POLITEKNOSAINS VOL. XI NO. 2
September 2012
ALAT PENGHITUNG KECEPATAN MOTOR DENGAN SISTEM DIGITAL Aris Teguh Rahayu 1), Suharjanto 2) Teknik Elektro Akademi Teknik Warga Surakarta
ABSTRACT In the production process requires an instrument to record the production of products (goods), the process of recording the rate of product items must be systematic, so that the error rate can be minimized recorder products, as well as the optimization of time re-checking can be increased. The rate of products directly related to the rotation of the motor is higher, so it takes a digital calculations. Tools to translate the digital computation round is Digital Counter. Digital Counter can not work without the help of sensor position, objects, colors. Components can censor position sensor, object, color is the result Optocoupler.Pada Testing Revolution Per Minute (RPM) RPM DC motors produced 30/detik with Digital Counter 030 display results Keywords:
Rotation
per
I.
minute,
Pendahuluan Perkembangan Teknologi dan informasi yang begitu pesat dalam segala bidang Baik dalam bidang pertanian, peternakan, kesehatan, industri dan lainnya, sehingga dengan perkembangan tersebut secara tidak langsung juga membawa tingkat kesejahteraan manusia juga mengalami peningkatan, misal kemajuan dalam bidang pertanian membuat kecukupan pangan meningkat, dalam bidang peternakan kecukupan akan sumber gizi Alat Penghitung kecepatan …
Digital
Counter,
Optocoupler
hewani menjadi baik, kemajuan dalam bidang industri tingkat produksi menjadi meningkat. Dalam proses produksi memerlukan instrument untuk mencatat hasil produksi produk (barang), proses pencatat laju produk barang harus secara sistematis, sehingga tingkat kesalahan pencatat produk dapat diminimalkan, sehingga optimasi waktu pengecekan ulang dapat meningkat. Untuk mengimbangi kecepatan produksi maka alat 12
POLITEKNOSAINS VOL. XI NO. 2
pencatat secara digital (Digital Counter) sangat diperlukan, sehingga ketepatan penghitungan juga dapat tercapai serta optimasi waktu produksi dapat meningkat. Pencatatan secara digital dapat digunakan secara langsung untuk mengetahui jumlah hasil produksi dalam permenit. Putaran motor permenit (RPM) dapat langsung diketahui dengan Digital counter. Tujuan dari penelitian ini untuk memaksimalkan penggunaan Digital counter untuk menghitung jumlah produksi dalam permenit.Manfaat yang diperoleh adalah diharapkan dengan menggunakan Digital Counter kecepatan perhitungan dalam permenit dapat tercapai baik. II. A.
Bahan dan Metode Bahan dan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: - Digital Counter - Osiloskop - Function Generator - Kabel jepit buaya - Digital Trainer
Alat Penghitung kecepatan …
September 2012
B. Kajian Pustaka Fauziyah (2011) dalam penelitiannya bahwa untuk membaca data kecepatan motor dc diperlukan komponen sensor optocoupler. Optocoupler mempunyai 2 bagian yaitu bagian transmitter (pemancar) yang berisi infra led dan bagian Receiver (penerima) foto transistor. Optocoupler pada saat tidak ada benda atau piringan motor yang berlubang melewati sisi celah antara pemancar dan penerima maka optocoupler akan membuat keluaran (data) menjadi 0 V (logika 0) sedangkan pada saat ada benda atau piringan motor yang melewati sisi celah antara pemancar dan penerima akan mengeluarkan data 5V (logika 1) sehingga dari data 0 dan 1 akan masuk ke masukkan counter.
13
POLITEKNOSAINS VOL. XI NO. 2
C a r a k e r j a Gambar 1. Rangkaian sensor kecepatan motor Digital Counter adalah ketika motor DC berputar piringan yang diletakkan pada puli motor yang telah dilubangi akan membuat kondisi cahaya dari infra led akan memancarkan cahaya sehingga membuat kondisi foto transistor menjadi saturasi (logika 0) dan pada saat piringan berputar dan cahaya foto transistor
Alat Penghitung kecepatan …
September 2012
terhalang piringan motor yang tak berlubang menyebabkan foto transistor akan menjadi kondisi cutt off (logika 1) sedangkan time base (setting waktu). Sehingga comparator (pembanding) yaitu gerbang AND akan dihitung oleh IC Counter selama Ton pada time base. Ketika Time base menuju logika 0 maka pulsa Latch (pengunci) akan muncul dan mengaktifkan IC latch (IC 7475), sehingga data akan terkunci dan counter berhenti. Begitu Pulsa Latch (pengunci) hilang akan disusul pulsa reset dan mereset (mengembalikan kekeadaan semula) untuk counter, Hal ini akan berulang-ulang secara kontinyu.
14
POLITEKNOSAINS VOL. XI NO. 2
Putaran motor DC
September 2012
SENSOR OPTOCOUPLER
AND
COUNTER
LATCH
DISPLAY SEVEN SEGMENT
RESET TIME BASE
LATCH
Gambar 2. Blok Diagram Digital Counter Perhitungan Time base (setting waktu) Ton = 0,693 (RA + RB) C Dimana : Ton = Periode waktu tebing positif RA = Tahanan A RB = Tahanan B C = Kapasitor
Alat Penghitung kecepatan …
15
POLITEKNOSAINS VOL. XI NO. 2
B.
September 2012
Metode Penelitian
Ide
Studi lapangan
Studi Pustaka
Konsep
Riset Alat
Pembuatan Alat
Pemasangan alat
Tidak Pengujian alat
Ya
Pengambilan data
Tidak Analisis
Ya Hasil
Gambar 3. Flow Chart penelitian
Alat Penghitung kecepatan …
16
POLITEKNOSAINS VOL. XI NO. 2
III.
September 2012
menggunakan Sensor Hasil dan Pembahasan Optocoupler dengan Setelah dilakukan tegangan masukkan 5 V pengujian mulai dari sensor dihasilkan data pengujian kecepatan motor sebagai berikut: DC/permenit (Rpm) dengan tegangan 12 V dengan A. Hasil Hasil pengujian sensor kecepatan motor DC
Sensor Optocoupler
Tegangan keluaran Bentuk optocoupler keluaran optocoupler 4,7 Volt
pulsa
1. Terhalangi putaran piringan motor dc 2. Tidak terhalangi 0 Volt putaran piringan motor dc Dari hasil pengukuran tegangan keluaran optocoupler dapat dianalisa bahwa pada saat celah optocoupler terkena halangan benda atau piringan putaran motor dc maka Tegangan keluaran optocoupler sebesar 4,7 Volt karena optocoupler dalam keadaan Cut off dengan bentuk pulsa kotak pada kondisi T on (1 v), serta pada saat tidak terhalang putaran piringan motor dc maka keluaran tegangan menjadi 0 V dan berbentuk kotak dengan bentuk pulsa Toff.
Capasitor (C) = 47 mikro farad, time base mampu menghasilkan pulsa dengan Ton = 1 detik dan Toff = 28 ms dan menghasilkan putaran motor perdetik 40 kali, sehingga penunjukkan digital counter 040, sedangkan kalau dalam 1 menit menghasilkan putaran 240 kali dengan penunjukkan digital counter 240 seperti pada gambar dibawah ini.
