sistem pengontrolan kecepatan motor ac

ILTEK,Volume 6, Nomor 12, Oktober 2011
SISTEM PENGONTROLAN KECEPATAN MOTOR AC DENGAN
MENGGUNAKAN TRIAC
Suradi, Muhammad Syahrir Habiba
Dosen Fakultas Teknik Universitas Islam Makassar
ABSTRAK
Kontrol kecepatan motor yang dikembangkan mampu memberikan beberapa kondisi operasi motor, masing-masing
memberikan harga maksimum yang berbeda-beda dari laju output motor. Dengan menggunakan regulator kecepatan
motor dalam pengontrolan secara simultan maka dilakukan pengontrolan laju kecepatan dari suatu proses pengontrolan
kecepatan secara kaskade. Sistem pengontrolan simultan ini diimplementasikan oleh suatu komponen triack yang
berfungsi untuk memilih kondisi operasi motor sehingga memberikan laju aliran putaran motor yang sesuai dengan
kebutuhan proses. Dalam penelitian menunjukkan bahwa penambahan regulator kecepatan motor penggerak sehingga
membentuk sistem pengontrolan simultan dari kecepatan motor dapat menghasilkan unjuk kerja sistem pengontrolan
simultan dari kecepatannya sedapat menghasilkan unjuk kerja sistem pengontrolan yang lebih baik dibangdingkan
pengontrolan yang hanya menggunakan pengontroloan dengan kecepatan tanpa diubah-ubah.
Rangkaian sistem pengontrolan kecepatan motor AC dengan menggunakan triac dapat digunakan sebagai pengatur
kecepaatan motor secara universal. Semakin besar tegangan yang dinaikkan, besar arus juga semakin besar, dan
sebaliknya semakin kecil tegangan yang diberikan maka semakin kecil pula arus yang mengalir sehingga arus lonjakan
dapat dihindari.
Kata Kunci: Pengontrolan, Triac
sistem pengontrolan simultan dari kecepatannya
sedapat menghasilkan unjuk kerja sistem pengontrolan
yang lebih baik dibangdingkan pengontrolan yang
hanya menggunakan pengontroloan dengan kecepatan
tanpa diubah-ubah.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam berbagai sistem kontrol proses yang
menggunakan laju kecepatan sebagai manipulated
variable, ditemui bahwa pengaturan kecepatan motor
dengan hanya menggunakan sakelar pengontrol saja
sering kurang memadai. Untuk itu dalam penelitian ini
akan dikembangkan suatu regulator kecepatan motor
arus bolak balik (motor AC) yang mampu mengubah
kecepatan motor sesuai dengan kebutuhan. Regulator
ini terdiri dari rangkaian inverter menggunakan
komponen elektronika daya modern yang dipicu oleh
suatu sinyal, sehingga bisa menghasilkan catu daya
listrik dengan tegangan dan frekuensi yang berubahubah besarnya sesuai dengan keepatan dan torsi motor
yang dikehendaki.
Kontrol kecepatan motor yang dikembangkan
mampu memberikan beberapa kondisi operasi motor,
masing-masing memberikan harga maksimum yang
berbeda-beda dari laju output motor. Dengan
menggunakan regulator kecepatan motor dalam
pengontrolan secara simultan maka dilakukan
pengontrolan laju kecepatan dari suatu proses
pengontrolan kecepatan secara kaskade. Sistem
pengontrolan simultan ini diimplementasikan oleh
suatu komponen triack yang berfungsi untuk memilih
kondisi operasi motor sehingga memberikan laju aliran
putaran motor yang sesuai dengan kebutuhan proses.
