J u r n a l   T e k n i k A V o l   1 0   N o . 1   M a r e t   2 0 1 8 , 1015 – 1020                                          ISSN  2085 - 0859 E-ISSN  2620 - 4770
RANCANG BANGUN SISTEM KONTROL DAN SISTEM PROTEKSI MOTOR LISRIK TERHADAP PANAS  ( OVER HEATING ) SERTA PERINGATAN DINI TERHADAP GANGGUAN TEGANGAN DAN ARUS  BERBASIS ATMEGA 328
Moh. Sholeh 1 , Affan Bachri 2 , Arief Budi Laksono 2
1) Program Studi Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Islam Lamongan Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Islam Lamongan 2,3 E-mail : Matshunagashohel39@gmail.com 1 , avanbe@gmail.com 2 , ariefbudila@gmail.com 3

## ABSTRACT
Electric motor is the type of motor that is most often used in everyday life. This is because the  electric  motor  has  several  advantages  that  are  not  owned  by  a  DC  motor,  which  is  simple construction  and  the  price  is  quite  cheap.  However,  if  the  motor  is  used  continuously  can experience heat or over heat,  which can cause the motor to be damaged or burned. To overcome these problems required a system that can secure the motor from the heat that caused by the motor is often in use. This tool uses LM35 temperature sensor and is able to keep the motor always at its optimum temperature. In this system is also installed voltage sensors and current sensors  to read the value of voltage and   the current required by the motor. The value of temperature, current and voltage are displayed on LCD 2x16. In serial communication, initialization of baudrate on micro controller Atmega 328 is adjusted  with baudrate computer, that is equal to 9600 bps. The system will  provide  a  buzzer  sound  alert  when  the  temperature  reading  is  at  80.51ºC.  Sensor  LM35 function to read the temperature on the motor, when the motor is given a voltage source 220 V. At the  time  of  the  motor  with  a  temperature  of  31.74ºC  up  to  75.20  ºC  motor  in  a  safe  state,  but  at temperatures above 80.51 º C motor in the state of overheating then there is a response from the micro  controller  to  activate  the  relay  so  that  the  relay  will  break  the  voltage  that  flows  on  the motor  and  cause  the  motor  to  stop  automatically,  and  buzzer  gives  a  warning  that  the  motor overheating. If this warning is allowed it can cause the motor to burn and will cause much greater repair costs.
Keywords : Atmega 328, Current Sensor, LM35 Sensor, Voltage Sensor, Relay.

## PENDAHULUAN
Dalam skala besar, proses pemindahan air tidak  mungkin  dilakukan  secara  manual  oleh manusia,  perlu  adanya  sistem  kontrol  untuk proses  tersebut.  Peran  serta  teknologi  dalam otomasi  industri  tidak  hanya  sebagai  alat bantu  manusia  untuk  melakukan  proses produksi,  melainkan  dapat  memperingan kerja manusia dengan  kualitas  hasil produksi yang efisien.Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang menghasilkan energi mekanik. Energi
mekanik  digunakan  untuk  memutar  impeller pompa  dan  lain-lain.  Dengan  tidak  adanya gangguan selama proses produksi maka hasil yang  diperoleh  akan  menghasilkan  produk yang berkualitas baik.Gangguan pada pompa air  dengan  motor  induksi  tiga  phasa  ini mempunyai  dampak  yang  sangat  berbahaya bila dibiarkan secara terus menerus.

## METODE PENELITIAN Perancangan hard ware
Dalam  penelitian  ini  metode  yang digunakan  meliputi  perancangan  rangkaian power  suplai,  perancangan  sensor  arus, sensor  tegangan  dan  sensor  suhu  agar diperoleh  data  dan  informasi  yang  akurat yang  nantinya  di  tampilkan  di  LCD.  Serta perancangan relay pada  motor  dapat  bekerja dengan semestinya.

