1. PENGATURAN KECEPATAN DAN POSISI MOTOR AC 3-PHASA
MENGGUNAKAN DT AVR LOW COST MICRO SYSTEM
Benny Yusuf
1010951012

2. I. Pendahuluan
•
•
•
•
•
Motor AC memiliki keunggulan dalam hal kesederhanaan dan murahnya biaya
perawatan sehingga jenis motor ini banyak dipakai di lingkungan industri maupun
rumah tangga. Pengendalian kecepatan putaran motor AC dapat dilakukan dengan
beberapa cara diantaranya dengan kendali tegangan dan frekuensi.
Inverter adalah konverter DC ke AC dengan tegangan dan frekuensi keluaran dapat
diatur sehingga motor AC dapat dikendalikan dengan fleksibel. Jenis inverter yang
sering dipakai untuk mengontrol kecepatan dari motor AC 3 phasa adalah VSD(Variable
Speed Drive).
Tegangan output dari VSD merupakan sinyal PWM yang dibangkitkan oleh inverter di
dalam VSD.
Keuntungan operasi inverter PWM sebagai teknik konversi dibanding jenis-jenis
inverter lainnya adalah rendahnya distorsi harmonik pada tegangan keluaran dibanding
dengan jenis inverter lainnya. Pada pengendalian kecepatan motor AC, inverter PWM
mempunyai kelebihan yang mampu menggerakkan motor induksi dengan putaran
halus dan rentang yang lebar.
Pada Sistem ini digunakan VSD (Variable Speed Drive) dan mikrokontroler untuk
mengontrol VSD yang akan membangkitkan sinyal PWM pada outputnya.
Mikrokontroler digunakan agar frekuensi output dan lama aktif dari VSD dapat
ditentukan secara manual.

3. II. Dasar teori
VSD(Variable Speed Drive) adalah suatu alat kontrol yang digunakan untuk
mengatur kecepatan putar dari sebuah motor AC agar dapat berputar dengan kecepatan
yang diinginkan. Rangkaian dalam VSD pada umumnya terdiri dari sebuah rectifier, filter,
inverter, dan rangkaian kontrol.
Frekuensi dari tegangan AC keluaran VSD yang digunakan untuk menggerakan motor AC 3
phasa yang mempengaruhi kecepatan putar dari motor tersebut.

4. III. Perancangan Alat
Kecepatan putar dari motor AC 3 phasa dapat dipengaruhi oleh nilai frekuensi tegangan AC
yang masuk ke dalam motor, sedangkan pengaturan posisi putar dari motor AC 3 phasa
dilakukan dengan cara mengontrol lama berputarnya motor AC 3 phasa tersebut.
Pengaturan kecepatan dan posisi dari motor AC 3 phasa akan dilakukan oleh VSD (Variable
Speed Drive) yang dihubungkan dengan mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengendali
tegangan dan waktu aktif yang akan menggerakkan motor AC 3 phasa tersebut.
Diagram Blok Sistem
Diagram Blok sistem secara umum dapat dilihat pada gambar berikut ini

5. 1. VSD (Variable Speed Drive)
VSD yang digunakan dalam system ini adalah VSD produk Schneider dengan tipe Altivar 31. Memiliki
fungsi interface dengan PLC ataupun mikrokontroler. Tegangan input yang digunakan oleh VSD ini
adalah antara 380-500 Volt AC. Fungsi lain yang terdapat dalam VSD ini adalah panel kontrol untuk
mengatur sistem kerja dari VSD dan potensiometer untuk mengatur besarnya frekuensi output dari
VSD. Modul VSD ini akan diberikan suplay tegangan AC 3 phasa dari jala-jala sebesar 380 Volt AC pada
masing-masing input phasanya, serta diberikan input kontrol oleh mikrokontroler pada pin analog input
agar dapat mengatur waktu aktif dari VSD. Hal ini dikarenakan VSD ini tidak memiliki fungsi timer untuk
mengatur keaktifan dari motor AC 3 phasa yang digerakkan.
2. Mikrokontroler
Mikrokontroler yang digunakan adalah modul DT-AVR LOW COST MICRO SYSTEM dengan IC
ATMEGA16. Mikrokontroler ini tidak memiliki fitur DAC, sehingga output dari mikrokontroler yang akan
masuk ke VSD harus dikonversi dulu oleh DAC agar sinyal kontrol dari mikrokontroler dapat dibaca oleh
VSD. Sinyal 8 bit yang dikirimkan oleh mikrokontroler akan dikonversi menjadi tegangan DC yang
berkisar antara 0 sampai 5 volt oleh modul DAC.
Program yang digunakan dalam mikrokontroler berfungsi untuk memilih range kecepatan putar motor
yang diinginkan atau untuk mengatur frekuensi dari sinyal tegangan output VSD.
3. Keypad
Rangkaian keypad berfungsi untuk memberikan inputan pada mikrokontroler sehingga dapat
memberikan sinyal control yang sesuai pada output

