bab iii perancangan alat 3.1 perancangan 3.1.1...

Tegar Jembar Dwi k ,2013 Pengendalian Motor Tiga Fase Melalui Jaringan Internet Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB III

PERANCANGAN ALAT

3.1 Perancangan

Dalam pembuatan suatu alat atau produk perlu adanya sebuah rancangan yang

menjadi acuan dalam proses pembuatanya, sehingga kesalahan yang mungkin timbul dapat

ditekan dan dihindari.

3.1.1 Tujuan Perancangan

Tujuan dari perancangan alat ini adalah untuk mewujudkan gagasan dan

didasari oleh teori serta fungsi dari alat alat tentang motor listrik tiga fase, kontaktor,

fungsi relay rangkaian mikro, motor servo , webcam, program pada sebuah personal

komputer untuk menjalankan alat tersebut, dan adapun tujuan dari perancangan alat

tersebut adalah sebagai berikut :

1. Menentukan deskripsi kerja dari alat yang direncanakan

2. Menentukan komponen-komponen yang diperlukan

3. Sebagai pedoman dalam pembuatan alat

4. Mengatur tata letak komponen yang digunakan

5. Meminimalisir kesalahan dalam proses pembuatan

6. Alat yang dihasilkan sesuai dengan apa yang direncanakan

3.2 Deskripsi Model Miniatur

3.2.1 Spesifikasi Bahan Untuk Mebuat Miniatur Alat

Sebelum membuat sebuah miniatur alat, Spesifikasi bahan harus diperhatikan

untuk membuat alat tersebut dan bahan yang di perlukan adalah :


1. Proses pembuatan miniatur menggunakan bahan akrilik seperti yang telah

ditentukan.

2. Proses pengkawatan forward reverse pada kontaktor magnet .

3. Proses pengkawatan pada kontaktor forward reverse menuju motor listrik 3 phase

sehingga dapat mengubah arah putaran motor.

4. Membuat pengawatan pada rangkaian relay untuk mengontrol kontaktor.

5. Membuat rangkaian driver output sebagai saklar pemicu untuk mengeluarkan

tegangan 12 VDC dan mengontol relay.

6. Memprogram mikro kontrolel untuk menjalankan opto coupler dan menjalankan

motor servo.

7. Membuat program web agar bisa dikendalikan oleh personal komputer lain dan di

pantau melalu webcam.

3.2.2 Sistem Kerja Model Pengendali Motor Tiga Phase Melalui Internet.

Pada model miniatur ini di gunakan satu motor tiga phase yang dikendalikan

oleh kontaktor magnet secara forward reverse. Terdapat tiga indikator lamp sebagai

penunjuk motor berputar dalam keadaan forward, reverse dan standbye. Sebelumnya

Kontaktor di kendalikan oleh relay yang diberi pemicu oleh opto copler dengan

tegangan 12 VDC yang terhubung pada program mikrokontroler. Mikro kontrolel

yang telah di program oleh personal komputer berfungsi mengendalikan opto

coupler dan mengerakan motor servo yang terpasang dengan webcam sehingga

dapat diatur dan di pantau oleh personal komputer .

Secara keseluruhan realisasi sistem ditunjukan seperti gambar berikut ini.


Gambar 3.1 blok sistem pengendalian motor tiga phase melalui internet

Flow Chart Forward

START

PERINTAH FORWARD/MAJU

MOTOR BERPUTAR

MAJU

END

PERINTAH AWAL

TIDAK

YA

Personal Komputer

Mikrokontroler

Motor Forward/Reverse Kamera

Personal komputer

Internet


Flow Chart Reverse

START

PERINTAH REVERSE/MUNDUR

MOTOR BERPUTAR MUNDUR

END

PERINTAH AWAL

TIDAK

YA

Gambar 3.2 flow chart model

3.3 Perancangan dan Pembuatan Model Pengendalian Motor Tiga Phasa Melalui

Internet

3.3.1 Perancangan Model Miniature

Miniatur terbuat dari akrilik yang berfungsi sebagai dudukan kontaktor, relay,

rangkaian mikro dan pintu sebagai indikator lamp dan terminal blok, Akrilik terbuat

dari bahan plastik dan yang digunakan pada miniatur alat ini adalah akrilik 5 mm dan

pintunya 3 mm. Ukuran yang digunakan pada dudukan adalah untuk panjang 50 cm

dan lebar 32 cm, sementara untuk pintu dibuat 2 pintu yang pertama dengan panjang

