Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 1
PENGATURAN KECEPATAN PUTARAN MOTOR INDUKSI 1
PHASA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
OlehRahmat Hidayat1), Didik Notosudjono 2), Dede Suhendi3)
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor, Jl. Pakuan, Bogor 16143
e-mail : [email protected]
Abstrak
Pengaturan kecepatan putaran motor induksi satu phasa banyak dilakukan dengan berbagai cara, seperti dengan mengubah jumlah kutub motor, mengubah frekuensi jala, mengatur tegangan jala-jala dan mengatur tahanan luar. Dengan menggunakan bantuan komponen-komponen seperti kontaktor, relay ataupun menggunakan komponen-komponen elektronika.
Pengendali kecepatan putaran motor dalam teknologi elektronika menggunakan teknik pencacahan sudut phasa listrik dengan mengatur pemicuan triac dapat mempermudah pengendalian kecepatan putaran motor. Dengan terjadinya perubahan penyulutan waktu tunda triac, maka akan terjadi perubahan tegangan dan arus keluaran. Sehingga, perubahan tersebut mengakibatkan perubahan daya yang diberikan ke beban dan menghasilkan putaran motor yang berbeda-beda tergantung daya yang diberikan.
Pengaturan kecepatan putaran motor yang sederhana dapat dilakukan dengan bantuan sistem mikrokontroler, adapun mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega8535. Dengan sistem pengendalian ini, maka dapat untuk mengatur kecepatan putaran motor induksi satu phasa sesuai dengan yang diinginkan.
Kata Kunci : Pengaturan Kecepatan Putaran Motor Induksi Satu Phasa, Pencacahan Sudut Phasa
Listrik Satu Phasa, ATMega8535
1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Di berbagai perindustrian pada saat ini banyak sekali penggunaan mesin-mesin listrik seperti motor induksi dengan sumber tiga phasa ataupun satu phasa yang digunakan untuk membantu proses produksi di suatu pabrik. Diantaranya, digunakan untuk penggerak Mesin Conveyor. Mesin conveyor adalah mesin yang berfungsi untuk memindahkan barang dalam skala banyak secara continue yang dapat diatur kecepatannnya sesuai dengan kebutuhan dan beban yang berbeda-beda.
Namun, mesin-mesin di industri tersebut masih ada yang mempergunakan cara-cara manual, terutama dalam hal untuk memindah-mindahkan kecepatan. Sehingga tidak terlalu efektif, karena mesin-mesin tersebut dibutuhkan untuk jenis pekerjaan yang
menuntut suatu ketelitian, kerutinitasan, kekuatan dan kemampuan untuk melakukan pekerjaan dalam waktu yang lama.
Mengetahui hal tersebut, maka upaya yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan alat kontrol yang dapat mengatur sistem secara keseluruhan dan diharapkan dapat mempermudah pekerjaan yang dilakukan manusia. Pada saat sekarang ini sistem kontrol di industri yang banyak digunakan adalah PLC (Programmable Logic Control) yang merupakan perangkat keras untuk mengatur atau memerintah sebuah sistem kontrol dan inti dari PLC tersebut adalah sebuah Mikrokontroler sebagai otak pengolah data yang dimasukan ke dalamnya. Namun demikian, PLC merupakan peralatan kontrol yang cukup mahal harganya karena PLC dibuat satu set beserta komponen-komponennya. Mengetahui hal itu, bahwa inti dari PLC adalah
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 2 sebuah mikrokontroler, maka dicobalah untuk
membuat sistem kontrol untuk pengaturan kecepatan putaran motor induksi dengan mikrokontroler.
Dengan upaya untuk mengefisiensikan biaya pengeluaran, maka digunakan sebuah mikrokontroler ATMega8535 yang merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang dapat digunakan untuk sistem pengontrolan mesin industri. Dan juga karena pertimbangan biaya untuk perancangan alat pengatur kecepatan putaran motor induksi tiga phasa lumayan cukup besar, maka pada perancangan alat pengatur kecepatan putaran motor induksi ini, motor listrik yang digunakan adalah motor induksi satu phasa jenis motor kapasitor dengan pertimbangan biaya yang relatif lebih terjangkau.
