Proses cara kerja AC Dari persoalan diatas, maka peneliti akan melakukan optimasi penggunaan AC pada suatu ruangan, dan diselesaikan dengan menggunakan Metde analitik pada model perpindahan panas cairan. Dengan Metode analitik, dapat memecahkan persoalan yang rumit dan sukar. (Cook, 1990) Metode elemen hingga adalah prosedur numerik untuk memecahkan masalah mekanika kuantum dengan ketelitian yang dapat diterima oleh rekayasawan. Metode analitik ini dapat dipakai untuk memecahkan berbagai masalah, daerah yang dianalisis dapat mempunyai bentuk, beban, kondisi batas yang sembarang. Penyelesaian optimasi penggunaan AC pada suatu ruangan ini menggunakan Software Comsol Multiphysics 5.0a. Comsol adalah software simulasi elemen hingga, yang pada dasarnya dapat mensimulasikan berbagai aplikasi fisika dan teknik, seperti mensimulasikan perpindahan panas melalui struktur yang kompleks, kristal fotonik pada skala nano, lentur mekanik balok, aliran cairan, proses elektrokimia, fisika plasma dan lainnya. Comsol Multiphysics 5.0a merupakan ekspansi yang signifikan dari aplikasi software, fitur dan fungsi. Keuntungan utama dalam menggabungkan simulasi komputer dan analisis prinsipprinsip utama adalah bahwa penggguna dapat mencoba banyak pendekatan yang berbeda untuk solusi dari masalah yang sama yang diperlukan untuk mendapatkan solusi yang benar (atau setidaknya mendekati benar). Menurut Welty dkk (2004) persamaan differensial umum untuk transfer panas atau yang disebut juga transfer energy adalah sebagai berikut:

𝛻𝛻. (−𝑘𝑘𝛻𝛻𝑘𝑘) + 𝜌𝜌𝐶𝐶𝑃𝑃𝑢𝑢. 𝛻𝛻𝑘𝑘 = 𝑞𝑞

(1.1)

di mana 𝑘𝑘 adalah konduktivitas termal (W/mK), 𝑘𝑘 adalah temperatur aliran yang sedang bereaksi (K), adalah massa jenis (kg/m3), 𝐶𝐶𝑝𝑝 adalah kapasitas panas pada tekanan konstan (J/kg.K), adalah medan kecepatan (𝑚𝑚/𝑠𝑠) , adalah laju volumetrik dari pembangkitan energi termal (W/m3). Berdasarkan latar belakang tersebut, maka penulis memilih judul penelitian ini dengan “IMPLEMENTASI METODE ANALITIK UNTUK OPTIMASI PENGGUNAAN MESIN PENDINGIN (AC) PADA SUATU RUANGAN”

1.2 Rumusan Masalah Dari persoalan cara kerja AC dalam mendinginkan suatu ruangan maka rumusan masalah yang akan diteliti adalah bagaimana cara mengoptimalkan penggunaan AC pada suatu ruangan dengan metode analitik.

1.3 Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Optimasi penggunaan AC pada suatu ruangan menggunakan metode analitik dengan software COMSOL

2. Pengoptimalan AC ditentukan berdasarkan panjang ruangan, lebar ruangan, tinggi ruangan, dan posisi letak AC.

3. Kondisi ruangan standar rumah tinggal, tidak untuk ruangan berlantai atas, ruangan tidak berhimpit dengan ruangan lain, ruangan diasumsikan ruangan tertutup.

1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah menyelesaikan persoalan optimasi pengunaan AC pada suatu ruangan menggunakan metode analitik.

1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Mengoptimalkan pengunaan AC pada suatu ruangan sehinggga mengurangi penggunaan AC yang terlalu boros.

2. Sebagai sumber referensi untuk mempelajari tentang metode elemen hingga.

1.6 Metodologi Penelitian Penelitian ini adalah penelitian literatur yang disusun dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Mengumpulkan berbagai informasi terkait Optimasi dengan menggunakan software Comsol dan Metode analitik

2. Menentukan Model Perpindahan Panas dengan Metode analitik 3. Menentukan kapasitas AC berdasarkan acuan luas ruangan, tembok tebal atau biasa, posisi tembok/dinding yang terpanang

4. Untuk memberikan visualisasi penggambaran model dari Optimasi Penggunaan AC pada suatu ruangan, digunakan bantuan Software Comsol Multiphysics 5.0a.

