ISSN: 1693-6 930                                                     99     Kendali Ke ce patan Moto r Indu ksi Satu F a sa d eng an Inve rter P W M ……(M u chla s)  KENDALI KECEPATAN MOTOR INDUKSI SATU FASA   DENGAN INVERTER PWM PULSA TUNGGAL  BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51      Muchlas, Tol e Sutikno, M uhammad Noorudin   Program Studi Tekni k  Ele k tro, Fa kulta s  Te knol ogi In dustri,  Universitas Ahm ad  Dahl an   Kampus III UAD Jl. Prof. Dr. Soepomo,  Janturan, Um bulharjo, Yogyakarta  Telp. (02 74)  3794 18-381 5 23 psw 10 1/2 20, Fax 0274 -381 523   e-mail:  mu chl a s @ ly co s. c o m ,  tole@ u ad.ac . id        A b st r a k  Penelitian ini   bertuju an m e ngim p lem entasi k an  dan  m enguji  kin e rja  peng end alia n m o tor   indu ksi  satu f a sa  m enggu n a ka n in ve rter PWM  pul sa t ungg al be rb a s is m i kro k o n trole r  AT8 9 S5 1 .   Penelitian dil a ku ka n de ng an terl ebih  da hulu m e ra nca ng in verte r  m engg una kan   Mosfet IRF  8 30,  rang kai an pe ngge ra k m o sfet dan pem bang kit pulsa  PWM deng an m i krokont role r AT89S5 1 .  Keluaran pul sa d a ri m i kro k ontrole r AT 89S51  kem udian dium pa nka n  ke  ra ng kaia n pen gg era k   untuk m e n g e m udikan i n ve rter. Sela njut nya  dila ku ka n pen gujia n  kine rja  si ste m  kendali  de ngan   m e m a sang b eban m o tor i ndu ksi  satu  fasa  pad a  kel uara n  in ve rte r . Pada  pen el itian ini, in verter  dicatu  den ga n tegan gan  DC  50 Volt. Ha sil pe neli t ian m enunju k kan b a h w a  sistem  ken dali  deng an i n vert er P W M  pul sa tung gal  ya n g  diim plem en tasikan  berba sis m i kro k o n trole r  AT8 9 S51   dapat m engat ur ke ce patan  putar m o tor indu ksi  satu fasa.     Kata kunci  : PWM pul sa tungg al, AT89 S51, Inverte r ,  Kecepata n  Motor Indu ksi .       1. PEN DA HU LU AN   Dalam  d unia  i ndu stri, p eng endali an m o tor  sa ngat  dip e rlu k an   seba gai ten aga  pe ngge ra k  meka nik. Pen ggun aannya  seb agai pe ng gera k  dia n taranya untuk p engatu r an p o s isi pa da ro b o t,  seb agai pen gatur alira n  dalam pomp a ,  kom p resor  dan blo w er memerl ukan elektroni ka d a ya  seb agai p e ra ntara sumb er daya motor.   Salah satu cara pen gen d a lian ke cep a tan  moto r  in d u ksi  a dalah  deng an  inve rter  PWM  pulsa tungg al . Prose s  pem bang kitan  sin y al PWM (Pu l se Wi dth Mo dulation )  men j adi sal ah satu   f a kt or pen ent u  unju k  ke rja   sist em se car a   ke sel u ruha n. Sinyal PWM dap at diba ngkit kan  se cara   analo g  atau  d i gital. Pemba ngkita n   secara an alog  l ebi h sede rha na  tetapi sangat  rentan  terhad ap   dera u . Pemb ang kitan secara di gital da pat meng ha silkan  sinyal  PWM lebih  b a ik  karena ti dak  terpen ga ruh  oleh de rau tet api memp uny ai tingkat kerumitan lebih t i nggi diba ndi ng ca ra an alo g .  Mikrokontrol e r adala h  si stem  mikrop ro se sor d eng a n  jumlah pe nging at yang terbatas  dan j u mlah  p i ranti p enu nj ang  (pe r ip he ral) ter gabu n g   de nga n CPU  (Ce n tral  Processin g  Unit)   dalam sebu a h  rang kai an  terinteg ral. Mikro k o n trol er  AT89S51di ra nca ng kh usu s  untu k  siste m   peng atura n  d an memp uny ai banyak  ca ra untu k  ke n dali inverter  elektroni ka d a ya. Pemaka ian   mikrokontrol e r dala m  si stem me mb erik an  keu n tungan  pad a ketelitia n  siste m  d a n   memun g ki nkan mela ku ka n modifikasi  atas  si stem  yang su dah  ada ha nya d enga n men g ganti  atau meng ub ah perang kat  luna knya.       2. METODE  PENELITIAN   Pada b agian  ini akan dij e laskan te ntan g pe ran c an g an si stem ya ng melip uti p e ran c a nga n  pera n g k at ke ras da n peran gkat lun a k.     2.1. Peranca nga n  Perangk at  Kera s   Susun an  pe rang kat  keras si stem  ke nd ali kecepata n  motor ind u ksi p ada  pe ne litian ini  terdiri ata s   7 bagia n  utama ra ng kai an, yaitu ( Rang kaia n si stem   m i nim u m  Mikroko n trole r   AT89S51 ) , ( Power s u pply ) , ( Key p ad  3x4),  ( L C D 16 x2  ka ra kte), (Dri ve r  m o tor/rang kai an  peng gerak in verte r), (In v e r ter), (Moto r  in duksi satu fasa).