TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
DOI
: 10.
34010/telekontran.
TELEKONTRAN,
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
p-ISSN : 2303 Ae 2901 e-ISSN : 2654 Ae 7384 Prototipe Sistem Monitoring Gangguan Motor Tiga Fasa Berbasis Internet of Things Prototype of a Three-Phase Motor Fault Monitoring System Based on IoT Emanuel Purwadi Wicaksono.
Subuh Isnur Haryudo* Universitas Negeri Surabaya.
Jl.
Lidah Wetan.
Lidah Wetan.
Kec.
Lakarsantri.
Surabaya.
Jawa Timur 60213 Email* : subuhisnur@unesa.
Abstrak Ae Dalam dunia industri, motor tiga fasa banyak dipakai karena mempunyai konstruksi yang sederhana, perawatannya mudah, putarannya konstan, murah, kehandalan tinggi dan punya faktor daya yang Namun, pada saat pengoperasian motor tiga fasa sering terjadi gangguan seperti ketidakseimbangan tegangan, ketidakseimbangan arus, beban berlebih, bahkan overheat.
Penelitian ini dilakukan agar menghasilkan sebuah sistem monitoring gangguan motor tiga fasa yang dapat mudah diakses melalui web dan memiliki nilai akurasi yang baik.
Metode penelitian menggunakan metode ADDIE (Analysis.
Design.
Development, and Evaluatio.
dengan pendekatan bersifat kuantitatif.
Hasil rata- rata pengukuran motor menggunakan sensor PZEM004T mendapatkan nilai tegangan tanpa beban sebesar 220V Ae 223V dengan error 1,04% - 1,95%, nilai tegangan fasa tunggal sebesar 217V Ae 224,4V dengan error sebesar 1,14% - 2,5%, nilai rata Ae rata arus sebesar 2A Ae 4,2A dengan error sebesar 0% - 16,6%, nilai daya aktif sebesar 144,6W Ae 790,4W.
Hasil pengukuran suhu motor menggunakan sensor LM35 sebesar 38AC - 50AC dengan nilai error sebesar 1,06% - 2,5%.
Hasil pengukuran RPM (Revolution per Minut.
menggunakan sensor optocoupler sebesar 1027 Ae 2375 dengan nilai error sebesar 0,26% - 58,71%.
Web yang digunakan dapat digunakan dengan baik yang dapat diakses dengan alamat web dan dapat menampilkan hasil pengukuran oleh sensor dengan jelas.
Akurasi yang dihasilkan dari sensor PZEM004T cukup baik, pada sensor LM35 juga cukup baik, namun sensor optocoupler memiliki akurasi yang buruk dan tidak cocok untuk mengukur RPM motor tiga fasa.
Kata kunci : Monitoring gangguan.
ADDIE, ketidakseimbangan fasa.
Abstract - In industrial world, three-phase motors are widely used because they have simple construction, easy maintenance, constant rotation, cheap, high reliability and have a high power factor.
However, when operating a three-phase motor, disturbances often occur such as voltage imbalance, current imbalance, excessive load, and even overheat.
This research was conducted to produce a three-phase motor disturbance monitoring system that can be easily accessed via the web and has good accuracy values.
The research method uses the ADDIE (Analysis.
Design.
Development, and Evaluatio.
method with a quantitative approach.
The average results of motor measurements using the PZEM004T sensor obtained a no-load voltage value of 220V Ae 223V with an error of 1.
04% - 1.
95%, a single phase voltage value of 217V Ae 224.
4V with an error of 1.
- 2, 5%, average current value of 2A Ae 4.
2A with error of 0% - 16.
6%, active power value of 144.
6W Ae 790.
The results of motor temperature measurements using the LM35 sensor were 38 AC - 50 AC with an error value 06% - 2.
The RPM (Revolution per minut.
measurement results using an optocoupler sensor were 1027 Ae 2375 with an error value of 0.
26% - 58.
The website used can be used properly, which can be accessed with a web address and can display measurement results by sensors clearly.
The accuracy resulting from the PZEM004T sensor is quite good, the LM35 sensor is also quite good, but the optocoupler sensor has poor accuracy and is not suitable for measuring three-phase motor RPM.
Keywords : Disturbances monitoring.
ADDIE.
Phase imbalance.
TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
PENDAHULUAN
Jenis motor induksi yang sering dipakai dalam industri yaitu motor tiga fasa .
