PERANCANGAN SISTEM KONTROL KOMPRESSOR AC BERBASISKAN PC

Transkripsi

1 PERANCANGAN SISTEM KONTROL KOMPRESSOR AC BERBASISKAN PC Makalah Seminar Tuga Akhir SATIYONO MARSUKAT PUTRO LF Juruan Teknik Elektro Fakulta teknik Univerita Diponegoro Semarang 003 ABSTRAK Implementai teknologi ecara modern angat diperlukan pada aat ini untuk menggantikan ataupun menyempurnakan teknologi konvenional. Sitem kontrol dengan berbaikan PC (Peronal Computer) merupakan alah atu penerapan dari teknologi modern dimana banyak dari aplikai komputer ini dapat membantu manuia dalam bekerja. Dan alah atu aplikainya adalah penggunaan komputer untuk memonitor dan mengontrol Kompreor AC. Sitem Kontrol ini menggunakan PC ditujukan untuk menggantikan pengontrolan yang ecara manual ehingga dapat meningkatkan efeieni waktu, tenaga dan biaya. Tuga akhir ini membaha tentang pembuatan / perancangan uatu item kontrol motor Kompreor AC erta peralatan pendukungnya berdaarkan uhu ruang pendingin dan uhu motor kompreor yang dapat dimonitor dan dikontrol ecara terpuat dan otomati dengan menggunakan PC. I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Kompreor merupakan bagian yang paling utama dari mein pendingin. Bagian dari kompreor unit adalah motor induki dan kompreor dimana motor induki merubah tenaga litrik menjadi tenaga mekanik edangkan kompreor merubah refrigerant dari tekanan rendah menjadi tekanan tinggi. 13,0 Dengan adanya perkembangan teknologi memungkinkan manuia untuk mempermudah dan mempercepat pekerjaannya 0. Berdaarkan dengan landaan ini maka penerapan teknologi adalah dengan penggunaan komputer. Karena kondii ini memberikan inpirai kepada penuli ehingga timbul ide untuk membuat uatu peralatan yang digunakan untuk memonitor erta mengontrol motor kompreor erta peralatan pendukungnya dari jarak jauh ecara otomati dengan menggunakan PC. Dan untuk mengendalikan alat terebut diperlukan peripheral ebagai mediator atau penghubung antara komputer dengan alat yang dikendalikan, peripheral terebut antara lain PPI 855, ADC dan enor uhu dengan menggunakan bahaa pemrograman Borland Delphi veri Tujuan Penulian tuga akhir ini bertujuan untuk : 1. Melakukan monitoring dan pengontrolan mein pendingin ecara terpuat dan otomati dengan bantuan PC.. Mengaplikaikan bahaa pemrograman Delphi veri 5.0 untuk melakukan proe dan etting kontrol. 3. PC dapat berfungi ebagai data logger dari hail enor uhu. 1.3 Pembataan Maalah Dalam tuga akhir ini diberikan pembataan maalah ebagai berikut : 1. Pembuatan aplikai kontrol menggunakan bahaa pemograman Borland Delphi veri Sitem kontrol kompreor AC ini bekerja berdaarkan inyal dari imulai uhu ruang pendingin dan uhu motor kompreor yang digunakan untuk mengoperaikan motor kompreor erta peralatan pendukung lainnya. 3. Simulai uhu menggunakan poteniometer dan perubahan uhu yang terjadi -150 o C. 4. motor kompreor didapat dari hail pengujian motor induki yang dilakukan pada jeni kompreor unit terbuka. 5. Hanya membaha pada item kontrol motor kompreor AC. II. DASAR TEORI.1 LM 35 LM 35 merupakan IC enor uhu yang keluarannya berbentuk tegangan linier dengan kala 1

