i
SKRIPSI
PENGARUH DIAMETER KUMPARAN KERJA
TERHADAP PERUBAHAN SUHU PADA MESIN
PEMANAS INDUKSI
MULYOTO
NIM. 201252024
DOSEN PEMBIMBING
Solekhan, ST., MT.
Mohammad Dahlan, ST., MT.
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
iv
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Mulyoto
NIM : 201252024
Tempat & Tanggal Lahir : Jepara, 05 April 1983
Judul Skripsi : Pengaruh Diameter Kumparan Kerja Terhadap Perubahan Suhu Pada Mesin Pemanas Induksi Menyatakan dengan sebenarnya bahwa penulisan Skripsi ini berdasarkan hasil penelitian, pemikiran dan pemaparan asli dari saya sendiri, baik untuk naskah laporan maupun kegiatan lain yang tercantum sebagai bagian dari Skripsi ini. Seluruh ide, pendapat, atau materi dari sumber lain telah dikutip dalam Skripsi dengan cara penulisan referensi yang sesuai.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar dan sanksi lain sesuai dengan peraturan yang berlaku di Universitas Muria Kudus.
v
PENGARUH DIAMETER KUMPARAN KERJA TERHADAP
PERUBAHAN SUHU PADA MESIN PEMANAS INDUKSI
Nama mahasiswa : Mulyoto
NIM : 201252024
Pembimbing :
1. Solekhan, ST. MT.
2. Mohammad Dahlan, ST. MT.
RINGKASAN
Cor Batangan Inti dicetak didalam Cetakan Inti berbahan besi dan alumunium. Kemudian dipanaskan secara konvesional dengan api menggunakan tungku gas LPG (Liquid Petrolium Gass) maupun kayu bakar. Proses pemanasan ini membutuhkan waktu start-up yang lama serta tenaga dan biaya yang besar, resiko ledakan dan kebakaran. Tujuan dari skripsi ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh perubahan diameter dari Coil atau kumparan kerja yang digunakan dalam mesin pemanas induksi terhadap kecepatan perubahan suhu maupun daya yang digunakan didalam memanaskan logam.
Metode penelitian dari skripsi ini membuat mesin pemanas induksi yang digunakan untuk memanaskan dua jenis logam berbahan besi dan alumunium. Pemanasan Induksi yaitu proses pemanasan secara induksi elektromagnetik yang menginduksi obyek berbahan logam akibat dari arus eddy yang berpusar pada logam secara terus-menerus,proses induksi ini akan menimbulkan panas pada logam dengan suhu yang relatif tinggi. Dengan memanfaatkan sistem pemanasan secara induksi akan lebih cepat, praktis dan aman. Dalam skripsi ini dilakukan penelitian dengan cara merubah-ubah diameter Coil atau kumparan kerja untk mengetahui perubahan suhu yang timbul dari obyek yang di panaskan.
Hasil dari penelitian ini adalah alat pemanas induksi berhasil dibuat dengan baik. Pada kumparan kerja berdiameter 2,5 cm dapat memanaskan logam jenis besi hingga 320 0C dengan daya DC 186 Watt dan daya AC yang dibutuhkan 286 Watt. Semakin besar ukuran kumparan maka daya yang digunakan semakin kecil dan berbanding lurus dengan kecepatan pemanasan obyek logam, semakin kecil kumparan maka perubahan suhu semakin cepat. Pada kumparan 2,5 cm kenaikan suhu rata-rata mencapai 50 0C/menit.
vi
INFLUENCE OF WORKING COIL DIAMETER FOR TEMPERATURE
CHANGES OF INDUCTION HEATER MODULE
Student Name : Mulyoto
Student Identity Number : 201252024
Supervisor : 1. Solekhan, ST. MT.
