Alat Gulung Kawat Email Otomatis Berbasis Motor Pompa Air dengan Sistem Kontrol Otomasi
Judul : Alat Gulung Kawat Email
Otomatis
Kelompok : 5 (lima)
Pembimbing : Dr. Liliana, S.T., M.Eng Estimasi Biaya:
Produk Akhir :
No Nama NIM
1 Keenan Pirsi Alkautsar 12150512138
2 Yoga Satria Pamungkas 12150511968
3 Rejita Permata Kasih 12150520285
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UIN SUSKA RIAU TAHUN AKADEMIK 2023/2024
DAFTAR ISI
Halaman COVER
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang... 3
1.2 Rumus Masalah... 3
1.3 Tujuan dan Sasaran Pembuatan Produk... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Fungsi Counter Digital Relay (CDR)... 5
2.2 Sistem Forward Reverse Pada Motor Listrik... 6
2.3 Sistem Kerja Limit Switch... 7
2.4 Pengaturan Kecepatan Motor dengan Dimmer... 8
BAB III METEDOLOGI PERANCANGAN 3.1 Alur Tahapan Kerja... 10
3.2 Survey Produk... 11
3.3 Spesifikasi Produk... 12
3.4 Proses Perancangan... 13
3.5 Proses Implementasi... 14
3.6 Proses Pengujian... 15 DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Menggulung kawat dengan tangan manusia (manual) tentu memerlukan waktu yang sangat lama terutama untuk proyek yang sangat besar. Menggulung kawat secara manual juga berdampak pada pekerja sehingga dapat menyebabkan lelah yang mengakibatkan hasil lilitan tersebut tidak rapi atau terjadinya kesalahan dalam pembuatan lilitan.
Keterbatasan dana dalam membeli alat pembuatan lilitan di pasaran yang cukup mahal memotivasi untuk mencari solusi yang lebih kreatif, inovasi, dan ekonomis. Dengan menggunakan bahan yang tersedia inilah yang akan dijadikan sebagai alat pembuatan lilitan kawat otomatis sederhana tetapi berkualitas. Untuk menyesuaikan kebutuhan proses produksi lilitan diperlukan untuk merancang sistem control pada motor listrik.
1.2 Perumusan Masalah
1. Bagaimana pengimplementasian motor listrik 1 phasa dalam menghitung jumlah lilitan kawat yang diinginkan ?
2. Bagaimana cara merancang sistem control dalam menghitung jumlah lilitan kawat sesuai yang diinginkan ?
3. Bagaimana pengimplementasian motor listrik 1 phasa untuk mengubah arah putaran motor secara efisien dalam proses pembuatan lilitan kawat dengan pola yang berbeda ?
4. Bagaimana cara merancang sistem control pada motor listrik untuk mengoptimalkan peralihan yang cepat dan akurat dalam proses melilit kawat?
5. Bagaimana pengimplementasian pengendalian kecepatan motor listrik 1 phasa dalam proses melilit untuk memastikan kerapian dan kualitas lilitan kawat yang optimal ?
6. Bagaimana merancang sistem pengaturan kecepatan motor listrik secara dinamis dengan menyesuaikan ukuran kawat, ukuran lilitan, dan pola lilitan yang berbeda ?
1.3 Tujuan dan Sasaran Pembuatan Produk
1. Mempermudah dalam pengoperasian motor listrik sehingga lebih banyak lilitan kawat yang dapat diproduksi dalam waktu yang singkat.
2. Dapat mengurangi kesalahan serta ketidakrapian dalam melilit kawat yang jenisnya bervariasi dengan mengandalkan kecepatan motor.
