INVERTER DUA FASA SEBAGAI PENGENDALI. MOTOR HYSTERISIS BERBASIS dspic33fj16gs502 TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 INVERTER DUA FASA SEBAGAI PENGENDALI MOTOR HYSTERISIS BERBASIS dspic33fj16gs502 TUGAS AKHIR Oleh Matius Hendi Susilo PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIKA SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2016 i

2 LEMBAR PENGESAHAN Laporan Tugas Akhir dengan judul INVERTER DUA FASA SEBAGAI PENGENDALI MOTOR HYSTERESIS BERBASIS dspic 33FJ16GS502 diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini disetujui pada tanggal...november Semarang,... November 2016 Pembimbing Menyetujui, Koordinator Tugas Akhir Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT Dekan Fakultas Teknik Mengetahui, Ketua Progdi Teknik Elektro Ir. Drs. Djoko Suwarno, MT, IPM Dr. Ir. Florentius Budi Setiawan, ST, MT, IPM ii

3 PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN TUGAS AKHIR (SKRIPSI) Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir yang berjudul INVERTER DUA FASA SEBAGAI PENGENDALI MOTOR HYSTERESIS BERBASIS dspic 33FJ16GS502 ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari ternyata terbukti bahwa tugas akhir ini sebagian atau seluruhnya merupakan hasil plagiasi, maka saya rela untuk dibatalkan, dengan segala akibat hukumannya sesuai peraturan yang berlaku pada Universitas Katolik Soegijapranata dan / atau perundang-undangan yang berlaku. Semarang,... November 2016 ( Matius Hendi Susilo ) NIM : iii

4 ABSTRAK Penggunaan motor listrik di dalam kehidupan sehari hari merupakan alat yang begitu penting perannya untuk membantu di dalam pekerjaan kita. Seiring perkembangan jaman motor listrik juga mengalami perkembangan yang begitu pesat dari segi teknologi dan kebutuhan penggunanya. Motor listrik sebagai tenaga penggerak sangat begitu dibutuhkan dalam rumah tangga, industri dan pertambangan, serta dalam transportasi. Motor hysteresis merupakan motor yang dihasilkan dari fenomena histerisis untuk menghasilkan torsi mekanis. Dari bentuk sederhana motor hysterisis, bagian rotor dari motor hysterisis adalah berbentuk sebuah tabung silinder yang halus dari bahan ferromagnet yang memiliki histeresis tinggi tanpa bilitan atau slot. Motor ini merupakan motor jenis satu fasa yang beroperasi bergantung pada efek histerisis. Tugas akhir ini motor hysteresis akan diaplikasikan menggunakan inverter dua fasa yang berbasis dspic33fj16gs502. Sedangkan untuk memperoleh data gelombang sinus dengan menggunakan cara Lookup Table. Pembuatan data Lookup Table melalui microsoft excel, kemudian data tersebut diinputkan ke dspic33fj16gs502 menggunakan software mikroc for dspic. iv

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan segala rahmat dan anugerahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta Laporan Tugas Akhir yang berjudul INVERTER DUA FASA SEBAGAI PENGENDALI MOTOR HYSTERESIS BERBASIS dspic33fj16gs502 yang menjadi tugas studi dari penulis adalah sebagai mahasiswa Program Sarjana Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Pembuatan Tugas Akhir ini dan penyusunan Laporan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Tuhan Yang Maha Esa karena senantiasa memberi rahmat,kelancaran dan kemudahan kepada penulis. 2. Orang tua yang selalu memberi semangat dan dukungan dalam bentuk doa,moril dan materiil kepada penulis. 3. Bapak Dr.Ir.Ign. Slamet Riyadi, MT. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir, yang telah membimbing saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini dan juga memberikan teori, saran, kritik, dan semangat kepada penulis. 4. Bapak Dr. Florentinus Budi Setiawan, MT. selaku Ketua Progdi Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranata Semarang, yang telah memberi fasilitas Laboratorium beserta kelengkapan alat-alatnya. 5. Seluruh dosen dan karyawan Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranata Semarang, yang telah banyak membantu memberikan fasilitas-fasilitas sehingga pengerjaan Tugas Akhir ini berjalan lancar. v

