Rangkaian Dasar Kontrol Motor Listrik

RANGKAIAN DASAR KONTROL  MOTOR LISTRIK

Kata kontrol mempunyai arti mengendalikan atau mengatur, jadi kontrol motor listrik adalah mengendalikan atau mengatur motor listrik. Rangkaian kontrol motor listrik umumnya digunakan dalam dunia industri. Mesin-mesin pada industry memiliki rangkaian-rangkaian kontrol motor listrik dari yang sederhana sampai rangkaian kontrol motor listrik yang kompleks.

Rangkaian dasar kontrol motor listrik terdiri dari 3 bagian yaitu rangkaian utama, rangkaian kontorl dan rangkaian pengawatan.

A. RANGKAIAN UTAMA.

Rangkaian utama adalah gambaran rangkaian beban dan kotak-kontak utama kontraktor serta kontak breaker dan komponen pengaman TOR {Thermal Over Load} yang dihubungkan ke arus beban

Gambar. Rangkaian Utama.

B. RANGKAIAN KONTROL.

Rangkaian kontrol adalah rangkaian untuk pengatur operasi kontaktor dan relai atau pengaturan arus pengoperasian kumparan operasi kontaktor dan kumparan pengaktif relai melalui kontak bantu dan kontak relai. Terdiri dari komponen-komponen seperti : tombol-tombol, sensor yang dirangkai sedemikian rupa berdasarkan skema kerja kontraktor yang diharapkan.

 Gambar. Rangkaian Kontrol.

C. RANGKAIAN PENGAWATAN.

Rangkaian pengawatan atau rangkaian power adalah ganbungan dari rangkaian utama dan rangkaian kontrol, dengan kata lain rangkaian lengkap dari rangkaian kontrol motor.

 Gambar. Rangkaian Pengawatan.

Jenis Kendali Motor Listrik

JENIS KENDALI MOTOR LISTRIK

Kendali motor listrik dapat dibagi menjadi beberapa 2 macam yaitu kendali menurut penggunaan alatnya dan kendali listrik menurut fungsinya.  

A. KENDALI MENURUT PENGGUNAAN ALATNYA.

 Kendali menurut penggunaan alatnya terdiri dari 3 jenis yaitu kendali manual, kendali semi otomatis dan kendali otomatis.

1. Kendali Manual.

Kendali manual adalah jenis kendali yang menggunakan alat berupa sakelar mekanis untuk menghubungkan dan memutuskan aliran arus listrik pada motor listrik secara langsung oleh orang yang mengoperasikan {operator}. Sakelar yang digunakan merupakan tipe sakelar yang sangat sederhana yaitu sakelar togel {Togel Switch} yang banyak digunakan pada motor-motor listrik berdaya kecil, operator yang mengoperasikannya harus mengeluarkan tenaga otot yang kuat. Berikut ini gambar bagan kendali manual.

 

Gambar. Bagan Kendali Manual.

2. Kendali Semi Otomatis.

Kendali semi otomastis adalah jenis pengendali yang menggunakan alat kendali semi otomatis berupa kontaktor magnet dan tombol tekan (push button) dilengkapi dengan pengaman TOR {Thermal Overload Relay} untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan motor listrik. Pada kendali semi otomatis kerja orang yang mengoperasikan {operator}sedikit ringan karena cukup dengan menekan tombol start dan menekan tombol stop.

 

Gambar. Bagan Kendali Semi Otomatis.

3. Kendali Otomatis.

            Kendali otomatis adalah jenis kendali yang menggunakan alat otomatis, terbuat dari suatu program dalam bentuk konduktor magnit yang dikendalikan oleh sensor-sensor. Sehingga motor listrik dapat berhenti atau bekerja secara otomatis. Pada kendali otomatis kerja operator semakin ringan yaitu dengan memonitor dari sistem sehingga dapat menghemat tenaga.

 

Gambar. Bagan Kendali Otomatis.