1.2. Maksud Dan Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari panulisan ini adalah :
1) Untuk membuat sebuah alat pengatur kecepatan putaran motor induksi satu phasa dengan menggunakan mikrokontroler ATMega8535 yang didukung oleh peralatan elektronika dasar.
2) Melakukan pengujian terhadap alat pengatur kecepatan putaran motor induksi satu phasa dengan menggunakan mikrokontroler ATMega8535 yang telah dirancang.
2. LANDASAN TEORI 2.1. Pengertian Motor Induksi
Motor induksi atau motor asinkron adalah motor arus bolak-balik (AC) yang sangat luas digunakan. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa 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 arus stator.
Belitan stator yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan akan menghasilkan medan putar dengan kecepatan sinkron. Kecepatan medan magnet putar tergantung pada jumlah kutub stator dan frekuensi sumber daya.
Kecepatan itu disebut kecepatan sinkron, yang ditentukan dengan rumus : [1]
ns = 120 𝑓 𝑃
dimana : ns = Kecepatan sinkron (rpm)
f = Frekuensi (Hz)
P = Jumlah kutub
Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut berputar mengikuti medan putar stator. Perbedaan putaran relatif antara stator dan rotor disebut slip. Tegangan induksi pada rotor tergantung pada kecepatan relatif antara medan magnet stator dengan rotor. Bertambahnya beban akan memperbesar kopel motor yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dengan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi, bila beban motor bertambah, maka putaran rotor cenderung menurun. [1]
Bila ditinjau dari sistem phasa untuk suplai tegangannya motor induksi terdiri dari motor induksi 3 phasa dan motor induksi 1 phasa. Dan motor listrik yang digunakan pada perancangan alat pengaturan kecepatan motor induksi ini yaitu menggunakan motor induksi 1 phasa.
2.2. Pengaturan Kecepatan Putaran Motor Induksi
Motor induksi pada umumnya berputar dengan kecepatan konstan, mendekati kecepatan sinkronnya. Meskipun demikian pada penggunaan tertentu dikehendaki juga adanya pengaturan putaran. Pengaturan motor induksi memerlukan biaya agak tinggi. Namun, sekarang ini banyak penggunaan thyristor dalam pengaturan motor induksi membawa beberapa keuntungan, seperti pengaturan yang halus (kontinu), kerugian yang kecil dan pemeliharaan yang lebih sederhana. Biasanya pengaturan motor induksi dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu Mengubah Jumlah Kutub Motor, Mengubah Frekuensi Jala-jala, Mengatur Tegangan Jala-jala dan Mengatur Tahanan Luar. [6]
2.3. Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler (Microcontroller) adalah single
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 3 untuk diprogram dan digunakan untuk
tugas-tugas yang berorientasi kontrol. Sebuah mikrokontroler umumnya berisi seluruh memori (RAM, ROM dan EPROM) layaknya komputer dan antarmuka I/O yang dibutuhkan. Berikut ini adalah fitur-fitur yang dimiliki oleh ATMega8535, yaitu 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus
clock, 32 x 8-bit register serba guna, Sistem
mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan mencapai 16 MHz, 8 Kbyte Flash Memori yang memiliki fasilitas in-system
programming, 512 Byte internal EEPROM,
512 Byte SRAM, Programming Lock (fasilitas untuk mengamankan kode program), 2 buah
timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter
16-bit, 4 channel output PWM, 8 channel ADC 10-bit, Serial USART, Master/Slave SPI serial
interface, Serial TWI atau 12C dan On-Chip Analog Comparator.
2.4. Pemrograman
Untuk menjalankan sebuah mikrokontroler dibutuhkan bahasa program agar mikrokontroler bisa bekerja sesuai dengan yang diinginkan dan diperlukan pula software pendukung untuk membuat bahasa pemrogramannya ataupun untuk
pen-download-an bahasa program tersebut.
Software yang digunakan untuk perancangan
alat ini adalah CodeVision AVR dan bahasa pemrogramannya adalah Bahasa C.