Motor tiga fasa biasanya digunakan di berbagai aplikasi industri, contohnya sebagai mesin penggerak, sistem pengaturan suhu, sistem penyemprotan, sistem pemompaan, dan masih banyak lagi penerapannya .
Menurut .
, .
pertimbangan untuk mengunakan motor induksi tiga fasa karena memiliki konstruksi yang sederhana yang mudah perawatannya, putaran yang relatif konstan dengan perubahan beban, biaya yang murah, kehandalan yang tinggi, dan memiliki faktor daya yang baik.
Akan tetapi.
Pada pengoprasian motor tiga fasa ketidakseimbangan fasa, tegangan berlebih, overload, dan overheat .
, .
Suplai tegangan yang kurang akan menyebabkan kenaikan arus motor .
Tegangan lebih akan menyebabkan tegangan tembus isolasi dan arus lebih akan menyebabkan lilitan pada motor akan panas.
Temperatur sangat mempengaruhi umur motor, jika motor terus mengakibatkan kerusakan pada belitan motor.
Akibat dari panas tinggi yang berlangsung lama menyebabkan umur motor menjadi pendek karena isolasi pada kumparan rusak, putaran dan torsi pada motor juga akan turun, sehingga bisa berdampak kerusakan pada motor .
Selain itu, semakin cepat putaran dari motor tiga fasa akan menyebabkan tegangan dan arus semakin besar tersebut .
Menurut .
, .
monitoring pada tegangan dan arus motor tiga fasa perlu dilakukan agar kinerja motor dalam keadaan baik dan saat ada gangguan dapat dideteksi sedini mungkin.
Monitoring tegangan dan arus motor tiga fasa biasanya masih dilakukan secara manual.
Menurut .
pengukuran manual mengunakan alat ukur langsung dinilai kurang fleksibel.
Engineer mendatangi motor tiga fasa dan membawa alat ukur untuk mengukur tegangan dan arus motor tiga fasa tersebut.
Pekerjaan ini memiliki resiko human error dan tidak efektif.
Penelitian mengenai ketidakseimbangan fasa dan gangguan lainnya pada motor tiga fasa sudah banyak dilakukan.
Contohnya pada penilitian yang .
ketidakseimbangan tegangan dan kenaikan suhu pada motor induksi tiga fasa saat terjadi gangguan single-phasing dalam kondisi tanpa beban dan berbeban.
Namun pada penilitian tersebut hanya menganalisis gangguan motor tiga fasa yang disebabkan oleh ketidakseimbangan tegangan dan suhu.
Oleh sebab itu, penelitian ini akan mengebangkan penelitian sebelumnya dengan menganalisis gangguan pada motor tiga fasa yang disebabkan oleh tegangan, arus, daya, suhu, dan RPM.
Penelitian lainnya mengenai ketidakseimbangan fasa yang dilakukan .
menganalisis sebuah mesin induksi flock feeder yang mengalami gangguan overload.
Penelitian tersebut dilakukan untuk mengetahui pengaruh hubungan ketidakseimbangan tegangan terhadap kinerja motor listrik, naiknya arus, naiknya temperatur, turunnya torsi dan daya yang terpakai.
Pada penelitian yang akan dilakukan kali ini akan menganalisis gangguan motor tiga fasa bedasarkan hasil pengukuran sensor tegangan, arus, dan daya terhadap suhu dan RPM.
Berbeda dari penelitian sebelumnya, semua pengukuran akan dilakukan oleh mikrokontroler dan dapat dimonitor melalui Penelitian tentang sistem monitoring motor tiga fasa sudah banyak diangkat.
Contohnya dalam penelitian .
yang berjudul AuMonitoring Suhu.
Vibrasi dan Arus Motor Induksi 3 FasaAy.
Penelitian tersebut menggunakan sensor MLX90614 sebagai sensor suhu, sensor piezoelektrik sebagai sensor vibrasi dan sensor PZEM 004T sebagai sensor arus dan tegangan.
Wemos D1 Mini berfungsi sebagai modul wifi dan aplikasi thingspeak yang berfungsi sebagai media tampilan web yang menampilkan parameter yang Penelitian ini mengembangkan penilitian sebelumnya yang menggunakan sistem monitoring berbasis IoT (Internet of Thing.
Namun akan memonitoring pengukuran yang lebih kompleks dan dimonitoring melalui web.
Selain itu ada juga penelitian yang dilakukan oleh .
yang membuat sistem monitoring motor tiga fasa.
Sistem monitoring terdiri dari sensor PZEM-004T sebagai sensor arus, tegangan, dan daya.