B. KENDALI MENURUT FUNGSINYA.

Kendali menurut penggunaan alatnya terdiri dari 3 jenis yaitu

1. Pengendali saat mulai berjalan {starting}.

2. Pembalikan arah putaran.

3. Pengendali pada saat motor berhenti {stopping}.

Pengertian Transformator

TRANSFORMATOR

Transformator biasa disebut trafo digunakan secara luas baik dalam bidang elektronika maupun bidang tenaga listrik. Dalam dunia elektronika transformator memegang peranan sangat penting. Dalam sistem tenaga listrik penggunaan transfromator memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai. Pada penyaluran tenaga listrik terjadi kerugian sebesar I².R watt, kerugian ini akan banyak berkurang apabila tegangan dinaikkan. Dengan demikian saluran-saluran tenaga listrik senantiasa mempergunakan tegangan yang tinggi. Berikut ini contoh bentuk trafo elektronika dan tenaga listrik.

Gambar. Contoh Bentuk Trafo Elektronika dan Tenaga Listrik.

1. PENGERTIAN TRANSFORMATOR.

Transformator adalah suatu alat yang memindahkan energi dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya melalui sepasang magnet dengan tujuan menaikkan atau menurunkan tegangan listrik dengan frekuensi yang sama. Pada umumnya transformator terdiri dari 2 bagian yaitu bagian input {primer} dan bagian output {sekunder} dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya. Jika terdapat kumparan ketiga dinamakan kumparan tersier, pada bagian primer maupun sekunder terdiri dari lilitan-lilitan. 

2. SEJARAH TRANSFROMATOR.

1831    Michael Faraday mendemonstrasikan sebuah koil dapat menghasilkan tegangan dari koil lain.

1832    Joseph Henry menemukan bahwa perubahan flux yang cepat dapat menghasilkan   tegangan koil yang cukup tinggi.

1836    Nicholas Callan memodifikasi penemuan Henry dengan dua koil.

1850    1884, era penemuan generator AC dan penggunaan listrik AC.

1885    Georges Westinghouse & William Stanley mengembangkan transformerberdasarkan generator AC.

1889    Mikhail Dolivo-Dobrovolski mengembangkan transformer 3 fasa pertama.

3. KONSTRUKSI DAN PRINSIP KERJA TRANSFORMATOR.

Konstruksi transformator secara sederhana terdiri dari 3 bagian yaitu kumparan primer yang bertindak sebagai input, inti yang berfungsi sebagai penguat medan magnit yang dihasilkan dan kumparan sekunder yang bertindak sebagai output. Berikut ini contoh bentuk konstruksi transformator tipe inti.

 

Gambar. Bentuk Konstruksi Transformator Tipe Inti.

 

Prinsip kerja transfromator berdasarkan induksi bersama {mutual induction} elektromagnetik antara 2 rangkaian yang dihubungkan oleh fluks magnet. Kedua kumparan {kumparan primer dan sekunder} ini terpisah secara elektrik namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi {reluctance} rendah. Ke 2 kumparan tersebut  mempunyai mutual induction yang tinggi.

Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maka fluks bolak-balik akan muncul di dalam inti yang dilaminasi, karena kumparan tersebut membentuk jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya fluks di kumparan primer maka di kumparan primer terjadi induksi sendiri {self induction} dan terjadi pula induksi di kumparan sekunder karena pengaruh induksi dari kumparan primer atau disebut sebagai induksi bersama {mutual induction} yang menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, maka akan menyebabkan atau menimbulkan ggl {gaya gerak listrik} dan mengalirlah arus sekunder jika rangkaian sekunder di bebani, sehingga energi listrik dapat ditransfer keseluruhan {secara magnetisasi}.

4. FUNGSI TRANSFORMATOR.

            Transformator juga berfungsi untuk :

a. Mentranformasi AC tegangan rendah arus tinggi menjadi AC tegangan tinggi arus rendah atau sebaliknya.

b. Mentransformasi impendansi rangkaian menjadi impedansi yang berbeda supaya diperoleh pengalihan (transfer) daya yang lebih baik dari sumber ke beban.

5. JENIS TRANSFORMATOR.

a. Berdasarkan Fungsinya.

            Berdasarkan fungsinya transformator dibedakan seperti berikut ini

1. Transformator Step Up.

2. Transformator Step Down.

3. Transformator Autotransformator.

4. Transformator Autotransformator Variabel.

5. Transfromator Isolasi.

6. Transfromator Pulsa.

7. Transformator Distribusi.

8. Transformator Tenaga.

      -- Transfromator 1 Fasa.

