Job 1 - Rangkaian Kendali On Off Berbasis Elektromagnetik [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM KENDALI ON/OFF BERBASIS ELEKTROMAGNETIK (BAGIAN 2) Laporan Ini disusun Guna Memenuhi Tugas Mata Kuliah Rancangan Listrik Kendali Industri



Dosen Pengampu : Djodi Antono, B.Tech, M.Eng.



Disusun Oleh : Banjo Tri Suryanata 3.39.17.0.07 LT-2D



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2018



DAFTAR ISI JUDUL LAPORAN ................................................................................................. i DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii JOBSHEET 01 .........................................................................................................1 1.



Pendahuluan ..................................................................................................1



2.



Dasar Teori ....................................................................................................1



3.



Gambar Rangkaian ......................................................................................8



4.



Hasil Percobaan ..........................................................................................11



5.



Analisa Hasil Percobaan ............................................................................ 15



KESIMPULAN ......................................................................................................17 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................18



ii



JOBSHEET 01 KENDALI ON/OFF BERBASIS ELEKTROMAGNETIK 1. Pendahuluan Pada jaman sekarang ini terutama pada industri modern sangatlah dibutuhkan alat – alat canggih yang mendukung dalam semua bidang. Alat – alat tersebut membutuhkan kontrol atau pengendali suatu system untuk lancarnya proses produksi di suatu industri. Dalam kontrol system kita harus faham dan lancar dalam merencanakan rangkaian. Rangkaian kontrol yang umum digunakan pada industri saat ini masih menggunakan rangkaian kontrol yang berawal dari rangkaian manual. Adapun jenis rangkaian kontrol yang selalu dirancang dalam rangkaian manual adalah selalu menggunakan peralatan – peralatan yang bersifat listrik. Dalam desain rangkaian pengendali dasar atau control system selalu menggunakan kontaktor, timer, overload, MCB dan lain – lain. Komponen paling utama digunakan dalam rangkaian control atau pengendali adalah kontaktor. 2. Dasar Teori 2. 1



Kontaktor Kontaktor adalah jenis saklar yang bekerja secara magnetik yaitu kontak bekerja apabila kumparan diberi energi dengan memenafaatkan energi listrik menjadi elektromagnetik. The National



Manufacture



Assosiation



(NEMA)



mendefinisikan



kontaktor magnetis sebagai alat yang digerakan secara magnetis untuk menyambung dan membuka rangkaian daya listrik. Tidak seperti relay, kontaktor dirancang untuk menyambung dan membuka rangkaian daya listrik tanpa merusak. Beban-beban tersebut meliputi lampu, pemanas, transformator, kapasitor, dan motor listrik. Sebuah kontaktor terdiri dari koil, beberapa kontak Normally Open ( NO ) dan beberapa Normally Close ( NC ). Pada saat satu kontaktor normal, NO akan membuka dan pada saat kontaktor



1



bekerja, NO akan menutup. Sedangkan kontak NC sebaliknya yaitu ketika dalam keadaan normal kontak NC akan menutup dan dalam keadaan bekerja kontak NC akan membuka. Koil adalah lilitan yang apabila diberi tegangan akan terjadi magnetisasi dan menarik kontak-kontaknya sehingga terjadi perubahan atau bekerja. Kontaktor yang dioperasikan secara elektromagnetis adalah salah satu mekanisme yang paling bermanfaat yang pernah dirancang untuk penutupan dan pembukaan rangkaian listrik maka gambar struktur kontaktor magnet dapat dilihat pada gambar berikut :



Gambar 2.1.1 Struktur Kontaktor



2. 2 2. 3



Gambar 2.1.2 Prinsip Kerja Kontaktor



2



Pada gambar diatas, kontak 3 dan 4 adalah NC sedangkan kontak 1 dan 2 adalah NO. Apabila tidak ada arus maka kontak akan tetap diam. Tetapi apabila arus dialirkan dengan menutup switch maka kontak 3 dan 4 akan menjadi NO sedangkan kontak 1 dan 2 menjadi NC.



