Nursyahrul Ritonga : Rancangan Sistem Proteksi Tegangan Pada Motor Listrik 3 Fasa Berbasis PC, 2008. USU Repository © 2009
BAB III PERANCANGAN SISTEM PROTEKSI TEGANGAN
3.1 Perancangan Blok Diagram Sistem
Dalam membuat suatu alat ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu bagaimana cara merancang alat yang akan dibuat sesuai dasar teori, sebelum
merancang suatu sistem atau rangkaian terlebih dahulu membuat blok diagramnya. Diagram blok merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk
menjelaskan cara kerja dari suatu sistem dan memudahkan untuk melokalisir kesalahan dari suatu sistem. Dengan diagram blok kita dapat menganalisa cara kerja
rangkaian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum. Diagram merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari suatu alat atau lebih komponen
yang memiliki kesatuan kerja tersendiri, dan setiap blok komponen mempengaruhi komponen lainnya.
Diagram blok memiliki arti yang khusus dengan memberikan keterangan didalamnya. Untuk setiap blok dihubungkan dengan suatu garis yang menunjukan
arah kerja dari setiap blok yang bersangkutan. Diagram blok dari sistem ini adalah :
Penyearah Fasa T
Komparator Op-Amp
PC Driver
Relay Kontaktor
Power Supply
R T
S
Motor Induksi
3 Fasa
Sistem Kontrol Rancangan Objek yang
Diproteksi Penyearah
Fasa R Penyearah
Fasa S Komparator
Op-Amp Komparator
Op-Amp
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Nursyahrul Ritonga : Rancangan Sistem Proteksi Tegangan Pada Motor Listrik 3 Fasa Berbasis PC, 2008. USU Repository © 2009
Dari blok diagram diatas dapat diketahui kerja dari keseluruhan sistem tiap – tiap blok mempunyai fungsi sebagai berikut:
1. Penyearah, berfungsi untuk menyearahkan tegangan arus bolak balik yang masuk
langsung dari jala-jala menjadi tegangan arus searah untuk diteruskan pada komparator.
2. Komparator, berfungsi untuk membandingkan besarnya tegangan keluaran dari penyearah sebelum tegangan tersebut diteruskan ke PC melalui port parallel.
3. PC personal computer, berfungsi sebagai media informasi yang memberikan intruksi kepada relay untuk membuka aliran lsitrik antara sumber tegangan
dengan peralatan motor induksi 3 fasa, bilamana terjadi ketidakseimbangan fasa. Disamping itu komputer juga menampilkan perubahan tegangan, waktu cut
off, tanggal, hari, dan real time serta menyimpan seluruh data tersebut. 4. Power Supply berfungsi sebagai pensupply sumber tegangan dc untuk
rangkaian komparator dan driver relay gambar 3.2. 5. Driver relay, berfungsi sebagai pengendali relay yang mana akan bekerja setelah
PC mengeluarkan informasi. 6. Kontaktor, alat yang digunakan sebagai penerus dari relay dimana kontaktor akan
bekerja jika ketiga fasanya tidak seimbang. 7. Jala-jala, berfungsi sebagai sumber tegangan.
8. Motor induksi 3 fasa, objek yang diproteksi dari rancangan sistem ini.
Nursyahrul Ritonga : Rancangan Sistem Proteksi Tegangan Pada Motor Listrik 3 Fasa Berbasis PC, 2008. USU Repository © 2009
3.2 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Keras hardware 3.2.1 Perancangan dan pembuatan modul rangkaian catu daya
Modul rangkaian catu daya ini berfungsi untuk memberikan supply tegangan keseluruh rangkaian yang ada. Rangkaian catu daya yang akan dibuat pada
perancangan ini terdiri dari pilihan tegangan keluaran yaitu tegangan +5Vdc,-5Vdc, dan +12Vdc
Tegangan keluaran +5Vdc, -5Vdc digunakan untuk mensupply tegangan kemodul rangkaian yang digunakan untuk mengaktifkan Op-Amp sebagai
komparator. Tegangan +12Vdc digunakan untuk memberikan supply pada rangkaian driver relay. Rangkaian lengkap dari catu daya ini ditunjukkan pada gambar 3.2
dibawah ini.
3300uF 50V
3300uF 50V
100uF 50V
1N5401
7805
7805
9Vac 12Vac
CT 12Vac
9Vac 1N5401
+5V
0V -5V
+12V
220 Vac
Sumber Tegangan DC untuk
Komparator
Sumber Tegangan DC untuk
Komparator Sumber Tegangan
DC untuk Diver Relay
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply
Nursyahrul Ritonga : Rancangan Sistem Proteksi Tegangan Pada Motor Listrik 3 Fasa Berbasis PC, 2008. USU Repository © 2009
Untuk menghasilkan tegangan +5Vdc,-5Vdc yang stabil digunakan IC 7805 seperti terlihat pada gambar diatas, dimana IC regulator ini akan menstabilkan tegangan
pada +5Vdc, -5Vdc. Untuk menghasilkan tegangan +12Vdc yang stabil digunakan IC 7812, dimana IC regulator ini akan menstabilkan tegangan pada +12Vdc.
Gambar 3.3 Kontruksi Power Supply
3.2.2 Perancangan dan Pembuatan Modul Rangkaian Sistem Proteksi
Tegangan 3 Fasa
Blok-blok diagram sistem dapat diterjemahkan menjadi bentuk rangkaian ataupun hanya terdiri dari beberapa komponen. Salah satu komponen utama pada
rangkaian ini adalah Op-Amp yang merupakan komparator atau pembanding dari tegangan yang masuk dari jala-jala yang telah disearahkan oleh penyearah, dimana
hasil banding dari ketiga tegangan tersebut diteruskan ke PC malalui Port paralel. Adapun komponen pendukung lainnya adalah reisitor, trimpot, transistor, dioda
4N001, kapasitor, relay dan lainnya.
Nursyahrul Ritonga : Rancangan Sistem Proteksi Tegangan Pada Motor Listrik 3 Fasa Berbasis PC, 2008. USU Repository © 2009
Modul rangkaian proteksi tegangan tiga fasa ini berfungsi sesuai namanya yaitu memproteksi. Adapun yang diproteksi oleh rancangan ini adalah fasa-fasa yang
tidak seimbang dari jala-jala. Jika salah satu fasa tidak seimbang maka sistem ini akan di proteksi oleh komputer dan mengintruksikan pada relay untuk membuka
hubungan dengan motor induksi 3 fasa, sehingga motor tidak mengalami kerusakan. Rangkaian pada sistem ini dapat dilihat pada gambar 3.4 dibawah ini.
K O
M P
U T
E R
FASA T
330
R S T N
NC +12V
IN4001
LOAD 1uF
0V 500mA
3V 380V,
220 V
2 3
100K 100K
VCC VCC
VCC 5V
5V 5V
V
Ref
2 6
6 3
4
4 7
7 3
IC7432 OR GATE
270
NPN 2N3904
FASA S
NPN 2N3904
TIP 31C VCC
NPN 2N3904
NPN 2N3904
NPN 2N3904
NPN 2N3904
2K
2K 20K
220
220 330
330
100 1K
VCC 5V
330
NPN 2N3904
330 1K
20K
Gambar 3.4. Rangkaian Proteksi Tegangan Pada Motor Listrik 3 Fasa
Nursyahrul Ritonga : Rancangan Sistem Proteksi Tegangan Pada Motor Listrik 3 Fasa Berbasis PC, 2008. USU Repository © 2009
Gambar 3.5 Kontruksi Rancangan Sistem Proteksi
3.3 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Lunak software