Uji coba yang dilakukan menunjukkan bahwa
penambahan regulator kecepatan motor penggerak
sehingga membentuk sistem pengontrolan simultan
dari kecepatan motor dapat menghasilkan unjuk kerja
1.2. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan perancangan akhir ini adalah :
1. Mengetahui Fungsi dan prinsif kerja dari
rangakaian sistem pengontrolan kecepatan motor
AC dengan menggunakan triac
2. Mengevaluasi
dan
mengoperasikan
sistem
pengontrolan kecepatan motor AC dengan
menggunakan triac
3. Tersedianya alat sistem pengontrolan motor yang
murah dan efektif
1.3. Rumusan masalah
Berdasarkan latar belakang masalah dan tujuan
yang ingin dicapai di atas, maka dapat dirumuskan
permasaalahannya sebagai berikut :
1. Bagaimana mengetahui prinsip kerja dari
perancangan alat sistem pengontrolan kecepatan
motor AC tersebut
2. Bagaimana mengevaluasi dan mengoperasikan
rangakaian sistem pengontrolan kecepatan mtor AC
dengan menggunakan triac
1.4. Batasan masalah
Mengingat luasnya masalah tentang pengontrolan
kecepatan motor listrik dengan menggunaka triac,
maka dalam penulisan tugas akhir ini di batasi sebagai
berikut :
855
ILTEK,Volume 6, Nomor 12, Oktober 2011
1. Sistem pengontrolan kecepatan motor yang akan
dibahas dibatasi pada rangkaian yang mampu
dipergunakan oleh alat industri rumah tangga.
2. Pada perancangan sistem kecepatan motor ini
hanya menggunakan motor AC dengan sistem
merubah putaran motor dengan menggunakan
kontrol tegangan dan arus output.
b. Pembutan Skema rangkaian pengontrolan
kecepatan motor AC dengan menggunnakan
triac
c. Identifikasi masalah
d. Perancangan
- Perancangan rangkaian pada protoboard
- Pembuatan rangakaian tampak bawah dan
tampak atas pada papan PCB
- Pelarutan rangkaian dengan menggunakan
fericlorida (FeCl)
- Pembersihan papan tercetak (PCB)
- pengeboran papan tercetak(PCB) sesuai dengan
tata letak komponen
- Pemasangan alat dan bahan sesuai dengan
skema rangkaian
e. Cara pengoperasian
Mengoperasikan
hasil
rangkaian
sistem
pengontrolan
kecepatan
motor
dengan
menggunakan triac sesuai dengan hasil.
METODOLOGI PERANCANGAN
3.1. Lokasi dan Waktu penelitian
Perancangan sistem merupakan tahapan yang
perlu diperhatikan sebelum memasuki tahapan
membuat dan merakit suatu peralatan. Perancangan
sitem kontrol kecepatan motor Ac ini dengan
menggunakan triac dapat bekerja sesuai dengan
kebutuhan yang kita perlukan.
a. Waktu pelaksanaan. Adapun waktu yang
digunakan dalam pelaksanaan tugas akhir ini
berlangsun selama 2 Bulan.
b. Tempat pelaksanaan bahan tugas akhir ini di
lakukan di laboratorium Fakultas Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Islam Makassar.
3.4. Skema rangkaian
Adapun skema rangkaian sistem pengontrolan
motor AC dengan menggunakan triac seperti gambar
dibawah ini :
F1
2A
3.2. Pemilihan komponen
Pemilihan komponen disesuaikan dengan daftar
komponen yang dibuat sehingga dapat menghasilkan
rancangan terbaik serta alat bekerja sesuai dengan yang
diharafkan. Daftar komponen sebagai berikut :
Alat dan bahan yang digunakan :
a.
Alat
1. Tang 1 buah
2. Timah 1 rol
3. Papan protoboard 1buah
4. Larutan fericlorida (FeCl) 800 ons
5. Kertas kalkir 1 lembar ukuran 10cm x 20cm
6. Kertas milimiter 1lembar ukuran 10cm x
20cm
7. Avometer 1 buah tpe SUNWA RX 1600
b. Bahan
1.
Resistor
R1,R2 : 5K6 2 biji
R3
: 500KΩ1 biji
2.
Potensiometer
VR1
: 500K 1 biji
3.
Triac
BTA 16 1 biji
4.
Fuse
2A 1 buah
5.
Lilitan 1 Biji
6.
Motor Motor AC 1 Buah
7.
Kapasitor
C1
:222/400 V
C2, C3 : 223/400 V
8.
Papan PCB 1 buah ukuran 4cmx5cm
9.
Kabel NYA panjang 30 CM
10. Stop kontak 1 buah
L1
BT A
16
R1
5K6
C1
222
/40
0v
C2
223
/40
0v
R3
500K
VR1
500K
M
C3
223
/40
0v
R2
5K6
Gambar 1. Skema rangkaian Sistem pengontrolan Kecepatan motor
dengan menggunaka triac.