Wemos D1 Mini dan LCD.
RTC DS1307 untuk sinkronisasi waktu pada LCD.
Sensor PZEM-004T tegangan, dan daya pada motor listrik.
Selanjutnya Wemos D1 mini mengolah data hasil pembacaan tersebut serta mengirim dan dan menampilkan data tersebut pada layar LCD.
Penilitian sebelumnya tidak menerapkan IoT dalam menyajikan hasil pengukuran PZEM-004T yang mengukur tegangan, arus, dan daya.
Sehingga pada penelitian ini akan menggunakan web untuk menampilkan hasil pengukuran dan monitoring secara real-time.
Bedasarkan latar belakang dan referensi dari penelitian yang telah dilakukan, penelitian ini bertujuan untuk mebuat sebuah prototipe sistem monitoring motor tiga fasa yang dapat diakses via web secara real-time.
Berbeda dari penelitian TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
lainnya yang telah dilakukan, sistem monitoring ini akan menggunakan ESP32 sebagai mikrokontroler utama dan modul wifi untuk IoT, sensor PZEM004T untuk mengukur arus, tegangan, dan daya pada tiap fasa, sensor LM35 untuk mengukur suhu pada badan motor, dan sensor optocoupler akan mengukur RPM dari putaran poros dari encoder.
Dengan penelitian ini diharapkan menghasilkan sistem monitoring gangguan motor tiga fasa yang dapat diakses dengan mudah serta memiliki tingkat akurasi yang baik.
II.
METODOLOGI
Instrumen Pengumpulan Data Instrumen yang digunakan dalam pengumpulan data pada penelitian ini yaitu:
Data spesifikasi motor tiga fasa yang .
Data spesifikasi dan library dari komponen mikrokontrol yang digunakan.
Alat ukur terkalibasi sebagai pembanding hasil pengukuran.
Rancangan Penelitian Rangan penilitian ini mengunakan tahap-tahan dalam metode ADDIE yang dijabarkan dalam diagram alir pada Gambar 1 dibawah ini.
Pendekatan Penelitian Pada penelitian ini menggunakan metode ADDIE dengan pendekatan yang bersifat Pendekatan penelitian ini dilakukan dengan pengumpulan referensi dari suatu fenomena dan mengkaji teori bedasarkan masalah yang ada sehingga dapat dihasilkan suatu produk atau inovasi bedasarkan dari hasil analisis kebutuhan kebutuhan dan target audiens, merancang produk atau inovasi yang sesuai, mengembangkan produk atau inovasi dengan prinsip-prinsip mengimplementasikan produk atau inovasi, dan melakukan evaluasi untuk mengetahui keefektivan dan efesiensi produk atau inovasi tersebut.
Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya dan dilaksanakan pada semester genap tahun ajaran 2023.
Teknik Pengumpulan Data Teknik pengumpulan data adalah cara yang digunakan untuk mengupulkan informasi atau data didalam penelitian.
Dalam penelitian ini menggunakan teknik pengumpulan data yaitu:
Studi Literatur, studi litelatur dilakukan sebagai pengumpulan referensi dari buku atau jurnal yang berhubungan dengan sistem monitoring motor tiga fasa, sehingga dari hasil studi literatur didapatkan rumusah masalah dan penyelesaiannya.
Observasi, observasi dilakukan dengan pengamatan dan perencanaan yang sistematik pada motor tiga fasa dan sistem monitoring.
Dokumentasi, dokumetasi dilakukan dengan pengumpulan data hasil pengukuran dan monitoring motor tiga fasa.
Gambar 1.
Diagram Alir Rancangan Penelitian Analysis (Analisi.
, analisis dilakukan dengan pengumpulan informasi dari buku dan jurnal mengenai sistem monitoring motor tiga fasa dan gangguan pada motor tiga fasa sehingga didapatkan rumusan masalah tentang perancangan sistem monitoring motor tiga Design .
, desain dilakukan dengan merancang sebuah sistem monitoring motor tiga fasa yang fleksibel, mudah diakses, dan akurat, sesuai dengan masalah yang telah TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
Development (Pengembanga.
, mengembangkan sistem monitoring motor tiga fasa yang dapat mengukur tegangan, arus, daya, suhu, serta RPM secara realtime dan dapat diakses melalui web.
Implementation (Implementas.
, implementasi dilakukan dengan pembuatan sistem monitoring motor tiga fasa berbasis IoT mulai dari perancangan rangkaian mikrokontroler, web monitoring, dan rangkaian daya dan kontrol motor tiga fasa.
