d. Sensor Arus Sensor arus yang dipakai pada tugas akhir ini direncanakan mengukur arus pada
satu fasa sebagai nilai arus normal starting motor tiga fasa saat hubungan bintang dan saat kondisi motor beroperasi sesuai nilai arus ditentukan dan memproteksi
nilai arus yang besar. Rangkaian sensor disearahkan agar tegangan outputnya berupa sumber DC, tegangan yang keluaran dari penyearah maksimal sebesar 5V
untuk keamanan rapsberry tegangan diturunkan dengan rangkain pembagi tegangan sebesar 3,3V. Kapasitor yang dipasang pada rangkain berguna sebagai filter untuk
mendapatkan sinyal yang baik. Sensor arus yang digunakan pada rangkaian ACS712 30A. Rangkai sensor arus keseluruhan dapat dilihat pada gambar 3.6.
Gambar 3.6. Sensor Arus
e. Sensor, Push Button dan Relay dengan Rapsberry Pi Setelah semua rangkaian selesai dibuat, langkah selanjutnya dalam perancangan
perangkat keras adalah menghubungkan semua sensor, Push Button dan relay ke rapsberry pi. Hubungan tersebut ditampilkan sebagai gambar seperti dibawah ini:
Gambar 3.7. Rangkaian Hubungan Sensor, Push Button dan Relay dengan Rapsberry Pi
f. Sambungan Bintang-Segitiga Motor induksi 3 fasa dengan beban yang besar membutuhkan arus yang besar
namun tidak terbebani tegangan penuh saat starting, jika dihubungkan secara langsung segitiga arus starting yang dibutuhkan oleh motor listrik sebesar 5 sd 7
arus nominal akan mempengaruhi suplay daya yang digunakan. Untuk mencegah terjadinya lonjakan arus yang besar terlebih dahulu diasut dengan hubungan bintang
setelah berjalan normal, arus akan menurun setelah itu dipindahkan ke hubungan segitiga sehingga mendapatkan nilai tegangan penuh bertujuan meningkatkan
kecepetan dan torsi motor untuk kebutuhan produksi. Sambungan bintang-segitiga
dirancang untuk starting motor induksi tiga fasa, saat kumparan kontaktor magnit satu mendapat sumber tegangan dari relay satu, sumber tegangan mengalir kemotor
dan relay dua menghidupkan kontaktor dua pada saat itu motor menstart dalam hubungan bintang. Setelah motor bekerja dalam hubungan bintang, arus akan turun
sampai arus normal dan rapsberry memerintah kontaktor dua mati dan kontaktor tiga hidup untuk sambungan segitiga.
[
7
]
Hubungan pengasutan ini bertujuan untuk menekan pembayaran listrik yang besar dan pemeliharan motor, bahkan pergantian
motor induksi yang terbakar akibat arus start tidak sesuai dengan arus nominal atau kelebihan beban pada suplay daya. Gambar rangkaian dapat dilihat pada bab 2
bagian B.
G. Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak pada tugas akhir ini dilakukan dengan rapsberry pi, program yang didalamnya meliputi:
1. Program pembacaan sensor, saklar startstop serta program pengatur GPIO rapsberry ke relay.
2. Program untuk mencatat kerja motor 3 fasa ke dalam database.
H. Kalibrasi
Untuk membuat sebuah alat ukur digital perlu diketahui bahwa nilai yang terukur masih relative kecil, dimana belum menunjukan nilai pengukuran sebenarnya.
Misalnya pada penenelitian ini mengunakan trafo step-down sebagai sensor tegangan. Masukan trafo sebesar 220V mengeluarkan tegangan 3V, maka
diperlukan kalibrasi nilai pengali yang mewakili tegangan 3V sebesar 220V pada sensor tegangan yang dibuat. Pada penelitian ini yang perlu dikalibrasi yaitu sensor
tegangan dan sensor arus. Untuk pengkalibrasi sensor arus ACS712-30A sebenarnya pada datasheet telah disebutkan nilai kalibrasinya, yaitu saat tegangan
output sensor bernilai 0V sampai 2,5V maka arus yang diukur yaitu -30A sampai 0A, dan saat tegangan output sensor sebesar 2,5V sampai 5V maka arus yang diukur
adalah 0A sampai 30A. Kemudian dari nilai kalibrasi sensor arus tersebut terlihat bahwa nilai output maksimal sensor yaitu 5V, sedangkan pada GPIO Raspberry Pi
tegangan yang diizinkan maksimal hanya sebesar 3,3V, dengan demikian sebelum masuk ke GPIO perlu dilakukan pengkondisian sinyal agar tegangan output sensor
tidak melebihi 3,3V, sehingga nilai kalibrasi pada datasheet sensor arus tersebut tidak relevan lagi untuk digunakan.
Untuk melakukan kalibrasi sensor arus dan tegangan yang dibuat, digunakan alat
ukur digital yang sudah ada. Pada penelitian ini menggunkan Digital Power Clamp Meter gambar 3.8 yang tersedia di Laboratorium Teknik Pengukuran jurusan
Teknik elektro Unila. Digital Power Clamp Meter adalah sebuah alat ukur digital yang dapat mengu
kur arus A, tegangan V, faktor daya Cos θ, daya W, dan konsumsi energi kWh. Sebagai contoh untuk melakukan kalibrasi misalkan output
sensor tegangan sebesar 3V, kemudian dilakukan pengukuran pada sisi input sensor menggunakan alat ukur yang sudah ada dan hasil pengukurannya adalah 220V.
Agar alat ukur yang dibuat juga menunjukkan angka 220V maka dibuat nilai pengali, nilai pengali tersebut didapat dengan persamaan berikut :
3V . x = 220V x = 220V 3V
x = 73,33 Dimana:
3V : Nilai tegangan output sensor.
220V : Nilai tegangan hasil pengukuran. x
: Nilai pengali.
Nilai pengali yang didapat dari metode diatas selanjutnya digunakan pada pemrograman yang dibuat pada Raspberry Pi untuk membaca sensor dan
menampilkan hasil pengukurannya.
Gambar 3.8.
Digital Power Clamp Meter Tersedia di Lab. Teknik Pengukuran J.TE. Unila
I. Pengujian
Pengujian dilakukan untuk mendapatkan apakah sistem bekerja sesuai dengan keinginan atau tidak, maka dilakukan pengujian diantaranya:
a. Pengujian sensor tegangan Pengujian sensor tegangan ini melakukan pengukuran nilai tegangan yang berubah-
ubah besarannya menggunakan dua buah alat ukur yang berbeda, yaitu sensor tegangan yang dibuat dengan alat ukur Voltmeter. Dari pengujian yang dilakukan
bertujuan untuk membuktikan apakah sensor tegangan yang dibuat dapat melakukan pengukuran yang baik dengan cara membandingkan hasil pengukuran
sensor yang dibuat dengan hasil pengukuran Voltmeter. b. Pengujian sensor arus
Pengujian sensor arus dilakukan dengan cara memberikan beban listrik dengan daya atau tegangan yang berubah-ubah, setelah itu dilakukan pengukuran arus yang
mengalir ke beban. Pengukuran arus menggunakan sensor arus yang dibuat dan alat ukur Ampere meter, kemudian hasil pengukuran sensor yang dibuat dibandingkan
dengan pengukuran Ampere meter apakah sensor arus dibuat dapat bekerja dengan baik atau tidak.
c. Pengujian sistem Setelah pengujian yang dilakukan pada masing-masing sensor, kemudian dilakukan
pengujian keseluruhan sistem starting motor induksi tiga fasa. Setelah hardware terpasang, membuat pemrograman Python untuk starting hubungan bintang-
segitiga serta proteksi pada motor. Selanjutnya merekam kinerja motor induksi pada sebuah database. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah sistem yang
dibuat dapat bekerja dengan baik atau tidak.