3.5. Perancangan sistem kontrol kecepatan motor
AC dengan menggunakan triac
1. Pembuatan skema rangkaian
Dari hasil studi literatur ini kemudian dibuatkan
sebuah skema rangkaian yang sesuai dengan judul
yang dimaksud lalu digambarkan pada kertas kalkir
dalam bentuk rangkaian tampak atas dan rangkaian
tampak bawah dari program.
2. Pengujian rangkaian pada protoboard
Pada tahapan ini dilakukan percobaan dengan
pengetesan rangkaian, apakah koponen-komponen,
alat dan bahan yang digunakan berfungsi dengan
baik dan dapat bekerja sesuai dengan perintah yang
diberikan oleh input dari rangkaian sistem
pengontrolan ini.
3. Pembuatan papan tercetak (PCB)
- Hasil dari rangkaian tampak atas dan tampak
bawah yang sudah digambar di kertas kalkir
3.3. Tahapan perancangan
Untuk mencapai hasil yang optimal (sesuai
dengan perancangan), maka penulis menggunakan
beberapa tahapan perancangan sebagai berikut
:
a. Studi literatur
856
ILTEK,Volume 6, Nomor 12, Oktober 2011
dipindahkan ke papan tercetak (PCB) dengan
menggunakan spidol OHP
- Pengaturan tata letak komponen dan
pembersihan papan tercetak (PCB)
- Pelarutan Papan PCB dengan menggunakan
Feric clorida (FeCl)
- Pembersihan papan tercetak (PCB) dengan
jalan mencuci sampai unsur fericclorida
hilang lalu dilanjutkakn dengan proses
pembersihan dengan jalan menggunakan
silet pada papan tercetak.
- Pengeboran papan tercetak (PCB) sesuai
dengan tata letak komponen
4.
Perakitan Alat
- Memasang
komponen-komponen
elektronika yang di butuhkan sesuai dengan
skema rangkaian
- Penyolederan kaki-kaki komponen pada
papan tercetak (PCB)
- Pemotongan dan pembersihan Komponenkomponen,
alat
dan
bahan
yang
dipergunakan pada rancangan sistem ini.
5. Pengoperasian alat
Pada hasil akhir dari rangkaian ini diperlukan uji
coba dengan melihat hasil perubahan kecepatan
motor yang telah berhasil diselesaikan sesuai
dengan kebutuhan yang diperlukan.
Besar kecilnya tegangan listrik di ukur dengan satuan
Volta atau volt.
1000 mV (milli volt) = 1 Volt
1000 Volt = 1kV (kilo Volt)
1000 kV = 1 MV (mega Volt)
Besar dan kecilnya tegangan dalam sumber
arus listrik AC tergantung dari besar kecilnya
benda/magnet yang berputar dalam dinamo. Pada
rangkaian ini system pengontrolan kecepatan motor
dengan menggunakan triac disini menggunakan
tegangan 220V/50 hz berasal dari PLN.
b. Cara pengujian
untuk mengetahui tegangan sumber pada PLN atau
generator dengan menggunakan multitester yakni :
1. memastikan mengukur tegangan AC.
2. pada perkiraan tegangan yang diukur saklar
avometer menujuk pada angka yang lebih tinggi
dari yang diukur.
3. Memasukkan masing-masing pencolok pada
lubang soket PLN dan melihat gerakan jarum
jam berhenti pada angka 220 V.
c. Hasil Pengujian
Data dari avometer dengan skala RX 1000 V
menujuk pada angka 220 V AC
3.2 Input Rangkaian
Input merupakan energi yang dimasukkan kedalam
sistem yang akan dikelolah oleh sebuah rangkaian.
Masukan dapat berupa masukan perawatan atau
masukan sistem yang berupa arus dan tegangan.
Umumnya data yang yang diperlukan sebagai masukan
yang diturunkan dari kebutuhan rangkaian.
a. Pembuatan rangkaian input
rangkaian input terdiri atas 2 buah titik dan sebuah
sekering. Rangkaian dua titik memiliki fungsi
sebagai masukan arus dan tegangan dari tegangan
sumber dan sekering sebagai penghubung dan
pemutus arus yang di bagi keseluruh komponen
rangkaian system pengontrolan kecepatan motor
AC dengan menggunakan triac.