CodeVision AVR adalah merupakan sebuah Cross-Compiler C, Integrated Development Environtment (IDE) dan Automatic Program Generator yang didesain untuk mikrokontroler
buatan Atmel seri AVR. [8]. Adapun gambar tampilan jendela program CodeVision AVR dapat dilihat pada gambar 1 di bawah ini :
Gambar 1. Tampilan Jendela Program
CodeVision AVR Sumber : Author
2.5. Power Supply
Unsur penting yang terdapat pada semua peralatan elektronika adalah Power Supply, karena fungsinya sebagai sumber energi dalam rangkaian. Semua rangkaian elektronika membutuhkan sumber tegangan DC (Direct
Current) untuk beroperasi, sedangkan dalam
kehidupan sehari-hari hanya terdapat sumber AC. Oleh karena itu dibutuhkan power supply yang berguna untuk mengubah sumber AC menjadi DC dengan tegangan tertentu.
2.6. Metode Zero Crossing Detector
Metode zero crossing detector adalah metode paling umum untuk mengetahui frekuensi/periode suatu gelombang. Metode ini berfungsi untuk menentukan frekuensi suatu gelombang dengan cara mendeteksi banyaknya
zero point pada suatu rentang waktu. Zero crossing detector adalah rangkaian yang
berfungsi untuk mendeteksi perpotongan gelombang sinus pada tegangan AC dengan
zero point tersebut, sehingga dapat memberikan sinyal acuan saat dimulainya pemicuan triac. Dengan menggunakan rangkaian zero crossing detector ini, maka dapat mendeteksi zero point sekaligus mengubah suatu sinyal sinusoidal (sine wave) menjadi sinyal kotak (square wave).
Perpotongan titik nol yang dideteksi adalah pada saat peralihan dari siklus positif menuju siklus negatif dan peralihan dari siklus negatif menuju siklus positif. Adapun gambar hasil deteksi zero point oleh rangkaian zero cross
detector dapat dilihat pada gambar 2 di bawah
ini :
Gambar 2. Hasil Deteksi Zero Point Oleh Rangkaian Zero Cross Detector
Sumber :
http://dunia- listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.html
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 4 3. PERANCANGAN ALAT
3.1. Umum
Perancangan alat untuk pengaturan kecepatan putaran motor induksi satu phasa berbasis mikrokotroler ATMega8535 ini, dalam perancangannya dimulai dengan perancangan
hardware dan kemudian perancangan bahasa
program yang dibagi menjadi beberapa bagian. Berikut adalah blok diagram sistem keseluruhan dari perancangan alat pengaturan kecepatan putaran motor induksi satu phasa berbasis mikrokotroler ATMega8535 yang ditunjukan pada gambar 3 di bawah ini :
Gambar 3. Blok Diagram Sistem Keseluruhan
Sumber : Author
Dari gambar 9 blok diagram sistem keseluruhan di atas dapat dijelaskan secara singkat cara kerja dari sistem pengaturan kecepatan putaran motor induksi satu phasa berbasis mikrokotroler ATMega8535 ini, sehingga mengakibatkan terkendalinya putaran motor induksi tersebut. Adapun cara kerja dari sistem tersebut diuraikan secara singkat sebagai berikut :
1) Minimum sistem ATMega8535 berfungsi untuk menerjemahkan perintah yang dimasukan melalui push button ataupun
variable resistor.
2) Input berupa variable resistor yang
berfungsi untuk menaikan dan menurunkan kecepatan putaran motor yang diinginkan.
3) Zero crossing adalah rangkaian yang
berfungsi untuk mendeteksi perpotongan gelombang sinus pada tegangan AC, sehingga dapat memberikan sinyal acuan saat dimulainya pemicuan triac.
4) Rangkaian driver motor berfungsi menerjemahkan perintah yang dikeluarkan oleh sistem mikrokontroller sebagai pengatur kecepatan putaran motor.
5) Motor berfungsi memutar piringan yang dihubungkan melalui poros pemutar. 6) Sensor berfungsi untuk mengukur
kecepatan putaran motor yang dideteksi dari piringan yang diputar oleh poros motor dan kemudian dikirim ke mikrokontroler.
