pengoperasian motor induksi 3 fasa

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
TUGAS AKHIR
PENGOPERASIAN MOTOR INDUKSI 3 FASA
MENGGUNAKAN SISTEM TENAGA 1 FASA
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Oleh:
SECOND ADRIAN CHRISTIANTO
NIM : 085114002
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2013
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
FINAL PROJECT
OPERATION OF 3 PHASE INDUCTION MOTOR
USING 1 PHASE POWER SYSTEM
Presented as Partial Fullfillment of Requirements
To Obtain the SarjanaTeknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
Second Adrian Christianto
NIM : 085114002
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2013
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
HALAMAN MOTTO HIDUP DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
Segala sesuatu dapat terwujud jika kamu benar-benar
menginginkannya
Skripsi ini kupersembahkan untuk,
Tuhan Yesus Kristus yang selalu mendampingi dan menyertaiku,
Alm. Ayahanda yang tercinta, FA. Tedjo Yuwana
Ibunda yang tercinta, F. Tridayanti Wahyu Wardani
Kakakku yang tersayang, Sesilia Firsty Novi Andria Sari
Dan semua orang yang mengasihiku
vi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
vii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
INTISARI
Pada saat ini motor induksi 3 fasa sangat dibutuhkan pada daerah yang banyak
terdapat industri kecil dan pada daerah yang hanya mempunyai sistem kelistrikan 1 fasa.
Daerah tersebut memerlukan motor dengan daya penggerak yang besar tetapi yang bisa
dioperasikan dengan baik dan normal pada sistem kelistrikan 1 fasa. Salah satu cara agar
motor induksi dapat bekerja dengan baik dan normal adalah menambahkan rangkaian
motor kapasitor pada motor induksi 3 fasa. Rangkaian kapasitor yang digunakan diletakkan
pada sisi kumparan bantu atau sisi kumparan yang mempunyai impedansi yang lebih besar.
Pada penelitian ini, untuk menunjang kinerja motor induksi 3 fasa dengan sistem
kelistrikan 1 fasa ditambah dengan sensor arus ACS758 untuk mengukur nilai arus dari
beban yang digunakan. Ketika sensor arus ACS758 mendeteksi adanya arus yang lewat,
maka akan ditampilkan nilai arus tersebut pada LCD yang tersedia untuk memudahkan
user dalam pembacaan nilai arus yang terukur. Motor induksi dapat bekerja dengan baik
dan normal dengan sistem kelistrikan 1 fasa menggunakan rangkaian motor kapasitor.
Pengukuran dengan sensor arus tersebut memiliki error dibawah 3%.
Kata kunci : rangkaian motor kapasitor, sensor arus ACS758, LCD
viii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
ABSTRACT
At this time the 3-phase induction motors are needed in many areas there are small
industries and in areas that have only 1-phase electrical system. The area requires a motor
with a large driving force but that can be operated with both normal and 1-phase electrical
system. One way for an induction motor can work with both normal and is adding a series
capacitor motors in 3-phase induction motor. The series capacitors are used auxiliary coil is
placed on the side or sides of the coil which has a larger impedance.
In this study, to support the performance of 3-phase induction motors with 1-phase
electrical system coupled with the ACS758 current sensor to measure the current value of
the load is used. When the ACS758 current sensor detects current passes, it will display the
current value on the LCD are available to facilitate the user in the current value of the
measured reading. Induction motor can work well and normal with 1-phase electrical
system using a series capacitor motors. Measurement with current sensor has an error less
than 3%.
Keywords: motor circuits capacitor, ACS758 current sensor, LCD
ix
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah
memberikan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan
baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Petrus Setyo Prabowo , S.T., M.T., dosen pembimbing yang dengan penuh
pengertian dan ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi
dalam penulisan skripsi ini.
4. Para dosen penguji yang telah memberikan masukan, bimbingan, saran dalam
merevisi skripsi ini.
5. Orang tua dan kakak saya atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang yang
tiada henti.
6. Pradipta Melanie R. atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang yang tiada
henti.
7. Staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa.
8. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2008 Teknik Elektro, kawan-kawan kost, dan
semua kawan yang mendukung saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang
telah diberikan dalam penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih mengalami
kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan,
kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi
ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.
Penulis
Second Adrian Christianto
x
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................................ i
HALAMAN JUDUL (Bahasa Inggris) .......................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................................ iii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .......................................................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP .............................................. vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJAN KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ....................................................................... vii
INTISARI ......................................................................................................................... viii
ABSTRACT ....................................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ..................................................................................................... x
DAFTAR ISI .................................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ............................................................................................................ xvi
DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang.......................................................................................................... 1
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................................................. 1
1.3. Pembatasan Masalah................................................................................................. 1
1.4. Metodogi Penelitian.................................................................................................. 2
BAB II DASAR TEORI
2.1. Motor Induksi 3 Fasa ................................................................................................ 4
2.1.1 Konstruksi Motor Induksi 3 Fasa ................................................................. 4
2.1.2 Motor Kapasitor............................................................................................ 5
2.2. Teori Tenaga Listrik 1 Fasa ke Motor Induksi 3 Fasa.............................................. 7
2.3. Kapasitor................................................................................................................... 7
2.4. Generator Sinkron..................................................................................................... 8
2.5. Mikrokontroler AVR ................................................................................................ 10
2.5.1. Konstruksi ATMega8535 ............................................................................. 10
2.5.2. Reset dan Osilator Eksternal ........................................................................ 13
xi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2.5.3. ADC (Analog to Digital Converter)............................................................. 13
2.5.3.1. Mode Operasi ................................................................................. 14
2.5.3.2. Register Pengendali ADC .............................................................. 14
2.6. Sensor Arus ACS758 ................................................................................................ 17
2.7. IC Regulator ............................................................................................................. 19
2.8. Filter Kapasitor......................................................................................................... 20
2.9. Hukum Ohm ............................................................................................................. 20
2.10. LCD .......................................................................................................................... 21
BAB III PERANCANGAN
3.1. Blok Diagram Rangkaian ......................................................................................... 25
3.2. Perancangan Perangkat Keras .................................................................................. 26
3.2.1. Perancangan Rangkaian Sensor Arus ........................................................... 26
3.2.2. Perancangan Rangkaian Mikrokontroler ...................................................... 27
3.2.3. Reset Eksternal ............................................................................................. 28
3.2.4. Osilator ......................................................................................................... 28
3.2.5. Kapasitor....................................................................................................... 28
3.2.6. Perancangan Rangkaian Penampil................................................................ 29
3.2.6.1. Rangkaian Indikator LED .............................................................. 29
3.2.6.2. Rangkaian LCD .............................................................................. 30
3.2.7. Rangkaian Lengkap Mikrokontroler ............................................................ 31
3.2.8. Perancangan Rangkaian Penyearah .............................................................. 31
3.3. Perangcangan Perangkat Lunak................................................................................ 35
3.3.1. Flowchart ..................................................................................................... 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Bentuk Fisik Rangkaian Perangkat Keras Elektronik .............................................. 36
4.1.1. Bentuk Fisik Rangkaian Kapasitor ............................................................... 36
4.1.2. Cara Penggunaan Alat .................................................................................. 37
4.1.3. Perangkat Keras Elektronik .......................................................................... 38
4.2. Hasil Pengujian ......................................................................................................... 41
4.2.1. Pengujian Pada Sistem 1 Fasa ...................................................................... 42
4.2.2. Pengujian Pada Sistem 3 Fasa ...................................................................... 45
4.2.3. Pengujian Pada Sistem 1 Fasa dengan Variasi Kapasitor............................. 48
4.2.3.1. Variasi Kapasitor Jalan Bernilai 10 µF ......................................... 48
xii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
4.2.3.2. Variasi Kapasitor Jalan Bernilai 16 µF ......................................... 48
4.2.3.3. Variasi Kapasitor Start Bernilai 44 µF .......................................... 49
4.2.3.4. Analisa Data Arus Alternator dengan Variasi Kapasitor............... 50
4.3. Analisis Hasil Pengujian........................................................................................... 50
4.3.1. Analisis Data Arus ........................................................................................ 50
4.3.2. Analisis Data Kecepatan Putaran (RPM) ..................................................... 52
4.4. Analisis Error Perangkat Keras ................................................................................ 54
4.5. Pengujian Rangkaian Penyearah .............................................................................. 56
4.6. Pembahasan Software ............................................................................................... 58
4.6.1. Program Utama ............................................................................................. 58
4.6.2. Program Mengukur Nilai Arus ..................................................................... 59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ............................................................................................................... 61
5.2. Saran ......................................................................................................................... 61
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 62
LAMPIRAN
xiii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Blok model perancangan sistem 1 fasa ....................................................... 2
Gambar 1.2. Blok model perancangan sistem 3 fasa ....................................................... 3
Gambar 2.1. Stator ........................................................................................................... 5
Gambar 2.2. Rotor............................................................................................................ 5
Gambar 2.3. Skema rangkaian motor kapasitor start ...................................................... 5
Gambar 2.4. Skema rangkaian motor kapasitor start dan run ......................................... 6
Gambar 2.5. Skema rangkaian motor kapasitor permanen .............................................. 6
Gambar 2.6. Rangkaian kapasitor pada kumparan motor induksi 3 fasa......................... 7
Gambar 2.7. Alternator .................................................................................................... 9
Gambar 2.8. Komponen utama alternator ........................................................................ 9
Gambar 2.9. Konfigurasi pin ATmega8535 .................................................................... 11
Gambar 2.10. Rangkaian reset ........................................................................................... 13
Gambar 2.11. Sensor arus ACS758 ................................................................................... 18
Gambar 2.12. Port masukan dan Port keluaran ACS758.................................................. 18
Gambar 2.13. Rangkaian dasar regulator 78xx ................................................................. 19
Gambar 2.14. Rangkaian arus ............................................................................................ 20
Gambar 2.15. Bentuk fisik LCD 16x2 ............................................................................... 21
Gambar 2.16. Konfugurasi pin LCD.................................................................................. 22
Gambar 3.1. Diagram blok rancangan ............................................................................. 25
Gambar 3.2. Rangkaian sensor arus ACS758 .................................................................. 26
Gambar 3.3. Rangkaian mikrokontroler .......................................................................... 27
Gambar 3.4. Rangkaian reset eksternal ........................................................................... 28
Gambar 3.5. Rangkaian osilator....................................................................................... 28
Gambar 3.6. Penempatan dan nilai kapasitor yang digunakan ........................................ 29
Gambar 3.7. Rangkaian LED ........................................................................................... 30
Gambar 3.8. Rangkaian LCD........................................................................................... 30
Gambar 3.9. Rangkaian lengkap mikrokontroler ............................................................. 31
Gambar 3.10 (a). Rangkaian penyearah tegangan 12 volt ................................................. 32
Gambar 3.10 (b). Rangkaian penyearah tegangan 5 volt .................................................. 32
Gambar 3.11. Alur program ............................................................................................... 35
xiv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 4.1. Bentuk fisik rangkaian kapasitor................................................................. 36
Gambar 4.2. Boks peragkat keras elektronik ................................................................... 37
Gambar 4.3. Penempatan rangkaian kapasitor pada motor induksi 3 fasa ...................... 37
Gambar 4.4. Perangkat keras elektronik .......................................................................... 39
Gambar 4.5. Rangkaian lampu pijar ................................................................................ 39
Gambar 4.6. Rangkaian LCD........................................................................................... 40
Gambar 4.7. Sensor arus .................................................................................................. 40
Gambar 4.8. Rangkaian minimum system ........................................................................ 40
Gambar 4.9. Rangkaian penyearah tegangan ................................................................... 41
Gambar 4.10. Rangkaian catu daya ................................................................................... 41
Gambar 4.11. Grafik hubungan antara arus terhadap beban lampu pada sistem 1 fasa..... 43
Gambar 4.12. Grafik hubungan antara RPM terhadap beban lampu pada sistem 1 fasa ... 43
Gambar 4.13. Grafik hubungan antara arus terhadap beban lampu pada sistem 3 fasa..... 46
Gambar 4.14. Grafik hubungan antara RPM dengan beban lampu pada sistem 3 fasa ..... 46
Gambar 4.15. Grafik perbandingan arus keluaran alternator menggunakan variasi kapasitor
..................................................................................................................... 50
Gambar 4.16. Grafik perbandingan arus antara sistem 1 fasa dengan sistem 3 fasa ......... 51
Gambar 4.17. Grafik perbandingan RPM pada sistem 1 fasa dengan sistem 3 fasa.......... 53
Gambar 4.18. Rangkaian penyearah tegangan ................................................................... 56
Gambar 4.19. Tampilan awal LCD pada perangkat keras ................................................. 58
Gambar 4.20. Listing program utama dan program tampilan awal ................................... 58
Gambar 4.21. Listing program mengukur nilai arus .......................................................... 59
Gambar 4.22. Tampilan nilai tegangan keluaran sensor dan nilai arus ............................. 60
Gambar 4.23. Listing program tampilan nilai tegangan keluaran sensor dan nilai arus .... 60
xv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Fungsi khusus port B ....................................................................................... 11
Tabel 2.2.
Fungsi khusus port C ....................................................................................... 12
Tabel 2.3.
Fungsi khusus port D....................................................................................... 12
Tabel 2.4.
Register ADMUX ............................................................................................ 14
Tabel 2.5.
Pemilihan tegangan referensi........................................................................... 15
Tabel 2.6.
Pemilih pin masukan ADC .............................................................................. 15
Tabel 2.7.
Register ADCSRA........................................................................................... 15
Tabel 2.8.
ADC prescaler .................................................................................................. 16
Tabel 2.9.
Register Data ADC, ADLAR=0 ...................................................................... 17
Tabel 2.10. Register Data ADC, ADLAR=1 ...................................................................... 17
Tabel 2.11. Nilai tegangan IC 78xx .................................................................................... 19
Tabel 2.12. Operasi dasar LCD .......................................................................................... 22
Tabel 2.13. Konfigurasi pin LCD ....................................................................................... 22
Tabel 2.14. Konfigurasi pin LCD ....................................................................................... 23
Tabel 3.1.
Tegangan keluaran sensor terhadap arus yang diukur .................................... 27
Tabel 4.1.
Hasil pengujian pada sistem 1 fasa ................................................................. 42
Tabel 4.2.
Penambahan parameter uji pada sistem 1 fasa ................................................ 44
Tabel 4.3.
Hasi pengujian pada sistem 3 fasa ................................................................... 45
Tabel 4.4.
Penambahan parameter uji pada sistem 3 fasa ................................................ 47
Tabel 4.5.
Pengujian kapasitor jalan 10 µF ...................................................................... 48
Tabel 4.6.