      -- Transformator 3 Fasa.

b. Berdasarkan Kegunaannya.

Berdasarkan kegunaannya transformator dibedakan seperti berikut ini

1. Transformator Frekuensi Rendah.

     -- Transformator Adaptor. 

     -- Transformator Output/Input.

2. Transformator Frekuensi Menengah.

3. Transformator Frekuensi Tinggi.

4. Transformator Switching.

5. Ototransformator

c. Berdasarkan intinya

1. Transfomator Tipe Cangkan {Shell} adalah jenis transformator dimana kedudukan kumparan dikelilingi inti.

2. Transformator Tipe Inti {Core} adalah jenis transformator dimana kedudukan kumparan mengelilingi inti.

Sistem Pengukuran Elektronika & Kelistrikan

SISTEM PENGUKURAN ELEKTRONIKA & KELISTRIKAN

Pengukuran listrik kegunaannya sangat luas meliputi bidang penyelidikan, produksi, pemeliharaan, pengawasan dan sebagainya. Untuk keperluan pengukuran, memerlukan alat ukur yang baik. Ada 2 sistem pengukuran yaitu sistem analog dan sistem digital. Berikut ini contoh alat ukur meter analog dan meter digital.

Gambar. Contoh Meter Analog.

Gambar. Contoh Meter Analog.

Sistem analog berhubungan dengan informasi dan data analog, sinyal analog berbentuk fungsi kontinyu. Contohnya penunjukan temperatur dalam ditunjukkan oleh skala, penunjuk jarum pada skala meter atau penunjukan skala elektronik, seperti gambar dibawah ini.

Gambar Penunjukan Analog.

Sistem digital berhubungan dengan informasi dan data digital, penunjukan angka digital berupa angka diskret dan pulsa diskontinyu berhubungan dengan waktu. Penunjukan display dari tegangan atau arus dari meter digital berupa angka tanpa harus membaca dari skala meter, seperti gambar dibawah ini.

ALAT UKUR LISTRIK ANALOG.

Alat ukur analog merupakan alat ukur generasi awal dan sampai saat ini masih digunakan. Bagiannya terdiri dari komponen listrik dan komponen mekanik yang saling berhubungan. Bagian listrik yang penting adalah magnet permanen, tahanan meter dan kumparan putar. Bagian mekanik meliputi jarum penunjuk, skala dan sekerup pengatur jarum penunjuk, lihat gambar dibawah berikut ini.

Gambar. Komponen Alat Ukur Listrik Analog.

Mekanik pengatur jarum penunjuk merupakan dudukan poros kumparan putar yang diatur kekencangannya. Jika terlalu kencang jarum akan terhambat, jika terlalu kendor jarum akan mudah goncang. Pengaturan jarum penunjuk sekaligus untuk memposisikan jarum pada skala nol meter, lihat gambar dibawah berikut ini.

 Gambar. Dudukan Poros Jarum Penunjuk.

Alat ukur analog memiliki komponen putar yang akan bereaksi begitu mendapat sinyal listrik. Cara bereaksi jarum penunjuk ada 2 yaitu menyimpang dulu baru menunjukkan angka pengukuran dan jarum penunjuk bergerak ke angka penunjukan perlahan-lahan tanpa ada penyimpangan. Untuk itu digunakan peredam mekanik berupa pegas yang terpasang pada poros jarum atau bilah sebagai penahan gerakan jarum berupa bilah dalam ruang udara, lihat gambar dibawah berikut ini.

  

 Gambar. Pola Penyimpangan Jarum Meter Analog.

Bentuk skala linier/bertingkat saat ini mulai jarang ditemukan, bentuk skala melingkar dan skala kuadran banyak dipakai untuk alat ukur Voltmeter dan Ampermeter pada panel meter, contohnya seperti gambar dibawah ini

 

Gambar. Jenis Skala Meter Analog.

ALAT UKUR LISTRIK DIGITAL.

Alat ukur digital saat sekarang banyak dipakai dengan berbagai kelebihannya, murah, mudah dioperaikan, dan praktis. Multimeter digital mampu menampilkan beberapa pengukuran untuk arus miliamper, temperatur °C, tegangan milivolt, resistansi ohm, frekuensi Hz, daya listrik mW sampai kapasitansi nF, contohnya seperti gambar dibawah ini

 Gambar. Tampilan Penunjukan Digital.

Pada dasarnya data /informasi yang akan diukur bersifat analog. Blok diagram alat ukur digital terdiri komponen sensor, penguat sinyal analog, analog to digital converter, mikroprosesor, alat cetak, dan display. Sensor mengubah besaran listrik dan non elektrik menjadi tegangan, karena tegangan masih dalam orde mV perlu diperkuat oleh penguat input. Sinyal input analog yang sudah diperkuat, dari sinyal analog diubah menjadi sinyal digital dengan (ADC) analog to digital akan diolah oleh perangkat PC atau mikroprosessor dengan program tertentu dan hasil pengolahan disimpan dalam sistem memori digital. Informasi digital ditampilkan dalam display atau dihubungkan dicetak dengan mesin cetak. digital, lihat gambar dibawah ini.

 Gambar. Prinsip Kerja Alat Ukur Digital.

Display digital akan menampilkan angka diskrit dari 0 sampai angka 9 ada tiga jenis, yaitu 7-segmen, 14-segmen dan dot matrik 5 x 7. Sinyal digital terdiri atas 0 dan 1, ketika sinyal 0 tidak bertegangan atau OFF, ketika sinyal 1 bertegangan atau ON, contohnya seperti gambar dibawah ini.

 Gambar. Contoh 3 Jenis Display Digital.

Ukuran Standar Elektronika & Kelistrikan

UKURAN STANDAR ELEKTRONIKA DAN KELISTRIKAN

Ukuran standar dalam pengukuran sangat penting, karena sebagai acuan dalam peneraan alat ukur yang diakui oleh komunitas internasional. Menurut Standar Internasional {SI} ada 6 besaran yang berhubungan dengan kelistrikan yang dibuat sebagai standart, yaitu standar amper, resistansi, tegangan, kapasitansi, induktansi, kemagnetan dan temperatur.

1. STANDAR AMPER.

Standar Amper menurut ketentuan SI adalah arus konstan yang dialirkan pada dua konduktor didalam ruang hampa udara dengan jarak 1 meter, diantara kedua penghantar menimbulkan gaya = 2 x 10 ⁷ newton/m panjang.

2. STANDAR RESISTANSI.

Standar Resistansi menurut ketentuan SI adalah kawat alloy manganin resistansi 1􀈍 yang memiliki tahanan listrik tinggi dan koefisien temperature rendah, ditempatkan dalam tabung terisolasi yang menjaga dari perubahan temperatur atmospher.
 

3. STANDAR TEGANGAN.

Standar tegangan menurut ketentuan SI adalah tabung gelas Weston mirip huruh H memiliki dua elektrode, tabung elektrode positip berisi elektrolit mercury dan tabung elektrode negatip diisi elektrolit cadmium, ditempatkan dalam suhu ruangan. Tegangan elektrode Weston pada suhu 20^o C sebesar 1.01858 V.

4. STANDAR KAPASITANSI.

Standar Kapasitansi menurut ketentuan SI, diturunkan dari standart resistansi SI dan standar tegangan SI, dengan menggunakan sistem jembatan Maxwell, dengan diketahui resistansi dan frekuensi secara teliti akan diperoleh standar kapasitansi (Farad).

5. STANDAR INDUKTANSI.

Standar Induktansi menurut ketentuan SI, diturunkan dari standar resistansi dan standar kapasitansi, dengan metode geometris, standar induktor akan diperoleh.

6. STANDAR TEMPERATUR.

Standar Temperatur menurut ketentuan SI, diukur dengan derajat Kelvin besaran derajat kelvin didasarkan pada tiga titik acuan air saat kondisi menjadi es, menjadi air dan saat air mendidih. Air menjadi es sama dengan 0^o Celsius = 273,160Kelvin, air mendidih 100^o C.

7. STANDAR LUMINASI CAHAYA.

Standar Luminasi Cahaya menurut ketentuan SI, diukur dengan besaran Kandela berdasarkan benda hitam seluas 1M ²  yang bersuhu lebur platina {1773 ^o C} akan memancarkan cahaya seluas dalam arah tegak lurus dengan kuat cahaya sebesar 6 x 105 Kandela.

Pengertian Sistem Bilangan

SISTEM BILANGAN PADA ELEKTRONIKA DIGITAL

Umumnya sebelum mempelajari lebih dalam ilmu elektronika digital, menjadi kewajiban untuk mempelajari Sistem Bilangan. Sistem bilangan merupakan suatu kode yang menggunakan simbol untuk sesuatu besaran. Dalam kehidupan sehari-hari bilangan yang biasa dipergunakan untuk menghitung adalah bilangan yang berbasis 10 atau Sistem Desimal. Dalam elektronika digital pada umumnya bilangan yang dipakai adalah bilangan yang berbasis 2 atau Sistem Biner.  Komputer digital dan sistem yang berdasarkan mikroprosesor menggunakan sistem angka asing lain yang disebut heksadesimal.

MACAM-MACAM BILANGAN.

Banyak sistem-sistem bilangan yang digunakan pada teknologi digital,  yang paling umum sistem bilangan digital ada 4 macam yaitu Biner, Oktal, Desimal dan HexaDesimal.

A. SISTEM DESIMAL.

Bilangan desimal adalah bilangan yang memiliki basis 10 yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 { radix =10 }. Penulisan bilangan dibagi menjadi beberapa tempat dan banyaknya tempat tergantung dari besarnya bilangan. Setiap tempat mempunyai nilai kelipatan dari  10^-2, 10^-110⁰, 10¹, 10²seterusnya dan besaran tertentu yang harga masing-masing tempat secara urut dimulai dari kanan.

Untuk menghitung suatu basis bilangan, harus dimulai dari nilai yang terkecil, pada basis 10 maka kalikan nilai paling kanan dengan 10⁰ ditambah nilai dikirinya yang dikalikan dengan 10¹ dan seterusnya. Untuk bilangan dibelakang koma, gunakan faktor pengali 10^-1, 10^-2 dan seterusnya.

Contoh :

1234                = {1 x 10³} +  {2 x 10²} + {3 x 10¹} + {4 x 10⁰}

                        = 1000 + 200 + 30 + 4

                        = 1234

753,46            = {7 x 10²} +  {5 x 10¹} + {3 x 10⁰} + {4 x 10^-1}+ {4 x 10^-2}

                        = 700 + 50 + 3 + 0,4 + 0,6

                        = 753,46

Sistem bilangan ini paling sering ditemukan dan dijadikan sebagai bikangan yang umum digunakan pada software yang berinteraksi dengan manusia.

B. SISTEM BINER.

Bilangan desimal adalah bilangan yang memiliki basis 2 yaitu 0 dan 1 { radix = 2 }, Sistem bilangan ini bisa dikatakan bilangan mesin {bahasa mesin} dalam dunia elektronika digital dan komputer. Dalam penulisannya ditulis seperti berikut 101000₂, 1001₂, 110₂ dan lain-lain. Sistem bilangan ini merupakan dasar dari semua sistem bilangan berbasis digital.

C. SISTEM OKTAL.

Bilangan desimal adalah bilangan yang memiliki basis 8 yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 { radix = 10 }, dalam penulisannya ditulis seperti berikut 2317₈, 2455₈, 100₈ dan lain-lain. 

D. SISTEM HEXADESIMAL.

Bilangan desimal adalah bilangan yang memiliki basis 16 yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E dan F { radix = 16 }, dalam penulisannya ditulis seperti berikut 3B86₁₆, 11CD₁₆, CA₁₆ dan lain-lain. Merupakan sistem bilangan yang sering ditemui dalam dunia elektronika digital dan computer, karena merupakan standar ASCII yang digunakan untuk karakter-karakter dalam computer.

Berikut ini table yang menampilkan sistem bilangan pada elektronika digital.

Desimal	Biner	Oktal	Heksadesimal
0	0000 0000	000	00
1	0000 0001	001	01
2	0000 0010	002	02
3	0000 0011	003	03
4	0000 0100	004	04
5	0000 0101	005	05
6	0000 0110	006	06
7	0000 0111	007	07
8	0000 1000	010	08
9	0000 1001	011	09
10	0000 1010	012	0A
11	0000 1011	013	0B
12	0000  1100	014	0C
13	0000 1101	015	0D
14	0000 1110	016	0E
15	0000 1111	017	0F
16	0001 0000	020	10

Gambar. Tabel Bilangan.