2 keluaran 10 mv/ dan dapat memantau uhu antara -50 ampai Konventer Analog ke Digital (ADC 0809) Pada IC ADC0809 ini berii pengubah analog ke digital 8 bit dan 8 aluran maukan analog multipleker dengan maukan latch. Piranti ini banyak digunakan interface pada banyak mikroproeor dengan panambahan komponen ekternal yang edikit. 8 iap konveri dibutuhkan 8 periode clock ehingga untuk 8 analog input terebut dibutuhkan 64 periode clock..3 Programable Periperal Interface (PPI) 855 Komputer untuk dapat berhubungan dengan perangkat luar membutuhkan penghubung atau perantara, ehingga dapat dimengerti oleh komputer. Perangkat luar terebut dapat berupa pengendalian, penerimaan atau pengiriman data. Pengoperaian PPI 855 terlebih dahulu haru dilakukan iniialiai melalui perangkat lunak yang akan menentukan konfigurai dari pengoperaian PPI 855. Suunan dari control word ini mempunyai bentuk eperti gambar dibawah. 7,10 Gambar.1. Bentuk control word.4 Bahaa Pemrograman Delphi Agar eluruh perlengkapan yang terhubung dengan komputer dapat bekerja euai yang diharapkan, maka dibutuhkan uatu pengendalian. Sitem pengendalian ini haru flekibel, mudah digunakan dan dikembangkan dengan biaya yang murah dan cepat. Dengan tujuan ini maka dipilihlah uatu item pengendalian menggunakan perangkat lunak (oftware). Bahaa pemrograman Delphi adalah uatu perangkat pengembangan aplikai yang udah angat terkenal di lingkungan Window dengan bahaa object Pacal ebagai bahaa daar. 1,4 Bagian dari Delphi yang digunakan untuk menciptakan aplikai adalah melalui IDE (Integrated Development Environment)..5 Mein Pendingin Dalam mein pendingin ada beberapa komponen utama yang menentukan jalannya item pendingin diantaranya kompreor unit, kondenor unit, dryer, expani/pipa kapiler dan evaporator unit diamping komponen-komponen tambahan lainnya. 13,0 Gambar. Diagram alur Sitem pendingin.6 Kompreor Didalam item konveri energi motor litrik merupakan uatu media untuk mengubah energi litrik menjadi energi mekani. Dalam hal ini, motor kompreor menggunakan motor induki. induki merupakan alah atu bagian dari mein induki yaitu uatu mein ainkron atau mein tidak erempak yang terdiri dari atu perangkat belitan pada tatornya (bagian yang diam) dan atu perangkat belitan yang lain pada rotornya (bagian yang bergerak / berputar) dimana alah atu dari perangkat terebut menerima energi yang lain melalui induki magnet atau imba. 13,0 Gambar.3 kompreor jeni emi hermatic.6.1 Prinip kerja motor induki Ada beberapa prinip kerja motor induki:

3 1. Apabila umber tegangan dipaang pada kumparan tator, maka timbullah medan 10 f putar dengan kecepatan n p. Medan putar tator terebut akan memotong motong batang konduktor pada rotor. Akibatnya pada kumparan rotor timbul dengan induki ebear: E 4, 44 f N (untuk atu faa) E adalah tegangan induki pada aat rotor berputar. 3. Karena kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup. Ggl (E) akan menghailkan aru (I). 4. Adanya aru (I) di dalam medan magnet menimbulkan gaya( F ) pada rotor. 5. Bila kopel mula yang dihailkan oleh gaya( F ) pada rotor cukup bear untuk memikul kopel beban, maka rotor akan berputar earah dengan medan putar tator. 6. Seperti telah dijelakan pada (3) tegangan induki timbul karena terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar tator. Yang artinya agar tegangan terinduki diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar tator ( n ) dengan kecepatan berputar rotor ( n r ). 7. Perbedaan kecepatan antara n dan n r diebut Slip ( S ) yang dinyatakan dengan: n nr S 100% n 8. Kopel motor akan ditimbulkan apabila n r lebih kecil dari n..7 Hubungan antara kenaikan uhu dan kela iolai 14,16 Kenaikan uhu akan berpengaruh terhadap iolai dari motor induki..7.1 Kenaikan uhu Bila aru mengalir dalam rangkaian tahanan R elama t ekon, maka nilai kalorifik J (joule) adalah: J I Rt( joule). Karena itu, bila motor dijalankan, uhu motor naik ebanding dengan waktu kerjanya. Kenaikan uhu() = uhu makimum yang diukur() uhu lingkungan().7. Kela iolai dan bata kenaikan uhu Bila motor dijalankan, uhu menaik. karena itu iolai yang dipergunakan untuk belitan dan bagian lain dari motor haru mampu ecukupnya menahan uhu terebut. Iolator akan memburuk pada uhu tinggi dan dengan laju memburuk itu maka tembu dielektrik dari iolai akan terjadi, akhirnya menyebabkan motor terbakar. Bahan iolai dikelompokkan dalam beberapa macam menurut hambatan pana, yang menyatakan uhu dapat dipakai, tanpa menjadi memburuk. Tabel..1 Kela iolai dan uhu makimum yang diperbolehkan Kela Iolai A E B F Makimum diperbolehkan () Tabel. Bata kenaikan uhu dari motor (derajat Celciu) Kela Iolai Cara pengukuran Kumparan diiolai () Termometer 50 Hambatan 60 Kela B Termometer 70 Hambatan 80 Kela E Termometer 65 Hambatan 75 Kela F Termometer 85 Hambatan 100 III. PERANCANGAN ALAT 3.1 Gambaran Umum Bentuk deign dari perangkat kera Perancangan Sitem Kontrol Kompreor AC eperti terlihat pada gambar: Gambar 3.1 Diagram blok perangkat kera Sitem Kontrol Kompreor AC 3. Perangkat Lunak Perangkat Lunak pada daarnya dibuat untuk menyederhanakan perangkat kera yang dapat dikembangkan menjadi mudah, murah dan cepat. Langkah-langkah dalam menentukan arah pemograman adalah ebagai berikut: 1.Iniialiai alamat port PPI 855.Mengatifkan ADC Pemilihan tampilan 4.Mengambil data hail konveri ADC Mengolah & menampilkan data hail konveri ADC Melakukan proe defrot 7.Melakukan proe thermotat 3

