PERENCANAAN SISTEM KONTROL MOTOR PENGGERAK GENERATOR BERDASARKAN BEBAN LISTRIK

KONSUMEN MENGGUNAKAN NATIONAL INSTRUMENTS LABVIEW 8.2 / NIDAQ USB 6008

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu

Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Elektro

Disusun oleh :

AMULINOTO ADI ISMAIL

NIM : 08530120

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2011

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Segala puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan

hasil Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam tak lupa penulis panjatkan kepada

seorang revolusioner besar sepanjang sejarah peradaban manusia yaitu junjungan

kita Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan pencerahan di muka bumi ini.

Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi

S1 Jurusan Teknik Elktro Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas Akhir yang

berjudul “Perencanaan Sistem Kontrol Motor Penggerak Generator

Berdasarkan Beban Listrik Konsumen Menggunakan National Instruments

Labview 8.2 / Nidaq Usb 6008. Ini masih jauh dari kesempurnaan, namun

penulis tetap berharap ada sebuah itikat baik bagi pembaca untuk lebih

mengembangkan software ini dengan aplikasi yang variatif dan semoga tulisan ini

bermanfaat bagi semuanya.

Selama proses penyusunan skripsi ini banyak hal yang menjadi kendala

dan rintangan, tetapi dengan bantuan berbagai pihak Alhamdulillah telah

terselesaikan satu kewajiban penulis sebagai Mahasiswa Universitas

Muhammadiyah Malang. Ucapan terima kasih tidak lupa penulis haturkan kepada

pihak-pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan laporan ini sehingga

dapat dijadikan bahan untuk pengembangan diri dalam mengikuti perkembangan

teknologi pada saat ini, antara lain :

1. Ir. Nur kasan, MT dan Machmud Effendy, ST. M.Eng selaku

Kepala Jurusan dan Skretaris Jurusan Elektro.

2. Ibu Ir. Nur Alif Mardiyah, MT selaku Dosen Pembimbing I dan

ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya atas ilmu dan

bimbingannya.

3. Bapak Dr. Ir, Ermanu Azizul Hakim, MT selaku Dosen

Pembimbing II terima kasih penulis haturkan atas saran, kritik

dan bimbingannya.

4. Ir. M. Irfan, MT selaku dosen penguji I dan Machmud Effendy,

ST. M.Eng selaku Dosen Penguji II dalam Tugas Akhir ini.

5. Kedua Orang tua yang telah banyak membantu melalui do’a,

materi dan supportnya, saya mengucapkan banyak-banyak

terima kasih uang tak terhingga.

6. Mas Arik, Agus, wage dan Resti sebagai pacar yang telah

berkorban untuk laptopnya dalam proses finishing laporan

Tugas Akhir.

Maih banyak pihak-pihak yang tidak penulis sebutkan dalam

proses penyusunan laporan ini, semoga apa yang telah di

berikan tercatat sebagai amal ibadah Amien...

Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Malang, 25 Januari 2011

Penyusun

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ................................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii

SURAT PERNYATAAN ...................................................................................... iv

KATA PENGANTAR ............................................................................................ v

ABSTRAK ........................................................................................................... vii

ABSTRACT ........................................................................................................ viii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah ................................................................................... 3

1.3. Tujuan Penyusunan .................................................................................... 3

1.4. Batasan Masalah ........................................................................................ 3

1.5. Metodologi ................................................................................................. 4

1.6. Sistematika Penulisan ................................................................................ 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6

2.1. Transformator ............................................................................................ 6

2.2. Motor ......................................................................................................... 8

2.2.1. Bagaimana Motor Bekerja ........................................................................ 8

2.2.2. Jenis Motor Listrik .................................................................................... 9

2.2.3. Pengaturan Kecepatan Motor ................................................................. 10

2.2.3.1. Definisi Pengaturan Putaran ................................................................... 10

2.2.3.2. Pengaturan Putaran Motor Universal ...................................................... 16

2.2.4. Motor AC ................................................................................................ 16

2.2.4.1. Motor Sinkron ......................................................................................... 17

2.2.4.2. Motor induksi .......................................................................................... 18

2.2.4.2.1. Klasifikasi Motor Induksi ................................................................... 20

2.2.4.2.2. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Satu Fasa .................................... 21