5. Membuat kesimpulan

1.7 Kerangka Penelitian Berikut adalah kerangka penelitian yang akan dilakukan dari keterangan metodologi penelitian:

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air Conditioner (AC) 2.1.1 Sejarah Air Conditioner Pengetahuan tentang fungsi pendinginan udara sudah berkembang sejak zaman Romawi. Makanan yang disimpan di tempat dingin akan tahan lebih lama dibandingkan dengan di tempat panas. Pada udara dingin, pergerakan bakteri lebih lambat, sehingga proses pembusukan berjalan lebih lama. Oleh karena itu, orang- orang di zaman itu menyimpan makanan di ruangan bawah tanah atau di dalam sumur. Pada musim dingin penduduk di daerah utara memotong es dari danaudanau yang membeku. Mereka menyimpannya dalam sebuk gergaji atau bangunan pendingin lalu menjualnya kepada penduduk di daerah selatan pada musim panas. Pada akhir abad ke-18, musim dingin di daerah utara mengalami kenaikan temperatur. Pada masa-masa inilah orang mulai mengembangkan mesin pendingin untuk mencetak es. Kemudian muncullah alat yang dikenal dengan istilah “kotak es”. Alat ini digunakan untuk mengawetkan makanan. Alat pendingin yang dilengkapi freezer (sekarang kita menyebutnya kulkas). Baru mulai dibuat orang pada awal abad ke-19. Sejak itu, sistem pendingin berkembang dengan pesat. Orang tidak hanya menggunakan sistem pendingin untuk mengawetkan makanan, melainkan juga untuk pengondisian udara (Air Conditioning). Lonjakan produksi dalam industri refrigerasi dan air conditioning terjadi mulai tahun 1930-an. Refrigerasi di USA pada tahun 1940 mengambil bagian lebih dari 13% (energi) dari total perdagangan peralatan mesin saat itu. Perdagangan refrigerasi saat itu setidaknya bisa diklasifikasikan menjadi empat bagian, yaitu: refrigerasi untuk rumah tangga menempati urutan pertama, yang diikuti oleh refrigerasi untuk industri, air conditioning, dan refrigerasi komersial.

Pada tahun 1960, diperkirakan ada 50 juta rumah yang tersambung aliran listrik di USA, 49 juta (98%) diantaranya memiliki refrigerator. Setelah tahun 1960, perdagangan freezer untuk industri tercatat melebihi refrigerator untuk rumah tangga. Perdagangan unit pendingin lainnya seperti untuk gudang, tempat tinggal, mobil dan kereta, total nilainya mencapai milyaran dollar per tahun di tahun 1960 an.

Sejalan dengan kebutuhan dan perkembangannya, variasi aplikasi refrigerasi dan air conditioning terus bertambah. Angkutan untuk produk-produk dan industri makanan dan minuman serta pertanian dan peternakan-perikanan juga mendorong meningkatnya perkembangan perdagangan dalam industri refrigerasi air conditioning. Di bidang industri, refrigerasi mampu membantu meningkatkan efisiensi sistem, dan juga mampu menjadi solusi bagi proses-proses industri yang membutuhkan temperatur rendah. Demikian pula air conditioning, menjadi solusi bagi prosesproses industri yang membutuhkan pengaturan kondisi udara tertentu. Dalam bidang medis, refrigerasi dan air conditioning bukan hanya mengambil peran yang terkait dengan instrumen medis, namun juga penanganan obat-obatan serta zat-zat lainnya yang memerlukan perlakuan pada temperatur tertentu, bahkan juga proses-proses operasi medis.

2.1.2 Pengoptimalan Air Conditioner (AC) Untuk mengoptimalkan kinerja AC sebagai alat pendingin ruangan ada beberapa cara yang dapat dilakukan antara lain :

1. Menentukan koefisien kinerja, atau yang lazim dikenal dengan COP (Coefficient of Performance). COP adalah rasio antara jumlah panas (dalam satuan kw) yang dipindahkan dari evaporator untuk setiap satuan energy yang dikonsumsi (kw). Atau dengan kata lain COP adalah rasio antara kapasitas dari compressor (kw) dan setiap ton freon yang dipanaskan (TR) yang bisa diserap oleh evaporator

2. Menguji rasio effisiensi energy (EER). EER adalah rasio antara kapasitas panas yang digunakan untuk mendinginkan (dalam BTU) per jam dan konsumsi energi (dalam watt). Semakin tinggi nilai COP dan EER maka akan mengakibatkan semakin hemat AC yang digunakan.

3. Memilih ukuran AC yang tepat.

Beberapa langkah untuk menentukan ukuran AC

1) Hitung luas ruangan yang akan di pasang AC. 2) Berdasarkan luas ruangan tersebut, pilih kapasitas dasar AC yang dinyatakan dalam BTU/jam dengan menggunakan tabel berikut :

Tabel 2.1. Kapasitas AC

Luas Lantai (ft2) 100 125 150 175 200 250 300 400 500

Catatan

Tembok Tebal 4550 5150 5700 6200 6500 7550 8300 9700 11000

BTU / jam Tembok Biasa 5300 6100 6800 7500 8100 9300 10400 12400 14250

1 ft = 0,3048 meter Kapasitas AC berdasarkan PK: AC 0.5 PK

=

AC 0.75 PK =

± 5.000 BTU/jam ± 7.000 BTU/jam

AC 1.0 PK

=

± 9.000 BTU/jam

AC 1.5 PK

=

± 12.000 BTU/jam

AC 2.0 PK =

± 18.000 BTU/jam

3.) Untuk menentukan kapasitas AC yang dibutuhkan maka kapasitas dasar AC seperti pada tabel di atas harus dikoreksi dengan suatu faktor yang besarnya tergantung pada:

a. Posisi tembok/dinding ruangan yang terpanjang, jika tembok menghadap ke timur faktor koreksi adalah 0,95.

