TUGAS AKHIR - Pengaman motor listrik 3 Phasa dengan sensor suhu IC LM35 - USD Repository

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

TUGAS AKHIR

PENGAMAN MOTOR LISTRIK 3 PHASA DENGAN
SENSOR SUHU IC LM 35
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar SarjanaTeknik
Program Studi Teknik Elektro

Oleh:
PAULUS YULIANTORO
NIM: 085114008

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2013

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

FINAL PROJECT

ELECTRICAL SAFETY MOTOR 3 PHASE WITH
TEMPERATURE SENSOR IC LM35
Presented as Partial Fullfillment of Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program

PAULUS YULIANTORO
NIM: 085114008

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2013

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO
Jadikanlah Masalah Sebagai Sumber Pengembangan Diri

Dengan ini kupersembahkan karyaku ini untuk.....
Yesus Kristus Pembimbingku yang setia,
Kedua orangtuaku tercinta,
Nining, Anton, dan Ardi saudaraku tersayang,
Ancilla Ansherlya kekasih hatiku,
Teman-teman seperjuanganku,
Dan semua orang yang mengasihiku
Terima Kasih untuk semuanya.......

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

INTISARI
Pada saat ini motor listrik menjadi suatu alat yang sering digunakan dalam
proses produksi. Dalam dunia industri, pengoperasian motor listrik seringkali
mengalami kerusakan baik mekanik maupun elektrik. Resiko kerusakan paling
buruk yang dapat terjadi adalah ketika kumparan motor listrik tersebut terbakar.
Pengaman motor listrik dengan sensor suhu LM35 memeberikan solusi untuk
mencegah terbakarnya kumparan pada motor listrik.
Pada penelitian ini, pengaman motor listrik mendeteksi sedini mungkin
panas yang dialami oleh bahan isolator kumparan motor menggunakan rangkaian
terpadu atau Integrated Circuit (IC) LM35. Batasan suhu yang terdapat pada
motor dapat diatur melalui keypad. Jika suhu pada motor melebihi suhu
pengaturan dari keypad maka motor akan mati.
Pengaman motor listrik dengan sensor suhu LM35 dapat berfungsi dengan
baik. Alat mampu mematikan motor ketika suhu pada lilitan kumparan motor
melebihi suhu yang diatur oleh user. Tingkat keberhasilan alat dalam memutus
sumber tegangan ketika suhu melebihi suhu pengaturan mencapai 92,1%.

Kata kunci: Pengaman motor listrik, 3 phasa, LM35.

viii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ABSTRACT
At this time the electric motor becomes a tool that is often used in the
production process. In the industrial world, the operation of the electric motor
often have both mechanical and electrical damage. Risk of damage to the worst
that can happen is when the electric motor coil burning. Safety electric motor with
LM35 temperature sensor creates realistic solutions to prevent burning of the coil
on an electric motor.
In this study, the safety of electric motors to detect as early as possible the
heat experienced by the motor coil insulation materials using an integrated circuit
or integrated circuit (IC) LM35. Restrictions contained in the motor temperature
can be set via the keypad. If the temperature of the motor temperature exceeds the
setting of the keypad then the motor will die.
Safety electric motor with LM35 temperature sensor to function properly.
The tool able to turn of the electric motor when the temperatur on electric motor

coil winding temperature exceeds the temperature set by user. The success rate of
voltage source tool in deciding when the temperature exceeds the setting
temperature reaches 92,1%.
Keywords: Safety of electric motors, 3 phase, LM35.

ix

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah
memberikan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan
baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., dosen pembimbing yang dengan penuh
pengertian dan ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi
dalam penulisan skripsi ini.
4. Martanto, S.T., M.T., Ir. Tjendro, M.Kom., dosen penguji yang telah memberikan

masukan, bimbingan, saran dalam merevisi skripsi ini.
5. Kedua orang tua dan kakak-kakak saya, atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih
sayang yang tiada henti.
6. Ancilla Ansherlya D.U. atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang yang
tiada henti.
7. Staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa.
8. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2008 Teknik Elektro dan semua kawan yang
mendukung saya dalam mendukung dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang
telah diberikan dalam penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih mengalami
kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan,
kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Semoga skripsi ini
dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.
Penulis

Paulus Yuliantoro

x

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................. v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP............................. vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...................................... vii
INTISARI .................................................................................................................... viii
ABSTRACT ................................................................................................................ ix
KATA PENGANTAR ............................................................................................. x
DAFTAR ISI .............................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1.

Latar Belakang.................................................................................................. 1

1.2.

Tujuan dan Manfaat Penelitian ......................................................................... 1

1.3.

Batasan Masalah ............................................................................................... 2

1.4.

Metodologi Penelitian ...................................................................................... 2

BAB II DASAR TEORI
2.1.

Motor induksi ................................................................................................... 4
2.1.1. Konstruksi Motor 3 Phasa ...................................................................... 4
2.1.2. Rugi Panas Internal Motor Listrik .......................................................... 5

2.1.3. Gangguan Panas Eksternal Motor Listrik ............................................... 5
2.1.4. Kelas Isolasi dan Batas Kenaikan Suhu Pada Kumparan ....................... 6

2.2.

Sensor Suhu ...................................................................................................... 7
xi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

2.3

Optoisolator ...................................................................................................... 7

2.4.

