PERANCANGAN DATA LOGGER PADA BELT CONVEYOR MENGGUNAKAN MOTOR DC

Transkripsi

1 PERANCANGAN DATA LOGGER PADA BELT CONVEYOR MENGGUNAKAN MOTOR DC Muhammad Jasmanda 1 *,Ir. Arnita, M.T. 1, MirzaZoni, S.T, M.T. 1 1 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta Mandara2302@Gmail.com Abstrak Di dunia Industri, pengukuran data besaran listrik pada saat pembebanan belt conveyor sangat penting. Data yang diukur biasanya arus, tegangan AC, tegangan DC, kecepatan motor, berat beban dan daya. Dari data-data hasil pengukuran ini, operator yang mengumpulkan informasi besaran listrik dapat menganalisis keadaan, keandalan, kerusakan dan kerugian pada belt conveyor. Selain itu banyaknya data pemakaian listrik dan berat bahan baku yang diangkut oleh belt conveyor dapat menyulitkan operator dalam pengumpulan informasi data besaran listrik. Agar hasil data pengukuran kerja motor belt conveyor dapat ditampilkan dan disimpan dalam bentuk data base pada PC(Personal Computer), maka untuk itu dirancang sebuah data logger pada prototipe belt conveyor dengan menggunakan motor DC. Adapun data logger tersebut dirancang menggunakan delphi 7.0. Hasil penelitian persentase kesalahan pengukuran digital terhadap alat ukur analog pada saat berbeban, persentase error pengujian arus ialah 2,025 %, persentase error pengujian tegangan AC ialah 2,22 %, persentase error pengujian tegangan DC ialah 1,57 %, persentase error pengujian sensor kecepatan ialah 0,01 % dan persentase error pengujian sensor berat ialah 0,2 %. Key words : Belt Conveyor, ACS712-05B, Data Logger, ATMega328P Latar Belakang Dalam suatu sistem kelistrikan, pengukuran merupakan kegiatan yang penting. Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui besaran-besaran listrik seperti tegangan, arus, hambatan, faktor daya, daya, dan sebagainya. Dari data-data hasil pengukuran ini,operator yang mengukur dapat menganalisis keadaan, keandalan, kerusakan dan kerugian dalam sistem kelistrikan. Seperti halnya dalam dunia industri, pengukuran diperlukan dalam pemantauan salah satu proses kerja belt conveyor misalnya pada saat pemindahan bahan baku seperti batu bara dalam PLTU(Pembangkit Listrik Tenaga Uap), pabrik timah, besi dll dimana proses pemindahan barang tersebut dilakukan secara kontinu dengan beban yang bersekala besar sehingga dapat mempercepat kerusakan pada belt conveyor tersebut. Untuk itu perlu pembatasan dan indikator kinerja belt conveyor itu sendiri guna untuk mencegah terjadinya kerusakan. Pembatasan kinerja belt conveyor tersebut bisa digunakan dengan mengetahui informasi tentang berat bahan baku itu sendiri dan bagaimana dampak berat yang diterima belt conveyor

2 tersebut dengan besaran-besaran listrik yang ada pada belt conveyor itu sendiri. Penggerak belt conveyor itu sendiri ialah motor DC(Motor Arus Searah). Motor DC merupakan mesin listrik yang merubah energi listrik menjadi energi mekanik, Gerak atau putaran yang dihasilkan oleh motor arus DC diperoleh dari interaksi dua buah medan yang dihasilkan oleh bagian jangkar (armature) dan bagian medan (field) dari motor DC. Dalam aplikasi ini motor DC digunakan untuk menggerakkan belt conveyor sehingga seiring bergeraknya belt conveyor maka bahan baku tersebut juga dapat bergerak dari tempat yang satu dengan tempat yang lainnya. Selain itu banyaknya data pemakaian listrik dan berat bahan baku yang diangkut oleh belt conveyor dapat menyulitkan operator dalam pengumpulan informasi data akibatnya tingkat ketelitian operator dalam mengolah data berkurang seiring keletihan yang diderita operator sehingga dapat menyebabkan terjadi kerugian finansial pada pabrik atau industri itu sendiri. Dalam hal diatas, dirancang alat yang dapat mengukur kinerja motor DC pada saat menggerakkan bahan baku serta menampilkan data-data hasil pengukuran ke PC(Personal Computer) agar mempermudah operator untuk melakukan pengumpulan data-data besaran listrik serta total bahan baku yang digunakan setiap waktunya secara akurat dan menyimpannya ke dalam database. Metodologi Penelitian Dalam penyusunan dan penulisan skripsi ini dilakukan dengan tahap studi literatur, perancangan hardware, perancangan software, realisasi dan pengujian dan pengambilan kesimpulan dan penulisan laporan. Pada tahap pertama studi literatur, penulis mempelajari prinsip kerja, sensor kecepatan, sensor tegangan AC, sensor tegangan DC, Sensor Arus,Op-Amp LM358, LCD 20x4, mikrokontroler ATMega328P serta mempelajari bahasa pemograman dan juga teori-teori pendukung perancangan. Pada tahap kedua perancangan hardware ini penulis melakukan perencanaan dimulai dari menetukankomponen yang akan dipakai seperti ATMega328P, Sensor Arus ACS712-5A, Resistor, Capasitor, Transfomator CT, OP-Amp LM358, LCD 20x4, ATtiny2313, IC Regulator 7805, Transistor serta mendesain dan mebuat kontruksi dari bahan akrelik dan spigot serta rangkaian pendukung lainnya. Pada tahap ketiga perancangan software ini meliputi pemilihan, mempelajari serta membuat software yang

3 sesuai dengan yang diinginkan. Adapun untuk pengendalian, penulis menetukan dan mempelajari Bascom AVR sebagai software pengendali sedangkan untuk informasi penulis menentukan dan mempelajari Delphi 7 sebagai software penginformasian. Pada tahap keempat tahap realisasi dan pengujian dilakukan dengan merealisasikan rancangan hardware dan software serta menggabungkan antara rancangan hardware dan software yang kemudian diuji untuk mendapatkan hasil sesuai dengan yang diinginkan. Pada tahap terakhir ini merupakan pembuatan laporan penelitianberdasarkan pada hasil pengujian sistem yang telah dilakukan pada alat yang dibuat. Pengujian Konektifitas Delphi Terhadap Output Sensor Penelitian ialah dengan mengkonversikan besaran fisis yang diterima oleh sensor-sensor kemudian besaran fisis tersebut dikonversikan menjadi sinyal analog. Keluaran sensor berupa sinyal analog tersebut kemudian dikonversikan lagi dalam bentuk sinyal digital oleh ADC(Analog Digital Converter) internal yang ada pada mikrokontroler ATMega328P. Setelah diproses dalam mikrokontroler kemudian mikrokontroler ATMega328P mengirim data-data yang telah diolah tersebut dikirim ke UART (Universal Asinkron Receiver Transmitter), UART berfungsi sebagai media komunikasi antara mikrokontroller dengan PC yang mana dalam pengiriman datanya sangat dipengaruhi oleh faktor baud rate (Kecepatan pengiriman data) pada ATMega328P maupun pada PC dengan baud rate pada mikrokontroler ialah 9600 dan baud rate pada PC ialah Setelah itu data-data tersebut disimpan ke dalam database melalui software delphi 7 Hal ini bertujuan untuk mempermudah pengamatan informasi pada kinerja motor DC yang ada pada belt conveyor. Gambar 1.1 berikut memperlihatkan hasil pengukuran yang ditampilkan pada delphi 7. Gambar 1.1 Tampilan Delphi pada saat menerima data-data hasil pengukuran Pengujian Kinerja Sistem Setelah melakukan beberapa pengujian harware dan software secara

4 terpisah maka setelah itu dilakukan pengujian kinerja sistem keseluruhan. Pengujian Sistem Tanpa Beban Pada pengujian kinerja sistem pada alat ini ialah dengan tidak memberikan beban kepada alat hal ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kestabilitas kinerja sistem. Gambar 1.2 berikut ini merupakan gambar pengujian kinerja sistem secara keseluruhan tanpa diberi beban. No VAC A VDC RPM Watt , , , , , ,106 Pengujian sistem dengan beban Pada pengujian kinerja sistem pada alat ini ialah dengan dengan memberikan beban kepada alat hal ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh beban terhadap kinerja sistem pada alat. Gambar 1.3 berikut ini merupakan gambar pengujian kinerja sistem secara keseluruhan dengan diberi beban. Gambar 1.2 Pengujian kinerja sistem secara keseluruhan tanpa diberi beban Dalam pengujiannya dilakukan dengan cara berulang-ulang sebanyak 5 kali pengujian. Tabel 1.1 berikut ini terlihat hasil pengujian kinerja sistem saat tidak diberi beban. Tabel 1.1 Hasil pengujian kinerja sistem saat tidak diberi beban No VAC A VDC RPM Watt , , , ,845 Gambar 1.3 Pengujian kinerja sistem secara keseluruhan dengan diberi beban Dalam pengujiannya dilakukan dengan cara berulang-ulang sebanyak 5 kali pengujian dengan beban yang bervariasi. Tabel 1.2 berikut ini terlihat hasil pengujian kinerja sistem saat diberi beban. Tabel 1.2 Hasil pengujian kinerja sistem saat diberi beban.

5 kg VAC A VDC RPM Watt ,02 12, , ,15 12, , ,3 11, , ,47 11, , ,64 11, ,17 Kesimpulan Dari hasil perancangan data logger pada prototipe belt conveyor menggunakan motor DC ini maka dapat diambil beberapa kesimpulan diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Pengukuran secara digital pada saat pengujian berbeban, pada beban 1 kg terjadi perubahan pada arus yang terbaca oleh sensor arus naik yang semulanya 0,9 A menjadi 1,02 A begitu juga dengan kecepatan motor DC juga yang semulanya 95 RPM menjadi 78 RPM. Pada beban 2 kg arus yang terbaca oleh sensor arus ialah 1,15 A, tegangan DC 12,05 VDC, Kecepatan Motor DC 59 RPM dan dayanya menjadi 13,86 Watt. Pada pengujian beban 3 kg, arus yang terbaca ialah 1,30 A sedangkan tegangan DC dan kecepatan motor DC semakin menurun yaitu 11,52 VDC dan 46 RPM serta dayanya ialah 14,98 Watt Pengujian dengan 4 kg, arus yang terbaca semakin besar yaitu 1,47 A dan berbanding terbalik dengan Tegangan DC dan kecepatan motor DC yaitu 11,38 VDC dan kecepatan motor DC 36 RPM. Sedangkan dayanya ialah 16,73 Watt. Pada pengujian beban 5 kg, arus yang terbaca oleh sensor arus ialah 1,65 A, sedangkan tegangan DC 11,08 VDC dan kecepatan motor DC 30 RPM sehingga daya yang terpakai pada saat pengujian beban 5 kg ialah 18,17 Watt. 2. Pengukuran secara analog pada saat pengujian berbeban, pada beban 1 kg terjadi perubahan pada arus yang terbaca oleh alat ukur analog naik yang semulanya 0,91 A menjadi 1,05 A begitu juga dengan kecepatan motor DC juga yang semulanya 76 RPM menjadi 78 RPM. Pada beban 2 kg arus yang terbaca oleh alat ukur analog ialah 1,16 A, tegangan DC 12,05 VDC, Kecepatan Motor DC 58 RPM dan dayanya menjadi 13,86 Watt. Pada pengujian beban 3 kg, arus yang terbaca ialah 1,32 A sedangkan tegangan DC dan kecepatan motor DC semakin menurun yaitu 11,52 VDC dan 44 RPM serta dayanya ialah 15,18 Watt. Pengujian dengan 4 kg, arus yang terbaca semakin besar yaitu 1,48 A dan berbanding terbalik dengan Tegangan DC dan kecepatan motor DC yaitu 11,38 VDC dan kecepatan motor DC 37 RPM. Sedangkan dayanya ialah 16,86 Watt. Pada pengujian beban 5 kg, arus yang terbaca oleh sensor arus ialah 1,64 A, sedangkan tegangan DC 11,08 VDC dan kecepatan motor DC 31 RPM

6 sehingga daya yang terpakai pada saat pengujian beban 5 kg ialah 18,22 Watt. Daftar Pustaka 1. Edi Putra Harahap, Perancangan Alat Ukur Sumber AC/DC Secara Otomatis. Universitas Bung Hatta. Padang Irawan Dwi Utomo, rancang bangun sistem akuisisi data dan perekam data besaran listrik.. Universitas Diponegoro. Semarang Dadang Iskandar, Sistem Informasi Gardu Induk dan Gardu Distribusi PLN. Universitas Gajah Mada, Yogyakarta Malvino Barmawi, Prinsip-Prinsip Elektronika, Edisi ketiga Jilid 1. Jakarta : Penerbit Erlangga. 5. Andi, Panduan Praktis Pemograman Borland Delphi 7.0, Edisi 1. Yogyakarta: Penerbit Andi dan Wahana Komputer, Katsuhiko Ogata, Edi Leksono, Teknik Kontrol Automatik (Sistem Pengaturan) Jilid 1. Jakarta : Penerbit Erlangga mikrokont roller ATmega328P 8. IC regulator LM7805, LM LCD 20x Op- Amp ACS712