b. Tinggi langit-langit ruangan. Bila langit-langit tingginya melebihi 10 ft (sekitar 3 meter) maka faktor koreksinya adalah 1,1.

c. Ruang tidak terkena cahaya langsung misalnya karena adanya peneduh yang cukup lebar dan bila AC umumnya digunakan pada malam hari, maka faktor koreksinya adalah 0,8. 4.) Bilamana ruangan yang akan didinginkan AC termasuk dapur, maka kapasitas AC harus ditambah besar 4000 BTU/jam, sebagai kompensasi dari penambahan beban panas dari peralatan masak yang digunakan di dapur.

4. Memilih kualitas freon yang lebih baik. Freon memainkan peran yang penting dalam melakukan effisiensi sebuah sistem pendingin AC. Pemilihan Jenis Freon misalnya hidrokarbon dapat meningkatkan effisiensi sebuah sistem pendingin AC. Freon jenis ini lebih ringan sehingga membutuhkan listrik yang lebih rendah ketika AC dioperasikan. Selain itu Freon jenis ini juga ramah lingkungan dan dibuat dari bahan-bahan alami bukan sintesis sehingga aman untuk dilepas ke udara tanpa perlu khawatir merusak lapisan ozon.

5. Melakukan Perawatan AC secara periodik. Perawatan AC mutlak harus dilakukan agar usia pakai relatif lebih tahan lama. Secara keseluruhan perawatan AC bertujuan untuk memperpanjang usia pakai dan mengontrol biaya pemakaian konsumsi listrik. Beberapa tips perawatan AC yang perlu diperhatikan :

1) Tempatkan kondensor di tempat sejuk yang kering dengan sirkulasi udara yang cukup. Letakkan kondensor jauh dari sumber panas, maupun kontak langsung dengan sinar matahari.

2) Bersihkan debu dan kotoran dari kipas kondensor secara periodik. 3) Periksa kipas evaporator dan kondensor ketika timbul suara saat AC beroperasi. Suaru tersebut biasanya disebabkan oleh skrup yang tidak kencang.

4) Gunakan kapasitas AC yang tepat, tidak terlalu tinggi atau terlalu rendah. 5) Gunakan refrigran dengan kapasitas yang tepat sesuai dengan spesifikasinya masing-masing. 6) Pilihlah AC dengan kemampuan mendinginkan yang paling tinggi namun dengan energi paling sedikit.

2.2 Perpindahan Panas 2.2.1 Defenisi Perpindahan Panas Holman (1997) mengemukakan bahwa perpindahan panas (heat transfer) adalah ilmu untuk meramalkan perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu di antara benda atau material. Ilmu perpindahan panas tidak hanya mencoba menjelaskan bagaimana energi kalor itu berpindah dari satu benda ke benda lain, tetapi juga dapat meramalkan laju perpindahan yang terjadi pada kondisi-kondisi tertentu.

2.2.2 Jenis-jenis Perpindahan Panas Holman (1997) mengemukakan bahwa perpindahan panas terdiri dari 3 yaitu: 1. Koduksi atau hantaran Jika pada suatu benda terdapat gradien suhu ( temperature gradient), maka menurut pengalaman akan terjadi perpindahan energy dari bagian bersuhu tinggi ke bagian bersuhu rendah. Kita katakana bahwa energy berpindah secara konduksi (conduction) atau hantaran dan bahwa laju perpindahan panas itu berbanding dengan gradient suhu normal. 𝑞𝑞 𝜕𝜕𝑘𝑘 Jika dimasukkan konstanta proporsionalitas (proportionality constant) atau tetapan sebandingan, maka: 𝜕𝜕𝑘𝑘

di mana: q

: laju perpindahan kalor : gradient suhu kea rah peprindahan kalor

k

: konduktivitas atau kehantaran termal (thermal conductivity) benda

A

: luas daerah yang normal (tegak-lurus) terhadap arah aliran panas (m2 atau ft2)

tanda minus diselipkan agar memenuhi hukum kedua termodinamika, yaitu bahwa kalor mengalir ke tempat yang lebih rendah dalam skala suhu. 2. Konveksi

(2.1)

(2.2)