Mikrokontroler ATmega8535........................................................................... 8
2.4.1. Konstruksi ATmega8535 ........................................................................ 9
2.4.1.1. Memori Flash ............................................................................ 9
2.4.1.2. Memori Data .............................................................................. 9

2.4.1.3. Memori EEPROM ..................................................................... 9
2.4.2. Reset dan Osilator Eksternal ................................................................... 12
2.4.3. ADC (Analog to Digital Converter) ....................................................... 13
2.4.3.1. Mode Operasi ............................................................................ 14
2.4.3.1.1. Mode Konversi Tunggal ............................................ 14
2.4.3.1.2. Mode Konversi Free Running ................................... 15
2.4.3.2. Register Pengendali ADC .......................................................... 15
2.4.3.2.1. ADC Multiplexer Selection Register-ADMUX ......... 15
2.4.3.2.2. ADC Control and Status Register A-ADCSRA ........ 16
2.4.3.2.3. The ADC Data Register-ADCL and ADCH ............. 18

2.5.

Keypad .............................................................................................................. 18

2.6.

LCD ................................................................................................................... 19

2.7.

Komparator ....................................................................................................... 20

2.8.

LM324 .............................................................................................................. 21

2.9.

Catu Daya........................................................................................................... 21

BAB III PERANCANGAN
3.1.

Arsitektur Sisitem ................................................................ …………………. 23

3.2.

Perancangan Perangkat Keras ............................................. …………………. 24
3.2.1. Rangkaian Sensor Suhu ........................................... …………………. 24
3.2.2. Perancangan Input-Output Mikrokontroler ATmega8535……………. 25
3.2.3. Rangkaian Komparator............................................... …………………. 26
3.2.4. Rangkaian LCD ......................................................... …………………. 28
3.2.5. Keypad ...................................................................... …………………. 28
3.2.6. Rangkaian Catu Daya ................................................. …………………. 29
3.2.7. Rangkaian SSR .......................................................... …………………. 31

3.3.

Perancangan Perangkat Lunak.......................................................................... 32

xii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.

Hasil Implementasi Alat ................................................................................... 34
4.1.1. Hasil Konstruksi Alat ........................................................................... 34
4.1.2. Spesifikasi Motor.................................................................................. 35
4.1.3. Pemasangan Sensor .............................................................................. 35

4.2.

Pengujian Keberhasilan .................................................................................... 36
4.2.1. Pengujian Tanpa Beban ........................................................................ 36
4.2.2. Pengujian dengan Beban ...................................................................... 39
4.2.3. Pengujian Pada Pengaturan Suhu 30°C ................................................ 42
4.2.4. Pengujian Pada Pengaturan Suhu 35°C ................................................ 44
4.2.5. Pengujian Pada Pengaturan Suhu 40°C ................................................ 46
4.2.6. Pengujian Pada Pengaturan Suhu 45°C ................................................ 48

4.3.

Analisa Pengujian Beban .................................................................................. 50

4.4.

Pengujian Rangkaian Catu Daya ...................................................................... 51

4.5.

Pengujian Sensor LM35 ................................................................................... 51

4.6.

Pengujian Rangkaian SSR ................................................................................ 52

4.7.

Pengujian Rangkaian Komparator .................................................................... 54

4.8.

Pembahasan Software ....................................................................................... 55
4.8.1. Program Utama ..................................................................................... 55
4.8.2. Program Keypad ................................................................................... 57
4.8.3. Program Pengaturan ADC .................................................................... 58
4.8.4. Program Pemutus.................................................................................. 59

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.

Kesimpulan ....................................................................................................... 61

5.2.

Saran ................................................................................................................. 61

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 62
LAMPIRAN ............................................................................................................... 63

xiii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1.

Blok Model Perancangan ........................................................................ 3

Gambar 2.1.

Motor Induksi .......................................................................................... 4

Gambar 2.2.

Stator ....................................................................................................... 4

Gambar 2.3.

Rotor ........................................................................................................ 5

Gambar 2.4.

Simbol Optoisolator ................................................................................ 8

Gambar 2.5.

Konfigurasi Pin ATmega8535 ................................................................ 10

Gambar 2.6

Rangkaian Reset ...................................................................................... 13

Gambar 2.7.

Keypad ..................................................................................................... 19

Gambar 2.8.

Op-amp Komparator dan Karakteristik ................................................... 20

Gambar 2.9.

Grafik Vout dan Vin yang Sudah Dibandingkan Dengan Vref.......................

20

Gambar 2.10. Konfigurasi IC LM324 ............................................................................ 21
Gambar 2.11. Rangkaian Catu Daya .............................................................................. 22
Gambar 3.1.

Diagram Blok Rancangan ....................................................................... 24

Gambar 3.2.

Rangkaian Sensor .................................................................................... 24

Gambar 3.3.

Rangkaian Mikrokontroler ...................................................................... 25

Gambar 3.4.

Rancangan Komparator ........................................................................... 26

Gambar 3.5.

Rangkaian Pembagi Tegangan ................................................................ 27

Gambar 3.6.

Rangkaian LCD ....................................................................................... 28

Gambar 3.7.

Keypad ..................................................................................................... 28

Gambar 3.8.

Rangkaian Catu Daya 5 Volt dan 12 Volt ............................................... 29

Gambar 3.9.

Rangkaian SSR........................................................................................ 32

Gambar 3.10. Alur Program ........................................................................................... 33
Gambar 4.1.

Konstruksi Alat ....................................................................................... 34

Gambar 4.2.

Motor ....................................................................................................... 35

Gambar 4.3.

Pemasangan Sensor ................................................................................. 36

Gambar 4.4.

Grafik Vo Sensor Terhadap Waktu ......................................................... 38

Gambar 4.5.

Grafik Suhu Yang Ditampilkan Pada LCD Terhadap Waktu ................. 39

Gambar 4.6.

Grafik Vo Sensor Terhadap Waktu ......................................................... 41

xiv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.7.

