proposal skripsiku

PROPOSAL SKRIPSI

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
ALAT PENGHEMAT ENERGI PADA MOTOR KAPASITOR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Disusun Oleh:
SUBHAN FAJRI
NIM. 0510630098

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2009

I. JUDUL
Perancangan dan Pembuatan Alat Penghemat Energi pada Motor Kapasitor

II. LATAR BELAKANG
Motor induksi merupakan jenis motor yang paling banyak digunakan baik dalam industri maupun dalam rumah tangga. Namun motor ini tidak selalu bekerja pada beban penuh, misalkan di industri yang bebannya selalu berubah. Hal ini akan memperburuk kinerja dari motor induksi itu sendiri, salah satunya adalah turunnya faktor daya dan efisiensi motor induksi tersebut.
Namun disamping dari kekurangan motor induksi tersebut, masih bisa diambil manfaatnya yaitu bisa dilakukan penghematan energi dengan mengatur besarnya tegangan masukannya yang sesuai dengan besarnya beban yang nantinya juga akan berpengaruh terhadap besarnya faktor daya dari motor induksi itu sendiri.
Dengan latar belakang tersebut dan diiringi oleh kemajuan dibidang elektronika daya dan mikrokontroler maka motor induksi dapat diatur besar tegangan masukannya dengan pengaturan sudut penyalaan triac yang diatur secara otomatis melalui mikrokontroller, sehingga motor bisa mendapat tegangan sesuai dengan kebutuhan beban dan penghematan energi dapat tercapai.

III. RUMUSAN MASALAH
Sesuai dengan latar belakang yang ada, perencanaan ini ditekankan pada :
1. Bagaimana hubungan antara perubahan beban dengan kebutuhan tegangan masukan pada motor induksi.
2. Apakah dengan pengurangan tegangan masukan motor induksi saat bebannya berkurang bisa dilakukan penghematan energi.
3. Bagaimana merancang alat yang dapat menghemat energi pada motor kapasitor yang berbeban rendah menggunakan pengaturan sudut penyalaan TRIAC yang dikontrol dengan mikrokontroller.

IV. RUANG LINGKUP
Mengacu pada permasalahan yang ada maka pada tugas akhir ini dibatasi pada:
1. Perancangan dan pembuatan alat penghemat energi ini dikhususkan untuk motor kapasitor.
2. Beban yang digunakan untuk pengujian adalah berupa breaker yang ada di laboratorium elektronika daya.
3. Parameter keberhasilan alat adalah :
a. Mikrokontroller bisa mengatur sudut penyalaan triac
b. Bisa mengatur tegangan masukan motor secara otomatis saat beban berubah.

V. TUJUAN
Skripsi ini bertujuan untuk merancang dan membuat alat penghemat energi motor induksi dengan mengatur besarnya tegangan masukan motor dengan pengaturan sudut penyalaan triac secara otomatis dengan menggunakan mikrokontroler.

VI. TINJAUAN PUSTAKA
Dengan kemajuan dibidang elektronika daya dan mikrokontroler maka motor induksi dapat diatur besarnya tegangan masukannya sesuai dengan besarnya beban. Cara yang bisa dilakukan adalah dengan mengatur besarnya sudut penyalaan TRIAC yang akan dikontrol secara otomatis dengan menggunakan mikrokontroller, sehingga motor dapat mendapat tegangan sesuai dengan kebutuhan beban.
Untuk memudahkan dalam memahami cara kerja sistem maupun dasar-dasar perancangan alat ini, maka dibutuhkan penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam penulisan proposal skripsi ini. Berikut ini merupakan penjelasan dari teori-teori penunjang yang digunakan dalam perancangan.