Sudah umum dketahui bahwa plat logam panas akan menjadi dingin lebih cepat bila ditaruh di depan kipas angin dibandingkan dengan bilamana ditempatkan di udara tenang. Kita katakan bahwa kalor dikonveksi atau diilir ke luar, dan proses ini dinamakan perpindahan kalor secara konveksi atau ilian. Perpindahan kalor konveksi bergantung pada viskositas fluida disamping ketergantungannya kepada sifat-sifat termal fluida itu (konduktivitas termal, kalor spesifik, densitas). Hal ini dapat dimengerti karena viskositas mempengaruhi profil kecepatan, dank arena itu, mempengaruhi laju perpindahan energy di daerah dinding. Jika suatu plat panas dibiarkan berada di udara sekitar tanpa ada sumber gerakan dari luar, maka udara itu akan bergerak sebagai akibat terjadinya gradien densitas di dekat plat. Peristiwa ini dinamakan konveksi alamiah (natural convection) atau konveksi bebas (free convection) untuk membedakannya dari konveksi paksa (forced convection) yang terjadi apabila udara itu dihembuskan diatas plat dengan kipas. Fenomena pendidihan dan pengembunan juga termasuk dalam kelompok masalah perpindahan kalor konveksi. Transfer panas yang disebabkan konveksi melibatkan pertukaran energi antara suatu permukaan dengan fluida yang didekatnya. Suatu pembedaan harus dibuat antara konveksi paksa (forced convection), dimana suatu fluida dibuat mengalir melalui suatu permukaan padat oleh suatu komponen eksternal (external agent) seperti kipas atau pompa, dan konveksi bebas atau konveksi alami, dimana fluida yang lebih panas atau lebih dingin didekat batas padatan akan menyebabkan sirkulasi karena adanya perbedaan densitas yang dihasilkan dari variasi temperatur di seluruh daerah dari fluida tersebut (Welty dkk, 2004). Persamaan laju untuk transfer panas konvektif pertama kali dinyatakan oleh Newton pada tahun1701, dan disebut sebagai persamaan laju Newton atau hukum Newton tentang pendinginan. Persamaan ini adalah (2.3) dimana adalah laju transfer panas konvektif (W atau Btu/jam) A adalah luas daerah yang normal (tegak-lurus) terhadap arah aliran panas (m2 atau ft2) ∆𝑘𝑘 adalah beda temperatur antara permukaan dan fluida (K atau °𝐹𝐹) h adalah koefisien transfer panas konvektif (W/m2.K atau

Btu/jam ft2 °𝐹𝐹) 3. Radiasi Berlainan dengan mekanisme konduksi dan konveksi, dimana perpindahan energi terjadi melalui bahan antara, kalor juga dapat berpindah melalui daerah-daerah hampa. Mekanismenya disini adalah sinaran atau radiasi elektromagnetik. Pembahasan

termodinamka menunjukkan bahwa radiator

(penyinar) ideal, atau benda hitam (blackbody), memancarkan energi dengan laju yang sebanding dengan pangkat empat suhu absolut benda itu dan berbanding lurus dengan luas permukaan. Jadi, 𝑞𝑝ancaran = 𝜎𝐴𝑘4 (2.4) di mana: : konstanta proporsionalitas (konstanta Stefan-Boltzmann) dengan nilai 5,669 x 10-8 W/m2.K4

2.3 Optimasi Modul optimization dapat digunakan di seluruh produk Comsol yang menyediakan solusi umum untuk menghitung solusi optimal untuk masalah rekayasa. Setiap model masukan, baik itu dimensi geometris, bagian bentuk, sifat material, atau distribusi bahan, dapat diperlukan sebagai variable control, dan setiap output model yang bias menjadi fungsi tujuan. Simulasi adalah alat yang ampuh dalam sains dan teknik untuk memprediksi perilaku sistem fisik, khususnya yang diatur oleh persamaan diferensial parsial. Dalam banyak kasus satu atau beberapa simulasi tidak cukup untuk memberikan pemahaman yang cukup tentang sistem. masalah yang resolusi bergantung pada proses eksplorasi lebih sistematis yang disediakan oleh Modul Optimization dapat dibagi secara luas menjadi dua kelas yaitu:

1. Masalah Desain dengan satu tujuan. Di sini, masalahnya adalah untuk menemukan nilai-nilai variabel kontrol atau variabel desain yang menghasilkan kinerja terbaik dari model, dihitung dengan cara fungsi tujuan. Masalah semacam ini timbul, misalnya, dalam optimasi struktural, desain antena,

dan optimasi proses. Dalam banyak kasus, meningkatkan fungsi tujuan adalah lebih penting daripada menemukan optimum mutlak.

2. Masalah Inverse, dan estimasi parameter tertentu dalam Persamaan Differensial Parsial. Berikut masalahnya adalah untuk menentukan nilai dari satu parameter yang menyediakan data simulasi yang paling cocok diukur datanya. Masalah tersebut muncul dalam aplikasi seperti simulasi geofisika, uji tak rusak, simulasi biomedis, dan asimilasi data cuaca. Kurva pas juga termasuk kategori ini.

