alat deteksi kehilangan satu fasa pada sistem tiga fasa

34
LAPORAN PENELITIAN INTERNAL ALAT DETEKSI KEHILANGAN SATU FASA PADA SISTEM TIGA FASA PENELITI : IR. BADARUDDIN, MT PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JULI 2012

Upload: paru0509

Post on 18-Jan-2016

81 views

Category:

Documents


8 download

DESCRIPTION

pengujian breaker

TRANSCRIPT

Page 1: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

0

LAPORAN PENELITIAN INTERNAL

ALAT DETEKSI KEHILANGAN SATU FASA

PADA SISTEM TIGA FASA

PENELITI :

IR. BADARUDDIN, MT

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MERCU BUANA

JULI 2012

Page 2: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

1

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN HASIL PENELITIAN INTERNAL

1. Judul Penelitian : ALAT DETEKSI KEHILANGAN SATU FASA PADA

SISTEM TIGA FASA

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: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

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 , 2 Juli 2012

Ketua Peneliti

Badaruddin, Ir MT

Page 4: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

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 Perumusan Masalah ........................................................................................... 5

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................... 5

1.4 Pembatasan Masalah .......................................................................................... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................... 7

2.1 Sistem Satu Fasa ................................................................................................ 7

2.2 Sistem Tiga Fasa ............................................................................................... 9

2.3 Prinsip Kerja Catu Daya Linier.......................................................................... 10

2.4 Penyearah ........................................................................................................... 10

2.5Voltage Regulator ............................................................................................... 13

2.6 Integrated Circuit ............................................................................................... 17

2.6.1 IC 40106................................................................................................. 17

2.6.2 IC NE 555 .............................................................................................. 19

2.6.3 IC 4066................................................................................................... 20

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................................... 22

3.1 Blok Diagram Sistem ......................................................................................... 22

3.2 Deskripsi Rangkaian .......................................................................................... 23

BAB IV PROSES PERANCANGAN SISTEM KONTROL MOTOR LISTRIK

DENGAN SAKLAR CAHAYA ....................................................................... 24

4.1 Perancangan Alat ............................................................................................. 24

4.1.1 Perancangan Rangkaian Regulator ........................................................ 24

4.1.2 Perancangan Rangkaian Inverter ........................................................... 25

4.1.3 Perancangan Rangkaian Clock Generator ............................................. 26

4.1.4 Perancangan Rangkaian Saklar Digital .................................................. 27

4.2 Pengujian Alat .................................................................................................. 28

4.3 Daftar Komponen............................................................................................. 29

4.4 Analisa Hasil Pengujian Alat ........................................................................... 30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 32

5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 32

5.2 Saran .................................................................................................................. 32

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 33

Page 5: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

4

ABSTRAK

Kemajuan dalam bidang teknologi ketenaga listrikan berkembang dengan pesat,

salah satu kemajuan tersebut misalnya dalam bidang kontrol dan otomatisasi sistem

kelistrikan hampir disegala bidang. Didalam semua jenis sistem kelistrikan selalu timbul

masalah atau gangguan yang tidak dapat dihindari. Secara umum, masalah yang sering timbul

adalah gangguan beban lebih, hubungan singkat, dan tegangan lebih, baik pada sistem

kelistrikan satu fasa maupun tiga fasa.

Berdasarkan realita tersebut, maka dalam Penelitian ini penulis mencoba merancang

dan merealisasikan suatu alat pengamanan yang bekerja untuk memproteksi alat atau

peralatan bila terjadinya gangguan hilangnya salah satu fasa pada sistem tiga fasa dengan

judul “Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa”.

Ternyata alat deteksi kehilangan satu fasa pada sistem tiga fasa ini setelah diuji dan

dicoba, mampu untuk mengatasi gangguan hilangnya salah satu fasa R, S, dan T pada sistem

tiga fasa dari sumber.

Mempelajari gangguan – gangguan pada sistem tiga fasa dan cara – cara untuk

mengatasinya dapat memberikan gambaran untuk membuat atau mengembangkan alat – alat

pengaman lainnya.

Kata kunci : sistem satu fasa, sistem tiga fasa

ABSTRAC

Advances in technology employment growing rapidly listrikan, one such example of

progress in the field of automation control and electrical systems nearly all fields. In all types

of electrical system problems or disturbances always arise that can not be avoided. In general,

a problem that often arises is impaired overload, short circuit and overvoltage, both on the

electrical system single phase and three phase.

Based on this reality, then in this paper the author tries to design and realize a security

tool that works to protect the appliance or equipment if interference with the loss of one

phase in a three-phase system with the title "The Lost Tool Detection System Three Phase In

Phase".

Apparently losing a phase detection device in this three-phase system after tried and

tested, is able to overcome the loss of one phase R, S, and T on the three-phase system from

the source.

Study the disorder - a disorder in the three-phase system and how - how to overcome them

can give an idea to create or develop tools - other safety devices.

Key words: system of a single phase, three-phase system

Page 6: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

5

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Alat deteksi kehilangan salah satu fasa pada sistem tiga fasa merupakan suatu alat

pengamanan yang bekerja untuk memproteksi alat atau peralatan bila terjadinya gangguan.

Hilangnya salah satu fasa akan menimbulkan tegangan yang tidak simetris, yang dapat

merusak alat atau peralatan yang memakai sistem tiga fasa. Sehingga bilamana terjadi

gangguan ini terhadap sistem, maka harus dapat segera diputuskan.

Pemasangan peralatan listrik pada instalasi listrik tiga fasa sering terjadi kesalahan,

terutama bila peralatan – peralatan tersebut menggunakan tegangan kerja 220 VAC dan 380

VAC. Dengan hanya mempelajari teori tentang hubungan antara jala – jala R, S, atau T yang

menghasilkan tegangan 380 VAC dan hubungan fasa dengan netral dan ground / pentanahan

yang menghasilkan tegangan 220 VAC, belumlah cukup untuk melindungi peralatan –

peralatan tersebut dari kerusakan akibat hilangnya satu fasa R atau S atau T pada instalasi

peralatan sistem tiga fasa, terutama dalam instalasi motor – motor listrik tiga fasa. Hilangnya

salah satu fasa R, S, atau T akan dapat merusak motor listrik tersebut. Karena hal – hal

tersebut diatas, saya ingin mencoba untuk membuat sebuah alat yang dapat mengamankan

motor listrik tersebut, bilamana terjadi hilangnya salah satu fasa R, S, atau T.

1.2 Perumusan Masalah

Masalah yang sering timbul pada sistem tiga fasa adalah kehilangan satu fasa dari

sumber.

Alat Proteksi Circuit Breaker seperti MCB hanya bekerja bila ada gangguan beban lebih

atau ada hubungan pendek arus listrik, tetapi MCB tidak bekerja bila terjadi kehilangan

salah satu fasa R, S, atau T dari sumber.

Berdasarkan pada uraian tersebut diatas, maka penulis mencoba untuk membahas dan

membuat sebuah simulasi tentang Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

untuk mengatasi masalah tersebut.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan Penelitian ini adalah :

Membuat alat deteksi kehilangan satu fasa pada sistem tiga fasa.

Memberikan gambaran tentang alat deteksi kehilangan satu fasa pada sistem tiga fasa.

Page 7: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

6

1.4 Pembatasan Masalah

Mengingat luasnya masalah dan keterbatasan serta kekurangan – kekurangan pada diri

penulis, terutama dalam bidang perencanaan, rancangan dan desain alat atau peralatan listrik

dibidang kontrol ini. Maka pembahasan Penelitian ini dibatasi agar permasalahan tidak

terlampau meluas sehingga dapat mengaburkan pembahasan. Untuk itu pembatasan masalah

pada penulisan Penelitian ini dapat dinyatakan sebagai berikut :

Membuat alat deteksi kehilangan satu fasa pada sistem tiga fasa pada tegangan kerja

220 / 380 Volt

Memakai alat atau peralatan yang secara umum diperjual belikan dan mudah didapat.

Membuat alat dengan menganalisa sistem yang telah ada dan kalau mungkin

memperbaikinya.

.

Page 8: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

7

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Di dalam jaringan listrik ada 2 sistem jaringan, yaitu jaringan 1 fasa dan jaringan 3 fasa.

Jaringan 1 fasa atau disebut juga JTR (Jaringan Tegangan Rendah), jaringan ini hanya

melayani rumah–rumah saja dan tegangan yang melalui ini hanya 220 Volt. Jaringan 3 fasa

atau sebut saja JTM (Jaringan Tegangan Menengah), jaringan ini menampung beban tinggi

dan untuk pengaliran tegangan saja. Setiap sistem jaringan, baik jaringan 1 fasa ataupun 3

fasa mempunyai kekurangan dan kelebihan masing – masing.

Kekurangan dan kelebihan jaringan 1 fasa:

1. Kekurangan sistem 1 fasa:

Hanya terdiri dari 2 penghanatar saja yaitu Fasa R dan Netral

Beban yang besar di tampung oleh 1 penghantar saja

Pada generator 1 fasa, generator menjadi lebih besar.

2. Kelebihan sistem 1 fasa:

Lebih simpel karena terdiri hanya 2 Penghantar saja dalam jaringan

Ekonomis

Kekurangan dan kelebihan sistem 3 fasa

1. Kekurangan sistem 3 fasa

Mahal

Waktu yang di perlukan lebih lama

1. Kelebihan sistem 3 fasa:

tegangan yang besar mampu di bagi menjadi 3 Penghantar yaitu R,S,T dan N

Genertaror yang menggunakan sistem ini ukuranya lebih kecil

Simple

dalam sistem 3 fasa beda setiap fasanya 1200

2.1 Sistem Satu Fasa

Sistem kelistrikan satu fasa dihasilkan oleh generator satu fasa, yang akan

menimbulkan gaya gerak listrik (GGL) satu fasa juga. GGL ini dihasilkan dari kumparan

yang berputar dengan kecepatan konstan didalam sebuah medan magnet, dimana poros

putaran tegak lurus dengan garis–garis medan magnet (Magnetic Lines/Flux). Kemudian dari

hasil penelitian GGL tersebut membentuk gelombang sinusoida seperti gambar dibawah ini:

Page 9: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

8

Gambar 2.1 Gelombang Sinusoida

Dari gambar diatas, dapat ditulis persamaan untuk tegangan ( V ) :

V = v0 Sin 2π f.t ……………………………….. (1)

Dimana: f = 50 Hz, untuk di Indonesia

Frekuensi ( f ) adalah jumlah putaran per detik

Perioda ( T ) adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu putaran

f.T = 1 ………………………………………. (2)

f = 1 / T atau T = 1 / f

2 π.f = w radian / detik ………………………….. (3)

Selanjutnya, dapat dilihat bahwa nilai tegangan positif dan nilai tegangan negatif adalah

sama besarnya sehingga nilai rata – rata tegangan untuk satu putaran adalah sama dengan nol.

Keadaan ini berlaku untuk tegangan dan arus ( i ). Untuk menghitung arus atau tegangan

bolak balik (AC) adalah dengan cara mengkwadratkan arus dan tegangan, karena i2 dan v

2

tidak sama dengan nol dan hasilnya selalu positif. Setelah melalui proses perhitungan, di

dapatkan hasil dari rata – rata tegangan v2 adalah

( v2 ) = 1/2 vo

2 ...………………………….. (4)

Hasil perhitungan ini disebut dengan nilai efektif atau rms (root mean square)

√ v2 ≡ V ≡ v rms = ………………… (5)

Nilai – nilai ini yang ditunjukan oleh Ampermeter dan Voltmeter AC. Dengan

menggunakan nilai rms dari tegangan dan arus, rumus – rumus dari arus searah (DC) dapat

digunakan. Sebagai contoh, nilai daya melalui sebuah tahanan (R) adalah :

P = ( I2 R) = ( I

2 ) R ≡ I

2 rms R ≡ I

2 R Watt ………....... (6)

Page 10: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

9

Jadi, rumus P = I2 R pada arus searah (DC) dapat dipergunakan juga untuk arus bolak –

balik, bilamana rumus rms yang dipergunakan.