Grafik Suhu Yang Ditampilkan Pada LCD Terhadap Waktu ................. 41

Gambar 4.8.

Pengujian Sensor ..................................................................................... 51

Gambar 4.9.

Program Utama ....................................................................................... 55

Gambar 4.10. Tampilan Awal ........................................................................................ 56
Gambar 4.11. Tampilan Saat Data Dimasukkan Sebesar 33 ......................................... 56
Gambar 4.12. Tampilan Jika Data Masukkan Dari Keypad Benar ................................ 56
Gambar 4.13. Tampilan Saat Data Dimasukkan Sebesar 27 ......................................... 57
Gambar 4.14. Tampilan Jika Data Masukkan Dari Keypad Salah ................................. 57
Gambar 4.15. Program Keypad ...................................................................................... 58
Gambar 4.16. Program Pengaturan ADC ....................................................................... 59
Gambar 4.17. Program Pemutus .................................................................................... 60

xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Daftar Tabel
Halaman
Tabel 2.1.KarakteristikOptoisolatorTipeMOC302x Dan MOC 304x ............................. 8
Tabel 2.2.Fungsi Khusus PortB ...................................................................................... 11
Tabel 2.3.Fungsi Khusus PortC ...................................................................................... 11
Tabel 2.4.Fungsi Khusus PortD ...................................................................................... 12
Tabel 2.5.Prescaler Timer/Counter0 ............................................................................... 13
Tabel 2.6.RegisterADMUX............................................................................................. 15
Tabel 2.7.PemilihanTeganganReferensi .......................................................................... 15
Tabel 2.8.PemilihPin Input ADC .................................................................................... 16
Tabel 2.9.Register ADCSRA .......................................................................................... 16
Tabel 2.10.ADCPrescaler ............................................................................................... 17
Tabel 2.11.RegisterData ADC, ADLAR=0 ..................................................................... 18
Tabel 2.12.RegisterData ADC, ADLAR=1 ..................................................................... 18
Tabel 2.13.Pin LCD ........................................................................................................ 19
Tabel 3.1.KeluaranKeypad Yang DiterjemahkanOlehMikrokontroler ........................... 29
Tabel 4.1.HasilPengujianTanpaBeban ............................................................................ 37
Tabel 4.2.HasilPengujianDenganBeban .......................................................................... 40
Tabel 4.3.Pengujian Pada Pengaturan Suhu 30°C ........................................................... 42
Tabel 4.4.TabelKenaikanSuhuPadaPengujianPengaturanSuhu30°C .............................. 43
Tabel 4.5.Pengujian Pada Pengaturan Suhu 35°C ........................................................... 44
Tabel 4.6.TabelKenaikanSuhuPadaPengujianPengaturanSuhu35°C .............................. 45
Tabel 4.7.Pengujian Pada Pengaturan Suhu 40°C ........................................................... 46
Tabel 4.8.TabelKenaikanSuhuPadaPengujianPengaturanSuhu40°C .............................. 47
Tabel 4.9.Pengujian Pada Pengaturan Suhu 45°C ........................................................... 48
Tabel 4.10.TabelKenaikanSuhuPadaPengujianPengaturanSuhu45°C ............................ 49
Tabel 4.11.Persentase Keberhasilan Untuk Tiap Pengaturan Suhu ................................ 50
Tabel 4.12.TeganganKeluaranCatuDaya ......................................................................... 51
Tabel 4.13.PengukuranTeganganOutput Sensor LM35 .................................................. 52
Tabel 4.14.HasilPerhitunganSuhu Sensor LM35 ............................................................ 53
Tabel 4.15.Pengujian Rangkaian SSR ............................................................................. 54
Tabel 4.16.HasilPengujianRangkaianKomparator .......................................................... 54
Tabel 4.17.Perbandingan Program Utama Dengan Pengukuran Pin Yang Digunakan .. 57

xvi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR LAMPIRAN
L.1.

Program ................................................................................................................. L1

L.2.

Rangkaian Keseluruhan ........................................................................................ L9

L.3.

Datasheet LM35 .................................................................................................... L10

xvii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada saat ini motor listrik menjadi suatu alat yang sering digunakan dalam
proses produksi. Dalam dunia industri, pengoperasian motor listrik seringkali
mengalami kerusakan baik mekanik maupun elektrik. Resiko kerusakan paling
buruk yang dapat terjadi adalah ketika kumparan motor listrik tersebut terbakar.
Meskipun telah dilakukan perawatan motor listrik secara berkala, tetapi hal
tersebut belum bisa menjamin tidak terbakarnya kumparan pada motor listrik[1].
Akibat dari kerusakan tersebut menyebabkan terhambatnya pengoperasian pada
peralatan lainnya dan menimbulkan biaya tambahan untuk perbaikan motor listrik.
Motor listrik telah dilengkapi oleh sistem pengamanan yang standar menurut
Peraturan Umum Instalasi Listrik (PUIL) 1977 yaitu, pengamanan termis atau
magnetis[1]. Meskipun demikian, adakalanya kumparan pada motor listrik
tersebut tetap terbakar, karena penggunaannya yang berkesinambungan. Untuk
mencegah terbakarnya kumparan pada motor listrik tersebut, alangkah baiknya
jika pada motor listrik ditambahkan pengaman lain untuk mendeteksi sedini
mungkin panas yang dialami oleh bahan isolator kumparan motor. Pengaman ini
adalah pengaman beban lebih internal. Pengaman internal ini dipasang berdekatan
dengan masing-masing phasa isolator kumparan stator motor listrik. Pendeteksian
ini bisa menggunakan suatu sensor suhu rangkaian terpadu atau Integrated Circuit
(IC).

