tugas karya ilmiah rancang bangun menggu

0

RANCANG BANGUN ALAT PENGIRIS
BAWANG MENGGUNAKAN MOTOR LISTRIK

oleh

Andrie Awaludin HT
13110013
Konsentrasi: Instalasi Listrik

oleh

Andrie Awaludin HT
13110013
Konsentrasi: Instalasi Listrik

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BATAM
Angkatan 2010/2011

1

ABSTRAK
Melihat semakin berkembangnya usaha kecil menengah khususnya dalam
bidang pembuatan bawang goreng, maka penulis melakukan pengamatan
ketempat-tempat usaha pembuatan bawang goreng yang ada di kota Batam, di
tempat usaha tersebut penulis lihat proses pengirisan bawang merah masih
dilakukan dengan cara tradisional (menggunakan tenaga manusia), yang
mengakibatkan ketersediaan bahan baku produksi (irisan bawang merah)
dihasilkan dalam waktu yang relatif lama.
Oleh sebab itu penulis merencanakan membuat sebuah alat pengiris
bawang merah dengan menggunakan motor listrik sebagai tenaga penggerak yang
dapat beroperasi secara otomatis dan manual. Adapun prinsip kerja alat ini
menggunakan sebuah piringan pisau pengiris yang diputar oleh motor listrik,
sehingga bawang merah yang terdapat pada corong penampung akan turun
menuju pisau pengiris dan akan teriris, ketebalan irisan bawang dapat diatur
dengan cara mengatur jarak mata pisau terhadap landasannya.
Dengan dihadirkannya alat ini dapat mengefisienkan waktu, sehingga
dapat mempercepat jalannya proses produksi pada usaha pembuatan bawang

goreng. Dari data hasil pengujian pada tabel 5, waktu yang digunakan oleh alat
pengiris bawang ini untuk mengiris 1 kg bawang merah adalah 355 detik atau ± 6
menit, dan 2 kg adalah 724 detik atau ± 12 menit.

2

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
tugas Bahasa Indonesia ini dengan judul “Rancang Bangun Alat Pengiris Bawang
Menggunakan Motor Listrik”. Proyek ini merupakan persyaratan dalam
melengkapi tugas Bahasa Indonesia di Fakultas Teknik Universitas Batam .

Dalam pembuatan proyek ini, penulis banyak mendapat bantuan dan
bimbingan serta dorongan semangat dari berbagai pihak. Untuk itu penulis
menyampaikan terima kasih kepada:
1. Dosen pembimbing yang telah membantu saya untuk menyelesaikan
karya ilmiah saya
2. Rekan-rekan yang telah membantu saya atas pemikirannya dalam

proses pengerjaan tugas saya.

Penulis menyadari dalam penyelesaian tugas Bahasa Indonesia ini masih
terdapat kekurangan dan kesalahan, untuk itu penulis sangat mengharapkan
kritikan dan saran yang sifatnya membangun demi kesempurnaan tugas ini dimasa
yang akan datang. Penulis berharap proyek ini bermanfaat bagi penulis dan pihakpihak yang memerlukannya.
Batam, 28 Juni 2011

Penulis

3

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................

i

ABSTRAK.......................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ...................................................................................... iii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ v
DAFTAR TABEL ............................................................................................ vi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah................................................................... 1
1.2. Perumusan Masalah ........................................................................ 2
1.3. Batasan Masalah ............................................................................. 2
1.4. Tujuan............................................................................................... 2
1.5. Manfaat ............................................................................................ 3
BAB II. LANDASAN TEORI
2.1. Motor Kapasitor .............................................................................. 4
2.2. Proteksi............................................................................................. 6
2.3. Perancangan Konstruksi Alat........................................................... 7
2.4. Daya dan Faktor Daya...................................................................... 8
2.5. Penyelidikan Beban Dari Segi Dinamika......................................... 9
2.6. Menentukan Daya Motor.................................................................. 10
2.7. Komponen Rangkaian Kontrol......................................................... 11
BAB III.PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1. Prinsip Kerja..................................................................................... 25
3.2. Perencanan Pemilihan Motor............................................................ 25
3.3. Pembuatan Konstruksi Alat ............................................................ 30

3.4. Perancangan Komponen Rangkaian Kontrol ................................. 31

DAFTAR PUSTAKA......................................................................................... 45

4

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Konstruksi Stator ........................................................................... 5
Gambar 2. Konstruksi Rotor ........................................................................... 5
Gambar 3. Rangkaian Motor Kapasitor .......................................................... 6
Gambar 4. Skema Peralatan Proteksi Motor Kapasitor .................................. 6
Gambar 5. Puli dan Sabuk V............................................................................. 7
Gambar 6. Simbol dan Lengkung Kurva Dioda ............................................. 11
Gambar 7. Penyearah Gelombang Penuh Dua Dioda ..................................... 12
Gambar 8. Simbol dan Konstruksi Kapasitor ................................................. 13
Gambar 9. Penyearah Gelombang Penuh Dengan Penapis Kapasitor.............. 14
Gambar 10. Karakteristik, Simbol dan Bentuk LDR ....................................... 15
Gambar 11. Transistor Tipe PNP dan NPN ...................................................... 16
Gambar 12. Pasangan Darlington NPN.............................................................. 16
Gambar 13. Aliran Arus Transistor NPN ......................................................... 17

Gambar 14. Transistor NPN Saat On dan Off ................................................. 17
Gambar 15. Karakteristik Transistor................................................................... 18
Gambar 16. Lambang dan Bentuk Trimpot ...................................................... 19
Gambar 17. Simbol dan Bentuk Resistor .......................................................... 19
Gambar 18. Karakteristik Tahanan Linier ........................................................ 19
Gambar 19. Karakteristik Tahanan Non Linier.................................................. 20
Gambar 20. Simbol Normaly Close Relay ....................................................... 21
Gambar 21. Simbol Normaly Open Relay ........................................................ 21
Gambar 22. Kontak Tukar (NO-NC) dan Konstruksi Relay ............................ 21
Gambar 23. Konstruksi Kontaktor .................................................................... 24
Gambar 24. Tata Letak Komponen Rangkaian Kontrol..................................... 31

5

DAFTAR TABEL
Tabel 1. Koefisien Geser Suatu Bantalan ......................................................... 9
Tabel 2. Karakteristik Faktor Koreksi................................................................ 10
Tabel 3. Spesifikasi Motor Kapasitor................................................................. 26
Tabel 4. Spesifikasi Komponen Rangkaian Kontrol........................................... 32
Tabel 5. Waktu Yang Digunakan Untuk Pengirisan Bawang Merah .............. 39

6

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Batam merupakan salah satu daerah yang memiliki potensi
perekonomian yang dapat mendukung dan menunjang kesejahteraan
masyarakat, salah satu upaya dalam pemanfaatan potensi perekonomomian ini
adalah dengan cara mengolah lahan yang kosong menjadi lahan pertanian,
yang dapat ditanami dengan berbagai macam jenis tanaman seperti kentang,
kol, bawang, dan lain sebagainya, namun kemampuan untuk mengolah hasil
produksi setelah panen saat ini belum maksimal, sehingga membuat hasil
produksi pertanian tidak memadai bagi penunjang ekonomi rumah tangga para
petani, hasil pertanian ini akan membawa manfaat yang cukup bagi petani jika
usaha pengolahan hasil panen dapat diatasi dengan baik dan efisien khusnya di
pulau Batam ini.
Kalau kita amati dari produksi hasil pertanian, bawang merah
menempati urutan terbanyak dalam setiap kali musim panen, bawang merah
merupakan tanaman yang memiliki banyak manfaat dan dikonsumsi oleh

masyarakat sudah sejak lama sebagai obat dan bumbu pelezat masakan. Pada
perkembangan bidang industri makanan saat ini, membutuhkan pasokan
bawang merah iris dalam jumlah yang cukup banyak dan dibutuhkan dalam
waktu yang cepat, berdasarkan survey

penulis dilapangan (Pasar puja

bahari) tanggal 17 juni 2011 terhadap 10 kios, bahwa kebutuhan setiap hari
akan bawang

merah

iris mencapai

10 - 50 kg.