Masalah dari jenis di atas sering dapat dirumuskan secara lebih umum sebagai masalah optimasi. Pengenalan Optimization, langkah studi Optimization, dan Estimasi Parameter langkah studi di COMSOL Multiphysics berguna untuk memecahkan masalah desain serta masalah Inverse dan estimasi parameter. Alur kerja dalam Modul Optimization cukup mudah dan dapat dijelaskan oleh langkah-langkah berikut:

1. Untuk optimasi klasik, tidak melibatkan model Multiphysics, menambahkan studi Stationary dan studi Optimasi langkah untuk model yang kosong. Menentukan parameter dan variabel global defenisi, kemudian menentukan sebuah fungsi tujuan, variabel kontrol, batas dan kendala pada langkah penelitian Optimization. Kendala dan tujuan ditulis sebagai fungsi eksplisit dari variabel kontrol.

2. Untuk optimasi Multiphysics, pertama kali membuat model yang berisi geometri dan fisika. Mendefinisikan parameter di bawah global definisi, atau dengan menambahkan variabel kontrol untuk menghubungkan dengan Optimization. Pastikan kedepan model memecahkan dengan benar untuk beberapa nilai yang layak dari variabel kontrol sebelum melanjutkan dengan mendefinisikan fungsi tujuan dan kendala, dan akhirnya memecahkan masalah optimasi. Perhatikan bahwa jika masalah optimasinya hanya membutuhkan variabel kontrol skalar global, fungsi tujuan dan ekspresi kendala, semuanya dapat diatur dengan langsung pada langkah penelitian Optimization. Optimization hanya diperlukan jika variabel kontrol adalah bidang spasial, jika kendala harus diterapkan pada setiap mesh node secara individual, atau jika fungsi tujuan adalah dari kuadratmengetik lebih kompleks daripada kurva transien pas.

Frei. W (2014) mengemukakan bahwa, bentuk Optimization adalah Fungsi Objektif Lihat juga : 𝜕𝐿 ≤ 𝜕 ≤ 𝜕𝑈 (𝜕) ≤ 0 (u(𝜕)) = 0 ℎ(u(𝜕)) = 0

Variabel desain terikat sederhana Titik kendala pada variabel desain (2.5) Kendala umum persamaan Kendala umum ketidaksamaan

2.4 Aliran Laminar dan Turbulen Aliran viskos dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu aliran laminar dan turbulen. Dalam aliran laminar, partikel-partikel zat cair bergerak teratur mengikuti lintasan yang saling sejajar. Aliran laminar terjadi apabila kecepatan kecil dan/atau kekentalan besar. Pada aliran turbulen gerak partikel-partikel zat cair tidak teratur. Aliran ini terjadi apabila kecepatan besar dan kekentalan zat cair kecil (Triatmodjo, 1993).

Menurut Reynolds, ada tiga faktor yang mempengaruhi keadaan aliran yaitu kekentalan zat cair (mu), rapat massa zat cair (rho), dan diameter pipa D. Hubungan antara 𝜇𝜇, 𝜌𝜌, dan D yang mempunyai dimensi sama dengan kecepatan adalah 𝜇/𝜌.

Gambar 2.1. Aliran turbulen, transisi, dan laminar (Sumber: Munson et al, (2004)

2.5 Metode Analitik

Metode Analitik adalah metode penyelesaian model matematika dengan rumus-rumus aljabar yang sudah baku (lazim) Ide dasar dalam metode elemen hingga adalah untuk menemukan solusi dari masalah yang rumit dengan menggantinya menjadi yang sederhana. Karena masalah yang sebenarnya diganti dengan yang sederhana dalam mencari solusi, akan hanya dapat menemukan solusi perkiraan bukan solusi yang tepat (Rao, 2011). Metode elemen hingga melibatkan pemodelan struktur menggunakan elemen yang saling berhubungan kecil yang disebut elemen-elemen hingga (finite elements). Sebuah fungsi perpindahan terkait dengan setiap elemen hingga. Setiap elemen yang berhubungan terkait, langsung maupun tidak langsung, untuk setiap elemen lain melalui interfaces, termasuk node dan/atau garis batas dan/atau permukaan (surface), (Logan, 2007).

Metode Analitik

Menggunakan cara yang sudah baku atau dengan aturan-aturan kalkulus Hasil berupa suatu fungsi atau relasi Nilai perhitungan adalah nilai sejati atau exact (Tepat) Tidak selalu mudah memperoleh solusi, bahkan ada yang tidak dapat di peroleh solusi

2.5.1 Diskritisasi Domain Langkah awal dari metode elemen hingga adalah membagi daerah/benda dalam bagian-bagian kecil (disebut elemen). Langkah ini disebut sebagai diskritisasi. Objek satu-dimensi dibagi ke segmen garis pendek (short). Badan dua-dimensi dapat dibagi menjadi segitiga, persegi panjang, segiempat, atau sub-daerah lain yang sesuai. Untuk elemen tetrahedral, elemen prismatik persegi panjang, elemen bentuk pie, dan masih banyak lagi yang bekerja pada permasalahan tiga-dimensi.