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan penambahan pengaman pada
motor listrik dengan sensor suhu IC LM 35. Suhu yang didapat digunakan untuk
mendeteksi panas yang dialami oleh isolator pada kumparan, sehingga kumparan
pada motor listrik tidak terbakar.

1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2

Manfaat dari penelitian ini adalah untuk meminimalisasi terjadinya
kerusakan atau terbakarnya kumparan motor akibat adanya peningkatan suhu yang
disebabkan gangguan eksternal maupun internal motor listrik.

1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
a. Motor listrik yang digunakan adalah motor listrik 3 phasa konfigurasi Y
(hubung bintang).
b. Menggunakan 3 IC LM35 sebagai sensor suhu perphasa.
c. Pendeteksian dilakukan pada masing-masing phasa.
d. Menggunakan keypad sebagai masukan suhu referensi.
e. Menggunakan mikrokontroler ATmega 8535 sebagai pengolah data dari
sensor suhu dan menampilkan suhu terukur pada LCD (Liquid Crystal
Display).
f. Sistem pengendali motor listrik menggunakan perantara SSR (solid state
relay) sebagai saklar pemutus pengendali motor listrik.

1.4. Metodelogi Penelitian
Penulisan skripsi ini menggunakan metode :
a. Pengumpulan bahan-bahan referensi berupa buku-buku dan jurnal-jurnal.
b. Perancangan subsistem

hardware. Tahap ini bertujuan untuk mencari

bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan
mempertimbangan dari berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan
yang telah ditentukan. Gambar 1.1 memperlihatkan blok model yang akan
dirancang.
c. Pembuatan subsistem hardware. Berdasarkan gambar 1.1, rangkaian akan
bekerja jika suhu pada isolasi kumparan motor listrik melebihi batas yang
telah ditentukan. Suhu pada isolasi kumparan motor listrik digunakan
sebagai input pada sensor suhu LM 35.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3

Keypad
Mikrokontroler
ATmega 8535

LCD

Komparator

Sensor Suhu
LM 35

SSR

Motor 3 phasa

Gambar 1.1. Blok Model Perancangan
g. Proses pengambilan data. Teknik pengambilan data dilakukan dengan cara
mendeteksi suhu pada isolasi kumparan yang diubah ke tegangan dan
dikirim ke IC ATmega 8535. Pengujian alat dilakukan pada suhu rendah
yaitu mulai dari suhu 30° C, 35° C, 40° C, dan 45° C.
d. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan. Analisa data dilakukuan dengan
mendeteksi kenaikan suhu dan mengecek sistem keamanan motor.
Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan menghitung
percentage error yang terjadi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II
DASAR TEORI
2.1. Motor Induksi
Motor listrik arus bolak-balik berdasarkan prinsip pengoperasian terdapat
dua jenis yaitu motor asinkron (induksi) atau motor sinkron. Motor induksi adalah
jenis motor dimana tidak ada tegangan eksternal yang diberikan pada rotornya,
tetapi arus pada stator menginduksikan tegangan pada celah udara dan pada lilitan
rotor untuk menghasilkan arus rotor dan medan magnet. Medan magnet stator dan
rotor kemudian berinteraksi dan menyebabkan rotor motor berputar[1].

Gambar 2.1. Motor Induksi

2.1.1. Konstruksi Motor 3 Phasa
Konstruksi motor 3 Phasa terbagi menjadi 2 bagian, yaitu:


Stator
Stator adalah bagian dari mesin yang tidak berputar dan terletak pada
bagian luar.

Gambar 2.2. Stator

4

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5



Rotor.
Rotor adalah bagian dari mesin yang berputar dan terletak pada bagian
dalam.

Gambar 2.3. Rotor

2.1.2. Rugi Panas Internal Motor Listrik
Pada

dasarnya

setiap

motor

listrik

yang

beroperasi

cenderung

mengeluarkan panas. Panas ini timbul oleh karena adanya kerugian-kerugian daya
yang dihasilkan motor listrik. Kerugian ini antara lain [1]:
a. Rugi-rugi inti yaitu energi yang diperlukan untuk memagnetisasikan beban
inti (histerisis) dan kerugian-kerugian karena timbulnya arus listrik yang kecil
yang mengalir pada inti.
b. Rugi-rugi tembaga yaitu rugi-rugi pemanasan pada lilitan stator karena arus
listrik mengalir melalui penghantar kumparan dengan tahanan.
c. Kerugian beban liar yaitu akibat dari fluks bocor yang diinduksikan oleh arus
beban bervariasi sebagai kuadrat arus beban.
d. Kerugian angin dan gesekan, kerugian ini diakibat oleh gesekan angin dan
bantalan terhadap putaran motor.

2.1.3. Gangguan Panas Eksternal Motor Listrik
Motor listrik sering difungsikan sebagai sumber tenaga mekanik untuk
penggerak, sehingga dalam pengoperasiannya perlu dilindungi terhadap
gangguan-gangguan eksternal yang dapat menimbulkan panas pada motor listrik
saat beroperasi. Karena panas yang terindikasi pada motor dapat menyebabkan
kumparan pada motor listrik tersebut terbakar.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6

Gangguan-gangguan eksternal itu antara lain [1]:
1. Gangguan mekanik, meliputi:
a. Bantalan (bearing) yang sudah aus.
b. Salah satu tegangan fasa terbuka akibat kontaktor yang rusak.
c. Kumparan stator yang terhubung singkat.
2. Gangguan fisik sekeliling, meliputi:
a. Terjadi kerusakan akibat terbentur sesuatu sehingga terjadi perubahan fisik
pada motor listrik.
b. Suhu ruangan di tempat motor listrik tersebut dioperasikan.
c. Pendinginan (kipas) motor yang tidak baik.
3. Gangguan dalam operasi dari sistem keseluruhan
a. Akibat pembebanan lebih.
b. Akibat pengasutan motor listrik.