2.2 Sistem tiga fasa

Pembangkitan dan transmisi tenaga listrik akan lebih efisien bila menggunakan sistem

fasa jamak (polyphase) yang menggunakan dua, tiga atau lebih tegangan sinusoida.

Hampir semua tanaga listrik yang dibangkitkan di dunia ini merupakan fasa jamak

dengan frekuensi 50 atau 60 Hertz. Frekuensi baku yang dipakai di Indonesia adalah 50

Hertz. Pada umumnya sistem fasa jamak tersebut menggunakan tiga tegangan setimbang

yang sama besarnya dan berbeda fasa antara tegangan yang satu dengan yang lain sebesar

1200. Sumber – sumber tegangan fasa tunggal yang telah dibahas merupakan bagian dari

suatu sistem fasa tiga setimbang itu. Tiga tegangan fasa tunggal itu nampak terhubung dalam

bentuk Y ; dimungkinkan juga untuk menyusun ketiga tegangan fasa tunggal itu dalam

bentuk Δ. Ketiga tegangan fasa tunggal itu dibangkitkan oleh sebuah medan fluks berputar

yang dimiliki bersama dalam tiga kumparan identik yang terpisah 1200 antara yang satu

dengan yang lain dalam suatu generator listrik tiga fasa. Untuk lebih jelas dapat dibuat

diagram fasor system tegangan tiga fasa seperti terlihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.2 Diagram fasor

Biasanya dalam sistem tiga fasa untuk membedakan fasa – fasanya menggunakan huruf

– huruf sebagai berikut : R,S,T atau U,V,W. kemudian dapat pula digambar gelombang

sinusoidanya yang berbeda fasa sebesar 1200 seperti gambar di bawah ini :

Page 11: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

10

Gambar 2.3 Gelombang sinusoida fasa R, S, dan T

2.3 PRINSIP KERJA CATU DAYA LINEAR

Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang

stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang

paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari

baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating

current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang

dapat mengubah arus AC menjadi DC. Pada tulisan kali ini disajikan prinsip rangkaian catu

daya (power supply) linier mulai dari rangkaian penyearah yang paling sederhana sampai

pada catu daya yang ter-regulasi.

2.4 PENYEARAH (RECTIFIER)

Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 3.4

berikut ini. Transformator (T1) diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala

listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan

sekundernya.

Gambar 2.4 Rangkaian penyearah sederhana

Pada rangkaian ini, dioda (D1) berperan hanya untuk merubah dari arus AC menjadi DC dan

meneruskan tegangan positif ke beban R1. Ini yang disebut dengan penyearah setengah

Page 12: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

11

gelombang (half wave). Untuk mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave)

diperlukan transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar 2.5 :

Gambar 2.5 Rangkaian penyearah gelombang penuh

Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa yang

berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator sebagai common

ground. Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan gelombang penuh seperti

gambar di atas. Untuk beberapa aplikasi seperti misalnya untuk mencatu motor dc yang kecil

atau lampu pijar dc, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di

sini tegangan ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar.

Gambar 2.6 Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter C

Gambar 2.6 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor C

yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk gelombang tegangan

keluarnya bisa menjadi rata. Gambar 2.7 menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari

rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah

garis lurus dengan kemiringan tertentu, dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu

oleh tegangan kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai

dengan sifat pengosongan kapasitor.

Page 13: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

12

Gambar 2.7 Bentuk gelombang dengan filter kapasitor

Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus (I) yang mengalir ke beban R. Jika

arus I = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis horizontal. Namun jika

beban arus semakin besar, kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar

akan berbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah :

Vr = VM -VL .................................................. (7)

dan tegangan dc ke beban adalah Vdc = VM + Vr/2 ............................... (8)

Rangkaian discharge penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki tegangan

ripple (Vr) paling kecil. VL adalah tegangan atau pengosongan kapasitor C, sehingga dapat

ditulis :

VL = VM e -T/RC

............................................. (9)

Jika persamaan (9) disubsitusi ke rumus (7), maka diperole

Vr = VM (1 - e -T/RC

) ...................................... (10)

Jika T << RC, dapat ditulis : e -T/RC

1 - T/RC ……………………….. (11)

Sehingga jika ini disubsitusi ke rumus (10) dapat diperoleh persamaan yang lebih sederhana :

Vr = VM(T/RC) ……………………………. (12)

VM/R tidak lain adalah beban I, sehingga dengan ini terlihat hubungan antara beban

arus I dan nilai kapasitor C terhadap tegangan ripple Vr. Perhitungan ini efektif untuk

mendapatkan nilai tegangan ripple yang diinginkan.

Vr = I T/C ......................................................... (13)

Rumus ini mengatakan, jika arus beban I semakin besar, maka tegangan ripple akan

semakin besar. Sebaliknya jika kapasitansi C semakin besar, tegangan ripple akan semakin

kecil. Untuk penyederhanaan biasanya dianggap T=Tp, yaitu periode satu gelombang sinus

dari jala-jala listrik yang frekuensinya 50Hz atau 60Hz. Jika frekuensi jala-jala listrik 50Hz,

maka T = Tp = 1/f = 1/50 = 0.02 det. Ini berlaku untuk penyearah setengah gelombang.