Pengujian kapasitor jalan 16 µF ...................................................................... 49
Tabel 4.7.
Pengujian kapasitor start 44 µF ....................................................................... 49
Tabel 4.8.
Nilai arus sistem 1 fasa dan sistem 3 fasa ....................................................... 51
Tabel 4.9.
Nilai RPM motor induksi sistem 1 fasa dan sistem 3 fasa .............................. 52
Tabel 4.10. Presentase error perangkat keras dalam pengukuran nilai arus ...................... 55
Tabel 4.11. Hasil pengujian tegangan keluaran rangkaian penyearah................................ 57
xvi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR LAMPIRAN
L1.
Lampiran listing program utama .............................................................................. L1
L2.
Lampiran rangkaian keseluruhan ............................................................................. L2
L3.
Lampiran tabel pengambilan data ............................................................................ L3
L4.
Datasheet ACS758 ................................................................................................... L4
xvii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pada saat ini pengoperasian motor induksi 3 fasa pada sistem tenaga listrik AC 1
fasa sangat dibutuhkan terlebih pada daerah yang banyak terdapat industri kecil dan pada
daerah tertentu yang hanya mempunyai sistem tenaga listrik 1 fasa, sedangkan mereka
membutuhkan motor penggerak dengan daya yang besar (motor induksi 3 fasa) yang
secara normal harus dioperasikan pada sistem tenaga listrik 1 fasa[1,2]. Salah satu cara
agar motor induksi 3 fasa dapat digunakan dengan baik pada kondisi ini adalah dengan
mengoperasikan motor induksi 3 fasa pada sistem tenaga listrik 1 fasa dengan
menggunakan kapasitor[1,3].
Dalam sistem pengoperasian motor induksi 3 fasa, kapasitor diletakkan pada sisi
kumparan bantu (impedansi lebih besar) atau pada sisi kumparan utama (impedansi lebih)
asal kapasitor yang digunakan dapat menggerakkan motor[4]. Berdasarkan kondisi ini,
maka penelitian ini dimaksudkan untuk merancang metode dalam mengoperasikan motor
induksi 3 fasa pada sistem tenaga listrik 1 fasa dengan cara menempatkan kapasitor pada
sisi kumparan dengan impedansi yang lebih besar (kumparan bantu). Secara umum, untuk
mengoperasian motor induksi 3 fasa pada sistem tenaga listrik 1 fasa dengan menggunakan
kapasitor dapat dilakukan dengan cara mengubah bentuk rangkaian kumparan motor
induksi 3 fasa menjadi seperti rangkaian motor induksi 1 fasa jenis motor kapasitor.
1.2
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai adalah membuktikan salah satu kegunaan dari
pengoperasian
motor
kapasitor.
Manfaat
yang
akan
dicapai
adalah
mampu
mengoperasikan motor induksi 3 fasa secara normal pada sistem tenaga listrik 1 fasa.
1.3
Batasan Masalah
Karena kompleksnya permasalahan yang ada maka dalam pembahasan tugas akhir
ini diberikan pembatasan masalah sebagai berikut :
1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2
a. Menggunakan motor induksi 3 fasa 1,5kW, 220/380V; 50Hz; 6,2/3,6A; 1400
rpm dengan faktor daya 0,84 tertinggal.
b. Penggunaan kapasitor yang sesuai dengan kebutuhan melalui proses
perancangan.
c. Menggunakan generator sinkron 1 fasa dengan spesifikasi ALTERNATOR,
12V, RECONDITIONED by SWIP.
d. Menggunakan beban (lampu pijar) tidak lebih daripada 540 Watt.
e. Menggunakan ACS758 sebagai sensor arus.
f. Menggunakan Mikrokontroler AVR ATMega 8535 sebagai pengolah data dari
keluaran motor induksi 3 fasa yang telah diberi tambahan kapasitor.
1.4
Metodologi Penelitian
Penulisan ini menggunakan metode :
a. Pengumpulan referensi berupa website, buku-buku, dan jurnal-jurnal.
b. Perancangan dan pembuatan subsistem berupa perangkat keras dan perangkat
lunak. Pada tahap ini bertujuan mencari nilai-nilai yang optimal dari sistem
yang akan dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor-faktor
permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. Pada gambar 1.1 sistem
bekerja ketika motor induksi 3 fasa yang telah dipasang kapasitor pada
kumparan bantu, diberi masukkan sistem tenaga listrik 1 fasa. Kemudian sensor
akan mendeteksi besarnya arus pada beban yang digunakan. Selanjutnya datadata arus yang telah didapatkan tersebut oleh mikrokontroler akan ditampilkan
pada LCD untuk interface-nya.
Tenaga
Listrik 1
fasa
Motor
Induksi
3 fasa
Generator
Sinkron 1 fasa
Mikrokontroler
Sensor
Arus
Penampil
Gambar 1.1 Blok model perancangan sistem 1 fasa
Beban
(lampu
pijar)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
3
c. Pengujian dan pengambilan data. Pengujian dalam penelitian ini yaitu
mengoperasikan motor induksi 3 fasa pada sistem tenaga listrik 1 fasa dengan
meletakkan kapasitor jalan pada sisi kumparan dengan impedansi yang lebih
besar (kumparan bantu). Setelah itu dibandingkan dengan kinerja motor saat
beroperasi normal pada sistem tenaga listrik 3 fasa (gambar 1.2). Untuk teknik
pengambilan data dilakukan dengan cara mengubah-ubah beban yang
digunakan (lampu pijar). Setelah itu, dilakukan pengukuran nilai arus, tegangan,
kecepatan putaran motor induksi (RPM) dan daya pada beban.
Tenaga
Listrik 3
fasa
Motor
Induksi
3 fasa
Generator
Sinkron 1 fasa
Mikrokontroler
Sensor
Arus
Beban
(lampu
pijar)
Penampil
Gambar 1.2 Blok model perancangan sistem 3 fasa
d. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan. Analisa data dilakukan dengan
membandingkan data hasil percobaan antara pengoperasian motor induksi 3
fasa menggunakan sistem 1 fasa dengan pengoperasian motor induksi 3 fasa
menggunakan sistem 3 fasa (normal). Penyimpulan hasil percobaan dapat
dilakukan dengan menghitung presentase error yang terjadi.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Motor Induksi 3 Fasa
Motor induksi merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling luas digunakan
karena kesederhanaannya, konstruksinya yang kuat dan karakteristik kerja yang baik.
Motor induksi terdiri dari dua bagian : stator atau bagian yang diam dan rotor atau bagian
yang berputar, dimana kedua bagian ini dipisahkan oleh suatu celah udara. Bagian stator
dihubungkan ke catu tegangan bolak-balik (AC), sedangkan bagian rotor tidak
dihubungkan secara listrik ke pencatu tetapi memiliki arus yang dihasilkan oleh adanya
arus induksi yang ditimbulkan dari arus stator, mirip dengan kerja suatu transformator.
Bekerjanya motor induksi bergantung pada medan magnetik putar yang ditimbulkan dalam
celah udara motor oleh adanya arus stator. Lilitan stator 3 fasa dililitkan dengan lilitan
fasanya berjarak 120 derajat listrik. Jika lilitan diberi energy dari catu 3 fasa maka akan
timbul fluks pada masing-masing fasa. Ketiga fluks tersebut bergabung membentuk fluks
yang bergerak mengelilingi permukaan stator pada kecepatan konstan. Fluks ini disebut
medan magnetik berputar. Dengan adanya medan putar ini akan menyebabkan rotor
berputar dengan arah yang sama dengan fluks putar. Kecepatan medan putar dapat
dirumuskan sebagai :
(2.1)
2.1.1 Konstuksi Motor Induksi 3 Fasa
Konstruksi motor induksi 3 fasa terbagi menjadi dua bagian, yaitu [14]:
a. Stator
Stator adalah bagian dari mesin yang tidak berputar dan terletak pada bagian luar.
4
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
5
Gambar 2.1. Stator
b. Rotor.
Rotor adalah bagian dari mesin yang berputar dan terletak pada bagian dalam.
Gambar 2.2. Rotor
2.1.2 Motor Kapasitor
Pada motor kapasitor, sebuah kapasitor dipasang seri dengan lilitan bantu dengan
tujuan agar diperoleh beda fasa yang besar antara arus pada lilitan utama dan arus pada
lilitan bantu. Terdapat 3 macam motor kapasitor, yaitu [12] :
a. Motor Kapasitor Start
Skema rangkaian motor kapasitor start adalah seperti pada gambar 2.3 berikut
ini :
Gambar 2.3. Skema rangkain motor kapasitor start.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
6
b. Motor Kapasitor Start dan Run
Pada motor kapasitor start dan run terdapat dua buah kapasitor yang dirangkai
seperti pada gambar 2.4. Pada saat start, C1 dan C2 terhubung semua sehingga
diperoleh beda fasa besar antara arus pada lilitan utama dan arus pada lilitan bantu dan
diperoleh torsi awal yang sangat besar. Setelah putaran motor mencapai 70% - 80%
putaran normal, kapasitor C1(kapasitor start) terlepas namun kapasitor C2(kapasitor
run) tetap terhubung.
Gambar 2.4. Skema rangkaian motor kapasitor start dan run.
c. Motor Kapasitor Permanen
Pada motor ini terdapat kapasitor yang terpasang tetap (permanen) secara seri
dengan lilitan bantu. Skema rangkaian motor kapasitor permanen seperti gambar 2.5.
Karena kapasitor terpasang secara terus menerus, maka torsi yang dihasilkan baik pada
saat start maupun setelah berputar nominal relatif tetap. Hal ini berarti bahwa motor
ini banyak digunakan pada peralatan yang membutuhkan torsi baik awal maupun torsi
saat beroperasi yang relatif tetap [12].
Gambar 2.5. Skema rangkaian motor kapasitor permanen
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
7
2.2 Teori Tenaga Listrik 1 Fasa ke Motor Induksi 3 Fasa
Untuk mengoperasikan motor induksi 3 fasa secara normal dan langsung hanya
dengan sistem tenaga listrik 1 fasa dengan menambahkan kapasitor. Dalam
mengoperasikan motor induksi 3 fasa, kapasitor diletakkan pada sisi kumparan bantu
(impedansi lebih besar). Kapasitor yang digunakan, diserikan dengan dua kumparan motor
(kumparan R dan S). Dengan penambahan kapasitor tersebut, sama saja dengan mengubah
rangkaian kumparan motor induksi 3 fasa menjadi rangkaian motor induksi 1 fasa jenis
motor kapasitor. Pada gambar 2.6 berikut ini adalah gambar skema rangkaian motor
induksi 3 fasa yang telah diberi tambahan kapasitor.
Gambar 2.6. Rangkaian kapasitor pada kumparan motor induksi 3 fasa
2.3 Kapasitor
Kapasitor atau kondensator ( C ) adalah komponen dasar elektronika yang termasuk
dalam komponen pasif yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik dalam jangka
waktu tertentu. Kapasitor ini ditemukan oleh Michael Faraday, itu sebabnya mengapa
satuan dari kapasitor adalah Farad. Pada umumnya kapasitor terdiri atas dua plat logam
yang di pisahkan oleh suatu bahan penyekat biasa disebut bahan dielektrik yaitu berupa
vacum udara, keramik, gelas, mika, dan lain – lain, kedua plat ini di beri muatan listrik
yang sama besar tapi yang satu positif dan lainnya negatif.
Pada saat kapasitor dialiri arus listrik maka kapasitor akan menyimpan muatan dan
selama kapasitor belum terisi penuh maka proses penyimpanan akan terus berjalan sampai
penuh dan kapasitor akan berhenti menyimpan. Kapasitor akan melepas / membuang
muatannya apabila salah satu kakinya mendapat potensial yang lebih rendah (tegangan
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
8
negatif). Jika selama proses penyimpanan terjadi hal ini maka muatan akan tetap
dilepaskan walaupun proses penyimpanan belum selesai (kapasitor belum terisi penuh).
Karena pada penelitian ini menggunakan kapasitor sebagai komponen untuk
membantu kinerja motor induksi 3 fasa, maka tahap selanjutnya mencari nilai kapasitor
jalan (Cr) dan kapasitor start (Cs). Kapasitor yang digunakan pada penelitian ini diserikan
dengan dua kumparan motor (kumparan R dan S). Apabila diberikan tegangan sumber ’Vs’
pada kapasitor, maka untuk mendapatkan nilai Cr dapat menggunakan persamaan sebagai
berikut[3]:
(2.2)
Keterangan :
C = Cr = Kapasitor jalan
Iph
= Arus fasa
ω
= 2.(π).(f)
Vs
= Tegangan sumber
Selanjutnya untuk tenaga penggerak awal yang besar diperlukan kapasitor start (Cs).
Untuk menentuan nilai dari Cs tersebut yaitu mengambil data kapasitor dari jurnal pihak
lain yang telah melakukan penelitian serupa terlebih dahulu [3].
2.4 Generator Sinkron
Generator adalah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik
melalui proses induksi elektromagnetik, generator memperoleh energi mekanik dari prime
mover. Generator AC dikenal dengan sebutan alternator. Generator diharapkan dapat
mengatasi kebutuhan tenaga listrik/energi listrik pada saat terjadi gangguan sistem catu
daya utama, dimana suplai tenaga listrik/sumber energi listrik cadangan tersebut digunakan
untuk beban prioritas dalam industri/pabrik.
Generator set juga sering digunakan oleh rumah sakit dan industri yang
mempercayakan sumber daya yang mantap, seperti halnya pedesaan yang tidak ada akses
untuk secara komersial menghasilkan listrik. Generator terpasang satu poros dengan motor
induksi 3 fasa atau juga mesin diesel, yang biasanya menggunakan generator sinkron
(alternator) pada pembangkit [13].
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
9
Pada gambar 2.7 merupakan bentuk fisik umum dari sebuah alternator.
Gambar 2.7. Alternator
Pada dasarnya alternator memiliki beberapa komponen utama. Berikut ini gambar 2.8
adalah komponen-kompenen utama dari alternator.
Gambar 2.8. Komponen utama alternator
Keterangan :
1. Rumah bagian belakang
6. Stator
2. Plat dudukan dioda
7. Rotor
3. Dioda daya
8. Kipas
4. Dioda arus medan
9. Pully
5. Regulator elektronik
10. Rumah bagian depan
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
10
2.5 Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor yang di dalamnya sudah
terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, clock dan peralatan internal lainya yang sudah saling
terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas
dalam satu chip yang siap pakai [5]. Sehingga pengguna tinggal memprogram isi ROM
sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya.
