Koneksi Star dan Delta Pada Motor Induksi 3 Phasa

Koneksi Star dan Delta Pada Motor Induksi 3 Phasa

Motor induksi 3 phasa adalah salah satu jenis motor induksi yang paling umum digunakan untuk keperluan industri. Motor jenis ini menjadi pilihan karena memiliki konstruksi yang sederhana, murah, dan perawatannya yang mudah. Dari namanya saja tentu kita mengetahui bahwa motor induksi 3 phasa menggunakan sumber tegangan AC 3 phasa 380 volt. Untuk menghubungkan motor induksi 3 phasa kita perlu mengetahui dulu pin untuk koneksi yang ada pada terminal motor induksi 3 phasa yang terdiri dari U1, V1, W1, U2, V2,W2, dan GND seperti di bawah ini :

koneksi pada terminal motor induksi 3 phasa

Pemasangan Pin terminal pada motor induksi 3 phasa tersusun seperti gambar di atas, U1 V1 W1 dan W2 U2 V2.  Mengapa tidak disusun berurutan dari U1 V1 W1 dan U2 V2 W2? Itu hanyalah untuk memudahkan saja. Susunan tersebut sudah menjadi standard dan dipasang demikian untuk memudahkan pengkoneksian motor 3 phasa pada koneksi star atau delta.
Untuk menghubungkan motor induksi 3 phasa ke sumber tegangan 3 phasa menggunakan 2 model koneksi yaitu koneksi star dan delta. Penggunaan koneksi star atau delta di sesuaikan dengan kebutuhan kita, karena terdapat perbedaan tegangan (V) dan arus (I) di antara ke 2 model koneksi tersebut. Tegangan dan arus tiap motor induksi 3 phasa berbeda beda tergantung spesifikasi dan pabrikannya. Spesifikasi detail motor induksi 3 phasa seperti tegangan input star (Y), tegangan input delta(Δ), daya (KVA), horse power (HP),Frekuensi (Hz), cos (), dan kecepatan (RPM)   bisa dilihat pada name plate yang terdapat pada body motor tersebut. Name plate tersebut menunjukkan keterangan motor seperti di bawah ini :

name plate motor induksi 3 phasa

Pada name plate tersebut terdapat 2 perbedaan arus dan tegangan pada kondisi star ataupun delta. Perbedaan arus dan tegangan star dan delta seperti berikut ini :

• Untuk memutar motor induksi 3 phasa menggunakan koneksi star, membutuhkan tegangan yang sangat besar tetapi arusnya kecil. Hal inilah mengapa koneksi star digunakan untuk memancing putaran motor dengan tarikan arus yang besar, kemudian selang beberapa detik diganti ke koneksi delta. Hal tersebut diaplikasikan pada rangkaian starting motor menggunakan rangkaian star dan delta.
• Untuk memutar motor induksi 3 phasa meggunakan koneksi delta, membutuhkan tegangan yang kecil tetapi dengan arus yang relatif besar. Koneksi delta adalah model koneksi default pada setiap motor, hal itu diterapkan pada rangkaian DOL (direct on line). Tetapi untuk motor induksi 3 phasa dengan ukuran besar tidak bisa langsung dihubungkan ke sumber tegangan, maka digunakan koneksi starting motor star dan delta untuk memancing putaran motor pada kecepatan tertentu selang beberapa detik, setelah itu koneksi ditukar ke delta.Koneksi star dan delta menggunakan 3 kontaktor dan timer. Untuk penjelasan lengkapnya silahkan klik di sini.

Untuk menghubungkan motor induksi 3 phasa menggunakan koneksi star, bisa dilihat pada gambar berikut ini :

• Pada koneksi star dihubungkan seperti berikut :
  • W2 U2 V2 dihubungkan paralel
  • U1 – L1
  • V1 – L2
  • W1- L3
• I line = I phasa (arus pada koneksi star = arus pada phasa )
• VL = √3 x Vp ( tegangan pada koneski star = hasil kali √3 dengan tegangan phasa)
• misalkan Ip = 24.8 ; maka IL = Ip ; IL = 24,8 A
• misalkan Vp = 380 ; maka VL = √3 x Vp ; VL = √3 x 380 = 658,17 volt

Untuk menghubungkan motor induksi 3 phasa menggunakan koneksi delta, bisa dilihat pada gambar berikut ini :

• Pada koneksi delta dihubungkan seperti berikut :
  • L1 – U1 dan U1 – W2
  • L2 – V1 dan V1 – U2
  • L3 – W1 dan W1 – V2
• VL = Vp ( tegangan koneksi delta = tegangan phasa )
• IL = √3 x Ip ( arus koneksi delta adalah hasil kali √3 dengan arus phasa)
• misalkan Vp = 380 volt; maka VL = Vp , VL = 380 volt
• mislakan Ip = 24.8 A ; maka IL = √3 x 24.8 = 42,95 A

Read More

Accelerometer ? Apa itu ??

Apakah Yang Dimaksud Accelerometer?