Gambar 2.1.3. Konstruksi Kontaktor



Gambar 2.1.4. Contoh Kontaktor Magnet



Fungsi dari kontak-kontak dibuat untuk kontak utama dan kontak bantu. Kontak utama tendiri dari kontak NO dan kontak bantu terdiri dan kontak NO dan NC. Konstruksi dari kontak utama berbeda dengan kontak bantu, yang kontak utamanya mempunyai luas permukaan yang luas dan tebal. Kontak bantu luas permukaannya kecil dan tipis. Kontaktor pada umumnya memiliki kontak utama untuk aliran 3 fasa. Dan juga memiliki beberapa kontak bantu untuk berbagai keperluan. Kontak utama digunakan untuk mengalirkan arus utama, yaitu arus yang diperlukan untuk beban, misalnya motor



3



listrik, pesawat pemanas dan sebagainya. Sedangkan kontak bantu digunakan untuk mengalirkan arus bantu yaitu arus yang diperlukan untuk kumparan magnet, alat bantu rangkaian, lampu -lampu indikator, dan lain-lain. Notasi dan penomoran kontak-kontak kontaktor sebagai berikut:



Gambar 2.1.5. Notasi dan Penomoran Kontaktor



2. 2



Lampu Pijar Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya



sehingga



filamen



akibat teroksidasi.



4



tidak



akan



langsung



rusak



Lampu pijar dipasrakan dalam berbagai macam bentuk dan tersedia untuk tegangan kerja yang bervariasi dari mulai 1,25 – 300 volt. Energi listrik yang diperlukan lampu pijar untuk menghasilkan cahaya yang terang lebih besar dibandingkan dengan sumber cahaya buatan lainnya.



2. 3



Gambar 2.2.1 Bagian-bagian dan Fungsi Lampu Pijar



Saklar Tunggal



Saklar adalah komponen listrik yang berfungsi sebagai pemutus dan penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik pada rangkaian listrik tertutup. Berbagai jenis saklar tersedia sesuai dengan fungsi, jenis dan cara pemasangannya.. Saklar tunggal adalah saklar yang digunakan untuk menghidupkan dan mematikan satu buah atau satu kelompok beban listrik. Dalam hal ini adalah beban penerangan atau lampu listrik.



Gambar 2.3.1 Saklar Tunggal



5



2.4



Saklar Push Button Push button switch (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal.



Gambar 2.4.1 Saklar Push Button NO dan NC



2.5



Time Delay Riley TDR (Time Delay Relay) sering disebut juga relay timer atau relay penunda batas waktu banyak digunakan dalam instalasi motor terutama instalasi yang membutuhkan pengaturan waktu secara otomatis.



6



Gambar 2.5.1 Time Delay Relay



Peralatan kontrol ini dapat dikombinasikan dengan peralatan kontrol lain, contohnya dengan MC (Magnetic Contactor), Thermal Over Load Relay, dan lain-lain. Fungsi dari peralatan kontrol ini adalah sebagai pengatur waktu bagi peralatan yang dikendalikannya. Timer ini dimaksudkan untuk mengatur waktu hidup atau mati dari kontaktor atau untuk merubah sistem bintang ke segitiga dalam delay waktu tertentu.



7



3



Gambar Rangkaian Percobaan 1 : Operasi kontaktor dari beberapa tempat terpisah dengan logika OR – ON Control.



Percobaan 2 : Operasi kontaktor dari beberapa tempat terpisah dengan logika OR – OFF Control.



Percobaan 3 : Operasi kontaktor dari beberapa tempat terpisah



dengan logika AND – ON.



8



Percobaan 4 : Operasi dua kontaktor untuk mengendalikan dua beban yang terpisah.



Percobaan 5 : Operasi kontaktor kerja berurutan.



Percobaan 6 : Dua beban kerja berurutan secara otomatis berbasis waktu pada saat start.



9



Percobaan 7 : Dua beban kerja berurutan secara otomatis berbasis waktu pada saat stop.



10



4



Hasil Percobaan Latihan 1 Pada percobaan 1, S1 dan S2 hanya berfungsi sebagai tombol ON dan S3 sebagai tombol OFF, sehingga ketika kita sudah menekan S1 atau S2 dan menekannya lagi maka lampu dan kontaktor akan tetap menyala, dan ketika S3 ditekan maka lampu dan kontaktor akan mati.