2.5.1 Konstruksi ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori flash, memori
data dan memori EEPROM [5]. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.
a. Memori flash
ATmega8535 memiliki kapasitas memori flash sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari
alamat 0000h – 0FFFh, masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori
program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program
aplikasi.
b. Memori data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3
bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32
byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari
memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O
(menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data
SRAM.
c. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori
program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan
menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM Address, register EEPROM
Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini
diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih
lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
11
Gambar 2.9. Konfigurasi pin ATmega8535 [5]
Konfigurasi pin ATmega8535 dapat dilihat pada Gambar 2.9. Dari gambar dapat
dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut [5]:
a.
VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.
b.
GND merukan pin Ground.
c.
Port A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin masukan
ADC.
d.
Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi
khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Fungsi khusus port B [5]
Pin
Fungsi Khusus
PB7
SCK (SPI Bus Serial Clock)
PB6
MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)
PB5
MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)
PB4
SS (SPI Slave Select Input)
PB3
AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
PB2
AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
INT2 (External Interrupt 2 Input)
PB1
T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)
PB0
T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)
XCK (USART External Clock Input/Output)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
e.
12
Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi
khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Fungsi hhusus port C [5]
f.
Pin
Fungsi khusus
PC7
TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)
PC6
TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)
PC5
Input/Output
PC4
Input/Output
PC3
Input/Output
PC2
Input/Output
PC1
SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line)
PC0
SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)
Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi
khusus, seperti yang terlihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Fungsi khusus port D [5]
Pin
Fungsi khusus
PD7
OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)
PD6
ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD5
OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)
PD4
OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)
PD3
INT1 (External Interrupt 1 Input)
PD2
INT0 (External Interrupt 0 Input)
PD1
TXD (USART Output Pin)
PD0
RXD (USART Input Pin)
g.
RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
h.
XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
i.
AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
j.
AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
13
2.5.2 Reset dan Osilator Eksternal
Chip akan reset jika tegangan catu nol atau pin RST dipaksa 0 [6]. Jika
membutuhkan tombol reset, dapat ditambah dengan rangkaian reset seperti pada Gambar
2.10.
Gambar 2.10. Rangkaian reset [6]
2.5.3 ADC (Analog to Digital Converter)
Sinyal masukan dari pin ADC akan dipilih oleh multiplexer (register ADMUX)
untuk diproses oleh ADC[6]. Karena converter ADC dalam chip hanya satu buah
sedangkan saluran masukanny ada delapan maka dibutuhkan multiplexer untuk memilih
input pin ADC secara bergantian. ADC mempunyai rangkaian untuk mengambil sampel
dan hold (menahan) tegangan input ADC mempunyai catu daya yang terpisah yaitu pin
AVCC-AGND. AVCC tidak boleh berbeda ±0,3V dari Vcc.
Operasi ADC membutuhkan tegangan referensi VREF dan clock Fade (register
ADCSRA). Tegangan referensi eksternal pada pin AREF tidak boleh melebihi AVCC.
Tegangan referensi eksternal dapat di-decouple pada pin AREF dengan kapasitor untuk
mengurangi derau. Atau dapat menggunakan tegangan referensi internal sebesar 2,56V
(pin Aref diberi kapasitor secara eksternal untuk menstabilkan tegangan referensi internal).
ADC mengonversi tegangan input analog menjadi bilangan digital sebesar 10-bit. GND (0
volt) adalah nilai minimum yang mewakili ADC dan nilai maksimum ADC diwakili oleh
tegangan pada pin AREF minus 1 LSB. Hasil konversi ADC disimpan dalam register
pasangan ADCH:ADCL.
Sinyal input ADC tidak boleh melebihi tegangan referensi. Nilai digital input ADC
untuk resolusi 10-bit (1024) adalah:
Kode digital = (Vinput/Vref) x1024
(2.3)
Untuk resolusi 8-bit (256) :
Kode digital = (Vinput/Vref) x256
(2.4)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
14
Misalnya masukan suatu pin ADC dengan resolusi 8-bit adalah 2,5V dan tegangan
referensi yang digunakan Vref internal sebesar 2,56V sehingga kode digital-nya adalah:
Kode digital = (2500 mV/2560 mV) x256 = 250 = 0xFA. Akurasi ADC dalam chip
tidak sempurna, akurasinya ±2LSB sehingga kemungkinan kode yang dihasilkan tidak
tepat 0xFA bisa jadi 0xF8, 0xF9, 0xFB, atau 0xFC.
2.5.3.1
Mode Operasi
1. Mode konversi tunggal
Dalam mode ini konversi dilakukan untuk sekali pembacaan sampel tegangan
masukan, jika ingin membaca lagi maka harus disampel lagi sehingga kita dapat
mengkonversi tegangan masukan untuk saat-saat yang kita butuhkan saja [6]. Mode
tunggal dipilih dengan meng-clear bit-ADFR dalam register ADCSRA. Konversi
tunggal memulai konversi ketika bit-ADSC di-set, dan bit tersebut tetap sampai
satu kali konversi selesai (complete), setelah (complete) itu maka otomatis oleh
CPU bit-ADSC akan clear. Ketika konversi sedang berlangsung dan kita mengubah
saluran (channel) masukan ADC maka hal tersebut tidak akan diubah oleh CPU
hingga konversi ADC saluran tersebut selesai.
2. Mode konversi free running
Dalam mode ini konversi dilakukan terus menerus secara kontinyu (ADC
membaca sampel tegangan masukan lalu dikonversi hasilnya masukan ke register
ADCH:ADCL) terus menerus [6]. Ketika kita membaca ADC selagi ADC
mengkonversi tegangan sedang berlangsung, maka yang terbaca adalah hasil ADC
yang terakhir yang dibaca oleh ADC.
Mode free running dipilih dengan men-set bit-ADFR dalam register ADCSRA.
Konversi pertama dalam mode ini dimulai dengan men-set bit-ADSC. Dalam mode
ADC bekerja secara independen (tidak bergantung) dari flag interupsi ADC
(apakah ADIF set atau clear sama saja).
2.5.3.2
Register Pengendali ADC
1. ADC Multiplexer Selection Register – ADMUX
Tabel 2.4. Register ADMUX [6]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
15
Tabel 2.4 menunjukan register pada ADMUX dan Tabel 2.4 menunjukkan
pemilihan tegangan referensi [6].
Bit 7:6 – REFS1:0: Reference Selection Bits
Kedua bit ini bertugas memilih tegangan referensi yang digunakan.
Tabel 2.5. Pemilihan tegangan referensi [6]
Tabel 2.5 menujukkan pemilihan tegangan referensi pada ADC.
Bit 5 – ADLAR: ADC Left Adjust Result
Bit ini berakibat pada format data hasil konversi dalam register ADCH: ADCL
(lihat register tersebut)
Bit 3:0 – MUX3:0: Analog Channel Selection Bits
Bit – bit ini memilih saluran masukan untuk ADC, seperti terlihat pada Tabel 2.6.
Tabel 2.6. Pemilih pin masukan ADC [6]
2. ADC Control and Status Register A – ADCSRA
Tabel 2.7. Register ADCSRA [6]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
16
Tabel 2.7 menunjukkan register pada ADCSRA [6].
Bit 7 – ADEN : ADC Enable
Bit pengaktif ADC (ADEN=0 disable / ADEN =1 enable).
Bit 6 – ADSC: ADC Start Conversion
Dalam mode konversi tungal penge-set-an bit ini maka akan memulai(start) konversi
ADC untuk sekali konversi.
Bit 5 – ADFR: ADC Free Running Select
Bit ini memilih mode operasi yang digunakan, ketika bit ini di-set maka ADC akan
menggunakan Free running di mana dalam mode ini ADC disampel dan diperbarui
secara simultan/kontinyu. Ketika bit ini di-clear maka akan mengakhiri mode free
running dan masuk ke mode konversi tunggal (single conversion).
Bit 4 – ADIF: ADC Interrupt Flag
Bit ini akan set secara otomatis ketika konversi ADC telah selesai(complete), dan
akan clear ketika eksekusi interupsi ADC conversion complete.
Bit 3 – ADIE: ADC Interrupt Enable
Bit ini bertugas untuk mengaktifkan interupsi ADC conversion complete (ADIE=0
disable / ADIE=1 enable).
Bit 2:0 – ADPS2:0: ADC Prescaler Select Bits
Bit – bit ini menentukan faktor pembagi frekuensi CPU yang digunakan untuk clock
ADC, seperti yang terlihat pada Tabel 2.8
Tabel 2.8. ADC prescaler [6]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
17
3. The ADC Data Register – ADCL and ADCH
Tabel 2.9. Register Data ADC, ADLAR=0 [6]
Tabel 2.10. Register Data ADC, ADLAR=1 [6]
Tabel 2.9 menunjukkan register data ADC saat ADLAR=0 dan Tabel 2.10
menunjukkan register data ADC saat ADLAR=1 [6]. Ketika konversi selesai, maka
hasilnya dapat ditemukan pada register ADCH : ADCL. Ketika ADCL dibaca maka
ADC tidak akan diperbarui sampai ADCH dibaca.
2.6 Sensor Arus ACS758
Teknologi Hall effect yang diterapkan oleh Allegro 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 menginduksi bagian
dynamic offset cancellation dari ACS758 [7].
ACS758 adalah Hall Effect current sensor, seperti yang ditunjukan pada Gambar
2.11 Hall effect allegro ACS758 merupakan sensor yang presisi sebagai sensor arus AC
atau DC dalam pembacaan arus didalam dunia industri, otomotif, komersil dan sistemsistem komunikasi. Pada
umumnya aplikasi sensor ini biasanya digunakan untuk
mengontrol motor, deteksi beban listrik, switched-mode power supplies dan proteksi beban
berlebih.
Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena didalamnya
terdapat rangkaian low-offset linear Hall dengan satu lintasan yang terbuat dari tembaga.
Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
18
terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh integrated
Hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor
dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada didalamnya antara penghantar
yang menghasilkan medan magnet dengan hall transducer secara berdekatan. Persisnya,
tegangan proporsional yang rendah akan menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang didalamnya
yang telah dibuat untuk ketelitian yang tinggi oleh pabrik.
Gambar 2.11. Sensor arus ACS758 [7]
Keluaran dari sensor ini yaitu berupa tegangan analog dengan sensitivitas 40 mV/A,
(>VCC/2) saat peningkatan arus pada penghantar arus (dari pin 4 ke pin 5. Artinya, setiap
ada arus yang melewati sensor sebesar 1A, maka sensor akan merespon dengan
memberikan keluaran sebesar 40 mV/A. Gambar 2.12. menunjukkan port masukan dan
port keluaran ACS758. Hambatan dalam penghantar sensor sebesar 100 µΩ dengan daya
yang rendah. Jalur terminal konduktif secara kelistrikan diisolasi dari sensor leads(pin 1
sampai pin 3). Hal ini menjadikan sensor arus ACS758 dapat digunakan pada aplikasiaplikasi yang membutuhkan isolasi listrik tanpa menggunakan opto-isolator atau teknik
isolasi lainnya yang mahal. Ketebalan konduktor tembaga di dalam sensor memungkinkan
sampai pada kondisi kondisi high overcurrent. Sensor ini telah dikalibrasi oleh pabrik.
Gambar 2.12. Port masukan dan Port keluaran ACS758[7]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
19
2.7 IC Regulator
IC 78xx adalah regulator tegangan positif dengan tiga terminal, masing-masing
masukan, ground dan keluaran [8]. IC 78xx tersedia untuk beberapa nilai tegangan
keluaran seperti pada tabel 2.11 berikut :
Tabel 2.11. Nilai tegangan IC 78xx [8]
Type
Vout
(Volt)
Iout (A)
Vin (Volt)
78xxC 78MLxx 78Mxx Min Maks
7805
5
1
0,1
0,5
7,5
20
7806
6
1
0,1
0,5
8,6
21
7808
8
1
0,1
0,5
10,5
23
7809
9
1
0,1
0,5
11,5
24
7810
10
1
0,1
0,5
12,5
25
7812
12
1
0,1
0,5
14,5
27
7815
15
1
0,1
0,5
17,5
30
7818
18
1
0,1
0,5
21
33
7824
24
1
0,1
0,5
27
38
Meskipun semula dirancang untuk regulator tegangan tetap, namun regulator ini
dapat dikembangkan untuk tegangan dan arus yang dapat diatur. Rangkaian dasar 78xx
ditunjukkan pada gambar 2.13, untuk tegangan dan arus keluaran sesuai nilai nominalnya.
Gambar 2.13. Rangkaian dasar regulator 78xx [8]
Kapasitor C1 diperlukan jika regulator jauh dari kapasitor filter pencatu daya
sedangkan C2 diperlukan untuk memperbaiki tanggapan kilasan dan penindasan kerut
(trancient response). Dalam penerpannya, tegangan masukan VIN harus lebih besar dari
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
20
tegangan keluaran (lihat tabel 2.11) jika kurang maka regulator tidak berfungsi tetapi bila
melebihi VIN maksimumnya dapat merusak regulator.
2.8.
Filter Kapasitor
Filter dalam rangkaian penyearah digunakan untuk memperkecil tegangan ripple,
sehingga dapat diperoleh tegangan keluaran yang lebih rata, dengan memanfaatkan proses
pengisian dan pengosongan muatan kapasitor [9]. Harga kapasitansi kapasitor ditentukan
dengan persamaan berikut :
Vr(rms) =
(2.5)
Vr(PP) =
(2.6)
Dengan IDC adalah arus maksimal penyearah (ampere), C adalah kapasitor yang
digunakan sebagai filter (Farad). VM adalah tegangan masukan arus bolak balik, Vr(PP)
tegangan ripple puncak ke puncak dan Vr(rms) adalah tegangan ripple. VDC
MIN
adalah
tegangan minimal yang dibutuhkan oleh IC regulator.
2.8 Hukum Ohm
Digunakan pada rangkaian tertutup [10]:
Gambar 2.14. Rangkaian arus [10]
Gambar 2.14 menunjukkan rangkaian arus. Besarnya arus I berubah sebanding
dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R atau dinyatakan
dengan rumus pada persamaan 2.7. Besar daya P adalah hasil kali antara arus I dan
tegangan V atau dinyatakan dengan rumus pada persamaan 2.8.
I
V
R
P  I .V
(2.7)
(2.8)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
21
2.9. LCD
LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak
digunakan [11]. Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari CRT (Cathode
Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil
gambar/text baik monochrome (hitam dan putih), maupun yang berwarna. Teknologi LCD
memberikan lebih keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, karena pada dasarnya,
CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. Beberapa
keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relatif kecil, lebih
ringan, dan tampilan yang lebih bagus.
