Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  November  2023,  Hal.  120- 127 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.326

## RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING THERMAL OVERLOAD RELAY PADA MOTOR INDUKSI 3 PHASA
Mispan 1 , Ahmad Antares Adam 2 , Baso Mukhlis 3 , Nurhani Amin 4 , Muh. Aristo Indrajaya 5 , Yulius S. Pirade 6
Program Studi Teknik Elektro 1 , Fakultas Teknik 2 3 (Universitas Tadulako) ahmadantaresa@gmail.com 1

## ABSTRACT
Thermal Overload Relay (TOR) is a tool that works based on heat (temperature) where the flowing current will be converted into heat to affect the bimetal. The length of trip time on the Thermal Overload Relay (TOR) varies depending on the setting value  and  the  magnitude  of  the  load  current  flowing.  This  prompted  researchers  to  conduct  trials  and  analyze  Thermal Overload Relay (TOR). The research to be carried out here is to conduct a Thermal Overload Relay (TOR) test by adjusting the setting value and giving it more load, then analyzing whether the setting value works according to the setting value. When the motor is loaded, by holding the motor shaft, nothing happens or does not work on thermal overload, because the setting on the thermal overload relay is 2.5 A while the current obtained when the motor shaft is held is 0.40 A .
Keywords: 3 phase induction motor, monitoring of 3 phase induction motor, monitoring using Blynk

## INTISARI
Thermal Overload Relay (TOR) merupakan suatu alat yang bekerja berdasarkan panas (suhu) dimana arus yang mengalir akan diubah menjadi panas untuk mempengaruhi bimetal. Lamanya waktu trip pada Thermal Overload Relay (TOR) berbeda-beda tergantung  nilai  setting  dan  besarnya  arus  beban  yang  mengalir.  Hal  ini  mendorong  peneliti  untuk  melakukan  uji  coba  dan menganalisis  Thermal  Overload  Relay  (TOR).  Penelitian  yang  akan  dilakukan  disini  adalah  dengan  melakukan  pengujian Thermal Overload Relay (TOR) dengan cara mengatur nilai setting dan memberikan beban lebih, kemudian menganalisa apakah nilai setting bekerja sesuai dengan nilai setting. Pada saat motor dibebani, dengan cara menahan poros motor tidak terjadi atau tidak bekerja pada beban lebih termal, karena setting pada relai beban berlebih termal adalah 2,5 A sedangkan arus yang diperoleh pada saat poros motor ditahan adalah 0,40 A.
Kata kunci: Motor induksi 3 fasa, monitoring motor induksi 3 fasa, monitoring menggunakan Blynk

## I. PENDAHULUAN
Motor  listrik  merupakan  mesin  listrik  yang memiliki  peran  penting  dalam  penggunananya, yaitu  sebagai  penggerak  mesin-mesin  yang difungsikan  menggantikan  kerja  manusia,  seperti motor induksi 3 phasa. Motor induksi merupakan motor  arus  bolak-balik  (AC)  yang  paling  luas digunakan  dan  dapat  ditemukan  dalam  setiap aplikasi  industri  seperti  pompa,  belt  conveyour, dan  lainlain.  Motor  induksi  tiga  fasa  saat  ini mempunyai  peranan  penting  dalam  memenuhi kebutuhan  tersebut,  dikarenakan  motor  induksi
tiga  fasa  ini  lebih  efisien  dibanding  motor-motor listrik lainnya. Telah banyak industri-industri yang menggunakan  motor  induksi  tiga  fasa  karena motor  induksi  memiliki  beberapa  keuntungan yaitu konstruksi yang sederhana, harganya relatif lebih  murah,  dan  perawatan  motor  lebih  mudah dibanding  motor-motor  lainnya.  Hal  inilah yangmenjadikan  motor  induksi  menjadi  motor yang diminati oleh perusahaan industri.
Thermal  Overload  Relay  (TOR)  adalah  alat yang  bekerja  berdasarkan  panas  (temperature) dimana  arus  yang  mengalir  akan  dikonversi
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  November  2023,  Hal.  120- 127 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.326
menjadi  panas  untuk  mempengaruhi  bimetal. Lamanya waktu trip pada Thermal Overload Relay (TOR)  berbeda-beda  tergantung  dari  nilai  setting dan  besarnya  arus  beban  yang  mengalir.  Hal  ini yang mendorong peneliti untuk melakukan ujicoba dan menganalisa Thermal Overload Relay (TOR)
Penelitian  yang  akan  dilakukan  disini  yaitu melakukan  ujicoba  Thermal  Overload  Relay (TOR)  dengan  mengatur  nilai  setting  dan memberikan  beban  lebih,  kemudian  di  analisa apakah  nilai  setting  bekerja  sesuai  dengan  nilai setting.