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                  ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 4, No. 2,  Agustus 2 006 :  99 - 10 8   100 Seca ra  umu m  blo k  di agram pe ra ng ka t keras da ri  sistem  kend ali kecepata n  moto r  indu ksi  satu f a sa  de nga n i n verter PWM  pul sa  tu ngg al be rba s i s   mikrokontrol e r AT8 9 S51  yang   telah dide sai n  dapat dilih a t  pada gamb a r  1.  Alat ini dira nca ng d eng an me ngg un aka n  mi kro k ontrole r AT8 9 S51. Secara umum,   sistem  se ca ra ke selu ru ha n diatur ol e h  mikr okontroler AT8 9 S5 1 seb agai  kontrole r uta m a.  Mikrokontrol e r  ini berfu ng si seb agai p e mban gk it  si nyal PWM  p u lsa  tungg al  den gan i n d e ks   modula s i b e rvariasi ya ng  disetting m e n ggun akan  ke ypad da n se bagai tam p ila n adal ah L C D.  Sebagai  subj ek ad alah mo tor indu ksi  sa tu fasa.                                      Gamba r  1. Blok Di agram Peran g kat Keras Sist em Ke ndali Kecepat an Motor Ind u ksi Satu Fasa  Den gan Inverter PWM Pulsa Tungg al Be rba s is Mi krokontrole r AT89 S51      Rang kaian Mikrokon trol er  AT8 9 S51   Pada p e ra n c an gan  mikroko n trole r  in i meng gun a k an  mikro k o n trole r  da ri  kelu arg a   ATMEL. Mikrokontroler ini  memiliki m e mori  sebe sar 8 Kbyte dan 4 port  kontrol utama. Berikut  gamba r 2 m enunj ukkan   gamba r rang kaia n mikr o k ontrole r AT8 9 S51 yang t e lah di ran c a n g   se suai d eng a n  keb u tuha n.                                   Gamba r   2.   Rang kaia n Mikrokontroler A T 89S51       Sistem mi ni mum mi krokontrole r   ya n g  dig una ka n  be rjeni s AT 89S51  men g guna ka n   mode  si ngle  chip  se hing ga ran g kaian  mikro k ont rol e r hanya terdiri dari  chip  mikro k ont rol e r  AT89S51, ra ngkaian o s ila tor dan rang kaia n  Re set .  Kompone n kri s tal yang  digun akan p ada   osilato r be rnil ai 12 MHz. Blok ra ng kaia n mikr okontrol e r AT89S51 d apat dilihat p ada gam ba r 2.  In verte r   PW M  R a ng kai a n   p e ngg er ak  Sistem   M i kro k ont rol e r   Mo to r  In d uksi     LCD  16 X 2   Key p a d  Vdc   +  5  VD C A T89S 51 9 18 19 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 R S T XT A L 2 XT A L 1 PSEN A LE/ P R O G EA/VP P P1. 0 P1.1 P1.2 P1. 3 P1.4 P1. 5 P1. 6 P1.7 P2.0 /A8 P2.1 /A9 P2.2 /A1 0 P2.3 /A1 1 P2.4 /A1 2 P2.5 /A1 3 P2.6 /A1 4 P2.7 /A1 5 P3.0 /RX D P3.1 /T X D P3.2 /INTO P3.3 /INT1 P3.4 /TO P3.5 /T1 P3.6 / W R P3.7 /RD P0.0 /AD0 P0.1 /AD1 P0.2 /AD2 P0.3 /AD3 P0.4 /AD4 P0.5 /AD5 P0.6 /AD6 P0.7 /AD7 1 0   u F   30   p F R ESE T   10k 30   p F   12 M H z   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930  ■     Kendali Ke ce patan Moto r Indu ksi Satu F a sa d eng an Inve rter P W M ……(M u chla s)  101 Peranca nga n Catu Day a   (Po w e r  Supp ly )   Pada peran canga n siste m  ini dibutu h ka n 5  bua h catu daya .  Catu daya terseb ut  digun akan  u n tuk sistem mikrokont rol e r, pemba ng ki t sinyal inverter dan  tiga  buah  catu d a ya  untuk rang kai an pen gge ra k.  a.  Satu buah  catu daya de ngan teg ang an 5 volt/2 ampe re seb agai tega ng an si stem  minimum mi krokontroler  d an sebag ai te gang an pe ncatu ran g kaian  gerb ang  NO T Schm itt  Trigg e r  da n  Optocoupl er .      