RANCANG BANGUN MESIN PENIRIS MINYAK PADA ABON DAN KERIPIK KENTANG DENGAN MENGGUNAKAN INVERTER
Sub judul: (Hardware)
Adithya Ramadhan1,Indhana Sudiharto,ST.MT2, Ir Suryono, MT3 (1) Mahasiswa Jurusan Eletro Industri
Email: ramadhan.adit@yahoo.com
(2) Dosen Pembimbing jurusan Elektro Industri, (3) Pembimbing Juurusan Elektro Industri Politeknik Elektronika Negeri Surabaya
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Indonesia Kampus ITS Keputih Sukolilo Surabaya, Indonesia60111
Telp : (+62)31 5947280,Fax : (+62) 31 5946114
Abstrak
Pada industri besar maupun kecil, motor induksi banyakdigunakan sebagai alat bantu produksi barang seperti sebagai penggerak conveyor, pompa air, penggerak crane dan lain – lain. Ada beberapa cara yang digunakan dalam hal pengaturan kecepatanmotor induksi. Salah satu contoh pengaturan motor induksi adalah dengan mengatur tegangan supply motor induksi, maupun frekuensi tegangan yang diberikan. Pada proyek akhir ini pengaturan kecepatan motor induksi dengan menggunakan inverter.
Funsi inverter adalah merubah tegangan DC menjadi AC yang frekuensinya dapat diubah-ubah. Sinyal pembangkit untuk driver inverter satu fasa ini dengan menggunakan gelombang SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation) yang dibangkitkan dengan menggunakan mikrokontroller AT MEGA 16. Sehingga menghasilkan teganag output Inverter Sebesar 220Vac dengan THD sebesar 17,3%
Kata Kunci: Inverter SPWM Satu Fasa, ATMega16,Mesin Spinner
Abstract
In large and small industry, many induction motorused as a tool of production of goods such as conveyor drive, water pump, cranedriver and others. There are several methods used in terms of speed settings induction motor. One example of setting an induction motor is by regulating the supplyvoltage induction motors, as well as the frequency of the applied voltage. At the end of the project is setting the speed of induction motor using the inverter.
The function of the inverter is to change the DC into AC voltage whose frequency can be changed. Signalgenerator for single-phase inverter driver is usinga wave SPWM (Sinusoidal PulseWidth Modulation) generated byusing microcontroller AT MEGA 16. Resultingteganag Amounting 220VAC Inverter output with THD of 17.3%
1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang
Perilaku masyarakat Indonesia cenderung mengonsumsi rendah serat dan tinggi lemak. Hal lain adalah pesatnya upaya diversifikasi produk makanan menjadikan masyarakat cenderung mengkonsumsi makanan berminyak atau berlemak tinggi. Setiap perusahaan kecil maupun besar sering memproduksi sejenis makanan yang memiliki kadar minyak yang banyak pada saat proses memproduksinya seperti contohnya adalah Abon dan Keripik kentang, seperti halnya perusahaan tersebut mengurangi kadar minyak pada makanan tersebut hanya dengan cara menjemur dengan waktu yang sangat lama dan menyaring saja.
Tetapi untuk pada saat era globalisasi ini semua produsen harus berkerja secara Efisien dan cepat untuk itu cara pengeringan dengan menjemur sangatlah tidak efisien untuk itu dibutuhkan sebuah inovasi dari sebuah teknologi yaitu alat pengering makanan Abon dan Keripik, dengan cara mengerakan sebuah Dry mesin dengan menggunakan motor sebagai penggeraknya kemudian motor mendapatkan sumber tegangan dari inverter yang difungsikan untuk mengotrol kecepatan motor agar Abon dan keripik cepat kering dan tidak rusak.
1.2 Tujuan
Proyek Akhir ini bertujuan untuk membantu perusahan kecil menengah dalam menghilangkan kandungan minyak dengan cara meniriskannya (deoling) pada wadah/keranjang berputar yang berdasarkan dari pengaturan
kecepatan motor induksi 1 fasa (inverter).
1.3 Batasan Masalah Beban motor AC 200 W.
Inverter yang digunakan adalah tipe Sumber Tegangan (Voltage Source Inverter VSI) satu fasa jembatan penuh dengan metode switching SPWM.
Frekuensi inverter dapat di rubah dengan range frekuensi 30 Hz sampai 50Hz.
2. Dasar Teori
2.1 Penyearah Satu Fasa Gelombang Penuh
Gambar 2.1 menunjukan proses terjadinya output gelombang penuh hasil dari penyearah diode yang diasumsikan ideal dengan metode bridge. Dari Gambar 2.1 (a) tersebut terlihat bahwa ketika tegangan input sinusoidal Vin setengah gelombang positif, dioda D1 dan D2 dibias forward, sedangkan diode D3 dan D4 dibias reverse, sehingga arus mengalir ke beban RL melalui D1 dan D2. Arus ini akan menghasilkan tegangan pada beban RL yang mempunyai bentuk sama dengan tegangan input Vin setengah gelombang positif.
Gambar 2.1 Penyearah Gelombang Penuh dengan Dioda Bridge
2.2 Full Bridge Inverter ( Single Phase) Full Bridge inverter ditunjukkan pada Gambar 2.2. Inverter ini terdiri dari 2 pasang inverter tipe half bridge dan lebih banyak digunakan untuk rating daya besar. Dengan tegangan input DC yang sama, tegangan output maksimum menjadi dua kali dari half bridge inverter.
Gambar 2.2. Full bridge Inverter satu fasa
3. Konsep Projek
3.1 Konfigurasi sistem
Gambar 1.1. Block Diagram Sistem
Prinsip Kerja Blok Diagram
i. Pada sumber tegangan PLN 220V di teruskan pada Rectifier sehingga menghasilkan output teganag DC. Di alam rangkaian Rectifier terdapat Rangkaian Filter C yang akan menyaring hasil outputan Rectifier sehingga mendapatkan hasil Output DC murni.
ii. Single phase full bridge inverter mendapat sumber tegangan masukan dari Rectifier sebesar 308 V dan mendapat sinyal switching dari mikrokontroler ,kemudian inverter dapat menggerakan motor induksi satu fasa.
iii. Pada sensor berat akan mendeteksi keluaran minyak pada plant(spiner),kemudian sensor mengerim nilai ADC yang kemudian dibaca oleh mikrokontroller kemudian mikrokontroller akan mengaktifkan relay dan mematikan kontaktor untuk mematikan sisitem sebagai tanda pengeringan sudah selesai.
5. Data Hasil Percobaan
pengecekan terhadap setiap rangkaian yang telah dibuat apakah sudah sesuai dengan gambar rangkaian yang dimaksud atau belum. Kabel, PCB, serta penyolderan jugaperlu dicek ulang apakah sudah terpasang dengan tepat dan juga mungkin dalam penyoderannya terdapat shot circuit sehingga dapat membahayakan rangkaian.
Rectifier
Kontaktor Inverter motor
Sensor berat Sumber jala-jala Mikrokontroller LCD (B)Setengah siklus negatif
5.1 Penyearah
Gambar 5.1 Rangkaian rectifier pada PSIM
Gambar 5.2 Rangkaian penyearah
Pada perencanaan dan pembuatan rectifier dan filter C dimana rectifier tersebut menggunakan 4 buah diode power sedangkan pada filter C menggunakan 4 Kapasitor dengan nilai C= 2200μF. Pada penggunaan Filter C yang mempergunakan 4 buah kapasitor difungsikan untuk mengurangi ripple pada gelombang output sehingga tegangan keluaran mendekati gelombang DC murni. Dapat dilihat hasil pengukuran rangkaian penyearah pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 hasil pengukuran Rectifier dengan
beban lampu 200 W, 220 V Vin (AC) Vout(DC) Iout
20 23,5 1,2 40 49,7 1,6 60 79,8 1.9 80 107,1 2,1 100 135 2,4 120 163 2,7 140 190 2,9 160 216 3,1 180 220 3,3 200 273 3,5 220 283 3,7 5.2 Rangkaian Inverter
Pada pengujian single phase full bridge inverter diharapkan pada rangkaian ini dapat merubah tegangan DC menjadi tegangan AC dan dapat menggerkan motor induksi. Pengujian rangkaian ini ada beberapa macam pengukuran yaitu,pengukuran dengan beban lampu 100W,220V,dan pengujian dengan berbeban motor dengan frekuensi yang berubah-ubah. Pengukuran rangkian single phase full bridge inverter dapat dilihat pada tabel 3.1 dan 3.2 kemudian gelombang output pada inverter dapat dilihat pada gambar 3.4
Gambar 5.3 rangkaian Inverter dengan
Gambar 5.4 gelombang output pada Inverter
Tabel 5.2 data hasil pengukuran dengan
beban lampu 100W,220V Vin(AC) Vin(DC) V0ut(AC) Iout(A) 20 29,5 18,5 0,13 40 53,5 35,6 0,17 60 80 54,3 0,21 80 105,2 78,1 0,24 100 134,8 94,2 0,27 120 160 110 0,30 140 183 134,5 0,32 160 220 146,7 0,35 180 255 165 0,38 200 269,7 180 0,39 220 300 220 0,41
Kemudian pada pengukuran terakhir adalah dengan menggunakan beban motor Induksi satu fasa dengan daya 200W,frekuensi berubah-ubah
Tabel 5.3 beban motor induksi satu fasa
dengan tegangan tetap frekuensi berubah Vin motor frekuensi I motor THD (%) 220 30 4,5 17,2 220 40 2,4 17,2 220 45 1,8 17,2 220 50 1,5 17,2 6 Penutup 6.1 Kesimpulan
1. pada pembuatan inverter satu fasa ini dapat mampu menggerakan motor sebesar 200 W dengan tegangan output 220 Vac dan arus 1,5A dengan frekuensi dari 35 Hz hingga 50 Hz. 2. Pada perencanaan awal inverter
menggunakan piranti MOSFET tetapi piranti tersebut tidak mampu menahan Arus pada saat frekuensi 30 Hz maka digunakan piranti IGBT.
3. Pada pengujian inverter dengan menggunakan motor induksi satu fasa semakin kecil frekuensi tegangan masukan pada motor maka semakin besar arus pada motor yaitu mendekati batas maksimal arus ranting motor yaitu 4,5 A.
4. Besar efisiensi pada perencanaan inverter melebihi harapan yaitu sebesar 96,5% yang awal perencanaan sebesar 80%.
1.4 Daftar Pustaka
1. Purwantana, Bambang. 2004.
Desain Mesin Peniris Abon Tipe Sentrifugal Untuk Meningkatkan Efisiensi, Produktivitas dan Kualitas Pembuatan Abon Skala Indusri Rumah Tangga. Fakultas Teknologi Pertanian. Universitas Gajah Mada. 2. Winarno, F.G., Fardiaz, S., Dauly, D.
1973. Indonesian Traditional Food Processing. IPB. Bogor.
3. Dr Rustika, 2003. Akibat
Mengkonsumsi Makann Berminyak Berlebih.
http://id.answers.yahoo.com/question/i ndex?qid=20090718230415AAiApIC . di unduh pada tanggal 28 Januari 2011