Page 14: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

13

Untuk penyearah gelombang penuh, tentu saja frekuensi gelombangnya dua kali lipat,

sehingga T = 1/2 Tp = 0.01 det.

Penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dibuat dengan menambahkan

kapasitor pada rangkaian gambar 2.5. Bisa juga dengan menggunakan transformator yang

tanpa CT, tetapi dengan merangkai 4 dioda seperti pada gambar 2.8 berikut ini.

Gambar 2.8 Rangkaian penyearah gelombang penuh

dengan filter C

Sebagai contoh, anda mendisain rangkaian penyearah gelombang penuh dari catu jala-

jala listrik 220V/50Hz untuk mensuplai beban sebesar 0.5 A. Berapa nilai kapasitor yang

diperlukan sehingga rangkaian ini memiliki tegangan ripple yang tidak lebih dari 0.75 Vpp.

Jika rumus (13) dibolak-balik maka diperoleh.

C = I.T/Vr = (0.5) (0.01)/0.75 = 6600 uF ........................ (14)

Untuk kapasitor yang sebesar ini banyak tersedia tipe elco yang memiliki polaritas dan

tegangan kerja maksimum tertentu. Tegangan kerja kapasitor yang digunakan harus lebih

besar dari tegangan keluaran catu daya. Anda barangkali sekarang paham mengapa rangkaian

audio yang anda buat mendengung, coba periksa kembali rangkaian penyearah catu daya

yang anda buat, apakah tegangan ripple ini cukup mengganggu. Jika dipasaran tidak tersedia

kapasitor yang demikian besar, tentu bisa dengan memparalel dua atau tiga buah kapasitor.

2.5 VOLTAGE REGULATOR

Rangkaian penyearah sudah cukup bagus jika tegangan ripple-nya kecil, namun ada

masalah stabilitas. Jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan outputnya juga akan

naik/turun. Seperti rangkaian penyearah di atas, jika arus semakin besar ternyata tegangan dc

keluarnya juga ikut turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini cukup

mengganggu, sehingga diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi tegangan keluaran

ini menjadi stabil.

Page 15: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

14

Regulator Voltage berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. Oleh

karena itu biasanya dalam rangkaian power supply, IC Regulator tegangan ini selalu dipakai

untuk stabilnya outputan tegangan. Berikut susunan kaki IC regulator tersebut :

Gambar 2.9 Susunan kaki IC regulator

Misalnya 7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan +5 volt, 7812 regulator

tegangan +12 volt dan seterusnya. Sedangkan seri 79XX misalnya adalah 7905 dan 7912

yang berturut-turut adalah regulator tegangan -5 dan -12 volt.

Selain dari regulator tegangan tetap ada juga IC regulator yang tegangannya dapat

diatur. Prinsipnya sama dengan regulator OP-amp yang dikemas dalam satu IC misalnya

LM317 untuk regulator variable positif dan LM337 untuk regulator variable negatif. Bedanya

resistor R1 dan R2 ada di luar IC, sehingga tegangan keluaran dapat diatur melalui resistor

eksternal tersebut.

Rangkaian regulator yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 2.10. Pada

rangkaian ini, zener bekerja pada daerah breakdown, sehingga menghasilkan tegangan output

yang sama dengan tegangan zener atau Vout = Vz. Namun rangkaian ini hanya bermanfaat

jika arus beban tidak lebih dari 50mA.

Gambar 2.10 Regolator zener

Page 16: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

15

Prinsip rangkaian catu daya yang seperti ini disebut shunt regulator, salah satu ciri

khasnya adalah komponen regulator yang paralel dengan beban. Ciri lain dari shunt regulator

adalah rentan terhadap short-circuit. Perhatikan jika Vout terhubung singkat (short-circuit)

maka arusnya tetap I = Vin/R1. Disamping regulator shunt, ada juga yang disebut dengan

regulator seri. Prinsip utama regulator seri seperti rangkaian pada gambar 3.11 berikut ini.

Pada rangkaian ini tegangan keluarannya adalah:

Vout = VZ + VBE ........................................... (15)

VBE adalah tegangan base-emitor dari transistor Q1 yang besarnya antara 0.2 - 0.7 volt

tergantung dari jenis transistor yang digunakan. Dengan mengabaikan arus IB yang mengalir

pada base transistor, dapat dihitung besar tahanan R2 yang diperlukan adalah :

R2 = (Vin - Vz)/Iz ......................................... (16)

Gambar 2.11 Regulator zener follower

Jika diperlukan catu arus yang lebih besar, tentu perhitungan arus base IB pada

rangkaian di atas tidak bisa diabaikan lagi. Dimana seperti yang diketahui, besar arus IC akan

berbanding lurus terhadap arus IB atau dirumuskan dengan IC B. Untuk keperluan itu,

transistor Q1 yang dipakai bisa diganti dengan transistor Darlington yang biasanya memiliki

Dengan transistor Darlington, arus base yang kecil bisa

menghasilkan arus IC yang lebih besar.

Teknik regulasi yang lebih baik lagi adalah dengan menggunakan Op-Amp untuk men-

drive transistor Q, seperti pada rangkaian gambar 2.12. Dioda zener disini tidak langsung

memberi umpan ke transistor Q, melainkan sebagai tegangan referensi bagi Op-Amp IC1.

Umpan balik pada pin negatif Op-amp adalah cuplikan dari tegangan keluar regulator, yaitu :

Page 17: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

16

Vin(-) = (R2/(R1+R2)) Vout ................................... (17)

Jika tegangan keluar Vout menaik, maka tegangan Vin(-) juga akan menaik sampai

tegangan ini sama dengan tegangan referensi Vz. Demikian sebaliknya jika tegangan keluar

Vout menurun, misalnya karena suplai arus ke beban meningkat, Op-amp akan menjaga

kestabilan di titik referensi Vz dengan memberi arus IB ke transistor Q1. Sehingga pada

setiap saat Op-amp menjaga kestabilan :

Vin(-) = Vz …………………………… (18)

Gambar 2.12 Regulator dengan Op-amp

Dengan mengabaikan tegangan VBE transistor Q1 dan mensubsitusi rumus (17) ke

dalam rumus (16) maka diperoleh hubungan matematis :

Vout = ( (R1+R2)/R2) Vz ..................................... (19)

Pada rangkaian ini tegangan output dapat diatur dengan mengatur besar R1 dan R2.