## II. LANDASAN TEORI

## A. Motor Induksi
Motor  induksi  adalah  suatu  mesin  yang berfungsi untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik atau tenaga gerak, dimana tenaga gerak  ini  berupa  perputaran  pada  poros  motor Motor  induksi merupakan  motor  yang   paling umum    digunakan    pada  berbagai  peralatan industri.  Rancangannya  yang  sederhana,  mudah didapat  dan  murah  membuat  motor  ini  menjadi pilihan  utama  dalam  penggunaan  di  industri. Motor  ini  menggunakan  induksi  medan  magnet stator  saat  bekerja,  Perbedaan  antara    putaran rotor  dengan  medan  putar  yang  dihasilkan  oleh arus  stator mengakibatkan arus rotor pada motor ini terinduksi. Motor  induksi  3  fasa  memiliki dua  komponen  utama,  yaitu  rotor  dan stator. Penjelasan  kedua  komponen  tersebut  adalah sebagai berikut:

## B. Direct on line ( DOL )
Direct  on  line (  DOL  )  adalah  istilah  yang berasal  dari  bahasa  inggris,  yang  berarti “Langsung  Nyala”,  jenis  kontrol  ini  adalah metode  pengaturan  yang  paling  dasar  sekali dalam dunia kendali- mengendalikan motor. DOL stater  merupakan  metode  starting  motor  dengan memberikan tegangan penuh dari jala-jala secara langsung.  Starter  jenis  ini  biasanya  digunakan untuk  motor-motor  listrik  yang  berukuran  kecil. DOL  stater  digunakan  apabila  penurunan tegangan  saat  motor  dihidupkan  (starting)  tidak menjadi  masalah  atau  tegangan  jatuh  tidak melewati batas toleransi yang diijinkan mengigat arus  starting  motor  jenis  ini  bisa  4-7  kali  lebih besar dari arus nominalnya. Dalam mengoperasikan  motor  listrik,  agar  dapat berfungsi andal dan terhindar dari gangguan dan kerusakan,  dan  terjamin  keselamatan  terhadap bahaya  sengatan  listrik,  maka  setiap  instalasi motor-motor  listrik  dilengkapi  dengan  peralatan proteksi. Yaitu proteksi beban lebih, pentanahan, dan hubung singkat. Motor induksi 3 phasa secara luas  banyak  digunakan  di  fasilitas  industri  dan bangunan  besar.  Rancangan  dan  perawatannya sederhana,  dapat  disesuaikan  pada  berbagai aplikasi  di  lapangan  dan  pengoperasiannya ekonomis.  Ini  sangat  menguntungkan  sebagai solusi  pengendali  motor  induksi  pada  sisi  harga dan  kualitas.  Karakteristik  motor  induksi  tiga phasa  adalah  arus  bebannya  tinggi  pada  sumber tegangan dengan direct-on-line starting. Menghasilkan arus start dan lonjakan yang tinggi jika  diaplikasikan  pada  tegangan  penuh,  akan mengakibatkan  penurunan  tegangan  sumber  dan pengaruh transien torsi pada sistem mekanik.
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  November  2023,  Hal.  120- 127 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.326
Gambar 2 . Single line diagram direct on line
C. Thermal overload relay ( TOR )
Thermal  Overload  Relay  (TOR)  adalah sebuah alat elektronik untuk mengamankan beban lebih ( Overload ) bedasarkan suhu ( Thermal ) yang mempunyai  relay  untuk  memutuskan  sebuah rangkaian  kontrol  seperti  direct  online  dan  start delta.  Fungsi  dari  Overload  relay  adalah  untuk proteksi  motor  listrik  dari  beban  lebih.  Seperti halnya sekring (fuse) pengaman beban lebih ada yang  bekerja  cepat  dan  ada  yang  lambat.  Sebab waktu  motor  start  arus  dapat  mencapai  6  kali nominal,  sehingga  apabila  digunakan  pengaman yang  bekerja  cepat,  maka  pengamannya  akan putus setiap motor dijalankan.
Gambar 3 . Thermal overload relay

## D. Kontaktor
Kontaktor (Magnetic  Contactor) yaitu peralatan listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Pada kontaktor terdapat sebuah belitan yang mana bila dialiri arus listrik akan  timbul  medan  magnet  pada  inti  besinya, yang akan membuat kontaknya tertarik oleh gaya magnet  yang  timbul  tadi.  Kontak  Bantu  NO ( Normally Open ) akan menutup dan kontak Bantu NC  ( Normally  Close )  akan  membuka.  Kontak pada  kontaktor  terdiri  dari  kontak  utama  dan kontak  Bantu.  Kontak  utama  digunakan  untuk rangkaian  daya  sedangkan  kontak  Bantu digunakan  untuk  rangkaian  kontrol.  Didalam suatu kontaktor elektromagnetik terdapat kumparan  utama  yang  terdapat  pada  inti  besi. Kumparan  hubung  singkat  berfungsi  sebagai peredam  getaran  saat  kedua  inti  besi  saling melekat.
Apabila  kumparan  utama  dialiri  arus,  maka akan  timbul  medan  magnet  pada  inti  besi  yang akan  menarik  inti  besi  dari  kumparan  hubung singkat  yang  dikopel  dengan  kontak  utama  dan kontak Bantu dari kontaktor tersebut. Hal ini akan mengakibatkan  kontak  utama  dan  kontak bantunya  akan  bergerak  dari  posisi  normal dimana  kontak  NO  akan tertutup  sedangkan  NC akan terbuka.
Selama  kumparan  utama  kontaktor  tersebut masih  dialiri  arus,  maka  kontak-kontaknya  akan tetap  pada  posisi  operasinya.  Apabila  pada kumparan kontaktor diberi tegangan yang terlalu
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  November  2023,  Hal.  120- 127 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.326
tinggi  maka  akan  menyebabkan  berkurangnya umur atau merusak kumparan kontaktor tersebut. Tetapi jika tegangan yang diberikan terlalu rendah maka akan menimbulkan tekanan antara kontak- kontak dari kontaktor menjadi berkurang. Hal ini menimbulkan bunga api pada permukaannya serta dapat  merusak  kontak-kontaknya.  Besarnya toleransi  tegangan  untuk  kumparan  kontaktor adalah berkisar 85%  - 110% dari tegangan kerja kontaktor.
Gambar 4 . Simbol-simbol kontaktor
Berikut  gambar  5  yang  merupakan  tampak kontaktor
Gambar 5 . Kontaktor
MCB merupakan kependekan dari Miniature Circuit  Breaker (bahasa  Inggris).  MCB  adalah suatu  peralatan  yang  mepunyai  kegunaan/fungsi sebagai saklar pemutus utama.
Gambar 6 . Tampak MCB

## F. Internet of things ( IoT )
Internet  of  Things (IoT)  adalah  sebuah konsep  di  mana  suatu  objek  yang  memiliki kemampuan  untuk  mentransfer  data  melalui jaringan tanpa memerlukan adanya interaksi dari manusia  ke  manusia  atau  dari  manusia  ke komputer. Internet of Things (IoT) adalah struktur di mana objek, orang disediakan dengan identitas eksklusif  dan  kemampuan  untuk  pindah  data melalui  jaringan  tanpa  memerlukan  dua  arah antara manusia ke manusia yaitu sumber ke tujuan atau interaksi manusia ke komputer.
Cara kerja IoT, dengan memanfaatkan suatu argumentasi  pemrograman,  di  mana  tiap-tiap perintah  argumen  tersebut  dapat  menghasilkan suatu interaksi antar mesin yang telah terhubung secara otomatis tanpa campur tangan manusia dan tanpa  dibatasi  oleh  jarak  yang  jauh.  Internet menjadi penghubung antara kedua interaksi mesin tersebut.  Manusia  dalam  IoT  tugasnya  hanyalah menjadi pengatur dan pengawas dari mesin-mesin yang bekerja secara langsung tersebut.
G. Microcontroller ESP32 ESP32  merupakan  penerus  dari  ESP8266 yang  memberikan  beberapa  perbaikan  di  semua
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  November  2023,  Hal.  120- 127 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.326
lini Tidak hanya memiliki dukungan konektifitas WiFi,  namun  juga  Bluetooth  Low  Energy  yang membuat  ESP32  menjadi  lebih  serbaguna.  CPU yang  dimiliki  ESP32  hampir  mirip  dengan  yang dimiliki  ESP8266  yaitu  Xtensa  LX6  dengan arsitektur  32-bit,  namun  kelebihannya  pada ESP32  memiliki  inti  ganda.  Tidak  hanya  itu, ESP32 memilik ROM 128KB dan SRAM 416K, juga Flash Memory (untuk Menyimpan program dan data) sebesar 64MB.
Berikut  gambar  yang  merupakan  detail  dari pin-pin  ESP32  yang  sudah  ditetapkan  secara default
Gambar 7. Kaki pin ESP32