Apakah anda pengguna smartphone android? Jika ia, tentu ada fitur auto rotate di menu bar android yang anda gunakan saat ini.  Jika anda mengaktifkan fitur itu, maka layar dari smartphone tersebut akan berputar mengikuti posisi tegak lurus sekalipun anda putar-putar layarnya, contohnya pada saat anda menonton video, dan pada saat bermain game. Mengapa demikian? Hal itu terjadi karena sensor accelerometer yang terdapat pada smartphone anda sedang bekerja.
Accelerometer adalah suatu perangkat yang dapat mengukur percepatan, perubahan posisi, dan berapa banyak perubahan posisi itu terhadap dirinya sendiri akibat dari getaran dan gravitasi bumi (9.81 m/s²).
Accelerometer terdiri dari 2 bagian utama yaitu housing dan seismic mass. Housing adalah bagian yang diam dan seismic mass adalah beban yang bergerak dan berayun terhadap gravitasi. Lebih mudahnya accelerometer akan bergerak berdasarkan percepatan sampai ia berhenti pada kondisi tertentu.
Berikut ini adalah bagian dari sensor accelerometer :

bagian utama accelerometer mekanik

bergerak berdasarkan perubahan gravitasi

menggunakan 3 dimensi untuk dapat mengukur x y dan z

plat housing dan seismic mass yang terhubung ke konduktor

perubahan percepatan menimbulkan kapasitansi

Untuk dapat mendeteksi perubahan 3 dimensi yait : x, y, dan z, maka harus dipasang plat pada masing-masing dimensi. Jika terjadi getaran akan menimbulkan gerakan pada seismic mass yang menimbulkan sejumlah kapasitansi sehingga perubahan kapasitansi tersebut akan mempengaruhi percepatan. Seiring perkembangan dan kemajuan teknologi maka saat ini sensor accelerometer sudah tidak dalam bentuk analog yang berupa mekanik, tetapi dalam bentuk digital yang cara kerjanya hanya berdasarkan perubahan temperatur.
Accelerometer terdiri dari 3 dimensi seperti di bawah ini :

dimensi x y z

Dimensi x y z ini menggunakan konsep tangan kanan tang mengarahkan ibu jari ke atas sebagai z, telunjuk sebagai x, dan jari tengan sebagai y. Polaritas nya ditentukan oleh arahnya, jika ke atas, kanan, dan depan itu bernilai (+) , sedangkan jika ke bawah, kiri, dan belakang maka bernilai (-)
Berbagai tipe  sensor accelerometer seperti di bawah ini :

• Kapasitif
• Piezoelectric
• Piezoresistive
• Heat transfer
• Hall effect
• Magnetoresistive

Kelebihan dan kekurangan accelerometer :

• Kelebihan :
  • Mempu mengukur pergerakan tegak lurus dan gravitasi secara bersamaan
  • Akurasi yang baik dalam pengukuran sudut
• Kekurangan :
  • Boros dalam pemakaian baterai
  • Untuk pergerakan yang relatif cepat, maka respon accelerometer terbilang lambat

Pengaplikasian sensor accelerometer seperti di bawah ini :

• Transportasi : sistem airbag pada mobil yang bekerja pada saat terjadi perubahan percepatan/getaran yang sangat fatal seperti saat mobil mengalami tabrakan
• Olahraga : jam tangan olahraga yang digunakan oleh pelari untuk mengetahui berapa banyak langkah yang telah ia tempuh
• Elektronika : auto rotate potrate dan landscape pada smartphone menggunakan accelerometer, mengubah lagu dengan cara digoyangkan menggunakan accelerometer, pada sebagian smartphone, jika jatuh maka akan mati secara tiba-tiba. Dan hal tersebut memanfaatkan fungsi accelerometer.
• Robotika : balancing robot yaitu robot yang menjaga keseimbangannya untuk tetap tegak berdiri.

Berikut ini adalah beberapa jenis sensor accelerometer yang berbentuk modul siap pakai :

sensor accelerometer tipe ADXL 335

sensor acceleremoeter tipe mma73

sensor accelerometer ADXL 330

sensor accelerometer MMA7260QT

Semoga bermafaat.

Read More

Konfigurasi HC-05

Cara Paling Mudah Konfigurasi AT-Command Bluetooth HC-05 Menggunakan Arduino

Bluetooth adalah suatu protokol komunikasi wireless yang bekerja pada frekuensi radio 2.4 GHz untuk pertukaran data pada perangkat seperti hanphone,laptop,dan perangkat lainnya . Sama halnya di dalam menggunakan mikrokontroller,seringkali kita memerlukan suatu protokol komunikasi yang dapat digunakan untuk mengirimkan dan menerima data,untuk itu bluetooth adalah salah satu alat yang sangat efektif untuk komunikasi di ruang lingkup/area yang bersifat lokal.
Bluetooth HC-05 adalah salah satu modul bluetooth yag sering digunakan oleh kebanyakan user mikrokontroller seperti arduino dikarenakan pemakaiannya yang mudah,harganya murah,dan banyak tersedia di pasaran. Kelebihan dari modul bluetooth HC-05 ini adalah bisa digunakan sebagai master maupun digunakan sebagai slave,berbeda dengan bluetooth tipe HC-06 yang hanya bisa digunakan sebagai slave.

modul bluetooth HC-05

Spesifikasi :
Bluetooth protocal:  Bluetooth Specification v2.0+EDR
Frequency:  2.4GHz ISM band
Modulation:  GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)
Emission power:  ?4dBm, Class 2
Sensitivity:  ?-84dBm at 0.1% BER
Speed: Asynchronous:  2.1Mbps(Max) / 160 kbps, Synchronous: 1Mbps/1Mbps
Security:  Authentication and encryption
Profiles:  Bluetooth serial port
Power supply: +3.3VDC 50mA
Working temperature: -20 ~ +75 Centigrade
Dimension: 3.57cm x 1.52cm
Modul Bluetooth HC-05 terdiri dari 6 pin konektor, yang setiap pin konektor memiliki fungsi yang berbeda – beda,untuk lebih jelasnya bisa dilihat gambar di bawah ini :

