PERANCANGAN DAN PENGGUNAAN SENSOR SUHU IC LM35 SEBAGAI PENGAMAN TAMBAHAN PADA MOTOR LISTRIK Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana ( S-1 ) pada Departemen Teknik Elektro Oleh: JOHANNES PANDIANGAN NIM: 070422006 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
PERANCANGAN DAN PENGGUNAAN SENSOR SUHU IC LM35 SEBAGAI PENGAMAN TAMBAHAN PADA MOTOR LISTRIK Oleh JOHANNES PANDIANGAN 070422006 Disetujui Oleh Pembimbing Tugas Akhir Ir. Eddy Warman NIP. 19541220 198003 1 003 Diketahui Oleh Pelaksana Harian Ketua Departemen Teknik Elektro Prof. Dr. Ir. Usman S. Baafai NIP. 19461022 197302 1 001 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2010
KATA PENGANTAR Puji syukur serta hormat kepada Tuhan Yang Maha Esa sumber segala pengetahuan yang telah memberikan hikmat, kekuatan, kebijaksanaan, serta bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir (TA) ini dengan baik dan tepat waktu. Adapun Tugas Akhir ini di susun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program S-1 di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis telah banyak mendapatkan bantuan baik moril maupun material dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua Orangtua tercinta atas segala kasih sayang, pengorbanan, dukungan doa dan materi yang telah diberikan. 2. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman S. Bafaai selaku Pelaksana Harian Ketua Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. 3. Bapak Ir. Eddy Warman selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis. 4. Bapak Ir. Masykur. Sj selaku Dosen Wali penulis. 5. Abang, kakak, dan adik yang telah memberikan dorongan dan masukan selama melaksanakan Tugas Akhir. 6. Seluruh Bapak/Ibu Dosen yang telah mengajar dan mendidik penulis selama ini. 7. Seluruh Staf dan Karyawan Departemen Teknik Elektro USU. 8. Teman-teman dari D3 Instrumentasi yang telah memberi dorongan kepada penulis, khususnya buat Andika Siregar yang telah banyak membantu penulis dalam mengerjakan Proyek Tugas Akhir. 9. Teman-teman seperjuangan: Bang Boy, David T.M Silitonga, Samaria Silaen, Bang Donny, Bang Elman, Bang Chandra, Ardi Irawan dan seluruh temanteman kuliah yang memberikan masukan dan semangat kepada penulis. 10. Teman-teman satu kos: Maria, Arwin, Dessy, Ega, Irva, Tari, Andi, Intan, Rewin, Julveri, Bang Dodi, Juni, Ester, dan semua penghuni kos di Sarman 23 yang selalu memberikan motivasi dan bantuan kepada penulis dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
Penulis tetap menyadari bahwa Tugas Akhir ini belum begitu sempurna baik dari segi materi, pengolahan maupun penyajian. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun selalu penulis harapkan. Kiranya Tuhan selalu memberikan karunianya kepada kita semua. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan bagi yang memerlukannya. Medan, November 2010 Hormat Saya, Johannes Pandiangan NIM.070422006
DAFTAR ISI Halaman Judul Lembar Pengesahan Kata Pengantar... Daftar Isi... Daftar Tabel... Daftar Gambar... Abstrak... i iii vi vii viii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan Penelitian... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Manfaat Penelitian... 2 1.5 Sistematika Penulisan... 3 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Motor Listrik... 4 2.1.1 Klasifikasi Motor Induksi... 5 2.1.2 Prinsip Kerja Motor Induksi... 6 2.1.3 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi... 7 2.1.4 Kerugian Pada Motor Listrik... 9 2.1.5 Isolasi Motor Listrik... 11 2.2 Sensor Suhu IC LM35... 11 2.3 Mikrokontroler ATMega8535... 13 2.3.1 Arsitektur ATMega8535... 14 2.3.2 Fitur ATMega8535... 15 2.3.3 Konfigurasi Pin ATMega8535... 16 2.4 Modul LCD (Liquid Crystal Display)... 17 2.4.1 Konfigurasi Pin LCD... 18
2.5 Perangkat Lunak... 19 2.5.1 Karakter Dalam BASCOM... 19 2.5.2 Tipe Data... 20 2.5.3 Variabel... 20 2.5.4 Alias... 21 2.5.5 Konstanta... 22 2.5.6 Array... 22 2.5.7 Operasi-Operasi Dalam BASCOM... 23 2.6 Rele Pengendali Elektromekanis... 24 BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM 3.1 Perancangan Perangkat Keras... 26 3.1.1 Diagram Blok Rangkaian... 26 3.1.2 Rangkaian Power Supply... 27 3.1.3 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535. 28 3.1.4 Perancangan Sensor Suhu LM35... 30 3.1.5 Rangkaian LCD... 30 3.1.6 Rangkaian Driver Rele... 32 3.1.7 Rangkaian Pengendali Buzzer... 33 3.1.8 Rangkaian Tombol... 33 3.2 Perancangan Perangkat Lunak... 34 3.2.1 Diagram Alir Program... 34 BAB 4 PENGUJIAN DAN HASIL DATA PENGUKURAN 4.1 Pengujian Sistem... 40 4.1.1 Pengujian Sistem Mikrokontroler ATMega8535... 40 4.1.2 Pengujian Power supply... 41 4.1.3 Pengujian Rangkaian LCD... 41 4.1.4 Pengujian Sensor LM35... 42 4.1.5 Pengujian Rangkaian Keseluruhan... 43 4.2 Hasil Dan Data Pengukuran... 43
4.2.1 Spesifikasi Dari Motor Yang Dijadikan Penelitian... 43 4.2.2 Data Dan Hasil Pengukuran Arus Beban Motor... 43 4.2.3 Hasil Pengukuran Arus Pengasutan... 44 4.2.4 Data Dan Hasil Pengukuran Suhu Kumparan Motor Dengan Beban Nominal... 44 4.2.5 Data Dan Hasil Pengukuran Suhu Kumparan Motor Dengan Beban Maksimum... 45 4.2.6 Pembahasan... 46 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 48 5.2 Saran... 48 Daftar Pustaka... Lampiran ix
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Klasifikasi Isolasi Motor... 11 Tabel 2.2 Karakter Spesial... 19 Tabel 2.3 Tipe Data BASCOM... 20 Tabel 2.4 Operator Relasi... 24 Tabel 4.1 Perbandingan Suhu Dengan Tegangan Output LM35... 42 Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Suhu Kumparan Motor Pada Beban Nominal... 45 Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Suhu Kumparan Motor Pada Beban Maksimum... 45
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Motor Induksi... 4 Gambar 2.2 Rangkaian Motor Induksi... 7 Gambar 2.3 Rangkaian Motor Induksi... 8 Gambar 2.4 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi... 8 Gambar 2.5 IC (Integrated Circuit)... 12 Gambar 2.6 IC LM35... 12 Gambar 2.7 Blok Diagram Fungsional ATMega8535... 14 Gambar 2.8 Pin ATMega8535... 16 Gambar 2.9 Modul LCD karakter 2x16... 18 Gambar 2.10 Relai Elektromekanis (Electromechanical Relay = EMR)... 25 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian... 26 Gambar 3.2 Rangkaian Skematik Power Supply... 27 Gambar 3.3 Rangkaian Skematik ATMega8535... 29 Gambar 3.4 Koneksi LM35... 30 Gambar 3.5 Rangkaian Skematik LCD... 31 Gambar 3.6 Rangkaian Rele... 32 Gambar 3.7 Rangkaian Buzzer... 33 Gambar 3.8 Rangkaian Tombol... 33 Gambar 3.9 Diagram Alir dari Program... 34 Gambar 4.1 Rangkaian Power supply... 41 Gambar 4.2 Tampilan Hasil Dari LCD (Liquid Crystal Display)... 42
ABSTRAK Kajian ini bertujuan untuk merancang dan membuat pengaman tambahan pada motor listrik dengan menggunakan sensor suhu LM35. Penambahan pengaman ini dilakukan untuk meminimalisasi terjadinya kerusakan/terbakarnya kumparan motor akibat adanya peningkatan suhu yang disebabkan oleh gangguan eksternal maupun internal motor listrik. Sistem ini menggunakan beberapa rangkaian elektronik dengan mikrokontroler ATmega8535 sebagai otak pemrosesan dengan memakai bahasa pemrograman bascomavr. Alat ini nantinya diharapkan dapat bekerja dengan baik dan dapat dijadikan perlengkapan pengamanan pada setiap motor listrik.