220  V 0 AC  Tr a f o + 47 0  F 25  V 78 05 IC G I O Dio d a 1A 12 V 12  V O Dio d a 1A   Gamba r  3. Catu daya untu k  mikro k ontro ler dan  ran g kaian ge rba ng  NOT Schmitt  Trigge r  dan Opto co u p ler.     b.  Satu buah ca tu daya untuk pemban gkit  sinyal inverte r                                        Gamba r  4. Catu daya untu k  ran g kaian i n verter    c.  Catu d a ya ya ng dig una ka n  untuk ra ng kai an d r iver  se besar  5 Volt  mengg una ka n IC 7 805  dan 1 5  Volt mengg una ka n IC 78 15. Catu daya u n tu k drive r  ini tid a k p e rlu  stabi l dan ha ru s  terisol a si  dari rang kai n  mikrokontrol e r  dan p e mb ang kit sinyal  PWM. Masi ng-m a si ng   driver/rang kai an pen gge ra k leng an ata s  inve rte r  m e mbutuh ka n   catu daya t e rsendi ri  sehi ngg a me mbutuh kan  d ua b uah  catu  daya. Se da ngkan  drive r   lenga n b a wa h inve rter  cu kup me mb utuhkan sebu ah catu d a ya  bersama u n tuk du a bua h driver b agian  bawah.     220  V 0 AC   Tr a f o + 47 0  F 25   V 7 805 IC G I O Di oda 1A 15 V 15  V O D i oda 1A + 78 015 IC G I O   Gamba r  5. Catu daya untu k  ran g kaian p engg era k   450 v + 25 v - 0 25 v DIODE 220 v 6A05 T1 1 5 4 8 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                  ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 4, No. 2,  Agustus 2 006 :  99 - 10 8   102 Kon f igurasi  Tombol Pada Ke y p ad 4 x 3  Keypad yang  diguna kan te rdiri da ri 4 ba ris  da n 3 kolo m. 7 buah ka ki Keypad terhubu ng   deng an po rt3  mikro k o n trol er AT89S5 1 . Ketika sebua h tombol dite kan m a ka se buah b a ri s a k an  terhub ung  de ngan  se bua h  kol o m, men y ebab kan  ba ris  dan  kolo m terseb ut a k an  be rlogi ka  0/  low . Lebi h jelasnya d apat  dilihat pada  rang kaia n  Keypad   Gamb ar  6.                                                                                                                                                                                                                                                                                   Gamba r  6.   Konfigurasi Ke ypad 4x3     Setiap tombo l  pada Keypa d  dari 0 - 9  su dah dib e ri kan  setting kece patan sesuai  indeks  modula s i  (P WM) pul sa  tu nggal  de ngan  ko mbina s i  m i kro k o n trol er t e rtentu.  Data   set point  dili hat  pada tab e l 8.  Tombol  Re s e t  berfun g si  seb agai tom b ol  res e t/s top  konfig ura s i m i kro k o n trol er  pin   9 yang  a k an   berlo gika 0/   Low ap abila  terhu bun g V c c 5  volt d eng an h a mbata n  10 K Ω . Tom bol  Enter   seb aga i pe rintah  pa da  setiap  pe nekana n tom bol 0 - 9  a k an   dilanjut kan  d enga n me ne kan   tombol  Enter  seb e lum dila ku kan pe nsa k laran pa da tegan gan   inve rter (Vd c ) p a da tegang an  50   Volt.       Peranca nga n LCD 1 6x2  Kara kter         Gamba r  7. Pemasang an  Matriks L CD  pada Mi kroko n trole r  AT89 S51  U1 9 18 19 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 39 38 37 36 35 34 33 32 RS T XT A L 2 X T AL1 PSE N AL E/ PR O G EA/ VP P P1. 0 P1. 1 P1. 2 P1. 3 P1. 4 P1. 5 P1. 6 P1. 7 P 2 .0 /A 8 P 2 .1 /A 9 P 2 .2 /A 1 0 P 2 .3 /A 1 1 P 2 .4 /A 1 2 P 2 .5 /A 1 3 P 2 .6 /A 1 4 P 2 .7 /A 1 5 P 3 .0 /R X D P 3 .1 /T X D P 3 .2 /I NT O P 3 .3 /I NT 1 P 3 .4 /T O P 3 .5 /T 1 P 3 .6 /W R P 3 .7 /R D P0. 0 / A D 0 P0. 1 / A D 1 P0. 2 / A D 2 P0. 3 / A D 3 P0. 4 / A D 4 P0. 5 / A D 5 P0. 6 / A D 6 P0. 7 / A D 7 M163 2 vcc 40 LCD 30pF R/W GND 16X2 RS EN D765432 10 20 12 M H z CR Y S T A L MATR IK 2  4 5  3  6  7  1 8 9  res et 0  en ter   P3. 7   P3. 6   P3. 5   vcc P3. 4   Pin9  P3. 1 P3. 2 P3. 