6.1 Motor kapasitor
Motor kapasitor ini menggunakan kapasitor pada saat startnya yang dipasang secara seri terhadap kumparan bantu. Motor kapasitor ini umumnya digunakan pada kipas angin, kompresor pada kulkas (lemari es), motor pompa air, dan sebagainya. Pada lemari es umumnya memakai rele sebagai saklar sentrifugalnya. Berdasarkan penggunaan kapasitor pada motor kapasitor, maka motor kapasitor ini dapat dibagi dalam hal sebagai berikut di bawah ini.
1. Motor kapasitor start (capacitor start motor)
Pada motor kapasitor, pergeseran fase antara arus kumparan utama (Iu) dan arus kumparan bantu (Ib) didapatkan dengan memasang sebuah kapasitor yang dipasang seri terhadap kumparan bantunya seperti yang diperlihatkan pada gambar 1

Gambar 1 Bagan rangkaian motor kapasitor dan diagram vektor Iu dan Ib

Kapasitor yang digunakan pada umumnya adalah kapasior elektrolik yang pemasangannya tidak permanen pada motor (sebagai bagian yang dapat dipisahkan). Kapasitor start direncanakan khususnya untuk waktu pemakaian yang singkat, sekitar 3 detik, dan tiap jam hanya 20 kali pemakaian. Bila saat start dan setelah putaran motor mencapai 75% dari kecepatan penuh, saklar sentrifugal (CS) otomatis akan terbuka untuk memutuskan kapasitor dari rangkaian, sehingga yang tinggal selanjutnya hanya kumparan utama saja.. Pada sebahagian motor ini ada yang menggunaan rele sebagai saklar sentifugalnya. Ada 2 bentuk pemasangan rele yang biasa digunakan yaitu penggunaan rele arus dan rele tegangan seperti yang diperlihatkan pada gambar 2 dan gambar 3.

Gambar 2 Bentuk penggunaan rele arus dalam rangkaian

Arus start yang dihasilkan pada gambar 2 cukup besar sehingga medan magnet yang dihasilkan oleh rele sanggup untuk menarik kontak NO (normally open) menjadi menutup (berhubungan), setelah motor berjalan dan mencapai kecepatan 75% kecepatan nominalnya, maka arus motor sudah turun menjadi kecil kontak NO yang terhubung tadi terlepas kembali karena medan magnet yang dihasilkan tidak sanggup untuk menarik kontak NO sehingga kapasitor dilepaskan lagi dari rangkaian.

Gambar 3 Bentuk penggunaan rele tegangan dalam rangkaian

Tegangan awal saat start yang dihasilkan pada rele gambar 3 masih kecil sehingga medan magnet yang dihasilkan oleh rele tidak sanggup untuk menarik kontak NC (normally close) menjadi terbuka (memisah), setelah motor berjalan dan mencapai kecepatan 75% kecepatan nominalnya, maka tegangan pada rele sudah naik menjadi normal sehingga kontak NC yang terlepas tadi terhubung karena medan magnet yang dihasilkan rele sanggup untuk menarik kontak NC menjadi terbuka sehingga kapasitor dilepaskan lagi dari rangkaian.
Disamping itu, penggunaan kapasitor start pada motor kapasitor dapat divariasikan misalnya dengan tegangan tegangan ganda seperti yang diperlihatkan pada gambar 4.

Gambar 4 Motor kapasitor start tegangan ganda, putaran satu arah.
Untuk penggunaan tegangan rendah pada gambar 4, kumparan utama I dan kumparan utama II diparalel dengan cara terminal 1 dikopel dengan 3, terminal 2 dikopel dengan 4, kemudian terminal 1 dan 2 diberikan untuk sumber tegangan. Untuk tegangan tingginya, kumparan utama I dan kumparan utama II dihubungkan secara seri, kemudian terminal 1 dikopel dengan 4 dan terminal 3 dan 2 untuk sumber tegangan.
Motor kapasitor start yang sederhana juga dapat diperlengkapi dengan pengaturan kecepatan dan pembalik arah putaran seperti yang diperlihatkan pada contoh berikut di bawah ini.
a. Motor kapasitor start dengan 3 ujung dengan arah putaran yang dapat dibalik (three leads reversible capacitor start motor) diperlihatkan pada gambar 5.

Gambar 5 Motor kapasitor start dengan 3 ujung dengan pembalik arah putaran

b. Motor kapasitor start 2 kecepatan seperti yang diperlihatkan pada gambar 6.

Gambar 6 Motor kapasitor start 2 kecepatan.

Bila saklar diatur pada posisi low pada gambar 3.20, motor berputar lambat, sedangkan bila saklar diatur pada posisi high, motor berputar lebih cepat, karena kumparan cepat (high run) mempunyai jumlah kutub sedikit sedangkan kumparan lambat (low run) mempunyai jumlah kutub yang lebih banyak.
c. Motor kapasitor start dengan 2 kumparan dan menggunakan 2 buah kapasitor seperti yang diperlihatkan pada gambar 7.

Gambar 7 Motor kapasitor start dengan 2 kecepatan dan menggunakan 2 buah kapasitor.

2. Motor kapasitor start dan jalan (capacitor start-capacitor run motor).
Pada dasarnya motor ini sama dengan capasitor start motor, hanya saja pada motor jenis ini kumparan bantunya mempunyai 2 macam kapasitor dan salah satu kapasitornya selalu dihubungkan dengan sumber tegangan (tanpa saklar otomatis). Motor ini menggunakan nilai kapasitansi yang berbeda untuk kondisi start dan jalan. Dalam susunan pensaklaran yang biasa, kapasitor start yang seri dengan saklar start dihubungkan secara paralel dengan kapasitor jalan dan kapasitor yang diparalelkan itu diserikan dengan kumparan bantu.
Penggunaan kapasitor start dan jalan yang terpisah memungkinkan perancangan motor memilih ukuran optimum masing-masing, yang menghasilkan kopel start yang sangat baik dan prestasi jalan yang baik. Tipe kapasitor yang digunakan pada motor kapasitor ini adalah tipe elektrolit dan tipe berisi minyak. Rancangan motor ini biasanya hanya digunakan untuk penggunaan motor satu fasa yang lebih besar dimana khususnya diperlukan untuk kopel start yang tinggi. Keuntungan dari motor jenis ini adalah :
1. Mempertinggi kemampuan motor dari beban lebih.
2. Memperbesar cos  (faktor daya).
3. Memperbesar torsi start,
4. Motor bekerja lebih baik (putaran motor halus).
Motor jenis ini bekerja dengan menggunakan kapasitor dengan nilai yang tinggi (besar) pada saat startnya, dan setelah rotor berputar mencapai kecepatan 75% dari kecepatan nominalnya, maka kapasitor startnya dilepas dan selanjutnya motor bekerja dengan menggunakan kapasitor jalan dengan nilai kapasitor yang lebih rendah (kapasitas kecil) agar motor dapat bekerja dengan lebih baik. Bentuk gambaran motor jenis ini diperlihatkan pada gambar 8. Pertukaran harga kapasitor dapat dicapai dengan dua cara sebagai berikut.
a) Dengan menggunakan dua kapasitor yang dihubungkan secara paralel pada rangkaian bantu, kemudian setelah saklar otomatis bekerja maka hanya sebuah kapasitor yang terhubung secara seri dengan kumparan bantu (gambar 8a)
b) Dengan memasang sebuah kapasitor yang dipasang secara paralel dengan ototransformator step up (gambar 8b).

a) b)
Gambar 8 Cara mendapatkan pertukaran harga kapasitor

3. Motor kapasitor jalan (capacitor run motor).
Motor ini mempunyai kumparan bantu yang disambung secara seri dengan sebuah kapasitor yang terpasang secara permanen pada rangkaian motor. Kapasitor ini selalu berada dalam rangkaian motor, baik pada waktu start maupun jalan, sehingga motor ini tidak memerlukan saklar otomatis. Oleh karena kapasitor yang digunakan tersebut selalu dipakai baik pada waktu start maupun pada waktu jalan maka harus digunakan kapasitor yang memenuhi syarat tersebut yaitu kapasitor yang berjenis kondensator minyak, atau kondensator kertas minyak. Pada umumnya kapasitor yang digunakan berkisar antara 2 sampai 20 F, bentuk hubungannya pada rangkaian motor diperlihatkan pada gambar 9 dengan jenis dua arah putaran.

Gambar 9 Motor kapasitor jalan yang bekerja dengan 2 arah putaran (maju dan mudur) dengan kumparan utama sama dengan kumparan bantu.

Pada gambar 9, waktu putaran kanan, kumparan A diseri dengan kapasitor dan kumparan B bertindak sebagai kumparan utama, sedangkan pada waktu putaran kiri, kumparan B diseri dengan kapasitor dan berfungsi sebagai kumparan bantu, sehingga kumparan A sekarang berfungsi sebagai kumparan utama. Selanjutnya pada gambar 10 diperlihatkan contoh penerapan motor kapasitor jalan yang dapat diatur kecepatannya yang biasa diterapkan pada kipas angin.

Gambar 10 Motor kapasitor jalan (permanen) dengan 2 kecepatan.

6.2 TRIAC
Triac dapat bersifat konduktif dalam dua arah dan biasa digunakan untuk pengendali fasa ac. Hal ini dapat dianggap sebagai dua buah SCR yang tersambung antipararel dengan koneksi gerbang seperti gambar 11.

Gambar11. Simbol TRIAC dan Ekivalensi

Kerena TRIAC merupakan komponen bidirectional, terminalnya tidak dapat ditentukan sebagai anoda/katode. Jika terminal MT2 positif terhadap MT1. TRIAC dapat dimatikan dengan memberikan sinyal gerbang positif antara gerbang G dan MT1. Jika terminal MT2 negatif terhadap MT1, maka TRIAC dapat dihidupkan dengan memberikan sinyal pulsa negatif antara gerbang dan terminal MT1. Tidak perlu untuk memiliki kedua sinyal gerbang positif dan negatif dan TRIAC dapat dihidupkan baik oleh sinyalgerbang positif maupun negatif. Dalam prakteknya sensitivitas berfariasi antara satu kuadran dengan kuadran lain, dan TRIAC biasanya beroperasi dikuadran I atau kuadran III.

6.4 Pengatur Tegangan Arus Bolak Balik Satu Fasa
Teknik pengontrolan fasa memberikan kemudahan dalam sistem pengendalian AC. Pengendali tegangan saluran AC digunakan untuk mengubah-ubah harga rms tegangan AC yang dicatukan ke beban dengan menggunakan Thyristor sebagai sakelar.
Penggunaan alat ini antara lain, meliputi:
– Kontrol penerangan
– Kontrol alat-alat pemanas
– Kontrol kecepatan motor induksi
Rangkaian pengendalian dapat dilakukan dengan menggunakan dua-Thyristor yang dirangkai antiparalel lihat Gambar 13 (a) atau menggunakan Triac lihat Gambar 13 (b).

a). Thrystor Anti Paralel

b). TRIAC

Gambar 13 : Bentuk dasar pengendali tegangan AC
Penggunaan dua Thyristor antiparalel memberikan pendalian tegangan AC secara simetris pada kedua setengah gelombang pertama dan setengah gelombang berikutnya. Penggunaan Triac merupakan cara yang paling simpel, efisien, dan handal. Triac merupakan komponen dua-arah sehingga untuk mengendalikan tegangan AC pada kedua setengah gelombang cukup dengan satu pulsa trigger. Barangkali inilah yang membuat rangkaian pengendalian jenis ini sangat popular di masyarakat. Keterbatasannya terletak pada kapasitasnya yang masih terbatas dibandingkan bila menggunakan Thyristor. Dari Gambar 13 jika tegangan sinusoidal dimasukkan pada rangkaian seperti pada gambar, maka pada setengah gelombang pertama Thyristor Q1 mendapat bias maju, dan Q2 dalam keadaan sebaliknya. Kemudian pada setengah gelombang berikutnya, Q2 mendapat bias maju, sedangkan Q1 bias mundur. Agar rangkaian dapat bekerja, ketika pada setengah gelombang pertama Q1 harus diberi sinyal penyalaan pada gatenya dengan sudut penyalaan, misalnya α. Seketika itu Q1 akan konduksi. Q1 akan tetap konduksi sampai terjadi perubahan arah (komutasi), yaitu tegangan menuju nol dan negatif. Setelah itu, pada setengah periode berikutnya, Q2 diberi trigger dengan sudut yang sama, proses yang terjadi sama persis dengan yang pertama. Dengan demikian bentuk gelombang keluaran seperti yang ditunjukkan pada gambar.

6.5 Trafo (Transformator)
Kata “Transformator” berasal dari kata “Transformasi” yang berarti “Perubahan”. Transformator atau biasa disingkat dengan kata Trafo adalah suatu peralatan listrik yang tidak berputar tetapi meneruskan tenaga listrik dari satu rangkaian ke rangkaian lain dengan frekuensi yang sama dan tegangan yang berubah melalui rangkaian magnetik (sirkuit magnetik). Gambar 14 menunjukkan skema konversi energi trafo.

Energi Listrik Energi Listrik
Trafo

Gambar 14. Skema Konversi Energi Trafo

Trafo pada sistem tenaga listrik disebut Trafo Tenaga. Trafo tenaga dibedakan menjadi 2 macam, yaitu :
1. Step up transformer atau trafo penaik tegangan
Berfungsi untuk menaikkan tegangan pusat pembangkit menjadi tegangan tinggi untuk ditransmisikan.
2. Step down transformer atau trafo penurun tegangan
Berfungsi untuk menurunkan tegangan saluran transmisi ke tegangan yang lebih rendah
Disamping dikenal pula transformasi distribusi untuk merubah tegangan distribusi primer ke tegangan distribusi sekunder untuk didistribusikan ke konsumen.
Transformator dapat digunakan sebagai berikut :
• Untuk menyesuaikan tegangan setempat dengan tegangan pada peralatan listrik
• Untuk melakukan pengukuran dari besaran listrik. Trafo yang dipergunakan untuk mengadakan pengukuran besaran listrik disebut trafo instrumen atau trafo pengukuran. Trafo instrumen dibedakan menjadi dua, yaitu : trafo tegangan digunakan untuk voltmeter, trafo arus digunakan untuk amperemeter.
• Dalam bidang elektronika, trafo digunakan : sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban, untuk memindahkan satu rangkaian dari rangkaian yang lain, untuk menghambat arus searah sambil tetap melakukan arus bolak-balik antara rangkaian.

6.5 Mikrokontroler ATMEGA8
Mikrokontroler ATMEGA8 yang diproduksi oleh ATMEL Company Amerika Serikat merupakan salah satu anggota keluarga dari jenis AVR (AIF-Egil Bogen, Vegard Wollan, RISC microcontroller). IC jenis ini berorientasi pada kontrol 8 bit yang dapat diprogram ulang dengan daya rendah. Mikrokontroler ini dalam satu siklus waktu mampu mengeksekusi instruksi hingga mencapai 1 MIPS (million instruction per secon) per MHz. Mikrokontroler ATMEGA8 mempunyai karakteristik utama sebagai berikut:
 Mikrokontroler 8 bit dengan performansi tinggi dan daya rendah
 Nonvolatile memori program dan data
 Sistem self-programable flash 8 Kbyte
 EEPROM sebesar 512 byte, dan 1Kbyte SRAM internal
 23 saluran I/O dan 32 general purpose register.
 Dua timer/counter 8 bit dengan prescaller terpisah, satu mode pembanding (compare mode)
 Satu buah timer/counter 16 bit dengan prescaller terpisah, mode pembanding dan perekam (capture)
 Internal dan eksternal interupt.
 WDT (Watch Dog Timer) dengan oscilator internal
 RTC dengan oscillator terpisah
 Tiga buah pin PWM
 Enam buah pin ADC dengan ketepatan sebesar 10 bit
 USART (Universal Syncronous and Asyncronous Receiver Transmitter)
Konfigurasi pin mikrokontroler ATMEGA8 dapat dilihat dalam Gambar 15.

