Rancang Bangun Pengendali Ketinggian Air Dilengkapi dengan Pengiriman SMS Berbasis Mikrokontroler.

0123456745038459053407547148983

0123456745038459053407547148983

7778 !7

"#$%&'(%()*+,'(%-.+'/+"+'0%"%-1,*+23"+/4+-+(+* 0+$+'0%"5+,6),+,'1,7-+/*-)(*)-'0+-181/+*+'$1'5+&1

19:'5:;<='0<><'+9?@:?:AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABCDC 0%,6).1+,'0%"+,7++*+,'"1(-#(#,*-#&%-'/%5+6+1

0%,6%,$+&1'0%,6+"+,'"#*#-'1,$)(/1'*16+'7+/+ *%-2+$+0'#E%-&#+$

1'6=>A'+;<?;'0<><'-:F:'+;<?;'G'1'6=>'+;<?;'(A'$:H:I'$J<?'2 'AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABCKD 0%,+*+-+,'0%(%-.+'+-/1*%(*)-'*-+$1/1#,+&'5+&1

$1'$%/+'0+(-+"+,'5%$2+'(+5)0+*%,'*+5+,+,

+A'+@<'#F:'/:I:=L:>'G'1'8:@:?'(:=>:L:?'89:=><>'%MI>'%9L:I9'"N?:;:

+A 'AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABCCO %E+&)+/1'0%,%,*)+,'(+0+/1*+/'P5'QR36RS37T61516U'5%-(+1*+,

$%,6+,'+(+,''$1#0%-+/1(+,,4+'/)*%*''VWW'(E'QOAXVW'"8U

YZ[\[]^[_`]abcdd`efg]dhf[b[bijhk]l]f`_`m[eik]n]eh\[eocd[b` 0+$+'/1/*%"'(%&1/*-1(+,'BVW'(E'5+&1'*+2),'OWBK

4'0'/<9:IpNJNG'+'1'8MF?;'AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABCCq $+"0+('%&%P*-#,1P'8#-$'#7'"#)*2r

+$#0/1'#01,1'#,&1,%'0+$+'(#"),1*+/'#,&1,%'(#,/)"%,

+A+A6'+;<?;'+I>s:'(<=<p:G','":9M'8<t:?9:I'(<=<p:9ML'AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABCqD

uvwxvyz{|v}~

€v‚ƒ„‚…†

|„‡uz{x…~…

…€…‡

0%,6+-)2'(#,/%,*-+/1'&#6+"'(-#"'QPIU

0+$+'0-#/%/'71*#-%"%$1+/1'*+,+"+,'+(+-'8+,61

+ˆsp:9'‰<Š:IBU_{G'":I@'/Mt?><?;}OU_{G'&:L:tM??:'/:p:?;}‹U_{G'2:?:Œ')=p:?'AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABqWK} (%+,%(+-+6+"+,'*)"5)2+,'$1'&+2+,'-%2+51&1*+/1'5%(+/'*+"5+,6

5+*)5+-+'$1'0*'/1,6&)-)/'0-+*+"+

1=s:F'4:==IG'5<Is:?<99?'+9p:?G'/@:p=<'%F:'-?:t9'AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABqBV jhb^[e[k[e]Žhfho[o`][effbhk]hebc^`im]‘dce`[’

"%,66),+(+,'5+*+,6'$%8+/+'0+$+'"%$1+'4+,6'5%-5%$+

19:'+@<'+=>:I?BUG_{“”•–—“˜™•“š—›“•œ™AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABqO‹} /1,*%/1/'$+,'(+-+(*%-1/+/1'1#,'1"0-1,*%$'0#&4"%-/'Q110=U

žŸ ™“¡•›“Ÿ•BU_{¢“”ž£•¤¤•–“¥Ÿ™“¦žŸ›“ •§}BU_{'$M:?:'8:s@<??;I<p'AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABqOq} /1,*%/1/'$+,'(+-+(*%-1/+/1'(+-5#,'+(*17

*%-"#$171(+/11638R¨68217T9S17T95R$+-1'51.1'0%0+4+

SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, Bukit Jimbaran, Bali Tlp: (0361)703315, igapraka@gmail.com

