program studi teknik elektro fakultas...

33
LAPORAN PENELITIAN INTERNAL PERANCANGAN ALAT PENGONTROLAN MOTOR LISTRIK SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN SAKLAR CAHAYA PENELITI : IR. BADARUDDIN, MT PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JANUARI 2012

Upload: phamdan

Post on 27-May-2018

217 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

0

LAPORAN PENELITIAN INTERNAL

PERANCANGAN ALAT PENGONTROLAN MOTOR LISTRIK

SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN SAKLAR CAHAYA

PENELITI :

IR. BADARUDDIN, MT

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MERCU BUANA

JANUARI 2012

Page 2: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

1

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN HASIL PENELITIAN INTERNAL

1. Judul Penelitian : PERANCANGAN ALAT PENGONTROLAN MOTOR

LISTRIK SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN

SAKLAR CAHAYA

2. Bidang Ilmu Penelitian : Teknik Elektro

3. Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap : Badaruddin Ir, MT

b. Jenis Kelamin : Laki - Laki

c. NIP : 19464-0123

d. JabatanFungsional : Lektor

e. Pangkat/Golongan : IVA

f. Jabatan Struktural : Kepala Laboratorium Teknik Elektro

g. Fakultas : Teknik

h. Program Studi : Teknik Elektro

i. Alamat Kantor/tlp : Jl Raya Meruya Selatan, Kembangan Jakarta Barat 11650

j. Telepon/faks/E-mail : 021 5861779/021 5861906

k. Alamat rumah/tlp/Email : Taman Cimanggu, Jl Begonia I Blok Q4 No.6

Bogor/02518342428/[email protected]

l. Telepon/faks/E-mail : 0251 8342428/ [email protected]

4. Jumlah Anggota Peneliti : 1 orang

5. Lokasi Penelitian : Laboratorium Teknik Elektro UMB

6. Waktu Penelitian : (5) Lima Bulan

7. Dana diusulkan : Rp. 3.509.000 (Tiga Juta Lima Ratus Sembilan Ribu

Rupiah)

Page 3: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

2

LEMBAR PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa penelitian ini di laksanakan dengan benar, merupakan

penelitian yang saya lakukan sendiri. Jika ada hasil atau sesuatu hal yang sama dengan orang

lain, dinyatakan dalam sumber pustaka pada bagian akhir dari laporan ini.

Jakarta , 16 januari 2012

Ketua Peneliti

Badaruddin, Ir MT

Page 4: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

3

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................................ 1

LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................................... 2

DAFTAR ISI....................................................................................................................... 3

ABSTRAK .......................................................................................................................... 4

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................... 5

1.1 Latar Belakang ................................................................................................... 5

1.2 Tujuan Penelitian ............................................................................................... 5

1.3 Pembatasan Masalah .......................................................................................... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... 6

2.1 Pengertian Pengontrolan .................................................................................... 6

2.2 Jenis – Jenis Pengontrolan ................................................................................ 6

2.2.1 Sistem Pengontrolan Terbuka ................................................................ 6

2.2.2 Sistem Pengontrolan Tertutup................................................................ 7

2.3 Sistem Pengontrolan Motor Listrik Secara Elektromagnetik ............................ 8

2.4 Spesifikasi Komponen – komponen beserta prinsip kerjanya ........................... 9

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................................... 25

BAB IV PROSES PERANCANGAN SISTEM KONTROL MOTOR LISTRIK

DENGAN SAKLAR CAHAYA ....................................................................... 27

4.1 Proses Perancangan .......................................................................................... 27

4.1.1 Pemasangan Komponen ......................................................................... 27

4.2 Pengetesan Alat dan Pengukuran ..................................................................... 29

4.3 Keuntungan Menggunakan Saklar Cahaya dibandingkan dengan saklar

lain................................................................................................................... 29

4.4 Penempatan dan Perawatan .............................................................................. 29

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 31

5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 31

5.2 Saran .................................................................................................................. 31

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 32

Page 5: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

4

ABSTRAK

Kemajuan teknologi saat ini sangat mempegaruhi pola hidup masyarakat. kehidupan

manusia yang tidak lepas dari kebutuhan akan listrik sebagai sarana utama dalam kegiatan

sosial dan ekonomi. misalnya dalam menjemur dan mengangkat pakaian yang terkadang kita

tidak sempat untuk mengangkatnya jika hujan ataupun pada malam hari, serta jika kita

meninggalkan rumah berhari-hari tentunya tidak mungkin kita meninggalkan rumah dalam

keadaan gelap atau kondisi lampu menyala terus menerus yang mengakibatkan pemborosan.

Dalam proses perancangan menggunakan gambar kerja yang bertujuan untuk

memudahkan proses perakitan dan mendapatkan hasil yang optimal, Penempatan atau

pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya, terutama

pemasangan LDR untuk mendapatkan kepekaan terhadap cahaya yang tinggi posisi LDR

harus tepat agar system kerja rangkaian sesuai dengan yang dinginkan

ABSTRAC

Advances in technology today is very mempegaruhi lifestyle of the people. human life

which can not be separated from the need for electricity as the primary means of social and

economic activities. for example in drying and lifting clothes that sometimes we do not have

time to pick it up if it rains or at night, and if we leave the house for days we probably would

not leave the house in the dark or continuous light conditions that lead to waste.

In the design process using the image of work that aims to facilitate the assembly

process and obtain optimal results, the placement or mounting position of this control

equipment must be adjusted to the light conditions, especially the installation of the LDR to

obtain a high sensitivity to light LDR position should be appropriate to work system

according to the circuit with a chill

Page 6: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

5

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Banyak sekali kegiatan – kegiatan yang kita jumpai menggunakan energi listrik .

Energi listrik sangatlah dibutuhkan dan kebutuhan terus meningkat seiring dengan semakin

pesatnya pertumbuhan jumlah penduduk. Hal ini mendorong penulis untuk menciptakan

suatu alat yang dapat mengurangi tingkat kesibukan misalnya dalam menjemur dan

mengangkat pakaian yang terkadang kita tidak sempat mengangkatnya jika hujan ataupun

malam hari. Dimana pengontrolan dibagi menjadi 2 jenis yaitu secara maual dan otomatis

perbedaan secara manual biasanya pengaturangya diatur sendiri sedangkan secara otomatis

pengaturanya diatur oleh peralatan kontrol, untuk memutar balikan arah putaran pada motor

khususnya.

Oleh karena itu penulis mencoba menciptakan suatu alat yang dapat memecahkan

masalah tersebut yaitu dengan menciptakan sistem pengontrolan menggunakan saklar cahaya

( Light Dependent Resistor ) secara otomatis untuk mengontrol peralatan listrik, dengan cara

kerja yang sederhana sesuai dengan iklim tropis di indonesia panas dan hujan, tentunya alat

seperti ini sangat membantu untuk mengurangi tingkat kesibukan masyarakat.

1.2 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan Penelitian ini adalah :

Untuk merancang sistem pengontrolan motor listrik menggunakan saklar cahaya

1.3 Batasan Masalah

Dalam Penelitian ini penulis membahas tentang perancangan alat Pengontrolan motor

listrik menggunakan saklar cahaya.

Page 7: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

6

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Pengontrolan

Pengontrolan dapat diartikan sebagai pengaturan dan pengendalian terhadap operasi

motor listrik yang di pergunakan untuk menggerakan mesin – mesin untuk dapat melakukan

proses pekerjaanya sesuai yang dikehendaki dan tetap memperhatikan keamanan operator

maupun keamanan motor listrik itu sendiri [3]. Berdasarkan uraian diatas, maka pengontrolan

motor listrik mempunyai arti yang sangat luas. Meliputi menjalankan, mengerem

mengembalikan putaran, mengatur kecepatan motor, melindungi peralatan kontrol berikut

motor listriknya sendiri sampai dengan menghentikan motor. Banyak atau sedikitnya bentuk

– bentuk pengontrolan yang dapat diterapkan pada pengontrolan motor listrik sangat

tergantung pada kerja motor yang diinginkan. Apabila kerja motor hanya untuk berputar dan

berhenti, maka bentuk pengontrolanya menjalankan dan memberhentikan saja yang bisa

diterapkan.

2.2 Jenis – Jenis Pengontrolan

Berdasarkan kerja dari sistem peralatan kontrolnya, pengontrolan motor listrik dibagi

dua bagian utama yaitu [3] :

1. Sistem Pengontrolan Terbuka ( Open Loop System )

2. Sistem Pengontrolan Tertutup ( Close Loop System )

2.2.1 Sistem Pengontrolan Terbuka

Untuk mendapatkan gambaran tentang sistem pengontrolan terbuka ( open loop

system ), dapat diambil suatu contoh mesin tenun pembuat kain. Jika mesin tenun akan

dioperasikan maka sumber daya listrik dapat dialirkan kesuatu alat kontrol, kemudian motor

listrik bekerja dan selanjutnya mesin tenun melaksanakan tugas untuk menenun serat – serat

menjadi kain.

Dan apabila salah serat benang terputus, sakelar pada peralatan kontrol harus dibuka,

maka daya listrik kepada motor akan terputus akibatnya mesin tenun berhenti. Disini

diperlukan seorang operator pengamat yang akan membuka dan menutup saklar apabila

terjadi benang putus. Hal ini dilaksanakan berdasarkan pengamatan operator pada mesin

tenun. Sistem pengontrolan ini disebut sistem

Page 8: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

7

Gambar 2.1 Diagram Pengontrolan Sistem Terbuka

Terlihat bahwa input yang diinginkan adalah motor listrik harus berhenti apabila

terjadi benang putus, sedangkan output yang terjadi mesin tenun terus bekerja walaupun ada

benang putus. Teryata dalam hal ini bahwa signal output ( akibat ) tidak mempengaruhi input

( penyebab ). Jadi pada sistem pengontrolan terbuka, perubahan kerja dari motor listrik hanya

dapat terjadi apabila sistem kerja kontrolnya diubah oleh tenaga manusia ( operator ) secara

manual.

2.2.2 Sistem Pengontrolan Tertutup

Apabila fungsi operator pada mesin tenun diatas diganti oleh sakelar mini ( Micro

Switch ) yang dipasang pada serat benang. Maka sistem pengontrolan terbuka dapat menjadi

sistem pengontrolan tertutup ( close loop system ). Lihat gambar 2.2 dibawah ini.

Gambar 2.2 Diagram Pengontrolan Sistem Tertutup

Apabila salah satu benang pada mesin tenun putus, maka segera akan segera diberikan

signal pada sakelar mini. Akibatnya posisi kontak dari sakelar mini akan tertutup, arus listrik

mengalir pada peralatan kontrol, seterusnya memberikan daya listrik pada motor terputus,

Sakelar

Mini Peralatan

Motor

kontrol

Motor

Listrik

Mesin

Tenun

Feed back

Sakelar Peralatan

Motor

kontrol

Motor

Listrik

Mesin

Tenun

Operator

Page 9: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

8

motor listrik berhenti dan akibatnya mesin tenun akan berhenti. Apabila benang yang putus

tadi disambungkan, maka sakelar mini membuka lagi dan masih memerlukan tenaga

operator. Akan tetapi pekerjaanya lebih ringan karena hanya memberikan daya listrik pada

saat permulaan mesin tenun dijalankan dan menyambungkan bila benang putus.

Disini terlihat bahwa output terlihat dari input, maka sistem ini disebut sistem

pengontrolan tertutup. Dengan kata lain sistem pengontrolan tertutup adalah sistem

pengontrolan yang memanfaatkan pengaruh yang ditimbulkan dari hasil kerja motor untuk

melakukan perubahan operasinya, tanpa tenaga operator. Munculnya peralatan kontrol seperti

Programmabel Logic Control ( PLC ) dan analog komputer, penyambungan benang putus

sudah dapat dilakukan secara otomatis, tanpa harus dilakukan oleh tenaga manusia.Dengan

penerapan sistem kontrol ini memungkinkan sepuluh atau dua puluh buah mesin tenun, cukup

hanya dilayani oleh satu tenaga operator. Berdasarkan uraian dari kedua macam sistem

pengontrolan tersebut, sistem pengontrolan tertutup merupakan cara yang paling efisien dan

efektif untuk digunakan dalam pengontrolan motor listrik, apabila dibandingkan dengan

sistem pengontrolan terbuka.

Disamping keuntungan yang diperoleh ada juga kekuranganya antara kebutuhan

tenaga manusia ( Man Power ) dalam satu pabrik akan jauh relatif kecil apabila dibandingkan

dengan menggunakan sistem pengontrolan terbuka. Rangkaian pengontrolan motor yang akan

dibahas adalah pemakaian secara langsung dengan mesin – mesin yang dikontrol. Maksudnya

untuk memberikan gambaran tentang penerapan rangkaian kontrol motor tersebut pada mesin

– mesin industri, pengontrolan motor listrik dapat dilakukan secara elektromagnetik dan

elektronika.