2.2.4.2.3. Prinsip Kerja Motor Induksi Phasa Satu ............................................. 22

2.2.4.2.4. Hubungan Torsi dan Slip pada Motor ................................................. 24

2.2.4.3. Kecepatan Motor Induksi ....................................................................... 25

2.3. Generator Sinkron ................................................................................... 25

2.3.1. Altenator ................................................................................................. 25

2.3.2. Konstruksi Generator Sinkron ................................................................ 26

2.3.3. Prinsip Kerja Generator Sinkron ............................................................ 28

2.3.4. Pengaturan Tegangan (Regulasi Tegangan) ........................................... 29

2.3.5. Kerja Paralel Alternator .......................................................................... 30

2.4. Pengertian Daya Dalam Rangkaian Arus Bolak-balik ........................... 32

2.5. TRIAC .................................................................................................... 33

2.6. SCR (Silicon Controlled Rectifier) ......................................................... 35

2.7. MOC 3021 .............................................................................................. 39

2.8. Operational Amplifier (Op-Amp) ........................................................... 40

2.8.1. Penguat Non Inverting ............................................................................ 42

2.8.2. Penguat Inverting .................................................................................... 43

2.9. Integrator ................................................................................................ 44

2.10. Pemrograman Visual .............................................................................. 45

2.10.1. LABVIEW .............................................................................................. 46

2.10.2. Akuisisi Data .......................................................................................... 48

2.11. Proportional Integral Derivative (PID Controler) ................................. 50

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT ................................. 56

3.1. Pendahuluan ........................................................................................... 56

3.2. Perencanaan Perangkat Keras (Hardware) ............................................ 58

3.2.1. Perencanaan Rangkaian Sensor Tegangan ............................................ 58

3.2.2. Perencanaan Rangkaian Elektronik Daya .............................................. 59

3.2.2.1. Perencanaan Zero Crosing Pembentuk Gelombang Ramp .................... 60

3.2.2.2. Perencanaan Rangkaian Penyerah Gelombang Penuh ........................... 61

3.2.2.3. Perencanaan Rangkaian Soft Switched .................................................. 62

3.2.3. Perencanaan Pengontrolan PID ........................................................... 63

3.2.3.1. Kontrol Proposional ............................................................................ 64

3.2.3.2. Kontrol Integral ................................................................................... 65

3.2.3.3. Kontrol Diferensial ............................................................................. 66

3.2.3.4. Kontrol PID ......................................................................................... 66

3.3. Perencanaan Perangkat Lunak (Software) .............................................. 67

3.3.1. Perencanaan Flowchart Pemrograman LABVIEW 8.2 .......................... 68

3.3.2. Perencanaan Blok Diagram dan Kontrol Panel LABVIEW 8.2 ............. 68

3.3.2.1. Gambaran Umum Blok Diagram Program ............................................. 69

3.3.2.2. Tampilan Program Pada Front Panel ...................................................... 70

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ALAT ................................................ 71

4.1. Pengujian Rangkaian Sensor Tegangan .................................................. 71

4.2. Pengujian Rangkaian Zero Detector ....................................................... 73

4.3. Pengujian Rangkaian PWM .................................................................... 74

4.4. Pengujian Rangkaian Driver ................................................................... 78

4.5. Pengujian Keseluruhan dengan NIDAQ-LABVIEW 8.2 ....................... 79

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 83

5.1. Kesimpulan .............................................................................................. 83

5.2. Saran-saran............................................................................................... 84

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 85

LAMPIRAN.......................................................................................................... 86

Daftar Pustaka

� John Wiley, Sons. 1998 Weedy, B. M. dan Cory B. J, “Electric Power

System”. Getting Started With Lab VIEW

� Lisa K. Wells, Jeffrey Travis. 1997. “LAB VIEW FOR EVERYONE” Prentice

Hall PTR, Upper Saddle River, NJ07458.

� Rusmadi, Dedy. 1999. “Mengenal Teknik Elektronika “. Cetakan pertarna.

Penerbit CV. Pioner Jaya. Bandung.

� Fitzerald, A.E, Charles Kingsley, Jr, Stephen D. Umans, Djoko Achyanto,

Msc.EE, Ir, “Mesin Mesin Listrik”, Erlangga, edisi ke empat

� Surnanto. 2005. “Elektronik Industri “. Diterjernahkan. Edisi bahasa

indonesia. Penerbit Andi. Yogyakarta.

� Woolard, Barry. 2003. “Elektronika Praktis “. Cetakan kelirna. Penerbit PT.

Pradnya Pararnita. Jakarta.

� El-Sharkawi, M.A, Tony C. Huang, El-Samahi, Adel, “Intelligent Control for

High Performance Drives”, IEEE Transactions on Energy Convertion

1997

� www.ni.com, Download data sheet nidaq usb 6008.

� www.ni.com, Download Tutorial Labview www.atrnel.corn.

� www.google.com, Download data sheet nidaq usb 6008.