6. Keypad yang digunakan adalah jenis rangkaian keypad 3x4 dengan model rangkaian sebagai berikut.
Gambar 2. Rangkaian Keypad
Input yg diberikan oleh rangkaian keypad adalah pemilihan range kecepatan yang diinginkan dan
jarak putar yang harus dijalankan oleh motor AC 3 phasa. Nilai variable yang diinputkan pada keypad
akan ditampilkan pada rangkaian display.
4.Encoder
Encoder yang digunakan berfungsi sebagai sensor jumlah putaran motor yang telah ditempuh.
Ketika motor melakukan putaran, maka encoder akan mengirimkan sinyal pulse pada mikrokontroler
untuk diproses lebih lanjut. Data pulse dari encoder akan menentukan jumlah putaran motor yang
telah tercapai, sekaligus juga menentukan panjang bahan yang telah tergulung pada motor. Ketika
data pulse dari encoder sudah mencapai nilai yang sama dengan nilai data input pada
mikrokontroler, maka mikrokontroler akan berhenti mengirimkan sinyal pada VSD untuk memutar
motor.

7. 5. Display
Display yang digunakan adalah rangkaian LCD 2x16 yang mempunyai 16 pin konektor, yang
didefinisikan sebagai berikut.
Display yang akan ditampilkan oleh LCD adalah perintah untuk memasukkan inputan melalui
keypad dan nilai input dari keypad yang telah diinputkan pada mikrokontroler. Selain itu juga
ditampilkan progres jarak yang ditempuh oleh perputaran motor sesuai dengan input yang
diberikan.

8. 6. Program Mikrokontroler
Program mikrokontroler yang digunakan bertujuan untuk memberikan input panjang bahan
yang harus digulung dan range kecepatan yang ingin digunakan. Dalam system ini menggunakan
software codevision untuk memprogram IC mikrokontroler ATMEGA 16 yang digunakan. Data range
kecepatan motor dan jarak putaran yang diinginkan diinputkan pada keypad utnuk memberikan
nilai variabel pada mikrokontroler. Ketika data telah diinputkan, maka mikrokontroler akan
mengirimkan sinyal kepada VSD untuk memutar motor dengan kecepatan yang diinputkan pada
keypad. Motor akan terus berputar hingga jarak putar yang telah diinputkan pada keypad tercapai.
Encoder akan memberikan sinyal pada mikrokontroler untuk mengetahui jarak putar motor AC 3
phasa yang telah tercapai. Ketika sinyal dari encoder telah sesuai dengan jarak putar yang
diinputkan pada keypad, maka mikrokontroler akan berhenti mengirimkan sinyal pada VSD.
Diagram blok dari program mikrokontroler ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

10. Pengujian Alat
Dari hasil pengujian alat yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut.
· Set range kecepatan (1)
Tegangan DAC terukur = 1,56 Volt
Kecepatan putar motor = 1180 rpm
Frekuensi output VSD = 7,5 Hz
Ketika dipakai untuk menggulung bahan dengan panjang 200cm, bahan tidak tergulung sempurna
tetapi masih tersisa sekitar 1 putaran motor untuk dapat tergulung sempurna.
· Set range kecepatan (2)
Tegangan DAC terukur = 3,15 Volt
Kecepatan putar motor = 2010 rpm
Frekuensi output VSD = 15,6 Hz
Ketika digunakan untuk menggulung bahan dengan panjang 200cm, bahan tergulung dengan
sempurna dan motor melakukan 1 putaran berlebih sebelum pada akhirnya berhenti.
· Set range kecepatan (3)
Tegangan DAC terukur = 4,75 Volt
Kecepatan putar motor = 2800 rpm
Frekuensi output VSD = 23,5 Hz
Ketika digunakan untuk menggulung bahan dengan panjang 200cm, bahan tergulung dengan
sempurna dan motor melakukan 2 putaran berlebih sebelum berhenti.

11. Kesimpulan
Dari hasil simulasi, pengamatan dan pengujian pada rancangan yang dibuat, dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Kecepatan putar motor AC 3 phasa dapat dikontrol dengan cara mengontrol
frekuensi tegangan AC 3 phasa yang digunakan untuk menggerakkan motor.
2. Frekuensi tegangan output dari VSD dapat dikontrol oleh mikrokontroler dengan
cara memberikan tegangan antara 0 volt hingga 5 volt pada pin analog input pada
VSD.
3. Posisi putar motor AC 3 phasa dapat dikontrol dengan cara mengatur waktu aktif
dari motor AC 3 phasa.