SKRIPSI RANCANG BANGUN MODIFIKASI TEGANGAN AC SEBAGAI SUMBER TENAGA MOTOR INDUKSI MENGGUNAKAN KOMPONEN TRIAC

i SKRIPSI

RANCANG BANGUN MODIFIKASI TEGANGAN AC SEBAGAI SUMBER TENAGA MOTOR INDUKSI MENGGUNAKAN KOMPONEN TRIAC

MUHAMMAD IMAM ABDUL KARIM 105 82 1446 14

FIRSYAM SUYUTI 105 82 1052 12

PROGRAM STUDI ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

ii

RANCANG BANGUN MODIFIKASI TEGANGAN AC SEBAGAI SUMBER

TENAGA MOTOR INDUKSI MENGGUNAKAN KOMPONEN TRIAC

Skripsi

Diajukan sebagai salah satu syarat

Untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Disusun dan diajukan oleh

MUHAMMAD IMAM ABDUL KARIM

FIRSYAM SUYUTI

105 82 1446 14

105 82 1052 12

PADA

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

v

ABSTRAK

Proses perancangan merupakan hal yang sangat penting dalam kehidupan manusia

sangat penting dalam kehidupan manusia serba modern seperti sekarang ini.

Dengan perancangan aspek alat dapat memacu keingintahuan masyarakat di

bidang teknologi, pendidikan dan kemajuan aspek teknologi dan masih banyak

aspek lainnya

Perancangan adalah penggambaran, perencanaan dan pembuatan sketsa atau

pengaturan dari beberapa elemen yang terpisah ke dalam satu kesatuan yang utuh

dan berfungsi

Modifikasi alat berarti perubahan yang dilakukan pada suatu alat (motor/mesin)

baik kecil maupun besar yang membuat kondisinya berbeda dari sebelumnya.

AC (Alternating-Current) berarti arus bolak-balik. Maksudnya adalah arus listrik

yang mengalir pada suatu hantaran yang tegangannya berubah-ubah potential,

yaitu + (positif) dan - (negatif) bergantian secara kontinu.

Alat atau perangkat pengambilan data dalam suatu percobaan akan sangat

menentukan kualitas penentuan kualitas penelitian. Alat pengambil data harus

diperlakukan dengan cermat untuk mendapatkan hasil yang maksimal.

Ketelitian menyatakan tingkat kesesuain atau dekatnya suatu hasil pengukuran

terhadap harga yang sebenarnya. Sedangkan untuk ketepatan (presisi )

menyatakan tingkat kesamaan didalam sekelompok pengukuran atau sejumlah

instrumen.

vi

Motto

“Barangsiapa Bersungguh-Sungguh Pasti Akan Berhasil (hadits)”

“Hari Ini Harus Lebih Baik Dari Hari Kemarin, Dan Hari Esok Harus Lebih Baik

Dari Hari Ini”

“Janganlah Selalu Bergantung Pada Sesuatu, Karena Apa Yang Akan Kita

Lakukan Apabila Sesuatu Itu Telah Tiada”

Persembahan

Seiring rasa syukur dan atas ridhoMu tugas akhir ini kupersembahkan untuk:

1.

Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan nikmatnya.

2.

Ayah dan ibu tercinta atas kasih sayang dan dukungannya yang tak

vii KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Alhamdulillah segala puji bagi Allah SWT Rabb, sang pemilik dunia dan seisinya, tiada Tuhan selain Allah dan hanya kepada-nya lah kita patut memohon dan berserah diri. Hanya karena nikmat kesehatan dan kesempatan dari Allah SWT lah kami sebagai penyusun dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul “ Rancang Bangun Modifikasi Tegangan AC Sebagai Sumber Tenaga Motor Induksi Menggunakan Komponen Triac “. Dan Shalawat selalu kita haturkan kepada junjungan kita nabi Muhammad SAW. Sang kekasih Allah dengan syafaat dari beliaulah kita dapat terbebas dari zaman kejahiliyaan.

Dalam penulisan skripsi ini penulis membagi dalam lima Bab yaitu Bab I pendahuluan yang terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, dan mamfaat hasil penelitian. Bab II Tinjauan Pustaka dan kerangka piker yang terdiri dari tinjaun pustaka, kerangka piker, dan hipotesis penelitian. Bab III metode penelitian yang t erdiri dari variabel dan desain penelitian, teknik pengumpulan data, teknik analisis data. Bab IV Hasil penelitian dan pembahasan yang terdiri dari penyajian hasil analisis data, dan pembahasan. Bab V kesimpulan dan saran yang terdiri dari kesimpulan dan saran.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa banyak sekali hambatan dan cobaan yang dihadapi dalam menyelesaikan skripsi ini, namun berkat petunjuk dari Allah SWT dan bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak akhirnya masalah dapat teratasi. Untuk itu pada kesempatan ini dengan ketulusan hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih

viii dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada orang tua penulis yang telah mendoakan dan dengan sabarnya serta penuh keikhlasan membesarkan, mendidik, dan member penulis dukungan moril maupun material hingga penulis dapat menyelesaikan studi. Tak lupa penulis menhanturkan terima kasih kepada :

1. Bapak H.Muh.Suyuti dan Hj.Sitti Mursida Selaku orang tua penulis Firsyam Suyuti dan

2. Bapak DR. H. ABD.RAHMAN RAHIM, SE.,MM,. selaku rektor Universitas Muhammadiyah Makassar

3. Bapak Ir. HAMZA AL IMRAN, ST.,MM,. selaku dekan fakultas teknik di Universitas Muhammadiyah Makassar.

4. Bapak DR. UMAR KATU, ST., MT,. selaku pembimbing I yang telag meluangkan waktunya untuk membimbing kami sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.

5. Bapak Ir. A. HAFID, ST.,MT,. selaku pembimbeng II yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing kami sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 6. Ibu ADRIANI, ST.,MT,. selaku ketua prodi kami yang telah menyetujui

proposal kami dan memberi arahan skripsi ini dapat terselesaikan.

7. Seluruh dosen dan karyawan Jurusan Teknik Elektro yang telah banyak membantu.

Penulis ini menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu segala kritik dan saran dari pembaca dan siapa pun masyarakat yang sifatnya membangun, diterima dengan senang hati, demi kesempurnaan dan kemajuan bersama. Penulis berharap semoga skripsi ini berguna bagi pembaca pada umumnya dan masyarakat khususnya amin.

ix Jazakumullahu khaeran katsiran.

Wassalamu alaikum warahmatullahi wabarakatuh

Makassar, 2 Oktober 2019

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

ABSTRAK ... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan ... 3

1.5 Manfaat ... 3

1.6 Sistematika Laporan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Perancangan ... 4

2.2 Perancangan Sistem ... 4

2.3 Modifikasi ... 5

2.4 Tegangan Ac dan sumbernya ... 5

xi

2.6 TRIAC ... 23

BAB III METODE PENELITIAN

A.

Perancangan Alat ... 25

1.

Persiapan Alat dan Bahan ... 25

2.

Proses Pembuatan PCB ... 26

3.