6 6. Teman-teman satu angkatan 2012 (Agustinus, Dian komting, Ricky, Stefanus Rizal, Galih, Moses, Fajar Mbahe, Cahyo, Adit C dan Adit W) yang selalu memberi dukungan dan semangat. 7. Teman-teman angkatan atas terkhusus saudara Enggar dan Nikolas yang telah membantu dalam proses pembuatan alat dan program. 8. Dan juga adinda saya Christina Febri S. yang sudah memberikan semngat yang tidak pernah habis. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih memiliki banyak kekurangan, maka penulis sangat mengharapkan saran,masukan maupun kritik dari berbagai pihak untuk perbaikan di masa yang akan datang. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan permohonan maaf yang sebesar-besarnya apabila terdapat hal-hal yang kurang berkenan dalam penulisan laporan ini. Akhirnya besar harapan penulis bahwa laporan ini dapat memberikan sumbangan yang berarti bagi kemajuan ilmu dan teknologi di Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Semarang, November 2016 Penulis vi

7 DAFTAR ISI Halaman Judul Pengesahan Abstrak Kata Pengantar Daftar Isi i ii iii iv v BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan masalah Batasan masalah Tujuan dan manfaat Metodologi penelitian Sistematika penulisan 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pendahuluan Inverter Inverter satu fasa Pulse Width Modulation (PWM) Mikrokontroler dspic33fj16gs Driver Mosfet 22 vii

8 BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Pendahuluan Perancangan catu daya Perancangan driver Perancangan Mikrokontroler Motor Hystereris 34 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian alat melalui simulasi Hasil pengujian alat Pembahasan 43 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 45 viii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Inverter satu fasa half bridge 8 Gambar 2.2 Cara kerja inverter satu fasa half bridge siklus positif 9 Gambar 2.3 Cara kerja inverter satu fasa half bridge siklus negatif 10 Gambar 2.4 Inverter satu fasa full bridge 11 Gambar 2.5 Cara kerja inverter bipolar kondisi setengah siklus positif 12 Gambar 2.6 Cara kerja inverter bipolar kondisi setengah siklus negatif 13 Gambar 2.7 Cara kerja inverter unipolar pada saat kondisi setengah siklus positif 13 Gambar 2.8 Cara kerja inverter unipolar saat kondisi nol 14 Gambar 2.9 Cara kerja inverter unipolar pada saat kondisi setengah siklus negative 15 Gambar 2.10 Cara kerja inverter unipolar saat kondisi nol 15 Gambar 2.11 Teknik modulasi sinyal referensi dan carrier pada PWM 16 Gamabar 2.12 Konfigurasi pin dspic33fj16gs Gambar 2.13 Konfigurasi pin pada TLP Gambar 2.14 Konfigurasi pin IR Gambar 3.1 Skema perancangan alat 24 Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya 26 Gambar 3.3 Skema inverter dua fasa pengoprasian motor hysteresis 27 Gambar 3.4 Desain target block driver 28 Gambar 3.5 TLP Gambar 3.6 IC IR Gambar 3.7 dspic33fj16gs Gambar 3.8 Hasil gelombang sinosidal Lookup Table 33 Gambar 3.9 Rotor dan stator dari motor hysteresis 33 ix

10 Gambar 4.1 Rangkaian inverter dua fasa pada simulasi 35 Gambar 4.2 Data yang diinput ke C Block 36 Gambar 4.3 Hasil referensi gelombang sinusoidal 37 Gambar 4.4 Hasil sinyal carrier dengan sinyal referensi 38 Gambar 4.5 Hasil pergeseran setiap saklar 38 Gambar 4.6 Hasil sinyal SPWM 39 Gambar 4.7 Foto alat keseluruhan 39 Gambar 4.8 Data pada microc for dspic 40 Gambar 4.9 Hasil sinyal arus 25 data 40 Gambar 4.10 Hasil sinyal arus 50 data 41 Gambar 4.11 Hasil sinyal arus 100 data 41 Gambar 4.12 Hasil kontrol saklar pada 25 data 42 Gambar 4.13 Hasil kontrol saklar pada 50 data 42 Gambar 4.14 Hasil kontrol saklar pada 100 data 43 x

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Fitur dan spesifikasi YLP Tabel 2.2 Spesifikasi IR Tabel 3.1 Fitur dan spesifikasi TLP Tabel 3.2 Fitur dan spesifiikasi IR Tabel 3.3 Lookup tabel 100 data 32 Tabel 4.1 Parameter pada power simulasi 37 xi