Gambar 15 Konfigurasi pin ATMEGA8
Sumber : ATMEGA8 Data sheet , 2006
6.5.1 Struktur dan Operasi Port
Mikrokontroler ATMEGA8 ini mempunyai 3 buah port, dua buah port memiliki 8 buah jalur I/O dan sebuah port dengan 7 jalur I/O. Beberapa karakteristik port mikrokontroler ATMEGA8 dijelaskan secara singkat berikut ini:
 Unit I/O dapat dialamati perjalur atau per port.
 Setiap jalur I/O memiliki buffer, penahan (latch), kemudi input dan kemudi output.
 Setiap jalur I/O terdapat register pengatur apakah dijadikan input atau dijadikan output.
 Port B adalah I/O bi-directional 8 bit dengan resistor pull-up internal. Sebagai masukan, pin port B yang diberi pull-low secara eksternal akan mengalirkan arus bila resistor pull-up diaktifkan. Port B juga memiliki fungsi khusus, seperti yang terlihat dalam tabel 1 berikut:

Tabel 1. Fungsi khusus Port B

Sumber : ATMEGA8 Data sheet , 2006

 Port C adalah I/O bi-directional 7 bit dengan resistor pull-up internal. Sebagai masukan, pin port C yang diberi pull-low secara eksternal akan mengalirkan arus bila resistor pull-up diaktifkan. Port C juga memiliki fungsi khusus, seperti yang terlihat dalam tabel 2 berikut:
Tabel 2. Fungsi khusus Port C

Sumber : ATMEGA8 Data sheet , 2006
 Port D adalah I/O bi-directional 8 bit dengan resistor pull-up internal. Sebagai masukan, pin port D yang diberi pull-low secara eksternal akan mengalirkan arus bila resistor pull-up diaktifkan. Port D juga memiliki fungsi khusus, seperti yang terlihat dalam tabel 3 berikut:

Tabel 3. Fungsi khusus Port D

Sumber : ATMEGA8 Data sheet , 2006
6.5.2 Sistem interupt
Mikrokontroller ATMEGA8 memiliki 19 alamat vektor interupt dimana nomor urut dari vector interupt tadi menyatakan prioritas dari tinterupt tersebut. Alamat vector interupt dari mikrokontroller ATMEGA8 dapat dilihat dalam tabel 4.

Tabel 4. Alamat vector interupt dari ATMEGA8

Sumber : ATMEGA8 Data sheet , 2006
6.6 Zero Crossing Detector
Zero Crossing Detector berfungsi untuk mengetahui kapan sinyal tegangan masukan pada mikrokontroler bernilai nol. Hardware pemroses sinyal menggunakan dasar zero cross detektor pada mikrokontroler ATMega8535. Rangkaian zero crossing detector ditunjukkan dalam Gambar 16.

Gambar 16 Gambar Schematic Zero Cross Detector

Untuk melindungi Mikrokontroler dari tegangan diatas VCC dan dibawah GND, Mikrokontroler mempunyai dioda clamping internal pada pin I/O (lihat gambar 10). Dioda tersebut terhubung dari pin ke VCC dan GND, yang berfungsi menjaga semua sinyal masukan sesuai dengan tegangan operasi dari mikrokontroler. Semua tegangan yang lebih besar dari V + 0,5V akan dipaksa turun sampai tegangan V + 0,5V (0,5 adalah jatuh tegangan pada dioda). Dan semua tegangan dibawah GND – 0,5V akan dipaksa naik sampai tegangan GND – 0,5V.
Dengan menambahkan sebuah resistor seri yang besar, dioda tersebut dapat digu nakan untuk mengubah sebuah sinyal sinusoida tegangan tinggi menjadi sebuah sinyal kotak tegangan rendah. Dengan amplitudo tegangan yang sesuai dengan tegangan operasional mikrokontroler. Karena dioda tersebut menyesuaikan tegangan tinggi masukan menjadi tegangan operasional mikrokontroler.
Sinyal kotak tegangan rendah sefase dengan sinyal sinusoida tegangan AC, dengan mendeteksi tepi turun akan dapat menunjukkan secara akurat kapan zero cross itu terjadi. Dengan menggunakan sinyal tersebut mikrokotroler dapat menjadi pendeteksi zero cross yang akurat dengan kode pemrograman yang singkat dan berbasiskan interupsi. Sinyal kotak sebenarnya adalah sinyal sinsoida AC dengan puncak positifnya terpotong pada tegangan VCC + 0,5V dan VCC – 0,5V seperti ditunjukkan dalam Gambar 18.
Sinyal kotak tersebut terhubung dengan pin interupsi eksternal dari mikrokontroler sehingga memungkinkan untuk meletakkan rutin deteksi zero cross dalam rutin interupsi. Sinyal masukan sebenarnya ditunjukkan dalam Gambar 17.
Gambar 17 Sinyal kotak sebagai masukan interupsi eksternal
mikrokontroler