Untuk

memenuhi

permintaan bawang merah iris ini, pengirisan bawang merah masih dilakukan
secara tradisional yaitu menggunakan tenaga manusia dalam proses
pengirisan, sehingga berakibat hasil irisan bawang merah yang diperoleh
sedikit dan menggunakan waktu yang relatif lama dalam pengerjaannya.
Melihat keadaan seperti ini perlu adanya pengembangan teknologi
yang dapat digunakan pada saat proses pengirisan bawang merah, agar
bawang merah iris dapat dihasilkan secara cepat. Bawang merah iris yang
dihasilkan dapat juga dijadikan sebagai salah satu usaha kecil menengah

7

(UKM) yaitu membuka usaha pembuatan bawang goreng siap saji yang dapat
dipasarkan, sehingga dapat menambah pendapatan dan nilai jual (berdasarkan
berita acara jelang siang di Trans TV tgl 20 juni 2011, 1 kg bawang goreng di
pasarkan dengan harga Rp 90.000)
Untuk itu penulis merencanakan membuat sebuah alat pengiris bawang
merah menggunakan motor listrik sebagai tenaga penggerak yang bisa
beroperasi secara otomatis dan manual. Alat ini prinsip kerjanya
menggunakan sebuah piringan pisau pengiris yang diputar oleh motor listrik,
sehingga bawang merah yang terdapat pada corong penampung akan turun

menuju pisau pengiris dan akan teriris, ketebalan irisan bawang dapat diatur
dengan cara mengatur jarak mata pisau terhadap landasannya.
Sehubungan dengan hal diatas, maka penulis tertarik untuk membuat
suatu Proyek yang berjudul “Rancang Bangun Alat Pengiris Bawang
Menggunakan Motor Listrik”
1.2 Perumusan Masalah
Bagaimana cara membuat sebuah alat pengiris bawang yang dapat
mengiris secara cepat.
1.3 Batasan Masalah
Agar masalah yang dibahas nantinya tidak melebar, maka penulis
mambatasi permasalahan, yaitu:
1.1 Membahas mengenai perancangan dan cara pembuatan serta prinsip kerja
alat pengiris bawang menggunakan motor listrik
1.2 Ukuran bawang yang akan diiris oleh alat ini berdiameter 5-35 mm,
dengan kapasitas produksi ± 10 kg/jam.
1.4 Tujuan
Merancang dan membuat alat pengiris bawang yang dapat beroperasi
secara otomatis dan manual, dengan menggunakan motor listrik sebagai
tenaga penggerak.

8

1.5 Manfaat
1.5.1 Alat ini dapat membantu usaha kecil yang bergerak dibidang pembuatan
bawang goreng akan kebutuhan bahan baku (bawang iris) dalam waktu
yang cepat.
1.5.2 Mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang telah diperoleh selama
perkuliahan.

9

BAB II
LANDASAN TEORI
Alat pengiris bawang menggunakan motor listrik merupakan sebuah alat
yang berfungsi untuk mengiris bawang merah secara cepat yang bisa beroperasi
secara otomatis dan manual. Prinsip kerja alat ini adalah menggunakan sebuah
piringan pisau pengiris yang diputar oleh motor listrik, sehingga bawang merah
yang terdapat pada corong penampung akan turun menuju pisau pengiris dan akan
teriris, ketebalan irisan bawang dapat diatur dengan cara mengatur jarak mata
pisau terhadap landasannya, adapun komponen dan peralatan yang digunakan
dalam pembuatan alat ini adalah.motor kapasitor, besi siku, besi plat, puli, sabuk,
piringan pisau pengiris, dan komponen-komponen elektronika yang dipakai dalam
rangkaian kontrol
2.1. Motor Kapasitor
Pada pembuatan alat pengiris bawang ini, motor yang digunakan
sebagai tenaga penggerak adalah jenis motor kapasitor, alasan pemilihan
motor kapasitor adalah:
2.1.1

Harga motor ekonomis

2.1.2

Konstruksi motor sederhana dan memiliki daya tahan yang kuat

2.1.3

Efisiensi motor tinggi, pada saat putaran normal

2.1.4

Perawatan yang minimum

Motor kapasitor bagian statornya terdiri atas dua kumparan yaitu
kumparan utama dan kumparan bantu, untuk membuat beda fasa antara arus
kumparan utama dengan kumparan bantu digunakan sebuah kapasitor,
kapasitor dipasang seri dengan kumparan bantu dan paralel terhadap
kumparan utama. Kapasitor digunakan dalam rangkaian selama motor
beroperasi untuk memperbaiki faktor daya dan memperbaiki kopel mula
dengan mengurangi arus start, karakteristik kumparan utama dengan
kumparan bantu tidak mempunyai perbedaan yang menyolok, baik dari nilai
tahanan, reaktansi induktif, jumlah lilitan dan diameter kawat tembaga.

10

Karakteristik kumparan bantu dan kumparan utama mempunyai nilai
yang hampir identik, maka untuk merubah arah putaran motor adalah dengan
cara membalik arah polaritas dari kumparan bantu, kopel mula dari motor
kapasitor kira-kira 50%-100% dari kopel beban penuh, kapasitor yang
digunakan

adalah jenis kapasitor minyak atau kapasitor kertas metalik.

(Soelaiman, 1984:123), konstruksi motor kapasitor terdiri atas dua bagian
yaitu stator dan rotor.
a. Stator
Pada bagian stator terdapat sejumlah slot yang merupakan tempat
dipasangnya lilitan kawat tembaga (konduktor) yang disebut dengan
kumparan stator (terdiri dari kumparan utama dan kumparan bantu),
adapun bentuk konstruksinya dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Konstruksi Stator
(Zuhal, 1995:101)
b. Rotor
Rotor berfungsi untuk merubah daya listrik menjadi daya mekanik
(daya putar), rotor berputar karena kumparan stator menghasilkan medan
putar yang memotong batang konduktor pada rotor, akibatnya pada
kumparan rotor akan timbul tegangan induksi (ggl), karena kumparan rotor
merupakan rangkaian tertutup, maka tegangan induksi tersebut akan
menghasilkan
menimbulkan

arus.
gaya

Adanya
(F)

arus
yang

didalam

medan

menyebabkan

magnet
rotor

akan

berputar

(Soelaiman,1984:123), adapun bentuk konstruksi rotor motor kapasitor
dapat dilihat pada gambar 2.