## H. Liquid Crystal Display ( LCD )
Merupakan sebuah alat yang berfungsi untuk menampilkan  suatu  ukuran  besaran  atau  angka, sehingga  dapat  di  lihat  dan  diketahui  melalui tampilan  layar  kristalnya.  Dimana  penggunaan LCD  dalam  alat  monitoring  ini  menggunakan LCD  12C  20x4  karakter  (20  karakter,  4  baris). I2C  merupakan  standar  komunikasi  serial  dua arah  yang  menggunakan  dua  saluran  yang  dapat mengirim  maupun  menerima  data.  System  I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial  Data)  yang  membawa  informasi  data antara I2C dan pengontrolnya.
Gambar 8. LCD I2C 20X4

## III. METODE PENELITIAN

## A. Bahan dan Alat Penelitian

## 1. Bahan Penelitian
Adapun  bahan  yang  digunakan  dalam penelitian  antara  lain  kabel  NYA  2,5  mm, kontaktor,  minicircuit  breaker  (MCB),  thermal overload relay, ESP32, relay 5V, saklar AC, box X6,  PCB  FR4  15x20,  LCD+12C  20x4,  modul PZEM-004T,  relay  5V,  terminal  block  2pin  dan 3pin, kabel ties, push button NO, Push button NC, lampu indikator, timah dan komponen elektronika seperti resistor, diodal dll.

## 2. Alat Penelitian
Adapun alat yang digunakan dalam penelitian antara lain laptop, AVO meter, panel Box, solder, smartphone, motor induksi 3 phasa

## B. Cara Penelitian
Sebelum melakukan penelitian, maka dilakukan  tahap-tahap  yang  akan  dilakukan  agar terstruktur  sesuai  rencana.  Adapun  tahapan- tahapan  penelitian  ditunjukan  pada  gambar  3.1 berikut
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  November  2023,  Hal.  120- 127 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.326

## Gambar 9. Diagram alir flowchart

## C. Rancangan alat
Pengujian alat monitoring motor induksi tiga phasa  dilakukan  seperti  tampak  pada  gambar diagram alat berikut.
Gambar 9. Diagram perancangan alat
Pada  gambar  9  dapat  dilihat  bahwa  proses monitoring  motor  mengunakan  blynk  dan  juga pada  panel  LCD  20x4.  Apabila  terjadi  overload, gawai  akan  menerima  notifikasi  overload,  pada rancangan ini dilengkapi juga dengan menghidupkan dan mematikan motor secara jarak jauh tanpa harus berada di tempat motor tersebut.

## IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Rancang Bangun
Berdasarkan  dari  berbagai  perhitungan  dan perencanaan  yang  telah  dilakukan,  didapatkan hasil  implementasi  dari  alat  seperti  yang  dapat dilihat pada gambar 10 dan gambar 11.
Gambar 10. Tampak Alat Dari Luar
Gambar 11. Tampak Alat Dari Dalam

## B. Validasi Sensor PZEM-004T
Pengujian  sensor  PZEM-004T  dilakukan untuk mengetahui apakah sensor dapat mendeteksi tegangan  dan  arus  dengan  akurat,  Pengujian  di lakukan  dengan  membandingkan  nilai  baca  alat
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  November  2023,  Hal.  120- 127 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.326
ukur dan nilai baca sensor yang di tampilkan pada blynk.

## Tabel 1 Hasil Pengujian Sensor Tegangan
Tabel 2 Hasil Pengujian Sensor Arus

## C. Microcontroller ESP32
Pada  penelitian  ini  microcontroller  ESP32 digunakan  sebagai  pengolah  pengolahan  data masukan  ( input )  maupun  data  keluaran  ( output ), penggunaan  input  pada  mikrokontroler  ESP32 tersebut  ada  pada  sensor  PZEM-004T  yang mendeteksi tegangan dan arus pada motor induksi 3 phasa dimana, sistem komunikasi data sensor ke mikrokontroller ESP32 melalui Pin serial RX TX, VCC  sebagai  sumber  tegangan  eksternal  5v  dan GND  sebagai (ground )  dimana  ESP32  akan  di suplay  oleh  power  suplay  sebesar  5v  sedangkan penggunaan output mikrokontroler ESP32 dengan menggunakan  modul  wifi  yang  sudah  tersedia didalam  mikrokontroler  ESP32,  berikut  gambar skematik rancangan dan penggunaan alat.
Gambar 12. Skematik Rancangan

## D. Pengujian  ESP32
Pengujian  ESP32  ke  Blynk  ini  bertujuan untuk  mengetahui  apakah  data  hasil  sensor tegangan dan arus dapat dikirim oleh modul wifi ESP32  ke  Blynk  serta  dapat  di  tampilkan  dalam bentuk  data  digital  sehingga  pengguna  dapat dengan  mudah  mengetahui  nilai  parameter tegangan,  arus  dan  pemberitahuan  kondisi tegangan dan arus motor induksi 3 phasa.
Gambar 13. Tampilan blynk di gawai

## V. KESIMPULAN
Dari  data  hasil  perancangan  dan  penelitian yang  telah  dilakukan  pada  tugas  akhir  yang berjudul  “rancang  bangung  sistem  monitoring
Jurnal  FORISTEK ,  Volume  13,  No.2,  November  2023,  Hal.  120- 127 p-ISSN 2087-8729, e-ISSN 2579-7174 Akreditasi ( SINTA 5 ), SK. No. 225/E/KPT/2022 DOI : 10.54757/fs.v14i2.326
thermal overload relay pada motor induksi 3 phasa maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Pada  penelitian  ini  penulis  tidak  dapat menggunakan bahan elektrik dan alat ukur sesuai dengan analisa  dikarenakan kondisi yang kurang mendukung.
2. Dengan  adanya  alat  sistem  monitoring thermal overload relay pada motor induksi 3 phasa, ini dapat memudahkan memonitoring motor tanpa harus berada di tempat motor tersebut
3. Untuk  terhubung  ke  blynk  membutuhkan koneksi internet
4. Pada  penelitian  ini  penulis  tidak  dapat menyelesaikan  kontrol  jarak  jauh  yaitu menghidupkan  dan  mematikan  motor melalui blynk Thermal overload relay tidak dapat  mengamankan  motor  dikarenakan arus  nominal  pada  motor  terlalu  kecil, sedangkan  batas  minimum  setting  pada TOR 2,5  A

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Prih  Sumardjati,  S.  Yahya,  and  A.  Mashar, TEKNIK PEMANFAATAN TENAGA LISTIK JILID 3 , vol. 3, no. April. 2008.
[2] Y.  Efendi,  “Internet  Of  Things  (Iot)  Sistem Pengendalian
Lampu Menggunakan
Raspberry Pi Berbasis Mobile,” J.  Ilm.  Ilmu
Komput. , vol. 4, no. 2, pp. 21–27, 2018, doi: 10.35329/jiik.v4i2.41.
[3] A. Prafanto, E. Budiman, P. P. Widagdo, G. M.  Putra,  and  R.  Wardhana,  “Pendeteksi
Kehadiran  menggunakan  ESP32  untuk Sistem  Pengunci  Pintu  Otomatis,” JTT (Jurnal Teknol. Ter. , vol. 7, no. 1, p. 37, 2021, doi: 10.31884/jtt.v7i1.318.
[4] F.  Habibi,  Nur,  S.  Setiawidayat,  and  M. Mukhsim,  “Alat  Monitoring  Pemakaian
Energi Listrik Berbasis Android Menggunakan  Modul  PZEM-004T,” Pros. Semin. Nas. Teknol. Elektro Terap. 2017 , vol.
01,  no.  01,  pp.  157–162,  2017,  [Online]. Available:https://prosiding.polinema.ac.id/sn gbr/index.php/sntet/article/view/81/77
[5] Ashari1,  S.,  Made,  I.,  Sukmadana2,  B., Bagus,  I.,  &  Citarsa3,  F.  (2015). Rancang Bangun  Sistem  Monitoring  Dan  Pengaman Motor Induksi Tiga Phasa Berbasis Mikrokontroler  Atmega  8535  Design  Of Three  Phase  Induction  Motor  Monitoring And Safety System Based On Microcontroller ATMega 8535 (Vol. 2, Issue 2).