24
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1 Pendahuluan
Pada bab ini akan dibahas tentang perancangan dua buah inverter satu fasa untuk menggerakan motor listrik jenis hysteresis motor yang berbasis dsPIC33FJ16GS502. Pada perancangan alat ini dibutuhkan beberapa komponen elektronika supaya alat ini dapat berfungsi sesuai yang kita harapkan. Adapun beberapa komponen yang dibutuhkan alat ini adalah catu daya, motor hysteresis, mikrokontroler dsPIC33FJ16GS502 dan komponen – komponen lain yang mendukung untuk pelaksanaan pembuatan alat ini. Skema perancangan sistem dua buah inverter satu fasa untuk mengendalikan motor hysteresis dapat dilihat dengan skema sebagai berikut.
25
Melihat pada skema perancangan alat diatas menunjukan dua buah inverter satu fasa yang digunakan sebagai konverter yang bertujuan untuk merubah sumber DC (tegangan searah) menjadi sumber AC (tegangan bolak – balik) untuk menghidupkan motor hysteresis. Pada sistem pengendalian, kontrol yang digunakan menggunakan dsPIC33FJ16GS502. Metode yang digunakan untuk mengendalikan dua buah inverter satu fasa ini, menggunakan metode PWM (Pulse Width Modulations). Untuk menghasilkan sinyal digital dari PWM dari dsPIC33FJ16GS502 ini menggunakan cara lookup table.
3.2 PerancanganCatuDaya
Catu daya memiliki fungsi untuk mensuplai tegangan yang berbeda – beda untuk rangkaian driver dan rangkaian kontroler. Rancangan catu daya ini terdiri dari dua jenis kegunaanya itu rangkaian catu daya driver, dan rangkaian catu daya kontroler dsPIC33FJ16GS502. Pada rangkaian driver untuk tegangan masukan dibutuhkan tegangan 12 Volt. Dan untuk rangkaian kontroler dsPIC33FJ16GS502 dan buffer membutuhkan tegangan masukkan sebesar 5 Volt. Karena pengoperasian dsPIC33FJ16GS502 ini beroprasi pada tegangan 3,3 Volt, maka pada perancangan ditambahkan suatu regulator untuk menurunkan tegangan dari 5 Volt menjadi 3,3 Volt.
3.2.1 TrafoMultiwinding
26
menuju ke rangkaian driver dibutuhkan tegangan sebesar 12 volt diperlukan regulator LM 7812 untuk menurunkan tegangan keluaran 15 volt dari trafo sisi sekunder menjadi 12 Volt. Dan untuk mensuplai daya menuju ke rangkaian kontrol dsPIC33FJ16GS502 sebesar 5 Volt memanfaatkan regulator LM 7805 untuk menurunkan tegangan keluaran 7,5 Volt dari trafo sisi sekunder menjadi 5 Volt.
Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya
3.3 Perancangan Driver
27
TLP 250 TLP 250 TLP 250 TLP 250
IR 2111 IR 2111 IR 2111 IR 2111
Gambar 3.4 Skema Driver
3.3.1 TLP 250
TLP 250 ini merupakan Optocoupler yang digunakan sebagai pengirim sinyal keluaran dari dsPIC33FJ16GS502 yang berupa pulsa – pulsa digital, dari hasil keluaran tersebut akan diolah kembali oleh IR2111 untuk switching MOSFET dengan frekuensi tinggi dan tegangan tinggi .
1. N.C 2. Anoda 3. Katoda 4. N.C 5. Ground 6. Vo (output) 7. Vo
8. Vcc
28 Tabel 3.1 Fiturdankonfigurasi TLP 250
Fitur Spesifikasi / Karakteristik Switching time 1,5 us max
Supply voltage 10 – 35 V Output current 1,5 A max Insulation voltage 2500 Vrms
Channel 2
3.3.2 IR 2111
IC IR 2111 ini memiliki satu buah lengan yang dapat mengatur dua MOSFET sekaligus. Pada rangkaian driver IC IR 2111 membutuhkan tegangan 12 Volt untuk mensuplai seluruh optocoupler. IC IR 2111 tidak perlu menggunakan rangkaian deadtime, karena di dalamnya sudah terdapat internal deadtime. Hal ini yang dapat terhindar adanya shoot sircuit (hubungan arus pendek) pada saat proses switching berlangsung cepat dalam frekuensi hingga 1 MHz dengan deadtime sebesar 10% dan terdapat sistem proteksi di dalam IC IR 2111 ketika terjadi arus lebih dan undervoltage.
29 Tabel 3.2 fiturdanspesifikasi IC IR 2111
Fitur Spesifikasi
V offset 600 Vdc max
Rating tegangankerja 10 – 20 V
Tegangankeluaranke Gate 10 – 20 V
Internal deadtime 650 ns
3.4 PerancanganMikrokontroler
Perancangan untuk mikrokontroler ini menggunakan dsPIC33FJ16GS502 yang berbasis digital. dsPIC33FJ16GS502 ini sangat mendukung dalam implementasi program Look Up table untuk memperoleh sinyal PWM.
MCLR
30 3.4.1 Lookup Table
Lookup table iniadalah cara untuk membuat sinyal berbentuk sinusoidal melalui table dengan bantuan Microsoft excel. Data yang dibuat melalui tabel di Microsoft excel nantinya diimplementasikan di dsPIC33FJ16GS502. Berikut langkah – langkah membuat gelombang sinus menggunakancara Lookup table dari Microsoft excel:
Memasukkan nilai derajat yang diinginkan, seperti contoh darisudut 360° itu diambil sampel data sebanyak 100 data, jadi kenaikan nilai derajatnya 3,6°.
Kemudian langkah selanjutnya merubah hasil derajat tadi menjadi nilai sinus yang diinginkan dengan rumus:
x + x sin ° ° (3.1)
Hasil dari rumus tadi kemudian dimasukkan ke dalam bentuk sinyal sinus pada Microsoft excel. Berikut tabel dan sinyal sinus hasil dari rumus diatas:
32
48 172,8 1876 98 352,8 1458
49 176,4 1772 99 356,4 1562
Gambar 3.8 hasil gelombang sinosidal Lookup Table
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
0 20 40 60 80 100 120
33
Gambar 3.9 Flowchart program
3.5 Motor Hysteresis
34
Dengan demikian akan terjadi gaya tarik menarik antara kutub rotor dengan kutub dari stator motor hysteresis.
Gambar 3.9 rotor dan stator dari motor hysteresis
[http://4.bp.blogspot.com/hyst+Distributed+wound+stator.JPG]
Pada perancangan alat ini menggunakan motor hysteresis karena motor jenis ini memiliki keuntungan sebagai berikut:
Pada bagian rotor tidak memiliki gigi.