11

Gambar 2. Konstruksi Rotor
(Zuhal, 1995:101)
c. Rangkaian Motor Kapasitor
Karakteristik

rangkaian

pengawatan

dari

motor

kapasitor,

menggunakan dua buah kumparan yaitu kumparan utama dan kumparan
bantu, serta menggunakan sebuah kapasitor, untuk lebih jelasnya dapat
dilihat pada gambar 3.
Is

Kapasitor

I1

E1

Kumparan asut

Im

Kumparan
utama

Rotor sangkar

Gambar 3. Rangkaian Motor Kapasitor
(Soelaiman, 1984:123)
2.2. Proteksi
Pengaman hubung singkat (sekring) berguna untuk memberikan
pengamanan kepada rangkaian kontrol dan motor terhadap arus yang tiba-tiba
sangat tinggi, seperti keadaan kegagalan isolasi pada kumparan karena
kenaikan suhu yang mengakibatkan terjadinya hubung singkat, waktu respon
pengaman hubung singkat (sekring) relatif jauh lebih cepat dari pengaman
beban lebih, adapun skema peralatan proteksi motor kapasitor dapat dilihat
pada gambar 4.
kontaktor

Motor
kapasitor

Catu daya

M

220 VAC
Pengaman
lebur

1

Gambar 4. Skema Peralatan Proteksi Motor Kapasitor
(Soelaiman, 1984:135)

12

2.3. Perancangan Konstruksi Alat
2.3.1 Kopling Sabuk V
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang berbentuk
trapesium, sabuk ini berfungsi sebagai penggerak piringan pisau pengiris
yang dipasang di sekeliling alur puli. Gaya gesekan yang terjadi pada puli
akan bertambah besar karena pengaruh bentuk baji (trapesium), sehingga
menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif
rendah, hal ini merupakan keuntungan sabuk V dibandingkan dengan
sabuk rata. (Soelaiman, 1984:228)
Syarat- syarat yang harus dipenuhi oleh sabuk V:
a.

Mudah dihubungkan atau dilepaskan

b.

Kuat terpasang pada porosnya

c.

Mampu meneruskan daya dan putaran

d.

Tidak terdapat bagian yang mudah lepas
2.3.2 Puli
Daya yang diperlukan untuk menggerakan pisau pengiris
dipindahkan dari motor listrik melalui puli, tujuan penggunaan puli adalah
untuk memperkecil putaran pada mesin beban (piringan pisau pengiris),
skema perpindahan daya melalui puli dapat dilihat pada 5.

N1

D2

D1

N2

Gambar 5. Puli
(Soelaiman, 1984:233)
Untuk mencari diameter puli mesin beban yang dikehendaki dapat
menggunakan persamaan berikut:
D2 = D1 x N1 ……………………………………………………1
N2
(Soelaiman,1984:233)

13

N1 = Kecepatan beban penuh motor (2850 Rpm)
N2 = Kecepatan yang dikehendaki mesin beban (750 Rpm)
D1 = Diameter puli motor (4 cm)
D2 = Diameter puli mesin beban (16 cm)
2.3.3 Besi Siku
Dalam pembuatan alat pengiris bawang menggunakan motor listrik
ini, bahan konstruksi sangat berpengaruh terhadap kesinambungan kinerja
serta keawetan dari alat itu sendiri, untuk membuat suatu alat yang
memiliki resiko getaran yang cukup besar pada saat alat tersebut bekerja,
maka bahan besi sangatlah cocok digunakan sebagai bahan pembuatan
konstruksi (tiang penyangga), hal ini bertujuan agar alat yang dibuat dapat
awet dan bisa digunakan dalam waktu yang lama.
Untuk memudahkan pembuatan konstruksi alat pengiris bawang
ini, pihak pabrik telah membuat beberapa jenis besi yang dibentuk dan
dicetak menjadi bentuk ─, U, L dengan ukuran dan ketebalan yang
beraneka ragam, dalam pembuatan alat ini dipilih besi yang berbentuk L
dan ─ atau yang lebih dikenal dengan sebutan besi siku dan besi strip.
2.4. Daya dan Faktor Daya
Yang dimaksud dengan daya yaitu energi yang tersimpan untuk
melakukan usaha tertentu, daya listrik dalam rangkaian arus bolak-balik (AC)
adalah perkalian dari harga arus dan tegangan dikali dengan faktor daya.
P = V x I x Cos φ …………………………………………………….2
(Soelaiman, 1984:141)
dimana:
P = Daya ( Watt )
V = Tegangan ( Volt)
I = Arus ( Amper )
cos φ = Faktor Daya
Faktor daya yang terjadi pada motor induksi berkisar antara 60%
sampai 90% dan mempunyai karakteristik arus tertinggal dari tegangan.

14

2.5. Penyelidikan Beban Dari Segi Dinamika
Untuk pemilihan yang tepat dari suatu motor, karakteristik beban harus
diselidiki dengan teliti, dari segi dinamika dikelompokan sebagai berikut:
2.5.1. Pemilihan Beban
Dalam pemilihan beban, karakteristik beban yang digunakan adalah
jenis beban geser, karena beban yang menuju mesin beban akan turun secara
perlahan dan bergeser dari atas ke bawah, faktor yang menghambat gerakan
beban geser dapat disebabkan oleh:
a.Permukaan kontak antara objek tidak sempurna datar.
b. Daya gesek yang terjadi antara objek.
c.Permukaan antara objek yang terpengaruh oleh tekanan vertikal karena
berat beban dari atas,
Untuk mengetahui lebih jelasnya koefisien geser dari suatu bantalan
dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 Koefisien Geser Suatu Bantalan
Jenis Bantalan

(µ)

(µs)

Bantalan selongsong

0,01 – 0,06

0,05 – 0,20

Bantalan bola. bantalan rol

0,01 – 0,07

0,02 – 0,06
(Soelaiman, 1984:139)

2.5.2. Perhitungan Putaran
a. Putaran sinkron (Ns) = 120 x

Frekuensi …………………………..3
Jumlah Kutub
(Soelaiman, 1984:157)
b. Putaran beban penuh (N) = Ns ( 1 - slip ) ……………………………..4
100
(Soelaiman, 1984:157)
c. Slip (s) = Ns – N x 100 (%) ………………………………………….5
Ns
(Soelaiman, 1984:261)

15

2.6. Menentukan Daya Motor
Bila suatu obyek digerakan mendatar, dengan memperhitungkan
koefisien geser (µ), daya mekanik yang dibutuhkan untuk menggerakan motor
pengiris dapat dicari dengan persamaan berikut:
Pm = 9,8. µ . w .v .10ˉ³ . 100 (kW)…………………………………………6
η
atau
Pm = µ.w.v
x 100 = µ.w.v x 100 (kW)…………………………....7
1 x 10³
η
102
η
9,8
(Soelaiman, 1984:146)
dimana:
Pm = Daya mekanik ( kW )
w = Berat Beban ( kg )
µ = Koefisien geser ( 0,01-0,06 )
η = Efesiensi dari mekanisme penggerak ( 60-85% )
v = Kecepatan motor ( rps )
9,8 = Gaya grafitasi (9,8 m/s)
Untuk menentukan daya motor yang dibutuhkan, maka daya mekanik
tersebut harus dikali dengan faktor koreksi sesuai dengan kegunaan motor
tersebut, hal ini dilakukan untuk mengantisipasi agar motor tidak cepat rusak
apabila motor bekerja melebihi kemampuannya (Soelaiman, 1984:153),
karakteristik faktor koreksi dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Karakteristik Faktor Koreksi
Kemampuan Nominal
Waktu Motor
Macam Tugas