3. Memastikan motor listrik dan peralatan yang terkait tersedia dan dapat diandalkan.
4. Mengoptimalkan penggunaan energy pada proses produksi agar lebih efisien dan ramah lingkungan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Fungsi Counter Digital Relay (CDR)
Gambar 2.1 Counter Digital Relay
Sumber : https://www.automationcontrols.com.pk/product/digital-counter- relay-dh48j-220v-ac-npn-proximity-sensor/
Fungsi Counter Digital Relay menghitung nilai-nilai masukan dari sensor yang berupa limit switch, Volt DC (+) atau proximity switch hingga mencapai nilai yang telah ditetapkan atau set value. Setelah mencapai nilai tersebut, maka membuat kontak internal NO dan NC menjadi bergerak. Nilai set value dapat diatur menjadi 2 jenis perhitungan yaitu mencacah naik (counter up) atau mencacah turun (counter down).
Gambar 2.2 Skema Wiring Kaki Counter Digital Relay Sumber : https://www.finglai.com/att/comp/fl-
en/relays/counters/DH48J/DH48J_en.pdf
Terdapat beberapa fitur pada counter digital relay yakni sebagai berikut:
1. Keep : Mode operasi pencacah agar menjaga nilai perhitungan tetap berada pada nilai cacah sebelumnya saat sumber tegangan ke CDR padam. Contohnya CDR diset lima kali cacah dengan mode cacah naik atau counter up. Pada saat perhitungan ketiga, terjadinya padam listrik. Ketika listrik menyuplai kembali, CDR tetap berada pada nilai cacah ketiga tanpa memulai ulang dari nol.
2. Not Keep : Berkebalikan dari yang keep. Jika suplai listrik terhenti pada nilai cacah ketiga, maka saat suplai listrik dialirkan kembali, nilai cacah berulang menjadi nol bukan dari tiga.
3. Power : Input tegangan untuk CDR
4. CP (Control Pulse) : Sebagai trigger atau pemicu untuk memulai perhitungan. Pin ini akan dihubungkan ke sensor,saklar, atau perangkat pengendali lainnya.
5. +12V : Input tegangan DC kepada sensor atau perangkat pengendali 6. OV : Untuk melindungi relai digital dari tegangan berlebih. Jika
tegangan melebihi ambang batas maka fitur ini aka memutuskan catu daya ke CDR.
2.2 Sistem Forward Reverse pada Motor Listrik
Untuk mengubah arah putaran motor listrik, maka diperlukan sistem ini.
Dalam mengubah arah putaran maka arah aliran arus sumber juga diubah (inversi arus) melalui gulungan motor. Hal ini dapat dicapai tergantung jenis motor yang digunakan, yaitu motor AC atau DC. Untuk motor AC, untuk mengubah arah aliran arus pada dua kabel utama (phasa dan netral) secara otomatis biasanya menggunakan rangkaian kontaktor atau dengan saklar seperti cam starter. Untuk motor DC, dalam mengubah arah aliran arus ialah dengan membalikkan polaritas tegangan yang akan dihubungkan ke motor dan biasanya melalui saklar DPDT (Double Pole- Double Throw)
Gambar 2. 3 Rangkaian Forward Reverse pada Motor Listrik 1 Phasa Sumber : https://www.electricianidea.com/2023/04/single-phase-motor-
reverse-forward.html
Adapun gambar rangkaian forward reverse pada motor listrik 3 phasa adalah sebagai berikut:
Gambar 2.4 Rangkaian Forward Reverse pada Motor Listrik 3 Phasa Sumber : https://blog.unnes.ac.id/antosupri/wiring-diagram-motor-bolak-
balik-forward-reverse-three-phase-motor/
2.3 Sistem Kerja Limit Switch
Saklar pembatas adalah saklat yang dikontrol oleh dorongan atau tekanan (kontak fisik)dari pergerakan oleh suatu objek pada actuator. Sistem ini bertujuan untuk membatasi pergerakan mesin dengan cara menghubungkan atau memutuskan aliran listrik. Pada saklar jenis ini terdapat dua kondisi, yaitu NO (Normally Open) dan NC (Normally Closed). Jika tuas saklar ini terkena dorongan, maka terminal NC menjadi NO dan NO menjadi NC.
7
Gambar 2.5 Limit Switch atau Saklar Pembatas Sumber : https://www.elprocus.com/limit-switch/
Adapun gambar sistem kerja limit switch adalah sebagai berikut:
Gambar 2.6 Sistem Kerja Limit Swicth
Sumber : https://blog.unnes.ac.id/antosupri/limit-switch-saklar-pembatas/
2.4 Pengaturan Kecepatan Motor dengan Dimmer
Sistem kerja dimmer pada dasarnya menggunakan TRIAC (Triode AC) yang merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk melewatkan gelombang AC dari dua arah. Agar TRIAC bekerja, dibutuhkan sinyal pemicu atau trigger pada kaki gate TRIAC.
Pada dimmer terdapat juga komponen DIAC yang berfungsi untuk melewatkan sinyal AC jika level sinyal masukannya lebih tinggi daripada DIAC.
Untuk nilai DIAC terdapat berupa voltage divider atau rangkaian pembagi
tegangan yang memakai resistor atau potensiometer. Ketika potensiometer diatur resistansinya sangat kecil maka tegangan input pada DIAC akan membesar sehingga akan mempengaruhi kaki pada gate DIAC. Kaki gate itulah yang akan mengatur besar gelombang sinus yang dihasilkan.
Gambar 2.7 Dimmer AC 220 VAC
Sumber : https://www.empatpilar.com/rangkaian-dimmer-ac-220v/
9
BAB III
METODOLOGI PERANCANGAN
3.1 Alur Tahapan Kerja
11
Melakukan Survei Produk yang Sudah Ada
Mempersiapkan Alat-alat dan Komponen dengan Menyesuaikan
Spesifikasi yang Diperlukan Membuat Desain Produk
dengan Menggambar
Merealisasikan Hasil Desain Produk
Melakukan Pengujian
Apakah Seluruh Poin Permasalahan
telah Terpecahkan ?
Lakukan Evaluasi dan Perbaikan Produk Mulai
3.2 Survey Produk
Survey produk yang dilakukan dalam proses pembuatan ini yaitu mekanisme kontak fisik pada limit switch sebagai pemicu tasbih digital untuk mencacah
Gambar 3.1 Mekanisme Kontak Fisik pada Limit Switch sebagai Pemicu Tasbih Digital untuk Mencacah
Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=DUcDBNOZQ78&t=796s Kelebihan dalam produk ini adalah mudah untuk dirancang dan sangat kreatif. Dengan menggunakan sepotong kecil karet sandal yang berguna untuk memberikan kontak fisik berupa tekan pada limit switch yang akan memicu alat tasbih digital untuk mencacah.
Selesai
Dalam produk ini penggunaannya masih manual sehingga untuk menjadikan otomatis diperlukan counter digital relay yang akan dibuat rangkaian kontrolnya. Apabila jika ada kebutuhan menggulung dalam arah putaran yang berbeda, maka dirancanglah pada pompa air tersebut sistem forward reverse dengan menggunakan cam starter.
3.3 Spesifikasi Produk
Spesifikasi komponen-komponen dalam merancang produk adalah sebagai berikut:
Tabel 3.1 Spesifikasi komponen-komponen dalam merancang produk No
.
Nama Komponen
Jenis / type Komponen
Qty / Size
Gambar
Komponen Fungsi
1. Motor
Listrik 1 Phasa 1
Sebagai alat penggerak untuk
mendapatkan putaran
2. Cam Starter 3 Pole 3
Posisi 1
Sebagai saklar untuk mengubah
arah putaran motor
3.
Counter Digital
Relay
DH48J –
A11 1
Sebagai alat untuk menghitung jumlah lilitan dan
juga memerintahkan
motor untuk padam jika perhitungan mencapai set
poin
13
4. Limit Swicth
Simple/ NO
dan NC 1
Sebagai pemicu yang berupa kontak fisik atau
tekanan untuk memerintahkan CDR mencacah (Up dan Down)
5. Dimmer AC/ 2000
Watt 1
Untuk mengatur tegangan yang
masuk pada motor listrik sehingga putaran
motor dapat dikendalikan
6. Kabel
Penghantar
NYAF 2.5 mm2
7 meter
Sebagai transmisi untuk memberikan suplai listrik
3.4 Proses Perancangan
Perancangan yang dilakukan ada dua desain, yaitu rangkaian control forward reverse dan kecepatan motor serta rangkaian control counter motor listrik.
Berikut hasil desain yang telah dirancang.
Gambar 3.2 Desain Rangkaian Kontrol Forward Reverse dan Kecepatan Motor Adapun gambar Rangkaian Kontrol Counter pada Motor Listrik
adalah sebagai berikut:
Gambar 3.3 Rangkaian Kontrol Counter pada Motor Listrik 3.5 Proses Implementasi
Dalam mengimplementasikan suatu produk, tentunya ada jadwal pelaksanaan hingga anggaran. Jadwal untuk mengimplementasikan produk ini bersifat tentative. Anggaran untuk memenuhi komponen yang belum tersedia telah dicantumkan. Berikut anggaran komponen-komponen yang dibutuhkan.
Tabel 3.2 Biaya komponen untuk pengimplementasian produk (yang belum tersedia)
No .
Nama Komponen
Jenis/type
komponen Qty Harga per
pcs (Rp.)
Jumlah (Rp.)
1. Cam Starter 3 Pole / 15 A 1 30.000 30.000
2. Limit Switch Simple /NO
dan NC 1 3.000 3.000
3. Counter Digital
Relay DH48J-A11 1 130.000 130.000
4. Dimmer AC /2000 watt 1 12.500 12.500
Total Jumlah (Rp.) 175.500
3.6 Proses Pengujian
15
Setelah produk sudah dibuat, maka diadakan pengujian dan kelayakannya dalam beroperasi. Berikut poin-poin yang menjadi perhatian dalam menguji suatu produk.
1. Apakah perpindahan arah putaran motor dapat dioperasikan dengan baik?
2. Apakah mekanisme limit switch dapat memicu counter digital relay?
3. Apakah counter digital relay beroperasi dengan baik?
4. Apakah kecepatan motor dapat diatur sesuai dengan kebutuhan?
5. Apakah motor listrik tidak mengalami panas berlebihan saat beroperasi?
DAFTAR PUSTAKA
“4 Cara membalik putaran dinamo motor listrik 1 fasa (Induksi)”. (n.d.). Shaded Pole - Wijdan Kelistrikan. Diakses pada tanggal 13 Oktober 2023 dari https://www.kelistrikanku.com/2016/11/cara--membalik-putaran-dinamo- motor-listrik.html
Suprianto, 2015, “Digital Counter Relay.” Diakses pada tanggal 13 Oktober 2023 dari https://blog.unnes.ac.id/antosupri/digital-counter-relay/.
Prihono. 2021. “Otomatisasi Alat Penggulung Kumparan Pada UKM Dinamo Di Desa Brebek Kecamatan Waru Kabupaten Sidoarjo”. SNHRP 2 (May).
Indonesia:238-45.
https://snhrp.unipasby.ac.id/prosiding/index.php/snhrp/article/view/104.
M Ahyar dan Irdam Irdam, “OPTIMALISASI MESIN PENGGULUNG KUMPARAN MOTOR LISTRIK SISTEM OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER.” Prosiding 4, no.1 (1 Desember 2018).
M, Sucipto Ariwibowo, dan Abdul Hadi. “Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Satu Phasa.” Seminar Nasional Industri Dan Teknologi, 01 Desember 2018, 101–6.
Sani, Abdullah, and Ersi Eka Nur Jannah. “PURWARUPA PENGENDALI KECEPATAN MOTOR INDUKSI 1 FASA VIA ANDROID.” JURNAL INTEGRASI 12, no. 2 (October 31, 2020): 88–91.
https://doi.org/10.30871/ji.v12i2.2016
