BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1 Perancangan

BAB III
PERANCANGAN ALAT
3.1 Perancangan
Dalam pembuatan suatu alat atau produk perlu adanya sebuah rancangan yang
menjadi acuan dalam proses pembuatanya, sehingga kesalahan yang mungkin timbul dapat
ditekan dan dihindari.
3.1.1 Tujuan Perancangan
Tujuan dari perancangan alat
ini adalah untuk mewujudkan gagasan dan
didasari oleh teori serta fungsi dari alat alat tentang motor listrik tiga fase, kontaktor,
fungsi relay rangkaian mikro, motor servo , webcam, program pada sebuah personal
komputer untuk menjalankan alat tersebut, dan adapun tujuan dari perancangan alat
tersebut adalah sebagai berikut :
1.
Menentukan deskripsi kerja dari alat yang direncanakan
2.
Menentukan komponen-komponen yang diperlukan
3.
Sebagai pedoman dalam pembuatan alat
4.
Mengatur tata letak komponen yang digunakan
5.
Meminimalisir kesalahan dalam proses pembuatan
6.
Alat yang dihasilkan sesuai dengan apa yang direncanakan
3.2 Deskripsi Model Miniatur
3.2.1 Spesifikasi Bahan Untuk Mebuat Miniatur Alat
Sebelum membuat sebuah miniatur alat, Spesifikasi bahan harus diperhatikan
untuk membuat alat tersebut dan bahan yang di perlukan adalah :
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
1. Proses pembuatan miniatur menggunakan bahan akrilik seperti yang telah
ditentukan.
2. Proses pengkawatan forward reverse pada kontaktor magnet .
3. Proses pengkawatan pada kontaktor forward reverse menuju motor listrik 3 phase
sehingga dapat mengubah arah putaran motor.
4. Membuat pengawatan pada rangkaian relay untuk mengontrol kontaktor.
5. Membuat rangkaian driver output sebagai saklar pemicu untuk mengeluarkan
tegangan 12 VDC dan mengontol relay.
6. Memprogram mikro kontrolel untuk menjalankan opto coupler dan menjalankan
motor servo.
7. Membuat program web agar bisa dikendalikan oleh personal komputer lain dan di
pantau melalu webcam.
3.2.2 Sistem Kerja Model Pengendali Motor Tiga Phase Melalui Internet.
Pada model miniatur ini di gunakan satu motor tiga phase yang dikendalikan
oleh kontaktor magnet secara forward reverse. Terdapat tiga indikator lamp sebagai
penunjuk motor berputar dalam keadaan forward, reverse dan standbye. Sebelumnya
Kontaktor di kendalikan oleh relay yang diberi pemicu oleh opto copler dengan
tegangan 12 VDC yang terhubung pada program mikrokontroler. Mikro kontrolel
yang telah di program oleh personal komputer berfungsi mengendalikan opto
coupler dan mengerakan motor servo yang terpasang dengan webcam sehingga
dapat diatur dan di pantau oleh personal komputer .
Secara keseluruhan realisasi sistem ditunjukan seperti gambar berikut ini.
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Personal komputer
Internet
Personal Komputer
Mikrokontroler
Motor Forward/Reverse
Kamera
Gambar 3.1 blok sistem pengendalian motor tiga phase melalui internet
Flow Chart Forward
START
PERINTAH FORWARD/MAJU
MOTOR
BERPUTAR
MAJU
PERINTAH AWAL
TIDAK
YA
END
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Flow Chart Reverse
START
PERINTAH REVERSE/MUNDUR
PERINTAH AWAL
TIDAK
MOTOR
BERPUTAR
MUNDUR
YA
END
Gambar 3.2 flow chart model
3.3 Perancangan dan Pembuatan Model Pengendalian Motor Tiga Phasa Melalui
Internet
3.3.1 Perancangan Model Miniature
Miniatur terbuat dari akrilik yang berfungsi sebagai dudukan kontaktor, relay,
rangkaian mikro dan pintu sebagai indikator lamp dan terminal blok, Akrilik terbuat
dari bahan plastik dan yang digunakan pada miniatur alat ini adalah akrilik 5 mm dan
pintunya 3 mm. Ukuran yang digunakan pada dudukan adalah untuk panjang 50 cm
dan lebar 32 cm, sementara untuk pintu dibuat 2 pintu yang pertama dengan panjang
32 cm lebar 30 cm dan yang kedua panjang 32 cm lebar 20 cm
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
3.3.2 Perancangan Pengawatan Forward Reverse Pada Kontaktor
Kontaktor magnet yang digunakan dengan merk schneider dengan spesifikasi
sebagai berikut :
Gambar 3.3 kontaktor schneider
Features and Specifications
Certifications: UL Listed (E164862 / NLDX) - CSA Certified (LR43364 3211 04) - IEC Rated (60647-4) - CE Marked RoHS Compliant
Contactor Type: Non-Reversing
Inductive Amperes (AC3): 9A
Resistive Amperes (AC1): 20A
Horsepower Rating (1-Phase): 0.5HP@115Vac - 1HP@230Vac
Horsepower Rating (3-Phase): 2HP@200/230Vac - 5HP@460Vac - 7.5HP@575Vac
Marketing Trade Name: TeSys
Maximum Voltage Rating: 600 Vac
Mounting Style: 35mm DIN Rail
Number of Poles: 3-Pole (3 NO)
Coil Voltage Code: M7
Coil Consumption Sealed: 7.5 VA
Coil Voltage: 220Vac@50/60Hz
Coil Consumption Inrush: 70 VA
Weight: 0.71 lbs (0.32 kg)
Power Wire Size: #10 to #18 AWG
Control Terminal Torque: 15 lb-in (1.7 Nm)
Power Terminal Torque: 15 lb-in (1.7 Nm)
Terminal Type: Screw Clamp
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Control Wire Size: #10 to #18 AWG
Type: TeSys D
Digunakan dua kontaktor yang berfungsi sebagai penggerak pada motor tiga
phase yang dijalankan secara forward reverse . Ini adalah contoh contoh rangkaian
kontrol dan pengawatan forward reverse
Gambar 3.4 rangkaian kontrol forward reverse
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar rangkaian 3.5 rangkaian pengawatan forward reverse
Rangkaian forward reverse disini berfungsi untuk merubah arah putaran motor
yang asalnya memutar ke kanan menjadi memutar ke kiri dengan cara menukar phasa
input pada kontaktor satu R S T menjadi T S R pada kontaktor dua, bisa dilihat pada
gambar
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 3.6 gambar rangkaian pengubah arah putaran motor
Dalam gambar 3.2 dijelaskan bahwa 2 kontaktor dalam rangkaian, yaitu K1
dan K2. Dalam gambar A ini K1 dalam posisi NC atau sedang dalam kondisi ON, dan
K2 dalam posisi Off. Lihatlah bagaimana urutan phasa input R S T masuk dalam
rangkaian, sehingga putaran motor menjadi kearah kanan.Dan dalam gambar B ini
urutan phasa input yang masuk dalam rangkaian adalah kebalikannya, menjadi T S
R bila K2 dalam posisi NC atau ON, dan K1 dalam posisi Off. Dan membuat arah
putaran motor menjadi kearah kiri.
Untuk menghidup matikan K1 dan K2 satu persatu adalah bila tombol hijau
pada web ditekan, maka K1 akan bekerja dan berhenti bila tombol dilepas. Begitu
juga K2 bila tombol merah pada web ditekan dan dilepas. Untuk membuat kerja K1
dan K2 secara bergantian, bisa memanfaatkan NC pada masing masing kontaktor.
NC dari K1 dipasang seri pada jalur input koil K2, begitu juga sebaliknya, NC dari
K2 dipasang seri pada jalur input koil K1.
3.3.3 Perancangan Pengawatan Pada Motor Listrik Tiga Phase
Motor listrik disini sebagai output yang di kendalikan oleh kontaktor magnet
dan dijalankan oleh listrik tiga phase. Setelah melakukan pengawatan
forward
reverse pada kontaktor magnet lalu dilanjutkan dengan pengawatan pada motor tiga
phasenya, dengan cara mengambil output R S T dari kontaktor.
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 3.7 wiring blok star dan delta
Seperti yang telah diketahui pada kaki motor tiga phase terdapat enam buah
input tegangan dan pada wiring yang digunakan menggunakan sistem star atau
bintang yaitu mengabungkan tiga buah kaki x,y dan z menjadi satu sehingga netral
dan menjadi titik bintang atau sering disebut couple. Dan karena yang digunakan
sistem bintang maka salah satu phase harus ditukar terlebih dahulu pada output
kontaktor yaitu T1 kontaktor 1 dengan T2 kontaktor 2 dan T2 kontaktor 1 dengan T1
kontaktor 2, sementara T3 hanya di couple saja agar menghasilkan putaran motor
dengan sistem forward reverse.
3.3.4 Perancangan Pengawatan Relay DPDT (Double Pole Double throw)
Relay DBDT digunakan untuk mejalankan kontaktor yang diberi tegangan
oleh opto coupler. Jadi saat relay di beri tegangan maka elektro magnet akan menarik
medan magnet yang tadinya NC (normaly close) menjadi NO (normaly open). Seperti
pada gambar dibawah ini
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 3.8 kontruksi relay posisi Normally close
Gambar 3.9 kontruksi relay normally open
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Terdapat dua relay yang digunakan pada masing masing kontaktor,kaki 5 pada
relay atau bisa disebut comand dihubungkan dengan input NC (Normally Close) pada
masing masing kontaktor yang fungsinya untuk memicu kontaktor saat diberi
tegangan.
3.3.5 Perancangan Rangkaian Driver Output
Rangkaian ini berfungsi sebagai saklar pemicu yang mengeluarkan tegangan
12 VDC untuk menjalankan relay, dan rangkaian ini juga mendapatkan tegangan dari
mikro kontrolel sebesar 5 VDC yang berfungsi untuk mengaktifkan ic optocoupler
4N35.
Gambar 3.10 skema rangkaian driver optocoupler
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
3.3.6 Kontroler
Kontroler yang digunakan ialah Arduino Mega 2560. Dipilihnya kontroler ini
ialah karena mempunyai fitur-fitur yang lengkap yang memiliki 54 pin digital
input/output (dimana 14 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 16 pin analog
input, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik, dan tombol reset. Juga
memiliki kecepatan yang baik yaitu satu siklus mesin untuk satu intruksi dengan
kecepatan 16MHz, serta mudah diperoleh dipasaran.
Gambar 3.11 Konfigurasi Arduino Microcontroller Mega 2560
Untuk dapat bekerja mikrokontroler ini perlu mendapat tegangan kerja sebesar 5
Volt dengan arus 40 mA dan ground serta clock, dengan clock yang digunakan pada
perancangan ini sebesar 16 MHz.
Input yang masuk pada mikrokontroler ini berupa tegangan sebesar 5 Volt dan
juga dari perangkat lunak Arduino IDE yang sudah ter-install di PC atau Notebook.
Keluaran dari mikrokontroler ini yang disambungkan ke optocoupler dan relay untuk
mensuplay tegangan AC ke A1 kontaktor.
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tampilan Program
Gambar 3.12 Tampilan Program
Sementara listing program akan ada di lampiran. Jadi cara kerja program
setelah dibuat listingnya akan muncul tampilan seperti berikut ini di buat melalui visual
basic. Setelah memilih comPort yang telah di berikan pada arduino lalu klik konek dan
program akan bekerja sesua i dengan perintah yang telah di berikan.
3.3.4 Motor Servo 5 Volt
Penggunaan motor servo lebih menguntungkan dan efisien, karena sudut,
kecepatan dan arahnya bisa diatur. Juga memiliki torsi yang tinggi pula, yaitu 6,5 Kg.
Masukan motor servo tersebut ialah dari data mikro Arduino dengan tegangan masukan
5 Volt.
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Dengan bisa diatur sudut, kecepatan dan arah memungkinkan untuk
menggerakan webcam secara perlahan sesuai dengan keinginan yang telah di program
oleh mikrokontroler.
3.3.5 Penggunaan Software Time Viewer
Software ini di gunakan untuk mengendalikan program pada satu personal
komputer melalui internet yang terhubung pada personal komputer atau media lainnya
misalnya Smartphone. Caranya dengan membuat id dari satu komputer untuk di sinkron
kan dengan id lainnya pada media lainya. Setelah mensinkronkan kedua personal
komputer maka komputer dapat dikendalikan oleh komputer lainnya.
Tegar Jembar Dwi k ,2013
Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu