Download - Laporan Pompa Air Melimpah
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Pompa air adalah suatu alat pemindah air dari suatu tempat ke tempat yang
lain. Untuk menggerakan pompa dibutuhkan kontrol motor baik motor AC mupun
motor DC untuk mengatur kecepatan dari motor tersebut.
2.2 Motor-Motor Listrik
Motor-motor listrik terdiri 2 jenis motor yaitu motor AC dan motor DC.
Dimana kedua motor ini mempunyai suatu pengertian yang sama yaitu untuk
mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, tenaga gerak berupa putaran
pada rotor.
2.2.1 Jenis-jenis motor DC
Berdasarkan sumber arus searah kemagnetan (arus penguat) kutub
magnet buatan, motor DC dapat dibedakan menjadi:
a. Motor dengan penguat terpisah
Motor dengan penguat terpisah, yaitu bila arus medan
magnet diperoleh melalui sumber tegangan listrik arus searah
diluar motor tersebut.
b. Motor dengan penguat sendiri
Motor dengan penguat sendiri, yaitu apabila arus medan
magnet untuk kutub medan magnet berasal dari motor itu sendiri.
c. Motor DC Shunt
Motor DC Shunt yaitu motor dengan penguat sendiri yang
lilitan penguat magnetnya dihubungkan parallel dengan lilitan
jangkar dan tegangan jala-jala.
1
d. Motor DC seri
Motor DC seri adalah motor dengan penguat sendiri yang
lilitan penguat sendirinya dihubungkan seri dengan lilitan jangkar.
e. Motor Compound
Motor DC compound adalah motor arus searah yang kuat
medannya terdiri dari lilitan penguat shunt dan penguat seri yang
dikombinasikan.
2.2.2 Motor AC
Motor AC Berdasarkan bermacam-macam tinjauan dapat
dibedakan atas beberapa jenis:
1. Hubungan Putaran Motor dengan Frekuensi
Bila ditinjau dari hubungan putaran dan frekuensi/putaran
fluks magnet stator, maka motor AC dapat dibedakan atas:
a. Motor sinkron (motor serempak)
Disebut motor sinkron karena putaran motor sama
dengan putaran fluks magnet stator, sesuai dengan
persamaan.
n = ………………………….2.1
Di mana:
n : jumlah putaran tiap menit (r.p.m)
f : frekuensi jala-jala
p : jumlah kutub
Pada motor sinkron, motor tidak dapat berputar sendiri
walaupun lilitan-lilitan stator telah dihubungkan dengan
tegangan luar (dialiri arus). Agar motor sinkron dapat
berputar, diperlukan penggerak permulaan. Sebagai
penggerak permulaan umumnya dikerjakan oleh mesin lain.
(Sumber:Motor Arus Bolak-balik,Drs Sumanto,1993:hal 1)
2
b. Motor asinkron
Disebut motor asinkron dikarenakan putaran motor
tidak sama dengan putaran fluks magnet stator. Dengan
perkata lain, bahwa antara pada motor dan fluks magnet
stator terdapat selisih perputaran yang disebut dengan slip.
Jadi pada motor asinkron jumlah putaran motor dapat
ditulis dengan persamaan.
n < ……………………………….2.2
(Sumber:Motor Arus Bolak-balik,Drs Sumanto,1993:ha.2)
2. Jumlah fase tegangan yang digunakan
Ditinjau dari jumlah fase tegangan yang digunakan dapat
dikenal 2 jenis motor, yaitu:
a. Motor satu fase (1Ø)
Disebut motor satu fase karena untuk menghasilkan
tenaga mekanik, pada motor tersebut dimasukan tegangan
satu fase.
b. Motor tiga fase(3Ø)
Disebut motor 3 fase karena untuk menghasilkan energi
mekanik diperlukan tegangan yang dimasukkan pada rotor
tersebut adalah tegangan 3 fase.
1.3 Peralatan listrik
2.3.1 Alat Ukur
Peralatan listrik ini memakai sumber tegangan DC atau baterai dan
pada praktek ini peralatan elektris yang digunakan adalah sebagai berikut:
3
Multimeter
Alat ukur ini berfungsi sebagai alat pengukuran tegangan, arus
dan tahanan. Untuk mengetahui terminal-terminal terhubung
atau tidak. Kita dapat mengeceknya dengan menggunakan
multimeter pada posisi ohmmeter pada posisi yang benar.
2.3.2 Busher
Busher berfungsi untuk mengecek hubungan terminal dengan
terminal lainnya. Disamping itu juga dapat untuk mengecek phasa netral.
Busher ini akan berbunyi apabila terhubung dan untuk mengecek
hubungan yang terhubung atau tidak busher akan berbunyi. Selain dari
pada itu busher ini sangat sensitive karena sejauh apapun bunyinya akan
ada asalkan terhubung.
2.3.3 Peralatan Bantu
- Tespen adalah alat praktis yang berfungsi untuk mengetahui
apakah penghantar dan terminal bertegangan atau tidak dan
juga dapat berfungsi sebagai obeng (-).
(Sumber:Instalasi arus kuat 1,van harten,1980:hal 110)
2.3.4 Peralatan Elektris
Adapun peralatan elektris yang dipakai yaitu sebagai berikut:
2.3.4.1 TOR (Thermal Overload Relay)
Relay thermal ini banyak sekali digunakan untuk
perlindungan motor-motor. Relay ini bekerja berdasarkan panas
yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemen-elemen
pemanas bimetal. Dari sifat perlengkungan bimetal akibat panas
yang ditimbulkan, bimetal ini akan menggerakkan kontak-kontak
mekanis pemutus rangkaian listrik.
Perlengkapan lain dari TOLR (Thermal Overload Relay)
yaitu reset mekanis, yang fungsinya untuk mengembalikan
kedudukan kontak pada posisi semula, pengaturan batas arus listrik
4
bila terjadi beban lebih. Arus setting (batas arus) berfungsi
sehingga harga arus pada pemanasnya.
2.3.4.2 Miniature Circuit Breaker (MCB)
MCB adalah suatu alat pengaman pemutus rangkaian
kelistrikan yang dapat berkerja secara outomatis. MCB berfungsi
sebagai pengaman arus beban labih atau arus hubung singkat atau
sebagai saklar yang berkemampuan untuk mengatasi kenaikan
beban saklar.
MCB juga salah satu macam CB yang dilengkapi
pengaman thermis (bimetal) sebagai pengaman beban lebih dan
juga dilengkapi pengaman magnetic untuk arus lebih atau arus
hubung singkat. Terdapat bermacam-macam MCB yang satu sama
lain mempunyai karakteristik yang berbeda-beda sesuai dengan
pemakaiannya.
Adapun karakteristik dari MCB adalah sebagai berikut :
Karakteristik arus waktu untuk jenis MCB hampir sama
dengan pengaman lebur, karena seringkali MCB dan pengaman
lebur digunakan secara bersamaan. Perlu diketahui pula kapasitas
arus MCB tidak dapat dibandingkan dengan kapasitas pengaman
lebur. Sesuai dengan peraturan yang berlaku bahwa setiap beban di
bawah 100A harus dilengkapi pengaman lebur mikro.
Bimetal yang terdapat pada pengaman arus lebih biasanya
alat ini berkerja pada suhu 200 s/d 250C. Apabila temperatur ruang
naik, maka salah satu cara untuk mengatasi adalah dengan
menurunkan beban. Untuk pengaman elektromagnetik digunakan
sebuah kumparan yang dapat menarik sebuah angker dari besi
lunak. Umumnya pemutusan secara elektromagnetik berlangsung
tanpa kelambatan waktu.
5
Arus hubung singkat yang dapat merusak pengaman
otomatisnya, sebelum arus dapat diputuskan bimetalnya akan
menjadi lebur atau kontak-kontaknya akan menjadi lengket,
sehingga otomatnya tidak dapat dipergunakan lagi.
Pengaman pengawalnya harus dipilih sedemikian rupa
sehingga otomatnya tidak menjadi rusak kalau terjadi hubung
singkat dan patronnya tidak putus kalau terjadi beban lebih.
Kontak-kontak hubung otomat ini dibuat dari bahan yang
sudah menjadi lengket, walaupun arus hubung singkat besar dan
otomat jenis ini tidak dipergunakan pengaman pengawal.
Gambar 2..8
Karakteristik MCB
6
Gambar 2.9 Simbol MCB
2.3.5 Penghantar
Kabel adalah suatu penghantar yang berbentuk kawat berisolasi
maupun serabut yang masing-masing diberi isolasi sendiri, penggabungan
satu atau lebih inti tersebut pada umumnya dilengkapi dengan selubung
atau pelindung.
1. Penghantar
Merupakan media untuk menghantarkan arus listrik.
2. Isolasi Merupakan bahan dielektrik untuk
mengisolir dari yang satu terhadap yang lain dan juga terhadap
lingkungan.
3. Pelindung luar
Yang memberikan perlindungan terhadap suatu kerusakan
mekanis, pengaruh terhadap bahan, api, dan pengaruh-
pengaruh dari luar yang lain.
Jenis-jenis kabel penghantar antara lain :
a. Kabel Instalasi
Adalah kabel yang dimaksudkan untuk suatu instalasi tetap.
Contoh: NYA, NYAF, NGA, NYM, NPL (SNUR)
b. Kabel Fleksibel
7
Adalah kabel yang sifat penghantar, isolasi dan selubungnya
fleksibel dimaksudkan untuk dihubungkan dengan peralatan
listrik yang dapat dipindah-pindahkan atau bergerak.
Contoh: NYIZ, NYZ, NYD, NYMHY, NLH.
c. Kabel Tanah
Adalah semua jenis hantaran berisolasi dan berselubung yang
karena sifat isolasinya yang selubung boleh dipasang di dalam
air.
Contoh: NYY, NAYY, NYRGbY, NYFGbY.
d. Hantaran Telanjang
Adalah suatu hantaran yang tidak memerlukan isolasi ataupun
selubung.
Contoh: BCC, ACC, AAAC, ACSR.
Nomenkelatur penghantar
Jenis penandaan pada suatu penghantar:
1. Huruf pertama menyatakan jenis atau bahan kabel, misalnya
Kabel NYA : N adalah untuk hantaran tembaga yang merupakan kabel
standart.
Kabel NAYY : NA adalah merupakan kabel standart yang hantaranya
Aluminium
2. Huruf kedua adalah menyatakan bahan isoalsi, misalnya
Kabel NYA : Y adalah isolasi yang terbuat dari bahan PVC
Kabel NGA : G adalah isolasi yang berbahan dari karet
3. Huruf ketiga menyatakan jenis perlindungan dari suatu penghantar,
misalnya
8
Kabel NYGbY : R merupakan perlindungan kabel yang jenisnya perisai
kawat baja pipih
4. Huruf terakhir menyatakan jenis selubung luarnya. Untuk selubung
luar yang berwarna hitam dan merah dintandai dengan hutuf Y dan warna
putih dintandai dengan huruf M.
Contoh: NYM, NYY, NYFGbY.
Penandaan kabel
Syarat penandaan kabel menurut ketentuan PUIL 1987 dan standart IEC untuk
masing-masing jenis kabel dilihat dibawah ini.
Penghantar NYAF
1. Kode pengenal
Huruf kode Komponen
N kabel standart, tembaga sebagai penghantar
Y isolasi PVC
A kawat berisolasi
F kawat baja pipih
Re penghantar padat bulat
Rm penghantar bulat berkawat banyak
2. Tanda kabel
Isolasi harus diberi warna kuning-hijau atau biru muda atau hitam atau
kuning dan merah. Tanda menurut standart SII dibuat dengan jarak tidak
melebihi 20 cm.
9
Gambar 2.10 Penghantar NYAF
Menentukan penampangan kabel:
Setiap penghantar dimana besarnya tahanan tersebut tergantung
pada beban antara lain l, tahanan jenis, diameter, dan panjang penghantar
tersebut.