2. Mohammad Dahlan, ST. MT.
ABSTRACT
temperature and power used in heating the metal.The research method of this thesis makes an induction heating machine which is used to heat two types of metal made from iron and aluminum. Induction Heating is an electromagnetic induction heating process that induces objects made from metal due to continuous eddy currents that rotate on the metal, this induction process will cause heat to the metal with relatively high temperatures. By utilizing an induction heating system it will be faster, practical and safer. In this thesis, research is carried out by changing the diameter of the coil or the working coil to determine the temperature changes arising from the heated object. The result of this research is that the induction heating device was successfully made well. At work coils with a diameter of 2.5 cm can heat the metal type of iron up to 320 oC with DC 186 Watt power and AC power required 286 Watts. The larger the size of the coil, the smaller the power used and is directly proportional to the heating speed of the metal object, the smaller the coil, the faster the temperature changes. In 2.5 cm coils the average temperature rise reaches 50 oC / minute.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan petunjuk kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan
laporan skripsi dengan judul “PENGARUH DIAMETER KUMPARAN
KERJA TERHADAP PERUBAHAN SUHU PADA MESIN PEMANAS
INDUKSI”.
Dalam menyelesaikan laporan skripsi ini penulis memperoleh bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak, sehingga penyusunan dapat berjalan dengan lancar. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang terhormat :
1. Bapak Dr. Suparnyo, S.H., M.S., selaku rektor Universitas Muria arahan dalam penyelesaian dalam skripsi ini.
4. Bapak Solekhan, S.T., M.T., selaku Pembimbing I yang telah memberikan arahan dalam penyelesaian dalam skripsi ini.
5. Bapak Mohammad Dahlan,ST., M.T., selaku Pembimbing II yang telah memberikan arahan dalam penyelesaian dalam skripsi ini.
6. Bapak dan ibu saya tercinta yang selalu memberikan do’a dan motivasi agar terus bersemangat untuk meyelesaikan studi saya.
7. Teman-teman kuliah seperjuangan khususnya dari Progam studi Teknik Elektro yang telah membantu memberikan motivasi, saran-saran serta segala bantuan sehingga terselesainya laporan skripsi ini. 8. Dan kepada semua pihak yang telah membantu proses penyusunan
viii
Semoga segala bantuan yang telah diberikan menjadi catatan amal tersendiri di hari perhitungan kelak dan semoga Allah SWT memberikan balasan yang setimpal.
Berbagai upaya telah penulis lakukan untuk menyelesaikan laporan skripsi ini, tetapi penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu saran dan kritik senantiasa penulis harapkan demi kesempurnaan laporan skripsi ini.
Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
ix
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
2.3. Transformer Step-down... 8
2.4. Kapasitor ... 10
2.5. Dioda ... 12
2.5.1 Dioda Penyearah ... 15
2.5.2. Ultra Fast Recovery Diode (UF5408) ... 17
2.5.3. Dioda Schottky ... 18
x
2.12.Termometer Inframerah ... 29
BAB III METODOLOGI ... 31
3.1. Perancangan Diagram Modul Pemanas Induksi... 31
3.1.1 Perancangan Rangkaian Elektronik... 32
3.2. Tahap Pengujian Modul Pemanas Induksi ... 36
3.3. Metode Pengambilan Data Arus dan tegangan DC ... 37
3.4. Metode Pengambilan Data Arus dan Tegangan AC ... 38