7) LCD berfungsi untuk menampilkan data kecepatan putar piringan berupa rpm. 3.2. Perancangan Hardware
Dalam perancangan hardware ini, jenis mikrokontroler yang digunakan pada sistem ini adalah AVR ATMega8535, yang memiliki empat port I/O yaitu, Port A, Port B, Port C dan Port D yang masing-masing port memiliki 8 buah pin I/O. Perancangan hardware diantaranya terdiri dari perancangan rangkaian
zero crossing detector, perancangan rangkaian driver motror dan perancangan rangkaian power supply. Adapun gambar rangkaian
keseluruhan dapat dilihat pada gambar 4 di bawah ini :
Gambar 4. Rangkaian Keseluruhan
Sumber : Author
3.2.1. Rangkaian Zero Crossing Detector Rangkaian zero crossing detector berfungsi agar bisa menentukan waktu tunda dengan tepat untuk mendapatkan hasil pengaturan daya
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 5 yang akurat, mikrokontroler harus mengetahui
saat titik nol (zero crossing) dari tegangan jala-jala listrik. Zero Crossing adalah rangkaian yang digunakan untuk mendeteksi perpotongan gelombang sinus AC 220 Volt saat melewati titik tegangan nol. Seberangan titik nol yang dideteksi adalah peralihan dari positif menuju negatif dan peralihan dari negatif menuju positif. Seberangan tersebut yang menjadi acuan yang digunakan untuk pemberian waktu tunda untuk pemicuan gate pada triac. Berikut adalah gambar rangkaian zero crossing
detector yang ditunjukan oleh gambar 5 di
bawah ini :
Gambar 5. Rangkaian Zero Crossing Detector
Sumber : Author
3.2.2. Rangkaian Driver Motor
Ranglaian driver motor berfungsi untuk membantu memperkuat sinyal keluaran mikrokontroler agar mampu memicu triac. Rangkaian ini pun digunakan sebagai pemisah antara tegangan rangkaian kontrol yang berupa tegangan rendah DC terhadap rangkaian daya yang berupa tegangan tinggi AC.
Rangkaian ini sendiri terdiri dari beberapa komponen yaitu, triac BT-138, optocoupler MOC3011, kapasitor serta resistor. Adapun gambar rangkaian driver motor dapat dilihat pada gambar 6 di bawah ini :
Gambar 6. Rangkaian Driver Motor
Sumber : Author
Cara kerja dari rangkaian ini adalah ketika tombol start ditekan lalu mikrokontroler akan memberikan arus keluaran untuk pemicuan
triac, namun karena arus pemicuan yang kecil
yang dihasilkan oleh mikrokontroler, maka dibutuhkan suatu komponen untuk penguatan arus keluaran dari mikrokontroler. Peranan itu dimiliki oleh optocoupler, yang memiliki fungsi sebagai penguat keluaran arus dari mikrokontroler. Jenis atau tipe optocoupler yang digunakan pada perancangan alat ini adalah optocoupler MOC3011 yang memiliki tegangan input 3-5 Volt dan arus 60 mA, sedangkan tegangan output-nya adalah 400 Volt dengan arus 1 Ampere sehingga dapat memicu gate pada triac. Setelah gate pada
triac mendapatkan arus pemicuan, maka
gerbang A1 pada triac akan terhubung ke gerbang A2 dan akan mengalirkan arus beban. 3.2.3. Rangkaian Power Suplay
Power supply merupakan bagian terpenting
dari sistem, kerena tanpa power supply maka seluruh rangkaian tidak akan dapat berjalan dengan semestinya. Pada perancangan alat ini daya yang digunakan sebesar 5 VDC, daya tersebut digunakan untuk suplay daya mikrokontroler. Rangkaian power supply dapat dilihat pada gambar 7 di bawah ini:
Gambar 7. Rangkaian Power Supply
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 6 Cara kerja dari rangkaian ini yaitu, tegangan
AC 220 Volt diturunkan melalui transformator
step down dari 220 Volt menjadi 9 Volt dan
kemudian disearahkan menggunakan dioda
bridge. Penggunaan kapasitor berfungsi sebagai filter untuk penyaring tegangan DC agar terhindar dari tegangan ripple. Untuk menstabilkan tegangan, maka digunakan IC regulator seri 78xx. Karena yang dibutuhkan tegangan yang sebesar 5 VDC, maka dibutuhkan IC regulator seri 7805. Setelah didapatkan output tegangan yang diperlukan, maka rangkaian akan mendapatkan tegangan yang diperlukan dari rangkaian ini melalui kabel jumper.