Pin bluetooth HC-05 yaitu :
*State : untuk memberikan informasi jika sudah terhubung/tidak dengan perangkat lain
*RX : jalur penerimaan data
*TX : jalur pengiriman data
*GND : ground
*Vcc : sumber tegangan 3.6 – 6 volt
*EN : untuk mengaktifkan AT Command setup
Dari 6 pin yang terdapat pada HC 05,hanya digunakan 4 pin saja yaitu Vcc,Gnd,Tx,dan Rx.
Alat dan komponen  :
*mikrokontroller Arduino
*kabel jumper
*project board
*Modul bluetooth HC-05
Sebelum menggunakan bluetooth HC-05 alangkah baiknya dilakukan konfigurasi terlebih dahulu ,yaitu masuk ke mode AT-Command.Apa itu AT Command? AT Command adalah perintah-perintah yang digunakan dalam komunikasi dengan serial port,hal ini juga berlaku untuk modul HC 05 sehingga user bisa mengubah status master dan slave,nama bluetooth,baud rate,dan pasword nya.Sebenarnya ada banyak cara untuk masuk ke mode AT-Command HC 05 tetapi mungkin bagi sebagian user yang pemula mungkin terkadang akan terasa membingungkan,maka dari itu admin memberikan salah satu cara yang mudah dan efektif untuk masuk ke mode AT Command bluetooth HC 05. Cara masuk ke AT command di bawah ini sangat mudah dan simpel dikarenakan tidak membutuhkan program ataupun software khusus.
Rangkaialah seperti gambar di bawah ini :

*hubungkan pin RX ke RX
*hubungkan pin TX ke TX
*hubungkan VCC ke 5 volt DC dari arduino
*hubungkan GND ke gnd arduino
***untuk masuk ke mode AT command ini , RX hubungkan ke RX TX hubungkan ke TX
Setelah itu masukkan program kosong dari arduino IDE ke board arduino seperti di bawah ini n:

*setelah selesai,cabut kabel arduino
*tekan dan tahan tombol pada modul bluetooth HC-05 dan pasang kabel arduino ke port usb komputer/laptop anda.

*lepas setelah terpasang selama 3 detik
*maka lampu pada modul bluetooth akan berkedip secara perlahan
*kemudian masuklah ke serial monitor arduino ide di pojok kanan atas

*setting seperti di bawah ini yaitu plih Both NL & CR dan 38400 baud

*ketik AT kemudian send
*akan muncul pesan error,tapi itu bukan masalah .Ketik saja lagi AT

*akan muncul pesan OK

Daftar perintah di AT Command :
AT+ROLE “untuk cek baud status master atau slave”
AT+NAME “untuk cek nama”
AT+UART “untuk cek baud rate”
AT+ROLE=0  “mengeset modul ke mode slave”
AR+ROLE=1 “mengeset modul ke mode master ”
AT+PSWD=(password kamu)  “mengeset pasword ke pasword yang diinginkan”
AT+UART=9600,0,0 “mengeset baud rate ke 9600”
Untuk lebih jelasnya bisa dilihat di datasheet Modul bluetooth HC-05 itu sendiri.

Read More

Universal Asynchronous Transmitter/Receiver (UART)

Universal Asynchronous Transmitter/Receiver (UART)

UART merupakan salah satu sarana di dalam chip AT89C2051 yang sangat berharga, sehingga IC dengan 20 kaki ini bisa melakukan komunikasi seri asinkron dengan mudah.

MCS51 dilengkapi dengan sarana komunikasi data seri, sebagai anggota keluarga MCS51 AT89C2051 juga mempunyai sarana itu selengkapnya. Sarana komunikasi seri tersebut bisa bekerja dalam 4 macam mode, 1 mode bekerja sebagai sarana komunkasi seri sinkron, tiga lainnya merupakan sarana komunikasi seri asinkron.

Keempat macam mode kerja tersebut adalah :

• Mode 0 – bekerja sebagai sarana komunikasi data seri sinkron data seri dikirim dan diterima melalui kaki RxD, sedangkan kaki TxD dipakai untuk menyalurkan clock yang diperlukan komunikasi data sinkron. Data ditransmisikan per 8 bit dengan kecepatan transmisi data (Baud rate) tetap, sebesar 1/12 frekuensi kerja dari AT89C2051.
• Mode 1 – mode ini dan 2 mode berikutnya merupakan sarana komunikasi seri asinkron. Data seri dikirim melalui kaki TxD, dan diterima dari kaki RxD. Data ditransmisikan per 10 bit, terdiri atas 1 bit Start (‘0’), 8 bit data dan 1 bit stop (‘1’). Kecepatan transmisi data (Baud Rate) ditentukan lewat Timer 1, bisa diatur untuk berbagai kecepatan.
• Mode 2 – Data seri dikirim melalui kaki TxD, dan diterima dari kaki RxD. Data ditransmisikan per 11 bit, terdiri atas 1 bit Start (‘0’), 8 bit data, 1 bit data tambahan (bit ke 9) dan 1 bit stop (‘1’). Kecepatan transmisi data (Baud Rate) hanya bisa dipilih 1/32 atau 1/64 frekuensi kerja dari AT89C2051.
• Mode 3 – Data seri dikirim melalui kaki TxD, dan diterima dari kaki RxD. Data ditransmisikan per 11 bit, terdiri atas 1 bit Start (‘0’), 8 bit data, 1 bit data tambahan (bit ke 9) dan 1 bit stop (‘1’). Sesungguhnya Mode 2 dan 3 sama persis, perbedaannya adalah kecepatan transmisi data (Baud Rate) mode 3 ditentukan lewat Timer 1, bisa diatur untuk berbagai kecepatan, persis sama dengan mode 1.

Dari keempat mode kerja yang ada, mode 1 adalah mode yang paling banyak dipakai, mode inilah yang setara dengan komunikasi seri asinkron dipakai pada PC maupun modem. Mode 3 setara dengan Mode 1, tapi mempunyai kemampuan untuk dipakai dalam komunikasi seri asinkron multiprosesor, yang lebih dikenal sebagai “multidrop communi­cation system”.