Gambar 18 Gambar tampilan osiloscope sinyal kotak masukan interupsi eksternal mikrokontroler

Dengan terdeteksinya sebuah zero cross (terjadi interupsi eksternal pada mikrokontroler) maka dapat diketahui adanya sebuah satu siklus gelombang yang terjadi. Karena interval antara terjadinya zero cross (ditandai dengan sebuah interupsi eksternal) sama dengan periode dari satu buah gelombang sinusoida masukan.
6.7 Sensor Arus (Konverter Arus ke Tegangan)

Sensor arus (konverter arus ke tegangan) pada pengaturan motor ini berfungsi untuk mendapatkan nilai besaran arus yang mengalir secara akurat yang akan dibaca oleh mikrokontroller. Sensor yang digunakan berupa resistor dengan nilai resistansi kecil agar tidak membebani sistem.
Apabila menggunakan resistor 1 Ω sebagai sensor arus, maka tegangan yang terdapat pada resistor tersebut dapat dicari melalui persamaan:
V1 = R1 x i
Pada batas seting arus yaitu sebesar 0,5 A, nilai tegangan keluarannya adalah
V1 = 1 Ω x 0,5 A = 0,5 volt
Sehingga range tegangan resistor tersebut pada batas seting arus mempunyai nilai berkisar antara –0,5 s/d 0,5 volt untuk berbagai macam variasi beban.
Sedangkan besarnya disipasi daya resistor (PR1) pada batas seting arus dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
PR1 =
PR1 = = 0,25 W
Dengan nilai disipasi daya sebesar 0,25 W pada batas seting arus, sensor arus ini dapat dianggap tidak membebani sistem. Berdasarkan pilihan jenis resistor yang terdapat dipasaran, dipilih resistor dengan nilai 1Ω/5W.

VII. METODE PENELITIAN

7.1. Obyek penelitian
Obyek penelitian pada skripsi ini adalah perancangan dan pembuatan alat penghematan energi motor kapasitor dengan pengaturan sudut penyalaan triac yang dikontrol otomatis oleh mikrokontroler .
7.2. Studi Literatur
Studi literatur yang diperlukan berkaitan dengan hal-hal :
• Motor kapsitor
• TRIAC
• Mikrokontroler ATmega8
• Sensor arus

7.3 Perancangan Alat
7.3.1. Perancangan Perangkat Keras
Agar Perancangan alat ini bisa sistematis maka dilaksanakan berdasarkan blok diagram dalam Gambar 19.

Gambar 19 Diagram Blok Sistem
Fungsi dari blok di atas adalah sebagai berikut:
– Sensor arus berfungsi untuk mendapatkan nilai besaran arus yang mengalir secara akurat yang akan dibaca oleh mikrokontroller.
– TRIAC sebagai pengontrol tegangan masukan motor induksi yang selanjutnya akan dikontrol oleh Mikrokontroler.
– Zero Crossing Detector berfungsi untuk mengetahui kapan sinyal tegangan masukan pada mikrokontroler bernilai nol.
– Mikrokontroler berfungsi sebagai pengolah data.
7.3.2 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak dibutuhkan komputer (PC) dan mikrokontroler untuk mengendalikan perangkat keras. Perancangan perangkat lunak dilakukan dengan pembuatan flowchart terlebih dahulu kemudian pembuatan programnya. Bahasa pemrograman yang dipakai mikrokontroler adalah bahasa pemrograman C. Sedangkan pada komputer (PC) digunakan pemrograman CV AVR.
7.4. Pengujian Alat
7.4.1. Pengujian Perangkat Keras
Pengujian alat dilakukan pada masing-masing bagian sesuai blok diagram yang ditunjukkan dalam Gambar 19 untuk mengetahui apakah memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan yang meliputi pengujian :
• Pengujian Rangkaian TRIAC.
Pengujian rangkain TRIAC sebagai rangkaian Pengontrol ini bertujuan untuk mengetahui rangkaian ini bisa mengatur tegangan masukan dengan merubah sudut penyalaan pada gate TRIAC. Pengujian ini dilakukan laboratorium elektronika daya teknik elektro Universitas Brawijaya. Rangkain penggantinya adalah sebagai berikut:

.

Gambar 20 Rangkaian pengganti pengaturan motor kapasitor dengan triac

7.4.3. Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Pengujian alat secara keseluruhan untuk menguji apakah alat bisa berfungsi dengan baik sesuai dengan rumusan masalah yang ditentukan. Pengujian dilakukan di laboratorium elektronika daya..
7.4.4 pengambilan kesimpulan
Kesimpulan didapat berdasarkan dari hasil perealisasian sistem perbaikan faktor daya menggukan menggunakan TRIAC sebagai pengontrol tegangan masukan pada motor kapasitor .

VIII. SISTEMATIKA PEMBAHASAN
Sistematika penulisan dalam skripsi ini sebagai berikut:
Bab I: Pendahuluan
Berisi tentang uraian latar belakang, tujuan, batasan masalah, rumusan masalah, manfaat serta sistematika penulisan.
Bab II: Tinjauan Pustaka
Membahas teori-teori yang mendukung dalam perencanaan dan pembuatan sistem.
Bab III: Metode Penelitian
Membahas tentang metode yang digunakan dalam penyusunan skripsi ini.
Bab IV: Perancangan
Berisi perancangan dan perealisasian sistem yang meliputi spesifikasi, perencanaan blok diagram, prinsip kerja, dan realisasi sistem.
Bab V: Pengujian dan Analisis
Membahas tentang proses pengujian dan analisis data yang diperoleh dari sistem yang telah dibuat.
Bab VI: Kesimpulan dan Saran
Memuat kesimpulan dan saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut dari sistem yang telah dibuat.

IX. JADWAL KEGIATAN
Jadwal kegiatan pelaksanaan skripsi ini dapat dilihat dalam Tabel 10.
Tabel 10. Tabel rencana kegiatan
No Kegiatan Bulan I Bulan II Bulan III Bulan IV Bulan V
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Seminar proposal
2 Studi literatur
3 Pembuatan alat
4 Pengujian alat
5 Penyusunan laporan
6 Seminar hasil

X. DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2008. Silicon Controlled Rectifier, http://www.electronicab.com. Diakses tanggal: 20 maret 2009
Atmel. 2002. ATmega8535/ATmega8535L, 8-bit AVR Microcontroller with 8 kbytes in System Programable Flash, http://www.datasheetarchive.com/datasheet-bb. html. Diakses tanggal: 20 maret 2009.
Atmel. AVR182: Zero Cross Detector, http://www.atmel.com
Khater, F.M.H., Novotny, D.W., 1986, An Equivalent Circuit Model for Phase Back Voltage Control of AC Machines, III Transaction on Industry Application Vol. IA-22.
Malvino, A.P. 1996. Prinsip – Prinsip Elektronika, edisi kedua. diterjemahkan oleh Hanapi Gunawan. Jakarta: Erlangga.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: