PERANCANGAN KOMPOR LISTRIK MENGGUNAKAN TEKNOLOGI INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
Oleh Amsal Victory Wicaksono NIM: 612009056
Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
Desember 2014
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini: NAMA
: Amsal Victory Wicaksono
NIM
: 612009056
JUDUL SKRIPSI
: Perancangan Kompor Listrik Menggunakan Teknologi Induksi Elektromagnetik
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, Desember 2014
Materai Rp, 6000,Tanda Amsal Victory Wicaksono Tangan
INTISARI
Kompor gas seringkali dapat menimbulkan kecelakaan saat digunakan. Mulai dari kebakaran hingga tabung gas yang meledak. Dibutuhkan kompor yang dapat meminimalisir kejadian-kejadian tersebut. Kompor listrik dapat dijadikan alternatifnya. Selain efek keamanan, kompor listrik juga menggunakan listrik sebagai sumber energinya, tidak seperti kompor gas yang menggunakan LPG (bahan bakar fosil). Di antara
beberapa
teknologi
yang ada,
kompor
listrik
menggunakan
induksi
elektromagnetik dapat dijadikan salah satu solusi permasalahan krisis energi. Hal ini disebabkan karena induksi elektromagnetik merupakan teknologi yang murah, mudah diaplikasikan, dan aman di gunakan. Kompor induksi ini akan bekerja menggunakan prinsip kerja induksi elektromagnetik dengan menggunakan kumparan sebagai pembangkit medan magnet yang nantinya akan digunakan untuk memasak. Listrik dengan frekuensi tinggi dialirkan ke kumparan induksi sehingga arus mengalir melalui kumparan tersebut. Arus bolakbalik ini membangkitkan garis-garis medan magnet. Medan magnet ini selalu berubah mengikuti perubahan arusnya. Medan magnet ini memotong/menembus tempat memasak yang terbuat dari logam sehingga akan timbul ggl induksi. Pengujian dilakukan dengan memasak 330mL air hingga mendidih dan hasilnya akan dibandingkan dengan kompor listrik biasa dan kompor gas. Pada hasil pengujian, kompor induksi dapat mendidihkan air dalam waktu 35 detik. Kompor gas membutuhkan waktu sekitar 1 menit 30 detik untuk mendidihkan air dengan volume yang sama, sedangkan kompor listrik biasa membutuhkan waktu sekitar 6 menit.
i
ABSTRACT
Gas stove, frequently can cause accidents during used. Starting from the fire to gas holder explosion. We need a stove that can minimize these accidents. Electric cooker can be used as an alternative. In addition to the effect of safety, electric cooker also uses electricity as an energy source, unlike a gas stove that uses LPG (fossil fuels). Among several existing technologies, electric cooker that use electromagnetic induction can be the solution to the problem of energy crisis. This is caused by electromagnetic induction is inexpensive technology, easy to apply, and safe in use. This induction cooker will work using the working principle of electromagnetic induction using a coil for generating a magnetic field that will be used for cooking. High frequency electricity supplied to induction coil so that currents flow through the coil. Thess AC currents generate the magnetic field lines. This magnetic field always change based on the change of the currents. The magnetic field cuts a metal cooking pot that will rise induced emf. The test was done by cooking 330 mL of water until boiling and the results was then compared with the electric cooker and gas stove. In the test results, induction cooker could boil water within 35 seconds. Gas stove took about 1 minute and 30 seconds to boil water with the same volume, while the electric cooker took about 6 minutes.
