RANCANG BANGUN SOFT STARTER UNTUK MOTOR INDUKSI 3 220/380 VOLT 1KW BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN SOFT STARTER UNTUK MOTOR INDUKSI 3 220/380 VOLT 1KW BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16 BUILD AND DESIGN SOFT STARTER FOR INDUCTION MOTOR 3 220/380 VOLT 1 KW BASED MICROCONTROLLER ATMEGA 16 Proyek Akhir Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Diploma Tiga Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Oleh : WISNU WIHARJAT POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 ABSTRAK Pada saat motor induksi 3 fasa rotor sangkar dihubungkan langsung dengan tegangan di jaringan tenaga listrik,motor akan menarikarus start yang besar. Arus start yang akan mengalir pada sistem saluran tenaga dapat mencapai 5 sampai dengan 7 kali dari arus nominal motor. Hal tersebut dapat menyebabkan turunnya tegangan sistem yang cukup besar dandapat berpengaruh padaperalatan lain yang terhubung pada saluran tersebut. Maka dari itu pada proyek akhir ini akan dilakukan suatu pembuatan alat yang dapat mengatur nilai arus start yang dihasilkan motor tersebut dengan metoda pengasutan soft starter. Soft Starter adalah suatu metoda pengasutan yang berbeda dari pengasutan sebelumnya, dimana komponen elektonika daya adalah komponen utama yang digunakannya. Komponen elektronika daya yang digunakan dalam rangkaian soft starter adalah TRIAC. Nilai tegangan yang akan masuk ke motor melalui TRIAC tergantung dari waktu diberikannya sudut pemicuan. Sudut pemicuan yang diberikan dapat diatur dengan menggunakan mikrokontroler ATmega 16. Metode pengasutan soft starting dapat digunakan untuk mengatur dan mengurangi arus start pada motor induksi,sehingga arus start dapat diatur mulai 30% hingga mencapai arus nominal motor dibandingkan dengan starting langsung yang mencapai 350% dari arus nominal motor untuk sebuah motor induksi tiga fasa 220/380 V berdaya 1 kw. Kata kunci : Motor Induksi, Zero Detector, Mikrokontroler ATmega 16, TRIAC

4 ABSTRACT At the 3-phase induction motor cage rotor is connected directly to the voltage in the electric power grid, the motor will start a big menarikarus. Currents start to flow in the channel system power can reach 5 to 7 times the nominal current of the motor. This can cause a voltage drop large enough system dandapat padaperalatan influence other connected to the channel. Thus at the end of this project will be done a creation tool that can set the start value of current produced by the method of Starting of motor soft starter. Soft Starter is a method different from the Starting Starting earlier, in which the component is a major component elektonika power it uses. Power electronics components used in a series of soft starter is TRIAC. Voltage value that will go into the motor through the TRIAC depends on the given time point triggers. Triggers a given angle can be adjusted by using a microcontroller ATmega 16. Starting of soft starting method can be used to regulate and reduce the start current induction motor, so that the start current can be set from 30% to reach nominal current the motor starting immediate compared with that reached 350% of the motor nominal current for a three-phase induction motor 220/380 V-power 1 kw. Key words : Induction Motor, Zero Detector, Mikrokontroler ATmega 16, TRIAC

5 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir yang berjudul RANCANG BANGUN SOFT STARTER UNTUK MOTOR INDUKSI 3 220/380 VOLT 1 KW BEBBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16, yang Insya Allah tepat pada waktunya. Sholawat serta salam semoga tercurah limpahkan kepada Nabi Muhammad SAW. Laporan proyek akhir ini merupakan salah satu syarat kelulusan pendidikan Diploma III, Program Studi Teknik Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bandung. Dalam penyusunannya, penulis menggunakan metode penelitian, konsultasi dan studi literatur yaitu dengan mempelajari referensi-referensi untuk memperkaya dan memperkuat argumen penulis di dalam karya tulis ini. Penulis menyadari sepenuhnya tanpa bantuan dari berbagai pihak, laporan proyek akhir ini tidak akan terselesaikan dengan baik. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu baik secara materil maupun moril, diantaranya kepada : 1. Bapak Hari Purnama, Ir., M.Eng sebagai ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung, 2. Bapak Hasan Surya, Drs., ST., MT. sebagai pembimbing utama yang telah meluangkan banyak waktu untuk memberikan nasehat, masukan dan bimbingannya kepada penulis, 3. Bapak Asikin S Y, ST sebagai pembimbing pendamping yang telah meluangkan waktu untuk memberikan saran, masukan, dan bimbingannya kepada penulis, 4. Ayah, Ibu, Kakak, Adik dan Keponakanku tercinta yang selalu memberikan do a, motivasi, semangat dan bantuan moril maupun materilnya,