Gambar 4.1 Rangkaian Latihan 1



Latihan 2 Pada percobaan 2, lampu dan kontaktor akan menyala ketika S1 ditekan kemudia ketika S3 ditekan maka lampu dan kontaktor akan mati tetapi ketika dilepaskan lampu dan kontakor akan menyala kembali, dan ketika S2 ditekan lampu dan kontaktor akan mati dan jika dilepaskan lampu dan kontaktor akan tetap mati.



Gambar 4.2 Rangkaian Latihan 2



11



Latihan 3 Pada percobaan 3, ketika S1, S2, dan S3 dinyalakan satu per satu secara bergantian maka lampu dan kontaktor tidak akan bereaksi, tetapi ketika S1 dan S2 ditekan secara bersamaan maka lampu dan kontaktor akan menyala dan S3 akan berfungsi sebagai tombol off sehingga lampu dan kontaktor akan mati.



Gambar 4.3 Rangkaian Latihan 3



Latihan 4 Pada percobaan 4, terdapat 4 buah beban terdiri dari 2 buah kontaktor (K1 dan K2) dan 2 buah lampu (E1 dan E2). Ketika S1 ditekan maka lampu E1 dan kontaktor K1 akan menyala, dan ketika S2 ditekan maka semua beban akan menyala dan ketika S3 ditekan maka semua beban lampu (E1 dan E2) dan kontaktor (K1 dan K2) akan mati.



Gambar 4.4 Rangkaian Latihan 4



12



Latihan 5 Pada percobaan 5, sangatlah mirip dengan percobaan 4 terdapat 4 buah beban terdiri dari 2 buah kontaktor (K1 dan K2) dan 2 buah lampu (E1 dan E2). Ketika S1 ditekan maka lampu E1 dan kontaktor K1 akan menyala, dan ketika S2 ditekan maka semua beban akan menyala dan ketika S3 ditekan maka semua beban lampu (E1 dan E2) dan kontaktor (K1 dan K2) akan mati. Tetapi S2 bisa menyalakan beban apabila S1 telah ditekan, jadi ketika S2 ditekan pertama maka semua beban tetapi dalam posisi mati.



Gambar 4.5 Rangkaian Latihan 5



Latihan 6 Pada percobaan 6, saklar pushbutton S1 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke kontaktor K1 dan kontaktor KT. Kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu E1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V. Jadi, apabila saklar S1 ditekan, maka arus akan mengalir melalui S1 menuju ke kontaktor K1 lalu menuju ke kontaktor KT yang telah disetting untuk waktunya (missal 5 atau 10 detik). Sehingga lampu E1 akan menyala sesaat setelah saklar S1 ditekan, sementara lampu E2 akan menyala setelah batas waktu yang ditentukan pada KT.



13



Gambar 4.6 Rangkaian Latihan 6



Latihan 7 Pada percobaan 7, saklar pushbutton S1 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke kontaktor K1 dan kontaktor KT. Kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu E1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V. Jadi, saat S1 ditekan maka E1 akan menyala, karena arus akan mengalir ke coil A1 sehingga kontaktor K1 akan menjadi close. Dalam waktu yang bersamaan, arus akan mengalir ke kontaktor KT. Arus akan mengalir ke coil dalam waktu yang telah ditentukan pada kontaktor KT. Setelah teraliri arus, maka kontaktor K2 akan beroperasi dan ke posisi close, sehingga E2 akan menyala.