## Perancangan soft ware
Perancangan  soft  ware  dalam  penelitian ini meliputi :
Koding sensor Arus ACS 712 30 A Koding sensor Tegangan ZMPT101B Koding sensor LM 35 Koding keseluruhan

## J u r n a l   T e k n i k A
V o l   1 0   N o . 1   M a r e t   2 0 1 8 , 1015 – 1020                                          ISSN  2085 - 0859 E-ISSN  2620 - 4770

## Flow Chart sistem kerja alat
Gambar 1 . Flow Chart sistem kerja alat

## Teknik Analisa Data
Karena dalam penelitian ini membuat alat sistem  kontol  dan  proteksi  motor  terhadap panas  (  over  heat  )  serta  peringatan  dini terhadap  gangguan  tegangan  dan  arus berbasis  mikrokontroller  ATMega328  maka analisa  yang  dilakukan  adalah  dengan mengimplementasikan  alat  tersebut  dalam motor industri.

## Metode Pengujian
1. Rangkaian Power Supplay
2. Rangkaian Mikrokontroller
3. Rangkaian sensor ACS 712 30 A
4. Rangkaian sensor Suhu LM 35
5. Rangkaian sensor Tegangan ZMPT101B 6. Rangkaian Relay dengan Motor
7. Rangkaian Prototype keseluruhan

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam  merancang  sistem  kontrol  dan proteksi  motor  listrik  di  perlukan  adanya suatu  rangkaian  yang    terpadu  untuk  bisa digunakan dan berfungi dengan baik, baik itu perancangan Hardware maupun Software nya
.  Untuk  itu  di  perlukan  adanya  rangkaian
yang  mendukung  selama  proses  pengerjaan dan pengujian.

## A. Pengujian Sensor Arus ACS 712
Pada  pengujian  rangkaian  sensor  arus ACS712-30A  dilakukan  dengan  cara  yang sederhana  yaitu  memberikan  tegangan  dari PLN  220  V.  Rangkaian  ini  nantinya  akan membaca  arus  yang  di  pakai  oleh  motor listrik  apakah  arus  yang  di  butuhkan  oleh motor listrik tersebut sesuai dengan kapasitsanya.  Berikut  rangakaian  sensor  arus dalam motor listrik:
Gambar 2 . Rangkaian skematik sensor arus
ACS 712
Dari    pengujian  menggunakan  motor  listrik, terlihat  hasil  yang  didapat  setelah  pengujian adalah  sebesar  0,31  A  dengan  tegangan  220 V.
Berikut  tabel  pengukuran  arus  menggunakan beban motor :
Tabel 1 . Pengukuran sensor ACS 712 30A Volt AC Arus 0 0,01 220 0,06 220 0,09 220 0,16 220 0,23 220 0,25 220 0,31
Berdasarkan  pengujian  di  atas  disimpulkan bahwa  sensor  arus  dapat  berfungsi  dengan baik,  dengan  tegangan  input    220  V  dengan arus 0,25 A.
Power supllay Mikrokontroller 328 Sensor Motor Relay Start

## B. Pengujian Sensor Tegangan ZMPT101B
Sama  halnya  dengan  sensor  arus,  sensor ini membaca tegangan yang di butuhkan oleh motor listrik apakah tengangan motor yang di gunakan sesuai dengan tegangan yang tertera pada  badan  motor  listrik  tersebut.  Berikut rangkaian sensor tegangannya:
Gambar 3 . Rangkaian skemaik sensor tegangan ZMPT101B
Dari pengukuran di atas  terdapat selisih nilai yang  di  dapatkan  dari  pengukuran  melalui tampilan  lcd  dan  mulitimeter  digital.  Hal  ini di  karenakan  sinus  pada  tegangan  tidakalah konstan  sehinggan  nilai  yang  keluar  dari pembacaan  sensor tegangan selalu berubah  – ubah.
Berikut  tabel  pengukuran  tegangan  dengan beban motor listrik :
Tabel 2 . Pengukuran sensor tegangan ZMPT101B
Berdasarkan  pengujian  di  atas  dapat  di simpulkan  bahwa  tegangan  dengan  beban motor  listrik  selalu  berubah  –  ubah  dan
sensor  tersebut  dapat  berfungsi  dengan  baik serta  sesuai  dengan  kapasitas  tegangan  yang dibutuhkan oleh motor tersebut, adalah sama 220  V  dalam  beban  motor  dengan  input tegangan 220 V.