ABSTRACT

The research objective was to test the microcontroller as a safety three phase induction motor against overload. Overload current value entered from the keypad matrix according to the overload value found on the nameplate of the three-phase induction motor. Overload current value is displayed on the LCD display 16x2 matrix. In this study used current sensor SCT-013-030 type that has a current rating 0-30 Amperes and voltage output of 0-1 volts. The output voltage of the current sensor input to analog input pins of a microcontroller that can be processed by the microcontroller and the results are displayed on the LCD. The test results indicate the equipment is realized already able to read the magnitude of the phase currents of each phase motors and provide

Keywords: microcontroller, three phase induction motor, protection, current sensor Abstrak

Tujuan penelitian adalah menguji mikrokontroler sebagai pengaman motor induksi tiga fasa terhadap overload. Nilai arus overload dimasukkan dari keypad matrik sesuai dengan nilai overload yang terdapat pada nameplate dari motor induksi tiga fasa tersebut. Nilai arus overload ini ditampilkan pada tampilan LCD matrik 16x2. Pada penelitian ini dipakai sensor arus tipe SCT-013-030 yang mempunyai rating arus 0 – 30 ampere dan tegangan output 0 – 1 volt. Tegangan output dari sensor arus dimasukan ke pin input analog dari mikrokontroler sehingga bisa diproses oleh mikrokontroler dan hasilnya ditampilkan pada LCD. Hasil pengujian menunjukkan peralatan yang direalisasikan sudah mampu membaca besarnya arus fasa masing-masing fasa motor dan memberikan indicator nyala led ketika arus fasa melebihi nilai overloadnya

Kata kunci:mikrokontroler, motor induksi tiga fasa, pengaman, sensor arus

1. PENDAHULUAN

Motor induksi 3 fasa banyak digunakan pada proses produksi. Motor induksi 3 fasa secara umum digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak yang digunakan untuk mengerakkan suatu beban pada proses produksi. Motor induksi 3 fasa sering digunakan karena memiliki beberapa keunggulan diantaranya memiliki kontruksi sangat kuat, perawatan motor yang relatif mudah dan memiliki effisiensi relatif tinggi pada keadaan normal.(Pradigta, 2014). Sistem tenaga yang unbalance (tak seimbang) disebabkan oleh ketidaklengkapan perubahan posisi dari saluran tranmisi, beban yang tak seimbang, koneksi transfomator delta terbuka dan melelehnya pengaman (fuse) pada bank kapasitor 3 fasa. Karena pemakaian yang banyak dari motor induksi dalam bidang industri, komersial dan perumahan sehingga tegangan yang tak seimbang memberikan pengaruh yang besar pada pemakai dan produsen motor induksi itu sendiri (Lee,1999). Bayindir dkk (2008) sudah melakukan penelitian terkait motor induksi Fault Detection and Protection of Induction Motors Using Sensors

SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015

Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1877 nilainya terdisplay pada LCD. Jika nilai arus yang memasuki masing-masing pin input analog melebihi nilai ini maka led akan dinyalakan untuk masing-masing fasa. Jika ada led yang menyala berarti telah terjadi arus lebih dan catu daya ke motor akan diputuskan.

Mikrokontroler Arduino Mega 2560 merupakan board mikrokontroler berbasis ATMega2560. Modul ini memiliki 54 digital input/output di mana 14 digunakan untuk PWM output dan 16 digunakan sebagai analog input, 4 untuk UART, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, power jack, ICSP Header, dan tombol reset. Modul ini memiliki segalanya yang dibutuhkan untuk memrogram mikrokontroler seperti kabel USB dan sumber daya melalui Adaptor ataupun battery (Arduino.cc, 2015)

Sensor arus tipe SCT-013-030 mempunyai kapasitas maksimal sampai dengan 30 ampere dengan tegangan output 0 sampai dengan 1 volt (Seeed, 2011). Piranti ini cocok sebagai monitor dan proteksi pengukuran arus motor AC, peralatan penerangan, kompresor udara dan lainnya.