4 Secara gari bear tampilan untuk Perancangan Sitem Kontrol Kompreor AC berbaikan PC diajikan dalam alir diagram (flow chart) eperti di bawah. Gambar 3.5 Tampilan ting Kontrol Gambar 3.. Flow chart Utama Gambar 3.3 Flow chart Defrot Pada pemograman Delphi ini terdiri dari 5 bagian yaitu menu utama yang berii data hail enor uhu, biodata penuli, etting kontrol, gambar grafik hail dari emua enor dan data logger hail dari emua enor. IV. PENGUJIAN & ANALISA 4.1 Pengujian Rangkaian ADC 0809 Pengujian rangkaian ini dilakukan untuk mengetahui keluaran hail konveri berupa data biner 8 bit. Tabel 4.1. Data hail pengkonverian Rangkaian ADC 0809 Input (mv) dt Keluaran Deimal dt Hail pengambilan data pada rangkaian ADC 0809 ini pada tegangan 6mV udah pengalami perubahan bit atau kenaikan atu bit, tetapi untuk perubahan bit elanjutnya adalah 0mV per bitnya. 4. Analia pada percobaan dengan motor induki 3 phaa Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui rugirugi tator. Adapun percobaan-percobaan yang dilakukan meliputi: 1. Percobaan Beban Nol. Uji ini dilakukan untuk mengukur rugi rugi putaran dan aru magnetiai. Pada keadaan tanpa beban beban yang dipikul hanyalah rugi rugi angin dan geekan Rangkaian uji tanpa beban dengan hubung bintang () adalah eperti dibawah: Gambar 3.4 Tampilan Menu Utama Gambar 4.1 Rangkaian uji tanpa beban motor induki Tabel 4. Data percobaan beban nol I I I P VR S VR T VS T R 403V 404V 397V 1,7A 1,4A 1,6A 90W S T 4

5 .Percobaan dengan Aru Searah Percabaan ini digunakan untuk mengetahui nilai parameter reitani tator ( R ). Pada uji ini aru earah dialirkan pada kumparan tator yang terhubung bintang eperti pada gambar, maka aru akan mengalir melewati dua kumparan dengan reitani ebear R. Gambar 4. Rangkaian uji tahanan tator aru earah Tabel 4.3 Hail analia pada percobaan dengan tegangan DC No V dc (V) I dc (A) R 1( Ohm ) 1 5 0,4 10,4 10 0,49 10, ,76 9, ,0 9, ,8 9, ,50 10, ,79 9, Pengujian Program Pada pengujian program dilakukan pengujian pada etting thermotat, defferenial, defrot, grafik dan data logger. Thermotat merupakan bata untuk kompreor on, dimana bata untuk etting thermotat berdaarkan dari uhu ruang dan uhu motor kompreor.sedangkan Deferenial dimakudkan agar kompreor tidak langung on aat uhu naik diata uhu etting thermotat tetapi ada deferenial terlebih dahulu atau bata uhu diata uhu etting thermotat untuk kompreor on. Tabel 4.5 Tabel Pengujian Deferenial & Thermotat Ruang Deff Ruang Tamp. Ruang Deff Tamp. Kond. Komp Off On Off On 3.Percobaan Blok Rotor/ Hubung Singkat Dalam percobaan ini motor induki diuplai dari regulator tegangan AC 3 faa dan rotornya ditahan agar tidak berputar pada aat itu nilai intrumen ukur dicatat ebelum motor menjadi pana. Gambar 4.4 Tampilan grafik enor uhu terhadap waktu Gambar 4.3 Rangkaian uji rotor ditahan Tabel 4.4 Hail analia untuk rugi-rugi tembaga tator V R1 tot h I h P h P CU1 P CU 1 (W) (Volt) (A) (W) (Ohm) (W) Tampak pada tabel diata kenaikan aru akan mengakibatkan kenaikan rugi-rugi tembaga tator yang juga akan menaikkan uhu motor. Gambar 4.5. Tampilan tabel data logger V. PENUTUP 5.1. Keimpulan Dalam pembuatan tuga akhir ini penuli dapat mengambil keimpulan dari hail pengujian dan analia. Keimpulan-keimpulan terebut dirangkum ebagai berikut: 1. Ketelitian pembacaan pada enor uhu ini angat dipengaruhi oleh jumlah bit yang dipakai untuk membaca uhu. Dalam tuga 5