Evaluation (Evaluas.
, evaluasi dilakukan dengan menganalisa sitem monitoring motor tiga fasa dan menganalisa hasil pengukuran, sehingga dapat menjawab rumusan masalah.
Teknik Analisis Data motor tiga fasa bedasarkan data hasil pengukuran tersebut.
Analisis nilai error hasil pengukuran, menganalis nilai error dilakukan dengan membandingan hasil pengukuran dari sensor dengan pengukuran alat ukur terkalibrasi sehingga mendapatkan nilai akurasi dari pengukuran sistem monitoring motor tiga fasa yang telah dibuat.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Spesifikasi Motor Tiga Fasa Motor tiga fasa yang dipakai untuk pengambilan data yaitu motor tiga fasa weg 3AL80.
Untuk spesifikasi motor akan ditampilkan pada Tabel I dibawah ini.
Dalam teknik analisis data dimulai dengan pengumpulan data hasil pengukuran, analisis hasil pengukuran, dan perbadingan hasil perngukuran.
Untuk lebih jelas dapat dilihat dalam diagram alir pada Gambar 2 dibawah.
Tabel I.
Spesifikasi Motor Spesifikasi Motor Frame Output 75KW.
0HP)
Number of poles Frequency Rated Speed 1415 min Oe1 Rated Voltage 220/380 Rated Current 11/1.
Insulation Class Imbident temperature 40AC Cos AA Motor tiga fasa dapat bekerja pada frekuensi 50Hz dengan tegangan 220V/380V dan arus 11A/1.
Daya yang diperlukan untuk mengoprasikan motor dengan beban optimal 75KW atau 1HP dan menghasilkan rotasi per menit (RPM) sebesar 1415 min Oe1 .
Memiliki cospi 0,83 dalam perhitungan daya.
Insulasi kelas F dengan ambident temperature .
uhu lingkunga.
maksimal 40 AC, maksimal peningkatan suhu saat beban puncak 105AC.
Sehingga suhu maksimal pengorasian sesuai standar yaitu 155 AC.
RPM saat beban optimal sebesar 1415.
Gambar 2.
Diagram Alir Teknik Analisis Data Input data hasil pengukuran, pengumpulan data hasil pengukuran dari sensor dan alat Pengambilan data dilakukan setiap 5 menit untuk melihat perubahan yang terjadi pada motor tiga fasa.
Analisis hasil pengukuran, menganalisis hasil pengukuran sehingga mengetahui keadaan Hasil Rancang Monitoring Bangun Sistem Rangkaian Kontrol dan Daya Motor 3 Fasa Untuk pengambilan data pada penelitian ini, motor tiga fasa disambung seperti Gambar 3 Rangkaian kontrol dan rangkaian daya motor menggunakan rangkaian direct on-line (DOL) agar mempermudah pengambilan data.
TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
Rangkaian kontrol dilengkapi MCB (Miniature Circuit Breake.
satu fasa sebagai pengaman rangkaian kontrol, 2 buah push button sebagai on/off, kontaktor untuk kontak bantu rangkaian kontrol, dan overload relay sebagai pengaman motor dari beban berlebih.
Untuk rangkaian daya hanya menambahkan MCB tiga fasa sebagai pengaman rangkaian daya.
Rangkaian Mikrokontrol Gambar 4 diatas merupakan hasil desian rangkaian mikrokontroler.
PZEM-004T akan melakukan pembacaan arus, tegangan, dan daya pada tiap fasa.
Sensor LM35 akan mengukur suhu pada badan motor.
Sedangkan sensor optocoupler akan mengukur RPM dari putaran poros dari Web Monitoring Untuk mengakses web monitoring dibutuhkan alamat web dan koneksi internet.
Dengan menggunakan web ini akan mempermudah dalam mengakses sistem monitoring yang dibuat dan data hasil pengukuran juga telah disajikan dengan tabel sehingga mudah dibaca.
Gambar 3.
Rangkaian Kontrol dan Daya Motor 3 fasa Gambar 4.
Rangkaian Mikrokontroler TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
Gambar 5.
Tampilan Web Monitoring Gambar 5 merupakan tampilan dari web monitoring yang diakses via smartphone.
Hasil yang ditampilkan pada web monitoring berupa tegangan, arus, dan daya dari tiap fasa, suhu motor.
RPM.
Untuk menggunakan real-time database dari Firebase yang menampilkan hasil pembacaan sensor secara real-time.