3 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930  ■     Kendali Ke ce patan Moto r Indu ksi Satu F a sa d eng an Inve rter P W M ……(M u chla s)  103 LCD yang di guna ka n adal ah LCD 16  kara kter  x 2 b a ris b e rj eni s M1632 b uata n  SEIKO ,  dihub ung kan  den gan  mikroko n trole r   pa da p o rt  0  se bagai  jalu r  Data Bu s d an  P1.5, P1.6 d an  P1.7  sebagai jalur  kendalinya. Untuk lebih j e la sny a  dapat dilihat pada  gam bar  7.  Karakter  bari s  pe rtam a digun akan  seb agai tam p ilan “M  NO ORUDI N“ d a n  untuk  ka ra kter b a ri s ke dua  seb agai tam p ilan tombol  keypa d  se su ai deng an pe nekana n tombol keyp ad yang mem pun yai   inde ks m edu lasi PWM  p u lsa tun ggal  yang ber be da se rta ta mpilan  ke ce patan dal am  Rps.  Conto h  tampi l an pad a LCD untuk ind e ks modulsi 0,4  pada tomb ol 3:            Gamba r  8. T a mpilan L C D 16x2 ka ra kter    Peranca nga n Penggera k  Mosfe t  Pad a  In v e rter   Penelitian ini  menggu na kan ran g kaian   pengge ra k  mosfet yang  diperlih atka n pada  gamba r 9. Rang kaia n dri v er digun aka n  untuk  men guatkan siny al teganga n dari pem ban gkit  sinyal P W M   agar ma mpu   mengg erak ka n mo sfet p a d a  jem batan  in verter  se kali g u s  men g isola s i  rang kai an pe mbang kit PWM yang berda ya renda h.   Mosfet se ba gai kom pon e n  utama pad a inverter m e merl ukan te gang an Gate  berki sa r  7,5 Volt. Den gan si nyal PWM kelua r an  mikro k o n trol er yang ha nya mempu n ya i teganga n 2,5  Volt  pada level tinggi seh i ngga tida k d apat di gun akan untu k  me ngop era s i k an  mosfet se ca ra  lang sun g . Sinyal tersebut  dapat di gun aka n  unt u k   mengg erakan  mosfet d eng an ba ntuan  suatu   rang kai an p engg era k   ( dr iv er ). Ran g k aia n   pen gg era k   a k an menai kkan sinyal kelua r an   mikrokontrol e r  pad a level  tegang an  Ga te  bata s  (V G ) mosfet. Rang kaia n ini  juga dil eng ka pi  deng an i s olat or d enga n m e misa hkan  rang kaia n logi ka  seb agai  b agian te gan g an renda h d a n   inverter  seb a gai bagi an te gang an tinggi .                          Gamba r  9. Rang kaia n pen ggerak M o sfe t  pada inverte r       Sisi ma su ka n  pad a rang ka ian p engg era k  di ran c a ng  d enga n du a g e rba ng  NO T  S c hm itt  Trigg e r  dan dua  b uah   re sisto r   yan g  membe n tuk konfig ura s i  pull down . Re gister  pull  down   berfun g si  unt uk me nghi nd ari kondi si m engam ban g  pada  ran g kai an pen gge ra k. Du a ge rba n g   NOT    S c hmitt Trigger  (7 4 L S14) dig u n a ka n u n tuk  membali k   sin y al ma su k d ua  kali  se hin gga  sinyal yang ke  optoco uple r   sama d eng an sinyal ma su kan. Ge rba ng NOT  ked ua dihub ung kan   deng an  opto c ou pler  m e la lui melalui  R3 me mbent uk  konfigu r a s i  sin k . Mik r ok ontroler tidak  lang sun g  dih ubun gkan  ke  optocoupl er  a gar tid a k m e n angg ung  beb an a r u s   si nk,  sehi ngg a  da p a t  meminimal k a n  kemun g ki nan  ke ru sa kan p ada  mi kro k o n trol er jika  sewa ktu-wa ktu te rj adi  kerusakan p ada ran g kaia n  opto c o uple r .  Opto co upl er  b e rfu n g s i  seb agai  isola t or. Tipe  yan g   digun akan a dalah  6N137.  Tipe ini m e mpunyai  wa kt u bang kit/rise time  45  n s  da n dile ng kapi  KEND ALI P W M :   3:  KE C  =  2  R p s  15V   2SD 6 0 0   IN   741 4   1   2   741 4   1   2   ISOI   6N 137 5V   R1   4K7   5V R2   1k   R3     560   R5   1 k 15V     D1     1N 400 2   + r Q2   458 4 1 2 M O SFET   R5   100K R6   22K   + - 3 2 6 7   1                 48 LF 35 6   LF 35 6   458 4 1 2 Q1 R9   47M R1 0  100K   R1 1    100    R12  D1   D2   2SD 6 0 0      1N 54 06         1N 540 6   R7   100K R8   22K   + - 3 2 6 7   1                 48 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                  ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 4, No. 2,  Agustus 2 006 :  99 - 10 8   104 deng an fasilit as  Di sa ble/Enable . Kelua r an  opto c ou pler  dihu bun gkan den gan resi stor  pull up   untuk di umpa nka n  ke rang kaia n kom put er.   Dua  bu ah  ra ngkaian  kom parato r   dan  g e rba ng  NO T  CMOS S c him ll Trig ger (M C14 584 )  digun akan u n tuk men gurangi  l eba r (memoton g) pulsa  p eng g e ra k deng an   tujuan   unt uk   menghi nda ri  terjadinya  ko ndisi  pa da p a sa nga n mo sfet dalam  ke adaa n o n   se cara b e rsam aan.   Sinyal pen gg era k  p a sang an mo sfet  sering  se kali berkeb a likan   pad a saat pulsa  p engg era k   mosfet pa da  kondi si turu n, mosfet terseb ut  memb utuhkan waktu selam a   (fall time) unt uk  mencapai  kondisi off. Pada s aat yang sama pula  penggerak  m o sfet bawah  pasangan akan  bera da pa da  kondi si tra n s isi n a ik yan g  aka n   men g - O N -kan m o sfet bawah. K a ren a  (rise time)  mosfet lebih  cep a t, ada kemung kin an  saat mo sfet  atas seda ng  transi s i  ke ko ndisi off mo sfe t   bawah pa sa n gannya  sud a h  dalam  kon d i si on  sehin g ga terja d i hu bung an si ng kat. Agar inverte r   dapat be rop e r asi d eng an aman, maka lebar p u ls a keempat si nya l  pengge ra k tidak terhub u n g   sing kat de ng an pa san gan ya.  Ran g kaian O p Amp  dig una kan untu k   m engu bah kel uara n   da ri kondi si  -V sat ke +Vsat  pada  catu  da ya 15 Volt, g e rba ng  NOT  CMOS m e m butuh kan m a su kan  den ga n level tega n gan   maksimal  7,5  Volt untu k  l ogika ‘1’  dan  maksim al 2, 5 Volt untu k  logi ka ‘0’. K o mpon en ya ng  digun akan se bagai  komp arator adal ah  OpAmp  tipe  LF356. OpA m p meru pa kan bed a tega ngan  antara  ma su kan  po sitif dan ne gatif m i nimal  yang  dapat  m enye bab kan peru baha n  kelua r an   OpAmp. Kom parato r  diran c an g se bag ai  kompa r ato r  pembali k  teg anga n (d c).   Komparator  pertam a  dig u nakan u n tuk  sinyal   kelua r an opto c o upl er seba gai rang kaia n  pemba gi teg a ngan  R5 d an  R6  akan m e n gha silkan te g anga n  seb e sar 2,7  Volt  se bagai  refe re n s i  sehi ngg a a k an me moton g  sinyal  si nyal kel u a r an  optocoupl er  ± 20  n s . Ko mparator  ke dua   digun akan  u n t uk sinyal kel uara n  kom p a r ator  pe rtama  den gan  tega ngan  refe re n s i  seb e sar  2,5  Volt yang berasal d a ri ran g kai an pem b agi t egan gan  R7 dan  R8.  Komparator p e rtama  sehi n gga  sama d eng an  polarita s  siny al masu ka n rang kaia n pen ggerak. Sinya l  kelua r an  sin y al kompa r at or  kedua di umpankan  ke gerbang NO T  CMOS S c hm ill Trigger  (M C1 4585). unt uk m e mperjelas  bentu k  pul sa.  Pulsa  kelu aran ge rba ng  NOT CM OS m e mpunyai l e b a r  sama  den gan le bar  efe k tif  pulsa kel uara n  kom parator karena g e rb ang  CMOS memerl ukan tegang an  ma ksim a l  sebe sar  7,5 Volt untuk menca pai lo gika ma su ka n ‘1’ dan  ma ksimal 2,5 Volt  untuk logi ka  masu ka n ‘0’.  Kompon en rang kaia n pe ngge ra k tera khir adal ah  dua b uah t r ansi s tor yan g  be ke rja  salin g be rla w anan.  Q2 m e ndap at ma su kan  da ri NOT  CMOS  2 yan g  mem punyai  pola r itas sa ma   deng an si nya l  masu kan  ra ngkaian p eng gera k . Q1 m enda pat masuka n dari  NO T CMOS 1 yang   berkeb a likan  deng an  sinya l  ma sukan  Q 2 . Emitor  Q2  dihu bun gkan  den gan  kole ktor Q1  melal u i  D1 untu k  m e mpe r cepat transi s i si nya l  turun.  Sinyal kelua r a n  Emitor Q2 d i guna ka n untuk  mengg erakka n mo sfet mel a lui R11. Di o da 2  dan  R 1 2  berfu ng si unt uk m e n c eg ah  terjadi nya arus  balik d an me ngurangi d e rau.    In v e rter  Ran g kaian je mbatan inve rter satu fa sa  mengg una kan mo sfet d enga n tipe IRF 83 0  deng an V DS  ma ksim u m  500  V da n I D  ko ntinyu ma ksi mu m 4,5 Am p e re.  Untu k  dapat  mengo prasi k an M o sfet  Da ya, digun aka n  meto de  pe nsa k la ran,  di mana  tega ng an g e rbang  p ada  Gate  ha ru s  diberi k a n  unt uk me mba w a mosfet d a ri  m ode saturasi  u n tuk teg anga n keada an   hidup ya ng  re ndah. T ega n gan  kont rol h a ru s di beri k a n  anta r a te rm inal ge rb ang  dan  sum ber a t au  antara  Gate  dan  Sourc e . Seca ra le ngkap ra ng kaia n  inverter je m batan p enuh  ditunju k kan p ada   Gamba r  10.                        Gamba r  10.  Ran g kaian in verter jemb atan pen uh   V S   +  _   G Mo to r G 2 G 3 G 1   G 4   S 4   S 1 S 3   S 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930  ■     Kendali Ke ce patan Moto r Indu ksi Satu F a sa d eng an Inve rter P W M ……(M u chla s)  105 Motor Indu k s i Satu Fasa   Dalam  pe neli t ian ini  digun aka n  moto r i ndu ksi  satu f a sa  jeni s m o tor  kapa sito r yang  hanya memili ki satu lilitan  pada stato r  yang  memiliki dua ma ca m kump ara n  Bantu (B) dan  kump aran  Utama (U), di mana  rotor  beru pa lo ga m tidak lilita n . Cara pe n y ambung an  motor  indu ksi  satu fasa d apat dili hat pada G a mbar 1 1 .        Gambar 11.  Motor induks i s a tu  fas a  jenis  motor  k a pas itor      2.2. Peranca nga n  Perangk at  Lunak   Sinyal PWM  tunggal  dib uat dala m  p o la ind e ks  modula s i ya ng be rvari a si. Pada   penelitian ini  dibuat 10 ma cam tabel  sin y al PWM den gan  ind e ks m odula s i (0 ), (0.2), (0.3 ), (0.4),  (0.5),  (0.7 ), ( 0 .8), 0.9 )  da n (1 ). Si ste m  ke ndali i nde ks mod u la si  aka n  di - setting  men ggu na kan   keypa d , yang akan di kont rol denga n tampilan L CD ( Liquid Crystal  Displa y .   Flo w chart  pr o g ra m  utama da ri si stem yang di ranc ang ditu nj ukkan p ada  Gamba r  13.                                                                      Gambar 13.  Flowchart  p r og ra m utama     3.   HASIL DAN PEMBAHASAN   Pada pen elitian ini lang ka h beri k utnya  dilaku kan pe ngujia n si ste m  ken dali ke cep a tan    seb agai  obje k  moto r i ndu ksi  satu fa sa  jeni s  san g kar b u rung. Si nyal pem ban gkit P W M p u l sa   tunggal diim plementa s i k a n   ke dala m   mikrokont rol e r AT8 9 S51  seb agai  ko ntrol nilai i n deks  modula s i yan g  berva ria s i mengg una ka n Keypad.     - U CA P   B M U B VAC + Pang g il Keyp ad  Pang g il Delay  Getar  Tam p ilkan ke  LCD   a = Mas u kka n  Data   Tidak  Pensa k l a ra n   Sam a   a= 0ffh ?   Terj ad i En ter  Mu lai  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                  ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 4, No. 2,  Agustus 2 006 :  99 - 10 8   106 3.1.  Sin y a l  PWM Keluara n  Mikrokon tr oler AT8 9 S5 1  Uji co ba tah ap pert a ma  adala h  meng amati bentu k  sinyal PWM  pulsa tun g g a l yang  diimplem enta s ikan ke da lam mikroko n trol e r  AT89 S51 yang d i umpan ka n pada rang ka ian  peng gerak i n verter. Pe n gambila n ga mbar  gelo m bang sinyal   kelu aran pada ra ng kaian  peng geta k  inverter men g guna ka n CH1 dan CH2  se cara be rsa m aan. Dal a m hal ini un tuk   mengeta hui  sela ng waktu  tunda pen g gera k  mo sfet .  Dut y  C ycl e  untuk ind e ks mod u lasi 0 - 9  dinyatakan d a lam p e rsen   (%) ditu nju k kan pa da  Ta b e l 1.   Dari  T abel 1  terseb ut dapat  dilih at  bah wa  l eba r pulsa  d a lam  satu pe rioda  untuk  setiap inde ks  mod u l a si memp uny ai  leb a r  pul sa   yang berbed a ,  sema kin be sar in de ks m odula s i ma ka  sema kin leb a r pul sanya.      Tabel 1.  Dut y  Cy cle  Pulsa PWM  Ke y pad   Indeks Modulasi  Lebar Pulsa " O N "   Dut y  C y cle ( % )   0 0  0  0  1 0,2  19  10,545   2 0,3  27  14,985   3 0,4  37  20,535   4 0,5  45  24,975   5 0,6  55  30,525   6 0,7  63  34,965   7 0,8  73  40,515   8 0,9  81  44,955   9 0,10  91  50,505       3.2.  Tegang an Kelua r an  In v e rter   Uji  cob a  tah a p  kedu a  adal ah m eng ama t i bentu k  te g anga n  kelu aran yan g   dila ku kan  deng an  ca ra  memb eri k an  hamb a tan b e rup a   tr an s f or ma to r  s t ep   d o w n  untu k   dapat dita ng ka p   oleh  DSO.  Pengam atan  ini dila ku ka n de nga n  ca ra m e ma san g  CH1  pa da  output i n verter.  Tingkat pengaturannya di pilih melal u i  Key p ad,  yaitu sa kla r  yan g  difung si kan  seb agai  pe milih   prog ram/ d a ta  set  poi nt  de ngan  10  ind e k s mo dula s i  yang b e rva r i a si  den gan  step 0,1. Setti ng  dari pe nsakl a rannya d eng a n  inde ks mo d u lasi  seba gai  berikut ; indeks mo dula s i  0 (pad a keyp ad   0), ind e ks  mo dula s i 0,2  (p a da  keypa d  1 ) , inde ks mo du lasi  0,3 (pad a  keyp ad  2), in deks m odul a s i  0,4 (pa da ke ypad 3), ind e ks m odul asi  0,5 (pa da ke ypad 4), ind e ks m odul asi  0,6 (pa da ke ypa d   5), ind e ks  mo dula s i 0,7  (p a da  keypa d  6 ) , inde ks mo du lasi  0,8 (pad a  keyp ad  7), in deks m odul a s i  0,9 (pad a ke ypad 8) da n inde ks mo dul asi 1 (p ada  keypa d  9). Hasil pen gujia n denga n DSO  menunj ukka n  bah wa le ba r pulsa O N , sama  sep e rti  ditunju k kan p ada T abel  1 (lebar pul sa  p ada  output inve rter d eng an  masu ka n in d e ks mo dula s i yang b e rva r iasi  men gha silkan teg a n gan   output inve rter yan g  b e rvariasi, yaitu  se maki n la ma  clock  (O N)  pul sa  se makin  leb a r  da n   tegang an se makin ting gi).   Pada p enelit ian ini  ka ra kteri s tik te ga ngan  output  inverter me nggu na kan  sistem   ken dali P W M  pulsa tung ga l se suai  den g an teo r i, se m a kin  be sar in deks m odula s i sema kin  be sar  tegang an out put pada inve rter, se pe rti ditunjukka n pa da Gamb ar 1 4 .         Gamba r  14.  Kara kteri s tik t egan gan o u tp ut inverter  0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 0 0 .2 0 . 4 0 .6 0 . 8 1 V(out) Indek s  Modulasi Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930  ■     Kendali Ke ce patan Moto r Indu ksi Satu F a sa d eng an Inve rter P W M ……(M u chla s)  107 3.3.  Arus Ke luaran Inv e rter  Melalui Beban Motor  Satu Fasa   Uji coba ta ha p ketig a  ad al ah me ngam a t i bentuk aru s  mel a lui b e ban m o tor  sa tu fasa.  Pengam atan  dilakukan de ngan  ca ra m e masang  sal ah satu te rmi nal  V AN  dan V BN  seca ra seri   terhad ap mo tor indu ksi satu fasa d a ri uju ng-uju ng ka ki dih ubun gkan seca ra p a ral e l ke   transfo rm ator step  do wn   untuk dap at  ditang kap  ol eh DS O. Pa da pe nguji a n  ini dig una kan   transfo rm ator step down  sebag ai beba n agar teg a n gan output in verter da pat di tangka p  ol eh  DSO. Pen g a m atan ta hap   ini men unju k kan  ba hwa  rang kaia n lo gi ka P W M  pul sa tu ngg al y ang   diimplem enta s ikan  den gan  inveter PWM  pul sa tu ngg a l  berba sis mi kro k o n trol er  AT89S51  da pat  dijadi kan  seb agai si stem kendali  ke cep a tan motor in duksi satu fasa.    3.4.  Kecepa t an Putar Mo tor Induksi   Pada uji   cob a  keemp a t d ilaku ka n p e n gukura n   ke cepatan  moto r ind u ksi  satu fasa,  deng an  10 ke cep a tan mengg una ka n  alat  Tach om eter,  pen gukura n  aru s  output inv e rter  mengg una ka n  Am perm e ter  dan  pe ng uku r an  teg a n gan  men ggu nakan  Vo l t m e t e r . Kec e pata n   putar m o tor  dipilih menggunakan  keypad   yang m a si n g -ma s in g tom bol memili ki i nde ks  modul asi  yang be rbe d a ,  yaitu sa kl ar yang  difu ngsi k a n  seb agai p e milih  prog ram  de ngan  10 ind e ks   modula s i ya ng b e rva r ia si. Ha sil p e n gukura n  teg anga n d an  aru s   kelu ara n  inverte r   serta  ke cep a tan m o tor ditunju kkan pad a Tab e l 2.     