Apabila arus dan tegangan sudah masuk kedalam
rangkaian infut maka akan menghasilkan sinyal
yang dibutuhkan oleh komponen-komponen
lainnya yang akan diumpan ke rangkaian drive awal
untuk membangkitkan kompnen disekitarnya.
b. cara pengujian
pengujian dilakukan dengan mengukur arus dan
tegangan pada rangkaian tersebut. Parameter
pengujian yaitu arus Alternatife current (AC).
Dengan tegangan 220v/50 Hz.
c. hasil pengujian
dari hasil pengujian diperoleh data hasil tabel
sebagai berikut .
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sistem pengontorlan kecepatan motor AC dengan
menggunakan triac merupakan rangkaian pengendali
motor dengan multifungsi. Rangkaian pengendali
motor ini dirancang khusus untuk bahan2 industri yang
sangat dibutuhkan oleh perusahaan sesuai dengan
perkembangan zaman yang ada pada saat ini.
Asas kerja dari rangkaian pengontrol kecepatan
motor listrik ini dengan menggunakan triac melalui
perubahan tegangan dan arus yang diberikan oleh
sumber arus melalui input dari rangkaian. Dari
rangkain infut ini kemudian arus dan tegangan di
kelolah dan diumpan ke drive akhir selanjutnya pada
drive akhir lalu diperkuat dan dikeluarkan melalui
drive akhir menjuh motor sebagai hasil akhir dari
rangkaian ini. Dengan demikian kompenen pada drive
akhir tersebut dikontrol aleh rangkaian drive awal
dengan menggunakan kompenen potensiometer
sebagai pengatur arus dan tegangan. Umpan balik dari
drive awal inilah yang mempengaruhi komponen drive
akhir secara berkala dengan mengeluarkan (output)
berupa arus dan tegangan yang berubah-ubah sehingga
kecepatan pada motor berubah pula.
3.1 Tegangan Sumber
a. Asal Tegangan Sumber
Tegangan sumber ialah sebuah sebuah tempat
penampungan atau wadah dimana listrik itu dilahirkan
dimana memilki energy yang dapat dimanfaatkan
tenaga, daya dan panasnya.
Tombol
Tegangan
Sumber
Arus
ON
OFF
857
Tegangan
220V
Input
Arus
Tegangan
220V
Keteran
gan
ILTEK,Volume 6, Nomor 12, Oktober 2011
3.3 Drive Awal
Penguat drive awal merupakan komponen yang
berfungsi sebagai alat control utama dari rangkaian ini
yang mana memberikan pengontrolan arus dan
tegangan melalui pengaturan potensiometer yang
diteruskan melalui komponenpenghambat resistor yang
diumpan ke rangkaian driver output.
a. pembuatan rangkaian
b. cara pengujian
c. hasil pengujian
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Berdasarkan data yang diperoleh dari uji coba alat
yang dibuat, maka dapat ditarik kesimpulan :
1. Rangkaian sistem pengontrolan kecepatan motor
AC dengan menggunakan triac dapat digunakan
sebagai pengatur kecepaatan motor secara
universal.
2. Semakin besar tegangan yang dinaikkan, besar arus
juga semakin besar, dan sebaliknya semakin kecil
tegangan yang diberikan maka semakin kecil pula
arus yang mengalir sehingga arus lonjakan dapat
dihindari.
4.2 Saran
1. Agar alat ini efektif dan efisien sebaiknya
digunakan komponen-komponen elektronika yang
berkwalitas dan melalui perencanaan yang lebih
matang sehingga diperoleh hasil yang optimal.
2. Saat pengukuran dalam putaran rendah, sebaiknya
jangan terlalu lama karena akan mengakibatkan
motor terlalu cepat panas dan mudah terbakar.
DAFTAR PUSTAKA
1. Rusmad Dedy. 2004. Seri elektronika digital dan
rangkaian, Bandung : CV. Pionir jaya
2. Sekyourth
W
Richadson.1998.Stasiun
min
pemancar televise, Demak : CV.Media Ilmu
3. Marhiyanto Fajar.1993.teknik Mereparasi Radi dan
Tape recorder mudah dan praktis, Surabaya : PT.
Tiga dua Surabaya
4. Francis.RM Drs.1997.bikin sendiri equalizier,
Pekalongan: CV Bahagia
5. Yani Ahmad.2008.Panduan menjadi teknisi
komputer, Bandung : Kawan Pustaka
858