Anaisis Hasil Pengujian Sensor Dalam bab ini akan menganalisis data hasil pengukuran yang telah dilakukan.
Data yang ditampilkan merupakan data hasil pengukuran dengan prototipe sistem monitoring mototr tiga fasa dan data hasil pengukuran dengan alat yang sudah terkalibrasi.
Analisis ini bertujuan untuk mendapatkan informasi tentang performa dan kondisi motor 3 fasa yang telah diuji serta mengetahui nilai error dari perbandingan hasil Pengukuran Tegangan Tanpa Beban Pengukuran tegangan tanpa beban ini bertujuan untuk mengetahuin kondisi sumber tegangan yang akan digunakan untuk mengoprasikan motor.
Tabel II.
Hasil Pengukuran Menggunakan PZEM004T Tegangan Tanpa Beban (V) Tabel II merupakan tabel hasil pengukuran tegangan sumber menggunakan alat sistem monitoring yang telah dibuat.
Pada web monitoring akan menampilkan tegangan fasa tunggal dari fasa R.
S, dan T.
Hasil tegangan tanpa beban fasa tunggal pada fasa R sebesar 222V, fasa S sebesar 223V, dan fasa T 223V.
Dari hasil pengukuran tegangan tanpa beban, diketahui bahwa sumber tegangan untuk motor tiga fasa yang akan dipakai dalam kondisi baik dan memenuhi standar PUIL (Persyaratan Umum Instalasi Listri.
Tabel i.
Tabel Nilai Error Hasil Pengukuran Tegangan Tanpa Beban Fasa Tunggal
Fasa
PZEM004T Amperemeter Error
1,95%
1,04%
1,31%
Dari Tabel i menampilkan hasil perhitungan tegangan tanpa beban untuk fasa tunggal dari penggukuran volmeter dan PZEM004T dan didapatkan hasil error tiap fasa.
Pada fasa R memiliki nilai error 1,95%, fasa S memiliki nilai error 1,04%, dan fasa T memiliki nilai error 1,31%.
Dengan nilai error tertinggi sebesar 1,95%.
PZEM004T memiliki akurasi yang baik dalam mengukur tegangan tanpa beban.
Pengukuran Tegangan Fasa Tunggal Setelah mengukur tegangan tanpa beban, kali ini akan membahas tegangan, arus, dan daya pada motor 3 fasa.
Motor tidak diberikan beban apapun pada poros dan dirangkai menggunakan sistem DOL.
TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
Tabel IV.
Tabel Hasil Pengukuran Tegangan Menggunakan PZEM004T Tegangan (V) Waktu Menit ke-5 Menit ke-10 Menit ke-15 Menit ke-20 Menit ke-25 Rata-rata 224,4 217,4 rata-rata sebesar 2,6A, pada fasa S sebesar 2A, dan pada fasa T sebesar 4,2A.
Arus yang mengalir pada tiap fasa melebihi standar yang tertera pada Terdapat ketidakseimbangan antarfasa dari arus yang mengalir pada motor.
Tabel VI.
Tabel Hasil Pengukuran Arus Menggunakan PZEM004T Arus (A) Waktu Menit ke-5 Menit ke-10 Menit ke-15 Menit ke-20 Menit ke-25 Rata-rata Tabel IV merupakan hasil pengukuran tegangan menggunakan PZEM004T.
Pengukuran dilakukan 5 kali untuk melihat kenaikan fasa dan mendapatkan nilai rata-rata dari hasil pengukuran.
Nilai rata-rata hasil pengukuran tegangan pada fasa R sebesar 22,4V, fasa S sebesar 217,4V, dan fasa T sebesar 217,4V.
Pada sistem DOL yang digunakan motor 3 fasa, tegangan memiliki nilai yang seimbang dan memenuhi standar PUIL.
PZEM004T Amperemeter Error
2,5%
1,14%
1,32%
Tabel V merupakan tabel hasil perbandingan voltmeter dan PZEM004T.
Setelah melihat perbandingan antara hasil pengukuran tegangan dengan voltmeter dan hasil rata-rata pengukuran dengan PZEM004T, didapatkan nilai error dari perbandingan tersebut.
Untuk fasa R memiliki nilai error sebesar 2,5%, pada fasa S sebesar 1,14%, dan pada fasa T sebesar 1,32%.
Dengan nilai error tertinggi sebesar 2,5%.
PZEM004T memiliki akurasi yang baik dalam mengukur tegangan.
Pengukuran Arus Pada pengambilan data arus motor, motor tiga fasa di aliri listrik dari sumber tegangan 380V menggunakan sistem DOL dan diukur besarnya arus yang mengalir pada motor tersebut secara seri.
Pada sistem DOL yang dipakai, beban yang terpasang pada sistem hanya motor 3 fasa yang akan diuji tanpa ada beban pada poros motor.
Pada nameplate motor diketahui arus optimal untuk motor sebesar 3,11A saat dialiri tegangan 220V dan sebesar 1,80A saat dialiri tegangan 380V.
Tabel VI merupakan hasil pengukuran arus menggunakan PZEM004T.
Pengukuran dilakukan 5 kali untuk melihat kenaikan arus dan mendapatkan nilai rata-rata dari hasil pengukuran.
Nilai hasil pengukuran arus pada fasa R memiliki Tabel VII.
Tabel Nilai Error Pengukuran Arus Fasa Tabel V.
Tabel Nilai Error Hasil Pengukuran Tegangan Fasa
Tunggal
Fasa
PZEM004T Amperemeter Error
13,16%
16,6%
Tabel VII merupakan tabel hasil perbandingan nilai pengukuran arus menggunakan amperemeter dan PZEM004T.
Setelah melihat perbandingan antara hasil pengukuran tegangan dengan amperemeter dan hasil rata-rata pengukuran dengan PZEM004T, didapatkan nilai error dari perbandingan tersebut.
Untuk fasa R memiliki nilai error sebesar 13,16%, pada fasa S sebesar 16,6%, dan pada fasa T sebesar 0%.
Perbandingan nilai error pengukuran arus sekitar 0% - 16.
Hal ini bisa disebabkan karena pengambilan nilai arus menggunakan PZEM004T dilakukan dengan nilai rata-rata dari 5 kali pengambilan.
Pada saat pengambilan data arus, motor akan mengalami lonjakan arus saat starter.
Akurasi PZEM004T dalam mengukur arus memiliki nilai error paling besar 16,6% dan dapat dikatakan cukup baik.
Pengukuran Daya Pada pengambilan data daya motor, yang diukur pada PZEM004T merupakan daya aktif.
Motor dijalankan mengunakan sistem DOL dan tidak diberi beban pada poros.
Tabel Vi.
Tabel Hasil Pengukuran Daya Menggunakan PZEM004T Waktu Menit ke-1 Menit ke-2 Menit ke-3 Menit ke-4 Menit ke-5 Rata-rata Daya (W) 144,6 475,8 790,4 TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
Tabel Vi merupakan hasil pengukuran daya menggunakan PZEM004T.
Pengukuran dilakukan 5 kali untuk melihat perbedaan konsumsi daya saat dialiri tegangan dan arus tertentu, sehingga mendapatkan nilai rata-rata dari hasil pengukuran.
Nilai hasil pengukuran daya pada fasa R memiliki rata-rata 144,6 Watt, pada fasa S 475,8 Watt, dan pada fasa T 790,4 Watt.
Pada nameplate motor, terdapat standar daya optimal saat menjalankan motor tersebut yaitu 750 Watt.
Motor 3 fasa yang bekerja optimal akan mengkonsumsi 750 Watt saat diberi beban yang sesuai.
Daya yang dimaksud pada pengukuran menggunakan PZEM004T merupakan daya aktif yang berlangsung pada saat itu .
eal-tim.
Meskipun motor tidak diberi beban, tetapi ada beberapa kerugian internal dan komponen yang mengkomsumsi daya.
Oleh sebab itu, daya aktif akan lebih rendah dibandingkan ketika motor diberikan beban penuh, motor masih akan mengkonsumsi daya untuk mengoprasikannya.
Pada penilitian ini akurasi PZEM004T dalam mengukur daya aktif belum bisa dibuktikan karena tidak ada alat ukur yang dapat mengukur daya Pengukuran Suhu Pada bagian ini akan membahas hasil pengujian sensor suhu motor tiga fasa yang telah dilakukan.
Analisis data dari hasil pengukuran akan memberikan gambaran tentang kondisi motor terkait perubahan suhu terhadap waktu.
Pada nameplate motor diketahui motor yang digunakan termasuk golongan insulation class F dan memiliki ambient temperature sebesar 40AC.
standar IEC (International Electrotechnical Commissio.
, suhu kumparan maksimal saat oprasional beban puncak yaitu sebesar 155 AC dan maksimal suhu lingkungan motor sebesar 40 AC.