Nisbah
keluaran

Kontiniu
1jam

Macam
Terbuka

1,11,15

Macam
Pendingin
(kipas angin)

1,251,55

1 jam

30 Kontiniu
menit
1,250,9
1,35
1,6

0,30,65

30 menit

30 Kontiniu 1 jam
menit
1,25
0,7
0,8

1,351,55

0,35

0,50,65

16

2.7. Komponen Rangkaian Kontrol
2.7.1. Penyearah
2.7.1.1. Dioda
Dioda adalah suatu bahan semi konduktor, terbuat dari dua jenis
bahan yaitu silikon dan germanium, dioda terdiri atas dua kutub yaitu
anoda sebagai kutub positf dan katoda sebagai kutub negatif, seperti
yang terlihat pada 6.
anoda

katoda

Simbol dioda
I
Arah maju
Arus bocor

V
Tegangan lutut = 0,7 V

Arah balik

Gambar 6. Simbol dan Lengkung Kurva Dioda
(Malvino, 1994:32)
Dari karakteritik statis dioda antara tegangan dan arus, apabila
anoda lebih positf dari katoda maka dioda akan menghantar atau dalam
keadaan ON, dalam keadaan seperti ini dioda dikatakan mendapat
forward biased dan apabila anoda lebih negatif dari katoda maka arus
tidak mengalir sehingga dioda dalam keadaan OFF, keadaan ini di sebut
reverse biased. Arus forward (If) untuk dioda silikon sangat kecil
sebelum harga tegangan mencapai 0,7 volt, setelah melewati tegangan
tersebut terlihat bahwa arus forward semakin besar.
Dioda dikatakan ideal apabila dapat terkonduksi dengan baik
pada arah forward dan buruk pada arah reverse, atau dengan kata lain
dioda berlaku sebagai konduktor jika dibias forward, dan seperti isolator
jika dibias reverse.
Rectifier adalah suatu rangkaian yang mengubah tegangan bolakbalik (AC) menjadi tegangan searah (DC), tegangan bolak-balik (AC)
diturunkan oleh trafo stepdown (trafo penurun tegangan) kemudian

17

disearahkan menggunakan penyearah gelombang penuh dua dioda.
Gambar penyearah gelombang penuh dua dioda dapat dilihat pada
gambar 7.
I

A
D1
220VAC

V in CT
V in

B

D2

R

(a)

(b)
Gambar 7. Penyearah Gelombang Penuh Dua Dioda dan Bentuk
Gelombang Masukan/Keluaran
(a) Penyearah Gelombang Penuh Dua Dioda
(b) Bentuk Gelombang Masukan dan Keluaran Penyearah
(Sutanto, 1999:17)
Prinsip kerja penyearah gelombang penuh dua dioda adalah
terminal A dan B secara bergantian akan menjadi positif dan negatif.

18

1). Pada saat A positif dan B negatif, dioda D1 menghantar dan D2 Off,
maka arus akan mengalir menuju R (beban) kemudian kembali ke
CT
2). Pada saat B positif dan A negatif, dioda D2 menghantar (D1
tersumbat/off) dan arus mengalir lagi pada R (beban) lalu menuju CT
2.7.1.2 Kapasitor
Kapasitor merupakan komponen yang dibuat untuk mendapatkan
kapasitansi tertentu, kapasitor terbuat dari dua plat konduktor yang
dipisahkan oleh suatu lapisan isolator, seperti yang terlihat pada
gambar 8.
Koduktor

isolator

Gambar 8. Simbol dan Konstruksi Kapasitor
(Wasito, 1979:72)
Jika dilihat dari penggunaannya dalam rangkaian listrik kapasitor
berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dan mencegah terjadinya
bunga api, dalam rangkaian kendali kapasitor berfungsi sebagai filter
(penapis). Dengan memakai suatu penapis, suatu rangkaian penyearah
gelombamg penuh dapat menghasilkan tegangan keluaran searah yang
harganya konstan.
Rangkaian

gelombang

penuh

yang

dilengkapi

kapasitor

memberikan hasil keluaran yang lebih baik dibandingkan penyearah
setengah gelombang, karena kapasitor diisi dengan frekuensi dua kali
lebih banyak dari frekuensi setengah gelombang yaitu 100 Hz, sebagai
hasilnya riak tegangan keluaran berkurang menjadi setengah dari
penyearah setengah gelombang dan keluarannya mendekati tegangan
searah yang sama dengan tegangan maksimum. Untuk itu keluaran dari
penyearah ditapis atau diperhalus melalui penapis kapasitor yang
dipasang paralel pada terminal output penyearah, dengan demikian

19

penyimpangan dari tegangan searah murni hanyalah riak kecil yang
disebabkan oleh pengisian dan pengosongan kapasitor.
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan
filter kapasitor dapat dilihat pada gambar 9:
D1

220VAC

V in

CT

V in

D2
C

R

(a)

(b)
Gambar 9. Penyearah Gelombang Penuh Dengan Penapis Kapasitor
dan Bentuk Tegangan Keluaran
(a). Penyearah Gelombang Penuh Dengan Penapis kapasitor
(b). Tegangan Keluaran Penapis Kapasitor
(Sutanto, 1999:18)
2.7.2. Rangkaian Kontrol
2.7.2.1. LDR (Light Dependent Resistor)
LDR adalah suatu komponen yang mempunyai perubahan nilai
resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya, karakteristik ,simbol
dan konstruksi LDR dapat dilihat pada gambar 10:
3

10

V = 10 V

2

10

LUX

1

10

10 10 10 10 10 E
0

1

2

(a)

3

4

(b)

(c)

20

Gambar 10. Karakteristik, Simbol dan Bentuk LDR
(a) Karakteristik LDR
(b) Simbol LDR
(c) Bentuk LDR
(Wasito, 1979:170)
LDR merupakan bagian dari resistor, terbuat dari bahan semi
konduktor yang dihubungkan dengan elektroda, apabila LDR disinari
cahaya maka akan terjadi lompatan-lompatan atom sehingga terbentuk
hole, pada keadaan ini LDR akan lebih terkonduksi sehingga nilai
tahanannya berkurang dan begitu juga sebaliknya apabila LDR tidak
disinari cahaya, maka nilai tahanannya menjadi besar.
2.7.2.2. Transistor
Transistor terdiri dari logam semi konduktor yang mengandung
bahan tipe N dan tipe P secara bergantian, terbuat dari lapisan
germanium dan silicon, apabila lapisan tipis jenis P diselipkan diantara
dua lapisan jenis N struktur yang terbentuk disebut transistor NPN, dan
jika lapisan jenis N diselipkan diantara dua lapisan jenis P struktur yang
terbentuk disebut transistor PNP. Bagian tengah dari transistor
dinamakan basis sedangkan dua bagian yang ujung dinamakan emitor
dan kolektor, susunan kedua lapisan ini ditunjukkan pada gambar 11.
Kolektor

P
N
P

Basis

Kolektor

N
P
N

Basis

Emiter

Emiter

C

C
B

B
E

E

Gambar 11. Transistor Tipe PNP dan NPN
(Wasito, 1979:173)
1) Pasangan Darlington

21

Pasangan darlington merupakan suatu rangkaian transistor
yang banyak digunakan, rangkaian tersebut terdiri dari pengikut
emitor yang dihubung bertingkat menggunakan dua buah transistor
NPN, seperti yang terlihat pada 12.
Ic
IB

IE

Gambar 12. Pasangan Darlington NPN
(Wasito, 1979:192)
Prinsip kerja pasangan darlington adalah kedua kolektor dari
masing-masing transistor NPN dihubungkan, sehingga emitor dari
transistor satu akan menggerakan basis transistor dua. Pada transistor
satu dan dua akan terjadi tegangan jatuh pada masing-masing basis
dan emitornya sebesar VBE., sebagai mana biasanya sifat pembagi
tegangan menghasilkan tegangan thevenin yang digunakan sebagai
input basis. Akibatnya arus emitor pada tingkat pertama sama
dengan arus basis yang kedua, pengikut emitor dari penguatan
darlington mempunyai impedansi input tinggi dan impedansi output
rendah.
Untuk rangkaian ini, pasangan darlington dipakai karena
penguatan arusnya jauh lebih besar yaitu:
β = β1. β2
β = Penguatan total
β1 = Penguatan transistor 1
β2 = Penguatan transistor 2
2) Transistor Sebagai Saklar
Arus dalam rangkaian transistor jenis NPN mengalir dari
kaki kolektor dan keluar lewat kaki emitor, untuk lebih jelasnya
dapat dilihat pada gambar 13.

22

B
V

C

arus

E

Gambar 13. Aliran Arus Sebuah Transistor NPN
(Malvino, 1994:123)
Sewaktu transistor sebagai saklar, transistor akan mengalir
dan menghentikan aliran arus. Peristiwa ini dapat kita amati dengan
melihat sebuah lampu yang diletakan pada bagian kolektor dari
rangkaian, untuk memperlihatkan ada atau tidaknya aliran arus, hal
ini dapat diamati pada gambar 14.
Off

On
Ada Ib B

C

Tidak ada Ib B

E

C

E

Gambar 14. Transistor NPN Saat On dan Off
(Malvino, 1994:128)
Arus yang mengalir ke kaki basis dari transistor diatur oleh
tegangan di antara kaki basis dan terminal basis, sewaktu tidak ada
arus atau arus yang mengalir sangat kecil dalam kaki basis, transistor
tidak bekerja dan arus yang kecil tersebut (mendekati nol) mengalir
lewat kolektor ke emitor. Apabila tegangan dipakai makin besar,
lebih besar dari tegangan barier (0,7 untuk transistor silicon) dan
diberikan di antara kaki basis dan ground, maka arus mengalir lewat
kaki basis transistor mengakibatkan transistor akan bekerja seperti
halnya sebuah saklar, untuk mengetahui
transistor silicon dapat dilihat pada gambar 15.

karakteritik sebuah

23

Gambar 15. Karakteristik Transistor
(Malvino, 1994:127)
2.7.3. Trimer Potensiometer (Trimpot)
Trimpot adalah sebuah resistor variabel, digunakan sebagai
pengganti tahanan mati, besar nilai tahanannya dapat dirubah-rubah
dengan menggunakan obeng. Trimpot dirancang khusus untuk keperluan
perubahan resistansi yang hanya sekali-kali saja, biasanya sering
digunakan untuk mengatur suatu kombinasi harga resistansi dalam suatu
rangkaian. Dalam rangkaian kontrol trimpot berfungsi sebagai
pengaturan tahanan LDR, untuk mengatur kesensitifan LDR dilakukan
dengan merubah posisi kontak geser dari trimpot.
Trimpot mempunyai nilai tahanan yang berfariasi, fariasi nilai
tahanannya tergantung pada pengaturan mekanik pada bodinya. Nilai
tahanannya berfariasi mulai dari nol ohm sampai nilai maksimum yang
tertulis pada body mekanik trimpot, unutk lebih jelasnya dapat dilihat
pada gambar 16.

Gambar 16. Lambang dan Bentuk Trimpot
(Wasito, 1979:13)
2.7.4. Resistor
Resistor merupakan komponen yang sering dipergunakan dalam
rangkaian elektromagnetik sebagai komponen pengatur tegangan dan

24

alat pendeteksi sinyal yang mengatur jalannya operasi rangkaian, simbol
dan konstruksi resistor dapat dilihat pada gambar 17.

Gambar 17. Simbol dan Bentuk Resistor
(Wasito, 1979:13)
Resistor atau tahanan merupakan peralatan dengan sifat
menghambat aliran elektron. Tahanan dapat dibagi atas tahanan linier
dan tahanan non linier, tahanan linier adalah tahanan yang sering
digunakan untuk rangkaian elektronika, dengan grafik pengenal arus
terhadap tegangan (I-V) dapat dilihat pada gambar 18.

I
R

V

:

Gambar 18. Karakteristik Tahanan Linier
(Wasito, 1979:56)
Pada tahanan linier antara arus dan tegangan memiliki
perbandingan yang lurus, sehingga berlaku rumus hukum Ohm,
sedangkan tahanan non linier adalah tahanan dengan grafik pengenalnya
tidak merupakan garis lurus I-V, sehingga rumus hukum ohm tidak
berlaku, adapun bentuk grafik pengenalnya dapat dilihat pada
gambar 19.
I
R

V

Gambar 19. Karakteristik Tahanan Non Linier
(Wasito, 1979:56)
3. Relay

25

a. Asas Operasi Relay
Pada dasarnya relay merupakan sebuah saklar elektromagnetik,
prinsip kerja relay adalah jika arus mengalir dalam kumparan, maka inti
besi akan menjadi magnet, sehingga jangkar yang terbuat dari besi lunak
tertarik oleh magnet tadi dan bergerak pada engselnya, dengan demikian
kontak-kontak yang tadinya terhubung (NC) menjadi terbuka (NO) dan
akan menghubung/memutuskan anak kontaknya.
Pada saat kumparan dialiri arus listrik, gaya magnet tersebut akan
mengalahkan gaya pegas, besarnya gaya magnet ditetapkan oleh kuatnya
medan yang ada pada celah udara diantara jangkar dan inti. Kuat medan
magnet juga ditetapkan oleh besarnya perlawanan magnet di dalam
sirkuit magnet.
Dari uraian diatas jelas bahwa relay mempunyai beberapa kontak
kontrol yang membuka dalam keadaan normal (NO) dan menutup dalam
keadaan normal (NC). Kontak NC yaitu kontak yang pada saat relay
tidak dialiri arus (saat normal) posisi anak kontaknya menutup, dapat
dilihat pada gambar 20.

Gambar 20. Normaly Close (NC)
(Wasito, 1979:200)
Sedangkan kontak NO yaitu kontak yang pada saat kumparan
relay tidak dialiri arus (saat normal) posisi kontak tersebut membuka,
dapat dilihat pada gambar 21.

Gambar 21. Normaly Open (NO)
(Wasito, 1979:200)
Umumnya relay mempunyai kontak tukar yang merupakan
kesatuan unit antara kontak NO dan kontak NC, sehingga kontak ini

26

pada saat dialiri arus akan melepas dan menghubung pada kontak
lainnya, hal ini dapat dilihat pada gambar 22.

(a)

(b)

Gambar 22. Kontak Tukar dan Konstruksi Relay
(a) Kontak Tukar (NO-NC)
(b) Konstruksi Relay
(Wasito, 1979:200)
b. Konfigurasi Dasar
Kontak relay yang ada di pasaran tersedia dalam berbagai
konfigurasi, konfigurasi ini diidentifikasikan sesuai dengan jumlah kutub
(P) dan banyaknya posisi saklar (T). Jumlah kutub dan posisi ini dapat
didahului dengan huruf S untuk single dan huruf D untuk double atau
dengan angka, dari sini timbul konfigurasi relay SPST (satu kutub satu
posisi), atau banyak kutub (3PST atau 4PST). Sebuah kumparan relay
dapat menggerakan sebuah kontak atau sederetan kontak sekaligus.
c. Tipe Kumparan

27

Relay dapat digunakan dalam tegangan searah (DC) atau
tegangan bolak-balik (AC), pada waktu beroperasi dengan tegangan
bolak-balik waktu pensaklaran relay harus cukup lambat agar relay tidak
bergetar ketika tegangan melintasi nol. Kebanyakan relay AC untuk daya
dan penerapan umumnya sudah cukup lambat, sehingga dapat mengatasi
masalah ini.
Kumparan relay adalah sebuah induktor, karakteristiknya arus
berbeda fasa dengan tegangan sebesar 180o. Jangkar kerja kumparan
relay untuk operasi arus bolak-balik adalah lebih tinggi dari jangkar
kerja kumparan untuk operasi arus searah.
d. Sifat-Sifat Relay
Dalam pemilihan relay, harus memenuhi persyaratan-persyaratan
sebagai berikut:
1) Tahanan kumparan
Besarnya tahanan ini ditentukan oleh tebal kawat yang
dipakai dan banyaknya lilitan, besarnya perlawanan ini mulai dari 1
sampai 50 kΩ, ini bertujuan untuk memperoleh daya hantar listrik
yang baik.
2) Kuat arus yang diperlukan guna menjalankan relay
Besarnya arus relay sudah ditentukan oleh pabrik, relay
dengan tahanan kecil memerlukan arus besar pada saat beroperasi
dan sebaliknya relay dengan tahanan besar memerlukan arus yang
lebih kecil pada saat bekerja.

3) Tegangan yang diperlukan untuk menjalankan relay.
Karena V= I.R maka besarnya tegangan ini sama dengan kuat
arus dikali tahanan relay.
4) Daya yang diperlukan untuk mengoperasikan relay yang besarnya
sama dengan tegangan dikalikan dengan arus.
5) Banyaknya kontak-kontak.

28

Jangkar dapat membuka dan menutup lebih dari satu kontak
sekaligus tergantung dari banyaknya kontak dan jenis relaynya.
D. Kontaktor
Kontaktor merupakan suatu peralatan untuk memutuskan dan
menghubungkan suatu rangkaian listrik yang beberja secara otomatis
berdasarkan prinsip kerja elektromagnetik, apabila kumparan pada
kontaktor tersebut mendapatkan suplay arus listrik maka akan timbul
medan magnet yang kemudian bereaksi menginduksi logam yang terdapat
pada kumparan sehingga logam tersebut berubah menjadi magnet dan
bekerja selama kumparan tersebut masih bertegangan. Magnet sementara
tersebut kemudian menarik tuas untuk menggerakan kontak bantunya,
kontak

bantu

inilah

yang

dipergunakan

sebagai

saklar

untuk

menghubungkan atau memutuskan rangkaian.
Kontaktor memiliki sejumlah anak-anak kontak yang digerakan
secara elektromagnetik, yang terdiri dari kontak utama dan kontak bantu,
yang terdiri dari dua macam posisi yaitu NO (normali open) dan NC
(normali close) dimana untuk pengoperasian anak-anak kontak tersebut,
kumparan magnet (coil) harus diberi tegangan, tegangan yang dipakai
untuk coil adalah tegangan searah atau bolak-balik. Kontaktor magnet
akan bekerja normal bila tegangan masukan coilnya mencapai 85 % dari
tegangan kerja, bila tegangan kerja turun maka kontaktor akan bergetar.
Kontaktor biasanya mempunyai 3 kontak utama dengan nomor
1,3,5 dan keluarannya 2,4,6 untuk sambungan kebeban, sedangkan kontak
bantunya diberi nomor 13 dan 14, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada
gambar 23.
A1

1

3

5

13

21

2

4

6

14

22

Coil

A2

(a)

29

(b)
Gambar 23. (a) Skema Koil dan Anak Kontak Kontaktor
(b) Gambar Konstruksi Kontaktor
(Soelaiman, 1984:261)

BAB III
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1. Prinsip Kerja
Pada pembuatan alat pengiris bawang ini menggunakan motor
kapasitor 1 fasa sebagai tenaga penggerak. Untuk mentranmisikan daya

30

mekanik motor ke mesin beban digunakan puli dan sabuk, sabuk yang
digunakan adalah sabuk V. Untuk pembuatan konstruksi (body) alat
menggunakan besi siku agar alat ini lebih kuat dan kokoh saat beroperasi.
Adapun prisip kerja alat ini adalah menggunakan sebuah sensor cahaya
yang berfungsi untuk menghidup dan matikan motor pengiris, motor pengiris
akan hidup pada saat bawang berdiameter antara 5 - 35 mm dimasukan dalam
corong penampung, bawang yang masuk ke dalam corong penampung
tersebut akan menghalangi cahaya lampu led menuju rangkaian penerima
(LDR), sehingga mengaktifkan relay yang menyebabkan koil pada kontaktor
mengunci dan mengakibatkan motor pengiris hidup dan bekerja, apabila
bawang yang berada di dalam corong penampung telah habis maka motor
akan mati secara otomatis, hal ini disebabkan karena sensor LDR telah
mendapat cahaya, karena tidak ada yang menghalangi cahaya menuju sensor
LDR. Bawang yang telah teriris setebal 1-2 mm akan langsung jatuh ke dalam
tempat penampung bawang irisan, dan dapat diolah menjadi bumbu masakan
atau dijadikan bawang goreng.
Selain secara otomatis alat pengiris bawang ini dapat juga dihidupkan
secara manual, yaitu menghubungkan langsung steker 2 dengan sumber
tegangan. Untuk keamanan (proteksi) alat ini dari bahaya hubung singkat
digunakan satu buah sekring yang dipasang pada panel kontrol.
3.2. Perencanaan Pemilihan Motor
Dalam pemilihan motor, maka perlu diketahui karakteristik dari mesin
beban, hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya gangguan pada motor pada
saat beroperasi.
3.2.1. Pemilihan Motor
Faktor yang harus diperiksa dalam pemilihan motor yang akan
digunakan, yaitu:
a. Karakteristik putaran motor
b. Macam tugas motor (tugas kontiniu, tugas waktu singkat)
c. Frekuensi pengasutan

31

d. Kecepatan atau putaran permenit
e. Daya yang dibutuhkan untuk menggerakan beban
f. Cara pengasutan (manual atau otomatis)
g. Cara kopling dari motor (kopling langsung, bergigi, atau sabuk)
(Soelaiman, 1984:113)
Berdasarkan pertimbangan diatas maka motor yang dipilih sebagai
penggerak piringan pengiris adalah jenis motor kapasitor 1 fasa, karena
karakteristik dari motor ini sesuai dengan karakteristik beban yang akan
digerakan.
3.2.2

Spesifikasi Motor
Untuk mengetahui lebih jelasnya spesifikasi motor yang digunakan

dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3. Spesifikasi Motor
Daya
Tegangan

125 Watt
220 Volt

Arus
Frekuensi

0,75A
50 Hz

Putaran beban penuh
Jumlah kutub
Cosφ

2850 Rpm
2
0,75

Nilai kapasitor start

5 µF

a. Arus Motor
Besarnya arus listrik yang dipakai oleh motor dapat dicari
dengan persamaan berikut:
I

=

P
V.Cosφ
=
125
220.0,75
= 0,75 A

b. Perhitungan Putaran
Putaran Sinkron (Ns) = 120 x Frekuensi

32

Jumlah kutub
= 120 x 50
2
= 6000
2
= 3000 Rpm
Jadi motor yang dipakai adalah motor yang memiliki putaran singkron
sebesar 3000 Rpm.
c. Slip
Besarnya slip yang terjadi pada motor tak serempak adalah 5 10% dari putaran sinkron, karena putaran sinkron (Ns) dan putaran
beban penuh (N) telah diketahui, maka besarnya slip yang terjadi saat
motor hidup (bekerja) adalah:
S = Ns – N x 100 (%)
Ns
= 3000 – 2850 x 100 (%)
3000
= 5%
Besarnya slip yang terjadi pada motor sebesar 5%
d. Putaran Perdetik
Putaran rotor per detik dapat dicari dengan persamaan berikut:
v = Rpm
detik
= 2850
60
= 47,5 Rps

e. Daya Mekanik
Karena beban yang digunakan adalah beban geser dengan
koefisien geser 0,06 dan putaran beban penuh 2850 Rpm, maka daya
mekanik yang dibutuhkan untuk memutar piringan pengiris, dengan
berat beban 2 kg adalah:
Pm = 9.8. µ .w .v. 10ˉ³. 100
η
= 9,8 x 0,06 x 2 x 47,5x 10ˉ³ x 100

33

85
= 5,59
85
= 0,066 kW
= 66 watt
f. Daya Motor Yang Dibutuhkan
Daya mekanik sebesar 66 watt, harus dikali dengan faktor
koreksi sebesar 1,35. Hal ini dilakukan untuk mengantisipasi agar
motor tidak cepat rusak apabila motor bekerja melebihi nilai
kemampuannya.
P = Pm . 1,35
= 66 x 1,35
= 89 watt
Jadi besarnya daya motor yang digunakan untuk pembuatan
alat pengiris bawang ini adalah sebesar 89 watt.
g.

Diameter Puli Mesin Beban
Untuk mencari diameter puli yang dipakai
beban dapat

pada

mesin

dicari dengan persamaan berikut:

`D2 = D1 x N1
` N2
`= 4 x 2850
750
`= 4 x 3,8
`= 15,2 cm.
Dipakai puli mesin beban dengan diameter 16 cm

h. Persamaan Yang Terkait Dengan Penyearah Gelombang Penuh
Dua Dioda.
1). Tegangan Maksimum
Besarnya tegangan maksimum penyearah gelombang
penuh dua dioda dapat dicari dengan persamaan berikut:
Vm = Veff. √2
= 12. √2

34

= 17 volt
2). Tegangan Searah
Tegangan searah (Vdc) keluaran dari penyearah delombang
penuh dua dioda dapat dicari dengan persamaan berikut:
Vdc = 2. Vm
π
= 0,636 Vm
Vdc = 0,636. Vm
= 0,636. 17
= 10,8 volt
3). Tegangan Efektif
Setelah menggunakan penapis kapasitor tegangan efektif
dapat dicari dengan persamaan berikut
Veff = Vm
√2
= 0,707 Vm
Veff = 0,707. 17 volt
= 12 volt

3.3. Pembuatan Konstruksi Alat
1. Tiang Penyangga
Tiang penyangga terbuat dari besi siku yang berfungsi sebagai
kedudukan dari corong penampung bawang masuk, konstruksi body
pengiris (bagian-bagian pengiris), motor penggerak, panel kontrol dan
tempat penampung bawang irisan, adapun konstruksi tiang penyangga
yang dirancang seperti gambar lampiran 2.

35

2. Corong Penampung Bawang Masuk
Corong penampung bawang masuk ini terbuat dari besi seng
dengan ketebalan 1,5 mm, konstruksinya berbentuk prisma yang
mempunyai ukuran alas atas 35 cm x 35 cm, tinggi bak 24 cm, alas bawah
berukuran 8 cmx 5 cm, adapun konstruksi corong penampung

yang

dirancang seperti gambar lampiran 5.
3. Konstruksi Body Pengiris
Konstruksi body pengiris bawang terbuat dari besi padu, ukuran
dan bentuk dari body pengiris dapat dilihat pada gambar lampiran 3.
4. Piringan Pengiris
Piringan pengiris terbuat dari besi padu yang memiliki ketebalan
5 mm, piringan pengiris tersebut memiliki dua buah lobang berbentuk
persegi panjang yang dipasangi dua buah pisau, pisau pengiris terbuat dari
baja tahan karat (stainlesstel), diameter dari piringan pengiris ini adalah 14
cm, panjang lobang 5 cm, lebar 2 cm, untuk lebih jelasnya dapat dilihat
pada gambar lampiran 3.
5. Tempat Penampung Bawang Irisan
Bawang yang telah teriris akan langsung jatuh kedalam tempat
penampung bawang irisan, bak ini terbuat dari plastik, adapun bentuk
konstruksinya dapat dilihat pada gambar lampiran 5.
6. Kopelan Motor Dengan Beban.
Kopelan motor dengan beban bertujuan untuk menstransmisikan
daya mekanik putaran motor menuju mesin beban (piringan pengiris),
penstransmisian dilakukan dengan menggunakan puli dan sabuk V yang
terbuat dari karet, ukuran puli dan sabuk dapat dilihat pada gambar
lampiran 3.

36

7. Panel Kontrol.
Panel

kontrol

merupakan

tempat

pemasangan

komponen-

komponen elektronika yang berfungsi untuk pengontrolan motor, pada
panel ini juga dipasang alat pengaman hubung singkat (sekring), satu buah
saklar magnet dan dilengkapi tombol on/off. Konstruksi panel kontrol ini
terbuat dari besi plat dengan ketebalan 1 mm dengan ukuran panjang 11
cm, lebar 7 cm, dan tinggi 16 cm, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada
gambar lampiran 4.
3.4. Perancangan Komponen Rangkaian kontrol
1. Tata Letak Komponen
Untuk mengtahui lebih jelasnya tata letak komponen rangkaian
kontrol dapat dilihat pada gambar 24.
220 VAC

Trafo
12V 1A
220
VAC

D1

D3

R1

CT

L2

R3

Kontaktor

Q1

P
R2

D2
C

C

R4

Relai12 VDC
M
1

L1
Q2
LDR

Gambar 24. Tata Letak Komponen Rangkaian Kontrol
2. Spesifikasi Komponen Rangkaian Kontrol
Untuk mengetahui lebih jelasnya spesifikasi komponen rangkaian
kontrol dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4 Spesifikasi Komponen Rangkaian Kontrol
No

Nama Komponen

Tipe

Satuan

37

1

Papan PCB

PCB polos

1 lembar

2

Transformator

CT 12 VAC/1A

1 buah

3

Relay

12 VDC / 10 A

1 buah

4

Kontaktor

220 VAC / 10 A

1 buah

5

Transistor

BC 108

2 buah

6

LDR

ORP 12

1 buah

7

Dioda

IN 4001

3 buah

8

Kapasitor elektrolit

1000µF/ 16V

1 buah

9

Resistor

R1 = 56 KΩ

1 buah

R2,3,4 = 2,2 KΩ

1 buah

10

Trimpot

50 KΩ

1 buah

11

Lampu

3 VDC

3 buah

12

Fuse

1A

1 buah

13

Saklar on-off

220 VAC

1 buah

3. Prinsip Kerja Rangkaian Kontrol
Tegangan masuk dari PLN sebesar 220 Volt diturunkan menjadi 12
Volt oleh trafo step down, kemudian tegangan bolak-balik (AC)
disearahkan oleh penyearah gelombang penuh dengan menggunakan dua
dioda, tegangan searah (DC) yang dihasilkan ditapis atau diperhalus
dengan menggunakan kapasitor sehingga menghasilkan tegangan DC
murni.
Bila tegangan sumber 12 VDC dimasukan, maka arus akan
mengalir ke R1, kemudian mengalir ke trimpot (P), dari trimpot arus akan
menuju R2 dan mengatur arus yang melalui LDR dan transistor Q1.
Apabila sensor LDR disinari cahaya lampu led, maka tahanan LDR
akan menjadi kecil (lebih kecil dari tahanan R2) sehingga arus dilewatkan
saja ke netral, mengakibatkan transistor Q1 dan Q2 tidak aktif.
Apabila sensor LDR tidak disinari cahaya lampu led, maka
tahanan LDR akan menjadi besar (lebih besar dari tahanan R2) sehingga
mengaktifkan transistor Q1 dan Q2. Karena arus dilewatkan pada R2,

38

mengakibatkan relay aktif begitu juga dengan kontaktor yang selanjutnya
menghidupkan motor.
Rangkaian ini adalah rangkaian yang bekerja dengan sistem
pencahayaan yang dihasilkan oleh lampu led 3 VDC. Q1 dan Q2
merupakan transistor yang bekerja sebagai saklar, LDR merupakan sensor
yang dipakai untuk mengaktifkan Q1 dan Q2.
Pada rangkaian sensor alat pengiris bawang merah ini LDR tidak
mendapatkan cahaya lampu apabila bawang dimasukan ke dalam corong
penampung sehingga menutupi sensor LDR dan menyebabkan rangkaian
aktif, selanjutnya mengaktifkan kontaktor yang kemudian menyebabkan
motor bekerja. Apabila bawang telah kosong di dalam corong penampung
maka sensor LDR akan disinari cahaya lampu sehingga menyebabkan
rangkaian mati dan menyebabkan motor berhenti bekerja.
4. Karakteristik Komponen Rangkaian Kontrol:
a. Trafo
Trafo yang digunakan adalah jenis trafo step down (trafo
penurun tegangan), tegangan AC diturunkan dari 220 volt menjadi
tegangan sebesar 12 Volt.
b. Dioda
Input = 12 VAC, 1A
Arus star = 7 x 1 = 7 A
Untuk itu digunakan dioda yang mempunyai kapasitas arus
yang melebihi arus start, hal ini bertujuan agar dioda tidak rusak pada
saat start awal, maka digunakanlah dioda jenis IN4001 yang
mempunyai kemampuan arus maksimum 50 amper. Dioda yang
digunakan adalah jenis silicon disebabkan dari segi kelistrikan
memiliki keuntungan menghantar setelah 0,7 volt dengan baik,
sehingga dioda awet dan tidak cepat rusak.
c. Kapasitor

39

Vin = 12 VAC
Vmax = 17 Volt
Vdc = 10,8 Volt
Idc =

2 I max 2.1
π = 3.14 =0,636 Amper
Biasanya untuk catu daya riak yang diperbolehkan adalah 10%

dari tegangan masukan, jadi 10% dari 10,8 = 1,08 Volt.

Vrip=

I dc
fC

0,636
=648,14 μF
(100)(1,08)
C=
Kapasitor yang digunakan 1000µF / 16Volt, jenis elektrolit.
d.

Resistor
R1 berfungsi untuk mencegah tegangan yang masuk ke trimpot
menjadi 0 bila trimpot berada pada posisi 0, harga R 1 dan R2 harus
lebih besar dari harga trimpot, karena harga trimpot 50 kΩ, maka R 1 =
56 kΩ.

R2 berfungsi untuk melindungi transistor terhadap arus yang

besar yang melalui basis.

V p−7
Ib
Rb =
2−0,7
= 0,001
= 1,3 kΩ
Tahanan basis yang digunakan adalah sebesar 2k2 Ω.

e.

Trimpot
Trimpot yang digunakan adalah sebesar 50 kΩ, pemilihan nilai
ini bertujuan untuk mengatur tegangan input yang masuk ke LDR,
sehingga dalam keadaan normal tegangan masuk tidak over atau under,
trimpot dapat diatur sesuai kebutuhan LDR.

40

f.. Transistor
Dari hasil pengukuran diketahui:
Ib = ImA, Ic = 80mA
β = β1.β2 karena transistor yang dipakai sama jenisnya maka,
β = 80.80
= 6.400 kali
Oleh sebab itu digunakan transistor tipe NPN dengan kode BC108.
g. LDR
LDR yang digunakan adalah LDR ORP12 selnya berupa
cadmium sulfida yang dilapisi damar bening, tahanannya saat terang
(disinari cahaya) sebesar 2 kΩ dan saat gelap sebesar 60 kΩ.
h. Relay
Tegangan beban yang digunakan pada rangkaian ini sebesar
12VDC, dan kemampuan arus kontak kontaktor yang akan digerakkan
relay adalah 10A maka digunakanlah relay DC 12V/10A.
i. Kontaktor
Kontaktor yang dipakai adalah kontaktor yang memiliki
tegangan sumber 220 VAC dengan kemampuan arus 10 A. Memiliki 3
buah tombol NO dan 1 buah tombol NC, kontaktor berfungsi sebagai
saklar elektromagnet untuk menghubung dan memutuskan sumber
tegangan yang masuk menuju motor kapasitor.

DAFTAR PUSTAKA
Fitzgeral, A. E., Charles Kingsley, Jr dan Stephen D. Umans. 1989. Mesin-Mesin
Listrik. terjemahan Djoko Achyanto. Jakarta: Erlangga.
Malvino, Albert Paul. 1994. Prisip-prinsip Elektronika. Jakarta: Erlangga.

41

Soelaiman, Ts. Mhd. dan Mabuchi Magarisawa. 1984. Mesin Tak Serempak
Dalam Praktek. Jakarta: Pradnya Paramita.
Sutanto. 1999. Rangkaian Elektronika (Analog). Bandung: Ghanecha
Wasito, S. 1979. Sirkuit Arus Searah. Jakarta: Karya Utama.
Zuhal. 1995. Dasar Tenaga Listrik dan Elektronika daya. Jakarta: PT. Pradniya
Paramitha.