Heru Indrianto 4107 204 004 Dosen Pembimbing : Ir. Sardono...
31
STUDI PERANCANGAN PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC DENGAN PERSONAL COMPUTER BERBASIS MIKROKONTROLLER PADA PEMODELAN SISTEM PROPULSI LISTRIK Heru Indrianto 4107 204 004 Dosen Pembimbing : Ir. Sardono Sarwito, M.Sc Dr. Lahar Baliwangi, S.T, M.Eng
Transcript of Heru Indrianto 4107 204 004 Dosen Pembimbing : Ir. Sardono...
STUDI PERANCANGAN PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC DENGAN PERSONAL COMPUTER BERBASIS
MIKROKONTROLLER PADA PEMODELAN SISTEM PROPULSI LISTRIK
Heru Indrianto4107 204 004
Dosen Pembimbing :Ir. Sardono Sarwito, M.ScDr. Lahar Baliwangi, S.T, M.Eng
Latar Belakang
• Ketergantungan yang tinggi terhadap bahan bakar fosil
• Bahan bakar fosil yang semakin terbatas dan mahal
• Perlunya sumber energi alternatif yang lain
• Penggunaan Motor DC sebagai alternatif pengerak utama kapal
Rumusan Masalah
Bagaimana Mendisain System Pemodelan Propulsi ListrikDengan Tahapan :- Menentukan Motor Listrik yang sesuai- Menentukan pembangkit / sumber tenagaBagaimana Mempertahankan putaran motor yang setabil saatmendapatkan beban yang berubah-ubah, atau menginginkan putaranmotor sesuai dengan kecepatan yang sesuai dengan kebutuhanDengan Tahapan :- Menentukan Jenis Pengontrolan kecepatan yang sesuai
Pengontrolan terhadap kecepatan motor arus searah (DC) dapatdilakukan dengan pulse width modulation (PWM) berbasismikrokontroller dengan menggunakan PC sebagai inputan awaluntuk pengaturan kecepatanMenganalisa speed dan power motor arus searah pada saatberbeban dan tidak berbebanSimulasi alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah motor arus searah
Batasan Masalah
Membuat simulasi alat pengaturan kecepatan motor arus searah(DC) dengan metode pwm berbasis microcontroller dengan PC pada pemodelan sistem propulsi listrikMendapatkan Karakter operasional peralatan tersebut padapenerapan simulasi pemodelan sistem propulsi listrikMendapatkan karakter operasional Motor DC baik Power danspeed pada penerapan pemodelan diesel elektrik.Sebagai bahan pertimbangan dalam pemilihan mesin penggerakutama.
Tujuan & Manfaat Penelitian
Evaluation Board V-37Microcontroller
AT 89C52Opto
IsolationDriver Motor
DC
Sensor Interrupter
LCD
Setting PointSERIAL PC
RS232Beban
Diagram Blok Pengaturan Kecepatan Motor DC dengan PC berbasis Mikrokontroller
Sistem Pembebanan dengan Sistem Perporosan dan Propeller tiga blade
ALUR PERCOBAAN KONDISI BEBAN NOL
LCD1INDIKATOR
SPEED
DC POWERSUPPLY
UNITMIKRO
KONTROLLER
V1 V2
I1 I2
MOTOR DC
LCD2TACHOMETER
Tabel Perhitungan Beban Nol
PUTARAN KANAN (FORWARD)
Daya InputPin = Vt * ILDimana :Vt = V2 danIL = Ia = I2
Daya Pada Kumparan JangkarPa = Ia2 * Ra Ra= 5Ω terukur
Losses pada besi dan mekanis ( P(b+m))Pin = Pout + Σ lossesPin = 0 + ( Pa + P(b+m))P(b+m) = Pin – Pa
Eff DriverηDriver =(Pin / Ps ) * 100%
Losses Driver (Σ Driver)Σ Driver = Ps – Pin dimana: Ps = V1 * I1
PUTARAN KIRI (REVERSE)
Tabel Perhitungan Beban Nol
ALUR PERCOBAAN KONDISI BERBEBAN
DC POWERSUPPLY
UNITMIKRO
KONTROLLER
V1 V2
I1 I2
MOTOR DC
LCD2TACHOMETER
LCD1INDIKATOR
SPEED
PROPELLER
PUTARAN KANAN (FORWARD)
Daya InputPin = Vt * ILDimana : Vt = V2 dan IL = Ia = I2
Daya Pada Kumparan JangkarPa = Ia2 * Ra Ra= 5Ω terukur
Losses pada MotorΣ Losses = Pa + Loses tetap
Pout = Pin – Σ losses
Losses Driver (Σ Driver)Σ Driver = Ps – Pin dimana: Ps = V1 * I1
Eff DriverηDriver =(Pin / Ps ) * 100%
Eff Motorη motor =(Pout / Pin ) * 100%
TorsiT = Ea * Ia / 2π * n, dimanaEa = Vt – Ia * RaN = RPS
Tabel Perhitungan Berbeban
PUTARAN KIRI (REVERSE)