Gambar 2.15. Bentuk fisik LCD16x2.[11]
LCD memanfaatkan silikon atau galium dalam bentuk kristal cair sebagai pemendar
cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah tersusun dua dimensi piksel yang dibagi
dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah
LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian
belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda transparan. Dalam
keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu
pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara
bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pada sisi dalam lempeng kaca bagian depan.
Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa mikro amper),
sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang
kecil [11]. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan
mudah di bawah terang sinar matahari. Dibawah sinar cahaya yang remang-remang atau
dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED) harus dipasang di belakang layar
tampilan.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
22
Gambar 2.16. Konfigurasi pin LCD[11]
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses
internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca
data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, setiap karakter dengan huruf 5x7 dot
matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum
pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor
Shift, dan Display Shift. Tabel 2.12 menunjukkan operasi dasar LCD.
Tabel 2.12. Operasi dasar LCD[9]
RS R/W
Operasi
0
0
Input Instruksi ke LCD
0
1
Membaca Status Flag (DB7) dan alamat Counter (DB0) sampai (DB6)
1
0
Menulis Data
1
1
Membaca Data
Tabel 2.13. Konfigurasi pin LCD[9]
Pin No Keterangan Konfigurasi Hubung
1
GND
Ground
2
VCC
Tegangan +5VDC
3
VEE
Ground
4
RS
Kendali Rs
5
RW
Ground
6
E
Kendali E/Enable
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
23
Lanjutan Tabel 2.13. Konfigurasi pin LCD
7
D0
Bit 0
8
D1
Bit 1
9
D2
Bit 2
10
D3
Bit 3
11
D4
Bit 4
12
D5
Bit 5
13
D6
Bit 6
14
D7
Bit 7
15
A
Anoda (+5VDC)
16
K
Katoda (Ground)
Tabel 2.14. Konfigurasi pin LCD[11]
Pin Bilangan Biner
RS
Keterangan
0
Inisialisasi
1
Data
0
Tulis LCD/W (Write)
1
Baca LCD/R (Read)
0
Pintu data terbuka
1
Pintu data tertutup
RW
E
Lapisan film yang berisi kristal cair diletakkan di antara dua lempeng kaca yang
telah ditanami elektroda logam transparan. Saat tegangan dicatukan pada beberapa pasang
elektroda, molekul-molekul kristal cair akan menyusun diri agar cahaya yang mengenainya
akan dipantulkan atau diserap. Dari hasil pemantulan atau penyerapan cahaya tersebut akan
terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai bagian yang diaktifkan.
LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat populer untuk
aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrumen elektronik lain seperti Global
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
24
Positioning System (GPS), bargraph display, dan multimeter digital. LCD umumnya
dikemas dalam bentuk Dual In-line Package (DIP) dan mempunyai kemampuan untuk
menampilkan beberapa kolom dan baris dalam satu panel. Untuk membentuk pola, baik
karakter ataupun gambar, pada kolom dan baris secara bersamaan digunakan digunakan
metode screening. Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu
kolom dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua.
Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk
mengaktifkan panel LCD.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB III
PERANCANGAN PENELITIAN
3.1 Blok Diagram Rangkaian
Di dalam perancangan ini terdiri dari beberapa bagian, yaitu : rangkaian sensor arus,
pengondisi sinyal, mikrokontroler dan penampil. Sensor yang digunakan untuk mengukur
arus adalah ACS758. Perubahan keluaran dari sensor akan masuk ke mikrokontroler.
Mikrokontroler ATMega 8535 berfungsi mengatur dan memproses data masukan dari
sensor, kemudian pengukuran arus akan ditampilkan pada penampil LCD. Gambar 3.1
menunjukkan diagram blok sistem perancangan alat pengoperasian motor induksi 3 fasa
pada sistem kelistrikan 1 fasa.
Beban
(Lampu
Pijar)
Listrik 1 fasa
Generator
Sinkron 1 fasa
MI 3 fasa
Mikrokontroler
ATMega 8535
LCD
Gambar 3.1. Diagram blok rancangan
25
Sensor Arus
ACS758
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
26
3.2 Perancangan Perangkat Keras
3.2.1 Perancangan Rangkaian Sensor Arus
Sensor yang digunakan pada penelitian ini adalah ACS758. Sensor ini akan
mendeteksi arus yang mengalir disebabkan oleh adanya beban yang terpasang. Dari situ
juga keluaran dari sensor akan masuk ke mikrokontroler yang nantinya akan ditampilkan
pada LCD.
Pada rangkaian gambar 3.2, untuk mengaktifkan sensor ini dibutuhkan tegangan
masukan sebesar +5V. Pada kaki 4 dan 5 dihubungkan pada rangkaian beban, untuk
mengukur besar arus yang mengalir pada rangkaian beban. Penghubung komponen
kapasitor pada sensor ACS758 merupakan rekomendasi dari data sheet. Selanjutnya
keluaran sensor dihubungkan pada port A0 mikrokontroler.
Gambar 3.2. Rangkaian sensor arus ACS758
Dikarenakan beban yang digunakan tidak lebih daripada 540 watt maka dapat
ditentukan arus maksimal yang akan diukur. Berdasarkan persamaan 2.8, maka Imax dapat
dihitung sebagai berikut :
𝑃 = 𝐼. 𝑉
(2.8)
𝑃
𝐼𝑚𝑎𝑥 = 𝑉
Imax = 540 / 12 = 45 A
Pada data sheet sensor, tegangan keluaran sensor berupa tegangan analog dengan
sensitivitas 40 mV/A. Jadi artinya untuk setiap kenaikkan 1 A, maka sensor akan merespon
dengan memberikan keluaran sebesar 40 mV. Tabel 3.1 menunjukkan tegangan keluaran
sensor terhadap arus yang diukur. Pengukuran arus yang bisa dilakukan dari rentang 0 A
sampai 45 A, sehingga Vout sensor nantinya memiliki rentang dari 2500 V sampai 4300
mV.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
27
Tabel 3.1. Tegangan keluaran sensor terhadap arus yang diukur
ITerukur (A)
Vout Sensor (mV)
0A
2500 mV
5A
2700 mV
10 A
2900 mV
20 A
3300 mV
40 A
4100 mV
45 A
4300 mV
3.2.2 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler
Pada rangkaian mikrokontroler seperti pada gambar 3.3, port yang akan digunakan
adalah port A dan port C. Port A digunakan sebagai port ADC (Analog to Digital
Conventer). Data analog dari sensor ACS758 yang berupa tegangan diberikan kepada port
A0. Data tersebut kemudian di konversi ke bentuk data digital dan siap diproses oleh
mikrokontroler. Untuk PC0, PC1, PC2, dan PC3 digunakan sebagai port data, sedangkan
PC4 dan PC5 digunakan sebagai port pengaturan interface LCD. Pada port C7 digunakan
sebagai keluaran untuk indikator lampu LED ketika sistem telah ON atau siap digunakan.
5V
U1
1
2
3
4
5
6
7
8
R1
10k
X1
CRYSTAL
C2
27pF
C3
10uF
C1
27pF
14
15
16
17
18
19
20
21
13
12
9
PB0/T0/XCK
PB1/T1
PB2/AIN0/INT2
PB3/AIN1/OC0
PB4/SS
PB5/MOSI
PB6/MISO
PB7/SCK
PD0/RXD
PD1/TXD
PD2/INT0
PD3/INT1
PD4/OC1B
PD5/OC1A
PD6/ICP1
PD7/OC2
XTAL1
XTAL2
RESET
ACS758
PA0/ADC0
PA1/ADC1
PA2/ADC2
PA3/ADC3
PA4/ADC4
PA5/ADC5
PA6/ADC6
PA7/ADC7
PC0/SCL
PC1/SDA
PC2
PC3
PC4
PC5
PC6/TOSC1
PC7/TOSC2
40
39
38
37
36
35
34
33
1
22
23
24
25
26
27
28
29
1
2
3
4
5
6
32
30
1
Sensor Arus
LCD
PC0. DB 1 LCD
PC1. DB 2 LCD
PC2. DB3 LCD
PC3. DB4 LCD
PC4. Enable LCD
PC5. RS LCD
CONN-SIL6
LED
AREF
AVCC
ATMEGA8535
Gambar 3.3. Rangkaian mikrokontroler
CONN-SIL1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
28
Terdapat saklar masukan pada rangkaian yang berfungsi untuk mereset keadaan
mikrokontroler.
3.2.3 Reset Eksternal
Sistem pada mikrokontoler akan mereset bila pin reset mendapat logika 0. Pin reset
dihubungkan dengan resistor (R1) yang terhubung ke vcc dan kapasitor yang terhubung ke
ground. Gambar 3.4 adalah rangkaian reset eksternal.
+5V
1
J2
R1
10k
J1
1
RESET 8535
C1
10uF
Gambar 3.4. Rangkaian reset eksternal
3.2.4 Osilator
Salah satu kelebihan AVR adalah kecepatan dalam eksekusi program. AVR
membutuhkan waktu satu siklus untuk melakukan eksekusi terhadap suatu intruksi.
Pada perancangan digunakan 12 Mhz sebagai masukan clock dengan 2 kapasitor
sebesar 27 pF (data sheet AVR hardware design considertions). Gambar 3.5 menunjukan
rangkaian osilator.
Xtal 1
8535
Xtal 2
CRY STAL
12 Mhz
C5
27 pF
C6
27 pF
Gambar 3.5. Rangkaian osilator
3.2.5 Kapasitor
Dalam perancangan ini kapasitor yang digunakan diserikan dengan dua kumparan
motor (kumparan R dan S) ditunjukkan pada gambar 3.6.
100k
R2
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
20k
R1
VE
X1
370m
V3
29
t
VC
R
220V
T
S
49.8uF
Cs
26.04uF
Cr
Gambar 3.6. Penempatan dan nilai kapasitor yang digunakan.
Pada kondisi ini bila diberikan tegangan sumber ‘VS’ pada kapasitor, maka
diperoleh nilai kapasitor jalan (Cr) yang digunakan dengan menggunakan persamaan 2.2
yaitu sebesar [3]:
Cr 

Iph
2..Vs
3,6
2 x 2 xx50 x 220
= 2,604 x 10-5 F
Keterangan :
C = Cr = Kapasitor jalan
Iph
= Arus fasa (spesifikasi Motor Induksi 3 fasa)
ω
= 2.(π).(f)
Vs
= Tegangan sumber
Untuk tenaga penggerak awal yang besar diperlukan kapasitor start (Cs). Sehingga
dibutuhkan kapasitor start (Cs) senilai 4,98x10-5 F [3]. Untuk penentuan dari nilai Cs
tersebut mengambil data kapasitor dari jurnal pihak lain yang telah melakukan penelitian
serupa terlebih dahulu.
3.2.6. Perancangan Rangkaian Penampil
3.2.6.1. Rangkaian Indikator LED
Pada perancangan ini digunakan LED warna sebagai indikator. LED sebagai
indikator sistem ON (siap digunakan). Port yang digunakan untuk menampilkan LED yaitu
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
30
pada port C7. Jika tegangan keluaran pin I/O ini sebesar 4,8V dan arusnya sebesar 20 mA
(data sheet AVR ATmega 8538), maka dengan mengetahui besarnya nilai 𝑉𝑜𝑢𝑡 dan arus
mikrokontroler, besarnya nilai R pada rangkaian LED berdasarkan persamaan 2.7 dapat
dihitung.
I
V
R1
(2.7)
Dengan nilai–nilai :
V = 4,8 V
I = 20 x 10-3 A
R1 
4,8
 240 Ω
20m
Nilai 240 Ω di pasaran tidak ada, maka dicari pendekatannya sebesar 330 Ω. Pada
gambar 3.7 adalah rangkaian indikator LED.
D1
J1
R1
1
PC7
330R
LED
Gambar 3.7. Rangkaian LED
3.2.6.2. Rangkaian LCD
LCD yang digunakan yaitu LCD M1632 dengan lebar display 2 baris 16 kolom
yang konfigurasinya dapat dilihat pada gambar 3.8. Pada perancangan LCD digunakan dua
buah potensiometer sebesar 10KΩ dengan fungsi untuk mengatur contrast dari LCD.
+5V
LCD1
1
2
3
10K POT
4
5
6
J1
PC0
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
1
2
3
4
5
6
CONN-SIL6
7
8
9
10
11
12
13
14
VSS
VDD
VEE
RS
RW
E
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
LM016L
Gambar 3.8. Rangkaian LCD
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
31
3.2.7. Rangkaian Lengkap Mikrokontroler
Pada bagian ini akan menjelaskan secara keseluruhan rangkaian lengkap
mikrokontroler yang akan digunakan. Untuk tegangan keluaran dari sensor arus (ACS758)
sendiri akan masuk pada port A0. Bagian interface-nya yaitu LCD port yang digunakan
antara port C0 sampai port C5. Indikator jika sistem telah ON atau siap digunakan
menggunakan indikator LED. Port yang digunakan untuk indikator LED yaitu pada port
C7. Berikut ini adalah gambar rangkaian lengkap mikrokontroler.
5V
U1
1
2
3
4
5
6
7
8
R1
10k
X1
CRYSTAL
C2
27pF
C1
C3
27pF
10uF
14
15
16
17
18
19
20
21
13
12
9
PB0/T0/XCK
PB1/T1
PB2/AIN0/INT2
PB3/AIN1/OC0
PB4/SS
PB5/MOSI
PB6/MISO
PB7/SCK
PD0/RXD
PD1/TXD
PD2/INT0
PD3/INT1
PD4/OC1B
PD5/OC1A
PD6/ICP1
PD7/OC2
XTAL1
XTAL2
RESET
ACS758
PA0/ADC0
PA1/ADC1
PA2/ADC2
PA3/ADC3
PA4/ADC4
PA5/ADC5
PA6/ADC6
PA7/ADC7
PC0/SCL
PC1/SDA
PC2
PC3
PC4
PC5
PC6/TOSC1
PC7/TOSC2
AREF
AVCC
ATMEGA8535
40
39
38
37
36
35
34
33
1
LCD1
Sensor Arus
1
2
3
4
5
6
RV1
10K
22
23
24
25
26
27
28
29
7
8
9
10
11
12
13
14
32
30
R2
330R
D1
VSS
VDD
VEE
RS
RW
E
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
LM016L
LED
Gambar 3.9. Rangkaian lengkap mikrokontroler
3.2.8. Perancangan Rangkaian Penyearah
Rangkaian penyearah yang digunakan dapat menghasilkan tegangan 5 dan 12 volt.