(ohm)…………………………………..2.12
Dimana:
R : Besar tahanan penghantar (Ω)
ρ : Tahanan jenis (Ωmm2/m)
L : Panjang penghantar (m)
A : Penampang penghantar (mm2))
Semua kabel mempunyai kemampuan hantar arus KHA terus
menerus diperkenankan untuk kabel berisolasi PVC. Arus yang mengalir
pada kabel tidak boleh lebih besar dari KHA kabel tersebut. Arus yang
mengalir ditentukan oleh beban. Kebutuhan maksimum beban rangkaian
utama, dan cabang ditentukan dengan cara:
1. Perhitungan: menghitung beban terpasang
2. Penaksiran
3. pengukuran atau pembatasan
- Pengukuran: menentukan pemakaian daya dengan alat
pengukur
10
- Pembatasan: ditentukan oleh arus nominal pemutus tenaga
Rumus yang dipakai untuk menentukan panjang penghantar yang
digunakan adalah sebagai berikut:
a. Untuk arus searah (DC)
b. Untuk arus bolak balik 1 fasa
c. Untuk arus bolak balik 3 fasa
Dimana:
S : Penampang kabel (mm2)
L : Panjang penghantar (m)
P : Tahanan jenis penghantar (Ωmm2/m)(tembaga 0,00175)
I : Arus yang mengalir (A)
Cos θ : factor kerja
Vr : Rugi tegangan yang diperkenankan
(Sumber:Instalasi arus kuat 1,van harten,1980:hal 40-48)
2.3.6 Saklar
Saklar adalah suatu peralatan listrik yang mempunyai fungsi
memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik. Dalam keadaan
menutup mempunyai resistansi yang sangat kecil, sehingga arus
maksimum dapat mengalir menuju beban. Pada saat saklar terbuka maka
resistansinya tak terhingga sehingga tidak ada arus yang mengalir menuju
beban.
11
Macam-macam saklar, yaitu:
2.3.6.1 Saklar Tunggal
Saklar tunggal adalah saklar yang memiliki dua terminal,
satu untuk penghantar pasa dan satu keluaran untuk penghantar
keluaran saklar. Yang mana saklar ini digunakan untuk saklar
pengatur penerangan pada suatu ruangan dari satu arah. Beberapa
beban dari beberapa tempat dapat dilayani saklar tunggal yang
mengoperasikan dari satu tempat.
Gambar 2.11
a. Dagram lokasi b. Pengawatan saklar tunggal
2.3.6.2 Saklar Impuls
Saklar impuls adalah saklar yang bekerja dipengaruhi oleh
magnet, dimana posisi saklarnya akan berubah pada setiap impuls
yang diberikan. Lama pengoperasian dari tombol tekan tidak
mempengaruhi sistem kerjanya. Saklar impuls mempunyai dua
buah posisi kontak yaitu ON pada impuls pertama dan OFF pada
impuls kedua. Pada saklar impuls ini terdapat terminal 1 dan
terminal 2 sebagai terminal dari kontak bantu ON dan terminal a
dan b sebagai terminal kumparan.
Terminal 1 langsung mendapat arus dari terminal netral,
sedangkan terminal dihubungkan ke beban sebagai penghubung
line dari kontak bantu. Terminal b dihubungkan kesalah satu saklar
tekan ON sehingga kumparan bekerja menarik kontak bantu
dengan menggunakan hantaran terminal 1 dan 2 yang akan
12
terhubung sehingga beban akan langsung bekerja.
Gambar 2.12
a. Diagram lokasi b. Pengawatan saklar impuls
2.3.6.3 Selektor atau Saklar Putar
Saklar sandung merupakan salah satu jenis saklar putar.
Saklar ini umumnya dilengkapi dengan alat penahan pada setiap
kedudukan saklar poros dan piring-piringannya akan selalu
kembali kedudukan semula, yaitu kedudukan nol.
Alat pelayanannya dapat berupa knop atau sebuah kunci
tusuk yang dapat diputar dengan tangan, kadang-kadang juga
digunakan motor listrik atau cara lain menggerakkannya. Saklar
putar terdiri dari sebuah poros yang dapat berputar satu atau lebih
dari satu piringan. Pada poros terdapat alat penggerak yang
dilengkapi dengan alat penahan pada setiap kedudukan. Pada
rangkaian kontrol, saklar putar digunakan sebagai saklar utama
dari sumber tegangan ke rangkaian kontrol atau pada posisi
otomatis atau manual ataupun posisi yang sesuai dengan keinginan.
2.3.6.4 Saklar Pelampung ( Flow Switch )
13
Saklar apung ini pada dasarnya bekerja berdasarkan batas
level dari permukaan air. Apabila pelampung berada dalam
keadaan tergantung berarti saklar pada posisi NC dan apabila
pelampung berada pada posisi terapung berarti berarti saklar
berada pada keadaan NO.
Fungsi dari saklar ini pada kontrol mesin pompa air adalah
untuk menghidupkan dan mematikan kontaktor.
Gambar 2.13
(a) Konstruksi saklar pelampung
(b) Kontak NO dan NC pada saklar pelampung)
2.3.6.5 Saklar Tekan (push button)
Saklar tekan batas pada dasarnya juga merupakan saklar
yang bekerja bila mendapat tekanan, bedanya dengan tombol tekan
adalah hanya pada pelayanan dari saklar tersebut. Pemakaiannya
adalah sebagai alat bantu kontrol dari pengontrol mesin-mesin
yang memerlukan saklar yang aktif dengan mesin tersebut. Saklar
ini juga mempunyai kontak normal NO ( normally open ) dan NC
(normally closeed ).
(Sumber:Perancangan Instalasi Listrik 2,M.Noer,2005:hal. 4)
14
Gambar 2.14 Tombol tekan
a. Normally Close/NC b. Normally Open/NO
2.3.7 Kontaktor
Kontaktor adalah sebuah peralatan listrik yang dipergunakan untuk
mengoperasikan beban dengan menggunakan magnet sebagai
penggeraknya.
Penggerak magnet adalah sebuah kumparan yang bekerja apabila
mendapat sumber tegangan yang akan menimbulkan magnet untuk
menarik tuas dari anak kontak. Sebuah kontaktor dari kumparan magnet
dapat dirancang untuk arus bolak balik atau arus searah. Kontaktor magnet
akan bekerja normal bila tegangan mencapai 85% dari tegangan kerjanya.
Bila tegangan kerja turun maka kontaktor akan bergerak.
Kontaktor ini mempunyai dua jenis anak kontak yaitu NO dan NC
pada saat kontaktor mulai bekerja, anak kontak NO akan terhubung dan
anak kontak NC akan terbuka secara konstruksinya kontaktor mempunyai
dua bagian anak kontak yaitu kontak utama dan kontak bantu.
Fungsi masing-masing anak kontak
Kontak utama digunakan untuk mengoperasikan beban besar.
Kemampuan hantar arus besar karena mempunyai penampang yang besar.
Anak kontaknya hanya terdapat kontak NO (normally open) saja.
Kontak bantu, mempunyai penampang yang lebih kecil karena hanya
digunakan untuk beban sistem pengontrolan yang arusnya relatif kecil.
Pada anak kontaknya terdapat kontak NO dan NC. Penandaan pada
terminal-terminal kontaktor menurut standar IEC adalah sbb:
1, 3 dan 5 : kontak utama yang dihubungkan ke sumber
2, 4 dan 6 : kontak utama yang dihubungkan ke beban
13 – 14/23 - 24 : Kontak bantu NO (normally open)
15
21 – 22/ 41 - 42 : Kontak bantu NC (normally closed)
a,b : Terminal kumparan magnet
Kontaktor dapat dioperasikan dengan pengontrolan menggunaka
sebuah saklar magnet (a,b) diatur oleh bekerjanya saklar, bila saklar pada
posisi ON kontaktor akan bekerja sebaliknya pada posisi OFF kontaktor
akan terlepas.
Untuk pengaturan kontaktor dengan sistem sentuh bisa digunakan
saklar tombol tekan. Hanya dengan sekali menekan tombol dari tombol
tekan (push button) kontaktor akan bekerja terus menerus dan bekerja atau
mematikan setelah sumber terputus. Sebagai tombol ON digunakan
tombol NO dari tombol tekan dan untuk tombol OFF digunakan NC. Agar
kontaktor dapat bekerja terus menerus harus ada penguncinya yaitu anak
kontak bantu NO dari dari kontaktor yang dioperasikan, yang dihubungkan
paralel dengan kontak NC dari tombol tekan.
(Sumber:Perancangan Instalasi Listrik 2,M.Noer,2005:hal. 3)
1 3 5 A1 13 21 23 41
2 4 6 A2 14 22 24 42
Gambar 2.15
Anak Kontak dari Kontaktor
2.3.8 Relay
Relay adalah sebuah alat yang bekerja dengan secara otomatis
mengatur atau memasukkan suatu rangkaian listrik rangkaian trip/alarm
16
akan masuk apabila tekanan dalam ruangannya mencapai nilai tertentu
akibat adanya perubahan dari rangkaian hidrolik. Fungsi dari suatu relay
adalah untuk mengamankan peralatan dari kemungkinan yang terjadi:
Adapun macam-macam dari relay yaitu:
2.3.8.1 Relay beban lebih
Pemasangan rele beban lebih ini bertujuan untuk
mengamankan atau memberikan perlindungan terhadap motor dari
kerusakan atau memberikan pencegahan terhadap terjadinya
kerusakan akibat dari pembebanan lebih.
Beberapa penyebab terjadinya beban lebih dari motor , antara lain :
Terlalu besarnya beban mekanik dari motor
Start yang terlalu besar atau motor berhenti
mendadak
Terjadinya arus hubung singkat
Terbukanya salah satu fasa dari motor
Arus yang terlalu besar yang timbul pada belitan motor akan
menyebabkan kerusakan dan terbakarnya belitan motor. Untuk
menghindari maka dipasanglah alat perlindungan
( protection relay ) pada alat pengontrol.
2.3.8.2 Relay Termal Beban Lebih
Relay termal banyak sekali digunakan untuk melindungi
motor arus searah atau arus bolak-balik dari ukuran kecil sampai
menengah. Relay ini bekerja berdasarkan panas yang ditimbulkan,
ketika bimetal akan melakukan penggerakan kontak mekanis
pemutus rangkaian listrik.
Adapun fungsi dari reset mekanis adalah untuk
mengembalikan kontak keposisi semula serta pengaturan arus trip
bila terjadi beban lebih sedang arus setting berfungsi sebagai arus
pemanasnya.
17
Gambar 2.16
Symbol Thermal Overload Relay
2.3.8.3 Timer/delay
Relay pengatur waktu secara umum disebut timer, namun
melihat karakteristik dari input (sebut saja aksi dan reaksi dari
relay) dan output (sebut saja reaksi dari aksi relay) yang beragam,
maka ada timer jenis delay.
Delay dari prinsif kerja aksi (belitannya) dan reaksinya
(anak kontak NO dan NC) dapat dibagi 2 yaitu:
1. ON Delay atau disebut delay perlambatan.
Prinsipnya bila input atau aksinya diberi sinyal listrik maka
output (kontak NO dan NC) atau reaksinya belum ada yang
berubah sampai masa setting waktunya tercapai baru berubah,
kontak output yang tadinya NO menjadi NC dan yang tadinya
NC menjadi NO.
2. OFF Delay atau delay percepatan.
Prinsipnya bila input atau aksinya diberikan sinyal listrik maka
output (kontak NO dan NC) atau reaksinya akan langsung
berubah, kembali normal setelah setting waktunya tercapai.
18
Gambar 2.17 Simbol ON dan OFF delay
2.3.9 NTC
Thermistor NTC merupakan resistor dengan koefisien temperatur
negatif yang sangat tinggi. Thermistor jenis ini dibuat dari oksida dari
kelompok elemen transisi besi misalnya (FE203, NiO, Co0 dan lain-lain).
Oksida-oksida ini mempunyai resistivitas yang sangat tinggi dalam
zat murni, tetapi bisa ditransformasikan kedalam semikonduktor dengan
jalan menambahkan sedikit ion-ion lain yang valensinya berbeda.
Harga nominal biasanya ditentukan pada temperatur 250C.
Perubahan resistansinya yang didapatkan oleh non linieritasnya
ditunjukkan dalam bentuk diagram resistansi dengan temperatur.
Gambar 2.18 Simbol dan konstruksi NTC
19
Gambar 2.19 Grafik NTC
(Sumber:Dasar-dasar Elektronika,Ir.Bambang Guntoro,2005:hal. 21)
2.3.10 Lampu Tanda
Lampu tanda atau indikator digunakan pada peralatan kontrol
untuk menandai bekerja atau tidaknya suatu peralatan / rangkaian dan
dapat juga sebagai kondisi/ keadaan beban. Jika lampu tanda dipergunakan
untuk menandai suatu peralatan sedang bekerja, maka lampu tanda
dipasang seri kontak NO, sedangkan apabila lampu tanda dipergunakan
untuk menandai tidak bekerjanya suatu peralatan, maka lampu tanda
dipasang paralel dengan kontak NC pada rangkaian yang mengontrol
peralatan tersebut.
Jika lampu tanda dipergunakan untuk menandai keadaan suatu
peralatan beban, maka lampu tanda mempergunakan warna-warna yang
berbeda-beda bergantung pada kondisi peralatan /beban yang ditandainya.
Tabel dibawah ini ditunjukan warna-warna untuk menunjukan fungsi
warna-warna dari lampu tanda.
Tabel 2.4 fungsi warna lampu tanda
Kondisi Peralatan/Beban Warna Lampu
A. Kondisi tidak normal, beban lebih,
bahaya atau emergency
B. Hati-hati, perhatian
C. Posisi siap/ mulai berkerja
D. Beroperasi normal
Merah
Kuning
Hijau
Putih
20
(Sumber:Perancangan Instalasi Listrik 2,M.Noer,2005:hal. 4-5)
Lampu tanda tidak jauh dengan lampu penerangan biasa, biasanya
lampu ini mempunyai tahanan dalam yang besar sehingga rata-rata kecil.
2.3.11 Dioda
Dioda merupakan suatu komponen semi konduktor yang
menggunakan teknologi saluran P dan N. dioda adalah komponen kutub
dua, yang kutub-kutubnya dinamakan anoda dan katoda. Symbol untuk
sebuah dioda ideal dapat dilihat pada.
Gambar 2.21
Simbol dioda
a. karakteristik Dioda
Dengan melihat karakteristik dari dioda kita dapat
menentukan anoda lebih positif dari katoda hal ini mengakibatkan
dioda berfungsi sebagai switch yang tertutup. Dalam keadaan ini
tegangan jatuh pada dioda sama dengan nol untuk setiap arus
keadaan ini disebut forward biased atau forward conducting. Pada
kondisi ini berarti bahwa :
Tegangan anoda lebih besar daripada katoda (VA>VK)
Arus akan mengalir dari anoda ke katoda yang biasa
disebut sebagai arus maju (If = forward biased)
Resistansi dioda (Rd) kecil sekali (idealnya 0 Ω) dan akan
turun dengan naiknya temperatur.
Tegangan anoda-katoda (VAK) sekitar 0,7 Volt.
21
Dan jika anoda lebih negative dari kotoda, dioda berfungsi
sebagai switch yang terbuka dan akibatnya tidak ada arus yang
mengalir melalui dioda untuk setiap harga tegangan. Keadaan
ini disebut reverse bias. Pada kondisi ini berarti bahwa :
Tegangan anoda labih kecil dari tegangan katoda
(VA>VK)
Tidak ada aliran arus balik (Ik = reverse current)
idealnya nol, akan tetapi seandainya ada arus bocor, harganya
kecil sekali (dalam orde mikro-amper)
Tegangan baliknya (reverse voltage) = VS
Dioda dapat dianggap suatu switch yang sensitive terhadap
tegangan, dimana dia menutup atau on jika anoda lebih positif
dari katoda, dan terbuka atau off jika sebaliknya. Pada
kenyataannya ada terdapat bermacam-macam dioda, yang
paling terkenal adalah dioda hubungan P-N tunggal.
Karakteristik dari dioda-dioda tersebut pada umumnya
mempunyai bentuk yang sama, hanya saja berbeda pada
tegangan jatuhnya dan arus bocor yang mengalir pada saat
reverse biased.
Pada kondisi transisi (dari forward ke reverse), arus If akan
berkurang hingga nol dan seharusnya dioda off, akan tetapi
kenyataannya dioda masih carieri yang masih tersisa pada
lapisan depletion (depletion layer) dan pengaruh dari ukuran
bahan semi konduktor itu sendiri. Untuk menetralisir minority
tersebut diperlukan waktu yang disebut reverse recovery time
(TTR) karakteristik dioda dapat dilihat pada gambar dibawah
ini.
22
Gambar 2.22
Karakteristik Dioda
3.1 Rangkaian Kontrol Pompa Pencegah Air Melimpah
Dalam Praktek Instalasi Tegangan Rendah rangkaian kontrol sangat
berperan penting dalam memudahkan untuk mencari trouble atau masalah yang
terjadi pada saat rangkaian diujikan. Rangkaian kontrol juga dapat memudahkan
dalam merangkai rangkaian yang dalam hal ini adalah rangkaian Pompa Pencegah
Air Melimpah.
Untuk lebih jelasnya gambar rangkaian Kontrol Pompa Pencegah Air
Melimpah dapat dilihat pada halaman lampiran.