2. BAHAN DAN METODE

Bahan dan peralatan yang dipakai pada penelitian ini meliputi mikrokontroler arduino mega2560, tiga buah potensiometer, keypad matrik 4x3, led dan display LCD matrik 16x2. Pengendali sistem ini adalah mikrokontroler arduino mega2560 yang menerima masukan analog 0-1 volt pada 3 pin analog inputnya dan masukan digital dari keypad matrik. Nilai ini berasal dari sensor arus SCT-013-030. Nilai arus yang sedang dibaca ditampilkan pada LCD dan akan dibandingkan dengan nilai yang dimasukkan dari keypad. Jika ada kelebihan nilai ini maka led akan dinyalakan dan catu daya ke motor akan diputuskan sehingga motor tidak rusak.Untuk mengukur besarnya tegangan yang masuk ke pin analog mikrokontroler digunakan multimeter digital.

Adapun diagram blok dari sistem pengendali ini bisa dilihat pada gambar 1 sedangkan distribusi pemakaian port mikrokontroler bisa dilihat pada tabel 2.

Gambar 1. Diagram blok pengendalian pengaman motor induksi 3 fasa memanfaat

Tabel 1. Distribusi pemakaian pin mikrokontroler

No Pin mikrokontroler Pin beban No Pin mikrokontroler Pin beban

1 A0 Wiper potensiometer_1 11 20 Pin baris keypad

2 A1 Wiper potensiometer_2 12 19 Pin baris keypad

3 A2 Wiper potensiometer_3 13 18 Pin baris keypad

4 13 RS LCD 14 17 Pin kolom keypad

5 12 EN LCD 15 16 Pin kolom keypad

6 11 DB4 LCD 16 15 Pin kolom keypad

7 10 DB5 LCD 17 41 Led 1

8 9 DB6 LCD 18 53 Led 2

9 8 DB7 LCD 19 31 Led 3

SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015

1878 | Kuta, 29-30 Oktober 2015

Sedangkan diagram alir perangkat lunak dari sistem pengendalian pengamam motor induksi tiga fasa memanfaatkan mikrokontroler bisa dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. diagram alir perangkat lunak dari sistem pengendalian pengamam motor induksi tiga fasa memanfaatkan mikrokontroler

Paket perangkat lunak yang dipakai untuk editor, kompail dan upload program yang dibuat adalah Arduino 1.0.6 dengan tampilan awal seperti gambar 3. Paket program ini bisa diantarmukakan lewat port USB untuk upload program ke dalam flash memori mikrokontroler.

SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015

Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1879

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Tampilan pengendali pengaman motor induksi tiga fasa terhadap overload memanfaatkan mikrokontroler bisa dilihat pada gambar 4

Gambar 4. Tampilan pengendali pengaman motor induksi tiga fasa terhadap overload memanfaatkan mikrokontroler

Pada penelitian ini dilakukan pengujian besarnya nilai tegangan analog yang masuk pada pin A1, A2 dan A3. Tegangan analog input didapat dari wiper potensiometer dan diukur nilainya dengan voltmeter dari multimeter. Sedangkan besarnya arus yang dihasilkan setelah pengolahan oleh mikrokontroler yaitu nilai keluaran dari ADC mikrokontroler dapat dilihat pada tampilan LCD. Proses pengujian input analog dan ADC ini bisa dilihat pada gambar 5.

Gambar 5. Tampilan pengujian nilai input analog dan besarnya arus fasa motor induksi

SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015

1880 | Kuta, 29-30 Oktober 2015

Tabel 2. Hasil pengujian pemanfaatan mikrokontroler sebagai pengaman motor induksi 3 fasa.

Secara tiori besar arus fasa bisa dicari dengan persamaan (1):

(1)

Dengan Vref = 4,9 V, 30 adalah besar rating sensor arus SCT -013-30, akan didapatkan hubungan antara tegangan input pada input analog ADC dengan besar arus fasa yang ditampilkan pada display LCD seperti bisa dilihat pada tabel 3.

Tabel 3. Perbandingan I fasa hasil pengujian dengan perhitungan

No

Volt ADC (pengujian)

I fasa (ampere) Besar

error

hitung ukur

1 0.23 1.41 1.47

2 0.865 5.30 5.57

3 1.185 7.26 7.24

4 2.04 12.49 12.27

5 2.64 16.16 16.29

6 3.11 19.04 19.09

7 4.00 24.49 24.43

8 4.41 27.00 26.92

9 4.55 27.86 27.9

10 4.9 30.00 29.90

SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2015

Kuta, 29-30 Oktober 2015 | 1881 Seting arus fasa maksimal yang diinputkan dari keypad sudah bisa disimpan dan dibandingkan dengan nilai arus sesaat dan jika melebihi setingnya led akan menyala sesuai dengan arus fasa yang melebihi seting maksimalnya. Seting arus ini sudah bisa diubah-ubah besarnya sampai nilai maksimal 30,0 A.