Sekarang mestinya tidak perlu susah payah lagi mencari op-amp, transistor dan

komponen lainnya untuk merealisasikan rangkaian regulator seperti di atas. Karena rangkaian

semacam ini sudah dikemas menjadi satu IC regulator tegangan tetap. Saat ini sudah banyak

dikenal komponen seri 78XX sebagai regulator tegangan tetap positif dan seri 79XX yang

merupakan regulator untuk tegangan tetap negatif. Bahkan komponen ini biasanya sudah

dilengkapi dengan pembatas arus (current limiter) dan juga pembatas suhu (thermal

shutdown). Komponen ini hanya tiga pin dan dengan menambah beberapa komponen saja

sudah dapat menjadi rangkaian catu daya yang teregulasi dengan baik

Page 18: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

17

Gambar 2.13 Regulator dengan IC 78XX / 79XX

Hanya saja perlu diketahui supaya rangkaian regulator dengan IC tersebut bisa bekerja,

tegangan input harus lebih besar dari tegangan output regulatornya. Biasanya perbedaan

tegangan Vin terhadap Vout yang direkomendasikan ada di dalam datasheet komponen

tersebut. Pemakaian heatshink (aluminium pendingin) dianjurkan jika komponen ini dipakai

untuk men-catu arus yang besar. Di dalam datasheet, komponen seperti ini maksimum bisa

dilewati arus mencapai 1A.

2.6 Integrated Circuit

Sirkuit terintegrasi atau yang biasa juga disebut sebagai IC merupakan komponen

elektronika yang terbuat dari kumpulan puluhan, ratusan, hingga ribuan transistor, resistor,

diode dan komponen elektronika lainnya. Kumpulan komponen-komponen tersebut dikemas

dengan kompak sedemikian rupa hingga ukurannya tidak terlalu besar. IC dibuat untuk

memiliki fungsi tertentu, misalnya seperti penguat audio (audio amplifier), regulator

tegangan, penerima gelombang radio, dan lain sebagainya.

Sirkuit terintegrasi pada umumnya memiliki jumlah kaki lebih dari tiga buah. Lalu

bagaimana mengidentifikasi kaki pertama, kedua, ketiga, dan seterusnya pada sebuah sirkuit

terintegrasi / IC. Caranya adalah dengan melihat tanda–tanda khusus yang diberikan pada

sebuah IC, tanda khusus ini bisa berupa titik, logo perusahaan, lengkungan, dan lain

sebagainya.

2.6.1 IC 40106

IC 40106 adalah CMOS schimit trigger gerbang NOT, IC 40106 mempunyai

persamaan dengan 74C14, 40016, dan 74HC14. Komponen ini berisikan 6 CMOS schimit

trigger yang masing – masing berdiri sendiri, yang kesemuanya adalah fungsi Boolean

Y=Not (A). Schimit trigger berfungsi untuk membuat sinyal sinus atau sinyal tidak beraturan

menjadi sinyal kotak.

Page 19: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

18

Gambar 2.14 Sinyal Masukan dan Sinyal keluaran Schimitt Trigger 40106

Diasumsikan kondisi pertama input sinyal dimulai dari di bawah VL (2,2V), selama

sinyal input belum mencapai VT (3.0V) input gerbang berlogika “0” dan output berlogika

“1”. Bila kemudian sinyal mencapai VT (3.0V)input gerbang beralaih dari logika “0” menjadi

logika “1” dan output secara cepat beralih dari logika “1” ke logika “0”. Pada saat ini

perubahan sinyal input tidak akan mempengaruhi output bila sinyal input tidak turun sampai

VL (2,2V). Bila sinyal input turun sampai VL (2,2V), input gerbang berubah menjadi logika

“0” dan output secara cepat berubah dari “1” ke “0”. Perubahan sinyal input tidak akan

mempengaruhi output bila sinyal input tidak mencapai VT (3.0V).

Hal inilah yang membuat schimitt trigger dapat merubah sinyal tidak beraturan menjadi

gelombang kotak yang beraturan sesuai dengan VT dan VL schimitt trigger tersebut.

Tabel 2.1 Tabel kebenaran 40106

Page 20: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

19

( a ) ( b )

Gambar 2.15 Diagram Block IC 40106

2.6.2 IC NE555

IC NE555 yang mempunyai 8 pin (kaki) ini merupakan salah satu komponen

elektronika yang cukup terkenal, sederhana, serba guna dengan ukurannya yang kurang dari

1/2 cm3 dan harganya di pasaran sangat murah. Pada dasarnya aplikasi utama IC NE555 ini

digunakan sebagai Timer (Pewaktu) dengan operasi rangkaian monostable dan Pulse

Generator (Pembangkit Pulsa) dengan operasi rangkaian astable. Selain itu, dapat juga

digunakan sebagai Time Delay Generator dan Sequential Timing.

Gambar 2.16 Konfigurasi Pin IC NE555

Fungsi masing-masing pin IC 555 :

Pin 1(Ground). Pin input dari sumber tegangan DC paling negative. Pin ini merupakan titik

referensi untuk seluruh sinyal dan tegangan pada rangkaian 555, baik rangkaian intenal

maupun rangkaian eksternalnya.

Pin 2(Trigger). Input negative dari lower komparator (komparator B) yang menjaga osilasi

tegangan terendah kapasitor pada 1/3 Vcc dan mengatur RS flip-flop

Pin 3(Output). Pin keluaran dari IC 555. Output mempunyai 2 keadaan, yaitu High dan Low

Page 21: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

20

Pin 4(Reset). Pin yang berfungsi untuk me reset latch didalam IC yang akan berpengaruh

untuk me-reset kerja IC. Pin ini tersambung ke suatu gate (gerbang) transistor bertipe PNP,

jadi transistor akan aktif jika diberi logika low. Biasanya pin ini langsung dihubungkan ke

Vcc agar tidak terjadi reset

Pin 5(Voltage Control). Pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan referensi

input negative (komparator A). pin ini bisa dibiarkan tergantung (diabaikan), tetapi untuk

menjamin kestabilan referensi komparator A, biasanya dihubungkan dengan kapasitor

berorde sekitar 10 nF ke pin ground

Pin 6(Threshold). Pin ini terhubung ke input positif (komparator A) yang akan me-reset RS

flip-flop ketika tegangan pada pin ini mulai melebihi 2/3 Vcc

Pin 7(Discharge). Pin ini terhubung ke open collector transistor internal (Tr) yang emitternya

terhubung ke ground. Switching transistor ini berfungsi untuk meng-clamp node yang sesuai

ke ground pada timing tertentu

Pin 8 (Vcc). Pin ini untuk menerima supply DC voltage. Biasanya akan bekerja optimal jika

diberi 5V s/d 15V. Supply arusnya dapat dilihat di datasheet, yaitu sekitar 10mA s/d 15mA.

8 4

7

2

6

1 5

3

555

R1

R2

R3

Vcc

C1

Gambar 2.17 Rangkaian IC NE555

2.6.3 IC 4066

Pengunaan IC ini digunakan sebagai fungsi switch, dan IC ini merupakan IC yang

berfungsi untuk switch transmisi atau multiplexing sinyal Analog mupun sinyal Digital. IC ini

mempunyai kemampuan switch antara crosstalk sebesar 50dB dan frekunsi nya 0.9 Mhz.

Resitansi dari IC ini memiliki keadan tetap pada saat signal-input range nya dalam keadan

penuh.

Page 22: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

21

Gambar 2.18 Rangkaian IC 4066

IC 4066 ini memiliki 4 switch elektronik didalamnya, dan switch didalamnya memiliki

fungsi yang sama, untuk tiap switch memiliki pin control yang berbeda, untuk melewatkan

sinyal pada switch A terdapat pada pin 13, switch B terdapat pada pin 5, switch C terdapat

pada pin 6 dan switch D terdapat pada pin 12. Konfigurasi pin lebih jelasnya terdapat pada

gambar 2.19.

Pin-pin kontrol yang dijelaskan diatas merupakan pin-pin yang akan mengaktifkan

switch yang mana akan digunakan untuk memutus dan menyambungkan jalur. Cara

melakukan switch adalah apabila pin kontrol diberi masukan low maka jalur in dan out tidak

tersambung dan sebaliknya apabila diberi high maka jalur in dan out tersambung.

(b)

Gambar 2.19 (a) Block Diagram IC 4066

Page 23: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

22

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.

3.1 Blok Diagram Sistem

Sebelum suatu alat dirancang dan direalisasikan, maka terlebih dahulu di buat blok

diagram sistem yang memberikan gambaran tentang perihal alat yang ingin dibuat. Lebih

jelasnya diperlihatkan pada gambar 3.1 berikut ini :

Regulator Inverter Clock Generator Saklar Digital Buzzer

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem

Dari blok diagram diatas dapat dijelaskan bahwa penurunan tegangan terdiri dari

sebuah transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang

dibutuhkan. Penyearah berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi DC. Sistem

penyearah dapat berupa penyearah gelombang penuh CT, penyearah jembatan atau penyearah

setengah gelombang.

Filter berfungsi untuk menghilangkan ripple. Sedangkan regulator dan penguat

berfungsi untuk menghasilkan tegangan keluaran yang konstan dengan arus yang memadai.

Setelah regulator kemudian diteruskan ke IC 40106, dimana IC tersebut berfungsi

sebagai NOT GATE dimana bila inputan kondisi 1, maka keluaran akan bernilai 0 begitupun

sebaliknya. Output keluaran dari IC ini akan menjadi control (pengendali) untuk IC 4066

(saklar digital).

Rangkaian clok generator menggunakan komponen utama IC 555 yang berfungsi

sebagai pembangkit pulsa (“1” dan “0”) yang akan menjadi inputan bagi IC 4066.

Page 24: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

23

IC 4066 akan bekerja jika mendapat inputan “1” pada pin kontrolnya. Maka pin input

dan output pada IC tersebut akan terhubung yang akan memberikan inputan pada basis

transistor dan menggerakan alarm (buzzer) sehingga buzzer akan berbunyi.

3.2 Deskripsi Rangkaian

Secara umum alat ini dikenal sebagai “Phase Failure Relay” disingkat PFR atau biasa

disebut juga Phase Failure Protector. Kegunaan alat ini adalah untuk mengamankan instalasi

akibat kehilangan salah satu fasa pada sistem tiga fasa. Bagian terpenting didalam konstruksi

alat ini yaitu ada tiga bagian antara lain :

Main Circuit Breaker (MCB)

Regulator

Rangkaian Pengendali, terdiri dari Rangkaian inverter, rangkaian Clok Generator, dan

rangkaian Saklar Digital

Page 25: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

24

BAB IV PERANCANGAN DAN PENGUJIAN ALAT

4.1 Perancangan Alat

Setiap bagian rangkaian dirancang sedemikian rupa sehingga menghasilkan alat yang

mudah dan praktis. Untuk mewujudkan hal ini perlu dilakukan beberapa survei apakah semua

komponen dan peralatan yang dibutuhkan tersedia dipasaran atau untuk lebih jelasnya bisa

dilihat beberapa tahap perancangan rangkaian sebagai berikut:

a. Tahap perancangan rangkaian

Tahap perancangan rangkaian ini dibutuhkan terlebih dahulu gambar dari rangkaian yang

akan dibuat. Rangkaian-rangkaian tersebut perlu dirancang agar diketahui komponen-

komponen dan peralatan yang dibutuhkan.

b. Tahap pencarian komponen

Tahap pencarian komponen harus mempunyai spesifikasi yang sesuai dengan perancangan

yang diinginkan.

c. Tahap perakitan

Semua komponen dirakit diatas PCB kemudian di solder. Pemasangan dan penyolderan

komponen dimulai dari komponen yang tidak terlalu sensitif dengan panas seperti resistor,

kapasitor, dan dioda dilanjutkan dengan pemasangan dan penyolderan komponen-komponen

yang sensitif dengan panas seperti IC dan transistor. Khusus untuk IC pemasangannya

biasanya menggunakan sochet.

d. Tahap pengetesan

Setelah semua komponen dirakit diatas PCB maka dilakukan pengetesan untuk mengetahui

apakah rangkaian tersebut berfungsi dengan baik.

4.1.1 Perancangan Rangkaian Regulator

Komponen elektronika yang digunakan untuk membuat rangakaian regulator adalah

sebagai berikut :

Trafo CT

IC 7812

Kapasitor elco 470 μF / 25 V dan 10 μF / 25 V

Dioda IN4002

Page 26: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

25

470 µF / 25 V 10 µF / 25V

Diode 1N4002

Diode 1N4002Trafo CT

1 2 3

IC 7812

Gambar 4.1 Skema Rangkaian Regulator

Rangkaian regulator mendapatkan sumber tegangan sebesar 220 VAC. Regulator ini

menggunakan penyearah setengah gelombang dengan trafo CT. Trafo CT yang digunakan ini

mempunyai tegangan keluaran 12 VAC , kemudian dirubah menjadi tegangan DC dengan

menggunakan 2 dioda IN4002. Keluaran dari penyearah dioda ini belum stabil maka

ditambahkan dengan kapasitor sebagai filter dan IC regulator 7812 yang mempunyai keluaran

stabil dan mempunyai arus maksimal sebesar 1 A.

4.1.2 Perancangan Rangkaian Inverter

Komponen elektronika yang digunakan untuk membuat rangakaian inverter adalah

sebagai berikut :

IC 40106

Resistor 10kΩ

Dioda IN4002

Gambar 4.2 Skema Rangkaiam Inverter

Page 27: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

26

IC inverter 40106 pada rangkaian ini digunakan untuk mendeteksi kehilangan arus pada

listrik tiga fasa, yang sudah diregulasikan oleh dioda penyearah dan kapasitor pada travo CT.

Resistor 10k pada keluaran dioda penyearah tersebut digunakan untuk memberi sinyal

masukan pada kaki IC 40106. Jiaka bernilai High ( ≥ ½ Vcc) maka output pada IC ini

menjadi Low ( ≤ ½ Vcc) begitupun sebaliknya.

Jadi jika terjadi kehilangan arus salah satu fasa pada listrik tiga fasa, maka keluaran dari

resistor itu menjadi Low ( 0 ) dan keluaran pada IC 40106 menjadi High ( 1 ) yang

selanjutnya keluaran itu akan menjadi inputan pada IC saklar 4066.

4.1.3 Perancangan Rangkaian Clock Generator

Komponen elektronika yang digunakan untuk membuat rangakaian clock generator

adalah sebagai berikut :

IC NE 555

Resistor 10kΩ dan 300kΩ

Kapasitor elco 2.2 μF / 25 V

Kapasitor 10 nF / 25 V

Gambar 4.3 Skema Rangkaian Clock Generator

Apabila supply diberikan, Vcc=0 Volt. Kaki 2 memberi trigger dari tegangan yang

tinggi (Vcc) menuju 1/3 Vcc(<1/3 Vcc), kaki 3(output) akan high dan pada saat tersebut kaki

7 mempunyai nilai hambatan yang besar terhadap Ground atau kaki 7 akan High Impedance.

C1 diisi melalui Vcc R1 R2 C1, Setelah 0,7 (R1+R2) C1 detik, maka tegangan

C1=2/3 Vcc. Sehingga kaki 3(ouput) akan Low, pada saat tersebut, kaki 7 akan mempunyai

nilai hambatan yang rendah sekali terhadap Ground atau pin 7 akan Low Impedance. C1

Page 28: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

27

membuang muatan, setelah 0,7(R2) C1 detik, maka Teg C1=1/3 Vcc. Trigger terjadi lagi

sehingga output akan High. Pin 7 akan high Impedance dan C1 diisi kembali.

Pada rangkaian ini menggunakan R1 = 300kΩ, R2 = 100kΩ dan C1 = 2.2 μF.

Sehingga pembentukan pulsa “0” pada output didapat dari :

T0 = 0.7 (R1+R2) C1

= 0.7 (300.103 + 100.10

3) 2,2.10

-6

= 0,7 (400.103) 2,2.10

-6

= 0,616 detik

Sedangkan pembentukan pulsa “1” pada output didapat dari :

T1 = 0,7 (R2) C1

= 0,7 (100.103) 2,2.10

-6

= 0,7 x 0,22

= 0,154 detik

0,7 (R2) C1

0,7 (R1+R2) C1

Gambar 4.4 Gambar Pulsa Output

4.1.4 Perancangan Rangkaian Saklar Digital

Komponen elektronika yang digunakan untuk membuat rangakaian saklar digital adalah

sebagai berikut :

IC 4066

Resistor 1 kΩ

Transistor C1815

Buzzer

Page 29: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

28

Gambar 4.5 Skema Rangakain Saklar Digital

IC 4066 akan bekerja jika mendapat inputan “1” pada pin kontrolnya. Maka pin input

dan output pada IC tersebut akan terhubung yang akan memberikan inputan pada basis

transistor dan menggerakan alarm (buzzer) sehingga buzzer akan berbunyi.

4.2 Pengujian Alat

Pada tahap ini dilakukan dengan cara memeriksa rangkaian. Pertama-tama pengujian

rangkaian dimulai dengan memeriksa rangkaian regulator, rangkaian inverter, rangkaian

clock generator dan rangkaian saklar elektronik serta memeriksa apakah port-port pada PCB

sudah terpasang sesuai pada gambar rangkaiannya.

Page 30: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

29

Gambar 4.6 Skema Rangkaian Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

4.3 Daftar Komponen

a. Transformator

T1, T2, T3 : Trafo CT 12 V

b. Resistor

R1, R2, R3, dan R10 : 1 kΩ / 5 V

R4, R5, R6 : 10 kΩ / 5 V

R7 : 300 kΩ / 5V

R8 : 100 kΩ / 5V

R9 : 10 kΩ / 5 V

c. Dioda

D1 : LED Hijau

D2 : LED Kuning

D3 : LED Merah

D4 s/d D12 : Dioda IN4002

d. Capasitor

C1 : 470 μF / 25 V

C2 : 10 μF / 25 V

C3 : 2.2 μF / 25 V

Page 31: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

30

C4 : 10 nF / 25 V

C5 s/d C7 : Elco 10 μF / 25 V

e. IC

U1 : IC 40106

U2 : IC 555

U3 : IC 4066

U4 : IC 7812

f. Transistor

Q1 : C1815

g. Buzzer

4.4 Analisa Hasil Pengujian Alat

Gambar 4.7 Hasil Rangkaian Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

Pada saat kondisi MCB R, S dan T “ON” maka Indikator LED R (merah), S (Kuning),

dan T (Hijau) akan menyala dan akan memberikan sinyal inputan yang bernilai “1” pada IC

40106 kemudian berubah menjadi “0” sesuai dengan fungsi dari IC tersebut, yang kemudian

sinyal tersebut masuk ke pin control IC 4066. Pin input pada IC 4066 mendapat masukan dari

output IC 555. Dikarenakan pin control IC 4066 bernilai “0” maka IC tersebut tidak bekerja

(input dan output tidak terhubung) dan menyebabkan transistor tidak mendapatkan bias basis,

sehingga alarm (buzzer) tidak bekerja.

Page 32: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

31

Pada saat Kondisi MCB R “OFF”, MCB S dan T “ON” maka indicator LED R (merah)

mati, sedangkan indicator LED kuning dan hijau tetap menyala. Keadaan ini menyebabakan

pin pertama pada IC 40106 mendapat sinyal masukan “0”, sedangkan pin ketiga dan kelima

mendapat sinyal masukan “1”. Sinyal masukan “0” pada kaki pertama IC tersebut berubah

menjadi “1” pada pin kaki kedua IC tersebut yang akan menjadi sinyal inputan untuk control

pada IC 4066 (pin 13). Untuk pin control lainnya (pin5 dan 6) akan mendapat sinyal masukan

“0” dikarenakan fungsi dari IC 40106 adalah pembalik (NOT GATE).

Sinyal output dari IC 555 akan diteruskan ke kaki pin satu dari IC 4066, dikarenakan

sinyal inputan pada pin 13 IC 4066 mempunyai nilai logic “1” maka sinyal dari pin kaki

pertama IC 4066 akan terhubung dengan pin kaki kedua IC tersebut. Hal ini menyebabkan

terjadinya bias pada basis transistor, sehingga alaram (buzzer) bekerja. Bunyi yang dihasilkan

buzzer tidak kontinyu tetapi putus-putus hal ini dipengaruhi oleh IC 555 yang menghasilkan

sinyal berbentuk pulsa (“1” dan “0”) sehingga basis pada transistor juga tidak terus menerus

mendapat bias.

Page 33: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

32

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan perancangan, merealisasikan dan mengadakan percobaan dan

pengujian dalam beberapa tahapan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai

berikut :

1. Catu daya linier atau konvensional mempunyai kekurangan dalam banyak hal

seperti efisiensi daya yang rendah, ketidak stabilan output, range input yang sempit

( 190 -240 VAC ), dan desain tempat atau box yang relative besar karena adanya

penggunaan transformator konvensional.

2. Sensor yang digunakan adalah LED (Light Emitting Diode) yang terbuat dari

bahan Silicon dan Germanium.

3. Rangkaian pengendali dari alat deteksi kehilangan satu fasa pada sistem tiga fasa

ini terdiri dari rangkaian Inverter yang menggunakan IC 40106, rangkaian Clock

Generator yang menggunakan IC NE555, dan rangkaian Saklar Digital yang

menggunakan IC 4066.

5.2 Saran

Ada beberapa hal yang perlu dilakukan untuk mengembangkan lebih lanjut dalam

penyempurnaan alat ini, diantaranya :

1. Untuk tiap – tiap fasa dapat diberikan Buzzer masing – masing dengan selang

waktu bunyi yang bervariasi

2. Dalam aplikasi lain dapat digunakan juga dengan menggunakan sms gateway

sebagai pemberitahuan kehilangan salah satu fasa pada sistem tiga fasa.

Page 34: Alat Deteksi Kehilangan Satu Fasa Pada Sistem Tiga Fasa

33

DAFTAR PUSTAKA

1. P. Van. Harten, Ir. E. Setiawan, 1985 cetakan kedua. Instalasi Listrik Arus Kuat, jilid 1

dan 2, Bina Cita Bandung.

2. Darto, 2009. Analisis Switching Mode Power Suplay, Akademi Teknik Telekomunikasi

Sandhy Putra Jakarta.

3. Ahmad Fali Oklilas, Bahan Ajar Elektronika Dasar, http://www.ilkom.unsri.ac.id, 2007.