6 5. Stap panitia proyek akhir yang selalu memperhatikan dan memberi informasi terbaru dalam proses penyusunan laporan akhir ini hingga dilangsungkannya siding proyek akhir, 6. Dosen-dosen di program studi Teknik Listrik yang telah memberikan ilmu-ilmu yang bermanfaat bagi penulis, 7. Teman-teman Teknik Listrik angkatan 2009, teman-teman seperjuangan di Himpunan Mahasiswa Listrik (HML) dan khususnya kepada teman - teman di kelas 3A (TMB) dengan dorongan semangat dan motivasinya membuat penulis masih sanggup bertahan di almamater tercinta Politeknik Negeri Bandung, 8. Yanti Nuristian, yang telah banyak memberikan dukungan secara moril, 9. Semua pihak yang telah banyak membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu-persatu, Penulis menyadari dalam penuyusunan Laporan Proyek Akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk perbaikan dan pengembangan Laporan Proyek Akhir ini dimasa yang akan datang. Akhir kata semoga Laporan Proyek Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya. Bandung, Juli 2012 Penulis

7 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... ii DAFTAR RIWAYAT HIDUP... iii KATA MUTIARA... iv ABSTRAK... v ABSTRACT... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Metodologi Urutan Penulisan... 4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Motor Listrik Prinsip dan Mekanisme Kerja Motor Listrik Motor Induksi Tiga Fasa Torsi Tegangan Induksi Pada Rotor Metode-Metode Pengasutan Motor Induksi Tiga Fasa Direct On Line (DOL) Star Delta ( Y/D ) Autotransformer Soft Starter Komponen-Komponen Elektronika Daya... 16

8 2.5.1 Dioda Dioda Zener Resistor Kapasitor Operational Amplifier Ic Regulator TRIAC BAB III PERANCANGAN 3.1 Pendahuluan Tujuan Perancangan Langkah Langkah Perancangan Spesifikasi Motor Induksi 3 Fasa Fungsi Alat Prinsip Kerja Alat Rangkaian Kontrol Rangkaian Daya Box Panel Langkah Kerja Mengoperasikan Alat Fan BAB IV Pengujian dan Analisis 4.1 Tujuan Pengujian Metoda Pengujian Pengujian dan Analisa Pengujian dan Analisa Rangkaian Kontrol Pengujian dan Analisa Rangkaian Pemisah Pengujian dan Analisa Rangkaian Daya BAB V Simpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Saran Daftar Pustaka... 50

9 Lampiran

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kode Warna pada Resistor 4 Gelang Tabel 2.2 Deskripsi Pin IC Tabel 2.3 Deskripsi Pin IC Tabel 4.1 Tabel hasil pengujian timer pada mikrokontroler ATmega Tabel 4.2 Tabel hasil pengujian pengasutan DOL Tabel 4.3 Tabel hasil pengujian pengasutan Y/D Tabel 4.3 Tabel hasil pengujian dengan rancang bangun alat... 48