Rangkaian ini memperoleh sumber tegangan jala-jala listrik PLN 220 volt. Menggunakan
travo 2A untuk menurunkan tegangan AC 220 Volt menjadi tegangan 15 VAC dan 9 VAC.
Untuk menghasilkan gelombang penuh, maka tegangan 15 VAC dan 9 VAC perlu
disearahkan menggunakan dioda bridge, sehingga menghasilkan gelombang penuh.
Komponen pengatur tegangan 12 VDC yaitu L7812CV, dengan arus maksimal
sebesar 1A. Tegangan keluaran 12 volt digunakan untuk menghidupkan dua buah kipas DC
yang digunakan sebagai pendingin di dalam boks perangat keras elektronik. Rangkaian
catu daya 12 VDC dapat dilihat pada gambar 3.10a, sedangkan untuk tegangan 5 VDC
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
32
menggunakan komponen L7805CV, dengan arus maksimal sebesar 1A. Tegangan keluaran
5 VDC digunakan untuk catu daya sensor arus dan LCD. Rangkaian yang digunakan dapat
dilihat pada gambar 3.10b.
BR1
U1
J9
7812
1
VI
VO
VI
VO
C1
J5
2200u
12 VDC
C2
100u
12 VDC
C2
2
GBU6A
J9
1
2
3
GND
GBU6A
3
2
C1 U1
7812
2200u 1
3
GND
BR1
1
2
3
J10
1
2
3
J10
100u
12 VDC
1
2
3
1
2
J5
12 VDC
15 VAC
1
2
(a)
U2
7805
1
U2
VI
7805
1
BR2
J2
3300u
C5
1
2
1
2
3300u
1
9 VAC2
GBU6A
1
7805
100u
J6
1
VI
3
VO
2
GND
GBU6A
VO
J1
1
2
C4
3
C4
5 VDC
(b)
Gambar 3.10. Rangkaian penyearah tegangan (a). 12 Volt dan (b). 5 Volt
Perhitungan nilai kapasitor untuk penyearah 12VDC, dilakukan seperti persamaan
2.5 dengan nilai tegangan keluaran trafo diketahui sebesar 15VAC (VM), arus maksimal
yang diinginkan sebesar 1A dan tegangan masukan minimal IC regulator sebesar 14,5VDC
Vr (PP) = 𝑉𝑀 − 𝑉 𝑀𝐼𝑁 = 19,81 − 14,5 = 5,31V
Vr (rms) =
𝐼𝐷𝐶
4∗𝑓∗𝐶1 ∗√3
=
𝑉𝑟(𝑃)
√3
=
𝑉𝑟(𝑃𝑃)
2√3
=
5,31
2 √3
= 1,533V
5 VDC
J8
5 VDC
1
2
3
4
VM = (15√2) − 1,4 = 19,81V
1
2
3
4
4
100u
J8
(VMIN), sehingga diperoleh nilai minimal kapasitor C1 sebagai berikut :
J1
5 VDC
3 5 VDC
100u
2
J6
1
2
1
2
VI
5 VDC
100u
C3
7805
U3
C3
5 VDC
U3
9 VAC
1
2
J2
2
GND
C5
BR2
3
GND
J4
3
VO
2
J4
VI
VO
GND
15 VAC
1
2
3
4
5 VDC
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Vr (rms) =
1,533 =
33
𝐼𝐷𝐶
4∗𝑓∗𝐶1 ∗√3
1
4∗50∗𝐶1 ∗√3
1,533 =
1
346,41∗𝐶1
(346,41 ∗ 𝐶1 ) ∗ (1,533) = 1
531,05 ∗ 𝐶1 = 1
𝐶1 =
1
531,05
= 1,883𝑥10−3 𝐹
𝐶1
= 1883µ𝐹
Pada perhitungan nilai minimal C1 diperoleh sebesar 1883µF, nilai tersebut tidak
terdapat di pasaran sehingga digunakan nilai kapasitor C1 sebesar 2200µF yang mendekati
nilai perhitungan dan terdapat di pasaran. Pemilihan nilai C1 sebesar 2200µF akan
berdampak memperkecil ripple. Penentuan nilai kapasitor C2 yang digunakan adalah
100nF disesuaikan berdasarkan datasheet IC regulator L7812CV.
Perhitungan nilai kapasitor untuk penyearah 5VDC, dilakukan seperti persamaan 2.5
dengan nilai tegangan keluaran trafo diketahui sebesar 9VAC (VM), arus maksimal yang
diinginkan sebesar 1A dan tegangan masukan minimal IC regulator sebesar 7,5VDC (VMIN),
sehingga diperoleh nilai minimal kapasitor C5 sebagai berikut :
VM = (9√2) − 1,4 = 11,33V
Vr (PP) = 𝑉𝑀 − 𝑉𝑀𝐼𝑁 = 11,33 − 7,5 = 3,83V
Vr (rms) =
𝐼𝐷𝐶
4∗𝑓∗𝐶3 ∗√3
=
𝑉𝑟(𝑃)
√3
Vr (rms) =
=
𝑉𝑟(𝑃𝑃)
2√3
𝐼𝐷𝐶
4∗𝑓∗𝐶5 ∗√3
=
3,83
2 √3
= 1,106V
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
1,106 =
34
1
4∗50∗𝐶5 ∗√3
1,106 =
1
346,41∗𝐶5
(346,41 ∗ 𝐶5 ) ∗ (1,106) = 1
383,13 ∗ 𝐶5 = 1
𝐶5 =
1
383,13
= 2,610𝑥10−3 𝐹
𝐶5
= 2610µ𝐹
Pada perhitungan nilai minimal C5 diperoleh sebesar 2610µF, nilai tersebut tidak
terdapat di pasaran sehingga digunakan nilai kapasitor C5 sebesar 3300µF yang mendekati
nilai perhitungan dan terdapat di pasaran. Pemilihan nilai C5 sebesar 3300µF akan
berdampak memperkecil ripple. Penentuan nilai kapasitor C3 dan C4 yang digunakan
adalah 100nF disesuaikan berdasarkan datasheet IC regulator L7805CV.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
3.3.
35
Perancangan Perangkat Lunak
3.3.1. Flowchart
Mulai
Inisialisasi
LED ON
Baca Iterukur
Penampil (LCD)
Selesai
Gambar 3.11. Alur program
Pada gambar 3.11 menunjukkan alur program. Pada saat sistem telah dimulai
mikrokontroler akan menginisialisasi port-port yang akan digunakan. LED akan menyala
sebagai indikator sistem siap digunakan. Ketika ada arus yang masuk maka sensor akan
membaca arus tersebut sebagai Iterukur. Iterukur adalah arus beban terpakai yang terukur oleh
sensor. Setelah itu proses selanjutnya data atau nilai yang terbaca tadi akan ditampilkan
pada interface LCD.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Bab IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi mengenai penjelasan tentang bentuk fisik dari perangkat keras dan
hasil percobaan pengoperasian motor induksi 3 fasa pada sistem tenaga listrik 1 fasa dan
pada sistem listrik 3 fasa. Hasil percobaan berupa pengujian rangkaian alat, pengujian
keluaran sensor arus ACS758 dalam mendeteksi arus yang terjadi, dan kecepatan putaran
motor induksi 3 fasa.
4.1
Bentuk Fisik Perangkat Keras
4.1.1. Bentuk Fisik Rangkaian Kapasitor
Dalam percobaan ini perangkaian kapasitor ditempatkan dalam dua buah terminal
block yang digabungkan. Pada gambar 4.1 menunjukkan bentuk fisik rangkaian kapasitor
yang digunakan. Selain rangkaian kapasitor yang digunakan, percobaan ini menggunakan
saklar yang berupa magnetic contactor.
Kapasitor
Start (Cs)
Magnetic
Contactor
Kapasitor
Jalan (Cr)
Gambar 4.1. Bentuk fisik rangkaian kapasitor
Pada penelitian ini menggunakan magnetic contactor agar kuat dalam menahan
arus yang lewat pada sambungan antara kapasitor dengan titik kutub pada motor induksi 3
fasa. Magnetic contactor yang digunakan pada tugas akhir ini memiliki tipe S-K10 buatan
EWIG.
36
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
37
Selain rangkaian kapasitor ada juga perangkat keras elektronik yang berfungsi
untuk mendukung kinerja rangkaian kapasitor. Pada gambar 4.2 merupakan tampilan luar
(boks) dari perangkat keras elektronik. Bagian luar boks perangkat keras elektronik
terdapat LCD yang memiliki fungsi untuk menampilkan nilai dari arus yang terukur dan
nilai tegangan keluaran dari sensor arus (ACS758) yang menuju minimum system.
Gambar 4.2. Boks perangkat keras elektronik
4.1.2. Cara Penggunaan Alat
Untuk menggunakan alat ini, user terlebih dulu merangkai rangkaian kapasitor
yang telah disiapkan ke motor induksi 3 fasa dengan urutan yang ditunjukkan pada gambar
4.3.
W
U
220V
V
Magnetic Contactor
50uF
Cs
26uF
Cr
Gambar 4.3. Penempatan rangkaian kapasitor pada motor induksi 3 fasa
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
38
Pada awal perancangan penelitian, nilai dari kapasitor yang digunakan yaitu sebesar 49,8
µF untuk kapasitor start (CS) dan 25,9 µF untuk kapasitor jalan (CR), tetapi pada
implementasinya sulit menemukan nilai-nilai kapasitor yang sesuai dengan perancangan.
Maka pada implementasinya nilai yang digunakan adalah 50 µF untuk kapasitor start (CS)
dan 26 µF untuk kapasitor jalan (CR).
Pada motor induksi terdapat beberapa titik kumparan yaitu kumparan W, V, dan U.
Masing-masing kumparan mempunyai dua buah kaki yaitu dengan kode 1 dan 2, misal
untuk kumparan W, jadi pada kumparan W terdapat kaki W1 dan kaki W2 begitupun juga
dengan kumparan V dan U.
Setelah user merangkai semua rangkaian yang telah dipersiapkan langkah
selanjutnya adalah menyalakan rangkaian tersebut dengan memberi tegangan sumber 220
Volt. Posisi saklar/magnetic contactor pada awalnya berada di posisi ON atau terhubung.
Sesaat setelah diberi tegangan 220 Volt kemudian langkah selanjutnya mematikan saklar /
magnetic contactor, tetapi tidak langsung dimatikan saklarnya, tunggu 5 - 10 detik setelah
proses pemberian tegangan sumber 220 Volt atau sesaaat motor induksi 3 fasa mulai
berputar kemudian baru dimatikan saklar tersebut. Hal ini mempunyai tujuan agar motor
induksi 3 fasa mempunyai torsi awal yang besar dan bisa mencapai 70% - 80% dari
putaran normal. Motor induksi 3 fasa putaran normalnya sebesar 1400 rpm, ketika putaran
motor telah mencapai putaran ideal atau normal maka user dapat menyalakan sistem
pengisian accu dan lampu pijar sebagai bebannya. Lampu pijar dan sistem pengisian accu
yang telah dinyalakan dapat user ketahui seberapa besar arus yang terukur dengan melihat
LCD yang tersedia pada boks perangkat keras elektroniknya, sedangkan untuk mengetahui
kecepatan putaran motor induksi 3 fasa yang terjadi dengan menggunakan alat tachometer.
4.1.3. Perangkat Keras Elektronik
Perangkat keras elektronik yang digunakan dalam menunjang percobaan yang telah
dilakukan ini terdiri dari beberapa komponen rangkaian penyusun. Diantara adalah
rangkaian catu daya (power supply), rangkaian penyearah 12 Volt dan 5 Volt, rangkaian
minimun system, sensor arus (ACS758), dan rangkaian LCD. Pada gambar 4.4
menunjukkan gambar keseluruhan dar perangkat keras elektronik, sedangkan pada gambar
3.15 menunjukkan gambar rangkaian lampu pijar yang digunakan sebagai beban dalam
percobaan ini.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 4.4. Perangkat keras elektronik
Keterangan dari gambar 4.4 :
A. Rangkaian catu daya (power supply)
B. Rangkaian penyearah tegangan 5 Volt dan 12 Volt
C. Minimum System
D. Sensor Arus ACS758
E. Rangkaian LCD
Gambar 4.5. Rangkaian lampu pijar (beban)
39
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
40
Untuk mendapatkan nilai variasi beban dalam percobaan ini menggunakan lampu
pijar dengan nilai beban yang berbeda-beda pula antara 55 Watt, 35 Watt, dan 25 Watt.
Lampu pijar sendiri menggunakan lampu dari kendaran bermotor yaitu tepatnya lampu
sepeda motor, sehingga dalam satu lampu terdapat dua elemen lampu. Elemen yang
pertama digunakan untuk lampu jarak dekat dan yang satunya lagi digunakan untuk jarak
jauh. Jadi masing-masing lampu terdapat dua buah saklar yang berfungsi untuk
menghidupkan dan mematikan masing-masing elemen lampu.
Berikut ini merupakan gambar - gambar dari komponen penyusun boks perangkat
keras elektronik.
Gambar 4.6. Rangkaian LCD
Gambar 4.7. Sensor arus
Gambar 4.8. Rangkaian minimun system
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
41
Gambar 4.9. Rangkaian penyearah tegangan
Gambar 4.10. Rangkaian catu daya
Pada perancangan awal tugas akhir ini penulis tidak menyertakan rangkaian catu
daya dan penyearah tegangan sendiri karena pada awalnya penulis mempunyai pikiran
bahwa akan menggunakan adaptor sebagai catu dayanya, namun pada hasil pembuatannya
menggunakan rangkaian catu daya dan rangkaian penyearah sendiri yang telah melalui
proses perhitungan.
4.2.
Hasil Pengujian
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, didapatkan data hasil kinerja motor saat
diberikan perubahan beban pada motor. Data-data yang diambil meliputi beban (lampu
pijar) yang digunakan, Vout sensor arus yang ditampilkan pada LCD, arus yang terjadi
oleh penggunaan beban (ditampilkan pada LCD), dan kecepatan putaran motor induksi 3
fasa. Pengujian yang dilakukan berlangsung dalam dua tahap, yaitu yang pertama
pengujian pada sistem 1 fasa kemudian yang kedua pengujian pada sistem 3 fasa atau
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
42
pengujian normal. Setiap tahap pengujian, dilakukan sebanyak empat kali untuk masingmasing pengambilan data.
4.2.1. Pengujian Pada Sistem 1 Fasa
Pada tahap pengujian ini, masukan yang digunakan untuk mengoperasikan motor
induksi 3 fasa menggunakan sistem 1 fasa yang disusun dari rangkaian kapasitor.