Pemasangan Komponen dan Perakitan ... 27

B.

Rangkaian Pengubah Tegangan AC... 28

C.

Prinsip Kerja Rangkaian ... 29

1.

Waktu dan Tempat Penelitian ... 30

2.

Jadwal Penelitian ... 30

3.

Metode Penelitian ... 31

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN

A.

Persiapan Peralatan ... 33

B.

Ketelitian dan ketepatan dalam pengujian ... 33

C.

Langkah-langkah Pengujian ... 34

D.

Hasil Pengujian ... 35

E.

Pembahasan ... 39

BAB V PENUTUP

A.

Kesimpulan ... 42

B.

Saran ... 42

DAFTAR PUSTAKA ... 43

LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

2.1. Bentuk Fisik Motor Induksi ... 10

2.2. Motor Induksi Dilihat Dari Dalam ... 10

2.3. Konstruksi Utama Statur Dan Rotor ... 14

2.4. Konstruksi Stator Dengan Alur Alurnya ... 15

2.5. Rotor Sangkar Tupai ... 16

2.6. Konstruksi Dan Bagian Dari Rotor Sangkar ... 17

2.7. Rotor Berlian ... 18

2.8. Jenis Rotor Sangkar Dan Pada Motor Induksi 3 Fasa ... 19

2.9. Konstruksi Detail Induksi “ Rotor Sangkar” ... 20

2.10. Konstruksi Detail Motor Induksi Dengan “Rotor Berlian “... 20

xiii

DAFTAR TABEL

3.1. Alat Pembuatan Rangkaian ... 25

3.2. Bahan Pembuatan Rangkaian ... 26

1 BAB I

PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

Proses perancangan merupakan hal yang sangat penting dalam kehidupan manusia sangat penting dalam kehidupan manusia serba modern seperti sekarang ini. Dengan perancangan aspek alat dapat memacu keingintahuan masyarakat di bidang teknologi, pendidikan dan kemajuan aspek teknologi dan masih banyak aspek lainnya. Proses modifikasi alat merupakan aspek yang sangat penting dalam masyarakat yang dapat dijadikan suatu acuan untuk pengembangan aspek teknologi.

Motor induksi merupakan motor listrik arus bolak balik (AC) yang paling luas digunakan. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa motor ini bekerja berdasarkan induksi medan magnet stator ke statornya, dimana arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator. Motor induksi sangat banyak digunakan di dalam kehidupan sehari-hari baik di industri maupun di rumah tangga. Hal ini disebabkan karena motor induksi memiliki berbagai keunggulan dibanding dengan motor listrik yang lain, yaitu diantaranya karena harganya yang relatif murah, konstruksinya yang sederhana dan kuat serta karakteristik kerja yang baik.

Motor induksi yang umum dipakai adalah motor induksi 3-fase dan motor induksi 1-fase. Motor induksi fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri dengan kapasitas yang besar. Motor induksi 1-fase dioperasikan pada sistem tenaga 1-fase dan

2 banyak digunakan terutama untuk peralatan rumah tangga seperti kipas angin, lemari es, pompa air, mesin cuci dan sebagainya karena motor induksi 1-fase mempunyai daya keluaran yang rendah.

1.2 RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana pengaruh perubahan tegangan pada sumber masukan dan keluaran tegangan motor.

2. Bagaimana hubungan tegangan terhadap arus starting saat motor dijalankan? 1.3 BATASAN MASALAH

a. Proses pengujian terhadap alat tidak dapat dilakukan dalam waktu yang lama karna dapat mengakibatkan motor meledak.

b. Proses uji coba alat yang rentang mengalami kerusakan.

1.4 TUJUAN PENELITIAN

1. Mengetahui pengaruh perubahan tegangan sumber terhadap kecepatan putaran motor.

2. Menghindari arus starting atau arus awal motor yang terlalu tinggi saat motor dijalankan.

1.5 MAMFAAT PENELITIAN

Penelitian ini diharap dapat bermamfaat untuk :

1. Memberikan pengalaman dalam membuat alat pengatur kecepatan motor listrik 1 fasa serta bekal yang dapat diimplementasikan dalam dunia kerja. 2. Memudahkan untuk memperoleh variasi kecepatan putaran motor yang lebih

3 1.6 SISTEMATIKA PEMBAHASAN

Untuk mempermudah dalam perincian dan pemaparan tugas akhir ini, maka penulis akan menguraikan dan menjelaskan secara singkat dan sederhana dalam beberapa bab sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini terdiri atas enam sub bab, yaitu latar belakang, rumusan masalah, tujuan masalah, pembatasan masalah, mamfaat penelitian, dan sistematika pembahasan.

BAB II KAJIAN PUSTAKA

Bab ini menerangkan tentang proses rancangan bangun modifikasi tegangan AC sebagai sumber tenaga motor induksi menggunakan komponen TRIAC

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini terdiri atas empat sub bab, yaitu waktu dan tempat penelitian, variabel penelitian dan metode penelitian

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini terdiri atas dua bab, yaitu Spesifikasi Alat dan Pengujian Alat BAB V PENUTUP

4 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Perancangan

Perancangan adalah penggambaran, perencanaan dan pembuatan sketsa atau pengaturan dari beberapa elemen yang terpisah ke dalam satu kesatuan yang utuh dan berfungsi Perancangan sistem dapat dirancang dalam bentuk bagan alir sistem (system flowchart), yang merupakan alat bentuk grafik yang dapat digunakan untuk menunjukan urutan-urutan proses dari sistem (Syifaun Nafisah, 2003 : 2).

2.2 Perancangan Sistem

Ada beberapa pengertian perancangan sistem menurut beberapa ahli antara lain : 1. Verzello / John Reuter III

Tahap setelah analisis dari siklus pengembangan sistem : Pendefinisian dari kebutuhan-kebutuhan fungsional dan persiapan untuk rancang bangun implementasi : “menggambarkan bagaimana suatu sistem dibentuk .

2. John Burch & Gary Grudnitski

Desain sistem dapat didefinisikan sebagai penggambaran, perencanaan dan pembuatan sketsa atau pengaturan dari beberapa elemen yang terpisah ke dalam satu kesatuan yang utuh dan berfungsi.

3. George M. Scott

Desain sistem menentukan bagaimana suatu sistem akan menyelesaikan apa yang mesti diselesaikan tahap ini menyangkut mengkonfigurasikan dari komponen-komponen perangkat lunak dan perangkat keras dari suatu sistem, sehingga setelah instalasi dari sistem akan benar-benar memuaskan rancang bangun yang telah ditetapkan pada akhir tahapan sistem.

5 2.3 Modifikasi

Kata modifikasi berasal dari bahasa inggris yaitu modification. Berikut ini beberapa pengertian • Modify:

Memodifikasi, mengubah, 2 membatasi, 3 mengurangi ( John M. Echols, Kamus Inggris-Indonesia, hal. 384) • Modification : modifikasi, perubahan (John M. Echols, Kamus Inggris-Indonesia, hal. 384) • Modifikasi : 1 perubahan, 2 pergantian atau penambahan sesuatu (KBBI, hal. 653) Inti dari modifikasi adalah merubah dari kondisi semula. Modifikasi alat berarti perubahan yang dilakukan pada suatu alat (motor/mesin) baik kecil maupun besar yang membuat kondisinya berbeda dari sebelumnya.