Gambar 2.2. Elemen satu-dimensi (Sumber: Rao, 2011)

Gambar 2.3. Elemen dua-dimensi (Sumber: Rao, 2011)

Gambar 2.4. Elemen tiga-dimensi (Sumber: Rao, 2011)

2.5.2 Fungsi Interpolasi (Elemen Simpleks Tiga-Dimensi) Elemen Simpleks adalah pendekatan yang dilakukan dengan polinomial yang terdiri dari term (suku) konstan dan suku linier. Banyaknya koefisien dalam polinomial sama dengan dimensi dari koordinat ruang yang ada ditambah satu (Susatio, 2004). Bentuk yang sangat populer dari fungsi interpolasi adalah bentuk Polinomial. Derajat dari polinomial dipilih bergantung pada banyaknya item yang diketahui dari fungsi kontinu pada setiap elemen. Terdapat tiga macam fungsi interpolasi yang dipakai dalam metode elemen hingga, yaitu: Simpleks, Kompleks, dan Multipleks (Susatio, 2004). Biasanya polinomial digunakan sebagai fungsi interpolasi karena mudah untuk didiferensialkan dan diintegralkan. Setiap fungsi interpolasi polinomial akan selalu kontinu dalam suatu elemen, sehingga kondisi ini benar-benar berlaku untuk batas interelement. Elemen simpleks memiliki polinomial linear (Allaire, 1985). Untuk elemen tiga-dimensi adalah elemen tetrahedral (Gambar 2.4) dengan fungsi interpolasi linear berbentuk (𝜕, 𝑦, 𝑧) = 𝛼1 + 𝛼2𝜕 + 𝛼3𝑦 + 𝑝4𝑧

(2.7)

Misalkan node diberi label , , 𝑘𝑘, dan . Misalkan koordinat global untuk node , , , dan diberikan oleh (𝜕𝑖, 𝑦𝑖, 𝑧𝑖), 𝜕𝑗, 𝑦𝑗, 𝑧𝑗, (𝜕𝑘, 𝑦𝑘, 𝑧𝑘), dan (𝜕𝑙, 𝑦𝑙, 𝑧𝑙) serta nilai nodal dari variabel medan 𝜙(𝜕, 𝑦, 𝑧) oleh Φ𝑖, Φ𝑗, Φ𝑘, dan Φ𝑙. Kondisi nodal 𝜙 = Φ𝛽

𝑑 𝛽, 𝑦𝛽, 𝑧𝛽

𝛽 = 𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑙

Fungsi interpolasi untuk elemen simpleks tiga-dimensi adalah (𝜕, 𝑦, 𝑧) = 𝑁𝑖(𝜕, 𝑦, 𝑧)Φ𝑖 + 𝑁𝑗(𝜕, 𝑦, 𝑧)Φ𝑗 + 𝑁𝑘(𝜕, 𝑦, 𝑧)Φ𝑘 + 𝑁𝑙(𝜕, 𝑦, 𝑧)Φ𝑙 (2.8)

= [(𝜕, 𝑦, 𝑧)]Φ →(𝑒) 𝑜

di mana (2.9)

(2.10) dan

(2.11)

V adalah volume elemen tetrahedral 𝑖 𝑗 𝑘 𝑙 yang diberikan oleh

Gambar 2.5. Elemen simpleks tiga-dimensi (Sumber: Rao, 2011)

2.5.3 Menurunkan Elemen Matriks dan Vektor Matriks karakteristik dan vektor karakteristik (juga disebut vektor gaya nodal) dari elemen hingga dapat diturunkan dengan menggunakan salah satu pendekatan berikut:

2.5.3.1 Direct Approach (Pendekatan Langsung) Pendekatan langsung didasarkan pada menggunakan penalaran fisik langsung untuk membangun sifat elemen (yaitu, matriks karakteristik dan vektor) dalam bentuk variabel yang bersangkutan. Metode ini hanya berlaku untuk masalah yang sederhana, dan kesulitan tak teratasi muncul ketika mencoba menerapkan metode untuk masalah kompleks yang melibatkan elemen hingga dua dan tiga-dimensi. Dengan demikian, metode langsung tidak digunakan dalam analisis elemen hingga masalah praktis kebanyakan.

2.5.3.2 Variational Approach (Pendekatan Variasi) Dalam metode ini, analisis elemen hingga ditafsirkan sebagai sarana perkiraan untuk memecahkan masalah variasional. Pendekatan variasional telah paling banyak digunakan dalam literatur dalam merumuskan persamaan elemen hingga. Keterbatasan utama dari metode ini adalah bahwa ia memerlukan masalah fisik atau teknik untuk dinyatakan dalam bentuk variasional, yang tidak mungkin dalam semua kasus.

2.5.3.3 Weight Residual Approach (Pendekatan Residu Tertimbang) Metode residu tertimbang adalah teknik yang dapat digunakan untuk mendapatkan pendekatan solusi untuk persamaan diferensial linear dan nonlinear. Pendekatan residu tertimbang, prosedur penurunan, seperti metode Galerkin dan metode kuadrat terkecil (Least Squares), dapat digunakan untuk menurunkan persamaan elemen.