Rangkaian kapasitor yang telah disusun diletakkan pada sisi kumparan yang mempunyai
impedansinya yang lebih besar atau pada sisi kumparan bantu. Pengujian pada sistem 1
fasa dilakukan sebanyak empat kali, yang kemudian dicari nilai rata–ratanya. Pada tabel
4.1 memperlihatkan hasil dari percobaan, pengambilan data Vout sensor arus dan arus
yang terukur selama percobaan dilakukan dengan cara melihat nilai yang tertampil pada
LCD.
Tabel 4.1. Hasil pengujian pada sistem 1 fasa
Beban Lampu (Watt) Vout Sensor (Volt) Arus (Ampere) RPM
0
2,500
0,000
1489
55
2,726
6,284
1487
80
2,798
8,097
1486
90
2,827
8,826
1486
105
2,853
9,548
1485
115
2,892
10,152
1485
130
2,921
10,996
1484
140
2,941
11,604
1483
150
2,968
12,328
1482
155
2,971
12,449
1482
165
2,997
13,054
1480
175
3,017
13,539
1480
190
3,057
14,502
1478
200
3,075
14,986
1477
225
3,114
15,953
1475
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
43
Arus (Ampere)
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
Beban Lampu (Watt)
Gambar 4.11. Grafik hubungan antara arus terhadap beban lampu pada sistem 1 fasa
RPM
1490
1489
1488
1487
1486
1485
1484
1483
1482
1481
1480
1479
1478
1477
1476
1475
1474
0
50
100
150
200
250
Beban Lampu (Watt)
Gambar 4.12. Grafik hubungan antara RPM terhadap beban lampu pada sistem 1 fasa
Berdasarkan gambar 4.11 grafik hubungan beban lampu dengan arus yang terukur
pada sensor menunjukkan hasil yang berbanding lurus. Berbanding lurus memiliki artian
bahwa semakin besar beban yang digunakan, semakin besar pula arus yang terukur oleh
sensor. Arus terkecil yang terukur yaitu pada saat tidak ada beban atau 0 Watt adalah
sebesar 0 A, sedangkan arus terukur tertinggi yaitu pada beban 225 Watt adalah sebesar
15,953 A. Pada gambar 4.12 menunjukkan grafik hubungan antara beban lampu dengan
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
44
kecepatan putaran motor induksi 3 fasa. Dapat dilihat bahwa grafik tersebut memiliki
hubungan yang berbanding terbalik, karena pada saat tidak ada beban kecepatan putaran
yang dihasilkan sebesar 1489 RPM kemudian terus menurun kecepatan putarannya seiring
dengan bertambah beban yang diberikan. Nilai kecepatan putaran terendah yang terjadi
dengan diberi beban sebesar 225 Watt yaitu pada 1475 RPM.
Dalam mendapatkan hasil yang lebih baik dan teliti adanya penambahan parameter
uji sistem yang dilakukan. Parameter uji sistem yang ditambahkan yaitu tegangan keluaran
sistem pada alternator dan daya keluaran. Berikut adalah tabel penambahan parameter uji
sistem.
Tabel 4.2. Penambahan parameter uji pada sistem 1 fasa
Beban Lampu (Watt) Vout Alternator Arus Alternator Daya Sistem
+ Accu
(Volt)
(Ampere)
(Watt)
Accu
16
2,430
38,880
55 + accu
15,9
8,500
135,150
80 + accu
15,8
10,650
168,270
90 + accu
15,6
11,150
173,940
105 + accu
15,4
11,690
180,026
115 + accu
15,4
12,640
194,656
130 + accu
15,3
13,425
205,403
140 + accu
15,2
14,460
219,792
150 + accu
15,0
15,540
233,100
155 + accu
14,9
15,560
231,844
165 + accu
14,6
16,045
234,257
175 + accu
14,5
16,160
234,320
190 + accu
14,2
16,370
232,454
200 + accu
14,0
16,630
232,820
225 + accu
13,8
16,780
231,564
Dari tabel di atas menjelaskan bahwa semakin besar beban (lampu dan accu) yang
digunakan akan mengakibatkan turunnya tegangan keluaran pada alternator, sedangkan
untuk nilai arus keluaran dari alternator sendiri semakin bertambah seiring peningkatan
beban yang digunakan. Untuk nilai daya sistem didapatkan dengan cara perhitungan
secara manual, yaitu dengan menggunakan persamaan (2.8) yaitu P = I.V
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
45
Keterangan :
P
= Daya
V
= Vout Alternator
I
= Arus Alternator
4.2.2. Pengujian Pada Sistem 3 Fasa
Pengujian yang dilakukan pada tahap ini adalah menggunakan masukan sistem 3
fasa. Pada tahap ini sudah tidak lagi menggunakan rangkaian kapasitor. Pada pengujian
tahap ini, menggunakan inverter 3 fasa sebagai sistem masukannya dimana dapat diatur
besar – kecilnya nilai frekuensi yang akan digunakan untuk pengujian. Nilai frekuensi
yang digunakan pada tahap ini adalah sebesar 50 Hz. Dipilih nilai frekuensi 50 Hz, untuk
menyesuaikan dengan nilai frekuensi dari penyedia sumber yaitu PLN.
Pada tabel 4.3 merupakan hasil dari pengujian yang telah dilakukan. Isi dari tabel
tersebut sama dengan tabel pada tahap yang sebelumnya yaitu tahap dengan masukan
sistem 1 fasa. Nilai – nilai pada tabel ini juga diambil dari nilai yang tertampil pada LCD
untuk Vout sensor dan Arus, sedangkan untuk melihat nilai RPM tetap dengan cara manual
yaitu dengan menggunakan tachometer.
Tabel 4.3. Hasil pengujian pada sistem 3 fasa
Beban Lampu (Watt) Vout Sensor (Volt) Arus (Ampere) RPM
0
2,500
0,000
1491
55
2,707
5,801
1492
80
2,770
7,372
1492
90
2,794
7,976
1493
105
2,823
8,701
1491
115
2,860
9,366
1448
130
2,903
10,695
1442
140
2,929
11,360
1442
150
2,955
11,845
1397
155
2,968
12,328
1395
165
2,993
12,532
1394
175
2,998
13,053
1401
190
3,017
13,551
1395
200
3,057
14,447
1390
225
3,088
15,450
1390
Arus (Ampere)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
46
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
50
100
150
200
250
Beban Lampu (Watt)
RPM
Gambar 4.13. Grafik hubungan antara arus dengan beban lampu pada sistem 3 fasa
1500
1490
1480
1470
1460
1450
1440
1430
1420
1410
1400
1390
1380
0
50
100
150
200
250
Beban Lampu (Watt)
Gambar 4.14. Grafik hubungan antara RPM dengan beban lampu pada sistem 3 fasa
Pada gambar 4.13 menjelaskan tentang grafik hubungan antara beban lampu
dengan arus yang terukur. Arus yang terukur hampir sama dengan arus yang terjadi pada
tahap sebelumnya yaitu pada masukan sistem 1 fasa. Terjadi kenaikan nilai arus setiap
penambahan beban, untuk arus terkecil yang terukur pada saat beban 55 Watt adalah
sebesar 5,801 A dan untuk nilai arus terbesar yang terukur sebesar 15,450 A. Untuk
gambar 4.14 merupakan grafik hubungan antara beban lampu dengan kecepatan putaran
(RPM) yang terjadi. Dalam percobaan tahap ini kecepatan yang terukur menunjukkan
penurunan nilai kecepatan. Selama prosesnya percobaan terdapat kenaikkan nilai
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
47
kecepatan. Pada saat kondisi tanpa beban kecepatan yang terukur adalah 1491 RPM,
kemudian ketika diberi beban sebesar 55 Watt naik menjadi 1492 RPM dan naik lagi
kecepatan menjadi 1493 RPM pada beban 90 Watt. Setelah terjadi peningkatan kecepatan,
ketika dibebani dengan 105 Watt kecepatan turun menjadi 1491 dan terus turun
kecepatannya sampai pada beban terbesar yaitu 225 Watt dengan kecepatan yang terukur
sebesar 1390 RPM.
Seperti halnya yang telah dilakukan pada pengujian sistem 1 fasa, maka pada
pengujian sistem 3 fasapun dilakukan panambahan parameter uji sistem dengan tujuan
mendapatkan hasil yang lebih baik dan lebih teliti. Pada tabel 4.4 di bawah ini merupakan
data dari parameter yang diuji.
Tabel 4.4. Penambahan parameter uji pada sistem 3 fasa
Beban Lampu (Watt) Vout Alternator Arus Alternator Daya Sistem
+ Accu
(Volt)
(Ampere)
(Watt)
Accu
15,2
4,822
73,294
55 + accu
15,5
11,169
173,120
80 + accu
14,9
11,180
166,582
90 + accu
14,4
11,536
166,118
105 + accu
14,0
11,658
163,212
115 + accu
13,7
11,658
159,715
130 + accu
13,6
11,841
161,038
140 + accu
13,5
11,963
161,005
150 + accu
13,3
11,963
159,108
155 + accu
13,2
12,001
158,413
165 + accu
13,0
11,963
155,519
175 + accu
13,2
11,963
157,912
190 + accu
12,9
12,024
155,110
200 + accu
12,9
11,963
154,323
225 + accu
12,7
12,024
152,705
Dari tabel di atas didapatkan informasi bahwa tegangan keluaran alternator pada
sistem 3 fasa ini memiliki tegangan maksimum pada 15,2 volt saat hanya diberi beban
pengisian accu dan turun menjadi 12,7 volt ketika diberi beban sampai 225 watt +
pengisian accu. Untuk arus keluarannya dengan beban pengisian accu saja yaitu 4,822
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
48
ampere dan maksimumnya pada 12 ampere. Semenjak diberi beban 140 watt sampe 225
watt arus alternator stabil pada 12 ampere, ada naik-turunnya tetapi sedikit sekali hanya
sekitar 0,006 ampere.
4.2.3. Pengujian Sistem 1 Fasa dengan Variasi Kapasitor
Pengujian ini dilakukan untuk melihat karakteristik dan kemampuan motor induksi
3 fasa ketika diberi masukan yang tidak sesuai dengan perancangan sebelumnya. Pengujian
ini dilakukan dengan memvariasikan nilai kapasitor jalan dan kaparitor start.
4.2.3.1. Variasi Kapasitor Jalan Bernilai 10 µF
Pada perancangan di awal nilai untuk kapasitor jalan adalah 26 µF. Nilai tersebut
didapatkan dari memparalel antara kapasitor 10 µF dengan 16 µF, untuk pengujian ini
kapasitor yang bernilai 16 µF dilepaskan dari rangkaian sehingga hanya tinggal kapasitor
bernilai 10 µF yang berfungsi sebagai kapasitor jalan. Langkah berikutnya sama seperti
dengan sebelumnya yaitu memberi tegangan masukan 220 volt dan melakukan
pengambilan data. Tabel 4.5 berikut ini menunjukkan data pengujiannya.
Tabel 4.5. Pengujian kapasitor jalan 10 µF
Beban Lampu (Watt)
Vout Sensor
Arus Alternator Vout Alternator
RPM
+ Accu
(Volt)
(Ampere)
(Volt)
Accu
2,590
2,070
15,4
1493
55 + accu
2,850
8,700
15,6
1482
130 + accu
3,094
14,575
15,6
1472
165 + accu
3,145
15,661
14,9
1472
225 + accu
3,400
15,563
14,0
1468
4.2.3.2. Variasi Kapasitor Jalan Bernilai 16 µF
Pengujian ini dilakukan dengan mengubah nilai kapasitor jalan dari yang semula
26µF menjadi 16µF. Jika sebelumnya yang dilepaskan adalah kapasitor 16 µF, maka
sekarang kapasitor 10µF yang dilepaskan. Berikut tabel data pengujiannya.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
49
Tabel 4.6. Pengujian kapasitor jalan 16 µF
Beban Lampu (Watt)
Vout Sensor
Arus Alternator Vout Alternator
RPM
+ Accu
(Volt)
(Ampere)
(Volt)
Accu
2,622
3,052
15,0
1481
55 + accu
2,871
8,789
15,5
1487
130 + accu
3,079
14,161
15,4
1480
165 + accu
3,118
15,564
14,8
1475
225 + accu
3,128
15,554
13,9
1470
4.2.3.3. Variasi Kapasitor Start Bernilai 44 µF
Jika pada subbab sebelumnya yang divariasikan adalah kapasitor jalan, maka
pada subbab ini yang divariasikan adalah kapasitor startnya. Pada awal perancangan
kapasitor start bernilai 50 µF dan itu didapatkan dari paralel kapasitor-kapasitor yang
bernilai 6 µF, 8 µF, 16 µF, dan 20 µF. Pada pengujian kali ini kapasitor yang bernilai 6 µF
dilepaskan dari rangkaian, sehingga total dari rangkaian kapasitor start adalah 44 µF. Tabel
4.7 merupakan data hasil pengujiannya.
Tabel 4.7. Pengujian kapasitor start 44 µF
Beban Lampu (Watt)
Vout Sensor
Arus Alternator Vout Alternator
+ Accu
(Volt)
(Ampere)
(Volt)
Accu
2,674
3,663
15,4
1484
55 + accu
2,884
9,094
15,6
1485
130 + accu
3,079
14,405
15,4
1476
165 + accu
3,106
15,198
14,5
1472
225 + accu
3,123
15,625
14.1
1470
RPM
Untuk pengujian nilai kapasitor start dengan nilai total yang lebih kecil lagi
daripada 44 µF tidak dapat dilanjutkan, dikarenakan pada rangkaian kapasitornya muncul
percikan-percikan bunga api yang dapat membahayakan perangkat lainnya dan penguji.
4.2.3.4. Analisa Data Arus Alternator dengan Variasi Kapasitor
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
50
Data hasil variasi kapasitor yang telah dilakukan menunjukkan bahwa dengan
semakin kecilnya nilai kapasitor jalan (Cr), arus keluaran dari alternator juga menjadi lebih
kecil dibandingkan dengan nilai kapsitor jalan yang lebih besar. Pada kapasitor jalan
bernilai 10µF arus terkecil yaitu pada nilai 2,590 A dan terbesarnya 15,563A, sedangkan
pada kapasitor jalan 16µF nilai arus terkecil bernilai 2,622A dan terbesarnya pada
15,554A. Variasi kapasitor lainnya yaitu kapasitor start (Cs) sebesar 44µF memiliki hasil
arus alternator yang lebih besar dibandingkan dari kedua nilai kapasitor jalan sebelumnya,
karena disini menggunakan nilai kapasitor jalan yang sesuai dengan perhitungan teori yaitu
sebesar 25µF. Gambar 4.15 di bawah ini menunjukkan grafik perbandingan dari variasi
ketiga kapasitor.