2.4 Tegangan Ac dan sumbernya

AC (Alternating-Current) berarti arus bolak-balik. Maksudnya adalah arus listrik yang mengalir pada suatu hantaran yang tegangannya berubah-ubah potential, yaitu + (positif) dan - (negatif) bergantian secara kontinu. Pada AC dikenal istilah frekwensi (frequency) yaitu intensitas gelombang listrik yang terjadi pada suatu pewaktuan, dinyatakan dengan f, satuan : Hertz(Hz). Setiap satu putaran gelombang (periode) adalah satu kali pergantian dari tegangan + (positif) ke tegangan - (negatif). Jika satu putaran gelombang (satu periode) ini terjadi dalam waktu satu detik, maka inilah yang disebut dengan 1 Hertz. Kurvanya digambarkan sebagai berikut :

6 Pada gambar tampak bahwa awalnya tegangan dari nol menaik ke potential positif hingga mencapai +3V, lalu turun hingga mencapai nol lagi kemudian terus ke arah potential negatif hingga mencapai -3V, lalu menaik kembali hingga ke angka nol Volt lagi. Kejadian ini berlangsung selama waktu t (time) dengan satuan detik (second). Jadi, 1 Hz adalah satu periode selama satu detik. Jika dalam waktu satu detik terjadi 60 periode, maka dikatakan sebagai 60Hz, dan seterusnya.

Frekwensi mempunyai satuan-satuan besaran sebagai berikut : 1kHz (kiloHertz) = 1000Hz

1MHz (MegaHertz) = 1000kHz 1GHz (GigaHertz) = 1000MHz 1THz (TetraHertz) = 1000 GHz.

2.1.1 Pembagian frekwensi gelombang AC

Gelombang AC dibagi ke dalam beberapa kategori berdasarkan karakteristik frekwensinya sebagai berikut :

-VLF (Very Low Frequency), adalah gelombang frekwensi sangat rendah, antara 0 sampai dengan 20 Hz.

7 -Audio Frequency, adalah gelombang frekwensi rendah, pada daerah pendengaran

manusia, antara 20Hz hingga 20kHz.

-Ultrasonic Frequency, adalah gelombang frekwensi ultrasonik, di atas pendengaran manusia, yaitu antara 20kHz sampai kira-kira 100kHz.

-HF (High Frequency), yaitu gelombang frekwensi tinggi, sering juga disebut gelombang frekwensi radio, yaitu antara 100kHz sampai dengan sekitar 40MHz.

-VHF (Very High Frequency), adalah gelombang frekwensi sangat tinggi, yaitu antara 40MHz sampai dengan kira-kira 300MHz.

-UHF (Ultra High Frequency), adalah gelombang dengan frekwensi ultra-tinggi antara 300MHz sampai dengan 3 GHz.

-SHF (Super High Frequency), yaitu gelombang frekwensi super-tinggi antara 3 sampai dengan 30 GHz

-EHF (Extremely High Frequency), yaitu gelombang frekwensi tinggi ekstrim, antara 30 sampai dengan 300 GHz.

2.1.2 Penggunaan AC

Gelombang listrik berbentuk AC banyak digunakan untuk berbagai keperluan, yang paling utama di antaranya adalah :

Sebagai sumber tenaga (power-supply)

Tegangan AC digunakan untuk keperluan sumber tenaga (power-supply) pada kelistrikan rumah tangga dan kelistrikan industri untuk menjalankan perangkat-perangkat elektronik atau menjalankan mesin-mesin industri yang menggunakan energi listrik. Dalam system AC tidak dikenal polaritas + (plus/positif) dan - (minus/negatif), sehingga dalam penggunaannya tetap normal meskipun pengambilan sambungan kepada dua elektroda terbalik-balik, hanya saja pada instalasi AC tetap kritis dibedakan antara

8 jalur “live”, “neutral”, atau “ground” (aarde). Tegangan AC untuk keperluan sumber tenaga umumnya ditetapkan pada frekwensi 50-60Hz dengan besar tegangan 110-220V untuk kelistrikan rumah tangga dan 220-380V (atau 440V) untuk keperluan kelistrikan industri.

Transfer tegangan dari pembangkit listrik dan gardu-gardu induk ke rumah-rumah pemakai listrik di perkotaan yang jauh, dimungkinkan dengan system AC. Pada system AC transfer daya bisa dilakukan dengan meninggikan tegangannya dan mengecilkan arusnya dengan transformator (trafo), sehingga pada proses transfer ini tidak diperlukan kabel hantaran yang terlampau besar (kabel hantaran yang besar diperlukan untuk arus yang besar, bukan untuk tegangan yang besar). Gardu-gardu lanjutan kemudian menurunkan kembali tegangannya sesuai yang diperlukan untuk kemudian disupply ke rumah-rumah atau ke pabrik-pabrik pemakai energi listrik.

Penaikan dan penurunan tegangan secara langsung dengan menggunakan trafo hanya bisa dilakukan pada system AC. Secara teoritis, menaikkan tegangan tidaklah menaikkan daya (dayanya tetap), sebab ketika tegangan listrik dinaikkan dengan trafo, konsekwensinya adalah mengecilnya arus listrik. Dayanya adalah tetap, sebab daya adalah perkalian tegangan dengan arus.

Sebagai media pembawa sinyal atau data informasi pada system komunikasi Gelombang listrik AC dengan frekwensi yang tinggi bersifat bisa merambat di udara dalam bentuk gelombang elektro-magnetik. System radio komunikasi, radio broadcast, pemancaran siaran televisi hingga wireless-internet adalah memanfaatkan sifat gelombang AC berfrekwensi tinggi ini. Gelombang AC frekwensi tinggi dimodulasi oleh sinyal-sinyal yang mengandung informasi suara, gambar, atau kode-kode digital dan dipancarkan ke udara sebagai gelombang elektro-magnetik melalui antenna. Sementara

9 di tempat lain antenna menangkap gelombang ini dan menterjemahkannya sehingga didapatkan informasi yang utuh.

Frekwensi tinggi yang digunakan untuk keperluan ini sangat bervariasi, misalnya frekwensi 130-160kHz banyak digunakan untuk keperluan komunikasi wilayah pantai/kelautan, frekwensi 560-1600kHz digunakan untuk AM broadcast, frekwensi 26-28MHz untuk kominikasi CB (City Band), 88-108Mhz untuk FM broadcast, 200-600MHz untuk pemancaran televisi, dan lain-lain.

2.1.3 Sumber AC

Gelombang listrik AC dihasilkan oleh generator AC, baik bersifat mekanis ataupun elektris. AC untuk kelistrikan tenaga (power-supply) dihasilkan oleh generator pembangkit tenaga listrik yang besar. AC frekwensi tinggi dihasilkan oleh rangkaian generator elektris yang disebut oscillator.