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Motor listrik... 5 Gambar 2.2 Komponen Stator... 6 Gambar 2.3 Rotor Sangkar Tupai dan Bagian-bagiannya... 6 Gambar 2.4 Motor induksi tiga fasa... 7 Gambar 2.5 Rotor sangkar... 8 Gambar 2.6 Diagram Pengasutan DOL Gambar 2.7 Diagram Pengasutan Star Delta Gambar 2.8 Diagram Pengasutan Autotransformer Gambar 2.9 Proses pencacahan gelombang pada thyristor Gambar 2.10 Flow chart timer pada soft stater Gambar 2.11 Konstruksi Dioda Gambar 2.12 Karakteristik diode Gambar 2.13 Simbol diode Gambar 2.14 Kurva Karakteristik dan Simbol Dioda Zener Gambar 2.15 Dioda Zener Gambar 2.16 Simbol resistor tetap Gambar 2.17 (a) Kapasitor ; (b) Simbol Kapasitor Gambar 2.18 Penguat Operasi Dasar Gambar 2.19 Tata Letak Kaki IC Gambar 2.20 Penguat Tak Membalik (Non Inverting Amplifier) Gambar 2.21 Pin Diagram IC Gambar 2.22 Pin Diagram IC Gambar 2.23 TRIAC Equivalent Circuit Gambar 2.24 Simbol Skematik TRIAC Gambar 2.25 Konstruksi Simbol TRIAC Gambar 3.1 Name Plate Motor Gambar 3.2 Rangkaian Dasar Soft Starter Dengan TRIAC Gambar 3.3 Schematic rangkaian power suplay DC ±5V dan rangkaian

12 zero detector Gambar 3.4 Design rangkaian power suplay DC ±5V dan rangkaian zero detector Gambar 3.5 Rangkaian power suplay DC ±5V dan rangkaian zero detector Gambar 3.6 Rangkaian power suplay DC 12V Gambar 3.7 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega Gambar 3.8 Rangkaian Pemisah Gambar 3.9 Rangkaian Daya Sistem Gambar 3.10 Box Panel Gambar 3.11 Fan Gambar 4.1 Rangkaian pengujian power suplay DC ± 5 V Gambar 4.2 Rangkaian pengujian zero detector Gambar 4.3 Hasil Pengujian rangkaian power suplay DC ± 5 V Gambar 4.4 Hasil Pengujian sinyal output dari rangkaian zero detector Gambar 4.5 Hasil Pengujian sinyal output dari mikrokontroler ATmega 16 di porta.0 dan porta Gambar 4.6 Hasil pengujian gelombang output dari rangkaian pemisah Gambar 4.7 Hasil pengujian pemotongan gelombang tegangan Gambar 4.8 Hasil pengujian pemotongan gelombang tegangan Gambar 4.9 Hasil pengujian pemotongan gelombang tegangan Gambar 4.10 Hasil pengujian pemotongan gelombang tegangan Gambar 4.11 Hasil pengujian pemotongan gelombang tegangan Gambar 4.12 Hasil pengujian pemotongan gelombang tegangan Gambar 4.13 Lampu pijar dalam keadaan redup Gambar 4.14 Lampu pijar mulai terang Gambar 4.15 Lampu pijar nyala terang... 46

13 DAFTAR PUSTAKA Sumadjati,Prih,dkk. (2008). TEKNIK PEMANFAATAN TENAGA LISTRIK.Jakarta :Departemen Pendidikan Nasional. Frima,Awan A,dkk. Motor Induksi 3 Fasa. (13 Agustus2011). Kjellberg, Magnus dan Sören Kling. (2003). SOFTSTARTER HANDBOOK Sugiharto B,Agung. SOFT STARTING DAN DYNAMIC BRAKING PADA MOTOR INDUKSI TIGA FASA MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89S51. (13 Agustus 2011).. (2006). CD Training SIEMENS AG A&D CD BR3. softstarter. ( 16 Agustus 2011 ).

14 DAFTAR RIWAYAT HIDUP Nama : Wisnu Wiharjat NIM : Tempat, tanggal lahir : Tasikmalaya, 6 Oktober 1990 Alamat : Jalan Situ Gede II No.27 RT 02 RW 01, Cikurubuk Kota Tasikmalaya : Agama : Islam No. Telepon : wisnuwiharjat@yahoo.com SD lulus tahun : 2003 di SD Negeri Cilingga SMP lulus tahun : 2006 di SLTP Negeri 2 Tasikmalaya SMA lulus tahun : 2009 di SMA Negeri 2 Tasikmalaya Hobi : Main music dan berenang Pengalaman Organisasi : 1. Anggota Himpunan Mahasiswa Listrik (HML) POLBAN Majelis perwakilan mahasiswa listrik Anggota depot kreasi seni SMA Negeri 2 Tasikmalaya Motto hidup : Berawalah dari hal yang kecil untuk menjadi sesuatu yang besar dan berkembang