Menggulung Ulang Kumparan Stator Motor Induksi 1 fasa

Oleh Dwi Hani N

A.     Prinsip Motor 1 fasa

Disebut motor 1 fasa karena memerlukan sumber 1 fasa . Untuk mendapatkan daya mekanik pada dasarnya motor 1 fasa mempunyai prinsip kerja motor 2 fasa, karena lilitan/ kumparan  stator mempunyai 2 Kumparan, Yaitu Kumparan Utama (Running Winding) dan Kumparan Bantu (Starting Winding). Kumparan Utama(Ku) mempunyai luas penampang kawat lebih besar dan jumlah lilitannya lebih banyak. Sedang  Kumparan bantu (Kb) umumnya mempunyai luas penampang kawat lebih  kecil dan jumlah lilitannya lebih sedikit. Berdasarkan konstruksi ini, maka arus magnetik yang mengalir pada tiap kumparan mempunyai perbedaan fasa. Bentuk gelombang arus magnetik / flux tiap kumparan dapat digambarkan

 

Dari kedua flux magnet yang ada pada kumparan stator tersebut terjadi medan magnet putar pada celah udara. Dengan adanya medan magnet putar ini mengakibatkan momen putar sehingga motor berjalan. Jumlah putaran motor senantiasa lebih rendah dari jumlah putaran medan magnet stator. Selisih putaran tersebut dinamakan Slip (S) besarnya Slip  dinyatakan dengan rumus

S = (Ns-Nr): Ns

Biasanya motor induksi 1 fasa, lilitan bantu dilengkapi saklar sentrifugal, yaitu suatu saklar yang dapat memutuskan rangkaian secara otomatis, jika putaran sudah mendekati serempak, saklar tersebut akan terbuka. Sehingga lilitan bantu sudah tidak berfungsi lagi. Pada dasarnya lilitan bantu pada motor induksi 1 fasa akan berfungsi untuk mendapatkan torsi awal yang lebih besar.

Ø  Langkah Kumparan

Adalah sudut kisar yang dibentuk antara ke dua sisi kumparan. Untuk mendapat kopel putar maksimal , langkah kumparan harus sama dengan 1 jarak kutub. Satu jarak kutub adalah kisar sudut antara kutub Utara dan kutub Selatan yang paling dekat. Jarak kutub disebut Tho (s).

1 jarak kutub = 180^o listrik. Bila jumlah pasang kutub = P, maka jumlah kutub = 2P .

perbandingan antara derajat lingkaran (derajat busur = ^obs) dan derajat listrik (^oel) kita kaitkan dengan kutub, adalah seperti contoh berikut  :

P = 1, maka 360^obs     = 1 x 360^oel

P = 2, maka 360^obs     = 2 x 360^oel

P = 3, maka 360^obs     = 3 x 360^oel

Dengan demikian perbandingan antara ^obs dan ^oel dapat dituliskan dengan rumus:

a^o  bs = P x a^o eL

Bila jumlah alur adalah G,                  1 keliling stator = 2P

Jadi jarak 1 kutub = 180 ^o L                 = G : 2p

Misal gambar berikut ini adalah motor 1 fasa yang mempunyai 12 alur    

                                   

                                                                                                           

Maka G = 12 alur,       jarak 1 kutub = 12 : 2 = 6 alur

Yaitu 6 alur kutub utara, 6 alur kutub selatan 

Ø  Jumlah Alur per kutub per fasa

Apabila jumlah fasa = m, maka masing–masing fasa akan memiliki kumparan bagian sebanyak G/2p.m, sehingga pada setiap kutub untuk masing–masing fasa akan menempuh alur sebanyak G/2p.m alur. jumlah alur untuk setiap kutub tiap fasa menjadi g = G/2p.m alur.

Ø  Menempatkan Kumparan (Pergeseran Tempat)

Untuk menempatkan kumparan pada setiap fasa, maka harus selalu ditempatkan saling bergeseran tempat. Hal semacam ini bertujuan agar kopel putar yang dihasilkan saling bergeseran fasa. Rumus yang digunakan

Tho P = G : 2P

q = G : (2P x m)

K = G : 2P

KAR = 360 ^o r : G

KAL = KAR x P

Kp = 120 ^o : KAL

Keterangan

Tho P = Langkah alur dari sisi kumparan 1 ke sisi kumparan ke 2

G = Jumlah alur

2 P = Jumlah kutub

q = banyak kumparan tiap kelompok

m = jumlah fasa

KAR = Kisar alur dalam derajat radial

KAL = Kisar alur dalam derajat listrik

Kp = Kisar fasa

K = jumlah sisi kumparan tiap kutub

Contoh

1.      Prencanaan pembagian alur untuk kumparan / kumparan utama dan kumparan bantu pada motor AC 1 fasa, 12 alur 2 kutub. Untuk rumus perhitungan gambar bentangan kumparan motor 1 fasa tidak ada rumus yang baku, tetapi dapat digunakan perebandingan antar kumparan utama dan kumparan bantu dengan menggunakan rumus

G : 2P (Jumlah alur dalam 1 kelompok)

2/3 G (Jumlah kumparan Utama)

1/3 G (Jumlah kumparan Bantu)

Jika      m = 1

G = 12

2p = 2

Maka   Ku = 2/3 x 12 = 8 alur

            Kb = 1/3 x 12 = 4 alur

G/2p = 12/2     = 6 alur dalam 1 kelompok

Ku = 2/3 x 6 = 4 alur dalam 1 kelompok

Kb = 1/3 x 6 = 2 alur dalam 1 kelompok

Langkah menggambar gambar bentangan kumparan motor AC 1 fasa, 12 alur 2 kutub

1.      Buatlah alur dan beri nomor

2.      Kumparan Ku dimulai dari no 1 masuk ke Alur no 6, menggulung konsentris ke alur no 2 ke alur no 5

3.      Dari alur no 5 masuk ke alur no 11 masuk ke alur no 8 mengguung konsentris ke luar ke no 12 masuk ke alur no 7 dan menjadi keluaran Ku

4.      Sehingga ada 4 alur Ku di kutub U dan 4 alur Ku di kutub S

5.      Masukkan Kb dimulai dari alur no 4 masuk ke alur no 9

6.      Dari alur no 9 ke alur no 3  dan keluar mealui alur no 10, sehingga terdapat 2 alur kb di kutub utara dan 2 alur kb di kutub selatan

gambar bentangan kumparan stator motor 1 fasa 12 alur 2 kutub

 

2.      Motor 1 fasa 24 alur 4 kutub

m = 1

G = 24

2p = 4

Maka   Ku = 2/3 x 24 = 16 alur

            Kb = 1/3 x 24 = 8 alur

G/2p = 24/4 = 6 alur dalam 1 kelompok

Ku = 2/3 x 6 = 4 alur dalam 1 kelompok

Kb = 1/3 x 6 = 2 alur dalam 1 kelompok

 

 

 

 

 

 

 

PENGONTROLAN 2 BUAH LED OLEH SEBUAH LDR MENGGUNAKAN PROGRAM ARDUINO

 

 Oleh Dwi Hani N

Bahan yang perlu dipersiapkan :

• Arduino Uno 1 Unit
• Laptop yang sudah terinstall IDE Arduino
• Sensor LDR 1 buah
• Resistor 330 Ω 3 buah
• Project board 1 buah
• Kabel jumper 6 buah m-m dan f-m 1 buah
• LED 2 buah

Program

//Program untuk mengontrol nyala LED dengan input dari nilai LDR 
int Led1 = 10; //deklarasi LED pada pin 10 Arduino
int Led2 = 11; //deklarasi LED pada pin 11 Arduino 
int LDR = A2; //deklarasi LDR pada pin A2 Arduino
 void setup()
{
  pinMode(Led1, OUTPUT); //deklarasi LED sebagai output
  pinMode(Led2, OUTPUT); //deklarasi LED sebagai output
}
void loop()
{
  int cahaya = analogRead(LDR); //membaca nilai ADC LDR
  //jika nilai ADC > 800 maka
  if (cahaya > 800)
  {
   digitalWrite(Led1, HIGH); // LED menyala
   digitalWrite(Led2, HIGH); // LED menyala
  }
  else //atau
  {
   digitalWrite(Led1, LOW); // LED mati
   digitalWrite(Led2, LOW); // LED mati  }
}
 

Gambar Rangkaian

Rangkaian Percobaan/Pengujian

a. Pada saat kondisi lingkungan terang

 b. Pada saat kondisi lingkungan gelap

Sebagai latihan buatlah program dan praktekkan 2 buah blinking LED yang dikendalikan oleh sebuah LDR. Selamat mencoba

Pemrograman dengan Zelio Smart Relay SR3B261FU

Oleh Dwi Hani N

 

Zelio adalah smart relay yang dibuat oleh Schneider Telemecanique yang tersedia
dalam 2 model yaitu: Model Compact dan Model Modular. Perbedaannya adalah pada
model modular dapat ditambahkan extension module sehingga dapat ditambahkan input
dan output. Meskipun demikian penambahan modul tersebut tetap terbatas hanya bisa
ditambahkan sampai dengan 40 I/O. Selain itu untuk model modular juga dapat dimonitor
dengan jarak jauh dengan penambahan modul.

• Arti pembacaan tipe Zelio Smart Relay SR3B261FU

SR3B261FU 26 I/O 
SR= Smart Relay
3 = modular
B = Product type (with display unit and clock)
26 = jumlah I/O
1 = Relay output
FU = 100 – 240 V AC  

•  Module

1. Terminal Power Supply
2. Terminal untuk koneksi INPUT
3. LCD Display d engan 4 baris dan 18 karakter
4. Slot untuk memori cartridge atau koneksi ke antarmuka PC atau komunikasi
5. 6 (enam) tombol untuk pemrograman dan memasukkan parameter
6. Terminal untuk koneksi OUTPUT

• Kabel Transfer

    (a) kabel SR2CBL01  (b) kabel SR2USB01

• Pengawatan I/0 Zelio Smart Relay  

             

Keterangan

1 = Fuse

2 = Terminal Input

3 = Output

4 = Com Output

• Memulai membuat program baru menggunakan Zelio Soft 2  

Langkah-langkahnya seperti berikut ini:

1. Buka Program “Zelio Soft 2”
2. Klik “Create new program
3. Pilih 1 modul yang akan digunakan pada kolom select the modul category (pilih modul 26 I/O With Extension) select the type of zelio module to program SR3B261FU 26 I/O, kemudian Klik “Next”.
4. Pilih bahasa Program yang diinginkan. Ladder language (dipilih secara default), klik next
5. Maka muncul halaman untuk menggambar Ladder Diagram
6. Selanjutnya membuat program  

•  Langkah Pemrograman

1. Pindahkan mouse ke ikon Discrete Input pada sudut kiri bawah. Maka ditampilkan sebuah tabel yang berisi  kontak yang berbeda (I1 – IE)
2. Pilih kontak I1 pada tabel dengan meng-klik dan menggeser kontak tersebut pada cell sudut kiri atas (Contact1 Line 001)
3. Setelah kontak I1 diletakkan, kemudian pindahkan mouse ke ikon Discrete Output
4. Pilih kumparan (koil) “[“ pada baris pertama suatu tabel dengan meng-klik dan menggeser kontak tersebut ke cell baris pertama kolom coil
5. Hubungkan kontak ke kumparan (coil) dengan meng-klik pada garis putus-putus yang sesuai

• Mensimulasikan Program

      Klik pada ikon ” S “  simulation di bagian kanan atas untuk mensimulasikan program yang dipilih. Selanjutnya klik ikon Run untuk mensimulasikannyaInput atau output berwarna biru menunjukkan kondisi OFF (0), merah menunjukkan ON (1).

•  Elemen Pengendali Terprogram

Ada tiga macam elemen dalam pengendali terprogram, yaitu:

1.  Elemen input ( tombol tekan, sensor )
2.  Elemen proses
3.  Elemen output (yang dikendalikan, dapat berupa motor, lampu dll)

fungsi pengendali tidak tergantung dari pengawatannya. Elemen input (tombol tekan, sensor) dan elemen output dihubungkan ke peralatan smart relay . Hubungan elemen input dan output tidak dilakukan dengan pengawatan tetapi melalui pemrograman dengan peralatan pemrogram ( Personal Komputer atau peralatan khusus ).

Contoh :

Pada gambar diagram rangkaian kontrol berikut ini mempunyai mekanisme rangkaian,Jika S1 titekan, maka K1 bekerja, sehingga kontak K1 yang semula terbuka akan menutup, mengakibatkan H1 menyala.

Jika S2 ditekan maka aliran arus dari sumber akan terputus, mengakibatkan k1 mati/tidak bekerja, sehingga kontak K1 yang semula tertutup menjadi terbuka dan Lampu H1 mati.  

Dari gambar diagram rangkaian kontrol ini, maka kita dapat membuat gambar ladder untuk program zelio smart relay seperti pada gambar dibawah ini

Demikian sedikit pengenalan dasar program zelio smart relay , untuk penjelasan dasar program zelio dapat dilihat pada link https://drive.google.com/file/d/1his053ShJLmmzo9kMdYfvsBmAKJn-SkF/view?usp=sharing. 

Semoga bermanfaat

INSTALASI PENERANGAN GEDUNG BERTINGKAT

Oleh Dwi Hani N

Beberapa Ketentuan Pemasangan Instalasi penerangan listrik pada gedung bertingkat antara lain :

-        Kabel yang digunakan adalah kabel bersertifikat SPLN/LMK/SNI

-        Pemasangan instalasi line memakai kabel NYM 3 X 2,5 mm²

-        Kabel penghubung lantai 1 dan lantai 2 memakai kabel NYM 4 x 6mm²

-        Ketentuan warna kabel R,S,T,N, PE berstandart PUIL

-        Kabel arde harus ditanam memakai BC minimal 6 mm²

-          Setiap stop kontak selalu dilengkapi arde

-          MCB bangunan bertingkat :

·      MCB induk memakai minimum 25 Ampere untuk tiap lantai

·      MCB penghubung lantai 1 & lantai 2 memakai minim 16 Ampere

-       Tidak boleh ada penumpukan kabel pada terminal dalam box sekering (PHB), jumperan MCB harus menggunakan busbar sisir                                                                              

-        Kabel Tufur ( merupakan kabel penghubung arus dari KWH PLN ke panel MCB milik konsumen)  NYM/NYY harus terpasang dengan ukuran :

A.    3 x 4 mm² untuk daya kecil satu phase 1300 VA –  5500 VA , tegangan 220 V

B.    3 x 6 mm² untuk daya satu phase diatas 7700 VA - 11000VA, tegangan 220 V

C.    3 x 10 mm² untuk daya satu phase 13900VA, tegangan 220 V

D.    4 x 4 mm² untuk daya 3 900 VA  -  6 600 VA, 3 fasa

E.     4 x 6 mm² untuk daya  10 600 VA, 3 fasa

F.      4 x 10 mm² untuk daya  13 200VA – 16 500 VA, 3 fasa

G.     4 x 16 mm² untuk daya  23 000VA –  33 000 VA, 3 fasa

H.    4 x 25 mm² untuk daya 41 500 VA, 3 fasa

I.       4 x 35 mm² untuk daya    53 000 VA, 3 fasa

J.       4 x 50 mm² untuk daya    66 000 VA –  82 500 VA, 3 fasa

-        Room Air Conditioner (RAC) memakai stopkontak sendiri

-        Water heater (WH) kamar mandi menggunakan pengaman GPAS/ELCB dilengkapi grounding/pembumian menggunakan BC 6 mm²

-        Arde ukuran 6 mm² dipasang di bawah panel

-         Stop konntak +/- 30cm dari lantai harus menggunakan tutup

-        Daya 3500 VA pada panel harus memakai ELCB.

Contoh soal

Suatu bangunan gedung berlantai 2 dengan 8 ruangan kelas, masing masing 4 ruang di lantai 1 dan 4 ruang di lantai 2. Dimana tiap ruang berukuran sama, yaitu panjang ruangan 10 meter, lebar 8 meter dan tinggi 4 meter. Rencanakan pembagian beban instalasi penerangan gedung tersebut.

Penyelesaian

·         Jumlah titik lampu memanjang 10 : 4 = 2,5 .......  3

·         Jumlah titik lampu memanjang   8 : 4 = 2

·         Jumlah titik lampu  keseluruhan  3 x 2 = 6

Maka pembagian beban dibuat per-lantai, Jika setiap ruang terdapat sebuah RAC dan 2 stop kontak, maka  beban:

Lantai 1 = Lantai 2 ====  (6 x 4 ruang) + (2 x 4 ruang) + 4 RAC =32 titik + 4 RAC

Untuk pembagian beban dilakukan secara coba coba sehingga diperoleh beban seimbang bagi tiap-tiap  fasa-nya.

 

               

Menentukan Jumlah Lampu Pada Suatu Ruangan

Oleh Dwi Hani N.

Ada 2 cara dalam menentukan jumlah lampu yang dibutuhkan pada suatu ruangan, yaitu:

1٠Berdasarkan ukuran suatu ruangan (perhitungan kasar)
2٠Berdasarkan kebutuhan Intensitas penerangan suatu ruangan

• Berikut ini adalah contoh untuk menentukan jumlah lampu pada suatu ruangan Berdasar ukuran ruangannya (perhitungan kasar)

    ⇛ Misalkan suatu ruangan dengan ukuran

Panjang = 16 Meter

Lebar     =   8 Meter 

Tinggi    =    4 Meter

Maka untuk mencari jumlah lampu pada ruangan tersebut adalah :

N   =   Np  x  Nl 

Np = jumlah lampu memanjang  = ( panjang : tinggi) ruangan

Nl  = jumlah lampu melebar  = (lebar : tinggi) ruangan

N   = (16 : 4) x (8 : 4)

N   = 4 x 2  = 8 lampu

Sehingga terdapat 4 lampu memanjang dan 2 lampu melebar

Menentukan posisi jarak  antar lampu ( a ) memanjang =   12 : 4 = 3 meter
Menentukan posisi jarak  antara lampu  dengan dinding memanjang = ½ a = 1,5 meter
Menentukan posisi jarak  antar lampu ( a ) melebar =    8 : 2 = 4 meter
Menentukan posisi jarak  antara lampu  dengan dinding melebar = ½ a = 2 meter

Perhitungan menentukan  nilai pengaman utama dan golongan untuk membuat rekapitulasi daya lengkap berikut permintaan konsumen/calon pelanggan ke PLN

Beban berupa 8 lampu + 6 stop kontak + 2 RAC @ 1300 VA
Untuk setiap RAC harus diberi pengaman , 1300 VA : 220 V = 5,9 A ∞ 6 A
Beban lampu + stop kontak = 14 titik

Banyaknya titik hubung dalam 1 Group tidak lebih dari 12 titik, Untuk pasang baru max 1 Group 10 titik (tidak berlaku untuk instalasi penerangan reklame dan pemasangan pesta dan instalasi lain yang luar biasa), untuk pabrik dan bengkel banyak titik dalam hubungan ini dipertinggi menjadi 12 atau 24 (dgn pengertian di dalam ruangan dengan lebih dari 12 lampu harus dibagi paling sedikit 2 golongan). 

Maka kita jadikan 2 group dimana

Group 1 ⇒ 4 lampu + 3 stop kontak → (4 x 60 VA) + (3 x 200 VA) = 840 VA
Group 2 ⇒ 4 lampu + 3 stop kontak → (4 x 60 VA) + (3 x 200 VA) = 840 VA
Sehingga pengaman tiap golongan/group → 840 VA : 220 V = 3,41 A ∞ 4 A

Maka nilai pengaman Utama dapat dihitung dengan cara sbb:

8 x 60 VA      =   480 VA
6 x 200 VA    = 1200 VA             
2 x 1300 VA  = 2600 VA
480 VA + 1200 VA + 2600 VA  = 4280 VA
Sehingga nilai Pengaman utama  ⇒ 4280 VA : 220 V  =  19,45 A ∞ 20 A  
Dan  permintaan daya konsumen ke PLN sebesar 4400 VA

Hal yang perlu diperhatikan tentang panjang penghantar, bahwa susut tegangan / rugi tegangan yang diijinkan pada instalasi penerangan adalah 1,5 % sd 2 % dari tegangan kerja. Sehingga rugi tegangan yang diijinkan pada instalasi penerangan adalah :

Vr max   =  2% x 220 Volt  = 4,4 Volt

Ukuran penghantar utama minimum adalah 2,5 mm²

Maka panjang penghantar maksimum dapat dicari dengan rumus:

Untuk Arus bolak balik 1 fase
Vr  = (2 x L x I x Rho x Cos Q) S
Untuk Arus bolak balik 3 fase
Vr  = ( L x I x Rho x Cos Q x V3) S

Keterangan
S = penampang kawat minimum agar rugi tegangan sesuai dengan peraturan (mm ²)
Vr = rugi tegangan yang diijinkan /rugi tegangan antar kawat (volt)
L = jarak dari sumber ke beban (meter)
𝜌 = tahanan jenis dari penghantar ( Ohm mm ²/ meter )
I  = Arus yang mengalir pada penghantar (Ampere) 

Dari contoh soal diatas

Jika diketahui :
tahanan jenis kawat tembaga (tahanan jenis penghantar)= 𝜌cu(tembaga) 0,0175 Ohm mm ²/ meter, S = 2,5 mm ² ; I utama = 20 Ampere ; Cos Q = 0,8
Maka    

Vr  =   (2 x L x I x Rho x Cos Q) S 
4,4 Volt =  (2 x L x 20 A x 0,0175 x 0,8) 2,5
L (panjang penghantar) = 19,6  = 20 meter

⇛Misalkan sebuah gedung terdiri dari 3 ruangan seperti pada contoh diatas,jumlah stop kontak keseluruhan berjumlah 16 dan R AC berjumlah 6

Maka jumlah beban secara keseluruhan adalah

Lampu 3 x 8  = 24
Stop kontak   = 16 
Total beban lampu dan stop kontak   40 titik 
R AC 3 x 2  =  6 group
40 titik : 3  menjadi masing-masing 13 titik, 13 titik dan 14 titik   

Sesuai ketentuan, bahwa instalasi 1 fasa maksimal terdiri dari 6 Group, dimana masing masing Group diamankan dengan maksimum 10 Ampere. Oleh karena itu instalasi ini harus diambilkan dari sumber 3 fase

Sehingga untuk R AC 6 buah : 3 . maka masing masing fase mendapat beban 2 RAC
Untuk lampu 24 : 3 = 8 lampu
Untuk stop kontak 16 : 3 = 5 lebih 1, maka ada group yang jumlah stop kontaknya 5 dan ada yang 6

Sehingga jika diambilkan dari sumber 3 fasa maka
Fasa R   =  8 lampu + 5 stop kontak + 2 AC
Fasa S   =  8 lampu + 5 stop kontak + 2 AC
Fasa T   =  8 lampu + 6 stop kontak + 2 AC