32 cm lebar 30 cm dan yang kedua panjang 32 cm lebar 20 cm


3.3.2 Perancangan Pengawatan Forward Reverse Pada Kontaktor

Kontaktor magnet yang digunakan dengan merk schneider dengan spesifikasi

sebagai berikut :

Gambar 3.3 kontaktor schneider

Features and Specifications

Certifications: UL Listed (E164862 / NLDX) - CSA Certified (LR43364 3211 04) - IEC Rated (60647-4) - CE Marked -

RoHS Compliant

Contactor Type: Non-Reversing

Inductive Amperes (AC3): 9A

Resistive Amperes (AC1): 20A

Horsepower Rating (1-Phase): 0.5HP@115Vac - 1HP@230Vac

Horsepower Rating (3-Phase): 2HP@200/230Vac - 5HP@460Vac - 7.5HP@575Vac

Marketing Trade Name: TeSys

Maximum Voltage Rating: 600 Vac

Mounting Style: 35mm DIN Rail

Number of Poles: 3-Pole (3 NO)

Coil Voltage Code: M7

Coil Consumption Sealed: 7.5 VA

Coil Voltage: 220Vac@50/60Hz

Coil Consumption Inrush: 70 VA

Weight: 0.71 lbs (0.32 kg)

Power Wire Size: #10 to #18 AWG

Control Terminal Torque: 15 lb-in (1.7 Nm)

Power Terminal Torque: 15 lb-in (1.7 Nm)

Terminal Type: Screw Clamp


Control Wire Size: #10 to #18 AWG

Type: TeSys D

Digunakan dua kontaktor yang berfungsi sebagai penggerak pada motor tiga

phase yang dijalankan secara forward reverse . Ini adalah contoh contoh rangkaian

kontrol dan pengawatan forward reverse

Gambar 3.4 rangkaian kontrol forward reverse


Gambar rangkaian 3.5 rangkaian pengawatan forward reverse

Rangkaian forward reverse disini berfungsi untuk merubah arah putaran motor

yang asalnya memutar ke kanan menjadi memutar ke kiri dengan cara menukar phasa

input pada kontaktor satu R S T menjadi T S R pada kontaktor dua, bisa dilihat pada

gambar


Gambar 3.6 gambar rangkaian pengubah arah putaran motor

Dalam gambar 3.2 dijelaskan bahwa 2 kontaktor dalam rangkaian, yaitu K1

dan K2. Dalam gambar A ini K1 dalam posisi NC atau sedang dalam kondisi ON, dan

K2 dalam posisi Off. Lihatlah bagaimana urutan phasa input R S T masuk dalam

rangkaian, sehingga putaran motor menjadi kearah kanan.Dan dalam gambar B ini

urutan phasa input yang masuk dalam rangkaian adalah kebalikannya, menjadi T S

R bila K2 dalam posisi NC atau ON, dan K1 dalam posisi Off. Dan membuat arah

putaran motor menjadi kearah kiri.

Untuk menghidup matikan K1 dan K2 satu persatu adalah bila tombol hijau

pada web ditekan, maka K1 akan bekerja dan berhenti bila tombol dilepas. Begitu

juga K2 bila tombol merah pada web ditekan dan dilepas. Untuk membuat kerja K1

dan K2 secara bergantian, bisa memanfaatkan NC pada masing masing kontaktor.

NC dari K1 dipasang seri pada jalur input koil K2, begitu juga sebaliknya, NC dari

K2 dipasang seri pada jalur input koil K1.

3.3.3 Perancangan Pengawatan Pada Motor Listrik Tiga Phase

Motor listrik disini sebagai output yang di kendalikan oleh kontaktor magnet

dan dijalankan oleh listrik tiga phase. Setelah melakukan pengawatan forward

reverse pada kontaktor magnet lalu dilanjutkan dengan pengawatan pada motor tiga

phasenya, dengan cara mengambil output R S T dari kontaktor.