2.1.4. Kelas Isolasi dan Batas Kenaikan Suhu Pada Kumparan
Bila arus listrik (I) mengalir dalam rangkaian dengan tahanan (R) selama t
detik, nilai kalorifik atau panas J (Joule) adalah [1]:
J= I² . R . t ( Joule ) ...……………………...…..……………….....…………...(2.1)
Oleh karena itu, bila motor listrik dijalankan, suhu motor akan naik
sebanding dengan waktu kerjanya sehingga jika motor beroperasi kenaikan
suhunya dapat diketahui dengan mengukur tahanan kumparan sebelum dan
sesudah dioperasikan selama beberapa jam dengan menggunakan persamaan [1]:
𝑅𝐶

𝑅𝐻

=

dengan:

1+𝛼(𝑡1)

...............................................................................................(2.2)
1+ 𝛼(𝑡2)

𝑅𝑐 = Tahanan kumparan sebelum dioperasikan (Ohm).

Rh = Tahanan kumparan sesudah dioperasikan (Ohm).

α = Koefisien temperatur tahanan dari tembaga (0,00428 Ohm/ Ohm/ °C).
t1 = Temperatur ruang awal (° C).
t2 = Temperatur setelah beroperasi (° C).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7

Saat motor listrik dalam kondisi mati, keadaan suhu kumparan motor sama
dengan suhu ruangan. Ketika motor listrik berjalan stabil, suhu kumparannya
sekitar 60°C[1]. Suhu maksimum kumparan motor listrik saat beroperasi adalah
95,2°C[2].

2.2. Sensor Suhu
LM 35 adalah sensor suhu yang terkemas dalam bentuk rangkaian terpadu
(Integrated Circuit). Tegangan keluaran dari sensor tersebut linier dengan
perubahan suhu. Sensor ini mempunyai koefisien sebesar 10 mV/°C yang berarti
bahwa setiap kenaikan suhu 1°C maka akan menyebabkan kenaikan tegangan
sebesar 10 mV[3].
LM 35 tidak memerlukan pengkalibrasian dari luar karena pada suhu 25°C
kesalahan pengukurannya lebih kurang 0,5°C. Sensor suhu ini mempunyai
jangkauan (range) pengukuran suhu yang cukup besar, yaitu dari suhu -55°C
sampai 150°C, serta tingkat ketelitian pengukuran cukup tinggi[3]. Setiap
perubahan suhu 1°C tegangan keluaran berubah sebesar 0,01 volt (10 mV). Sensor
ini bekerja pada tegangan sumber sebesar 4volt sampai 30volt dan arus pada
60µA. Impedansi output pada LM 35 kurang dari 1 Ω.

2.3. Optoisolator
Relay adalah komponen listrik yang dioperasikan sebagai saklar. Terdapat
banyak jenis relay, salah satunya adalah optoisolator. Optoisolator merupakan
komponen semikonduktor yang tersusun dari LED (light emitting diode)
inframerah dan sebuah photo triac yang digunakan sebagai pengendali triac.
Optoisolator digunakan sebagai antar muka (interface) antara rangkaian
pengendali dengan rangkaian daya (triac). Optoisolator juga digunakan sebagai
pengaman rangkaian kendali, karena antara LED inframerah dan photo triac tidak
terhubung secara elektrik. Dalam penggunannya, jika terjadi kerusakan pada
rangkaian daya (triac) maka rangkaian pengendali tidak ikut rusak[4].
Optoisoltor terdiri dari dua macam, yaitu optoisolator yang terintegrasi
dengan rangkaian zero crossing detector dan optoisolator yang tidak memiliki

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8

rangkaian zero crossing detector. Optoisolator yang terintegrasi dengan rangkaian
zero crossing detector biasanya menggunakan triac sebagai solid state relay
(SSR), sedangkan optoisolator yang tidak memiliki rangkaian zero crossing
detector biasanya menggunkan triac untuk mengendalikan tegangan[4]. Simbol
dari optoisolator ini terlihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4. Simbol Optoisolator[4]
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menggunakan optoisolator adalah
besarnya arus pada dioda infra merah untuk membuat photo triac terkunci (latch)
dan juga besarnya arus maksimum yang mampu dilewati photo triac untuk
mengalirkan arus gate pada triac daya.
Karakteristik optoisolator tipe MOC302x dan MOC 304x dalam mengisolasi
tegangan antara rangkaian kontrol dan rangkaian daya dapat dilihat pada tabel
2.1[4].

Tabel 2.1. Karakteristik Optoisolator Tipe MOC302x dan MOC 304x[4]

2.4. Mikrokontroler Atmega8535
Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor yang di dalamnya
sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, clock dan peralatan internal lainya yang

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9

sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik
pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai, sehingga pengguna
tinggal memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang
membuatnya[5].

2.4.1 Konstruksi ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori
flash, memori data dan memori EEPROM [5]. Ketiganya memiliki ruang sendiri
dan terpisah.

2.4.1.1 Memori Flash
ATmega8535 memiliki kapasitas memori flash sebesar 8 Kbyte yang
terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh, masing-masing alamat memiliki lebar data
16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot
dan bagian program aplikasi.

2.4.1.2. Memori Data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang
terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM.
ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang
dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau
ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT),
dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.

2.4.1.3. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah
dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat
diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM
Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Memori
EEPROM ini dapat diakses dengan cara seperti mengakses data eksternal,

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10

sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan
mengakses data dari SRAM.