Terlampir 1 ( Pintu Panel )
Terlampir 2 ( Panel )
Terlampir 3 ( Simulator)
Terlampir 4,5,6,7,8,9,10,11,12,13 (Rangkaian Kontrol)
23
3.2 Deskripsi Kerja Rangkaian Kontrol Pompa Pencegah Air melimpah
Pada rangkaian control pompa pencegah air melimpah, saklar yang
mendeteksi air naik adalah saklar B11 dan B16 dimana peralatan yang sebenarnya
adalah floating switch namun kali ini diganti dengan sakar tekan, yang diletakan
pada pintu panel. Kedua saklar tekan ini harus kita tekan terlebih dahulu baru
akan bisa bekerja, ini dikarenakan kita hanya membuat simulatornya saja. Dan ini
hanya diperkirakan saja, setelah sampai pada batas level 2 maka kita akan
menekan B11 dan pada saat ini hanya ada satu motor yang bekerja dimana motor
ini ditandai oleh lampu pijar. Apabila air telah naik lagi maka saklar B11 kita
tekan lagi dan ini akan membuat motor berkerja saling bergantian.
Pada kondisi air naik saklar B11 menutup menggerakan motor 2 sehingga
pada level 2 tadi motor dapat berkerja bergantian. Pada saat motor 2 bekerja,
dimana batas air mencapai level 3. ini berarti bahwa air masukan lebih besar dari
pada air yang dikeluarkan. Maka kita tekan B10i sehingga motor bekerja
bersamaan. Karena jumlah air semakin meningkat dan mencapai level 4 maka kita
akan melihat pada panel ada tanda dari lampu yang menandakan air telah penuh
seperti serine, alarm, dan sebagainya. Dimana ini dihidupkan dengan menekan
B37 dan untuk mematikan lampu tanda bahaya tadi maka kita harus menekan
kembali B37 lalu menekan tombol tekan b38.
Pada keadaan otomatis ini pengaturan dilakukan selanjutnya dikendalikan
oleh saklar B11 dan B16. misalnya pada keadaan pertama d 16 terhubung pada
posisi 1-4 dan 6-5. Apabila B11 menutup maka motor yang berkerja adalah
mototr 1. Keadaan kedua anggap B11 menutup dengan kemampuan relay impuls
dapat memindahkan d11 ke posisi 1-3 dan 6-7 maka motor yang berkerja adalah
motor 2. Untuk lebih jelas lihat pada halaman lampiran.
3.3 Daftar Material dan Daftar Peralatan
3.3.1 Daftar Material
Adapun daftar material yang digunakan pada praktek maintenance
dan repair antara lain sebagai berikut :
Tabel 3.1
24
Tabel Daftar Material Pada Simulasi Pompa Pencegah Air Melimpah.
No. Daftar Material Jumlah
1 Lampu Pijar 2
2 Terminal Secukupnya
3 Saklar Putar/Selektor 2
4 Saklar Tunggal 5
4 Tombol Tekan 3
5 Lampu Tanda 7
6 Kabel Secukupnya
7 Power supply 1
8 Impuls 1
9 Kontaktor Daya + OL 2
10 Timer ON Delai 1
11 NTC 2
12 Dioda 7
13 Relay 9
14 Relay Timer 3
3.3.2 Daftar Peralatan
Adapun peralatan yang digunakan pada praktek simulator pompa
pencegah air melimpah ini dapat dilihat pada tabel 3.2 di bawah ini.
Tabel 3.2
Daftar peralatan yang digunakan dalam praktek simulator pompa pencegah air melimpah
No. Nama Peralatan Jumlah
1 Obeng (+) besar 1
2 Obeng (-) besar 1
3 Obeng (+) kecil 1
4 Obeng (-) kecil 1
25
4 Tespen 1
5 Tang Kombinasi 1
7 Tang Potong 1
8 Tang Kupas 1
9 Tang Buaya 1
10 Multitester 1
11 Water pass 1
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Umum
Salah satu tujuan dari merangkai suatu rangkaian, baik rangakaian kontrol
maupun rangkaian instalasi ialah agar kita mengetahui secara langsung bagaimana
cara-cara pemasangan pada suatu peralatan, fungsinya dan cara kerjanya. Untuk
mendapatkan itu semua maka kita harus dapat menganalisa rangkaian dengan
baik. Melakukan perhitungan adalah salah satu bentuk analisa, perhitungan juga
termasuk rencana sebelum melakukan pemasangan pada suatu rangkaian.
4.2 Perhitungan
Adapun deskripsi rangkaian pada praktek di lab. mekanik listrik adalah :
1. Motor dimana hanya menggunakan lampu pijar dengan daya 40 W. Di
mana besar daya digunakan dalam daya semu yaitu = 50 VA.
26
4.2.1 Menentukan tingkat pengaman yang cocok
Berdasarkan persamaan 2.5, maka :
I =
I = 0,29 A
Berdasarkan peraturan yang ada pada tabel untuk arus 0,29 maka
pengaman yang digunakan 2 A. Dan pengaman antara kedua motor sama
karena sama-sama diwakili oleh lampu pijar dengan P = 40 W = 50 VA.
4.2.2 Menentukan panjang penghantar
Untuk motor 1 dan 2 dimana:
I = 0,29 A
S = 2,5 mm
ρ = 0,00175 Ωmm2/m
Berdasarkan persamaan 2. maka panjang penghantar:
L =
L =
L = 3086, 41 m.
4.2.3. Menentukan besar putaran sinkron (No)
Berdasarkan motor berkatup ganda dan motor berkatub empat
dengan frekuensi nominal 50 Hz, bila slipnya 60% perputaran beban
penuh (N) dapat dihitung dengan keluaran nominal 5,5.
Berdasarkan persamaan 2., maka untuk putaran ganda:
No =
No = 3000 rpm
N = No ( 1 - ) = No ( 1 - ) = 3000 x 0.4
= 1200 rpm
Kalau untuk yang berkatub empat, maka:
27
No =
= 1500 rpm
N = No ( 1- ) = No ( 1- ) = 1500 x 0,4
= 600 rpm
- Untuk 2 katup kopel beban penuh
= ..................................4.1
=
= 4,46 Kgm
- Untuk 4 katup kopel beban penuh
=
=
= 8,92 Kgm
4.2.4. Perhitungan kemampuan pompa
Berdasarkan apa yang dipraktekan di mana air dinaikkan secara
kontinyu dari tingkat yang rendah ketingkat yang lebih tinggi. Permukaan
air dengan motor memperhatikan berat massa jenis air yaitu 1 m3 adalah
1000 Kg dan gravitasi spesifikasi air sama dengan 1 ( pada 40C). Untuk
menggangkat objek, yaitu air pada kecepatan Q (m3) persekon melawan
ketinggian H (m) (jika vertikal dari permukaan air terendah kepermukaan
air teratas)., dengan mengubah persamaan daya diperlukan:
Pm = Kx 9,8 x 1000 x QH x 103 x (KW) .........................4.2
Atau:
Pm = K x x (KW) ................................................4.3
28
Volume (m3/s) jumlah hulu (m) dasar perputaran spesifikasi (Ns) untuk
menempatkan air pada kecepatan 1 m3/s terhadap hulu 1 meter.
Ns = ..............................................................................4.4
Di mana:
H : jumlah hulu (m)
Q : volume motor (m3)
Perhitungan daya pompa
Pm = x .....................................................4.5
Pm =
Pm = 10,32 KW
4.3. Pengaman
Pengaman yang digunakan hanya pengaman rangakaian untuk tegangan
220 yang hanya berupa overload.
4.4. Analisa
Pada rangkaian control pompa pencegah air melimpah ini dapat
dioperasikan secara otomatis dan manual. Operasi otomatis digunakan untuk kerja
pompa sesuai dengan urutan kerjanya. Pengoperasian otomatis ini dilakukan
apabila semua peralatan control dalam kondisi normal dan siap untuk bekerja.
Pada operasi manual, biasanya digunakan untuk hal yang bersifat darurat
(sementara), antara lain :
a. Untuk melihat kondisi kerja rangkaian, apakah sudah layak untuk
dioperasikan secara kontinyu dan dalam waktu yang cukup lama.
b. Untuk pengecekan rangkaian setelah perbaikan apabila terjadi
gangguan.
29
4.4.1. Analisa kerja rangkaian otomatis
Saat saklar utama S00 diputar pada posisi 1, sehingga rangkaian
kontrol akan tersuplai tegangan. Saklar b10 dan saklar b15 diputar pada
posisi (A) automatis maka antara sumber tegangan dan rangkaian kontrol
akan terhubung.
Pada saat air telah mencapai level 2 maka pully saklar pelampung
akan terangkat, dengan terangkatnya pully maka kontak b11 akan
terhubung, dengan terhubungnya saklar b11 maka impuls d14 akan
tersuplai tegangan dan anak kontak NO nya menutup dan rele d15 akan
tersuplai tegangan, lalu semua kontak NO d15 akan menutup dan semua
kontak NC nya akan membuka, dengan menutupnya kontak NO d15 maka
rele d16 akan tersuplai tegangan sehingga semua kontak NO rele nya akan
menutup dan kontak NC nya akan membuka. Dengan menutupnya kontak
NO relenya maka C23 akan tersuplai tegangan maka motor (pompa 2)
akan bekerja. Karena ada aliran air pengontrol aliran b15.1 maka kontak
b15.1 akan terhubung, pompa P2 tetap bekerja walau timer d16 telah habis
waktunya.
Air pada bak penampungan terus naik dan pada saat air telah
mencapai level 3 maka pully saklar pelampung b16 akan terangkat, dengan
terangkatnya pully maka kontak b16 akan terhubung, dengan menutupnya
saklar b16 maka rele d11 akan tersuplai tegangan sehingga semua kontak
NO rele nya akan menutup dan semua kontak NC nya akan membuka,
dengan menutupnya kontak NO rele maka C21 akan tersuplai tegangan
lalu motor (pompa P1) akan bekerja. Karena ada aliran air pada pengontrol
aliran b10.1 maka kontak b10.1 akan terhubung, pompa P2 tetap bekerja
walau timer d12 telah habis waktunya. Pada level ini kedua pompa (P1
dan P2) bekerja secara bersamaan.
Untuk pengetesan seluruh lampu tanda (H13, H18, H25, H26, H28,
H29 dan H39) maka tombol b31 ditekan sedang untuk pengetesan pada
saat pompa beroperasi b32 ditekan maka timmer d32 akan tersuplai
30
tegangan dan kontak NO nya akan menutup kemudian lampu H25 dan
H28 akan menyala menandakan pompa P1 dan pompa P2 bekerja.
Pada saat ketinggian air telah mencapai level 4 maka air akan
mengangkat pully saklar pelampung b37, maka kontaknya akan terhubung
(menutup). Dengan menutupnya b37 maka rele d37 akan tersuplai
tegangan, kontak NO d37 menutup maka H39 menyala menandakan
bahwa air berada pada level tertinggi.
Jika terjadi beban lebih pada pompa maka overload akan bekerja,
kontak NO overload akan menutup dan NC akan membuka, dengan
bekerjanya overload maka rele d27 dan d30 akan tersuplai tegangan
sehingga semua kontak NO menutup dan kontak NC membuka dengan
bekerjanya overload maka lampu H26 dan H29 menyala menandakan
terjadi beban lebih.
4.4.2. Analisa Kerja Rangkaian Manual
Pada posisi manual ini kerja rangkaian tidak dipengaruhi oleh
saklar pelampung b11 dan b16, pengoperasian secara manual dilakukan
pada saat perbaikan atau pada saat saklar pelampung b11 dan b16 tidak
dapat berfungsi atau mengalami gangguan.
Saat saklar utama S00 diputar pada posisi 1, sehingga rangkaian
kontrol akan tersuplai tegangan. Saklar b10 diputar pada posisi (M)
manual, d11 dan kontak relenya akan ON sehingga semua kontak NO
relenya akan menutup dan semua kontak NC relenya akan membuka.
Setelah kontak NO nya menutup maka C21 akan tersuplai tegangan maka
pompa P1 akan bekerja. Jika tidak ada aliran air pada pengontrol aliran
b10.1 dan timer d11 waktunya habis maka kontaknya akan berpindah
menjadi NO sehingga pompa P1 akan mati dan rele d12 akan tersuplai
tegangan lalu kontak NO nya akan menutup, dengan menutupnya kontak
NO d12 maka H13 menyala menandakan pompa P1 tidak ada aliran air
pada pengontrol aliran b10.1 maka b10.1 akan terhubung, pompa P1
bekerja walau timer d11 telah habis waktumya.
31
Saat saklar b15 diputar pada posisi (M) manual, d16 dan kontak
relenya ON sehingga semua kontak NO nya akan menutup dan semua
kontak NC nya akan membuka, setelah kontak NO nya menutup maka
C23 akan tersuplai tegangan dan semua kontak NO C23 akan menutup dan
kontak NC nya akan membuka, dengan bekerjanya C23 maka pompa P2
akan bekerja. Jika tidak ada aliran air pada pengontrol aliran b15.1 dan
timer d16 waktunya habis maka kontaknya akan berpindah menjadi NO
sehingga pompa P2 akan mati dan rele d17 tersuplai tegangan lalu semua
kontak NO nya akan menutup dengan menutupnya kontak NO d17 maka
H18 akan menandakan pompa P2 tidak ada aliran. Jika ada aliran air pada
pengontrol aliran b15.1 maka kontak b15.1 akan terhubung, pompa P2
tetap bekerja walau timer d16 waktunya telah habis.
Untuk pengetesan seluruh lampu tanda (H13, H18, H25, H26, H28,
H29 dan H39) maka tombol b31 ditekan sedang untuk pengetesan pada
saat pompa beroperasi b32 ditekan maka timmer d32 akan tersuplai
tegangan dan kontak NO nya akan menutup kemudian lampu H25 dan
H28 akan menyala menandakan pompa P1 dan pompa P2 bekerja.
Pada saat ketinggian air telah mencapai level 4 maka air akan
mengangkat pully saklar pelampung b37, maka kontaknya akan terhubung
(menutup). Dengan menutupnya b37 maka rele d37 akan tersuplai
tegangan, kontak NO d37 menutup maka H39 menyala menandakan
bahwa air berada pada level tertinggi.
Jika terjadi beban lebih pada pompa maka overload akan bekerja,
kontak NO overload akan menutup dan NC akan membuka, dengan
bekerjanya overload maka rele d27 dan d30 akan tersuplai tegangan
sehingga semua kontak NO menutup dan kontak NC membuka dengan
bekerjanya overload maka lampu H26 dan H29 menyala menandakan
terjadi beban lebih.
4.4.3 Analisa Kesalahan Kerja Pada Saat Praktek
32
Saat melakukan praktek dibengkel listrik semester 5 ini ada
beberapa hambatan yang membuat kerja rangkaian mengalami masalah
antara lain yaitu:
- Bahan praktek yang digunakan seperti dioda/NTC yang dipakai dalam
keadaan tidak baik/rusak, sehingga ketika keadaan anoda lebih positif dari
katoda maka mengakibatkan dioda berfungsi sebagai switch yang terbuka
bukan tertutup, sehingga arus tidak mengalir. Pada keadaan ini H25 dan
H39 secara bersamaan menyala.
- Pemasangan kabel pada TOR tidak sesuai dengan gambar pengawatan,
bagian yang harusnya terpasang pada kontak NC justru dipasang pada
kontak NO
TOR yang digunakan dalam kondisi kurang baik,sehingga
pemasangan kabel harus benar-benar pas dan tidak boleh longgar agar
tidak terjadi loss pada kabel-kabel pengawatan.
33
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari pembahasan maka dapat diambil suatu kesimpulan sebagai berikut:
1. Kontrol pompa pencegah air melimpah ini digunakan untuk
mengendalikan pengisian bak penampungan air yang bekerja secara
otomatis dan manual.
2. Kontrol ini bekerja apabila permukaan air pada bak penampungan
telah menyentuh dan mengangkat pully dari saklar apung (floating
switch) b11 dan b16 dan akan mati apabila air telah habis atau pully
dari saklar apung kembali ke posisi awal.
3. Kontrol ini berguna untuk mempermudah pemakai dalam
pengoperasian pompa untuk pengisian bak penampungan
5.2 Saran
Dalam merangkai sebuah panel kontrol Pompa Air melimpah hal yang
perlu diperhatikan yaitu pengawatan dari masing-masing saklar pengontrol.
Dikarenakan dalam panel terdapat banyak kabel yang saling berhubungan satu
sama lain maka ketelitian dalam merangkai sangat diperlukan.Selain itu
hubungan pada komponen seperti TOR,Relai,dan Kontaktor juga harus
diperhatikan. Kesalahan dalam menggunakan kontak pada komponen (terbalik
antara NO dan NC) akan menyebabkan rangkaian tidak dapat bekerja
sebagaimana mestinya.
34
DAFTAR PUSTAKA
1. Latihan Bengkel Listrik Semester 5
2. Sugono,A.si “Teknik Tenaga Listrik”. C.V. ANEKA , Solo,2000
3. Diktat,”dasar instalasi listrik”,Politeknik Negeri Sriwijaya
4. Harten P. Vandan dan Ir E. Setiawan,”Instalasi Listrik Arus Kuat 1dan
2,Bina Cipta,Jakarta,1981dan 1985.
5. Diktat Elektronika Analog dan Digital semester 1 dan 2, teknik listrik,
Politeknik Negeri Sriwijaya
6. Suryatmo F “teknik Listrik Instalasi Penerangan”Reneka Cipta,Jakarta
1983.
35