Mengatur UART Dalam AT89C2051

AT89C2051 mempunyai register khusus untuk pengiriman/penerimaan data seri dan mengatur tata kerja sarana komunikasi. Kedua register khusus itu merupakan bagian dari kumpulan register khusus di dalam AT89C2051 yang biasanya disebut sebagai SFR (Special Function Register), register-register khusus ini menempati sebagian area memori data internal.

Register khusus pertama bernama register SBUF (Serial Buffer Register), register ini ditempatkan di memori data internal nomor $99. Register SBUF diisi dengan perintah MOV SBUF,A (isi akumulator A di-copy-kan ke register SBUF), dalam hal ini register SBUF setara dengan input paralel dari shift register yang berfungsi sebagai pengubah data paralel menjadi data seri. Setelah instruksi MOV SBUF,A diterima AT89C2051, isi dari register SBUF akan dikirim keluar dari chip.

Isi dari register SBUF diambil dengan instruksi MOV A,SBUF (isi reguster SBUF di-copy-kan ke akumulator A), dalam hal ini register SBUF setara dengan output paralel dari shift register yang berfungsi sebagai pengubah data seri menjadi data paralel. Melaksanakan instruksi MOV A,SBUF berarti AT89C2051 menerima data seri yang dikirim oleh UART lain di luar chip.

Register khusus kedua bernama register SCON (Serial Control Register), register ini ditempatkan di memori data internal nomor $98. Kapasitas register SBUF dan SCON sebesar 8 bit, namun data 8 bit dalam register SBUF merupakan kesatuan data yang utuh, sedangkan masing-masing bit dalam register SCON mempunyai kegunaan yang berlainan. Gambar 1 memperlihatkan susunan bit dalam register SCON.

Gambar 1. Susunan Register SCON

Meskipun register ini bernama Register Kontrol, tapi tidak semua bit dalam register SCON dipakai untuk meng-kontrol kerja sarana komunikasi data seri. Bit 3 sampai 7 (SCON.3 .. SCON.7) dipakai sebagai bit pengkontrol, sedangkan bit 0 sampai 2 (SCON.0 .. SCON.2) dipakai untuk memantau kerja sarana komunikasi data seri.

• Bit RI (0), Receive Interupt Flag, merupakan bit petanda bahwa register SBUF berisi data yang diterima dari sarana komunikasi data seri yang lain. Bit RI menjadi ‘1’ kalau SBUF berisi data, jadi sebelum mengambil isi register SBUF harus dipastikan dulu RI sudah bernilai ‘1’ dengan instruksi JNB RI,* setelah data di register SBUF diambil, bit RI harus di-nol-kan dengan instruksi CLR RI.
• Bit TI (1), Transmit Interupt Flag, merupakan bit petanda bahwa data yang diisikan ke SBUF sudah selesai dikirim. Bit TI menjadi ‘1’ kalau SBUF sudah kosong, jadi sebelum mengirim 1 byte data harus dipastikan dulu TI sudah bernilai ‘1’ dengan instruksi JNB TI,* baru data diisikan ke register SBUF, bit TI harus di-nol-kan dengan instruksi CLR TI.
• Bit RB8 (2), Receive Bit 8, dipakai sebagai penampung bit ke 9 yang diterima dalam mode kerja 2 dan 3 (kapastias register SBUF hanya 8 bit, jadi harus ada tempat lain untuk menampung bit ke 9). Dalam mode kerja 1, RB8 berisikan bit Stop yang diterima, sehingga sehingga bisa dipakai untuk mendeteksi kesalahan pengiriman data (Framing Error). Dalam Mode kerja 0 RB8 tidak dipakai.
• Bit TB8 (3), Transmit Bit 8, merupakan bit ke 9 yang dikirimkan dalam mode kerja 2 dan 3. Bit ini di-satu-kan dengan instruksi SETB TB8 dan di-nol-kan dengan isntruksi CLR TB8.
• Bit REN (4), Receive Enable, dipakai untuk mengatur agar kaki RxD bisa dipakai untuk menerima data seri (dalam mode 0 kaki RxD dipakai untuk mengirim data dan menerima data). SETB REN menjadikan kaki RxD sebagai input penerima data, dan CLR REN menjadikan kaki RxD tidak bisa menerima data.
• Bit SM2 (5), Serial Mode 2, dipakai untuk mengaktipkan fasilitas komunikasi multi-prosesor pada mode kerja 2 dan 3, jika SM2=’1’ maka bit RI hanya bisa menjadi ‘1’ kalau bit ke 9 yang diterima di RB8 adalah ‘1’. Dalam mode kerja 1, jika SM2=’1’ maka bit RI hanya bisa menjadi ‘1’ kalau bit Stop yang ditampung di RB8 bernilai ‘1’. Dalam mode kerja 0 SM2 harus =’0’.
• Bit SM0 dan SM1 (7 dan SCON.6) merupakan kombinasi dua bit yang nilainya dipakai untuk menentukan mode kerja dari sarana komunikasi data seri AT89C2051. Kalau SM1 diberi ‘0’ dan SM0 diberi ‘1’, maka sarana komunikasi data seri ini akan bekerja sebagai UART pada umumnya dengan kecapatan transmisi (Baud rate) yang bisa diatur dan format data 8N1 (8 bit data, No Parity, 1 bit Stop).

Setelah AT89C2051 di-reset, semua bit dalam register SCON bernilai ‘0’, jadi sebelum memakai sarana komunikasi data ini, terlebih dulu harus mengatur isi register SCON, sesuai dengan tata kerja yang diharapkan. Instruksi MOV SBUF,#%01010000 mengisi SM1 dan SM0 dengan ‘01’ (mode kerja 1), SM2=’0’ (tidak bekerja sebagai kumunikasi multi-prosesor), REN=’1’ (mengaktipkan kaki RxD sebagai penerima data) dan bit sisanya diisi dengan ‘0’ karena memang tidak diperlukan, instruksi ini menjadikan sarana komunikasi data seri AT89C2051 menjadi sebuah UART yang bekerja dengan format data 8N1.

Potongan Program 1 merupakan sub-rutin pengiriman dan penerimaan data seri menggunakan UART dalam AT89C2051. Dalam sub-rutin KirimDataSeri, sebelum data dikirim melalui SBUF di baris 4, pada baris 2 dipastikan dulu bit TI=’1’, selama bit TI=’0’ AT89C2051 akan menunggu di baris 2. Baris 3 me-nol-kan TI karena TI tidak otomatis menjadi ‘0’.

Dalam sub-rutin TerimaDataSeri, sebelum mengambil dari dari SBUF di baris 9, AT89C2051 menunggu RI menjadi ‘1’ di barus 8, setelah data diambil RI harus di-nol-kan kembali, hal ini dilakukan di baris 10.

Potongan Program 1 Sub-rutin kirim/terima data

01: KirimDataSeri:
02:    JNB TI,*
03:    CLR TI      
04:    MOV SBUF,#’A’
05:    RET
06: ;
07: TerimaDataSeri:
08:    JNB RI,*
09:    MOV A,SBUF
10:    CLR RI      
11:    RET

Mengatur Kecepatan Transmisi UART MCS51

Kecepatan transmisi (Baud Rate) merupakan suatu hal yang amat penting dalam komunikasi data seri asinkron, mengingat dalam komunikasi data seri asinkron clock tidak ikut dikirimkan, sehingga harus diusahakan bahwa kecepatan transmisi mengikuti standard yang sudah ada.

Dalam AT89C2051, clock untuk transmisi data dibangkitkan dengan sarana Timer 1 seperti yang digambarkan dakan diagram Gambar 2. Untuk keperluan ini, Timer 1 dioperasikan sebagai 8 bit auto reload timer (mode 2), artinya TL1 bekerja sebagai timer 8 bit menerima clock dari osilator kristal yang frekuensinya sudah dibagi 12 terlebih dulu, setiap kali pencacah (counter) nilainya menjadi 0 maka nilai yang sebelumnya sudah disimpan di TH1 secara otomatis diisikan lagi ke TL1, sehingga TL1 akan menghasilkan clock yang frekuensinya diatur oleh TH1, clock ini berikutnya dibagi lagi dengan 32 sebelum dipakai sebagai clock untuk UART. Hubungan frekuensi pada sistem tersebut dinyatakan dengan persamaan berikut :

Kalau kecepatan transmisi sudah ditentukann dan frekuensi kristal sudah dipastikan, maka nilai yang disimpan di TH1 bisa dihitung berdasarkan persamaan berikut :

Dalam persaman di atas, K adalah konstanta yang nilainya 1 atau 2, tergantung pada nilai yang tersimpan di bit SMOD dalam register PCON. Jika SMOD=’0’ K bernilai 1 dan K akan bernilai 2 kalau SMOD=’1’. Perlu dicacat, setelah AT89C2051 di-reset, SMOD akan bernilai ‘0’, artinya jika tidak diatur lebih lanjut K bernilai 1.

Untuk mendapatkan kecepatan transmisi yang umum dipakai dalam komunikasi data seri asinkron (1200 Baud, 2400 Baud, 4800 Baud, 9600 Baud dan 19200 Baud), dari persamaan di atas bisa diturunkan ternyata frekuensi kristal yang paling tepat adalah 11.059 MHz. Meskipun angka ini agak aneh, tapi karena banyak dipakai kristal dengan frekuensi ini amat mudah diperoleh dipasar.

Karena kristal 11.059 MHz dipilih agar bisa membangkitkan kecepatan transmisi data seri standard, dalam sistem berbasis AT89C2051 yang tidak menggunakan sarana komunikasi data seri asinkron lebih baik dipilih kristal dengan frekuensi 12 MHz, sehingga clock untuk timer bisa merupakan frekuensi bulan 1 MHz.

Potongan Program 2 merupakan sub-rutin yang dipakai untuk mengatur UART agar bekerja dengan format data 8N1 dan kecepatan transmisi 9600 Baud, frekuensi kristal yang dipasangkan ke AT89C2051 adlah 11.059 MHz.

Baris 2 sampai 4 dipakai untuk mengatur kerja dari Timer 1. Timer 1 dibuat menjadi 8 bit auto-reload (baris 2, hanya bit 4..7 yang dipakai untuk mengatur Timer1, bit 0..3 dipakai untuk mengatur Timer 0). Nilai yang dipakai untuk mengatur frekuensi clock UART disimpan di TH0 pada baris 3. Baris 4 berfungsi untuk mengaktipkan Timer1.

Baris 5 mengatur agar UART bekerja dengan format data 8N1.

Potongan Program 2 – Mengatur UART

01: MengaturUART:
02:    MOV   TMOD,#100000   T1 = 8 bit auto-reload
03:    MOV   TH1,#$FD          Timer1 reload value
04:    SETB  TR1               Turn Timer 1 On
05:    MOV   SCON,#%01010010   Mode 1, REN, TXRDY, RXEMPTY
06:    RET

Gambar 2. Sistem pembangkit Clock untuk UART

 

Read More

Jenis dan Fungsi Trafo ( Transformator )

Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energy listrik satu atau lebih rangkaian listrik satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gendeng magnet berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet. Transformator adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak balik (ac) dari suatu nilai tertentu ke nilai yang kita inginkan terdiri dari kumparan primer dan sekunder.


Gambar 1. Transformator

Perkembangan dan penerapan system transformator pada perumahan, perkantoran maupun pada kendaran yaitu mobil dewasa ini mengalami peningkatan yang pesat. Buktinya adalah banyak industry, perkantoran maupun kendaran dilengkapi dengan penggunaan transformator yang bertujuan untuk mengetahui informasi dan dapat menambah pengetahuan.
System pesawat telepon yang paling sederhana memiliki komponen utama yaitu ISDN EXCHANGE, ISDN PRA, ISDN BRA, ISDN PHONE, ISDN PBX dan ISDN DATA TERMINAL.

II. Jenis-jenis Transformator

Berkaitan dengan topic yang dikaji yakni kegunaan transformator adalah alat untuk mengubah tegangan arus bolak balik menjadi lebih tinggi atau rendah. Transformator terdiri dari pasangan kumparan primer dan sekunder yang diisolasi (terpisah) secara listrik dan dililitkan pada inti besi lunak. Inti besi lunak dibuat dari pelat yang berlapis-lapis untuk mengurangi daya yang hilang karena arus pusar. Kumparan primer dan sekunder dililitkan pada kaki inti besi yang terpisah. Bagian fluks magnetic bocor tampak bahwa pada pasangan kumparan terdapat fluks magnetic bocor disisi primer dan sekunder. Secara lebih lengkap bisa dicermati pada gambar 2.


Gambar 2. Bagan fluks magnetic bocor pada pasangan kumparan

Hasil diatas untuk mengurangi fluks magnet bocor pada pasangan kumparan digunakan pasangan kumparan seperti gambar diatas. Kumparan sekunder dililitkan pada kaki inti besi yang sama (kaki yang tengah), dengan lilitan kumparan sekunder terletak diatas lilitan kumparan primer, ditunjukkan pada fluks magnet bocornya, maka dapat dicermati pada gambar dibawah ini.


Gambar 3. Hubungan primer dan sekunder

Rumus untuk fluks magnet yang ditimbulkan lilitan primer adalah[2]:
δΦ = Є x δt (1)
Dan untuk rumus GGL induksi yang terjadi dililitan sekunder adalah
Є = N δΦ/δt (2)
Karena kedua kumparan dihubungkan dengan fluks yang sama, maka
δΦ/δt = Vp/Np = Vs/Ns (3)
Dimana dengan menyusun ulang persamaan akan didapat
Vp/Np = Vs/Ns (4)
Sedemikian sehingga
Vp.Ip = Vs.Is (5)

Dengan kata lain, hubungan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder ditentukan oleh perbandingan jumlah lilitan primer dengan lilitan sekunder.

Jenis-jenis transformator adalah [3]:

1. Step-Up


Gambar 4. Lambang transformator step-up

Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

2. Step-down


Gambar 5. Skema transformator step-down

Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

3. Autotransformator


Gambar 6. Skema transformator

Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis ini tidak dapat memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder. Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik tegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali).

4. Autotransformator Variabel


Gambar 7. Skema Autotransformator Variabel

Autotransformator variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa yang sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan primer-sekunder yang berubah-ubah.

5. Transformator Isolasi

Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer. Tetapi pada beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk mengkompensasi kerugian. Transformator seperti ini berfungsi sebagai isolasi antara dua kalang. Untuk penerapan audio, transformator jenis ini telah banyak digantikan oleh kopling kapasitor.

6. Transformator Pulsa

Transformator pulsa adalah transformator yang didesain khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa. Transformator jenis ini menggunakan material inti yang cepat jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu, fluks magnet berhenti berubah. Karena GGL induksi pada lilitan sekunder hanya terbentuk jika terjadi perubahan fluks magnet, transformator hanya memberikan keluaran saat inti tidak jenuh, yaitu saat arus pada lilitan primer berbalik arah.

7. Transformator Tiga Fasa

Transformator tiga fasa sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta (Δ).


III. Prinsip Kerja Transformator
Komponen Transformator (trafo)
Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparan kedua (skunder) yang bertindak sebagai output, dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.[4]


Gambar 8. Bagian-Bagian Transformator


Gambar 9. Lambang Transformator

Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah sebagai berikut. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance).[5]


Gambar 10. Skema transformator kumparan primer dan kumparan sekunder terhadap medan magnet

Pada skema transformator diatas, ketika arus listrik dari sumber tegangan yang mengalir pada kumparan primer berbalik arah (berubah polaritasnya) medan magnet yang dihasilkan akan berubah arah sehingga arus listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan berubah polaritasnya.


Gambar 11. Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer, tegangan sekunder, dan jumlah lilitan sekunder

Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer, tegangan sekunder, dan jumlah lilitan sekunder, dapat dinyatakan dalam persamaan[6]:

Vp/Vs = Np/Ns (6)

Vp = tegangan primer (volt)
Vs = tegangan sekunder (volt)
Np = jumlah lilitan primer
Ns = jumlah lilitan sekunder

Simbol Transformator
Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan skunder transformator ada dua jenis yaitu[7]:
1. Transformator step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah menjadi tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).
2. Transformator step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).
Pada transformator (trafo) besarnya tegangan yang dikeluarkan oleh kumparan sekunder adalah:
1. Sebanding dengan banyaknya lilitan sekunder (Vs ~ Ns).
2. Sebanding dengan besarnya tegangan primer ( VS ~ VP).
3. Berbanding terbalik dengan banyaknya lilitan primer,

Vs ~ 1/Np (7)

Sehingga dapat dituliskan:

Vs = Ns/Np x Vp (8)


Penggunaan transformator

Transformator (trafo) digunakan pada peralatan listrik terutama yang memerlukan perubahan atau penyesuaian besarnya tegangan bolak-balik. Misal radio memerlukan tegangan 12 volt padahal listrik dari PLN 220 volt, maka diperlukan transformator untuk mengubah tegangan listrik bolak-balik 220 volt menjadi tegangan listrik bolak-balik 12 volt. Contoh alat list

Read More

Pengertian Daya Semu, Daya Nyata, dan Daya Reaktif

Pengertian Daya Semu, Daya Nyata, dan Daya Reaktif

Faktor Daya

Daya semu, daya nyata, dan daya reaktif dianggap sebagian engineer sebagai sesuatu yang sulit untuk dipahami. Terutama karena sulitnya untuk mengimajinasikan daya-daya tersebut. Namun sebenarnya cukup mudah untuk memahami apa itu daya semu, daya nyata, dan daya reaktif. Hanya dibutuhkan sebuah pandangan yang lebih luas mengenai sistem jaringan listrik AC.
Memahami daya semu, daya nyata, dan daya reaktif tidak mungkin dapat kita lakukan jika kita tidak terlebih dahulu memahami tiga macam beban listrik AC yaitu beban resistif, induktif, dan kapasitif.
Daya listrik didefinisikan sebagai kecepatan aliran energi listrik pada satu titik jaringan listrik tiap satu satuan waktu. Dengan satuan watt atau Joule per detik dalam SI, daya listrik menjadi besaran terukur adanya produksi energi listrik oleh pembangkit, maupun adanya penyerapan energi listrik oleh beban listrik.
Daya listrik menjadi pembeda antara beban dengan pembangkit listrik, dimana beban listrik bersifat menyerap daya sedangkan pembangkit listrik bersifat mengeluarkan daya. Berdasarkan kesepakatan universal, daya listrik yang mengalir dari rangkaian masuk ke komponen listrik bernilai positif. Sedangkan daya listrik yang masuk ke rangkaian listrik dan berasal dari komponen listrik, maka daya tersebut bernilai negatif.
Daya Nyata
Secara sederhana, daya nyata adalah daya yang dibutuhkan oleh beban resistif. Daya nyata menunjukkan adanya aliran energi listrik dari pembangkit listrik ke jaringan beban untuk dapat dikonversikan menjadi energi lain. Sebagai contoh, daya nyata yang digunakan untuk menyalakan kompor listrik. Energi listrik yang mengalir dari jaringan dan masuk ke kompor listrik, dikonversikan menjadi energi panas oleh elemen pemanas kompor tersebut.
Daya listrik pada arus listrik DC, dirumuskan sebagai perkalian arus listrik dengan tegangan.
P = I x V
Namun pada listrik AC perhitungan daya menjadi sedikit berbeda karena melibatkan faktor daya (cos ∅).
P = I x V x cos ∅
Untuk lebih jelasnya mari kita perhatikan grafik sinusoidal berikut.
 

                                     Gelombang Arus, Tegangan, dan Daya Listrik AC

Grafik di atas adalah grafik gelombang listrik AC dengan beban murni resistif. Nampak bahwa gelombang arus dan tegangan berada pada fase yang sama (0°) dan tidak ada yang saling mendahului seperti pada beban induktif dan kapasitif. Dengan kata lain nilai dari faktor daya (cos ∅) adalah 1. Sehingga dengan menggunakan rumus daya di atas maka nilai dari daya listrik pada satu titik posisi jaringan tertentu memiliki nilai yang selalu positif serta membentuk gelombang seperti pada gambar tersebut.
Nilai daya yang selalu positif ini menunjukkan bahwa 100% daya mengalir ke arah beban listrik dan tidak ada aliran balik ke arah pembangkit. Inilah daya nyata, daya yang murni diserap oleh beban resistif, daya yang menandai adanya energi listrik terkonversi menjadi energi lain pada beban resistif. Daya nyata secara efektif menghasilkan kerja yang nyata di sisi beban listrik.

Daya Reaktif

Daya reaktif menjadi tema bahasan yang dianggap cukup sulit bagi sebagian orang. Berbagai bentuk ilustrasi dan pengandaian digunakan untuk memudahkan kita memahami daya reaktif. Kali ini kita akan membahas daya reaktif menggunakan dua pendekatan, yakni pendekatan sederhana dan pendekatan ilmiah. Kita akan cukup dalam membahas daya reaktif secara ilmiah agar kita memahaminya dengan lebih total dan 'menancap' di kepala kita. 

Secara sederhana, daya reaktif adalah daya yang dibutuhkan untuk membangkitkan medan magnet di kumparan-kumparan beban induktif. Seperti pada motor listrik induksi misalnya, medan magnet yang dibangkitkan oleh daya reaktif di kumparan stator berfungsi untuk menginduksi rotor sehingga tercipta medan magnet induksi pada komponen rotor. Pada trafo, daya reaktif berfungsi untuk membangkitkan medan magnet pada kumparan primer, sehingga medan magnet primer tersebut menginduksi kumparan sekunder.

 

Ilustrasi Daya Reaktif

Daya reaktif diserap oleh beban-beban induktif, namun justru dihasilkan oleh beban kapasitif. Peralatan-peralatan kapasitif seperti lampu neon, bank kapasitor, bersifat menghasilkan daya reaktif ini. Daya reaktif juga ditanggung oleh pembangkit listrik. Nampak pada ilustrasi di atas bahwa pada gambar pertama daya reaktif yang dibutuhkan oleh motor listrik disupply oleh sistem pembangkit (utility). Sedangkan pada gambar kedua, kebutuhan daya reaktif dicukupi oleh kapasitor, sehingga daya total yang ditanggung oleh jaringan listrik berkurang. 

Satuan daya reaktif adalah volt-ampere reactive dan disingkat dengan var. Mengapa satuan daya reaktif adalah var dan bukannya watt, disinilah bahasan mendalam mengenai daya reaktif kita butuhkan. Daya reaktif, sebenarnya bukanlah sebuah daya yang sesungguhnya. Sesuai dengan definisi dari daya listrik yang telah kita singgung di atas, bahwa daya listrik merupakan bilangan yang menunjukkan adanya perpindahan energi listrik dari sumber energi listrik (pembangkit) ke komponen beban listrik. Daya reaktif tidak menunjukkan adanya perpindahan energi listrik, daya nyata-lah yang menjadi bilangan penunjuk adanya perpindahan energi listrik. Lalu, apa sebenarnya yang dimaksud dengan daya reaktif?

Daya reaktif adalah daya imajiner yang menunjukkan adanya pergeseran grafik sinusoidal arus dan tegangan listrik AC akibat adanya beban reaktif. Daya reaktif memiliki fungsi yang sama dengan faktor daya atau juga bilangan cos Ø. Daya reaktif ataupun faktor daya akan memiliki nilai (≠0) jika terjadi pergeseran grafik sinusoidal tegangan ataupun arus listrik AC, yakni pada saat beban listrik AC bersifat induktif ataupun kapasitif. Sedangkan jika beban listrik AC bersifat murni resistif, maka nilai dari daya reaktif akan nol (=0).

Sekalipun daya reaktif hanya merupakan daya 'khayalan', pengendalian daya reaktif pada sistem jaringan distribusi listrik AC sangat penting untuk diperhatikan. Hal ini tidak lepas dari pengaruh beban reaktif terhadap kondisi jaringan listrik AC. Beban kapasitif yang bersifat menyimpan tegangan sementara, cenderung mengakibatkan nilai tegangan jaringan menjadi lebih tinggi daripada yang seharusnya. Sedangkan beban induktif yang bersifat menyerap arus listrik, cenderung membuat tegangan listrik jaringan turun. Berubah-ubahnya tegangan listrik jaringan tersebut sangat mengganggu proses distribusi energi listrik dari pembangkit ke konsumen. Perubahan tegangan jaringan berkaitan langsung dengan kerugian-kerugian distribusi listrik seperti kerugian panas dan emisi elektromagnetik yang terbentuk sepanjang jaringan distribusi. Semakin jauh nilai tegangan jaringan dari angka yang seharusnya, akan semakin besar kerugian distribusi listriknya dan akan semakin mengganggu proses distribusi daya nyata listrik. Di sinilah peran kontrol daya reaktif jaringan listrik sangat perlu diperhatikan. 

 

Capacitor Bank Jaringan Listrik

Beban induktif, yang dominan terjadi di siang hari, dapat dikompensasi dengan dua cara. Cara pertama adalah digunakannya bank kapasitor sehingga penurunan tegangan listrik jaringan akibat beban induktif dapat dikompensasi oleh kapasitor. Cara kedua adalah dengan menaikkan tegangan listrik keluaran generator pembangkit dengan jalan menaikkan arus eksitasi generator, sehingga tegangan keluaran generator naik. 

Contoh Rangkaian Pengkompensasi Beban AC Jaringan

Kompensasi juga dilakukan jika beban jaringan bersifat kapasitif sehingga menyebabkan tegangan jaringan melebihi nilai normalnya. Generator akan menurunkan tegangan keluarannya dengan jalan mengurangi arus eksitasi. Penggunaan inductor bank juga digunakan untuk meredam kenaikan tegangan jaringan agar tidak melampaui batas. 

Daya Semu

Daya semu atau daya total (S), ataupun juga dikenal dalam Bahasa Inggris Apparent Power, adalah hasil perkalian antara tegangan efektif (root-mean-square) dengan arus efektif (root-mean-square).
    S = V_RMS x I_RMS

Tegangan RMS (V_RMS) adalah nilai tegangan listrik AC yang akan menghasilkan daya yang sama dengan daya listrik DC ekuivalen pada suatu beban resistif yang sama. Pengertian tersebut juga berlaku pada arus RMS. 220 volt tegangan listrik rumah kita adalah tegangan RMS (tegangan efektif). Secara sederhana, 220 volt tersebut adalah 0,707 bagian dari tegangan maksimum sinusoidal AC. Berikut adalah rumus sederhana perhitungan tegangan RMS:
    
Demikian pula dengan rumus perhitungan arus RMS:
    
Dimana V_max dan I_max adalah nilai tegangan maupun arus listrik pada titik tertinggi di grafik gelombang sinusoidal listrik AC.

  

Nilai Tegangan RMS pada Grafik Sinusoidal Tegangan Listrik AC

Pada kondisi beban resistif dimana tidak terjadi pergeseran grafik sinusoidal arus maupun tegangan, keseluruhan daya total akan tersalurkan ke beban listrik sebagai daya nyata. Dapat dikatakan jika beban listrik bersifat resistif, maka nilai daya semu (S) adalah sama dengan daya nyata (P). Lain halnya jika beban jaringan bersifat induktif ataupun kapasitif (beban reaktif), nilai dari daya nyata akan menjadi sebesar cos Ø dari daya total.
    P = S cos Ø
    P = V_RMS I_RMS cos Ø

Ø adalah besar sudut pergeseran nilai arus maupun tegangan pada grafik sinusoidal listrik AC. Ø bernilai positif jika grafik arus tertinggal tegangan (beban induktif), dan akan bernilai negatif jika arus mendahului tegangan (beban kapasitif).

Pada kondisi beban reaktif, sebagian daya nyata juga terkonversi sebagai daya reaktif untuk mengkompensasi adanya beban reaktif tersebut. Nilai dari dari daya reaktif (Q) adalah sebesar sin Ø dari daya total.
    Q = S sin Ø
    Q = V_RMS I_RMS sin Ø

Hubungan antara daya nyata, daya reaktif dan daya semu dapat diilustrasikan ke dalam sebuah segitiga siku-siku dengan sisi miring sebagai daya semu, salah satu sisi siku sebagai daya nyata, dan sisi siku lainnya sebagai daya reaktif.

 

Segitiga Daya

Sesuai dengan hubungan segitiga di atas maka hubungan antara daya nyata, daya reaktif dan daya semu dapat diekspresikan ke dalam sebuah persamaan pitagoras.
    

Read More