Gambar 2.5. Konfigurasi pin ATmega8535 [5]
Konfigurasi pin ATmega8535 dapat dilihat pada Gambar 2.5. Dari
gambar dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai
berikut [5]:
a. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.
b. GND merupakan pin Ground.
c. Port A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
masukan ADC.
d. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin
fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.2.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11

Tabel 2.2. Fungsi Khusus Port B [5]
Pin

Fungsi Khusus

PB7

SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6

MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)

PB5

MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)

PB4

SS (SPI Slave Select Input)
AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

PB3

OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match
Output)

PB2
PB1
PB0

e.

AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
INT2 (External Interrupt 2 Input)
T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)
T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)
XCK (USART External Clock Input/Output)

Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi
khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Fungsi Khusus Port C [5]
Pin Fungsi khusus
PC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)
PC6 TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)
PC5 Input/Output
PC4 Input/Output
PC3 Input/Output
PC2 Input/Output
PC1 SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line)
PC0 SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12

f. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi
khusus, seperti yang terlihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4. Fungsi Khusus Port D [5]
Pin Fungsi khusus
PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)
PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match
Output)
PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match
Output)
PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)
PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input)
PD1 TXD (USART Output Pin)
PD0 RXD (USART Input Pin)

g. RESET merupakan pin yang digunakan untuk mengatur ulang atau
mengkondisikan mikrokontroler seperti pada awalnya.
h. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
i. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
j. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

2.4.2 Reset dan Osilator Eksternal
Chip akan reset jika tegangan catu nol atau pin RST dipaksa 0 [5]. Tombol
reset dapat ditambah dengan rangkaian reset seperti pada Gambar 2.6.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13

Gambar 2.6. Rangkaian reset [5]
Tabel 2.5. Prescaler Timer/Counter0 [5]

Tabel 2.5 menunjukkan tegangan dan frekuensi kerja pada mikroprosesor
Atmega. Tegangan kerja Atmega8535 dapat beroperasi pada 4,5 – 5,5V.
2.4.3 ADC (Analog to Digital Converter)
Sinyal input dari pin ADC akan dipilih oleh multiplexer (register
ADMUX) untuk diproses oleh ADC[5]. Karena converter ADC dalam chip hanya
satu buah sedangkan saluran masukannya (input) ada delapan, sehingga
dibutuhkan multiplexer untuk memilih input pin ADC secara bergantian. ADC
mempunyai rangkaian untuk mengambil sampel dan hold (menahan) tegangan
input ADC mempunyai catu daya yang terpisah yaitu pin AVCC-AGND. AVCC
tidak boleh berbeda ±0,3V dari Vcc.
Operasi ADC membutuhkan tegangan referensi VREF dan clock Fade
(register ADCSRA). Tegangan referensi eksternal pada pin AREF tidak boleh
melebihi AVCC. Tegangan referensi eksternal dapat di-decouple pada pin AREF

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14

dengan kapasitor untuk mengurangi derau. Atau dapat menggunakan tegangan
referensi internal sebesar 2,56V (pin Aref diberi kapasitor secara eksternal untuk
menstabilkan tegangan referensi internal). ADC mengonversi tegangan input
analog menjadi bilangan digital sebesar 10-bit. GND (0 volt) adalah nilai
minimum yang mewakili ADC dan nilai maksimum ADC diwakili oleh tegangan
pada pin AREF minus 1 LSB. Hasil konversi ADC disimpan dalam register
pasangan ADCH:ADCL.
Sinyal input ADC tidak boleh melebihi tegangan referensi. Nilai digital
input ADC untuk resolusi 10-bit (1024) adalah:
Kode digital = (Vinput/Vref) x1024………………………………….………..(2.3)
Untuk resolusi 8-bit (256) :
Kode digital = (Vinput/Vref) x256…………….…….………………………...(2.4)
Misalnya input suatu pin ADC dengan resolusi 8-bit adalah 2,5V dan tegangan
referensi yang digunakan Vref internal sebesar 2,56V sehingga kode digital-nya
adalah kode digital = (2500 mV/2560 mV) x256 = 250 = 0xFA. Akurasi ADC
dalam chip tidak sempurna, akurasinya ±2LSB sehingga kemungkinan kode yang
dihasilkan tidak tepat 0xFA bisa jadi 0xF8, 0xF9, 0xFB, atau 0xFC.

2.4.3.1

Mode Operasi

2.4.3.1.1 Mode Konversi Tunggal
Dalam mode ini konversi dilakukan untuk sekali pembacaan sampel
tegangan input. Jika ingin membaca lagi, maka harus disampel lagi, sehingga
dapat mengkonversi tegangan input untuk saat-saat yang kita butuhkan saja [5].
Mode tunggal dipilih dengan menghapus (clear) bit-ADFR dalam register
ADCSRA. Konversi tunggal memulai konversi ketika bit-ADSC di-set, dan bit
tersebut tetap sampai satu kali konversi selesai (complete), setelah (complete) itu
otomatis oleh CPU bit-ADSC akan clear. Ketika konversi sedang berlangsung
dan mengubah saluran (channel) input ADC, hal tersebut tidak akan diubah oleh
CPU hingga konversi ADC saluran tersebut selesai.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15

2.4.3.1.2 Mode Konversi Free Running
Dalam mode ini konversi dilakukan terus menerus secara kontinyu
(ADC membaca sampel tegangan input lalu dikonversi hasilnya masukan ke
register ADCH:ADCL) terus menerus [5]. Ketika membaca ADC selagi ADC
mengkonversi tegangan sedang berlangsung, yang terbaca adalah hasil ADC yang
terakhir yang dibaca oleh ADC.
Mode free running dipilih dengan mengatur (set) bit-ADFR dalam
register ADCSRA. Konversi pertama dalam mode ini dimulai dengan mengatur
(set) bit-ADSC. Dalam mode ADC bekerja secara independen (tidak bergantung)
dari flag interupsi ADC.

2.4.3.2

Register Pengendali ADC

2.4.3.2.1 ADC Multiplexer Selection Register – ADMUX
Tabel 2.6. Register ADMUX [5]

Tabel 2.6 menunjukkan register pada ADMUX dan Tabel 2.6
menunjukkan pemilihan tegangan referensi [5].
 Bit 7:6 – REFS1:0: Reference Selection Bits
Kedua bit ini bertugas memilih tegangan referensi yang digunakan.
Tabel 2.7. Pemilihan Tegangan Referensi [5]

Tabel 2.7 menujukkan pemilihan tegangan referensi pada ADC.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16

 Bit 5 – ADLAR: ADC Left Adjust Result
Bit ini berakibat pada format data hasil konversi dalam register ADCH: ADCL
(lihat register tersebut)
 Bit 3:0 – MUX3:0: Analog Channel Selection Bits
Bit-bit ini memilih saluran input untuk ADC, seperti terlihat pada Tabel 2.8.
Tabel 2.8. Pemilih Pin Input ADC [5]

2.4.3.2.2

ADC Control and Status Register A – ADCSRA
Tabel 2.9. Register ADCSRA [5]

Tabel 2.9 menunjukkan register pada ADCSRA [5].


Bit 7 – ADEN : ADC Enable
Bit pengaktif ADC (ADEN=0 disable / ADEN =1 enable).



Bit 6 – ADSC: ADC Start Conversion
Dalam mode konversi tungal pengaturan (set) bit ini, akan memulai(start)
konversi ADC untuk sekali konversi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17



Bit 5 – ADFR: ADC Free Running Select
Bit ini memilih mode operasi yang digunakan, ketika bit ini diatur (set) maka
ADC akan menggunakan Free running, dalam mode ini ADC disampel dan
diperbarui secara simultan/kontinyu. Ketika bit ini dikosongkan (clear), bit
akan mengakhiri mode free running dan masuk ke mode konversi tunggal
(single conversion).



Bit 4 – ADIF: ADC Interrupt Flag
Bit ini akan set secara otomatis ketika konversi ADC telah selesai(complete),
dan akan clear ketika eksekusi interupsi ADC conversion complete.



Bit 3 – ADIE: ADC Interrupt Enable
Bit ini bertugas untuk mengaktifkan interupsi ADC conversion complete
(ADIE=0 disable / ADIE=1 enable).



Bit 2:0 – ADPS2:0: ADC Prescaler Select Bits
Bit – bit ini menentukan faktor pembagi frekuensi CPU yang digunakan untuk
clock ADC, seperti yang terlihat pada Tabel 2.10.
Tabel 2.10. ADC Prescaler [5]

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18

2.4.3.2.3

The ADC Data Register – ADCL and ADCH
Tabel 2.11. Register Data ADC, ADLAR=0 [5]

Tabel 2.12. Register Data ADC, ADLAR=1 [5]

Tabel 2.11 menunjukkan register data ADC saat ADLAR=0 dan Tabel
2.12 menunjukkan register data ADC saat ADLAR=1 [5]. Ketika konversi selesai,
hasilnya dapat ditemukan pada register ADCH : ADCL. Ketika ADCL dibaca,
ADC tidak akan diperbarui sampai ADCH dibaca.

2.5 Keypad
Keypad Matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara matriks (baris x
kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input. Sebagai contoh,
Keypad Matriks 4×4 cukup menggunakan 8 pin untuk 16 tombol[6]. Hal tersebut
dimungkinkan karena rangkaian tombol disusun secara horizontal membentuk
baris dan secara vertikal membentuk kolom:
Proses pengecekkan dari tombol yang dirangkai secara matriks adalah
dengan teknik scanning, yaitu proses pengecekkan yang dilakukan dengan cara
memberikan umpan-data pada satu bagian dan mengecek feedback (umpan-balik)
pada bagian yang lain [6].

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19

Gambar 2.7. Keypad [6]

2.6 LCD
LCD (Liquid Crystal Display) merupakan alat penampil yang berguna untuk
memudahkan pengguna dalam pengamatan. Untuk mengakses LCD 2×16 kita
harus mengkonfigurasikan pin dari LCD dengan pin I/O mikrokontroler tersebut.
Konfigurasi dari pin-pin tersebut sebagai berikut[7]:
Tabel 2.13. Pin LCD [7]

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20

2.7 Komparator
Rangkaian dengan op-amp dapat digunakan sebagai pembanding tegangan
yang akan membandingkan tegangan masukan (Vin) dengan tegangan referensi
(Vref) [8]. Tegangan keluaran (Vo) tergantung besarnya Vin apakah lebih besar
daripada Vref atau lebih kecil dari Vref.

Gambar 2.8. Op-amp Komparator dan Karakteristik Vo [8]
Gambar 2.8. memperlihatkan jika tegangan masukan (Vin) lebih besar
daripada tegangan referensi (Vref), maka tegangan keluaran (Vout) adalah positif
jenuh tegangan V+ atau (+Vsat). Sebaliknya jika tegangan masukan (Vin) lebih
kecil daripada tegangan referensi (Vref) maka nilai tegangan keluaran (Vout)
adalah negatif jenuh tegangan V- atau (-Vsat). Jadi Vout mempunyai nilai yang
besarnya +Vsat dan –Vsat dan dapat pula bernilai 0V tergantung pemberian catu
pada kaki V+ dan V-. Gambar 2.9. menunjukkan grafik antara Vin, Vout, dan
Vref.