Tabel IX.
Tabel Hasil Pengukuran Temperatur Suhu Menggunakakan LM35 Suhu (AC) Menit ke-5 Menit ke-10 Menit ke-15 Menit ke-20 Menit ke-25 Dari Tabel IX hasil pengukuran suhu motor, didapatkan perubahan suhu dari menit ke-5 hingga menit ke-25 sebesar 38 AC ke 50 AC.
Perubahan suhu ini termasuk besar dan juga saat perngoprasian motor dalam pengambilan data motor mengeluarkan bau terbakar.
Hal ini memungkinkan adanya kerusakan pada gulungan Pada Analisis arus motor juga mengalami ketidakseimbangan yang disebabkan oleh buruknya tahanan kumparan.
Sebaiknya perlu dilakukan perawatan pada kumparan untuk mengatasi kerusakan motor.
Tabel X.
Tabel Nilai Error Hasil Pengukuran Suhu
Waltu
Menit ke-5
Menit ke-10
Menit ke-15
Menit ke-20
Menit ke-25
Suhu (AC) LM35 Termometer Error
1,06%
2,50%
1,99%
High High Tabel X merupakan tabel hasil pengukuran suhu menggunakan thermometer dan LM35.
Pada pengambilan data suhu dilakukan sebanyak 5 kali sejalan dengan waktu pengoprasian motor.
Suhu motor terus naik dari waktu ke waktu.
Data pengukuran dengan termometer sangat terbatas, mengingat termometer yang digunakan memiliki rentang ukur dari 3040AC, sehingga saat suhu motor melebihi 40 AC termometer akan terbaca AuhighAy atau bisa dibilang suhu terlalu tinggi untuk diukur menggunakan termometer tersebut.
Nilai error yang akan dipakai sebagai pembanding hasil pengukuran merupakan suhu yang dapat diukur dengan termometer.
Nilai error dari perbandingan nilai suhu sebesar 1,06%2,5%.
Dengan nilai error tertinggi sebesar 2,5%, sensor LM35 memiliki akurasi yang baik.
Pengukuran RPM Pada bagian ini akan membahas hasil pengujian sensor RPM motor tiga fasa yang telah dilakukan.
Analisis data dari hasil pengukuran akan memberikan gambaran tentang kondisi motor terkait perubahan putaran motor dengan waktu.
Motor akan dihubungkan dengan rangkaian DOL dan idak diberi beban pada poros.
Pada nameplate motor diketahui RPM saat diberi beban yang optimal yaitu sebesar 1415.
Tabel XI.
Tabel Hasil Pengukuran RPM Menggunakan Optocoupler RPM Menit ke-5 Menit ke-10 Menit ke-15 Menit ke-20 Menit ke-25 Dari Tabel XI didapatkan hasil pengukuran RPM dari menit ke-5 hingga menit ke- TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
25 memiliki rentang sebesar 1577 hingga 2375.
Terlihat bahwa dari pengukuran RPM, putaran motor terlihat tidak stabil.
Oleh karena itu akan dilakukan pengukuran menggunakan alat ukur tachometer sebagai pembanding.
Tabel XII.
Tabel Nilai Error Hasil Pengukuran RPM
Waktu Menit Menit Menit Menit Menit RPM
Optocoupler Tachometer Error
5,13%
0,26%
26,92%
58,71%
Pada Tabel XII pengambilan data RPM dilakukan sebanyak 5 kali sejalan dengan waktu pengoprasian motor.
Dari hasil pengukuran tachometer.
RPM motor tidak stabil atau konstan dari 1155-1500 RPM, sedangkan yang dibaca oleh sensor optocoupler memiliki rentang nilai 10272375 RPM.
Nilai error pada perbandingan nilai RPM sebesar 0,26% - 58,71%.
Melihat nilai error sangat besar hingga 58,71% bisa disebabkan oleh ketidakstabilan pada putaran motor, sehingga pembacaan sensor optocoupler mengalami kesalahan perhitungan.
Pada pengambilan data optocoupler, motor akan dipangkan encoder pada poros sebagain perhitungan putaran.
Encoder ini terdapat 20 holes yang akan berputar bersama poros dan akan dibaca oleh optocoupler.
Saat putaran encoder tidak stabil, akan mengakibatkan perhitungan holes ini akan terganggu.
Hal ini menyebabkan perhitungan RPM sedikit melenceng dari nilai yang sebenarnya.