2.3 Sistem Pengontrolan Motor Listrik Secara Elektromagnetik [3]

Pemakaian sistem pengontrolan motor listrik secara elektromagnrtik dibagi 3 yaitu

sebagai berikut :

1. Pengontrolan Motor Listrik Dengan Sensor Sakelar Mikro

2. Pengontrolan Motor Listrik Menggunakan Saklar Pelampung

3. Pengontrolan Motor Listrik Dengan Sensor Saklar Limit ( Limit Switch )

4. Sistem Pengontrolan Motor Listrik Secara Elektronik

5. Pengontrolan Motor Listrik Dengan Sensor Photo Resistor

6. Pengontrolan Motor Listrik Dengan Sensor Thermistor

Page 10: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

9

2.4 Spesifikasi Komponen – Komponen Beserta Prinsip Kerjanya

Dalam studi pembuatan sistem kontrol motor listrik dengan saklar cahaya (

LDR ) menggunakan komponen – komponen listrik diantaranya adalah :

1. Resistor

Penggunaan resistor dalam rangkaian pada umumnya berfungsi sebagai penghambat

arus listrik, memperkecil dan membagi arus listrik dalam suatu rangkaian. Dalam pembuatan

sistem kontro motor listrik ini hanya menggunakan tiga jenis resistor yaitu resistor tetap,

resistor tidak tetap / variabel dan resistor peka cahaya ( LDR ) [1].

1. Resistor Tetap

2. Resistor Tidak Tetap / Variabel ( Potensiometer )

2. Tahanan Peka Cahaya ( LDR )

Saklar cahaya atau LDR ( Light Dependent Resistor ) adalah resistor variabel yang

memiliki resistansi atau hambatan listrik maksimum dalam gelap dan sebaliknya memiliki

resistansi atau hambatan listrik minimum dalam terang. LDR dibuat dari bahan Cadmium

Sulfida yang peka terhadap cahaya. Seperti yang telah diketahui bahwa cahaya memiliki dua

sifat yang berbeda yaitu sebagai gelombang elektromagnetik foton/partikel energi. Saat

cahaya menerangi LDR foton akan menabrak ikatan Cadmium Sulfida dan melepaskan

elektron. Semakin besar intensitas cahaya yang datang, semakin banyak elektron yang

terlepas dari ikatan. Sehingga hambatan LDR akan turun saat cahaya meneranginya.

Gambar 3.5 Simbol LDR

Gambar 2.3 Bentuk Saklar Cahaya ( LDR )

LDR serupa dengan resistor biasa, hanya saja kuat arus listrik yang melewatinya

meningkat selaras dengan kuat cahaya yang mengenainya karena resistannya merosot. LDR

akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat tidak ada cahaya yang mengenainya (

gelap ).Dalam kondisi ini hambatan LDR mampu mencapai 1MΩ. Akan tetapi saat terkena

Page 11: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

10

sinar matahari, Hambatan LDR akan turun secara drastis hingga nilai beberapa puluh ohm

saja.

Prinsip Kerja LDR Dalam Suaatu Rangkaian[1]

Dengan adanya sifat LDR yaitu saat gelap nilai tahanannya akan menjadi besar dan

sebaliknya pada saat terkena cahaya terang nilai tahanannya akan menjadi kecil, dengan

adanya perubahan resistan tersebut maka transistor akan bekerja dan akan memberikan arus

listrik pada rilay, bila rilay tersebut dialiri arus, maka relay akan menghubungkan beban

dengan sumber arusnya. Bila beban tersebut lampu, maka lampu tersebut akan menyala.

Untuk mendapatkan kepekaan yang tinggi kita dapoat mengatur potensiometer, pada saat

memasang LDR agar diletakkan sedemikian rupa mendapat kepekaan cahaya yang ideal

3. Transistor [2]

Kata transistor berasal dari dua buah kata yaitu transfer dan resistor. Ini menunjukan bahwa

transistor merupakan komponen yang dapat mentransfer daya dari satu rangkaian

kerangkaian lain saat bersifat seperti resistor nonlinier. Transistor merupakan dioda dengan

dua buah sambungan ( juction ). Sambungan itu membentuk transistor PNP maupun NPN.

Ujung-ujung terminal berturut-turut disebut emitor, base dan kolektor base selalu berada di

tengah, diantara emitor dan kolektor. Perhatikan gambar 2.4 dibawah.

Gambar 2.4 Transistor dibentuk oleh penggabungan bahan jenis P dan N

Apabila emiter dan kolektor terbuat dari matrial jenis N, maka transistor dinamakan

transistor NPN. Apabila emiter dan kolektor terbuat dari jenis P maka transistor dinamakan

transistor jenis PNP. Skematik simbol gambar untuk transistor NPN dan PNP transistor di

tunjukan pada gambar 2.5 untuk transistor jenis NPN panah pada kaki emitter menujun

keluar, pada PNP panah pada transistor pada kaki emitter menuju ke dalam. Tanda pada

panah tersebut menunjukan arah arus listrik.

PN NNP P

Collector

Base Emiter

Emiter Base

Page 12: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

11

B

C ( K )

E

B

C ( K )

E

( Jenis NPN ) ( Jenis PNP )

Gambar 2.5 Skematik simbol PNP dan NPN transistor

Prinsip kerja transistor

Kerja dari transistor jenis NPN adalah emitter harus mendapatkan arus yang lebih negatif dari

base dan base harus lebih negatif dari kolektor. Kerja dari transistor PNP adalah emitter harus

mendapatkan arus yang lebih positif dari base dan base harus mendapatkan supply yang lebih

positif dari kolektor. Pekerjaan itu sangat berlaku untuk setiap konfigurasi. Pada operasi

normal, base emitter diberi junction diberi catu daya forward dan base kolektor junction

selalu diberi catu daya reverse ( reverse bias ). Perhatikan gambar 2.6 bentuk fisik transistor

dibawah ini.

e b

c

b c e

A 564

b c e

Ganbar 2.6 Bentuk Fisik Transistor

Dalam teknik pengontrolan, transistor sering digunakan diantaranya sebagai sakelar ( switch )

dan penguat ( gain ) atau amplifier.

Kelebihan transistor dibandingkan dengan tabung elektron antara lain :

1. transistor bekerja dengan tegangan yang rendah

2. transistor mempunyai daya efisiensi yang tinggi

3. transistor mempunyai ukuran yang lebih kecil

4. transistor lebih tahan terhadap goncangan-goncangan mekanik.

5. secara teoritis transistor lebih lama umurnya

Page 13: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

12

Kekurangannya dibandingkan dengan tabung elektron yaitu :

1. transistor mempunyai daya relatif kecil dan masih terbatas

2. transistor mempunyai karakteristik yang masih terbatas

3. Kapasitor [2]

Kapasitor adalah suatu komponen yang dapat menampung muatan listrik yang

diberikan dari suatu sumber tegangan, kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik

disebut kapasitensi, sesuai dengan hukum coulomb banyaknya muatan listrik yang akan

ditampung oleh kapasitor adalah :

Kapasitor pada dasarnya terdiri atas dua buah lempeng atau pelat penghantar yang tersekat

antara satu dengan yang lainnya,

Elektroda

Dielektrium

Gambar 2.7 Elektrode dan Dielektrikum

Gambar 2.8 Simbol Kapasitor

a. fixet capasitor

b. variabele capasitor ( Varco )

c. elektrolit capasitor ( Elco )

Bahan yang menyekat diantara kedua lempeng atau pelat penghantar itu lazim disebut

dielektrikum, bahan bahan elektrikum antara lain udara, kertas, mika, keramik, elektrolit,

tantalum oksida dan lain lain. Kapasitor terdiri atas fixed capasitor dan variable capasitor

(varco), cara kerja kapasitor adalah sebagai berikut. Seperti dijelaskan diatas banyak muatan

Q yang disimpan dalam kapasitor berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan dan

kapasitas kapasitornya.

+

-

+

-

a b c

Page 14: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

13

Gambar 2.9 Kerja Kapasitor

Perinsip kerja Kapasitor

Kembali pada gambar 2.10 apabila S diletakan pada titik 1, maka arus akan mengalir

muatan positif akan tertarik ke pelat B dan muatan negatif akan tertarik ke pelat A, ini berarti

pelat A lebih negatif dari pada pelat B maka akan timbul beda potensial, apabila beda

potensial ini sama dengan sumber, maka kapasitor dapat berperan sebagai sumber tegangan,

peristiwa ini disebut pengisian ( change ), Apabila setelan proses pengisian sakelar S

diletakkan pada titik 2, maka elektron akan mengalir melalui resistor R menuju ke pelat B,

sehingga muatan muatan positif dan negatif menjadi netral dan tegangan kapasitor menjadi

nol.

4. Dioda ( penyearah ) [2]

Dioda merupakan komponen semi konduktor yang banyak digunakan pada teknik

listrik sebagai reactifier dan komponen kontrol atau teknik pengendalian. Komponen semi

konduktor ini dibuat dari bahan dasar germanium atau silikon dengan impuritasnya. Impuritas

terdiri atas campuran beberapa jenis bahan yaitu indium, galium, barium, arsenik, dan

antimon.

Prinsip kerja dioda

Penyearah ( reactifier ) merupakan bagian dari catu daya yang berfungsi untuk

mengubah tegangan bolak-balik atau alternating current ( AC ) yang diturunkan oleh trafo,

menjadi tegangan directing current ( DC ). Komponen yang berfungsi sebagai penyearah

adalah dioda. Pengunaan impuritas bertujuan untuk menghasilkan bahan jenis N (negatif) dan

bahan jenis P ( positif ). Peroses penambahan impuritas terhadap bahan semi konduktor

disebut dopping. Apalagi permukaan germanium atau silikon dopping atau dikotori atau

dilapisi atau dicap dengan arsemik atau antimon yang menpunyai 5 elektron valensi maka

sifatnya akan berubah menjadi kelebihan muatan negatif dan akhirnya bahan itu disebut

1s

2

a

b

E

+

-

Page 15: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

14

bahan N. Jika permukaan bahan germanium atau silikon dikotori dengan bahan indium atau

galium yang elektron valensinya 3 maka sifatnya berubah menjadi kelebihan muata positif

dan bahan ini disebut bahan P.

Dioda dibentuk dengan menggambungkan dengan bahan jenis N dan bahan jenis P

setelah kedua bahan digabung akan terbentuk sebuah P-N junction. Bahan P juga dikatakan

sebagai bahan yang kekurangan muatan negatif sedangkan bahan N adalah bahan yang

mempunyai kekurangan muatan positif oleh karena itu pada penyambung dioda dapat di

bayangkan adanya batrai mini lihat gambar 2.10.

P N

Depletion layer

P - N junction

Gambar 2.10 Dioda Dibentuk Oleh Penggabungan Bahan Jenis P dan N

Dengan adanya batrai mini ini maka apabila bahan N dihubungkan bengan kutub

positif dan bahan P dengan kutub negatif dari sumber lain. Maka rangkaian keseluruhan

akan merupakan dua buah batrai disambungkan seri yang berlawanan sehingga tahananya

besar sekali. Kejadian ini disebut dengan reverse bias artinya arus listrik sukar sekali

mengalir dalam dioda. Sebaliknya apabila bahan P dihubungkan dengan kutub positif dari

bahan N dengan kutub negatif dari sumber luar maka dapat dibayangkan adanya rangkain

batrai yang disambungkan seri menambah sehingga tahananya kecil. Kejadian ini disebut

dengan forward bias artinya dioda dapat mengalirkan arus listrik dengan mudah. Dari uraian

diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa dioda mempunyai sifat mengalirkan arus yang relatif

tinggi pada forward bias dan memblok aliran arus pada reverse bias.

Forward bias terjadi apabila sisi negatif sumber tegangan dihubungkan dengan

bahan jenis N. Reverse bias terjadi apabila sisi negatif sumber tegangan dihubungkan

dengan bahan jenis P.

Selanjutnya bahan P disebut anoda ( A ) dan bahan N disebut katoda ( K ) lihat gambar

2.11

Page 16: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

15

A K

Gambar 2.11 Simbol Dioda

Arus listrik mengalir mengikuti arah panah sedangkan arus elektron menentang arah panah.

Klasifikasi dioda menurut pengunaanya terdiri atas signal dioda biasanya kecil dan berdaya

rendah, reference denga stable voltage output, general purpose dioda, zener dioda digunakan

sebagai penyetabil tegangan, perhatikan gambar 2.12

A B C D E F

Gambar 2.12 jenis fisik dioda

a. enclused stock

b. glase subminiature

c. glase subminiature

d. tophat

e. stud mounting

f. poxy tipe

Berdasarkan uraian diatas, maka sifat-sifat yang dimiliki oleh dioda dapat digunakan untuk

mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.

5. Transformator 1 Fasa ( step down ) [2]

Trasformator adalah suatu alat listrik yang dapat mengsupply dan dan menurunkan

tegangan listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik kerangkaian listrik yang lain, melalui

suatu gandengan magnet yang berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet. Trasformator

digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan

transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai dan

Page 17: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

16

ekonomis untuk tiap-tiap keperluan, misalnya dalam kebutukan akan tegangan tinggi dalam

pengiriman daya listrik jarak jauh. Dalam bidang elektronik, transformator antara sumber dan

beban untuk memisahkan satu rangkaian dari rangkaian yang lain dan untuk menghambat

arus searah sambil tetap melakukan atau mengalirkan arus bolak balik antara rangkaian.

Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokan menjadi :

Transformator daya

Transformator distribusi

Transformator pengukuran, yang terdiri dari transformator arus dan transformator tegangan

Prinsip kerja transformator

kerja transformator berdasarkan induksi elektromagnetik, menghadapi adanya gandengan

magnet antara rangkaian primer dan sekunder. Gandengan ini berupa inti besi tempat

melakukan fluks bersama.

Gambar 2.13Bentuk Transformator

Gambar 2.14 Simbol Transformator

6. Relay Pengatur [2]

Relay pengatur atau control relay disingkat CR merupakan sakelar magnet yang bekerja

secara otomatis seperti halnya kontaktor magnet. Pemakaian CR pada kontrol motor akan

memberikan pengaruh terhadap pengoprasian alat-alat kontrol lainya, sehingga

U2U1

Transformator

N1 N2

Primer Sekunder

Transformator

step down

0 V 220 V

500 MA

Page 18: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

17

memungkinkan suatu sistem pengontrolan motor dengan variasinya kerja yang beraneka

ragam sesuai dengan kebutuhan.

Relay dibuat untuk tugas yang lebih ringan dibanding dengan kontaktor, kontak-

kontaknya pun jauh lebih kecil dibanding dengan kontaktor dan bahan metrialnya pun

terbuat dari konduktor yang baik.

Bahan yang digunakan untuk relay umumnya terbuat dari logam perak Kadang kadang

digunakan juga logam-logam berharga yang lainnya,

Pada gambar dibawah ditunjukan konstruksi, bentuk dan simbol dari control relay ( CR ).

1

2

3

4

5

6

7

9

10

11

12

13

8

Gambar 2.15 Konstruksi Relay Pengatur

Keterangan :

1. jarak kontak

2. batang kontak

3. kontak normally closed ( NC )

4. inti kutub

5. pegas kontak yang dapat bergerak

6. jangkar celah

7. celah jangkar

8. bantalan jangkar

9. pegas pengembali jangkar

10. rangka besi magnet

11. inti kumparan

12. koker kumparan

13. kontak normally open ( NO )

Page 19: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

18

Gambar 2.16 Simbol Relay Pengatur

Gambar 2.17 Bentuk Relay Pengatur

Prinsip kerja dari relay pengatur

Apabila kumparan diberi daya listrik, maka akan timbul medan magnet, akibatnya pegas

kontak akan bergerak atau menarik dan menempel pada kumparan. Ujung dari pegas akan

pindah posisi kekontak yang lain atau tadinya pada posisi NO ( normally open ) menjadi N (

normally closed ). Apabila daya yang diberi pada kumparan hilang, maka medan magnet

akan kehilangan penguatan sehingga pegas pada kontak akan kembali pada posisi semula

yang tadinya NC menjadi NO kembali.

7. IC AT 89S51 [2]

Penggunaan IC AT 89S51 memiliki beberapa keuntungan dan keunggulan, antara lain

tingkat kendala yang tinggi, komponen hardwere eksternal yang lebih sedikit,

kemudahadalam pemrograman. Dan hemat dari segi biaya. IC AT 89S51 memiliki program

internal yang mudah untuk dihapus dan diprogram kembali secara berulang ulang. Pada

pesawat ini IC AT 89S51 berfungsi sebagai sentral control dari segala aktivitas pesawat.

Mulai dari timer untuk mengontrol lamanya elektroda bekerja. Pada pesawat ini IC AT 89S51

ini juga dimanfaatkan sebagai pengubah suhu sensor suhu untuk dikonversikan dalam satuan

kadar mineral yang ditampilkan dalam display berupa sevensegment.

CR

NO NCA1

A2

Page 20: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

19

Gambar 2.18 IC AT 89S51

Beberapa fungsi dari kaki pin pada IC mikrokontroler AT89S51 yaitu :

Port0

Port 0 adalah 8 bit open drain bi-directional port I/O. pada saat sebagai port output, tiap pin

dapat dilewatkan ke-8 input TTL. Ketika logika satu dituliskan pada port 0, maka pinpin ini

dapat digunakan sebagai input yang berimpendansi tinggi. Port 0 dapat dikonfirmasikan

untuk demultiplex sebagai jalur data/addres bus selama membaca ke program eksternal dan

memori data. Pada mode ini P0 mempunyai internal Pullup. Port 0 juga enerima kode bytre

selama pemograman Flash. Dan mengeluarkan kode byte selama verifikasiprogram.Port1

Port 1

adalah 8 bit bi-directional port I/O dengan internal Pullup. Port 1 mempunyai output yang

dapat dihubungkan dengan 4 TTl input. Ketika logika ‘1’ dituliskan ke port 1, pin ini di pull

hight dengan menggunakan internal pullup dan dapat digunakan sebagai input. Port 1 juga

menerima addres bawah selama pemrograman Flash dab verifikasi.

.Port2

Port 2 adalah 8 bit bi directional port I/O dengan Pullup. Port 2 output buffeapat melewatkan

empat TTL input. Ketika logika satu dituliskan ke port 2, maka mereka dipull hight dengan

internal Pullup dan dapat digunakan sebagai input.

Port3

Port 2 adalah 8 bit bi directional port I/O dengan Pullup. Output buffer dari Port 3 dapat

dilewati empat input TTL. Ketika logika satu dituliskan keport 3, maka mereka akan dipull

hight dengan internal pullup dan dapat digunakan sebagai input. Port 3 juga mempunyai

berbagai macam fungsi/fasilitas. Port 3 juga menerima beberapa sinyal kontrol untuk

pemrograman Flash dab verifikasi

Page 21: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

20

.RST

Input reset. Logika hight pada pin ini akan mereset siklus mesin (IC).

ALE/PROG.

Pulsa output Addres Latch Enable digunakan untuk lantching byte bawah dari addresselama

mengakses ke eksternal memory. Pin ini juga merupakan input pulsa program selama

pemrograman Flash. Jika dikehendaki, operasi ALE dapat didisable dengan memberikan

setting bit 0 dari SFR pada lokasi 8EH. Dengan Bit Set, ALEdisable, tidak akan

mempengaruhi jika mikrokontroler pada mode eksekusi eksternal.

PSEN

Program Store Enable merupakan sinyal yang digunakan untuk membaca program memory

eksternal. Ketika 8951 mengeksekusi kode dari program memory eksternal, PSEN diaktifkan

dua kali setiap siklus mesin

EA/VPP

Eksternal Acces Enable, EZ harus diposisikan ke GND untuk

mengaktifkan divais untuk mengumpankan kode dari program memory

yang dimulai pada lokasi 0000h sampai FFFFh. EA harus diposisikan ke

VCC untuk eksekusi program internal. Pin ini juga menerima tegangan

pemrograman 12 volt (Vpp) selama pemrograman Flash.

.XTAL1

Input ntuk oscillator inverting amplifier dan input untuk inte rnal clock untuk

pengoperaian rangkaian.

.XTAL2

Output dari inverting oscillator amplifier.

8. Keramik [2]

Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka

yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada

kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v. Kapasitor keramik yang

ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja.

Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang

bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit,

angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor

pengali. Misalnya seperti gambar disamping yaitu menunjukkan 154 berarti angka pertama

Page 22: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

21

dan kedua menunjukkan nilai yaitu 15 dan angka ketiga angka 4 yang berarti faktor pengali=

10000, nilai kapasitor keramik tersebut adalah 15×10000=150000 pF=150 nF=0,15uF ,

Gambar keramik 2.19

a. Kristal Elektrnika

Kristal lazimnya digunakan untuk rangkaian osilator yang menuntut stabilitas

frekuensi yang tinggi dalam jangka waktu yang panjang. Alasan utamanya adalah karena

perubahan nilai frekuensi kristal seiring dengan waktu, atau disebut juga dengan istilah faktor

penuaan frekuensi (frequency aging), jauh lebih kecil dari pada osilator-osilator lain. Faktor

penuaan frekuensi untuk kristal berkisar pada angka ±5ppm/tahun, jauh lebih baik dari pada

faktor penuaan frekuensi osilator RC ataupun osilator LC yang biasanya berada diatas

±1%/tahun.

Simbol KristalKristal juga mempunyai stabilitas suhu yang sangat bagus. Lazimnya,

nilai koefisien suhu kristal berada dikisaran ±50ppm direntangan suhu operasi normal dari -

20°C sampai dengan +70°C. Bandingkan dengan koefisien suhu kapasitor yang bisa

mencapai beberapa persen. Untuk aplikasi yang menuntut stabilitas suhu yang lebih tinggi,

kristal dapat dioperasikan didalam sebuah oven kecil yang dijaga agar suhunya selalu

konstan.

Material yang mempunyai bentuk struktur kristalin, seperti quartz, mempunyai satu

sifat unik yaitu mampu menghasilkan tegangan listrik ketika diberi tekanan mekanikal dan

juga sebaliknya, berubah bentuk mekanikalnya ketika diberi tegangan listrik. Sifat ini dikenal

dengan nama efek piezo-electric. Sifat inilah yang dimanfaatkan untuk menghasilkan

resonansi listrik-mekanik, sehingga kristal akan bergetar pada frekuensi alami tertentu jika

diberi tegangan listrik bolak-balik. Frekuensi alami ini ditentukan oleh potongan dan dimensi

keping kristal, yang ditetapkan pada saat pembuatan. Karena potongan dan dimensi keping

kristal dapat dikontrol secara presisi pada saat proses produksi, maka kristal mempunyai

frekuensi getar alami yang sangat akurat. Akurasi kristal umumnya berada pada kisaran

Page 23: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

22

±30ppm, dengan akurasi yang lebih tinggi juga tersedia walaupun harganya tentu lebih

mahal.

Potongan keping kristal mengacu kepada orientasi sudut pemotongan keping kristal

terhadap garis struktur kristalin, dan juga bentuk keping kristal tersebut. Ada banyak standar

potongan keping kristal, yang masing-masing mempunyai karakteristik yang berbeda-beda.

Sebagai contoh, potongan AT yang populer mempunyai frekuensi fundamental maksimum

yang tidak terlalu tinggi dan koefisien suhu yang cukup baik (berbentuk kurva fungsi kubik).

Contoh lain adalah potongan BT, yang mempunyai frekuensi fundamental maksimum

yang lebih tinggi tetapi koefisien suhunya lebih buruk (berbentuk kurva parabolik). Kristal

dapat dioperasikan pada frekuensi fundamental atau salah satu dari frekuensi-frekuensi

harmonik ganjil (odd harmonics) yang biasa disebut dengan istilah overtones. Frekuensi

fundamental maksimum sebuah kristal ditentukan oleh potongan dan dimensi keping kristal.

Semakin tinggi frekuensi fundamental sebuah kristal, semakin tipis keping kristal tersebut,

sehingga keping kristal menjadi rapuh dan mudah patah.

Jadi untuk mencapai spesifikasi frekuensi getar yang lebih tinggi, kristal harus

beroperasi menggunakan salah satu overtone yang ada. Walaupun quartz adalah material

yang paling sering digunakan untuk membuat kristal, material lain seperti lithium-niobate,

lithium-tantalate, bismuth-germanium oxide dan alumimium-phosphate juga dapat dipakai

untuk membuat kristal. Material lain yang juga dapat digunakan adalah sejenis keramik yang

terbuat dari padatan timbal, zirconium dan titanium dan material polimer seperti polyvinyl

chloride dan difluorpolyethylene.

Gambar 2.20 kristal dan simbol

9. Foto Dioda [2]

Fotodioda berbeda dengan dioda biasa. Jika fotodioda persambungan p-n bertegangan

balik disinari, maka arus akan berubah secara linier dengan kenaikan fluks cahaya yang

dikenakan pada persambungan tersebut. Berdasarkan hal tersebut dapat dibuat alat untuk

mendeteksi intensitas cahaya dengan memanfaatkan karakteristik fotodioda sebagai salah

Page 24: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

23

satu alternatif pendeteksi intensitas cahaya. Alat ini dapat dimanfaatkan bagi siswa dalam

memahami tentang materi fotometri dalam pelajaran fisika. Dalam penelitian ini diperoleh

hasil bahwa fotodioda dapat berfungsi sebagai sensor untuk mengukur intensitas cahaya,

dimana semakin besar intensitas cahaya (ditunjukkan kenaikan daya lampu) yang

mengenainya maka arus yang dihasilkan fotodioda juga akan semakin besar. Disamping itu

hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hubungan antara arus yang dihasilkan fotodioda

berubah berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber cahaya dengan arus lampu

tetap.

Gambar 2.21 Foto dioda beserta simbol foto dioda

10. Trimpot [2]

Sebuah trimmer miniatur komponen elektrik yang bisa diatur/disetel. Ini berarti bisa

di setel supaya tepat ketika beberapa piranti dipasangkan, dan tak akan dilihat atau di

atur/setel oleh pengguna. Trimmer dapat berupa variable resistors (potensiometer)

atau variable kapasitor. Komponen ini biasanya digunakan pada rangkaian yang memiliki

kecermatan

seperti Audio/Video komponen, dan mungkin diperlukan untuk diatur/disetel ketika

ada perbaikan. Tidak seperti pengatur lainnya, trimmer dipasangkan langsung di papan

rangkaian, dan diatur/disetel dengan obeng kecil dan hanya beberapa kali penyesuaian. Pada

tahun 1952, Marlan Bourns mematenkan penemuannya di dunia pertamakalinya dengan

nama trimming potentiometer, merek "Trimpot".Resistor yang nilai resistansinya dapat

diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan menggunakan obeng. Untuk mengetahui

nilai hambatan darisuatu trimpot dapat dilihat dari angka yang tercantum pada badan trimpot

Gambar 2.22 Trimpot beserta simbol trimpot

Page 25: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

24

LED adalah kepanjangan dari Light Emitting Diode (Dioda Pemancar Cahaya).Dioda

ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 1,8 V denganarus 1,5 mA. LED

banyak digunakan sebagai lampu indikator dan peraga(display).Simbol LED :

Gambar 2.23 Lampu LED dan simbol LED

Page 26: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

25

BAB III METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan penulis dalam melakukan penelitian ini adalah sebagai

berikut :

Pertama – tama mencari informasi tentang topik yang akan dibahas, kemudian mencari buku

referensi yang berhubungan dengan tofik yamg akan dibahas.

Selanjutnya membuat rancangan alat yang akan dibuat lalu menentukan nilai komponen yang

akan dipakai dalam rancangan tersebut.

Langkah berikutnya merancang alat kemudian melakukan pengujian. Yang terakhir

menganalis hasil rancangan dan membuat laporan

Adapun alasan pemilihan topik penelitian ini karena sangat membantu dalam proses

pengontrolan motor listrik.

Gambar Kerja

Pada saat LDR terkena cahaya ”yes” maka motor akan berputar kekanan ( Jemuran keluar

) keadaan sensor stop terpotong luar terpotong ( foto dioda ) sehimgga motor memutar keluar

memanfaatkan cahaya yang menerangi sensor LDR itu sendiri. Dan apabila pada saat LDR

tidak terima cahaya ”NO” motor akan berputar kekiri dalam keadaan sensor stop terpotong (

Foto Dioda ) sehingga motor memutar kedalam karena tidak mendapatkan cahaya ( gelap )

dan motor akan berhenti berputar karena prinsip kerja LDR nilai resistansi terhadap gelap

maximum sedangkan dalam keadaan terang minimum

Gambar 3.1 Skema rangkaian pengontrolan motor listrik menggunakan saklar cahaya

Page 27: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

26

Prinsip Kerja

Dalam studi perancangan kontrol motor listrik ini bertujuan untuk memutar balik arah

putaran motor listrik ( Revers dan forwad ) sesuai dangan konstruksi yang telah ditentukan :

Sifat LDR resistansi maksimum dalam gelap minimum dalam terang LDR terhubung

dengan ground kemudian LDR terhunbung dengan base transistor A 733 yang bermuatan

negatif,sedangkan base A733 yang tersebut terhubung dengan tegangan positif 5 volt.

Melalui trimpot ( trimer potensio ) besarnya tegangan yang masuk ke A 733 transistor itu

sama dengan perbandingan antara LDR dengan trimpot ke A 733.

Keluaran A733 terhubung dengan microcontroller ( keluaran berbentuk negatif atau

low ) dan Apabila transistor mengeluarkan arus negatif ke pin po.02nya akan bernilai positif

untuk menetukan bit di po.2nya ,jika po.2nya bernilai negatif maka akan membuka sehingga

relay menutup sesuai perintah dari program dan apabila po.2nya positif motor akan berhenti

berputar ( stop ) .

Page 28: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

27

BAB IV PROSES PERANCANGAN SISTEM KONTROL MOTOR LISTRIK

DENGAN SAKLAR CAHAYA ( LDR )

Dalam studi perancangan system control ini melalui beberapa proses yang perlu diperhatikan

antara lain proses perakitan Pemasangan komponen, cara kerja, pengujian, pemasangan,

kalkulasi biaya dan keuntungan menggunakan saklar cahaya ( LDR ).

4.1 Proses Perancangan

Setelah melakukan proses pertama yaitu proses produksi, misalnya pemilihan

komponen, perakitan box, wiring kabel utama dan kontrol,barulah melakukan proses kedua

yaitu proses perancangan yang urutannya akan dijelaskan sebagai berikut

4.1.1 Pemasangan Komponen

Dalam proses perancangan komponen ini dilakukan dengan menggunakan papan

triplek dan papan mika transparan. Untuk memudahkan proses perakitan menggunakan

gambar kerja supaya mendapatkan hasil yang optimal, praktis dan menghemat biaya.

1. Persiapan Kerja

Dalam proses perancangan menggunakan alat – alat sebagai berikut : Komponen yang

dibutuhkan antara lain :

Tabel 4.1 komponen perancangan LDR

No Nama komponen Banyaknya

1 Transformator 1buah

2 Papan PCB Kosong 1lembar

3 Resistor 7buah

4 Dioda 6buah

5 Relai 2buah

6 LDR 1buah

7 Kabel 2 meter

8 Lampu LED 3buah

Page 29: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

28

9 Photo dioda 2 buah

10 Transistor A 733 1 buah

11 Kristal 1 buah

12 Keramik elektronika 2 buah

Tabel 4.2 Daftar alat dan perlengkapan pengontrolan menggunakan LDR

No Nama komponen Type / Ukuran Banyaknya

1 IC AT 89C51 / 52 1 buah

2 IC LM 7805 1 buah

3 Tombol reset _ 1 buah

4 trimpot _ 3 buah

5 Papan Triplek _ 3 lembar

Gambar 4.1 Flow Chart diagram kerja rangkaian kontrol LDR

Page 30: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

29

4.2 Pengetesan Alat dan Pengukuran

Pengetesan alat dan pengukuran dilakukan secara bersamaan. Pengukuran menggunakan

Multimeter.

Tabel 4.3. Hasil pengukuran

Dari hasil pengukuran dapat disimpulkan bahwa pemasangan posisi alat control

ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya, terutama pemasangan LDR untuk mendapatkan

kepekaan terhadap cahaya yang tinggi posisi LDR harus tepat agar sistem kerja rangkaian

sesuai dengan yang diinginkan,misalnya dalam

keadaan cahaya terang peralatan dapat bekerja / mendorong beban dengan baik atau

sebaliknya dalam keadaan cahaya redup peralatan dapat bekerja / menarim beban dengan baik.

4.3 Keuntungan Menggunakan Saklar Cahaya ( LDR ) Dibandingkan Dengan

Saklar Jenis Lain.

Sistem kerja LDR yang peka terhadap cahaya didapat kesensitifan yang tinggi,

sehingga peralatan yang dikontrol akan langsung konstan bekerja. Jika dibandingan dengan

saklar jenis lain, misalnya Foto dioda ( LDD ) maka LDR akan lebih unggul , karena system

kerja LDD yang memiliki polaritas kutub listrik hanya searah, artinya arus listrik hanya dapat

melewatinya dari arah tertentu saja yakni dari elektroda positif ( anoda ) ke elektroda

negative ( katoda ), sehingga diperoleh kesensitipan yang sangat minim.

4.4 Penempatan dan Perawatan

Penempatan atau pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi

cahaya, terutama pemasangan LDR untuk mendapatkan kepekaan terhadap cahaya yang

tinggi posisi LDR harus tepat agar system kerja rangkaian sesuai dengan yang dinginkan,

misalnya dalam keadaan cahaya terang peralatan dapat bekerja / mendorong beban dengan

baik atau sebaliknya dalam keadaan cahaya redup atau gelap,peralatan dapat bekerja /

menarik beban dengan baik. Perawatan yang dilakukan pada saklar cahaya ( LDR ) sangat

No. Item Pengukuran Hasil Pengukuran

1 Tegangan DC pada rangkaian sesuai dengan tegangan

kerja Transvormator ( 500 MA)

Vdc = 500 Vdc

2 Tegangan pada LDR saat terkena cahaya ( terang ) 4 V

3 Tegangan pada LDR saat tidak terkena cahaya (gelap) 12 V

Page 31: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

30

mudah dan praktis, karena posisi LDR yang terletak diluar ruangan, sehingga LDR akan

mudah terkena kotoran ( debu ).

Jadi perawatannya cukup dengan sesering mungkin membersihkan LDR dari kotoran

( debu ). Hal ini dilakukan agar kesensitifan LDR terhadap cahaya tidak berkurang.Untuk

menghindari kemungkinan tersengat arus listrik, maka proses perawatan ini harus dilakukan

dalam keadaan tanpa beban ( dalam kondisi OFF ), karena arus yang mengalir pada rangkaian

adalah arus AC dengan tegangan 220 volt.

Page 32: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

31

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dalam studi pembuatan system control motor listrik dengan saklar cahaya (LDR) ini

melalui beberapa proses yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya. Dari proses

tersebut dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Dalam proses perancangan dilakukan mulai dari perakitan box perakitan

wiring control, pemasangan komponene, pemgujian dan penempatan yang

keseluruhannya dilakukan secara manual dalam proses pengerjaanya

2 Dalam proses perancangan menggunakan gambar kerja yang bertujuan untuk

memudahkan proses perakitan dan mendapatkan hasil yang optimal, praktis

dan menghemat biaya

3. Sebelum melakukan pengujian, rangkaian harus diperiksa secara teliti sesuai

dengan gambar kerja, agar dalam proses pengujian tidak terjadi kesalahan dan

dapat berjalan dengan baik

4. Langkah terakhir adalah pengukuran pada rangkaian terutama rangkaian

elektronika untuk memastikan bahwa rangkaian LDR dapat bekerja dengan

baik

5.2 Saran

1. Karena banyaknya jenis dan tipe LDR yang beredar dipasaran, pemilihan LDR

harus benar – benar teliti untuk mendapatkan jenis LDR yang memiliki

kepekaan terhadap cahaya yang tinggi

2. Dalam pemasangan alat control, posisi LDR harus benar – benar diperhatikan.

Disesuaikan dengan kondisi cahaya, apakah terlalu terang atau terlalu redup.

Hal ini dilakukan untuk mendapatkan kesensitifan yang tepat, misalnya pada

saat cahaya terang peralatan dapat bekerja / mendorong beban dengan baik

dan sebaliknya jika cahaya redup atau mendung peralatan dapat bekerja

dengan baik

Page 33: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS …portal.kopertis3.or.id/bitstream/123456789/1202/1/PERANCANGAN...pemasangan posisi alat control ini harus disesuaikan dengan kondisi cahaya,

32

DAFTAR PUSTAKA

1. Ganti Depari, Drs, 1992, Teori Rangkaian Elektronika, Penerbit Sinar Baru Bandung,

2. Malvino H Gunawan, 1995, Edisi Ke III , Prinsip – Prinsip Elektronika Penerbit

Erlangga,

3. Somantri, Oman, Sistem Pengontrolan Motor di Industri, Departemen Pendidikan dan

Kebudayaan, 1993