Tabel 2.   Tab e l ke cep a tan  putar moto r d enga n inde ks modula s i yang berva ria s i.   Ke y pad   Indeks  Tegangan  output   Arus output   Kecepatan  dalam Keterangan   No  Modulasi  beban moto r   beban moto r   RPS  Kecepatan   0 0  0  0  0  Berhenti   1  0,2  22 Volt  0,19 A  0  Set kecepatan 1   2  0,3  30 Volt  0,30 A  1  Set kecepatan 2   3  0,4  40 Volt  0,42 A  2  Set kecepatan 3   4  0,5  46 Volt  0,53 A  3  Set kecepatan 4   5  0,6  52 Volt  0,62 A  6  Set kecepatan 5   6  0,7  57 Volt  0,23 A  23  Set kecepatan 6   7  0,8  62 Volt  0,25 A  24  Set kecepatan 7   8  0,9  70 Volt  0,30 A  24  Set kecepatan 8   9  1  75 Volt  0,33 A  24  Set kecepatan 9   Res e t -  -  -  -  Stop  Enter  -  -  -  -  J a l ank an/Mul a i      Kecep a tan  p u tar m o tor in duksi  satu  fa sa te rh ada p  inde ks mo dul asi ya ng  be rvariasi  diperoleh  ka rakteri s tik, yai t u: untuk i n d e ks  mo dula s i  0,2 moto r  berp u tar  pel an ma ka  unt uk  inde ks mod u l asi  sel anjut nya yaitu p a da in de ks  m odula s i  (0,3 ) motor b e rp utar m end ekati  ken c a ng, da n pad a ind e ks  mod u la si  (0,4),  (0,5),  (0,6), (0,7 ) m o tor mul a i b e rputa r   ken c ang.  Akibat tega n gan terke c il  pada m o tor  kap a sita r terpenu hi ma ka  untuk i nde ks mod u la si (0,8),  (0,9) d an (1)  motor be rp utar men d e k ati  ke cepata n   putar yan g  sama, se perti  ditunju k kan p ada   Gamba r  15.         Gamba r   15.  K a ra kt eri s t i k ke cep a t an putar motor induks i s a tu fas a   0 5 10 15 20 25 30 0 0 .1 0.2 0 .3 0.4 0 .5 0.6 0 .7 0.8 0 .9 1 Kec (rps) Indeks Modulasi Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                  ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 4, No. 2,  Agustus 2 006 :  99 - 10 8   108 4. SIMPULAN   Berda s a r kan  hasil  pen elitian d apat di a m bil kesi mpu l an b ahwa  ra nca nga n pe mbang kit   PWM p u lsa t ungg al mel a l u i teknik  pe rh itungan  yang  diimplem ent asi k an  den ga n mikro k o n tro l er   AT89S51, ma mpu men gha silkan varia s i  ke cep a tan pu tar motor ind u ksi satu fa sa .      DAF TA R PU STAK A   [1]  Putro Eko A g vianto,  ”Belajar Mikroko n troler AT89 C51/5 2 /55 (T eori dan Ap likasi)” ,  Gava Media,  Yogyaka r ta, 2002.   [2] Muh.Ibnu  Mal i k ,  ”Belajar Mikrokon trol er  AT8 9 S51/ 52” , Gava M edia Yogya k a r ta, 2003.    [3] Ras h id,  M.H. ,  “Po w e r  Electronic  Circ uit Dev i ces  and Applica t ions” , Sec ond Edition,   Prentice- Holl  International,  Inc, Londo n, 1995.   [4] Gendroyono,  P.,  “Sistem Penggera k  Motor Indu k s i dengan  Berubah M e n ggunak a n  In v e rter P W M  Berb as is Mikroko n troler ” , Te sis S2, Uni v ersita s G a j ah Ma da,  Yogyaka r ta, 1999.    [5] Cathey,  J ..J .,  “Electric  Ma chines  Anal y s is and Des i gn Apply i ng  MATL AB” , Mc   Gc aw-  Hill Com pani es, Inc., Sing apure, 2001.   [6]  Sutik no. T., “ Pembangkit Sin y al  PWM  Sinusoidal Dua Fasa   Berbasis FPG A ”,  T e si s  S2, Universitas Gaj ah Ma da, Yogyaka r ta, 2004.  [7]  De wan, S. B., Slemon, G. R. and Strau ghen, A., “ Pow e r  Semico nductor Circ uits” , John   Wiley and So nss, Inc., Taronto, 1994.   [8]  Silvi, B.E.F . , Soebija ntoro da n Su ra wan,  Tri,  “ S istem  Kontrol Digital P I D Untuk  Kec e pa tan Motor DC  de ngan  Micro 8032 ” , Elektro Indone sia,  Edisi 6, 1997.   [9] ……,  “Liquit  Cr y s tal Displa y  Module M1632 ” , Seiko  Instrum ents I n c, 198 7.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.