## C. Pengujian sistem Atmega 328
Rangkaian  ini  merupakan  bagian  utama dari  sebuah  mikrokontroller.  Jika  tidak  ada rangkaian  ini  maka  sebuah  mikrokontroller tidak  akan  dapat  bekerja  sebagaimana mestiya.  Berikut  rangkaian  mini  sistem Atmega 328 :
Gambar 4. Rangkaian skematik mini sistem Arduino
Pada  gambar  di  atas  mini  sistem  arduino  di suplai  dengan  tegangan  12  volt  kemudian distabilkan lagi dengan IC 7805. Mini sistem ini  bekerja  dengan  tegangan  5  volt  dengan program blink dan bekerja dengan baik.
D. Pengujian power supply
Rangkaian  ini  merupakan  sumber  daya yang  mensuplai  tegangan  dari  rangkaian utama  mini  sistem  arduino,    rangkaian  ini mengunakan  IC  regulator  7812  dan  7805. Berikut rangkaian power supplynya :
Gambar 5. Rangkaian skematik power supply Input Volt AC Volt dalam beban motor 220 219 220 220 220 221 220 220 220 223
Dari pengukuran di atas di peroleh data sebagai beikut:
Tabel 3 . Hasil pengukuran power supply
Berdasarkan  pengujian  di  atas  dapat  di simpulkan  bahwa  kedua  IC  Regulator tersebut  berfungsi  dengan  baik  dan  tegangan yang  di  butuhkan  oleh  mikrokontroller adalah 5 Vdc.

## E. Pengujian Sensor Suhu LM 35
Rangkaian  ini  membaca  suhu  yang  ada didalam  motor  menggunakan  sensor  Lm  35, kemudian  output  dari  sensor  ini  ditampilkan dalam  tampilan  LCD  ukuran  16  x 2. Berikut tampilan pembacaan sensor dalam LCD :
Gambar 6 . Rangkaian skematik LM 35 Arduino dengan LCD
Dari pengujian rangkaian  ini mikrokontroller disuplai dengan input 12 Vdc  dan diturunkan dengan IC regulator 7805 yang ada pada mini sistem. Kemudian dilakukan dengan mengukur  temperatur  suhu  ruang  dengan menggunakan  LM  35 dan  sensor  ini  disuplai
dengan tegangan input 5 Vdc dari mikrokontroller begitu pula dengan  tegangan input pada LCD.
Berikut  tabel  pengukuran  sensor  LM  35 dengan  beban  motor  dapat  dilihat  pada  tabel 4. di bawah ini :
Tabel 4 . Hasil pengukuran sensor LM 35
Berdasarkan pengujian di atas dapat disimpulkan  bahwa  suhu  motor  yang melampaui  batas  ukur  dengan  suhu  80,51ºC, dapat mengakibatkan motor tersebut terbakar jika  digunakan  terus  menerus,  dan  sensor suhu berfungsi dengan baik.

## F. Pengujian rangkaian Relay
Pada  perancangan    ini  menggunakan  1 buah relay HKE  HRS4H-S-DC  5V  tegangan rendah,  5VDC,  sehingga  dapat  langsung dihubungkan  pada  sistem  mikrokontroler. Tipe relay tersebut adalah SPDT ( Single Pole
Double Throw ): 1 Common, 1 NC ( Normally Close ),  dan  1  NO  ( Normally  Open ).  Berikut tampilan rangkaian relay :
Input  Output Keterangan 7812 12,00 Dari pengukuran menggunakan Avo meter keluaran tegangan dari IC 7812 adalah 12,00 volt , tanpa beban 7805 4,98 Dari pengukuran menggunakan Avo meter keluaran tegangan dari IC 7805 adalah 4,98 volt,  tanpa beban Hasil pembacaan Sensor Suhu Motor 30,27 ºC Suhu ruangan 31,74 ºC s/d 41,56 ºC Belum panas 42,48 ºC s/d 45,90 ºC Mulai panas 46,88 ºC s/d 59,57 ºC Sedang 62,50 ºC s/d 72,75 ºC Agak panas 75,20 ºC s/d 79,59 ºC Terlalu panas 80,51 ºC Over heat
Rangkaian  ini  bekerja  dengan  menerima masukan  intruksi  dalam  mikrokontroller apabila intruksi bernilai 1 ( high )  maka relay akan bekerja dengan keadaan NC, sebaliknya jika  intruksi  bernilai  0  ( low )  maka  relay dalam keadaan NO.

