BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan industri skala kecil hingga skala besar di berbagai negara di belahan dunia saat ini tidak terlepas dari pemanfaatan mesin-mesin industri sebagai alat utama penunjang proses produksi disebabkan karena kebutuhan manusia terhadap barang hasil produksi harus dapat diimbangi dengan proses produksi yang mencukupi. Namun, tidak hanya terbatas pada industri, realitas penggunaan mesin-mesin dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari baik di dalam maupun di luar rumah, gedung, dan tempat-tempat umum. Motor DC merupakan suatu mesin yang mengubah tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik. Pengendalian motor DC sebagai mesin penggerak saat ini masih cukup dominan dilakukan di dunia pendidikan karena penggunaan motor DC masih cukup mudah dalam proses aplikasi kendali dibandingkan dengan motor AC (Alternating Current). Motor DC adalah salah satu motor yang sering digunakan dalam dunia industri, contoh aplikasinya digunakan pada mesin penghalus, mesin bubut, dan mesin-mesin perkakas baja. Pengaturan kecepatan merupakan hal yang mutlak diperlukan dalam penggunaan motor dc. Dalam bidang industri, pengaturan kecepatan motor dc sangat diperlukan, misalnya untuk menghaluskan jenis bahan makanan tertentu diperlukan tingkat pengaturan kecepatan motor dc. Begitu pula pada pengaturan kecepatan pompa disesuaikan dengan jumlah debit yang diinginkan. Dari hal diatas, pengendalian kecepatan motor dc sangat penting dilakukan karena bertujuan untuk mempertahankan kecepatan motor pada harga yang dikehendaki. Pengendalian dapat dilakukan secara manual yaitu dengan memutar driver motor yang dilakukan oleh seorang operator atau secara otomatis yaitu 1
2 kecepatan putar motor hanya di-set satu kali, kemudian pengendali akan mempertahankan harga yang telah ditetapkan. Pengendalian kecepatan motor dc dapat dilakukan secara loop terbuka atau loop tertutup. Pada proyek akhir ini akan dirancang pengendali kecepatan motor dc loop terbuka dengan menggunakan teknik pengaturan lebar pulsa (PWM) dan putaran dari motor dc tersebut dapat terbaca oleh encoder. Selain itu agar output yang dihasilkan kualitasnya baik (kestabilan, kecepatan, redaman, dan ketelitian yang baik) diperlukan suatu kontroler. PID merupakan kontroler yang akan digunakan dalam pengendalian putaran motor DC. Dengan kontroler ini diharapkan kecepatan motor DC dapat dipertahankan dan menghasilkan respon yang sesuai dengan setting point yang diberikan. Sehingga pada akhirnya motor dc ini dapat dikendalikan dengan kontrol loop terbuka yaitu pengendalian motor menggunakan teknik pengaturan lebar pulsa (PWM) atau pengendalian dengan loop tertutup dengan cara menambahkan kontroler PID. 1.2 Tujuan Tujuan dari pembuatan proyek akhir ini adalah untuk : 1. Merancang dan membuat penggerak motor DC magnet permanen menggunakan pengaturan PWM. 2. Merancang encoder 3. Merancang dan membuat power supply ± 15 V DC dan 20 V DC. 4. Menguji modul penggerak motor DC dan power supply dalam sistem kendali loop tertutup menggunakan kontroler PID sehingga bisa mencapai nilai output yang cepat, stabil, teliti, dan teredam. 1.3 Perumusan Masalah Perumusan masalah dari pembuatan proyek akhir ini adalah : 1. Bagaimana perancangan dan pembuatan modul sebagai realisasi proses penggerak motor DC dengan menggunakan pengaturan lebar pulsa (PWM).
3 2. Bagaimana perancangan perangkat keras encoder (sensor kecepatan putaran) 3. Bagaimana perancangan dan pembuatan power supply ± 15 V DC dan 20 V DC. 4. Menentukan parameter operasi sistem kendali sehingga bisa mencapai nilai output yang cepat, stabil, teliti, dan teredam. 1.4 Batasan Masalah Agar pada penulisan proyek akhir ini tidak menyimpang dari pembahasan, maka penulis membatasi masalah: 1. Rancang bangun penggerak motor DC magnet permanen dengan pengaturan lebar pulsa (PWM), 2. Rancang bangun power supply ± 15 V dc, dan sensor kecepatan putaran (encoder). 1.5 Kontribusi Modul pengendali motor DC magnet permanen yang dirancang dapat dipergunakan untuk bahan praktikum di Lab Pengendalian Daya Mesin Listrik (PDML) Politeknik Negeri Bandung. 1.6 Metodologi Penelitian 1. Studi Literatur Tahap ini dikerjakan untuk menemukan dasar-dasar teori yang diperlukan dalam pengerjaan maupun penulisan laporan proyek akhir. 2. Bimbingan Bimbingan dilakukan penulis untuk konsultasi langsung dengan dosen pembimbing mengenai permasalahan yang berhubungan dengan kegiatan proyek akhir. Selain itu, agar pelaksanaan perancangan dan penulisan penelitian ini tidak menyimpang dari tujuan yang diharapkan.
4 3. Perancangan dan Realisasi Untuk mencapai tujuan yang diharapkan, maka penulis melakukan perancangan dan realisasi dengan menghubungkan perangkat lunak (software) dengan modul sehingga dapat diketahui kerja alat sudah sesuai atau belum. 4. Analisa dan Evaluasi Tahap ini diperlukan untuk mengetahui apakah semua yang telah dirancang oleh penulis sesuai atau tidak dengan parameter yang telah ditentukan. Selain itu, hal ini juga berguna untuk menentukan kesimpulan dari semua proses yang telah dikerjakan oleh penulis. 5. Penyusunan Laporan Proyek Akhir Tahap ini dapat dikatakan tahap utama karena merupakan tujuan utama dari kegiatan proyek akhir ini. 6. Perbaikan dan Penyempurnaan Bila terdapat kesalahan yang masih dapat diperbaiki, maka pada kesempatan ini penulis berusaha untuk memperbaiki dan menyempurnakan hasil. 1.7 Sistematika Penulisan Dalam penulisan proyek akhir ini, penulis mencoba menggambarkan masalah secara sistematis sehingga dapat dengan mudah dipahami oleh pembaca. Adapun sistematika penulisan proyek akhir yang disusun adalah sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan, perumusan masalah, pembatasan masalah, kontribusi, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Bab ini berisi tentang teori-teori yang akan dibahas pada laporan ini. Teori ini berfungsi untuk membantu dan sebagai acuan dalam penyelesaian masalah laporan ini. Teori dasar pada bab ini meliputi motor DC magnet permanen, teknik pengaturan lebar pulsa (PWM),kontroler PID, komponen elektronik, dan perangkat pendukung sistem lainnya. BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
5 Bab ini berisi perancangan yang menjadi dasar penulis untuk mempermudah dalam pembuatan modul, tentang proses perancangan dan realisasi sistem yang meliputi konstruksi kelistrikan, hardware. BAB VI PENGUKURAN DAN ANALISA Bab ini berisikan tentang mekanisme pengujian sistem, perhitungan, dan analisa yang berpengaruh terhadap kinerja sistem. BAB V PENUTUPAN Bab ini berisi kesimpulan yang diambil setelah melakukan pengujian dan analisa. Selain itu, pada bab ini pula berisi tentang saran yang dianggap perlu untuk kesempurnaan dan kelengkapan penulisan proyek akhir ini.