2.5.3.4 Strong Form dan Weak Form Persamaan diferensial parsial yang mengatur keseimbangan benda padat dikatakan dari Strong form. Strong form dari persamaan, sebagai lawan dari weak form, membutuhkan kontinuitas kuat dari variabel yang terkait bidang, yaitu komponen perpindahan 𝑢𝑢, 𝑣𝑣, 𝑑𝑑an 𝑤𝑤 dalam kasus masalah

mekanik yang solid. Biasanya, sangat sulit untuk menemukan solusi yang tepat dari Strong form dari persamaan diferensial parsial. Persamaan diturunkan menggunakan prinsip energi, seperti prinsip energi minimum potensial, atau metode residual tertimbang, seperti metode Galerkin, biasanya dari weak form. Persamaan weak form biasanya dalam bentuk integral dan memerlukan kontinuitas lemah pada variabel bidang. Karena kebutuhan yang lebih lemah pada variabel bidang dan bentuk integral dari persamaan yang mengatur, formulasi didasarkan pada weak form yang diharapkan mengarah pada suatu himpunan persamaan untuk sistem diskrit yang menghasilkan hasil yang lebih akurat, terutama untuk sistem yang melibatkan geometri yang kompleks. Oleh karena itu, jenis weak form dari formulasi adalah lebih disukai untuk mendapatkan suatu solusi pendekatan. Dengan demikian, metode elemen hingga, berdasarkan weak form dari formulasi seperti prinsip energi atau pendekatan residual tertimbang, telah menjadi sangat populer. Contoh berikut menunjukkan keuntungan dari formulasi weak form. Contoh: Persamaan yang mengatur defleksi balok, 𝑤(𝜕𝜕), diberikan oleh (C.1) di mana 𝑝(𝜕) adalah gaya didistribusikan sepanjang balok. Untuk balok kantilever dikenakan beban akhir dan momen akhir seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.8, mencari defleksi balok menggunakan metode Galerkin dengan solusi diasumsikan (𝜕) = 𝐶𝑓(𝜕) = 𝐶(3𝜕2𝑙−𝜕) di mana 𝑓(𝜕) adalah fungsi trial dan weak.

(C.2)

adalah konstanta. Juga, menunjukkan keuntungan dari formulasi

Gambar 2.8. Kantilever beam dikenakan beban dan momen (Sumber: Rao, 2011) Solusi: Karena beban didistribusikan (𝜕) = 0 untuk balok yang ditunjukkan pada Gambar 2.10, persamaan yang mengatur (governing equation) menjadi (C.3) Dalam metode Galerkin, konstanta hubungan

dalam solusi diasumsikan ditemukan dengan menggunakan

(C.4) di mana 𝑅(𝜕) adalah residu dan 𝑓(𝜕) = 3𝜕2𝑙−𝜕3 adalah fungsi bobot/tertimbang yang diberikan oleh persamaan (C.2). Persamaan (C.4) dapat ditulis kembali sebagai

(C.5) Karena turunan keempat (𝜕) adalah nol, akan dikurangi orde turunan tertinggi 𝑤(𝜕) dengan mengintegrasikan per bagian (integral by parts) persamaan (C.5):

(C.6) Integrasi suku kedua di sisi kiri dari persamaan (C.6) per bagian menghasilkan persamaan

(C.7) Kondisi batas menghasilkan

(C.8)

Dengan menggunakan dua kondisi pertama persamaan (C.8), persamaan (C.7) dapat dinyatakan sebagai

(C.9) Dari persamaan (C.2) dan Gambar 2.10 diperoleh (C.10) Integral pada persamaan (C.9) dapat dihitung dengan hubungan pada persamaan (C.2) sebagai

(C.11)

Gunakan persamaan (C.10) dan (C.11) pada persamaan (C.9), konstanta C dapat ditemukan sebagai berikut: (C.12) Maka, solusi pendekatan untuk defleksi balok menjadi (C.13) yang menghasilkan defleksi pada ujung bebas (𝜕𝜕 = 𝑙𝑙) sebagai (C.14)

2.6

Metode Galerkin

Dalam hal ini bobot 𝑤𝑤𝑖𝑖 dipilih menjadi fungsi yang diketahui 𝑓𝑓𝑖(𝜕𝜕) dari fungsi trial dan berikut residu tertimbang ditetapkan sama dengan nol:

integral

(2.14) Persamaan (2.23) menyatakan

persamaan simultan di

tidak diketahui,

𝐶1, 𝐶2, 𝐶3, … , 𝐶𝑝. Metode ini umumnya memberikan solusi pendekatan terbaik. Berikut ini penurunan persamaan elemen hingga menggunakan pendekatan residu tertimbang dengan metode Galerkin: Misalkan persamaan diferensial pengatur dari masalah ekuilibrium diberikan oleh 𝐴(𝜙) = 𝑏

dalam 𝑉

(2.15)

dan kondisi batas 𝐵𝑗(𝜙) = g𝑗,

𝑖 = 1, 2, 3, … , 𝑝𝑝

pada 𝑆

(2.16)

Metode Galerkin mengharuskan (2.17) di mana fungsi trial 𝑓𝑖 dalam solusi pendekatan (2.18) diasumsikan memenuhi kondisi batas persamaan (2.25). Perhatikan bahwa 𝑓𝑖 didefinisikan atas seluruh domain dari persoalan. Persamaan (2.26) dapat berlaku untuk elemen sebagai (2.19)

di mana model interpolasi diambil dalam bentuk standar seperti (2.20) Persamaan (2.28) memberikan persamaan elemen hingga yang diperlukan untuk elemen khusus. Persamaan elemen ini harus dirakit untuk mendapatkan sistem atau persamaan secara keseluruhan (persamaan Global).

2.7

Comsol Multyphysics 5.2a

COMSOL adalah software simulasi elemen hingga, yang pada dasarnya dapat mensimulasikan berbagai aplikasi fisika dan teknik, seperti mensimulasikan perpindahan panas melalui struktur yang kompleks, kristal fotonik pada skala nano, lentur mekanik balok, aliran cairan, proses elektrokimia, fisika plasma dan lainnya. COMSOL Multiphysics 4.2a merupakan ekspansi yang signifikan dari aplikasi software, fitur dan fungsi. COMSOL Multiphysics memiliki beberapa manfaat pemecahan masalah, menggunakan COMSOL dapat membantu memahami masalah dan dapat menguji berbagai karakteristik geometris dan fisik model. Model yang disajikan dalam konteks dunia fisik (fisika terapan) dan dieksplorasi dalam terang teknik analisis prinsip-prinsip utama. Seperti halnya metode lain dari solusi masalah, informasi yang terkandung dalam solusi dari simulasi komputer ini adalah baik sebagai koefisien bahan dan asumsi dasar yang digunakan dalam membangun model. Keuntungan utama dalam menggabungkan simulasi komputer dan analisis prinsip-prinsip utama adalah bahwa penggguna dapat mencoba banyak pendekatan yang berbeda untuk solusi dari masalah yang sama yang diperlukan untuk mendapatkan solusi yang benar (atau setidaknya mendekati benar).

Gambar 2.7. COMSOL Multiphysics (Sumber: https://www.comsol.com)

BAB III METODELOGI PENELITIAN

3.1

TEMPAT DAN WAKTU 3.1.1Tempat Penelitian ini yang bertempat di kampus Politeknik Negeri Manado, Jalan. Politeknik Kecamatan Mapanget, Manado, Sulawesi Utara. 3.1.2 Waktu Adapun rencana kegiatan untuk memenuhi kebutuhan penulis untuk memenuhi judul ini yang akan di jadikan tugas akhir adalah sebagai berikut :

3.2 METODELOGI PENELITIAN



Eksperimen Dengan latar belakang dari permasalahan yang ada yaitu Kontrol posisi solar cell

dengan menggunakan mikrokontroler Maka dengan ini penulis memakai Metode Eksperimen, Yang merupakan metode dalam perancangan alat. 

Observasi Dengan memanfaatkan energy terbarukan serta melihan kondisi

dilapangan

maka penulis memakai Metode Observasi, yang merupakan metode dalam perancangan alat. 

Literatur Metode literature dilakukan dengan cara mencari dan membaca referensi yang berhubungan dengan penelitian.



Konsultasi dan Diskusi Melakukan konsultasi dengan Dosen serta berdiskusi dengan orang yang

mengerti dalam bidang analisa dan generator sinkron untuk mendapatkan saran serta masukan yang bermanfaat.

3.3 DIAGRAM BLOK

3.4 RENCANA BIAYA PEMBUATA TUGAS AKHIR

No

Uraian Alat dan Bahan

Jumlah

Harga Satuan

Total

Satuan 1.

AC (Air conditioner)

1

Rp 6.000.000

Rp 6.000.000

2.

HVS

2rim

Rp 50.000

Rp 100.000

3.

COMSOL multiphysics 1

Rp 250.000

Rp 250.00

Rp 24.000

Rp 24.000

Rp 200.000

Rp.200.000

Version 500243 4.

pena

5.

Biaya lain-lan

1 pack

Tabel 3.1 Anggaran

DAFTAR PUSTAKA Sumber: http://bookstore .mipa.uns.ac.id Priyadi Irnanda. 2009. Optimasi penggunaan AC sebagai alat pendingin ruangan Fakultas Tekink Jurusan Teknik Mesin Universitas Bengkulu Vol ll. No.6:48-50. www.pexel.com ISKANDAR,

Soetyono

CH

Iskandar

dan

muhsin

Z-Ed.1,Cet.1

Yogjakarta: Deepublish,juni 2017 COMSOL, Software Licenes Agrement May 2012, Introduction to the Optimization

Module

U.S

7,623,991.(www.comsol com/sla).

patents

7,519,518;7,596,474;and