18,000
Arus Alternator (Ampere)
16,000
14,000
12,000
10,000
CR 10uF
CR 16uF
CS 44uF
8,000
6,000
4,000
2,000
0
0
55
130
165
Beban Lampu (Watt) + Accu
225
Gambar 4.15. Grafik perbandingan arus keluaran alternator menggunakan variasi kapasitor
4.3.
Analisis Hasil Pengujian
4.3.1. Analisis Data Arus
Pada data nilai arus yang telah diambil dengan menggunakan tahap sistem 1 fasa
maupun dengan menggunakan tahap sistem 3 fasa terjadi adanya perbedaan nilai.
Berdasarkan tabel 4.8 ditunjukkan beda nilai besarnya arus yang terukur antara sistem 1
fasa dengan sistem 3 fasa. Berikutnya pada gambar 4.16 merupakan grafik untuk kedua
nilai yang dibandingkan tersebut.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
51
Tabel 4.8. Nilai arus sistem 1 fasa dan sistem 3 fasa
Beban Lampu (Watt)
0
55
80
90
105
115
130
140
150
155
165
175
190
200
225
Arus pada sistem 1 fasa Arus pada sistem 3 fasa
(A)
(A)
0,000
0,000
6,284
5,801
8,097
7,372
8,826
7,976
9,548
8,701
10,152
9,366
10,996
10,695
11,604
11,360
12,328
11,845
12,449
12,328
13,054
12,532
13,539
13,053
14,502
13,551
14,986
14,447
15,953
15,450
18
16
Arus (Ampere)
14
12
10
8
Arus input 1 fasa
6
Arus input 3 fasa
4
2
0
0
50
100
150
200
250
Beban Lampu (Watt)
Gambar 4.16. Grafik perbandingan arus antara sistem 1 fasa dengan sistem 3 fasa
Dari gambar grafik tersebut dapat menjelaskan bahwa nilai arus pada masukan
sistem 1 fasa sedikit lebih tinggi daripada nilai arus pada masukan sistem 3 fasa. Nilai
terkecil ketika diberi beban sebesar 55 Watt pada masukan sistem 1 fasa arusnya terukur
sebesar 6,284 A, sedangkan pada sistem 3 fasa bernilai 5,801 A. Untuk nilai beban
tertingginya yaitu pada 225 Watt, pada sistem 1 fasa mencapai 15,953 A dan masukan
sistem 3 fasa tidak berbeda jauh dengan nilai 15,450 A. Hal ini terjadi dikarenakan
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
52
masukan sistem 1 fasa yang menggunakan rangkaian kapasitor mempunyai tegangan
referensi yang lebih tinggi daripada tegangan referensi yang dihasilkan oleh masukan
sistem 3 fasa. Dengan berbedanya tegangan tersebut, maka berbeda pula nilai masukan
tegangan yang digunakan.
4.3.2. Analisis Data Kecepatan Putaran (RPM)
Dalam melakukan pengukuran kecepatan putaran (RPM) motor induksi 3 fasa yang
telah dilakukan terdapat adanya sedikit perbedaan nilai antara sistem 1 fasa dengan sistem
3 fasa. Pada tabel 4.9 ditunjukkan secara bersamaan nilai kecepatan putaran kedua sistem
masukan yang telah diukur.
Tabel 4.9. Nilai RPM motor induksi sistem 1 fasa dan sistem 3 fasa
Beban Lampu
(Watt)
0
55
80
90
105
115
130
140
150
155
165
175
190
200
225
Kecepatan motor sistem 1 fasa
(RPM)
1489
1487
1486
1486
1485
1485
1484
1483
1482
1482
1480
1480
1478
1477
1475
Kecepatan motor sistem 3 fasa
(RPM)
1491
1492
1492
1493
1491
1448
1442
1442
1397
1395
1394
1401
1395
1390
1390
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
53
1520
Kecepatan Putaran (RPM)
1500
1480
1460
Kecepatan Sistem 1 Fasa
1440
Kecepatan Sistem 3 Fasa
1420
1400
1380
1360
1340
1320
0
55
80
90 105 115 130 140 150 155 165 175 190 200 225
Beban Lampu (Watt)
Gambar 4.17. Grafik perbandingan RPM pada sistem 1 fasa dengan sistem 3 fasa
Grafik yang ditunjukkan pada gambar 4.17 merupakan perbandingan kecepatan
putaran motor induksi 3 fasa antara sistem 1 fasa dengan sistem 3 fasa. Kedua sistem
tersebut mengalami penurunan kecepatan putaran seiring dengan bertambah besarnya
beban yang digunakan. Penurunan nilai kecepatan ini dikarenakan semakin besar nilai
beban yang digunakan semakin besar pula arus yang dibutuhkan motor induksi untuk
berputar. Ketika arus dari catu daya berkurang maka kecepatan motor semakin melambat.
Awal pengoperasian (tanpa beban) pada sistem 1 fasa mempunyai nilai kecepatan sebesar
1489 RPM, sedangkan pada sistem 3 fasa sebesar 1491 RPM.
Perbedaan ini sangat kecil bisa dibilang ini sebagai bias atau bisa dianggap sama
tetapi ketika beban semakin bertambah pada sistem 3 fasa terjadi penurunan kecepatan
putaran yang sangat drastis. Hasil akhir pada masing – masing sistem masukan yaitu 1475
RPM untuk kecepatan sistem 1 fasa dan 1390 RPM untuk kecepatan sistem 3 fasa. Pada
sistem 3 fasa untuk beban 105 Watt kecepatan putaran masih sama dengan kondisi awal
(1491 RPM) tetapi pada beban 115 Watt langsung turun menjadi 1448 RPM. Terjadi juga
pada peralihan beban dari 140 Watt menuju 150 Watt, saat beban berada di 140 Watt
kecepatan motor berapa pada nilai 1442 RPM kemudian saat beban ditambah menjadi 150
Watt kecepatan langsung turun drastis lagi dibawah 1400 RPM tepatnya 1397 RPM. Hal
ini terjadi seperti yang dijelaskan pada subbab sebelumnya yaitu pada analisis data arus,
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
54
bahwa nilai tegangan referensi yang dihasilkan oleh sistem 3 fasa lebih kecil dan tidak
stabil sehingga bisa terjadi penurunan yang drastis seperti pada hasil percobaan yang
terjadi.
4.4.
Analisis Error Perangkat Keras
Dari pengambilan data yang telah dilakukan selama in belum ada parameter yang
digunakan untuk membandingkan apakah perangkat keras yang telah dibuat ini dapat
bekerja sesuai dengan yang diinginkan atau tidak (error besar). Dari pada itu nilai yang
telah didapatkan selama pengambilan data ini agar dapat diketahui seberapa besar nilai
error-nya akan dibandingkan dengan nilai dari hasil Ampere Meter yang tersedia. Nilai
yang akan diukur error-nya adalah nilai arus terukur yang tertampil pada LCD. Pada
pembuatan program rumus perhitungannya dibuat berdasarkan karakteristik dari sensor
arus yang digunakan, yaitu pada setiap kenaikkan arus sebesar 1 Ampere, maka sensor
akan merespon dengan memberikan keluaran (Vout Sensor) sebesar 40 mV. Tetapi pada
saat tidak ada arus yang melewati sensor tersebut, keluaran sensor tersebut Vcc/2. Karena
Vcc yang digunakan untuk menghidupkan sensor sebesar 5 Volt, maka Vout sensor
tersebut Vcc/2 = 2,5 Volt.
Berikut ini adalah rumus perhitungan arus pada program yang digunakan :
(
40
=
) − 2,5
/
Contoh : Pada beban 55 Watt, Vout sensor sebesar 2,726 Volt maka nilai arus yang akan
tertampil adalah :
=
2,726
− 2,5
40 /
= 5,56
Seperti itu seterusnya dilakukan dengan cara yang sama pada nilai-nilai beban yang lain.
Dengan membandingkan dengan Ampere Meter yang tersedia, maka pada tabel 4.10
menunjukkan nilai-nilai keseluruhan error yang terjadi.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
55
Tabel 4.10. Persentase error perangkat keras dalam pengukuran nilai arus
Sistem 1 Fasa
Arus Sensor Ampere Meter
(Ampere)
(Ampere)
2,430
2,4
8,500
8,2
10,650
10,4
11,150
10,8
11,690
11,4
12,640
12,4
13,425
13,2
14,460
14,2
Sistem 3 Fasa
4,822
4,6
11,169
10,8
11,180
10,8
11,526
11,3
11,658
11,4
11,658
11,4
11,841
11,6
11,963
11,8
11,963
11,8
12,001
11,9
11,963
11,8
11,963
11,8
12,024
11,9
11,963
11,8
12,024
11,9
Rata – Rata Error
Beban Lampu (Watt)
+ Accu
Accu
55 + accu
80 + accu
90 + accu
105 + accu
115 + accu
130 + accu
140 + accu
Error
(%)
1,234
3,529
2,347
3,139
2,481
1,900
1,676
1,798
Accu
55 + accu
80 + accu
90 + accu
105 + accu
115 + accu
130 + accu
140 + accu
150 + accu
155 + accu
165 + accu
175 + accu
190 + accu
200 + accu
225 + accu
4,604
3,304
3,399
1,961
2,213
2,213
2,035
1,363
1,363
0,842
1,363
1,363
1,031
1,363
1,031
2,068
Untuk perhitungan nilai persentase error sendiri didapat dari rumus sebagai berikut
ini :
=
−
100%
Contoh : Pada beban 225 Watt + pengisian accu nilai arus yang tertampil pada LCD
sebesar 12,024 Ampere, sedangkan nilai pengukuran Amper Meter adalah 11,9 Ampere.
Jadi nilai persentase error-nya adalah :
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
56
225
−
=
225
100%
=
12,024 − 11,9
100%
12,024
= 1,031 %
Perhitungan persentase rata – rata error :
−
=
∑
%
23
47,449
=
%
23
−
= 2,068%
Berdasarkan tabel persentase keberhasilan alat dalam mengukur nilai arus beban,
diperoleh persentase rata-rata error sebesar 2,068%. Pada percobaan ini sensor arus dapat
di katakan stabil dan bekerja dengan baik karena rata-rata error dalam pengukuran arus
nilai kurang dari 3% atau masih dalam batas wajar kerja alat.
4.5.
Pengujian Rangkaian Penyearah
Pengujian rangkaian penyearah 5 dan 12 volt dilakukan dengan mengukur tegangan
keluaran penyearah menggunakan multimeter. Gambar 4.18 menunjukkan hasil
perancangan rangkaian penyearah 5 dan 12 volt. Tabel 4.11 menunjukkan hasil pengujian
tegangan keluaran tanpa beban, tegangan keluaran dengan beban, dan arus total yang
digunakan.
Gambar 4.18. Rangkaian penyearah tegangan
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
57
Tabel 4.11. Hasil pengujian tegangan keluaran rangkaian penyearah
Tegangan
Penyearah
5 Volt
12 Volt
Tegangan keluaran tanpa
beban (Volt)
4.99
12,32
Tegangan keluaran dengan
beban (Volt)
4,97
12,22
Berdasarkan tabel 4.11, hasil pengukuran tegangan keluaran rangkaian penyearah 5
dan 12 volt memiliki perbedaan dengan tegangan keluaran pada saat tanpa beban dan pada
saat menggunakan beban. Tegangan keluaran dari komponen IC L7805CV tanpa beban
adalah 4,99 volt, tetapi pada saat diberi beban hasil pengujian terukur adalah 4,97 volt.
Beban yang digunakan adalah sebuah sensor arus ACS758 dan sebuah LCD. Untuk
penyearah 5 volt terdapat error sebesar :
−
=
=
100%
4,99 − 4,97
100%
4,99
= 0,40%
Berdasarkan perhitungan error yang dilakukan pada penyearah 5 volt, diperoleh
nilai error sebesar 0,40 %. Hal tersebut tidak mempengaruhi kenerja sistem secara
keseluruhan dan kenerja mikrokontroler dikarenakan tegangan kerja dari mikrokontroler
berkisar 4,5 volt sampai 5,5 vot.
Sedangkan tegangan keluaran dari komponen IC L7812CV tanpa beban adalah
12,32 volt, tetapi saat diberi beban terukur sebesar 12,22 volt. Beban yang digunakan pada
penyearah 12 volt ini adalah dua buah kipas DC dan sebuah mikrokontroler. Untuk
penyearah 12 volt terdapat error sebesar :
−
=
=
12,32 − 12,22
100%
12,32
= 0,81%
100%
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
58
Berdasarkan perhitungan error yang dilakukan pada penyearah 12 volt, diperoleh
nilai error sebesar 0,81%. Hal tersebut tidak mempengaruhi kinerja dari sistem secara
keseluruhan.
4.6. Pembahasan Software
Dalam melakukan percobaan dalam tugas akhir ini, software yang digunakan oleh
penulis adalah Code Vision AVR Compiler. Program yang terdapat di dalam
mikrokontroler yang digunakan adalah program untuk pembacaan nilai tegangan keluaran
dari sensor arus yang nantinya akan diolah agar dapat menampilkan nilai arus yang terukur
sebenarnya.
4.6.1. Program Utama
Listing program utama dan program tampilan awal ditunjukkan pada gambar 4.20.
Program utama akan dijalankan pada saat user menekan tombon ON pada boks perangkat
keras. Jika program telah dijalankan, maka mikrokontroler akan menampilkan tulisan pada
LCD “SECOND ADRIAN” pada baris pertama dan tulisan “085114002” pada baris kedua,
tulisan itu dimaksudkan bahwa pembuat atau pemilik dari alat ini bernama Second Adrian
yang mempunyai NIM 085114002. Tampilan awal tersebut dapat dilihat pada gambar 4.19
di bawah ini.
Gambar 4.19. Tampilan awal LCD pada perangkat keras
Gambar 4.20. Listing program utama dan program tampilan awal
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
59
4.6.2. Program Mengukur Nilai Arus
Dalam mengukur nilai arus yang terukur, listing program yang digunakan akan
ditunjukkan pada gambar 4.21. Di mana keluaran dari sensor yang berupa tegangan analog
masuk pada port A0 mikrokontroler. Oleh mikrokontroler akan dibaca nilai ADC-nya.
Setelah dibaca, nilai tersebut akan dikonversi ke dalam bentuk data digital.
Dalam
mengkonversi nilai ACD menjadi data digital akan dikalikan dengan 0,0048828125. Nilai
tersebut berasal dari 5 Volt (tegangan masukan yang dibutuhkan mikrokontroler untuk
bekerja) dibagi dengan 1024, maka akan diketahui data tegangan.
Dengan diketahuinya data tegangan tersebut, maka selanjutnya dapat diketahui nilai
arus yang terukur dengan mengubah data tegangan melalui persamaan :
=
− 2,5
0,04
Gambar 4.21. Listing program mengukur nilai arus
Menggunakan persamaan tersebut mengacu dari sensor arus yang digunakan. Karena
sensor arus yang digunakan ACS758 memiliki karakteristik yaitu pada setiap kenaikkan
arus sebesar 1 Ampere, maka sensor akan merespon dengan memberikan keluaran (Vout
Sensor) sebesar 40 mV. Untuk nilai pengurangan oleh 2,5 itu sendiri didapatkan dari nilai
Vcc/2, hal ini terjadi karena saat tidak ada arus yang melewati sensor tersebut keluaran dari
sensor tersebut sebesar Vcc/2. Di sini Vcc yang digunakan untuk menghidupkan sensor
sebesar 5 Volt, maka Vout sensor tersebut Vcc/2 = 2,5 Volt.
Setelah didapatkan nilai tegangan dan nilai arus tadi, proses selanjutnya yaitu
menampilkan nilai - nilai tersebut ke dalam LCD agar dapat dengan mudah dibaca oleh
user. Pada gambar 4.22 adalah tampilan dimana ketika nilai tegangan dan nilai arus sudah
dalam keadaan siap baca oleh user. Untuk listing programnya akan ditunjukkan pada
gambar 4.23.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 4.22. Tampilan nilai tegangan keluaran sensor dan nilai arus
Gambar 4.23. Listing program tampilan nilai tegangan keluaran sensor dan nilai arus
60
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil implementasi dan pengamatan pada pengoperasian motor induksi 3 fasa
menggunakan sistem tenaga 1 fasa, dapat ditarik kesimpulan bahwa :
1.
Motor induksi 3 fasa dapat bekerja secara baik dan normal dengan sistem 1
fasa menggunakan rangkaian motor kapasitor.
2.
Pengukuran nilai arus dengan ACS758 yang digunakan bila dibandingkan
dengan perhitungan teori memiliki error tidak lebih daripada 3%.
5.2. Saran
Berdasarkan hasil implementasi ada beberapa saran untuk perkembangan lebih
lanjut agar pengoperasian motor induksi 3 fasa menggunakan sistem tenaga 1 fasa dapat
bekerja lebih baik lagi, yaitu :
1. Menambahkan tachometer otomatis untuk mengetahui nilai kecepatan putaran
motor induksi 3 fasa tanpa harus perlu dilakukan secara manual.
2. Penggunaan kapasitor dengan jumlah yang lebih sedikit atau adanya kapasitor
yang memliki nilai kapasitansi yang sesuai dengan perancangan sehingga
memudahkan dalam proses merakit dan penempatannya.
61
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Pillay P and Brzezinski, 1990, Induction motor performance when fed from single
to three phase converter, IEEE No. 90/CH 29.35-5/90/0000-004.
[2]
Anthony Zuriman dan Efendi Asnal, 2004, “Sistem pengaman motor induksi 3-fasa
terhadap gangguan hubung singkat satu fasa dengan cara merubah sumber
tegangan”, Prosiding SNVMS 2004, ISBN: 979-96964-1-0, hal. 643-649.
[3]
Anthony Zuriman, Agustus 2004, “Perencanaan kapasitor start untuk
mengoperasikan motor induksi 3-fase pada sistem tenaga 1-fase”, Jurnal
Momentum, Vol. 2 No. 2, hal. 9-13.
[4]
Huang H, Fuchs EF and White J.C, Septermber 1988, “Optimal placement of the
run capacitor in single phase induction motor designs”, IEEE transactions on
energy conversion, Vol. 3, No. 3, pp. 647-652.
[5]
....., 2012 Data Sheet Mikrokontroler ATmega8535, Atmel
[6]
Winoto, Ardi. , 2008 Mikrokontroler AVR Atmega 8/32/16/8535, Bandung.
[7]
Datasheet
ACS758,
Allegro,
http://www.allegromicro.com/~/Media/Files/Datasheets/ACS758-Datasheet.ashx,
diakses pada tanggal 28 November 2012.
[8]
Pengatur
Tegangan
(Voltage
Regulator),
http://aryutomo.wordpress.com/2010/12/10/pengatur-tegangan-voltage-regulator/,
diakses 20 Agustus 2012.
[9]
Robert Boylestad, Louis Nashelsky, 1996, Electronic Devices and Circuit Theory
sixth edition, New Jersey : Prentice Hall.
[10]
PT PLN Penyaluran Pusat Pengaturan Beban Jawa Bali, 2008, Teori Dasar Listrik.
[11]
Paul A, Tipler, 1998, FISIKA Untuk Sains dan Teknik, edisi 3 jilid 1, Erlangga,
Bandung.
[12]
Mekatronika
Modul
7,
http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/195912311
985031-JAJA_KUSTIJA/MEKATRONIKA_MODUL_7.pdf, diakses pada tanggal
15 Agustus 2012.
[13]
Makalah
Alternator,
http://www.slideshare.net/Desta_92/makalah-alternator,
diakses pada tanggal 1 November 2012.
62
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
[14]
http://www.batan.go.id/ptbn/php/pdf-publikasi/HP2006/36-SAUD.pdf,
tanggal 11 September 2011.
63
diakses
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
LAMPIRAN 1
LISTING PROGRAM UTAMA
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L1-1
LAMPIRAN LISTING PROGRAM UTAMA
//-------------------------------------------------------------------------------------------//PENGOPERASIAN MOTOR INDUKSI 3 FASA MENGGUNAKAN
//SISTEM TENAGA 1 FASA
//-------------------------------------------------------------------------------------------#include <mega8535.h>
#include <delay.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#asm
.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC
#endasm
#include <lcd.h>
#define ADC_VREF_TYPE 0x00
float Sensor,Tegangan,Arus;
char baris1[16],baris2[16];
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
delay_us(10);
ADCSRA|=0x40;
while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10;
return ADCW;
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L1-2
}
void CEK_ADC(void)
{
Sensor=read_adc(0);
Tegangan=((float)Sensor*0.0048828125);
Arus=(((float)Tegangan-2.5)/0.04);
}
void Tampil_ADC(void)
{
lcd_clear();
sprintf(baris1,"Vout
=
;lcd_gotoxy(0,0);lcd_puts(baris1);
sprintf(baris2,"Arus
;lcd_gotoxy(0,1);lcd_puts(baris2);
}
void main(void)
{
PORTA=0x00;
DDRA=0x00;
PORTB=0x00;
DDRB=0x00;
PORTC=0x00;
DDRC=0x00;
PORTD=0x00;
DDRD=0x00;
%0.03f
=
%0.03f
V",Tegangan)
A",Arus)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x84;
SFIOR&=0xEF;
lcd_init(16);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(" SECOND ADRIAN");
lcd_gotoxy(3,1);
lcd_putsf("085114002");
delay_ms(5000);
lcd_clear();
while (1)
{
CEK_ADC();
Tampil_ADC();
delay_ms(500);
};
}
L1-3
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
LAMPIRAN 2
RANGKAIAN KESELURUHAN
10uF
C3
10k
R1
27pF
C2
27pF
C1
CRYSTAL
X1
13
12
9
14
15
16
17
18
19
20
21
1
2
3
4
5
6
7
8
ATMEGA8535
XTAL1
XTAL2
RESET
PD0/RXD
PD1/TXD
PD2/INT0
PD3/INT1
PD4/OC1B
PD5/OC1A
PD6/ICP1
PD7/OC2
PB0/T0/XCK
PB1/T1
PB2/AIN0/INT2
PB3/AIN1/OC0
PB4/SS
PB5/MOSI
PB6/MISO
PB7/SCK
U1
AREF
AVCC
PC0/SCL
PC1/SDA
PC2
PC3
PC4
PC5
PC6/TOSC1
PC7/TOSC2
PA0/ADC0
PA1/ADC1
PA2/ADC2
PA3/ADC3
PA4/ADC4
PA5/ADC5
PA6/ADC6
PA7/ADC7
32
30
22
23
24
25
26
27
28
29
40
39
38
37
36
35
34
33
330R
R2
D1
10K
RV1
LED
ACS758
Sensor Arus
1
5V
7
8
9
10
11
12
13
14
4
5
6
1
2
3
LM016L
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
RS
RW
E
VSS
VDD
VEE
LCD1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
LAMPIRAN RANGKAIAN KESELURUHAN
L2
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
LAMPIRAN 3
TABEL PENGAMBILAN DATA
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
LAMPIRAN TABEL PENGAMBILAN DATA
Tabel Hasil Pengujian Pada Sistem 1 Fasa
Beban Lampu (Watt) Vout Sensor (Volt) Arus (Ampere) RPM
0
2,500
0,000
1489
55
2,726
6,284
1487
80
2,798
8,097
1486
90
2,827
8,826
1486
105
2,853
9,548
1485
115
2,892
10,152
1485
130
2,921
10,996
1484
140
2,941
11,604
1483
150
2,968
12,328
1482
155
2,971
12,449
1482
165
2,997
13,054
1480
175
3,017
13,539
1480
190
3,057
14,502
1478
200
3,075
14,986
1477
225
3,114
15,953
1475
Tabel Penambahan Parameter Uji Pada Sistem 1 Fasa
Beban Lampu (Watt) Vout Alternator Arus Alternator Daya Sistem
+ Accu
(Volt)
(Ampere)
(Watt)
Accu
16
2,430
38,880
55 + accu
15,9
8,500
135,150
80 + accu
15,8
10,650
168,270
90 + accu
15,6
11,150
173,940
105 + accu
15,4
11,690
180,026
115 + accu
15,4
12,640
194,656
130 + accu
15,3
13,425
205,403
140 + accu
15,2
14,460
219,792
150 + accu
15,0
15,540
233,100
155 + accu
14,9
15,560
231,844
165 + accu
14,6
16,045
234,257
175 + accu
14,5
16,160
234,320
190 + accu
14,2
16,370
232,454
200 + accu
14,0
16,630
232,820
225 + accu
13,8
16,780
231,564
L3-1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Tabel Hasil Pengujian Pada Sistem 3 Fasa
Beban Lampu (Watt) Vout Sensor (Volt) Arus (Ampere) RPM
0
2,500
0,000
1491
55
2,707
5,801
1492
80
2,770
7,372
1492
90
2,794
7,976
1493
105
2,823
8,701
1491
115
2,860
9,366
1448
130
2,903
10,695
1442
140
2,929
11,360
1442
150
2,955
11,845
1397
155
2,968
12,328
1395
165
2,993
12,532
1394
175
2,998
13,053
1401
190
3,017
13,551
1395
200
3,057
14,447
1390
225
3,088
15,450
1390
Tabel Penambahan Parameter Uji Sistem 3 Fasa
Beban Lampu (Watt) Vout Alternator Arus Alternator Daya Sistem
+ Accu
(Volt)
(Ampere)
(Watt)
Accu
15,2
4,822
73,294
55 + accu
15,5
11,169
173,120
80 + accu
14,9
11,180
166,582
90 + accu
14,4
11,536
166,118
105 + accu
14,0
11,658
163,212
115 + accu
13,7
11,658
159,715
130 + accu
13,6
11,841
161,038
140 + accu
13,5
11,963
161,005
150 + accu
13,3
11,963
159,108
155 + accu
13,2
12,001
158,413
165 + accu
13,0
11,963
155,519
175 + accu
13,2
11,963
157,912
190 + accu
12,9
12,024
155,110
200 + accu
12,9
11,963
154,323
225 + accu
12,7
12,024
152,705
L3-2
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Tabel Pengujian Kapasitor Jalan 10 µF
Beban Lampu (Watt) Vout Sensor Arus Alternator Vout Alternator
L3-3
RPM
+ Accu
(Volt)
(Ampere)
(Volt)
Accu
2,590
2,070
15,4
1493
55 + accu
2,850
8,700
15,6
1482
130 + accu
3,094
14,575
15,6
1472
165 + accu
3,145
15,661
14,9
1472
225 + accu
3,400
15,563
14,0
1468
Tabel Pengujian Kapasitor Jalan 16 µF
Beban Lampu (Watt) Vout Sensor Arus Alternator Vout Alternator
RPM
+ Accu
(Volt)
(Ampere)
(Volt)
Accu
2,622
3,052
15,0
1481
55 + accu
2,871
8,789
15,5
1487
130 + accu
3,079
14,161
15,4
1480
165 + accu
3,118
15,564
14,8
1475
225 + accu
3,128
15,554
13,9
1470
Beban Lampu (Watt)
Tabel Pengujian Kapasitor Start 44 µF
Vout Sensor Arus Alternator Vout Alternator
RPM
+ Accu
(Volt)
(Ampere)
(Volt)
Accu
2,674
3,663
15,4
1484
55 + accu
2,884
9,094
15,6
1485
130 + accu
3,079
14,405
15,4
1476
165 + accu
3,106
15,198
14,5
1472
225 + accu
3,123
15,625
14.1
1470
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-4
Tabel Presentase Error Perangkat Keras Dalam Pengukuran Nilai Arus
Sistem 1 Fasa
Beban Lampu (Watt) Arus Sensor Ampere Meter Error
+ Accu
(Ampere)
(Ampere)
(%)
Accu
2,430
2,4
1,234
55 + accu
8,500
8,2
3,529
80 + accu
10,650
10,4
2,347
90 + accu
11,150
10,8
3,139
105 + accu
11,690
11,4
2,481
115 + accu
12,640
12,4
1,900
130 + accu
13,425
13,2
1,676
140 + accu
14,460
14,2
1,798
Sistem 3 Fasa
Accu
4,822
4,6
4,604
55 + accu
11,169
10,8
3,304
80 + accu
11,180
10,8
3,399
90 + accu
11,526
11,3
1,961
105 + accu
11,658
11,4
2,213
115 + accu
11,658
11,4
2,213
130 + accu
11,841
11,6
2,035
140 + accu
11,963
11,8
1,363
150 + accu
11,963
11,8
1,363
155 + accu
12,001
11,9
0,842
165 + accu
11,963
11,8
1,363
175 + accu
11,963
11,8
1,363
190 + accu
12,024
11,9
1,031
200 + accu
11,963
11,8
1,363
225 + accu
12,024
11,9
1,031
Rata – Rata Error
2,068
Tegangan
Penyearah
5 Volt
12 Volt
Tabel Hasil Pengujian Tegangan Keluaran Rangkaian Penyearah
Tegangan keluaran tanpa beban Tegangan keluaran dengan beban
(Volt)
(Volt)
4.99
4,97
12,32
12,22
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
LAMPIRAN 4
DATASHEET ACS758
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI