Post on 07-Aug-2018
8/20/2019 Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa (1)
1/10
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor 1
PENGATURAN KECEPATAN PUTARAN MOTOR INDUKSI 1
PHASA BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Oleh
Rahmat Hidayat1)
, Didik Notosudjono2)
, Dede Suhendi3)
Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor, Jl. Pakuan, Bogor
16143
e-mail : tile_liverpudlian@yahoo.com
Abstrak
Pengaturan kecepatan putaran motor induksi satu phasa banyak dilakukan dengan berbagai cara,
seperti dengan mengubah jumlah kutub motor, mengubah frekuensi jala-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 pencacahansudut 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 kebutuhandan 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 mengaturatau 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
8/20/2019 Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa (1)
2/10
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 sebuahmikrokontroler 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 telahdirancang.
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 rotordengan 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]
n s = 120
dimana : n s = 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 padarotor, 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 MotorInduksi
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 dilakukandengan 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
chip computer yang memiliki kemampuan
8/20/2019 Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa (1)
3/10
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 olehATMega8535, 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 ( DirectCurrent ) 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. Zerocrossing 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
8/20/2019 Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa (1)
4/10
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 pengaturankecepatan 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 danmenurunkan 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 yangdihubungkan 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 dengantepat untuk mendapatkan hasil pengaturan daya
8/20/2019 Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa (1)
5/10
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 yangdideteksi 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 penguatanarus 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
Sumber : Author
8/20/2019 Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa (1)
6/10
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 DCagar 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 sesuaidengan 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 danAT86xx. 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 mikrokontrolerATMega8535 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 mikrokontroleruntuk 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 akanditampilkan oleh LCD berupa rpm motor.
Adapun diagram alur dari program utama
adalah seperti ditunjukkan pada gambar 8 di
bawah ini :
Mulai
TampilanPembuka
Tekan
Start
LED Merah ON
If(TCNT1
8/20/2019 Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa (1)
7/10
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 ACLM7805 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 frekuensigelombang 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 penyulutantriac 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 danlayanan 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).
8/20/2019 Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa (1)
8/10
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.
StepWaktuTunda
Pemicuan
(V) (A) (Hz)Tachom
eter
(RPM)
Torsi( Newt
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 bawahini 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 4966 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
8/20/2019 Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa (1)
9/10
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 header1: #include 2: #include 3: #include 4: #include //mendefinisikan sebuah konstanta5: #define led1 PORTD.76: #define led2 PORTD.6
7: #define pulse PORTD.58: #define s1 PINA.69: #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 variabel10: volatile unsigned long RPM=0;
11: unsigned char timer_0[10]=
{0x85,0x84,0x82,0x80,0x7E,0x7C,0x7A,0x78,0x76,0x74};
12: unsigned charspeed,a=0,temp=0;
13: bit on=0;//deklarasi sub rutin14: interrupt [EXT_INT2] void
ext_int2_isr(void)15: {16: unsigned long ELAPSED;17: if(TCNT1 < 400018: {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 rutin29: 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: else45: {46: pulse=1;47: TCNT0 = timer_0[9-speed];48: TCCR0 = 0x03;49: }50: }51: else52: pulse=1;53: }//deklarasi sub rutin54: 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 berbandinglurus 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
8/20/2019 Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fasa (1)
10/10
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 kecildibanding 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 H idayat, ST. Mahasiswa Teknik
Tenaga Listrik Lulusan Tahun 2013Program 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.
http://zargotz.blogspot.co.uk/2012/02/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.htmlhttp://zargotz.blogspot.co.uk/2012/02/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.htmlhttp://zargotz.blogspot.co.uk/2012/02/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.htmlhttp://zargotz.blogspot.co.uk/2012/02/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.htmlhttp://www.electronicglobal.com/2011/09/motor-listrik-ac-1-fasa.htmlhttp://www.electronicglobal.com/2011/09/motor-listrik-ac-1-fasa.htmlhttp://www.electronicglobal.com/2011/09/motor-listrik-ac-1-fasa.htmlhttp://www.electronicglobal.com/2011/09/motor-listrik-ac-1-fasa.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.htmlhttp://spenix-ei.blogspot.com/2012/07/mikrokontroler-avr-atmega-8535.htmlhttp://spenix-ei.blogspot.com/2012/07/mikrokontroler-avr-atmega-8535.htmlhttp://spenix-ei.blogspot.com/2012/07/mikrokontroler-avr-atmega-8535.htmlhttp://spenix-ei.blogspot.com/2012/07/mikrokontroler-avr-atmega-8535.htmlhttp://octopart.com/diodem-fairchild%2Bsemiconductor-704682http://octopart.com/diodem-fairchild%2Bsemiconductor-704682http://octopart.com/diodem-fairchild%2Bsemiconductor-704682http://octopart.com/moc3011m-fairchild%2Bsemiconductor-704682http://octopart.com/moc3011m-fairchild%2Bsemiconductor-704682http://octopart.com/moc3011m-fairchild%2Bsemiconductor-704682http://e-motorlistrik.com/materi/motor-induksi.htmlhttp://e-motorlistrik.com/materi/motor-induksi.htmlhttp://e-motorlistrik.com/materi/motor-induksi.htmlhttp://kuliahelektro.blogspot.com/2011/01/motor-induksi-3-fasa_30.htmlhttp://kuliahelektro.blogspot.com/2011/01/motor-induksi-3-fasa_30.htmlhttp://kuliahelektro.blogspot.com/2011/01/motor-induksi-3-fasa_30.htmlhttp://kuliahelektro.blogspot.com/2011/01/motor-induksi-3-fasa_30.htmlhttp://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/sistem-proteksi-motor.htmlhttp://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/sistem-proteksi-motor.htmlhttp://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/sistem-proteksi-motor.htmlhttp://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/sistem-proteksi-motor.htmlhttp://www.ec21.com/offer_detail/Sell_TRIAC_BT138--12074382.htmlhttp://www.ec21.com/offer_detail/Sell_TRIAC_BT138--12074382.htmlhttp://www.ec21.com/offer_detail/Sell_TRIAC_BT138--12074382.htmlhttp://www.ec21.com/offer_detail/Sell_TRIAC_BT138--12074382.htmlhttp://forum.hobby-aeromodelling.com/viewtopic.php?t=2832&sid=832532532425248869286918fdc0805fhttp://forum.hobby-aeromodelling.com/viewtopic.php?t=2832&sid=832532532425248869286918fdc0805fhttp://forum.hobby-aeromodelling.com/viewtopic.php?t=2832&sid=832532532425248869286918fdc0805fhttp://forum.hobby-aeromodelling.com/viewtopic.php?t=2832&sid=832532532425248869286918fdc0805fhttp://forum.hobby-aeromodelling.com/viewtopic.php?t=2832&sid=832532532425248869286918fdc0805fhttp://komponenelektronika.net/fungsi-kapasitor.htmlhttp://komponenelektronika.net/fungsi-kapasitor.htmlhttp://komponenelektronika.net/fungsi-kapasitor.htmlhttp://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheethttp://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheethttp://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheethttp://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheethttp://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheethttp://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheethttp://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheethttp://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheethttp://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheethttp://komponenelektronika.net/fungsi-kapasitor.htmlhttp://komponenelektronika.net/fungsi-kapasitor.htmlhttp://forum.hobby-aeromodelling.com/viewtopic.php?t=2832&sid=832532532425248869286918fdc0805fhttp://forum.hobby-aeromodelling.com/viewtopic.php?t=2832&sid=832532532425248869286918fdc0805fhttp://forum.hobby-aeromodelling.com/viewtopic.php?t=2832&sid=832532532425248869286918fdc0805fhttp://forum.hobby-aeromodelling.com/viewtopic.php?t=2832&sid=832532532425248869286918fdc0805fhttp://www.ec21.com/offer_detail/Sell_TRIAC_BT138--12074382.htmlhttp://www.ec21.com/offer_detail/Sell_TRIAC_BT138--12074382.htmlhttp://www.ec21.com/offer_detail/Sell_TRIAC_BT138--12074382.htmlhttp://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/sistem-proteksi-motor.htmlhttp://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/sistem-proteksi-motor.htmlhttp://syahwilalwi.blogspot.com/2010/12/sistem-proteksi-motor.htmlhttp://kuliahelektro.blogspot.com/2011/01/motor-induksi-3-fasa_30.htmlhttp://kuliahelektro.blogspot.com/2011/01/motor-induksi-3-fasa_30.htmlhttp://kuliahelektro.blogspot.com/2011/01/motor-induksi-3-fasa_30.htmlhttp://e-motorlistrik.com/materi/motor-induksi.htmlhttp://e-motorlistrik.com/materi/motor-induksi.htmlhttp://octopart.com/moc3011m-fairchild%2Bsemiconductor-704682http://octopart.com/moc3011m-fairchild%2Bsemiconductor-704682http://octopart.com/diodem-fairchild%2Bsemiconductor-704682http://octopart.com/diodem-fairchild%2Bsemiconductor-704682http://spenix-ei.blogspot.com/2012/07/mikrokontroler-avr-atmega-8535.htmlhttp://spenix-ei.blogspot.com/2012/07/mikrokontroler-avr-atmega-8535.htmlhttp://spenix-ei.blogspot.com/2012/07/mikrokontroler-avr-atmega-8535.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/motor-listrik-ac-satu-fasa.htmlhttp://www.electronicglobal.com/2011/09/motor-listrik-ac-1-fasa.htmlhttp://www.electronicglobal.com/2011/09/motor-listrik-ac-1-fasa.htmlhttp://www.electronicglobal.com/2011/09/motor-listrik-ac-1-fasa.htmlhttp://zargotz.blogspot.co.uk/2012/02/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.htmlhttp://zargotz.blogspot.co.uk/2012/02/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.htmlhttp://zargotz.blogspot.co.uk/2012/02/normal-0-false-false-false-en-us-x-none.html