## G. Pengujian Keseluruhan
Pengujian  ini  adalah  pengujian  secara langsung  dimana  semua  bagian  dihubungkan menjadi  sebuah  sistem  yang  diinginkan  pada saat  merancang  alat  ini.  Pengujian  ini  di lakukan  dengan  sumber  PLN  dengan tegangan  220  V.  Tegangan  input  yang diberikan  ada  dua  yaitu  tegangan  input  12  V untuk  mikrokontroler  ATmega  328  dan rangkaian  relay  serta  tegangan  input  5  V untuk rangkaian sensornya.
Berikut rangkaian prototype secara keseluruhan :
Gambar 8 . Rangkaian skematik kontrol dan proteksi motor listrik
Pengujian dilakukan dengan cara
mengaktifkan  input  AC  220V  menggunkan power suplay, begitu pula dengan mikrokontroller.  Pada  saat  mikrokontroller dinyalakan secara otomatis led yang ada pada mikrokontroller hidup, itu berarti sistem telah
siap  dinyalakan  dan  dioperasikan  dengan seksama.  Saat  sensor-sensor  aktif  dengan cara  memberikan  suatu  masukan  tegangan  5 VDC,  sehingga  terhubung  arus  ke  setiap sensornya,  dimana  sensor  tersebut  akan berfungsi, yang nantinya hasil dari pembacaan  ke  dua  sensor  akan  ditampilkan dalam  LCD  ukuran  16  x  2,  begitu  pula dengan  sensor  suhu  yang  mendeteksi  adanya panas yang di akibatkan oleh motor listrik.
Tabel 5 . Hasil pengujian keseluruhan :
Jenis rangkaian Keterangan Sensor ACS  712 30 A Berfungi  dengan  baik,  arus yang terukur pada beban motor sebesar  0,25  A  dengan  input tegangan  220  VAC.  Akan tetapi  pengujian  sensor  kurang efektif di karenakan sensitifitas pembacaan sensor yang lambat. Sensor tegangan ZMPT101 B Berfungsi  dengan  baik,  sesuai dengan  yang  di  ukur  melalui AVOmeter maupun sensor tegangan  ZMPT101B  dengan hasil  yang  sama  yaitu  220  V sesuai  dengan  tegangan  motor yang di butuhkan. Sensor LM 35 Pembacaan  nilai  yang  terukur melalui  panas  pada  motor  di tampilkan melalui LCD ukuran  16  x  2  dan  nilai  yang terukur  oleh  sensor  sesuai dengan  nilai  yang  di  tentukan dan  sensor  berfungsi  dengan baik. Power supply Output  dari  power  suplay  ini memiliki  2  keluaran  tegangan. Tegangan  12  VDC  untuk rangkaian mensuplai rangkaian relay  dan  5  VDC  mensuplai rangakian mini sistem mkrokontroller. Keduanya berfungsi  dengan  baik  sesuai dengan  kapasitas  yang  di butuhkan. Mikrokon troller Atmega 328
Pin  analog    A0,  A1,  A2 menerima  masukan  dari  tiap  – tiap  sensor  yang  ada  dalam rangkaian  sistem  kontol  ini. Dan  ADC  bekerja  dengan baik.
Relay Rangkaian ini sebagai pemutus tegangan  pada  motor  jika motor  mengalami  over  heat, relay  akan  bekerja  apabila  ada tegangan  yang  masuk  melaui kontak  COM,  NO  dan  NC.
Jika indikator pada relay nyala, berarti relay tersebut berfungsi dengan baik. Buzzer Sebagai tanda peringatan bahwa motor mengalami panas
( over  heat ).  Dan  buzzer berfungsi dengan baik.
Dari semua pengujian rangkaian di atas dapat disimpulkan bahwa sistem kerja alat berfungsi  sebagaimana  mestinya.  Pada  suhu 31,74  ºC  sampai  dengan  75,20  ºC  motor dalam keadaan aman, tetapi pada suhu di atas 80,51  ºC  motor  dalam  keadaan overheating dan  motor  mengalami  panas  yang  melebihi ambang  batas,  jika  motor  melebihi  dari  suhu yang di tentukan maka bisa di ketahui bahwa motor tersebut dapat terbakar.

## PENUTUP Kesimpulan
Dari  beberapa  pengukuran  di  atas  dari  tugas akhir ini dapat di simpulkan sebagai berikut : Power suplay sebagai sumber untuk menjalankan  semua  sistem  mikrokontroller. Sensor  Arus,  sensor  Tegangan  dan  sensor suhu  berfugsi  dengan  baik,  keluaran  dari setiap  sensor  harus  sesuai  dengan  port  yang digunakan,  apabila  terjadi  kesalahan  maka data  ADC  tidak  dapat  diterima  oleh mikrokontroller  Atmega  328  dan  tidak  dapat ditampilkan  ke  dalam  LCD.  Kemudian  nilai yang  terukur  pada  tiap  –  tiap  sensor  dapat dilihat didalam  LCD berukuran 16 x 2. Pada pengaturan  intensitas  LCD  dapat  diatur  dari besar  resistor  yang  terdapat  pada  rangkaian konfigurasi  LCD,  maka  apabila  nilai  resistor di  perbesar  LCD  akan  semakin  redup  dan pada akhirnya mati. Kemudian pada komunikasi  serial,  penginialisasian  baudrate pada mikrokontroller Atmega 328 di sesuaikan  dengan  baudrate  komputer,  yaitu sebesar 9600 bps. Sistem kerja alat berfungsi sebagaimana  mestinya.  Pada  saat  motor bekerja, sensor suhu akan mendeteksi adanya panas  yang  ditimbulkan  oleh  motor.  Ketika
suhu 31,74ºC sampai dengan 75,20 ºC  motor dalam keadaan aman, tetapi pada suhu diatas 80,51ºC  motor  dalam  keadaan overheating yang  menyebabkan  proteksi  pada  motor  dan berhenti  secara  otomatis.  Sebaliknya  jika suhu  di  bawah  80,51ºC  motor  kembali berputar.  Apabila  suhu  pada  motor  melebihi dari  suhu  yang  ditentukan,  maka  bisa diketahui  bahwa  motor  tersebut  dapat terbakar.

## REFERENSI
[ 1 ]   Arifianto, Deni. 2011. Kumpulan Rangkaian Elektronika Sederhana. Kawan Pustaka. Jakarta.
[ 2 ]   Budi Yanto Husodo,2015. Perancangan Sistem Kontrol dan Sistem  Motor Pompa Air Terhadap Gangguan Tegangan dan Arus  Berbasis Arduino Jurnal Teknik Elektro, Universitas
Mercu Buana.
[ 3 ]    Cahyono, Moh. 2015. Rancang Bangun Proteksi Mesin Mobil
Terhadap Panas ( Over Heating )dan
Peringatan terhadap Perubahan
Tegangan Untuk Mencegah Kerusakan Aki. Jurnal Teknik Elektro, Universitas Lampung.
[ 4 ]   Eko Rudiawan,2017. Sistem Minimum Sensor Suhu LM 35 Belajar Arduino. Semarang.
[ 5 ]    Hari Santoso.2015. Panduan Praktis Arduino Untuk Pemula . Trenggalek [ 6 ]   Heri Andrianto.2008. Pemrogaman Mikrokontroller AVR AT MEGA 16, Informatika, Bandung,
[ 7 ]   Kuswoyo, Didit Very.2015. Sistem Proteksi Motor Induksi 3 Fasa Dari Gangguan Tidak Seimbang dan Temperatur Lebih Menggunakan Mikrokontroller. Fakultas Teknik,
Universitas Lampung Bandar Lampung.
[ 8 ]    Lucky Pradigta S.R. 2011. Sistem Pengaman Motor Induksi 3 Phasa Terhadap Gangguan Unbalance Voltage dan Overload. Teknik
Elektro Industri, PENS – ITS, Surabaya.