4. KESIMPULAN

Kesimpulan dari penelitian ini adalah sebagai berikut

1. Seting arus fasa maksimal sudah bisa dimasukkan dari keypad matrik dan ditampilkan pada LCD. Ketika terjadi overload Led indicator sudah mneyala

2. Nilai tegangan input analog sudah mampu dikonversi menjadi tampilan arus pada LCD dengan kesalahan yang tidak berarti (kesalahan terbesar adalah 5.1%.

5. UCAPAN TERIMAKASIH

Terimakasih setinggi-tinggnya disampaikan kepada LPPM Universitas Udaya dan Program Studi Teknik Elektro yang telah menyediakan dana untuk penelitian ini.

6. DAFTAR PUSTAKA.

Anonim. (2012). LCD Display 20x4. Tersedia di http://www.bhashatech.com/led-lcd-displays/125-lcd-display-20x4.html. diakses tgl 10 Januari 2015

Atmel. (2011).ATmega32/L Datasheet . Tersedia di www.atmel.com/images/doc2503.pdf. Diakses tgl 15 Januari 2014

Bayindir , Ramazan. 2008. Fault Detection and Protection of Induction Motors Using Sensors. IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION, VOL. 23, NO. 3, SEPTEMBER 2008 Tersedia di:http://gen.lib.rus.ec/scimag/index.php?s= Fault%20 Detection%20and%20 Protection %20of%20 Induction%20Motors%20Using%20Sensors. Diakses tgl 10 Januari 2015

Hafezi, H., Jalilian, (2006) .A.Design and Construction of Induction Motor Thermal Monitoring System. IEEE 41st International Universities Power Engineering Conferenc - Newcastle upon Tyne, UK (2006.09.6-2006.09.8). Tersedia di: http://gen.lib.rus.ec/scimag/index.php?s = Design%20 and%20 Construction%20of%20%20Induction%20Motor%20Thermal%20 Monitoring %20System. Diakses tgl 10 Januari 2015

Lee,Ching-Yin . 1999,Effects of Unbalanced Voltage on the Operation Performance of a Three-phase Induction Motor.IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 14, No. 2,. June 1999. hal, 202-208. Tersedia di . http://ieeexplore.ieee.org.sci-hub.org/xpls/abs_all.jsp? arnumber=766984 diakses tgl 10 Januari 2015

Mazidi. Muhamad Ali dan Mazidi, Janice Gillispie. 2002. The 8051 Microcontroller and Embedded System. New Jersey: Prentice-Hall,Inc

Putra, Alek Susi., Notosudjono, Didik. dan Suhendi, Dede. 2013.Rancang Bangun Sistem Proteksi Motor Induksi Tiga phasa terhadap Gangguan Arus Lebih dan Suhu Berbasis Mikrokontroler ATmega8535. Tersedia di http://e-journal.unpak.ac.id/ detail.php? detail=mahasiswa&id=697 diakses tgl 20 Janauri 2015

Raharja Lucky Pradigta Setiya., Sudiharto, Indhana., Sunarno, Epyk.. 2011.Sistem Pengaman Motor Induksi 3 Phasa Terhadap Gangguan Unbalance Voltage dan Overload. Tersedia di http://www2. eepis-its.edu/id/ta/1273/Sistem-PengamanMotor-Induksi-3-Phasa-Terhadap-GangguanUnbalance-Voltage-Dan-Overload diakses tgl 20 Januari 2015

Scherzh, Paul. 2000.Pratical Electronic for Inventor New York USA: McGraw-Hill

Seeed. 2011. SPECIFICATION Tersedia di http://www.seeedstudio.com/depot/ Noninvasive-AC-Current-Sensor-30A-max-p-519.html?cPath=25_28. Diakses 10 Januari 2014