3.3. Perancangan Bahasa Program
Perancangan bahasa program dibuat untuk menjalankan sebuah mikrokontroler agar mikrokontroler tersebut bisa bekerja sesuai dengan yang diinginkan. Pemrograman mikrokontroler ATMega8535 dilakukan dengan menggunakan bahasa C. Pemilihan bahasa C dikarenakan kemudahan, kesederhanaan, serta fleksibilitas pemrograman. Perancangan bahasa program sangatlah penting karena merancang secara keseluruhan program yang akan dibuat dan dijalankan. Perancangan bahasa program ini menggunakan software CodeVision AVR, suatu software program C Compiler berbasis
Windows untuk mikrokontroler keluarga AVR
seperti ATmega, ATtiny, AT90xx dan AT86xx. CideVision AVR merupakan software untuk pembuatan program dengan menggunakan bahasa C.
Sebelum di-download ke dalam IC mikrokontroler, bahasa C tersebut di-compile terlebih dahulu ke dalam format (Hex.), setelah itu baru file dengan fomat hex tersebut
di-download dengan perangkat downloader
melalui pin Miso, Mosi, Sck, Reset dan Gnd. 3.4. Prinsip Kerja
Prinsip kerja pengaturan kecepatan putaran motor induksi berbasis mikrokontroler ATMega8535 yaitu ketika catu daya diberikan rangkaian zero crossing detector bekerja untuk mendeteksi perpotongan gelombang sinus tegangan AC pada titik nol (zero point) tegangan tersebut, sehinggga dapat memberikan acuan untuk memulai waktu
pen-trigger-an sebagai pemicu triac. Lalu tombol
push button start ditekan, maka rangkaian pada
sistem minimum mikrokontroler akan bekerja dan menjalankan perintah sesuai dengan program yang telah dibuat. Pada saat variabel resistor dinaikan atau diturunkan, maka tiap
step-nya akan memerintah mikrokontroler
untuk mengatur waktu tunda untuk pemicuan
gate pada triac, sehingga Main Terminal 1 dan Main Terminal 2 pada triac akan mengalirkan
suplai tegangan hingga terjadinya putaran pada motor induksi satu phasa.
Piringan yang dipasang pada poros putar motor akan berputar, sehingga sensor kecepatan putaran akan mendeteksi hasil putaran piringan tersebut yang berupa angka-angka biner (pada lubang piringan berarti 1 dan tanpa lubang berarti 0). Hasil yang ditangkap sensor akan dikirim ke mikrokontroler dan akan dirubah menjadi bentuk digital yang selanjutnya akan ditampilkan oleh LCD berupa rpm motor. Adapun diagram alur dari program utama adalah seperti ditunjukkan pada gambar 8 di bawah ini : Mulai Tampilan Pembuka Tekan Start LED Merah ON If(TCNT1<4000) Rpm (58594/TCNT1) TCNT0= Timer_0[9-speed] Update Tampil Step & rpm
LED Merah OFF ya
no
Gambar 8. Diagram Alur Program Utama
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 7
4. PENGUJIAN DAN ANALISA
SISTEM
4.1. Pengujian Rangkaian Power Supply Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tegangan kerja yang dikeluarkan oleh rangkaian power supply, pengujian rangkaian
power supply dilakukan dengan cara mengukur
tegangan pada sisi sekunder transformator serta pada sisi output pada rangkaian power
supply.
Adapun tabel hasil pengujian rangkaian power
supply dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini :
Tabel 1. Hasil Pengujian Rangkaian Power
Supply. Objek Yang Diukur Hasil Pengukuran Input (V) Output (V) Transformator 216 AC 9,41 AC LM7805 9,41 AC 4,90 DC Sumber : Author
Dari hasil pengujian yang didapat, rangkaian
power supply ini dapat berfungsi dengan baik
dengan keluaran sebesar 4,90 Volt DC, karena untuk mengaktifkan mikrokontroler diperlukan tegangan 4,5 Volt DC sampai 5,5 Volt DC. 4.2. Pengujian Rangkaian Zero Crossing
Detector
Rangkaian zero crossing detector berfungsi untuk mendeteksi setiap gelombang sinus yang melewati titik nol, maka diperoleh frekuensi gelombang keluaran sebesar dua kali dari frekuensi gelombang sinus masukan. Adapun frekuensi gelombang sinus masukan adalah 50 Hz, sehingga frekuensi gelombang keluaran adalah 2x50 = 100 Hz.
Adapun gambar bentuk gelombang keluaran dari rangkaian zero crossing detector yang diuji dengan osiloskop dapat dilihat pada gambar 9 di bawah ini :
Gambar 9. Bentuk Gelombang Zero Crossing
Detector Sumber : Author
Dari hasil pengujian keluaran bentuk gelombang zero crossing detector dengan osiloskop, maka didapat frekuensi sebesar 104,776 Hz. Dan zero point yang dideteksi oleh rangkaian zero crossing detector dapat digunakan untuk pemberian waktu penyulutan
triac pada rangkaian driver motor.
4.3. Pengujian Rangkaian Driver Motor Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian driver motor dapat berfungsi atau tidak untuk mengatur kecepatan putaran motor induksi satu phasa. Pengujian yang dilakukan pada rangkaian driver motor menggunakan bantuan rangkaian zero crossing
detector dan sistem mikrokontroler ATMega8535 untuk mengeluarkan sinyal picu sebagai pemicu gate triac. Serta digunakan bantuan perangkat lunak, yaitu rutin layanan
interupsi eksternal 0, interupsi eksternal 2 dan
layanan interupsi timer 0.
Pengamatan dilakukan dengan osiloskop untuk melihat bentuk gelombang tegangan keluaran, arus keluaran dan rpm yang dihasilkan motor dari rangkaian driver motor yang diberikan ke beban berdasarkan pengaturan waktu tunda pemicuan. Gambar 10 di bawah ini merupakan hasil bentuk gelombang pemicuan dari waktu tunda pemicuan 448 uS (a), 992 uS (b), 1.008 uS (c), 1.024 uS (d), 1.040 uS (e), 1.056 uS (f), 1.072 uS (g), 1.088 uS (h), 1.104 uS (i) dan 1.120 uS (j).
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 8 Gambar 10. Bentuk Gelombang Dari Waktu
Tunda Pemicuan 448 uS (a), 992 uS (b), 1.008 uS (c), 1.024 uS (d), 1.040 uS (e), 1.056 uS (f), 1.072 uS (g), 1.088 uS (h), 1.104 uS (i) Dan
1.120 uS (j)
Sumber : Author
Pemberian waktu tunda dimaksudkan untuk pemicuan gate pada triac dengan waktu tunda yang sudah di-setting yang dikeluarkan dari mikrokontroler, tujuannya untuk pencacahan tegangan AC 220 Volt. Maka setiap waktu tunda yang diberikan untuk pemicuan triac dari waktu tunda terkecil sampai dengan yang terbesar yaitu 984 uS – 1.120 uS, maka bentuk gelombang sinus AC pada gambar 17 di atas akan semakin kecil. Adapun tabel hasil pengujian rangkaian driver motor dapat dilihat pada tabel 2 di bawah ini :
Tabel 2. Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor. Step Waktu Tunda Pemicuan (V) (A) (Hz) Tachom eter (RPM) Torsi (Newto n meter) 0 984 uS 202 0 50,0406 0 0 1 992 uS 189 0,51 50,0370 100 2,6417 2 1.008 uS 186 0,56 50,0455 200 1,4285 3 1.024 uS 182 0,59 50,0525 310 0,9504 4 1.040 uS 178 0,61 50,0089 555 0,5365 5 1.056 uS 176 0,64 50,0397 920 0,3356 6 1.072 uS 135 0,89 50,0532 1.800 0,1829 7 1.088 uS 120 1,03 50,0449 2.860 0,1184 8 1.104 uS 113 1,13 50,0236 2.945 0,1189 9 1.120 uS 105 1,2 50,0590 2.980 0,1159 Sumber : Author
Dari bentuk gelombang tegangan keluaran dan hasil pengujian pada gambar 17 dan tabel 4.3 di atas dapat diketahui bahwa semakin besar waktu tunda pemicuan untuk triac pada rangkaian driver motor, maka bagian dari tegangan AC yang diberikan ke beban untuk tiap phasanya (positif dan negatif) akan semakin kecil, demikian sebaliknya. Sedangkan arus keluaran dari variasi waktu tunda pemicuan pada beban induktif, dapat dilihat bahwa semakin besar waktu tunda pemicuan untuk triac, maka arus keluaran yang dihasilkan triac semakin besar, demikian sebaliknya. Dari hasil tersebut dimasukan ke dalam persamaan P = V * I * Cos Phi, maka didapat hasil perhitungan pada tabel 3 di bawah ini dengan Cos Phi = 0,39 tertinggal.
Tabel 3. Hasil Perhitungan Daya.
Step Daya (Watt) No Load Sensor Kecepatan Putaran (RPM) 0 0 0 1 37,5921 110 2 40,6224 164 3 41,8782 220 4 42,3462 330 5 43,9296 496 6 46,8585 570 7 48,2040 662 8 49,7991 775 9 49,1400 994 Sumber : Author
Dari hasil perhitungan pada tabel 3 di atas, maka semakin besar daya yang diberikan ke
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 9 beban berbanding lurus dengan kecepatan
putaran motor (rpm) yang dihasilkan. 4.4. Pemrograman Utama
Pemrograman utama ini adalah untuk mendeklarasikan header yaitu untuk mendefinisikan preprosesor yang digunakan dan untuk menyertakan fungsi pustaka. Kemudian mendefinisikan sebuah konstanta sebagai input/output yang digunakan. Berikut adalah bahasa untuk pemrograman utama :
//deklarasi header
1: #include <mega8535.h>
2: #include <delay.h>
3: #include <stdio.h>
4: #include <alcd.h>
//mendefinisikan sebuah konstanta
5: #define led1 PORTD.7
6: #define led2 PORTD.6
7: #define pulse PORTD.5
8: #define s1 PINA.6
9: #define s2 PINA.7
4.5. Program Pengaturan Kecepatan Putaran Motor Induksi
Perancangan program pengaturan kecepatan putaran motor induksi satu phasa ini memiliki 9
step untuk mengatur kecepatan putaran.
Pemilihan setiap step-nya dilakukan dengan cara mengatur variabel resistor (potensiometer) sesuai dengan kecepatan yang dibutuhkan. Di dalam program ini terdiri dari pendeklarasian variabel yaitu sebuah variabel yang diberi nama long, timer_0, speed, a, temp dan on dan deklarasi sub rutin. Berikut adalah program pengaturan kecepatan putaran motor induksi :
//deklarasi variabel
10: volatile unsigned long RPM=0;
11: unsigned char timer_0[10]= {0x85,0x84,0x82,0x80,0x7E,0x7C ,0x7A,0x78,0x76,0x74}; 12: unsigned char
speed,a=0,temp=0; 13: bit on=0;
//deklarasi sub rutin
14: interrupt [EXT_INT2] void ext_int2_isr(void)
15: {
16: unsigned long ELAPSED; 17: if(TCNT1 < 4000 18: { 19: ELAPSED=TCNT1; 20: TCNT1=0; 21: RPM=(58594/ELAPSED); 22: RPM=RPM*2; 23: } 24: if(TCNT1 >= 4000) 25: { 26: TCNT1=0; 27: } 28: }
//deklarasi sub rutin
29: interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void) 30: { 31: temp=~temp; 32: led1=temp; 33: if(on==1) 34: { 35: if(speed==0) 36: { 37: pulse=1; 38: return; 39: } 40: else if(speed>9) 41: { 42: return; 43: } 44: else 45: { 46: pulse=1; 47: TCNT0 = timer_0[9-speed]; 48: TCCR0 = 0x03; 49: } 50: } 51: else 52: pulse=1; 53: }
//deklarasi sub rutin
54: interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) 55: { 56: TCCR0=0x00; 57: pulse=0; 58: } 5. KESIMPULAN
1) Sebuah mikrokontroler ATMega8535 sebagai kontrol utama alat dapat mengatur keluaran sinyal pemicuan untuk triac. Dari pemberian watu tunda untuk pemicuan gate pada triac sebesar 984 uS sampai dengan 1.120 uS, maka didapat keluaran daya yang semakin besar, sehingga keluaran daya akan berbanding lurus dengan kecepatan putaran motor (rpm) yang dihasilkan. Namun, berbanding terbalik dengan torsi yang dihasilkan.
2) Penggunaan sensor kecepatan putaran pada perancangan alat ini tidak berfungsi sesuai dengan yang diharapkan. Sensor
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 10 tidak mendeteksi putaran motor dengan
benar. Dari hasil pengujian yang didapat dan dibandingkan dengan hasil pengukuran manual menggunakan
tachometer, maka didapat perbedaan 2
sampai dengan 4 kali lebih kecil dibanding dengan pengukuran dengan menggunakan tachometer.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1] Zuhal. “Dasar Tenaga Listrik Dan
Elektronika Daya”. PT Gramedia Pustaka
Utama, Jakarta, 1988. [2]http://zargotz.blogspot.co.uk/2012/02/norma l-0-false-false-false-en-us-x-none.html
[3]
http://www.electronicglobal.com/2011/09/m otor-listrik-ac-1-fasa.html [4] http://dunia- listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.html[5] Arindya, Radita. “Penggunaan dan
Pengaturan Motor Listrik”. Graha Ilmu,
Yogyakarta, 2013.
[6] Zuhal Dan Zhanggischan. “PRINSIP
DASAR ELEKTROTEKNIK”. PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2004. [7] Bejo, Agus. ”Rahasia Kemudahan
Bahasa C Dalam Mikrokontroler ATMega8535”. Graha Ilmu, Yogyakarta,
2008. [8]
http://spenix- ei.blogspot.com/2012/07/mikrokontroler-avr-atmega-8535.html
[9] Malvino, Albert Paul., Ph.D. “ELECTRONIC PRINCIPLES”.
McGraw-Hill, Inc., California, 1979. [10] Setiawan, Afrie. “20 Aplikasi
Mikrokontroler ATMega8535 dan ATMega16”. Penerbit Andi Yogyakarta,
Yogyakarta, 2011.
[11] http://octopart.com/diodem-fairchild%2Bsemiconductor-704682
[12] Bishop, Owen. “Dasar-dasar
Elektronika”. Erlangga, Jakarta, 2002.
[13] Iswanto. “belajar sendiri MIKROKONTROLER AT90S2313 dengan BASIC Compiler”. Andi, Yogyakarta,
2009. [14] http://octopart.com/moc3011m-fairchild%2Bsemiconductor-704682. [15] http://e-motorlistrik.com/materi/motor-induksi.html [16]http://kuliahelektro.blogspot.com/2011/01/ motor-induksi-3-fasa_30.html [17]http://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/si stem-proteksi-motor.html [18]http://www.ec21.com/offer_detail/Sell_TRI AC_BT138--12074382.html [19] http://forum.hobby-aeromodelling.com/viewtopic.php?t=283 2&sid=832532532425248869286918fdc0 805f [20] http://komponenelektronika.net/fungsi-kapasitor.html [21]http://www.engineersgarage.com/electroni c-components/16x2-lcd-module-datasheet. Riwayat Penulis
1) Rahmat Hidayat, ST. Mahasiswa Teknik Tenaga Listrik Lulusan Tahun 2013 Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. 2) Prof. Dr. Ir. H. Didik Notosudjono,
M.Sc. Guru Besar Staf Dosen Program
Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor.
3) Ir. Dede Suhendi, MT. Staf Dosen Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor.