3.5. Metode Pengambilan Data Respon Suhu Terhadap Perubahan Kumparan ... 29
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 40
4.1. Hasil Pengujian Dan Pembahasan ... 40
4.1.1 Hasil Perancangan Modul Pemanas Induksi ... 40
4.1.2 Hasil Pengujian Penggunaan Daya DC ... 42
4.1.3 Hasil Pengujian Penggunaan Daya AC ... ... 47
4.1.3.1.Pengujian Penggunaan Daya AC Beban Besi dan Alumunium... ... 48
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Prinsip kerja pemanas induksi (Noviansyah, 2012) ... 6
Gambar 2.2 Tipe dasar pemanas induksi (Aung, Wai and Soe, 2008) ... 7
Gambar 2.3 Rangkaian dasar transormer (( Malvino, A.P., 2003) ... 9
Gambar 2.4 Proses yang terjadi dalam kapasitor (Chanif, Sarwito and K, 2014)11 Gambar 2.5 Kapasitor jenis frekuensi tinggi ... 12
Gambar 2.6 Simbol dioda (qurrata a’yun, 2015) ... 13
Gambar 2.7 Beberapa contoh jenis dioda (Hasad, 2011) ... 15
Gambar 2.8 Beberapa jenis dioda bridge (Anggraini, 2014) ... 16
Gambar 2.9 Rangkaian dasar penyearah gelombang penuh ... 16
Gambar 2.10 Bentuk gelombang penyearah dioda ... 17
Gambar 2.11 Dioda seri UF5408 ... 18
Gambar 2.12 Simbol dioda schottky (Agung Matutu, 2008) ... 18
Gambar 2.13 Contoh fisik dioda schottky ... 19
Gambar 2.14 Simbol dasar MOSFET ... 20
Gambar 2.15 Contoh fisik MOSFET IRF260N ... 21
Gambar 2.16 Blok diagram dasar power supply DC ... 23
Gambar 2.17 Contoh rangkaian sederhana power supply DC ... 23
Gambar 2.18 Rangkaian dasar inverter (Alem and Enny, 2015) ... 24
Gambar 2.19 Beberapa kumparan kerja yang dibuat ... 24
Gambar 2.20 Cara pengukuran arus menggunakan tang ampere ... 27
Gambar 2.21 Contoh ammeter DC tipe analog ... 28
Gambar 2.22 Fisik multimeter analogdan digital ... 29
Gambar 2.23 Contoh fisik termometer inframerah ... 30
Gambar 3.1 Alur kerja penelitian ... 31
Gambar 3.2 Diagram blok keseluruhan dari modul pemanas induksi ... 31
Gambar 3.3 Skema rangkaian modul pemanas induksi ... 32
Gambar 3.4 Foto modul pemanas induksi ... 34
Gambar 3.5 Foto beberapa jenis kumparan kerja ... 36
Gambar 3.6 Alur kerja pengujian alat ... 36
Gambar 3.7 Alur kerja pengujian arus dan tegangan DC ... 37
Gambar 3.8 Alur kerja pengujian respon arus dan tegangan AC ... 38
Gambar 3.9 Alur kerja pengujian respon suhu dengan perbedaan kumparan 39 Gambar 4.1 Foto modul pemanas induksi ... 40
Gambar 4.2 Modul saat diberi beban logam ... 41
Gambar 4.3 Tampilan kenaikan suhu maksimal ... 41
Gambar 4.4 Tampilan arus DC pada ammeter ... 42
xii
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pegujian penggunaan daya DC berbahan logam besi ... 43
Tabel 4.2 Pegujian penggunaan daya DC berbahan logam alumunium ... 45
Tabel 4.3 Pengujian pnggunaan daya AC berbeban logam besi ... 48
Tabel 1.4 Pengujian pnggunaan daya AC berbeban logam alumunium ... 49
xiv
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Satuan Nomor
Persamaan
L luas lingkaran m2 3.1
π pi 22/7 3.1
d Diameter lingkaran m 3.1
r Jari-jari m/s2 3.1
L induktansi H 3.2
µ0 permeabilitas hampa (4.π.10-7) 3.2
N Jumlah lilitan 3.2
A luas penampang m2 3.2
ℓ panjang kawat m 3.2
R hambatan dalam Ω 3.6
ρ hambatan jenis pada tembaga 1,68 x 10-8Ω/m 3.6
W daya Watt 4.1
V tegangan V 4.1
xv
DAFTAR LAMPIRAN
xvi
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
IKM : Industri Kecil Menengah
LPG : Liquid Petrolium Gas
AC : Alternating Current (Arus bolak-balik) DC : Direct Current (Arus searah)