Tabel Perhitungan Berbeban
Grafik Kondisi Beban Nol
Daya Input vs RPM
Daya Input Putaran Kanan vs RPM
0
2
4
6
8
10
12
0 200 400 600 800 1000 1200RPM
Pin
Grafik Kondisi Beban Nol
Daya Input vs RPM
Daya Input Putaran Kiri vs RPM
0
2
4
6
8
10
12
0 200 400 600 800 1000 1200RPM
Pin
Grafik Kondisi Berbeban
Daya Input vs RPM
Daya Input Putaran Kanan vs RPM
0
5
10
15
20
25
30
35
0 200 400 600 800 1000 RPM
Pin
Grafik Kondisi Berbeban
Daya Input vs RPM
Daya Input Putaran Kiri vs RPM
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 200 400 600 800 1000RPM
Pin
Grafik Kondisi Berbeban
Daya Output vs RPM
Daya Output Putaran Kanan vs RPM
0123456789
10
0 200 400 600 800 1000RPM
Pout
Grafik Kondisi Berbeban
Daya Output vs RPM
Daya Output Putaran Kiri vs RPM
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 200 400 600 800 1000RPM
Pout
Torsi vs RPM
Grafik Kondisi Berbeban
Torsi vs RPM Putaran Kanan
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 RPM
T
Torsi vs RPM
Grafik Kondisi Berbeban
Torsi vs RPM Putaran Kiri
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 RPM
T
Torsi vs Daya Output Putaran Kanan
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 2 4 6 8 10Pout
T
Torsi vs Daya Output
Grafik Kondisi Berbeban
Torsi vs Daya Output Putaran Kiri
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0 5 10 15 Pout
T
Torsi vs Daya Output
Grafik Kondisi Berbeban
Effisiensi vs Daya Output Putaran Kanan
05
10152025303540
0 2 4 6 8 10 Pout
Eff
Effisiensi vs Daya Output
Grafik Kondisi Berbeban
Effisiensi vs Daya Output Putaran Kiri
0
10
20
30
40
50
0 5 10 15Pout
Eff
Effisiensi vs Daya Output
Grafik Kondisi Berbeban
Effisiensi vs RPM Putaran Kanan
05
101520253035
0 200 400 600 800 1000RPM
Eff
Effisiensi vs RPM
Grafik Kondisi Berbeban
Effisiensi vs RPM Putaran Kiri
0
10
20
30
40
50
0 200 400 600 800 1000RPM
Eff
Effisiensi vs RPM
Grafik Kondisi Berbeban
TorsiNm0.03 50.000.04 57.140.06 64.290.08 71.430.09 78.570.13 85.710.14 92.860.21 100.00
% rpm
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100 120
% RPM
% P
OW
ER
Grafik Kondisi Berbeban
Grafik Prosentase Daya dengan Prosentase RPM
PUTARAN KANAN
42.86 0.7657.14 2.3364.29 4.1271.43 12.5578.57 28.7885.71 41.5292.86 84.06
100.00 100.00
% rpm % Pout Daya Input Putaran Kiri vs RPM
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 200 400 600 800 1000RPM
Pin
Grafik Kondisi Berbeban
Grafik Prosentase Daya dengan Prosentase RPM
PUTARAN KIRI
Dari hasil yang sudah dilakukan maka dapat disimpulkan:1.Effisiensi dari kemampuan Driver berbasis mikrokontroller pada kondisi
berbeban pada kecepatan maksimal putaran kanan adalah 84.03 % danputaran kiri 83,29 % sehingga terjadi perbedaan sekitar 0,74 %, inisebabkan oleh kondisi beban pada masing-masing putaran. Effisiensiterbaik diperoleh pada putaran kanan
2.Pada kondisi berbeban putaran kanan kemampuan speed hanya mampuberputar pada 840 rpm dan daya 9 watt ini disebabkan oleh bebanpropeller, dan pada kondisi berbeban putaran kiri kemapuan speed hanyamampu berputar pada 840 rpm dengan daya 13,36 watt
3.Dari penunjukan grafik effisiensi vs daya output yang baik di peroleh padaputaran kanan adalah 840 rpm dengan daya output 9 watt dan efisiensi30 %. Dan pada putaran kiri adalah 840 rpm dengan daya output 13,36 dan efisiensi 39,86 %
4.Torsi yang terbaik pada putaran kanan adalah 0,21 Nm pada kondisispeed 840 Rpm dan pada putaran kiri adalah 0,25 pada kondisispeed 840 Rpm, dari dua nilai tersebut yang paling cocok digunakanadalah putaran kiri karena diperoleh variasi kecepatan yang lebih tinggi
Kesimpulan
MOHON SARAN DAN MASUKAN