Karena ketidakstabilan dan nilai error yang besar, sensor optocoupler memiliki akurasi yang rendah.
Ketidakstabilan pada putaran motor dapat disebabkan oleh karna adanya ketidakseimbangan fasa, kompenen mekanis motor, dan beban motor.
Ketidakseimbangan fasa dapat mempengaruhi torsi yang dihasilkan motor dan mengakibatkan getaran dan fluktuasi putaran.
Kondisi motor juga mempengaruhi performa motor dalam kestabilan IV.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan yaitu prototipe sistem monitoring gangguan motor tiga fasa dirancang menggunakan sensor PZEM004T sebagai sensor tegangan, arus, dan daya, sensor LM35 sebagai sensor suhu, optocoupler sebagai sensor RPM, dan ESP32 sebagai mikrokontroler utama.
Web monitoring menggunakan Firebase Real-Time Database yang dikirim oleh ESP32.
Untuk mengakses web hanya membutuhkan alamat web dan koneksi internet sehingga mudah diakses.
Pada web monitoring akan menampilkan tegangan fasa tunggal, arus tiap fasa, daya aktif, suhu, dan RPM dari motor tiga fasa secara real-time.
Penyajian data hasil pengukuran juga ditampilkan berupa tabel sehingga mudah dibaca.
Dari hasil pengumpulan data dari sistem monitoring motor tiga fasa, didapatkan hasil pengukuran tegangan tanpa beban fasa tunggal pada fasa R 220V, fasa S 223V, dan fasa R 223V.
Nilai ini masih pada standar yang berlaku menurut PUIL.
Hasil pengukuran tegangan fasa tunggal motor didapatkan rata-rata pada fasa R sebesar 224,4V, fasa S sebesar 217,4, dan fasa T sebesar Nilai ini juga masih pada standar menurut PUIL.
Hasil pengukuran Arus motor didapatkan rata-rata pada fasa R sebesar 2,6A, fasa S sebesar 2A, dan fasa S 4,2A.
Terdapat ketidakseimbangan antar fasa pada pengukuran arus ini.
Hasil pengukuran daya aktif didapatkan rata-rata pada fasa R sebesar 144,6W, fasa T sebesar 780,4W.
Terjadi ketidakseimbangan pembagian beban pada tiap fasa.
Hasil pengukuran suhu motor didapatkan suhu pada menit 5 hingga menit 25 yaitu 38-50 Peningkatan suhu tiap menit mengalami kenaikan yang signifikan yang diakibatkan oleh gulungan dan ketidaksimbangan arus.
Hasil pengukuran RPM motor didapatkan range dari 1027 hingga 2375.
Putaran yang tidak stabil diakibatkan oleh teknik pengumpulan data mengunakan encoder yang kurang akurat dan kesalahan kalibrasi pada alat ukur.
Dari hasil perhitungan nilai error dengan pengukuran menggunakan alat ukur didapatkan hasil nilai error untuk pengukuran tengangan tanpa beban sebesar 1,04% hingga 1,95%.
Dengan nilai error tertinggi sebesar 1,95%.
PZEM004T memiliki akurasi yang baik dalam mengukur tegangan tanpa beban.
Nilai error untuk pengukuran tegangan fasa tunggal sebesar 1,14% hingga 2,5%.
Dengan nilai error tertinggi sebesar 2,5%.
PZEM004T memiliki akurasi yang baik dalam mengukur tegangan.
Nilai error untuk pengukuran arus sebesar 0% hingga 13,16%.
Akurasi PZEM004T dalam mengukur arus memiliki nilai error paling besar 16,6% dan dapat dikatakan cukup baik.
Namun pada saat starter TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
OKTOBER 2023
motor akan mengalami lonjakan sehingga persentase error meningkat.
Nilai error dari pengukuran suhu sebesar 1,06% hingga 2,5%.
Dengan nilai error tertinggi sebesar 2,5%, sensor LM35 memiliki akurasi yang baik.
Namun termometer tidak bisa mengukur suhu lebih dari 40 AC mengakibatkan kurangnya perbadingan nilai Nilai error dari pengukuran RPM sebesar 0,26% hingga 58,71%.
Sensor optocoupler kurang cocok untuk mengukur RPM pada motor tiga fasa.
Alasannya karena harus menggunakan encoder sebagai media pembacaan sensor, sehingga memungkinkan adanya kesalahan pembacaan.
Karena ketidakstabilan dan nilai error yang besar, sensor optocoupler memiliki akurasi yang rendah.
DAFTAR PUSTAKA