Gambar 2.9. Grafik Vout dan Vin Yang Sudah Dibandingkan Dengan
Vref [8]

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21

2.8 LM 324
IC LM324 merupakan sebuah IC komparator[9]. IC LM324 memiliki 4 buah
op-amp di dalamnya. Satu buah komparator terdiri dari 2 input, yaitu Vin (input
dari sensor) dan Vref (tegangan referensi). IC LM324 berfungsi untuk
membandingkan antara Vin dan Vref pada op-amp. Pada dasarnya, jika tegangan
Vin lebih besar dari Vref, maka Vo akan mengeluarkan logika 1 yang berarti
+Vsat atau setara dengan Vcc. Sebaliknya, jika tegangan Vin lebih kecil dari Vref,
maka output Vo akan mengeluarkan logika 0 yang berarti –Vsat atau 0 Volt.
Gambar 2.10. menunjukkan konfigurasi IC LM324.

Gambar 2.10. Konfigurasi IC LM324 [9]

2.9 Catu Daya
Catu daya atau power supply merupakan suatu rangkaian elektronik yang
mengubah arus listrik bolak-balik menjadi arus listrik searah. Secara prinsip
rangkaian catu daya terdiri atas transformator, dioda dan kapasitor. Rangkaian
catu daya dapat dilihat pada gambar 2.11.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22

U1
LM78xx/TO
5

4

8
TRANSFORMER

1

D1

220V
+ 2

C1

+5
VOUT

2

C2

3

4 -

VIN

GND

T2

1

1

DIODE BRIDGE

3

GND

Gambar 2.11. Rangkaian Catu Daya
Tegangan jala-jala 220 volt dari listrik PLN diturunkan oleh trafo atau
transformator penurun tegangan. Tegangan yang dihasilkan oleh trafo masih
berbentuk gelombang AC dan harus disearahkan dengan menggunakan penyearah.
Rangkaian penyearah yang digunakan memanfaatkan 4 buah dioda (penyearah
gelombang penuh) yang telah dirancang untuk bisa meloloskan kedua siklus
gelombang AC menjadi satu arah. Gelombang satu arah keluaran dari dioda
bridge masih memiliki riak (ripple) atau masih memiliki amplitude tegangan yang
tidak rata. Hal ini dikarenakan dioda bridge hanya menghilangkan siklus negative
dan menjadikannya siklus positif tetapi tidak merubah bentuk gelombang sama
sekali. Kapasitor dimanfaatkan untuk filter yang membuat gelombang keluaran
diode bridge menjadi rata. Harga kapasitansi kapasitor ditentukan dengan
persamaan[10]:
Vr(rms) =

𝑉𝑟(𝑃𝑃 )
2 3

=

𝐼𝐷𝐶

4∗𝑓∗𝐶∗ 3

.…………………………………………………..(2.5)

Vr(PP) = 𝑉𝑀 − 𝑉𝐷𝐶 𝑀𝐼𝑁 ………………………………………………………….(2.6)

Dengan IDC adalah arus maksimal penyearah (ampere), C adalah kapasitor yang
digunakan sebagai filter (Farad). VM adalah tegangan arus bolak balik, Vr(PP)
tegangan ripple puncak ke puncak dan Vr(rms) adalah tegangan ripple efektif. VDC
MIN adalah

tegangan minimal yang dibutuhkan oleh IC regulator.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1. Arsitektur Sistem
Sistem ini bekerja apabila suhu pada isolasi kumparan motor melebihi batas
suhu referensi yang diatur pada keypad. Sensor suhu IC LM 35 mengambil data
suhu panas pada isolator kumparan motor listrik, yang memberikan tegangan
keluar yang berbanding langsung dengan suhu dalam satuan Celcius (C), besarnya
keluaran tegangan ini adalah 10 mV/C. Cara kerja dari sensor ini adalah jika
sensor suhu ini mendeteksi panas, maka sensor akan mengkonversi panas tersebut
menjadi

tegangan.

Selanjutnya

tegangan

output

sensor

dikirimkan

ke

mikrokontroler.
Mikrokontroler mengubah tegangan analog dari sensor suhu ke digital
menggunakan ADC. Mikrokontroler juga berfungsi memproses data dari sensor
suhu dan membandingkan dengan suhu referensi yang dimasukkan melalui
keypad.
Komparator membandingkan data dari mikrokontroler berlogika high atau
low. Jika data dari mikrokontroler berlogika high maka tegangan keluaran
komparator sebesar 12V, namun jika data dari mikrokontroler bernilai low maka
tegangan keluaran komparator bernilai 0V. Tegangan keluaran dari komparator
akan disambungkan ke rangkaian SSR.
LCD berfungsi sebagai penampil suhu terukur pada motor dan untuk
menunjukkan bahwa alat sensor suhu tersebut telah bekerja sebagaimana
mestinya.
SSR berfungsi sebagai saklar penghubung antara alat sensor suhu dengan
rangkaian pengendali motor listrik. Cara kerjanya adalah jika suhu pada kumparan
telah melebihi suhu yang dimasukkan melalui keypad maka SSR akan beroperasi,
karena SSR ini dihubungkan dengan sistem pengendali motor maka motor dengan
sendirinya akan berhenti beroperasi. Gambar 3.1 menunjukkan diagram blok
perancangan alat.

23

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24

KEYPAD

ATmega
8535

LCD

SUMBER
3 PHASA

SSR

MOTOR
3 PHASA

LM35

KOMPARATOR

Gambar 3.1. Diagram Blok Rancangan

3.2 .