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang tidak pernah sekali-kali meninggalkan penulis selama menempuh pendidikan sampai sekarang sehingga penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan tugas akhir sebagai syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini : 1. Tuhan Yesus yang selalu membimbing dan memberikan jalan terbaik sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Papa Yogi Sasmoko dan mama Joeniati, orang tua yang selalu mendukung dan mendoakan penulis dalam segala hal. 3. Bapak Lukas B.S., M.Sc. dan Bapak Deddy Susilo, S.T., M.Eng selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan, dukungan, dan saran yang telah diberikan kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini. 4. Adikku G‟de Victory Wicaksono (FTEK 2011) yang selalu memberikan doa dan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan studinya. 5. Para sesepuh muntilan Veto, S.T., Hendry S.T., dan Yonas, S.T. yang selalu menemani dan berjuang bersama di saat bahagia dan sedih, disaat berjaya dan terpuruk, serta disaat nakal. 6. Teman-teman FTEK 2009 yang selalu memberikan kebahagian dan pengalaman yang berharga. 7. Teman seperjuangan di Lab Skripsi yang sudah saya repotkan karena sering membuat listrik mati. 8. Mas Trisno (FTJE 2002) sang maestro acrylic, Mas Ade (FTJE 2003) sang pemberi inspirasi skripsi, dan Mas Wani (FTJE 2004) sang guru besar. 9. Jendral kos Kalipengging 17 ibu Yusak, beserta jajarannya seperti pak puy, muh, inspektur, octhrow, semog, ayong, pur, boim, wam, koh yo, dan mbakmbak kos yang datang silih berganti. 10. Teman-teman yang menemani saat futsal, dota, badminton, naik gunung, maupun saat „pusing‟. 11. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis selama belajar di FTEK UKSW. 12. Teman-teman di muntilan, jogja, dan salatiga yang saling mengingatkan agar segera menyelesaikan kuliah. iii
13. Larry Page dan Sergey Brin yang telah mendirikan Google sehingga penulis dapat memperoleh berbagai informasi. 14. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga, Desember 2014
Penulis
iv
DAFTAR ISI INTISARI .......................................................................................................................i ABSTRACT.................................................................................................................. ii KATA PENGANTAR ................................................................................................. iii DAFTAR ISI.................................................................................................................. v DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. vii DAFTAR TABEL...................................................................................................... viii BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang ................................................................................................ 1 1.2. Spesifikasi Sistem ........................................................................................... 2 Sistematika Penulisan ..................................................................................... 2 1.3. BAB II PRINSIP DASAR SISTEM .............................................................................. 4 2.1.
Blok Diagram Sistem...................................................................................... 4
2.2.
Cara Kerja Sistem ........................................................................................... 5
2.3.
Gambaran Alat ................................................................................................ 6
BAB III PERANCANGAN SISTEM ............................................................................ 8 3.1.
Perangkat Keras Sistem .................................................................................. 8
3.1.1.
Modul Sumber .......................................................................................... 8
3.1.2.
Modul Mikrokontroler .............................................................................. 8
3.1.3.
Modul Pemanas......................................................................................... 9
3.1.4.
Modul Sensor Suhu................................................................................. 12
3.1.5.
Modul Pilihan Menu ............................................................................... 15
3.2.
Perangkat Lunak Sistem ............................................................................... 16
3.2.1.
PWM ....................................................................................................... 16
3.2.2.
Pilihan Menu ........................................................................................... 17
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .................................................................... 19 4.1.
Modul Sumber .............................................................................................. 19
4.2.
Modul Mikrokontroler .................................................................................. 19
4.3.
Modul Pemanas............................................................................................. 20
4.4
Modul Sensor Suhu....................................................................................... 22
4.5.
Modul Pilihan Menu ..................................................................................... 23
4.6.
Pengujian Kompor Induksi ........................................................................... 25 v
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 29 5.1.
Kesimpulan ................................................................................................... 29
5.2.
Saran Pengembangan .................................................................................... 29
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 30
vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Blok Diagram Sistem ................................................................................ 4 Gambar 2.2. Gambaran Alat .......................................................................................... 7 Gambar 3.1. Modul Sumber .......................................................................................... 8 Gambar 3.2. Modul Mikrokontroler .............................................................................. 9 Gambar 3.3. Modul Pemanas ....................................................................................... 10 Gambar 3.4. Flat Spiral Coil ....................................................................................... 11 Gambar 3.5. Skematik TLP250 ................................................................................... 12 Gambar 3.6. Thermocouple type-K .............................................................................. 13 Gambar 3.7. Rangkaian MAX6675 ............................................................................. 13 Gambar 3.8. Skematik rangkaian Thermocouple, MAX6675, dan koneksi ke Mikrokontroler ........................................................................................................ 14 Gambar 3.9. Switch Push Button ................................................................................. 15 Gambar 3.10. Diagram Alir Pilihan Menu .................................................................. 18 Gambar 4.1. Sinyal PWM pada pin PD.5 Mikrokontroler .......................................... 19 Gambar 4.2. Sinyal Keluaran TLP250......................................................................... 20 Gambar 4.3. Sinyal pada pin Kolektor IGBT .............................................................. 21 Gambar 4.4. Sinyal pada pin Gate dan Kolektor IGBT (Dua Kanal) .......................... 21 Gambar 4.5. Thermocouple pada Suhu Normal .......................................................... 22 Gambar 4.6. Thermocouple pada Suhu Tinggi ............................................................ 22 Gambar 4.7. Tampilan Awal LCD............................................................................... 23 Gambar 4.8. Sinyal PWM Mode Slow......................................................................... 23 Gambar 4.9. Sinyal PWM Mode Normal .................................................................... 24 Gambar 4.10. Sinyal PWM Mode Fast ....................................................................... 24
vii
DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Pengujian Kompor Induksi ......................................................................... 25 Tabel 4.2. Pengujian Kompor Listrik dan Kompor Gas .............................................. 27
viii