Gambar 4.7 Rangkaian Latihan 7



14



5



Analisa Hasil Percobaan Kontaktor magnetik berfungsi sebagai penghubung/kontak dengan kapasitas yang besar dengan menggunakan daya minimal, dalam praktiknya, kontaktor berfungsi sebagai pengontrol nyala atau padamnya lampu. Sebuah kontaktor terdiri dari koil, beberapa kontak Normally Open ( NO ) dan beberapa Normally Close ( NC ). Pada saat satu kontaktor normal, NO akan membuka dan pada saat kontaktor bekerja, NO akan menutup. Sedangkan kontak NC sebaliknya yaitu ketika dalam keadaan normal kontak NC akan menutup dan dalam keadaan bekerja kontak NC akan membuka. Untuk menghubungkan kontak utama hanya dengan cara memberikan tegangan pada koil kontaktor magnetik sesuai spesifikasinya. Komponen utama sebuah kontaktor magnetik adalah koil dan kontak utama. Koil dipergunakan untuk menghasilkan medan magnet yang akan menarik kontak utama sehingga terhubung pada masing masing pole. Kontak bantu pada kontaktor berfungsi sebagai pengunci. Saklar tunggal maupun saklar Push Button memiliki fungsi yang sama yaitu sebagai control system. Sistem kerja saklar tunggal saat ditekan akan pada posisi ON dan akan kembali OFF apabila ditekan kembali, sedangkan Push Button bekerja sebagai penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal. TDR adalah rangkain elektronika yang menggunakan waktu untuk menggerakan koil dan memindahkan NC jadi NO namun dengan waktu sementara. Prinsif kerja timer hampir sama dengan Push botton yang tidak dapat menahan sumber masuk pada sekali tekan saja oleh karena itu Timer juga memerlukan pengunci yang terdapat pada kontaktor. Secara prinsip kerja, ketika waktu timer yang ditentukan on, maka kontak hubung NC pindah ke kontak hubung NO atau tepatnya, hubungan antara 1 dan 4 berpindah pada 1 dan 3, namun dengan waktu seketika saja, setelah itu maka kontak nomor 1 yang terhubung pada nomor 3 berubah kembali menjadi 1 dan 4. Oleh karena itu diperlukan pengunci dari



15



kontaktor magnet agar arus akan tetap masuk pada beban. Hampir sama seperti prinsip kerja pada push button. Dan pada umumnya penerapan Timer delay Relay (TDR) sama seperti push botton, bedanya, rangkaian yang terpasanga akan menjadi sedikit rumit berbeda dengan menggunakan push botton. Kelebihan lain TDR adalah memiliki banyak kontak hubung yang dapat kita kalibrasikan dengan berbagai lampu sebelah kanan akan menyata bila ada arus masuk pada timer dan lampu itu. Ketika Timer menjukan waktu yang ditentukan, maka lampu sebelah kanan akan mati dan lampu sebelah kiri akan hidup, hanya dalam waktu sementara. Setelah itu lampu sebelah kiri kiri akan mati kembali dan lampu sebelah kanan akan hidup kembali model rangkaian kelistrikan.



16



KESIMPULAN 1. Elektromagnetik /Kontaktor merupakan sebuah komponen utama yang berfungsi sebagai penghubung/kontak dengan kapasitas yang besar dengan menggunakan daya minimal. 2. Kontaktor tidak dapat bekerja sendiri dalam pengoprasian sesuai aturannya harus ada komponen lain yaitu saklar atau yang lainnya. 3. Kontaktor dapat bekerja apa bila coil coil pada kontaktor disambungkan dengan sumber tegangan yang sesuai dengan teagangan kerjanya. 4. Pada rangkaian NO maka lampu akan menyala, apabila saklar ditekan menjadi posisi ON. 5. Pada rangkaian NC maka lampu langsung menyala, apabila saklar ditekan menjadi posisi ON lampu akan mati. 6. Timer switch berfungsi untuk mengontrol waktu ON suatu kontaktor. Timer switch pada kontaktor ini dapat diseting sesuai kebutuhan, sehingga periode ON suatu contactor dapat ditentukan secara manual menggunakan timer switch tersebut



17



DAFTAR PUSTAKA



Lukas Joko D.A. 2008. Rancangan Listrik Kendali Industri. https://listrikpemakaian.wordpress.com/2011/07/11/kontaktor-magnetikmagnetic-contactor-mc/ https://suriptoinstalasi.wordpress.com/2012/07/27/kontaktor-magnet/ http://dunialistrikelektron.blogspot.co.id/2015/04/pengertian-kontaktor-magnetdan.html http://alamatapasaja.blogspot.co.id/2015/07/kontaktor-dan-cara-kerjanya.html https://id.wikipedia.org/wiki/Lampu_pijar http://electric-mechanic.blogspot.com/2010/10/timer.html



18