Gambar 3.7 wiring blok star dan delta

Seperti yang telah diketahui pada kaki motor tiga phase terdapat enam buah

input tegangan dan pada wiring yang digunakan menggunakan sistem star atau

bintang yaitu mengabungkan tiga buah kaki x,y dan z menjadi satu sehingga netral

dan menjadi titik bintang atau sering disebut couple. Dan karena yang digunakan

sistem bintang maka salah satu phase harus ditukar terlebih dahulu pada output

kontaktor yaitu T1 kontaktor 1 dengan T2 kontaktor 2 dan T2 kontaktor 1 dengan T1

kontaktor 2, sementara T3 hanya di couple saja agar menghasilkan putaran motor

dengan sistem forward reverse.

3.3.4 Perancangan Pengawatan Relay DPDT (Double Pole Double throw)

Relay DBDT digunakan untuk mejalankan kontaktor yang diberi tegangan

oleh opto coupler. Jadi saat relay di beri tegangan maka elektro magnet akan menarik

medan magnet yang tadinya NC (normaly close) menjadi NO (normaly open). Seperti

pada gambar dibawah ini


Gambar 3.8 kontruksi relay posisi Normally close

Gambar 3.9 kontruksi relay normally open


Terdapat dua relay yang digunakan pada masing masing kontaktor,kaki 5 pada

relay atau bisa disebut comand dihubungkan dengan input NC (Normally Close) pada

masing masing kontaktor yang fungsinya untuk memicu kontaktor saat diberi

tegangan.

3.3.5 Perancangan Rangkaian Driver Output

Rangkaian ini berfungsi sebagai saklar pemicu yang mengeluarkan tegangan

12 VDC untuk menjalankan relay, dan rangkaian ini juga mendapatkan tegangan dari

mikro kontrolel sebesar 5 VDC yang berfungsi untuk mengaktifkan ic optocoupler

4N35.

Gambar 3.10 skema rangkaian driver optocoupler


3.3.6 Kontroler

Kontroler yang digunakan ialah Arduino Mega 2560. Dipilihnya kontroler ini

ialah karena mempunyai fitur-fitur yang lengkap yang memiliki 54 pin digital

input/output (dimana 14 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 16 pin analog

input, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik, dan tombol reset. Juga

memiliki kecepatan yang baik yaitu satu siklus mesin untuk satu intruksi dengan

kecepatan 16MHz, serta mudah diperoleh dipasaran.

Gambar 3.11 Konfigurasi Arduino Microcontroller Mega 2560

Untuk dapat bekerja mikrokontroler ini perlu mendapat tegangan kerja sebesar 5

Volt dengan arus 40 mA dan ground serta clock, dengan clock yang digunakan pada

perancangan ini sebesar 16 MHz.

Input yang masuk pada mikrokontroler ini berupa tegangan sebesar 5 Volt dan

juga dari perangkat lunak Arduino IDE yang sudah ter-install di PC atau Notebook.

Keluaran dari mikrokontroler ini yang disambungkan ke optocoupler dan relay untuk

mensuplay tegangan AC ke A1 kontaktor.


Tampilan Program

Gambar 3.12 Tampilan Program

Sementara listing program akan ada di lampiran. Jadi cara kerja program

setelah dibuat listingnya akan muncul tampilan seperti berikut ini di buat melalui visual

basic. Setelah memilih comPort yang telah di berikan pada arduino lalu klik konek dan

program akan bekerja sesua i dengan perintah yang telah di berikan.

3.3.4 Motor Servo 5 Volt

Penggunaan motor servo lebih menguntungkan dan efisien, karena sudut,

kecepatan dan arahnya bisa diatur. Juga memiliki torsi yang tinggi pula, yaitu 6,5 Kg.

Masukan motor servo tersebut ialah dari data mikro Arduino dengan tegangan masukan

5 Volt.


Dengan bisa diatur sudut, kecepatan dan arah memungkinkan untuk

menggerakan webcam secara perlahan sesuai dengan keinginan yang telah di program

oleh mikrokontroler.

3.3.5 Penggunaan Software Time Viewer

Software ini di gunakan untuk mengendalikan program pada satu personal

komputer melalui internet yang terhubung pada personal komputer atau media lainnya

misalnya Smartphone. Caranya dengan membuat id dari satu komputer untuk di sinkron

kan dengan id lainnya pada media lainya. Setelah mensinkronkan kedua personal

komputer maka komputer dapat dikendalikan oleh komputer lainnya.

bab iii perancangan alat 3.1 perancangan 3.1.1...

Documents