2.5 Tenaga motor induksi

Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang merubah energi listrik menjadi energi gerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dan mempunyai slip antara medan stator dan medan rotor. Motor induksi 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri dengan kapasitas yang besar. Bentuk gambaran motor induksi 3 fasa diperlihatkan padagambar 2.1, dan contoh penerapan motor induksi ini di industri diperlihatkan pada gambar 2.2.

10 a) bentuk fisik b. motor induksi dilihat ke dalam Motor induksi 3 phase memiliki keunggulan diantaranya handal, tidak ada kontak antara stator dan rotor kecuali bearing, tenaga yang besar, daya listrik rendah dan hampir tidak ada perawatan. Akan tetapi motor induksi 3 phase memiliki kelemahan pada pengontrolan kecepatan. Kecepatan putar motor induksi bergantung pada frekuensi input, sedangkan sumber listrik memiliki frekuensi konstan. Untuk mengubah frekuensi input lebih sulit daripada mengatur tegangan input. Dengan ditemukannya teknologi inverter maka hal tersebut menjadi lebih mudah dan mungkin dilakukan.

Dalam beberapa tahun yang lalu F. Blaschke telah mempublikasikan mengenai field oriented control (FOC) untuk motor induksi. Teori ini telah lengkap dikembangkan dan banyak digunakan dalam proses industri. Kemudian teknik baru telah dikembangkan yaitu teknik kontrol torsi dari motor induksi oleh I. Takahashi yang dikenal dengan Direct Torque Control (DTC). Dengan DTC dimungkinkan mengontrol torsi dengan performi yang baik tanpa menggunakan tranduser mekanik pada poros motor, sehingga DTC dapat dikatakan sebagai teknik kontrol “type sensorless” . Dengan menggunakan sensor putaran rotor motor akan mengakibatkan stabilitas yang rendah dan ada noise, sehingga dalam pengemudian motor induksi dengan pemakaian khusus menggunakan sensor mekanik akan menyulitkan.

11 Untuk mengontrol kecepatan motor induksi 3 phase menggunakan metode Direct Torque Control memiliki beberapa kelebihan diantaranya adalah :

1. Tidak membutuhkan transformasi koordinat. 2. Tidak membutuhkan pembangkit pulsa PWM. 3. Tidak membutuhkan regulator arus.

4. Kurang bergantung pada parameter mesin.

Metode Direct Torque Control merupakan tipe kontrol close loop. Kontrol close loop umum digunakan di dalam pengaturan kecepatan motor induksi karena memberikan respon kecepatan yang lebih baik dari pada open loop. Kontrol close loop disebut juga kontrol umpan balik yang menjadikan output sebagai perbandingan dengan input (referensi) untuk memperoleh suatu error. Didalam suatu sistem yang handal, adanya error merupakan suatu kerugian. Oleh karena itu, digunakan control PI yang diharapkan dapat menekan error sampai nilai minimal. Namun hal ini membutuhkan perhitungan matematik yang rumit dan komplek dalam menentukan Kp dan Ki yang sesuai, agar diperoleh kinerja motor yang bagus.

2.1.4 Direct Torque Control (DTC)

Direct Torque Control (DTC) adalah kontrol berdasarkan fluks stator dalam kerangka seferensi stator menggunakan kontrol langsung dari switching inverter. Ide dasar dari DTC adalah perubahan torsi sebanding dengan slip antara fluk stator dan fluk rotor pada kondisi fluk bocor stator tetap. Hal ini banyak dikenali untuk pengaturan torsi dan fluk cepat dan robust. Pada motor induksi dengan rotor sangkar untuk waktu tetap rotor menjadi sangat besar, fluk bocor rotor berubah perlahan dibanding dengan perubahan fluk bocor stator. Oleh karena itu, pada keadaan perubahan yang cepat fluk

12 rotor cenderung tidak berubah. Perubahan cepat dari torsi elektromagnetik dapat dihasilkan dari putaran fluk stator, sebagai arah torsi. Dengan kata lain fluk stator dapat seketika mempercepat atau memperlambat dengan menggunakan vektor tegangan stator yang sesuai. Torsi dan fluk kontrol bersama-sama dan decouple dicapai dengan pengaturan langsung dari tegangan stator, dari error respon torsi dan fluk. DTC biasanya digunakan sesuai vektor tegangan dalam hal ini untuk memelihara torsi dan fluk stator dengan dua daerah histerisis, yang menghasilkan perilaku bang bang dan variasi prosedur frekuensi pensaklaran dan ripple fluk, torsi dan arus yang penting.

2.1.5 Kontrol PI

Kontrol PI merupakan salah satu jenis pengatur yang banyak digunakan pada kontrol loop tertutup. Selain itu sistem ini mudah digabungkan dengan metoda pengaturan yang lain seperti Fuzzy dan Robust, Sehingga akan menjadi suatu sistem pengatur yang semakin baik. Kontrol PI terdiri dari 2 jenis cara pengaturan yang saling dikombinasikan, yaitu Kontrol P (Proportional) dan Kontrol I (Integral). Masing-masing memiliki parameter tertentu yang harus diset untuk dapat beroperasi dengan baik, yang disebut sebagai konstanta. Setiap jenis, memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.

2.1.6. Keuntungan motor induksi 3 fasa :

 Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor sangkar.

 Harganya relatif murah dan kehandalannya tinggi.

 Effesiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil.

13 2.5. Kerugian penggunaan motor induksi 3 fasa

 Kecepatan tidak mudah dikontrol

 Power faktor rendah pada beban ringan

 Arus start biasanya 5 sampai 7 kali dari arus nominal

2.1.7. Prinsip kerja motor induksi 3 fasa

 Bila sumber tegangan tiga fasa dipasang pada kumparan stator, maka pada kumparan stator akan timbul medan putar dengan kecepatan, ns = 120f/P , ns = kecepatan sinkron, f = frekuensi sumber, p = jumlah kutup

 Medan putar stator akan memotong konduktor yang terdapat pada sisi rotor, akibatnya pada kumparan rotor akan timbul tegangan induksi ( ggl ) sebesar E2s = 44,4fnØ. Keterangan : E = tegangan induksi ggl, f = frekkuensi, N = banyak lilitan, Q = fluks

 Karena kumparan rotor merupakan kumparan rangkaian tertutup, maka tegangan induksi akan menghasilkan arus ( I ).

 Adanya arus dalam medan magnet akan menimbulkan gaya ( F ) pada rotor.  Bila torsi awal yang dihasilkan oleh gaya F pada rotor cukup besar untuk

memikul torsi beban, maka rotor akan berputar searah dengan arah medan putar stator.

 Untuk membangkitkan tegangan induksi E2s agar tetap ada, maka diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan putar rotor (nr).

 Perbedaan antara kecepatan nr dengan ns disebut dengan slip ( S ) yang dinyatakan dengan Persamaan S = ns-nr/ns (100%)

14  Jika ns = nr tegangan akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada rotor, dengan

demikian tidak ada torsi yang dapat dihasilkan. Torsi suatu motor akan timbul apabila ns > nr.

 Dilihat dari cara kerjanya motor tiga phasa disebut juga dengan motor tak serempak atau asinkron.

2.1.8. Konstruksi Motor Induksi 3 fasa

Sebagaimana mesin pada umumnya menunjukkan bahwa motor induksi juga memiliki konstruksi yang sama baik motor DC maupun AC. Konstruksi dimaksud terdiri dari 2 bagian utama yaitu stator dan rotor. Secara lengkap dan detail dari kedua konstruksi dapat dilihat pada gambar 1 berikut :

15 2.1.9 Stator

Stator pada motor induksi adalah sama dengan yang dimiliki oleh motor sinkron dan generator sinkron. Konstruksi stator terbuat dari laminasi-laminasi dari bahan besi silikon dengan ketebalan (4 s/d 5) mm dengan dibuat alur sebagai tempat meletakan belitan/kumparan, secara detail ditunjukan pada gambar 2 berikut.

Gambar 2. 5. Konstruksi stator dengan alur-alurnya

Dalam alur-alur stator diletakkan belitan stator yang posisinya saling berbeda satu dengan lainnya, sesuai dengan fase derajat listrik yaitu 120° antar fase (motor 3 fase). Jumlah gulungan pada stator dibuat sesuai dengan jumlah kutub dan jumlah putaran yang diinginkan atau ditentukan. Khusus untuk Stator pada motor-motor listrik dengan ukuran kecil dibentuk dalam potongan utuh. Sedangkan untuk motor-motor dengan ukuran besar adalah tersusun dari sejumlah besar segmen-segmen laminasi.

16 2.1.10. Rotor

Ini adalah bagian yang berputar dari motor. Seperti dengan stator atas, rotor terdiri dari satu set laminasi baja beralur ditekan bersama dalam bentuk jalur magnetik silinder dan sirkuit listrik. Rangkaian listrik dari rotor dapat berupa :

Menurut jenis rotor pada motor induksi dibagi menjadi 2 (dua) bagian, yaitu: a. Rotor Sangkar Tupai (Squirrel Cage Rotor)

Rotor yang terdiri dari sejumlah lilitan yang berbentuk Batang tembaga yang dihubungkan singkat pada setiap ujungnya kemudian disatukan (di cor) menjadi satu kesatuan sebagaimana gambar 2.6.

Gambar 2.6. Rotor sangkar Tupai

Jenis rotor sangkar tupai, yang terdiri dari satu set tembaga atau potongan aluminium yang dipasang ke dalam slot, yang terhubung ke sebuah akhir-cincin pada setiap akhir rotor. Konstruksi gulungan rotor ini menyerupai 'kandang tupai'. Potongan aluminium rotor biasanya dicor mati ke dalam slot rotor, yang membuat konstruksinya sangat kasar. Meskipun potongan rotor aluminium berada dalam kontak langsung dengan

17 laminasi baja, hampir semua arus rotor melalui jeruji aluminium dan tidak di laminasi. Sejumlah motor induksi yang beredar dipasaran maupun yang banyak digunakan sekitar 90% adalah motor induksi dengan ”Rotor Sangkar”. Alasan umum yang diperoleh adalah karena konstruksi yang sederhana dan juga lebih murah harganya. Konstruksi rotor sebagaimana gambar 2.7. berikut ini, menunjukkan konstruksi batang-batang konduktor dari bahan tembaga atau alumunium yang dihubungkan singkat.

Gambar 2.7. Konstruksi dan bagian dari rotor sangkar

Sejumlah batang-batang konduktor tersebut dimasukkan ke dalam laminasi-laminasi yang terbuat dari bahan besi silikon serta menjadi satu dengan poros rotor. Sebagaimana konstruksi tersebut di atas terutama batang-batang konduktor yang terhubung singkat, maka tidak dimungkinkan untuk menambah ”Tahanan Luar” (yang dipasang secara seri) dengan rotor guna keperluan ”Pengasutan”. Selain itu pula posisi dari batang-batang konduktor/tembaga posisinya dibuat tidak paralel (tidak segaris) dengan poros rotor. Posisi batang konduktor agak dimiringkan sebagaimana terlihat pada gambar 4 di atas.

18 Alasan diletakan posisi miring dari konduktor terhadap poros adalah :

 Memperhalus suara pada saat motor berputar (memperkecil dengungan magnetis/suara bising)

 Menghilangkan kecenderungan ”Lock atau mengunci” yang disebabkan karena interaksi langsung antara medan magnit stator dan rotor.

Pada motor-motor dengan kapasitas kecil, batang-batang konduktor di cor menjadi satu

bagian dengan alumunium alloy. Selain itu pula contoh lainnya adalah ada juga yang rotornya hanya berupa besi masip tanpa satupun konduktor. Jenis seperti ini biasanya disebut sebagai ”Motor Arus Eddy”.

b. Rotor Belitan (Wound Rotor)

Rotor yang terbuat dari laminasi-laminasi besi dengan alur-alur sebagai tempat meletakkan belitan (kumparan) dengan ujung-ujung belitan yang juga terhubung singkat seperti gambar 2.8.

19 Motor dengan jenis rotor belitan biasanya diperlukan pada saat

pengasutan atau pengaturan kecepatan dimana dikehendaki torsi asut yang tinggi

Gambar 2.9. Jenis rotor sangkar dan belitan pada motor induksi 3 fasa Belitan-belitan yang terpasang pada rotor telah diisolasi sebagaimana belitan yang terdapat pada stator. Belitan yang ada pada rotor diletakkan juga pada alur-alur rotor dan pada setiap ujungnya dihubungkan secara langsung pada cincin (slipring) yang posisinya dibagian depan dari rotor serta menjadi satu dengan poros (gambar 2.6.). Belitan rotor ini di desain sama dengan kutub yang dimiliki belitan statornya dan selalu dalam bentuk belitan 3 fasa sekalipun statornya hanya 2 fasa. Pengaturan belitan/gulungan/kumparan dilakukan untuk masing-masing fase adalah sama. Sedangkan pada ujung-ujung dari masing kumparan/fase yang keluar dihubungkan ke 3 buah cincin (slipring) berdasarkan jumlah fasenya. Konstruksi slip ring terhubung secara langsung dengan masing-masing sikat. Dengan demikian, maka pada jenis ini dapat dihungkan secara langsung ke ”Tahanan luar” guna keperluan pengasutan. Pada gambar 2.7 dan 2.8

20 di bawah ini menunjukkan detail dari konstruksi motor induksi dengan rotor sangkar dan rotor belitan termasuk bagian-bagiannya

Gambar 2.10. Konstruksi detail motor induksi dengan ”rotor sangkar”

Gambar 2.11. Konstruksi detail motor induksi dengan ”rotor belitan” 2.1.11 Parts lainnya

Bagian lain, yang dibutuhkan untuk melengkapi motor induksi adalah:

 Dua flensa di ujung untuk mendukung dua bantalan, satu di drive-end (DE) dan yang lainnya di non drive-end (NDE)

21  Poros baja untuk transmisi torsi ke beban

 Kipas pendingin yang terletak di NDE untuk memberi pendinginan yang kuat untuk stator dan rotor

 Kotak terminal di atas atau kedua sisi untuk menerima sambungan listrik eksternal

Gambar 2.12. Komponen lainnya pada motor induksi

2.7. Perawatan

Hampir semua inti motor dibuat dari baja silikon atau baja gulung dingin yang dihilangkan karbonnya, sifat-sifat listriknya tidak berubah dengan usia. Walau begitu, perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi motor karena umur motor dan operasi yang tidak handal. Sebagai contoh, pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatnya gesekan pada motor dan penggerak transmisi peralatan. Kehilangan resistansi pada motor, yang meningkat dengan kenaikan suhu. Kondisi ambien dapat juga memiliki pengaruh yang merusak pada kinerja motor. Sebagai contoh, suhu ekstrim, kadar debu yang tinggi, atmosfir yang korosif, dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi; tekanan mekanis karena siklus pembebanan dapat

22 mengakibatkan kesalahan penggabungan. Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor. Sebuah daftar periksa praktek perawatan yang baik akan meliputi sebagai berikut.

1. Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untuk mengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotoran/debu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor)

2. Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan atau kekurangan beban. Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan, penyebabnya yang harus diketahui.

3. Pemberian pelumas secara teratur. Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor. Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah, seperti yang telah diterangkan diatas. Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah, misalnya 90 minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor, menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran.

Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yang digerakkan. Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus, mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan.

5. Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar. Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya.

23 6. Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan. Umur isolasi pada motor akan lebih lama: untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan, waktu

pegulungan ulang akan lebih cepat, diperkirakan separuhnya.~ 2. 8 TRIAC

TRIAC adalah perangkat semikonduktor berterminal tiga yang berfungsi sebagai pengendali arus listrik. Nama TRIAC ini merupakan singkatan dari TRIode for Alternating Current (Trioda untuk arus bolak balik). Sama seperti SCR, TRIAC juga tergolong sebagai Thyristor yang berfungsi sebagai pengendali atau Switching. Namun, berbeda dengan SCR yang hanya dapat dilewati arus listrik dari satu arah (unidirectional), TRIAC memiliki kemampuan yang dapat mengalirkan arus listrik ke kedua arah (bidirectional) ketika dipicu. Terminal Gate TRIAC hanya memerlukan arus yang relatif rendah untuk dapat mengendalikan aliran arus listrik AC yang tinggi dari dua arah terminalnya. TRIAC sering juga disebut dengan Bidirectional Triode Thyristor.Pada dasarnya, sebuah TRIAC sama dengan dua buah SCR yang disusun dan disambungkan secara antiparalel (paralel yang berlawanan arah) dengan Terminal Gerbang atau Gate-nya dihubungkan bersama menjadi satu. Jika dilihat dari strukturnya, TRIAC merupakan komponen elektronika yang terdiri dari 4 lapis semikonduktor dan 3 Terminal, Ketiga Terminal tersebut diantaranya adalah MT1, MT2 dan Gate. MT adalah singkatan dari Main Terminal.

24 2.1.12 Aplikasi TRIAC

TRIAC merupakaN kompoNen yang sangat cocok uNtuk digunakan sebagai AC Swirching ( saklar AC ) karena dapat mengendalikan aliran arus listrik pada dua arah siklus gelombang bolak-Balik AC. Kemampuan inilah yang menjadi kelebihan dari TRIAC jika di bandingkan dengan SCR. Namun TRIAC pada umumnya tidak digunakan pada rangkaian switching yang melibatkan daya yang sangat tinggi. Salah satu alasannya adalah karena karakteristik switching TRIAC yang non-simetris dan juga gangguan elektromagnetik yang diciptakan oleh listrik yang berdaya tinggi itu sendiri.

Beberapa aplikasi TRIAC pada peralatan-peralatanElektronika maupun Listrik diantaranya sebagai berikut :

 Pengatur pada lampu Dimmer  Pengatur kecepatan pada kipas angin  Pengatur motor kecil

25 BAB III

METODE PENELITIAN A. Perancangan Alat

Pada perancanngan alat pengatur kecepatan motor induksi 1 fasa ini terdiri dari beberapa langkah, yaitu:

1. Persiapan Alat dan Bahan

Bahan-bahan dan peralatan yang diperlukan dalam pembuatan alat ini dapat dilihat pada tabel di bawah ini

Tabel 3.1. Alat Pembuatan Rangkaian

No Nama Alat Spesifikasi Jumlah 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Tang kombinasi Tang potong Tang kupas Obeng (+) Obeng (–) Gergaji besi

Ferid Clorida (FeCL3)

Mesin bor Mata bor Penggores ĭ 1 mm 8 mm 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah secukupnya 1 buah 1 buah 1 buah

26 11 12 13 14 15 Penitik Solder Desoldering pump Tenol Multimeter 2,5 mm 30 watt Digital 1 buah 1 buah 1 buah secukupnya 1 buah

Tabel 3.2. Bahan Pembuatan Rangkaian

No Bahan spesifikasi Jumlah

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Resistor Potensiometer Kapasitor Induktor Triac Diac Motor 1 fasa 68 KŸ 180 Ÿ 250 Ÿ 220 nF 100 nF 200 µH BTA 10 – 400 ER 900 120 W 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 4 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 2. Proses Pembuatan PCB

Perencanaan PCB terlebih dahulu dilakukan dengan merancang tata letak dari komponen, sehingga jarak antar komponen dapat terlihat rapi dan sedapat mungkin antar komponen tersebut tidak sampai bersentuhan, guna menghindari rambatan panas antar komponen ataupun hubung singkat sehingga dapat menyebabkan komponen menjadi rusak. Didalam perencanaan in imeliputi: pembuatan lay out, pelarutan dan pelapisan serta pengeboran.

27 a. Pembuatan Lay Out

Pada tahap ini pertama – tama merancang ukuran PCB sehingga membentuk ukuran posisi dan lay out yang bagus, baik dan benar. Kemudian merancang tata letak komponen dan merancang jalur antar komponen sehingga membentuk jalur yang singkat, rapi dan benar. Setelah semua selesai dilanjutkan dengan memotong PCB sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan. Kemudian memindahkan hasil rancangan alur tadi ke PCB. Proses pembuatan layout ada yang menggunakan penggambaran manual.proses pelarutan dan pelapisan

b. Proses pelarutan dan pelapisan

Adapun langkah langkah dari proses pelarutan ini antara lain:

1) Melarutkan PCB yang telah tergambar jalur PCB dengan Ferri Chloride untuk menghilangkan lapisan tembaga yang tidak terpakai.

2) Mengangkat PCB dari Ferri Chloride apabila lapisan tembaga yang tidak terpakai sudah terlarut semua. Kemudian mencuci PCB tersebut dengan air sampai bersih.

3) Membersihkan sisa lapisan cat sablon pada jalur PCB dengan menggunakan tinner.

c. Proses pengeboran

Untuk mendapat hasil yang baik, pengecoran dilakukan dengan hati– hati agar tidak merusak jalur – jalur papan rangkaian yang sudah tercetak. 3. Pemasangan Komponen dan Perakitan

Pemasangan komponen dilakukan sesuai dengan layout yang telah dibuat. Setelah komponen terpasang kemudian dilakukan penyolderan. Hal yang harus diperhatikan dalam melakukan pemasangan adalah pada saat menyolder jangan

28 sembarangan dalam penyolderan. Sebab bila kurang memperhatikan perihal tersebut boleh jadi kmponen yang hendak dipasang sudah lebih dahulu rusak sebelum dipakai.

Cara terbaik dalam penyolderan komponen adalah dengan menjepit kaki komponen yang akan disolder, sebab dengan menjepit kaki komponen yang hendak disolder maka panas yang datang dari solder akan terhambat dan tidak terus langsung ke badan komponen. Dengan demikian kerusakan yang mungkin terjadi akibat panas solder dapat dihindari. Untuk memasang IC sebaiknya menggunakan soket dahulu karena IC adalah salah satu komponen yang sensitive terhadap panas.

B. Rangkaian Pengubah Tegangan AC

Rangkaian perubah tegangan AC adalah mempunyai kemampuan merubah tegangan AC dari sebuah tegangan masukan 220 volt/50 Hz menjadi variabel tegangan dari 125 volt sampai dengan 220 volt pada frekuensi 50 Hz. Rangkaian ini memanfaatkan sebuah TRIAC. TRIAC dan rangkaian penyulut gate akan kita susun sebagai berikut.

29 Gambar 3.4 pengubah tegangan AC

Keterangan komponen: R1 : 1K Ÿ R2 : 10K Ÿ VR1 : 250 Ÿ VR2 : 250K Ÿ C1 : 470 nF / 250 V C2 : 470 nF / 250 V C3 : 10 nF / 630 V Diac : ER 900 Triac : BTW 10 – 400

C. Prinsip Kerja Rangkaian

Rangkaian pengatur tegangan ini memperoleh supply dari tegangan 220 Volt AC, sebelum supply tegangan diumpankan ke motor besarnya tegangan yang diinginkan

30 dikemudikan oleh triac. Triac bekerja setelah mendapatkan sulutan tegangan dari diac. Besarnya tegangan sulut dari diac ditentukan oleh VR1 dan VR2. Kedudukan tahanan VR1 dan VR2diatur sedikit demi sedikit sehingga tahanannya menjadi berkurang, menyebabkan tegangan kapasitor terpenuhi dan memberikan pengapian pada diac. Karena diac sudah ON maka akan mentrigger triac yang selanjutnya triac akan bekerja..

Rangkaian ini adalah rangkaian optimal tria-diac yang menggunakan sudut sulut tetap dan untuk perubahan tegangannya menggunakan sistem penyulut AC pada gatenya dengan menggunakan potensiometer.

3.1 WAKTU DAN TEMPAT

Penelitian ini dilakukan selama kurang lebih 3 bulan, yang dilaksanakan “

kampus teknik elektro “ yaitu dimulai pada tanggal 05 Maret 2019 sampai 05 juni 2019.

3.3 JADWAL PENELITIAN

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian

NO Kegiatan Bulan

1 2 3

1 Literatur 2 Pengumpulan Data 3 Perancangan Data 4 Diskusi dan Konsultasi 5 Penyusunan Laporan

31 3.4 METODE PENELITIAN

Gambar 3.1 Metode Penelitian 3.1.1 Studi Literatur

Data diperoleh dari sebagai literature yang ada, seperti jurnal penelitian, internet dan buku.

3.1.2 Teknik Pengambilan Data a. Data Sampel

Data sampel diperoleh dari berbagai literature untuk mendukung penelitian ini, agar data sampel dan data hasil penelitian yang akan diperoleh dapat singkron satu sama lain.

b. Teknik Pengumpulan Data

Adapun teknik data yang dipergunakan dalam penelitian ini, yaitu: pengumpulan data dilakukan dengan membaca literature, baik dari

MULAI STUDI LITERATUR PENGAMBILAN DATA PENYUSUNAN LAPORAN PERARANCANGAN SELESAi

32 buku maupun dari internet yang ada relevansinya dengan objek yang diteliti dan segenap kinerja dari dosen pembimbing.

3.1.3 Perancangan Pengolahan Data

Data yang berhasil dikumpulkan, baik data primer ( data kasus ) maupun data sekunder ( teori ), akan dianalisa secara kualitatif dan kuantitatif, kemudian disajikan dalam bentuk deskritif.

Analisa kualitatif yaitu, analisa yang bersifat mendeskripsikan data yang diperoleh dalam bentuk kalimat logis, selanjutnya diberi penafsiran dan kesimpulan.

33

BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN

A. Persiapan Peralatan

Alat atau perangkat pengambilan data dalam suatu percobaan akan

sangat menentukan kualitas penentuan kualitas penelitian. Alat pengambil

data harus diperlakukan dengan cermat untuk mendapatkan hasil yang

maksimal. Untuk percobaan ini, alat atau perangkat pengambilan data

berupa alat-alat ukur yang

terdiri dari:

1.

Avo meter.

2.

Seperangkat Komputer

3.

Kabel secukupnya

B. Ketelitian dan ketepatan dalam pengujian

Ketelitian menyatakan tingkat kesesuain atau dekatnya suatu hasil

pengukuran terhadap harga yang sebenarnya. Sedangkan untuk ketepatan

(presisi ) menyatakan tingkat kesamaan didalam sekelompok pengukuran

atau sejumlah instrumen.

Setiap pengukuran tidak semua menghasilkan hasil yang sempurna.

Hal ini dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain:

34

Kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia, diantaranya adalah

kesalahan pembacaan alat ukur, penyetelan yang tidak tepat dan

pemakaian intrumen yang tidak sesuai.

2.

Kesalahan-kesalahan sistematis ( systematic error )

Disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri, seperti

kerusakan, adanya bagian–bagian yang aus dan pengaruh lingkungan

terhadap peralatan atau pemakai.

3.

Kesalahan–kesalahan yang tidak disengaja ( random error )

Diakibatkan oleh penyebab–penyebab yang tidak langsung diketahui

sebab perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi secara

acak.

C. Langkah-langkah Pengujian

Pengujian yang dilakukan meliputi langkah-langkah sebagai berikut:

1.

Hubungkan alat dengan sumber tegangan 220 Volt AC

2.

Hubungkan motor induksi I fasa dengan pengatur tegangan AC tersebut..

3.

Setelah semua terhubung hidupkan alat pengatur kecepatan dengan

menekan tombol ON

4.

Pasang AVO METER pada triac, dan ukur tegangan yang masuk pada triac.

5.

Lakukan pengukuran tegangan, arus, dan bentuk gelombang yang terjadi

35

D. Hasil Pengujian

(A)

(B)

Gambar 2. Pengubah tegangan a suplai menggunakan Triacs

Fig: bentuk Gelombang tegangan dan arus keluaran Pengendali Tegangan 2 arah.

36

Karakteristik Pengaturan Pengendali Tegangan ac 1 fasa 2 Arah

Kurva karakteristik pengendalian dari pengendali tegangan 1 fasa 2 arah dengan beban resistif dapat ditentukan dengan mengambarkan tegangan

V

_{O RMS } versus sudut perlambatan penyalaan (



).

 

1





sin 2

2

S O RMS

V

V

 











_





_





; √ {( ) } √ {( ) } √ √ √ {( ) } √ {( ) } √ {( )} √

37 Dengan

2

m S

V

V 



Nilai rms tegangan suplai

Tabel 1. Hasil perhitungan Vo(rms)

Trigger angle



in degrees

V

O RMS  % 0

V

S 100%

V

_S 0 30 0.985477

V

S 98.54%

V

_S 0 60 0.896938

V

S _89.69% S

V

0 90 0.7071

V

S 70.7%

V

S 0 120 0.44215

V

S 44.21%

V

_S 0 150 0.1698

V

S 16.98%

V

S 0 180 0

V

S 0

V

S

Berdasarkan data hasil perhitungan seperti pada tabel 1 di atas diperoleh kurva karakteristik pengaturan dari pengendali tegangan ac 1 fasa 2 arah seperti gambar berikut.

38 Gamr 2. Kurva Vo(rms)

Berdasarkan gambar di atas diperoleh bahwa nilai rms tegangan keluaran/ tegangan ac pada sisi beban dapat divariasikan dari maksimum 100%

V

S pada

0





sampai ‘0’ volt pada 0 180



 . Jadi diperoleh range pengaturan yang cukup lebar dengan menggunakan pengendali tegangan 1 fasa 2 arah pengendalian.

V

_O(RMS)

Trigger angle in degrees



0

60

120

180

V

_S

0.2 V

_S

39

2.

Pengujian Tegangan keluaran arus menggunakan avo meter

Tabel 4.1. data tegangan keluaran arus dengan avo meter

No

Tegangan (Volt) tanpa beban

Tegangan (Volt) dengan

beban (motor)

Masuk

Keluar

Keluar

1

2

3

4

5

6

7

8

9

220

220

220

220

220

220

220

220

220

171

172

173

176

178

179

180

182

183

10

45

48

111

143

152

200

205

206

Pembahasan

1. Pengaruh perubahan tegangan terhadap kecepatan putaran motor

Dari data perubahan tegangan tersebut terlihat bahwa adanya

perubahan tegangan mengakibatkan terjadinya perubahan kecepatan.

Seperti dalam teori yang dibahas sebelumnya, bahwa kopel sebanding

dengan pangkat dua tegangan yang diberikan terminal primernya. Maka

saat tegangan diturunkan, kopel yang diterima rotor juga akan ikut

turun. Penurunan kopel yang diterima oleh rotor ini akan

mengakibatkan kecepatan putaran motor juga akan berkurang sesuai

40

dengan penurunan tegangan. Hal inilah yang menjadi dasar pengaturan

kecepatan motor dengan mengubah sumber tegangan (line voltage

control).

Dalam pengaturan putaran dengan mengubah tegangan ini masih

terdapat beberapa kelemahan yang timbul. Dimana dalam pengaturan

ini kadang diperoleh putaran yang tidak stabil (berubah-ubah) terutama

untuk putaran rendah. Hal ini terjadi karena motor yang digunakan

adalah motor dengan tegangan stabil. Sehingga saat tegangan

diturunkan, putaran motor menjadi tidak stabil, karena motor akan

berputar dengan sempurna pada tegangan yang diperkenakan yang

telah ditentukan dalam plat penunjuk daya (name plate) yang sudah

disesuaikan pada motor tersebut..

2.

Pengaruh perubahan tegangan terhadap arus motor

Hubungan Perubahan Tegangan

terhadap Arus

0 50 100 150 200 250 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Arus (Ampere)

41

Gambar 4.1 Grafik hubungan Perubahan Tegangan

terhadap Arus Motor

Berdasarkan grafik hubungan arus terhadap perubahan terlihat

bahwa arus berbanding lurus dengan tegangan, semakin kecil tegangan

yang turunkan, maka besarnya arus juga semakin turun. Dan sebaliknya

semakin kecil tegangan yang diberikan maka semakin kecil pula arus

yang mengalir,. Sehingga apabila motor dapat diatur pada tegangan

yang rendah dulu sebelum dioperasikan pada tegangan kerja motor

yang sebenarnya maka arus starsing atau arus awal yang tinggi dapat

dihindari/dikurangi.

3.

Pengaruh bentuk gelombang yang dihasilkan

Berdasarkan gelombang yang dihasilkan pada pengatur tegangan

dapat terlihat jelas bahwa gelombang berbentuk sinusoida karena

motor universal tersebut menggunakan sumber tegangan AC. Dari

pada tabel perubahan tegangan terhadap bentuk gelombang terlihat

cukup jelas, bahwa semakin besar tegangan maka bentuk gelombang

sinus yang terjadi semakin sempurna gelombang sinusnya.

42

BAB V

PENUTUP

A Kesimpulan

Berdasarkan data yang diperoleh dari uji coba alat yang dibuat, maka

dapat ditarik simpulan sebagai berikut:

1.

Rangkain pengaturan tegangan AC dengan menggunakan pasangan triac

dan diac dapat digunakan sebagai pengatur kecepatan putaran motor.

2.

Semakin besar tegangan yang dinaikkan, maka besarnya arus juga

semakin besar, dan sebaliknya semakin kecil tegangan yang diberikan

maka semakin kecil pula arus yang mengalir..

B.

Saran

1.

Agar alat ini lebih efektif dan efisien sebaiknya digunakan

komponenkomponen elektronika yang berkualitas dan melalui

perencanaan yang lebih matang sehingga diperoleh hasil pegaturan

yang lebih optimal.

2.

Saat pengukuran dalam putaran rendah, sebaiknya jangan terlalu lama

karena akan mengakibatkan motor cepat panas dan mudah terbakar.

43

DAFTAR PUSTAKA

Achyanto, Djoko. 1990. Mesin-Mesin Listrik,. Jakarta: Erlangga Daryanto, 2000,

Pengetahuan Teknik Elektronika, Penerbit Bumi Aksara

Fitzgerald, 1989. Electric Machinery (Alih Bahasa Djoko Achyanto). Jakatra:

Erlangga

Lister Eugene C, Pengantar Teknik Tenaga Listrik, Yogyakarta:Andi Offset

Petruzella, D Frank. 2001. Industrial elektronic, Yogyakarta: Andi Offset.

S.J. Chapman, 1991, Electrik Machinery Fundamental, McGraw-Hill,USA

Warsito S. 1986. Vademekum Elektronika. Jakarta: PT Gramedia.

Wijaya, mochtar. 2001. Dasar-dasar Mesin Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta:

Gramedia

Zuhal, 2000. Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya, Jakarta: Gramedia

Pustaka

Utama

Cyril W. Lander (1981), Power Electronics DA Badley (1995), Power Electronics

PC. Sen (1985). Principles of Electrical Machines and Power Electronics. Mohan (1989), Power Electronics, Converter Application and Design.