Hasil Pengujian Kecepatan motor dc dengan sensor optocoupler dan Digital counter Pada saat rangkaian time base dengan nilai komponen RA= 30 Kohm dan RB = 820 Kohm dan Alat Penghitung kecepatan …
17
POLITEKNOSAINS VOL. XI NO. 2
September 2012
Gambar 4. Hasil pengukuran kecepatan motor dc dengan digital Counter Pembahasan Hasil pengujian penghitungan kecepatan motor DC yang telah dilakukan dimana sensor optocoupler yang berfungsi sebagai sensor untuk mengetahui jumlah putaran motor dalam tiap detik dapat bekerja dengan baik, pada saat sensor optocoupler yang berbentuk celah/sela mempunyai 2 bagian transmitter (pemancar) yang berfungsi memancarkan sinar inframerah untuk mendeteksi adanya suatu benda pada celah atau sela optocoupler yang menghalangi perjalanan sinar inframerah menuju ke bagian receiver (penerima), sedangkan bagian receiver atau penerima berisi komponen fototransistor yang mana transistor akan berada pada keadaan saturasi Alat Penghitung kecepatan …
kalau ada bias sinar inframerah yang mengenainya sehingga keluaran dari receiver optocoupler akan 0(nol), sedangkan apabila pada celah/sela optocoupler ada suatu halangan benda warna gelap akibatnya perjalanan sinar infra merah menuju ke receiver (penerima) akan terhalangi akibatnya keluaran penerima optocoupler akan berlogika 1 (high), karena fototransistor pada receiver pada kondisi cuttoff. Optocoupler berbentuk celah/sela yang mempunyai karakter seperti diatas kita gunakan untuk mendeteksi putaran motor DC dimana halangan pada celah optocoupler berasal dari piringan motor dc yang berputar pada sela optocoupler, sehingga pada saat
18
POLITEKNOSAINS VOL. XI NO. 2
tidak adanya suatu halangan maka sinar infra merah akan menyinari receiver optocoupler yang berisi fototransistor sehingga foto transistor akan berada pada keadaan saturasi sehigga keluaran optocoupler akan berlogika 0 sehingga output ini akan diolah dalam gerbang and yang berfungsi sebagai pembanding yang akan dibandingkan dengan time base yang berfungsi sebagai frekwensi acuan bagi meter digital dan pada saat frekwensi time base (ftb) berada pada posisi high ( 1) maka gerbang and akan menjadi IV. mengenable dan outputnya akan mengeluarkan pulsa-pulsa clock yang diperoleh putaran motor yang diukur ). Pulsa clock ini membuat pencacah/counter menghitung/mencacah jumlah clock yang masuk. Sebelum ic counter menghitung pada saat lembing pulsa positif . Rangkaian latch reset yang berfungsi mengaktifkan reset pada ic counter yang akan mereset counter, agar V. pada saat mencacah selalu mulai dari 00000000 sehingga data yang ditampilkan pada display mulai dari 0. Pada saat celah optocoupler terkena suatu halangan yang berasal dari piringan putaran motor dc maka sinar yang akan masuk kedalam receiver (penerima) yang berisi fototransistor akan terhalangi sehingga fototransistor menjadi keadaan cutt off akibatnya keluaran optocoupler akan berlogika 1 (high) sehingga keluaran akan masuk ke gerbang and yang mana keluaran Alat Penghitung kecepatan …
September 2012
time base yang masuk ke gerbang and berlogika 1 (high) maka keluaran gerbang and sebagai pembanding akan berlogika 1 dan membuat counter akan mencacah dan menghasilkan data keluaran sesuai dengan banyaknya putaran motor dan akan ditampilkan pada display, pada saat motor berhenti maka putaran hasil motor yang terakhir adalah jumlah akhir dari putaran motordc. Pembacaan untuk kecepatan motor dc secara digital dari 1800,1500, 240 permenit. Kesimpulan Dalam penghitungan atau pendeteksi barang yang bergerak sensor optocoupler menjadi sensor yang memberikan hasil perhitungan yang optimal saat data diumpankan ke digital counter sehingga hasil pembacaan secara desimal bisa dimunculkan di dalam display digital counter sehingga memudahkan dalam pembacaan. Daftar Pustaka Fauziyah, 2011, Pengendalian motor DC menggunakan PID, Universitas Airlangga Nugroho, A.2002, Digital motor speed counter, Akademi Teknologi Warga Surakarta. Kf. Ibrahim. 1996, Teknik Digital, Andi Offset Yogyakarta RL, Tukheim.1995, Elektronika Digital Edisi Pertama Erlangga, Jakarta
19