6 akhir ini menggunakan 8 bit ehingga perubahan reolui per bitnya adalah 0mV dengan tegangan input 5,08 V ehingga ketelitian pembacaannya per bit.. Grafik yang terjadi pada pembacaan enor uhu terhadap waktu, maih terdapat ripple ebear -7 yang terjadi akibat faktor kealahan pada peralatan. Hail pembacaan dapat juga direkam melalui data logger. 3. Akibat adanya kenaikan aru I yang mengalir dalam rangkaian dengan tahanan R elama t detik pada tabel 4.8 untuk motor induki 3 phaa akan mengakibatkan kenaikan rugi-rugi tembaga tator yang akhirnya menaikkan uhu/pana pada motor terebut. 4. Dengan menggunakan PC ebagai tampilan maka kita dapat melakukan monitoring erta pengontrolan mein pendingin ecara terpuat dan otomati yang meliputi motor kompreor berikut peralatan pendukungnya. 5.. Saran Tuga akhir ini tentunya maih banyak kekurangan, maih jauh dari keempurnaan maka perlu pengembangan lebih lanjut. Dengan ini ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dan dapat dikembangkan dalam tuga akhir ini, antara lain : 1. Untuk mendapatkan hail dari enor uhu yang kontan maka pada pembacaan komponen input (ADC) dengan pembacaan bit yang lebih banyak akan menghailkan pembacaan yang lebih akurat dan preii.. Pada pengembangan lebih lanjut diarankan agar item dapat dikontrol tidak hanya terpuat tetapi dapat juga dikontrol melalui jaringan (LAN / Internet). 3. Pada pengembangan elanjutnya dapat ditambahkan maukan lain diantaranya enor kelembaban udara, enor kebiingan, enor tekanan dan ebagainya. 3. Harry Garland, Pengantar Deain Sitem Microproceor, Erlangga Jakarta. 4. Jonathan Luca, Laporan Tekni Berkala Vol. 6 No. 10 Deember , EWPC 961/AR Freezer Control, Eliwell.p.a. Italy. 6. JM Gregory, RQ Hackett, C Vincent-Smith, Cara Prakti Belajar Elektronika, PT Elek Media Komputindo, Gramedia Jakarta. 7. Darjat, PPI ,ADC 0808/0809, Data Sheet National Semiconduktor. 9.,LM35, Data Sheet National Semiconduktor. 10.,855, Data Sheet National Semiconduktor. 11. JPM Steeman, Data Sheet Book, PT Elek Media Komputindo, Gramedia Jakarta. 1. Zuhal, Daar Tenaga Liatrik, ITB Bandung. 13. Althoue, Turnquit, Bracciano, Modern Refrigeration and Air Conditioning, The Goodheart-Willcox. 14. Soelaiman, Mabuchi Magariawa, Mein Tak Serempak Dalam Praktek, PT. Pradnya Paramita Jakarta. 15. B.L. Theraja, Electrical Technology, Nirja Contruction & Development Co. (P) Ltd, New Delhi. 16. P.Van. Harten, E.iawan, Intalai Aru Kuat 1 3, Binacipta Bandung. 17. Mulimin.M, Teknik Tenaga Litrik, Armico Bandung 18. Muhammad H. Rahid, Elektronika daya Rangkaian, Devai dan Aplikainya jilid 1, PT. Prenhalindo, Jakarta. 19. Mochtar Wijaya, Daar-daar Mein Litrik, Djambatan Jakarta. 0., Teori Pendingin, PT.Porkka Indoneia Semarang. Mengetahui / Menyetujui Pembimbing I Pembimbing II Daftar Putaka 1. Abdul Kadir, Daar Pemrogaman Delphi 5.0 jilid 1 &, Andi Yogyakarta.. Waito S, Data heet Book 1 Data IC Linier, TTL dan CMOS, PT. Elek Media Komputindo Jakarta. Ir.Agung Warito,DHET NIP Ir. Tejo Sukmadi, MT NIP

7 7