PERANCANGAN DATA LOGGER PADA BELT CONVEYOR
MENGGUNAKAN MOTOR DC
Muhammad Jasmanda1*,Ir. Arnita, M.T.1, MirzaZoni, S.T, M.T.1 1
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta E-mail: Mandara2302@Gmail.com
Abstrak
Di dunia Industri, pengukuran data besaran listrik pada saat pembebanan belt conveyor sangat penting. Data yang diukur biasanya arus, tegangan AC, tegangan DC, kecepatan motor, berat beban dan daya. Dari data-data hasil pengukuran ini, operator yang mengumpulkan informasi besaran listrik dapat menganalisis keadaan, keandalan, kerusakan dan kerugian pada belt conveyor. Selain itu banyaknya data pemakaian listrik dan berat bahan baku yang diangkut oleh belt conveyor dapat menyulitkan operator dalam pengumpulan informasi data besaran listrik. Agar hasil data pengukuran kerja motor belt conveyor dapat ditampilkan dan disimpan dalam bentuk data base pada PC(Personal Computer), maka untuk itu dirancang sebuah data logger pada prototipe belt conveyor dengan menggunakan motor DC. Adapun data logger tersebut dirancang menggunakan delphi 7.0. Hasil penelitian persentase kesalahan pengukuran digital terhadap alat ukur analog pada saat berbeban, persentase error pengujian arus ialah 2,025 %, persentase error pengujian tegangan AC ialah 2,22 %, persentase error pengujian tegangan DC ialah 1,57 %, persentase error pengujian sensor kecepatan ialah 0,01 % dan persentase error pengujian sensor berat ialah 0,2 %.
Key words : Belt Conveyor, ACS712-05B, Data Logger, ATMega328P
Latar Belakang
Dalam suatu sistem kelistrikan, pengukuran merupakan kegiatan yang penting. Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui besaran-besaran listrik seperti tegangan, arus, hambatan, faktor daya, daya, dan sebagainya. Dari data-data hasil pengukuran ini,operator yang mengukur dapat menganalisis keadaan, keandalan, kerusakan dan kerugian dalam sistem kelistrikan.
Seperti halnya dalam dunia industri, pengukuran diperlukan dalam pemantauan salah satu proses kerja belt conveyor misalnya pada saat pemindahan
bahan baku seperti batu bara dalam PLTU(Pembangkit Listrik Tenaga Uap), pabrik timah, besi dll dimana proses pemindahan barang tersebut dilakukan secara kontinu dengan beban yang bersekala besar sehingga dapat mempercepat kerusakan pada belt conveyor tersebut. Untuk itu perlu pembatasan dan indikator kinerja belt conveyor itu sendiri guna untuk mencegah terjadinya kerusakan. Pembatasan kinerja belt conveyor tersebut bisa digunakan dengan mengetahui informasi tentang berat bahan baku itu sendiri dan bagaimana dampak berat yang diterima belt conveyor
tersebut dengan besaran-besaran listrik yang ada pada belt conveyor itu sendiri. Penggerak belt conveyor itu sendiri ialah motor DC(Motor Arus Searah). Motor DC merupakan mesin listrik yang merubah energi listrik menjadi energi mekanik, Gerak atau putaran yang dihasilkan oleh motor arus DC diperoleh dari interaksi dua buah medan yang dihasilkan oleh bagian „jangkar„ (armature) dan bagian „medan„
(field) dari motor DC. Dalam aplikasi ini motor DC digunakan untuk menggerakkan belt conveyor sehingga seiring bergeraknya belt conveyor maka bahan baku tersebut juga dapat bergerak dari tempat yang satu dengan tempat yang lainnya.
Selain itu banyaknya data pemakaian listrik dan berat bahan baku yang diangkut oleh belt conveyor dapat menyulitkan operator dalam pengumpulan informasi data akibatnya tingkat ketelitian operator dalam mengolah data berkurang seiring keletihan yang diderita operator sehingga dapat menyebabkan terjadi kerugian finansial pada pabrik atau industri itu sendiri.
Dalam hal diatas, dirancang alat yang dapat mengukur kinerja motor DC pada saat menggerakkan bahan baku serta menampilkan data-data hasil pengukuran ke PC(Personal Computer) agar mempermudah operator untuk melakukan
pengumpulan data-data besaran listrik serta total bahan baku yang digunakan setiap waktunya secara akurat dan menyimpannya ke dalam database.
Metodologi Penelitian
Dalam penyusunan dan penulisan skripsi ini dilakukan dengan tahap studi literatur, perancangan hardware, perancangan software, realisasi dan pengujian dan pengambilan kesimpulan dan penulisan laporan.
Pada tahap pertama studi literatur, penulis mempelajari prinsip kerja, sensor kecepatan, sensor tegangan AC, sensor tegangan DC, Sensor Arus,Op-Amp LM358, LCD 20x4, mikrokontroler ATMega328P serta mempelajari bahasa pemograman dan juga teori-teori pendukung perancangan.
Pada tahap kedua perancangan hardware ini penulis melakukan perencanaan dimulai dari menetukankomponen yang akan dipakai seperti ATMega328P, Sensor Arus ACS712-5A, Resistor, Capasitor, Transfomator CT, OP-Amp LM358, LCD 20x4, ATtiny2313, IC Regulator 7805, Transistor serta mendesain dan mebuat kontruksi dari bahan akrelik dan spigot serta rangkaian pendukung lainnya.
Pada tahap ketiga perancangan software ini meliputi pemilihan, mempelajari serta membuat software yang
sesuai dengan yang diinginkan. Adapun untuk pengendalian, penulis menetukan dan mempelajari Bascom AVR sebagai software pengendali sedangkan untuk informasi penulis menentukan dan mempelajari Delphi 7 sebagai software penginformasian.
Pada tahap keempat tahap realisasi dan pengujian dilakukan dengan merealisasikan rancangan hardware dan software serta menggabungkan antara rancangan hardware dan software yang kemudian diuji untuk mendapatkan hasil sesuai dengan yang diinginkan.
Pada tahap terakhir ini merupakan pembuatan laporan penelitianberdasarkan pada hasil pengujian sistem yang telah dilakukan pada alat yang dibuat.
Pengujian Konektifitas Delphi
Terhadap Output Sensor
Penelitian ialah dengan mengkonversikan besaran fisis yang diterima oleh sensor-sensor kemudian besaran fisis tersebut dikonversikan menjadi sinyal analog. Keluaran sensor berupa sinyal analog tersebut kemudian dikonversikan lagi dalam bentuk sinyal digital oleh ADC(Analog Digital Converter) internal yang ada pada mikrokontroler ATMega328P. Setelah diproses dalam mikrokontroler kemudian mikrokontroler ATMega328P mengirim data-data yang telah diolah tersebut dikirim ke UART (Universal Asinkron
Receiver Transmitter), UART berfungsi sebagai media komunikasi antara mikrokontroller dengan PC yang mana dalam pengiriman datanya sangat dipengaruhi oleh faktor baud rate
(Kecepatan pengiriman data) pada ATMega328P maupun pada PC dengan
baud rate pada mikrokontroler ialah 9600 dan baud rate pada PC ialah 1200. Setelah itu data-data tersebut disimpan ke dalam database melalui software delphi 7 Hal ini bertujuan untuk mempermudah pengamatan informasi pada kinerja motor DC yang ada pada belt conveyor. Gambar 1.1 berikut memperlihatkan hasil pengukuran yang ditampilkan pada delphi 7.
Gambar 1.1 Tampilan Delphi pada saat menerima data-data hasil pengukuran
Pengujian Kinerja Sistem
Setelah melakukan beberapa pengujian harware dan software secara
terpisah maka setelah itu dilakukan pengujian kinerja sistem keseluruhan.
Pengujian Sistem Tanpa Beban
Pada pengujian kinerja sistem pada alat ini ialah dengan tidak memberikan beban kepada alat hal ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kestabilitas kinerja sistem. Gambar 1.2 berikut ini merupakan gambar pengujian kinerja sistem secara keseluruhan tanpa diberi beban.
Gambar 1.2 Pengujian kinerja sistem secara keseluruhan tanpa diberi beban
Dalam pengujiannya dilakukan dengan cara berulang-ulang sebanyak 5 kali pengujian. Tabel 1.1 berikut ini terlihat hasil pengujian kinerja sistem saat tidak diberi beban.
Tabel 1.1 Hasil pengujian kinerja sistem saat tidak diberi beban
No VAC A VDC RPM Watt 1 220 0.9 12,29 95 11,061 2 219 0.9 12,05 95 10,845 No VAC A VDC RPM Watt 3 219 0.9 12,27 95 11,043 4 216 0.9 12,29 95 11,061 5 219 0.9 12,34 95 11,106
Pengujian sistem dengan beban
Pada pengujian kinerja sistem pada alat ini ialah dengan dengan memberikan beban kepada alat hal ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh beban terhadap kinerja sistem pada alat.
Gambar 1.3 berikut ini merupakan
gambar pengujian kinerja sistem secara keseluruhan dengan diberi beban.
Gambar 1.3 Pengujian kinerja sistem secara keseluruhan dengan diberi beban
Dalam pengujiannya dilakukan dengan cara berulang-ulang sebanyak 5 kali pengujian dengan beban yang bervariasi. Tabel 1.2 berikut ini terlihat hasil pengujian kinerja sistem saat diberi beban.
Tabel 1.2 Hasil pengujian kinerja sistem saat diberi beban.
kg VAC A VDC RPM Watt 1 220 1,02 12,29 78 12,54 2 219 1,15 12,05 59 13,86 3 214 1,3 11,52 46 14,98 4 219 1,47 11,38 36 16,73 5 220 1,64 11,08 30 18,17 Kesimpulan
Dari hasil perancangan data logger pada prototipe belt conveyor menggunakan motor DC ini maka dapat diambil beberapa kesimpulan diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Pengukuran secara digital pada saat pengujian berbeban, pada beban 1 kg terjadi perubahan pada arus yang terbaca oleh sensor arus naik yang semulanya 0,9 A menjadi 1,02 A begitu juga dengan kecepatan motor DC juga yang semulanya 95 RPM menjadi 78 RPM. Pada beban 2 kg arus yang terbaca oleh sensor arus ialah 1,15 A, tegangan DC 12,05 VDC, Kecepatan Motor DC 59 RPM dan dayanya menjadi 13,86 Watt. Pada pengujian beban 3 kg, arus yang terbaca ialah 1,30 A sedangkan tegangan DC dan kecepatan motor DC semakin menurun yaitu 11,52 VDC dan 46 RPM serta dayanya ialah 14,98 Watt Pengujian dengan 4 kg, arus yang terbaca semakin besar yaitu 1,47 A dan berbanding terbalik dengan Tegangan DC dan kecepatan motor DC yaitu 11,38 VDC dan kecepatan motor DC 36 RPM.
Sedangkan dayanya ialah 16,73 Watt. Pada pengujian beban 5 kg, arus yang terbaca oleh sensor arus ialah 1,65 A, sedangkan tegangan DC 11,08 VDC dan kecepatan motor DC 30 RPM sehingga daya yang terpakai pada saat
pengujian beban 5 kg ialah 18,17 Watt. 2. Pengukuran secara analog pada
saat pengujian berbeban, pada beban 1 kg terjadi perubahan pada arus yang terbaca oleh alat ukur analog naik yang semulanya 0,91 A menjadi 1,05 A begitu juga dengan kecepatan motor DC juga yang semulanya 76 RPM menjadi 78 RPM. Pada beban 2 kg arus yang terbaca oleh alat ukur analog ialah 1,16 A, tegangan DC 12,05 VDC, Kecepatan Motor DC 58 RPM dan dayanya menjadi 13,86 Watt. Pada pengujian beban 3 kg, arus yang terbaca ialah 1,32 A sedangkan tegangan DC dan kecepatan motor DC semakin menurun yaitu 11,52 VDC dan 44 RPM serta dayanya ialah 15,18 Watt. Pengujian dengan 4 kg, arus yang terbaca semakin besar yaitu 1,48 A dan berbanding terbalik dengan Tegangan DC dan kecepatan motor DC yaitu 11,38 VDC dan kecepatan motor DC 37 RPM. Sedangkan dayanya ialah 16,86 Watt. Pada pengujian beban 5 kg, arus yang terbaca oleh sensor arus ialah 1,64 A, sedangkan tegangan DC 11,08 VDC dan kecepatan motor DC 31 RPM
sehingga daya yang terpakai pada saat pengujian beban 5 kg ialah 18,22 Watt.
Daftar Pustaka
1. Edi Putra Harahap, “Perancangan Alat Ukur Sumber AC/DC Secara Otomatis”.
Universitas Bung Hatta. Padang. 2013. 2. Irawan Dwi Utomo, “rancang bangun
sistem akuisisi data dan perekam data
besaran listrik.”. Universitas
Diponegoro. Semarang. 2011. 3. Dadang Iskandar, “Sistem Informasi
Gardu Induk dan Gardu Distribusi PLN”.
Universitas Gajah Mada, Yogyakarta. 2011.
4. Malvino Barmawi, “Prinsip-Prinsip Elektronika”, Edisi ketiga Jilid 1. Jakarta :
Penerbit Erlangga.
5. Andi, “Panduan Praktis Pemograman Borland Delphi 7.0”, Edisi 1. Yogyakarta:
Penerbit Andi dan Wahana Komputer, 2003.
6. Katsuhiko Ogata, Edi Leksono, ”Teknik Kontrol Automatik (Sistem Pengaturan)”
Jilid 1. Jakarta : Penerbit Erlangga. 7. http://www.google.co.id/search“mikrokont roller ATmega328P” 8. http://www.google.co.id/search“IC regulator LM7805, LM7812” 9. http://www.google.co.id/search “LCD 20x4” 10. http://www.google.co.id/search “Op-Amp 358” 11. http://www.google.co.id/search “ACS712”
