## MICROCONTROLLER ATMEGA8535
SEBAGAI BASIS PENGENDALI KECEPATAN MOTOR INDUKSI SATU FASA
Heri Suryo 1]* , Achmad Solichan 2]
1,2] Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Semarang Jl. Kasipah No.12 Semarang
*Email : gherisuryo@gmail.com

## ABSTRACT
Pada  umumnya  motor  induksi  berputar  dengan  kecepatan  konstan  dengan  tegangan penuh.  Pada  kebutuhan  tertentu  kecepatan  motor  induksi  perlu  diatur  kecepatan  putarannya. Dalam  tugas  akhir  ini,  saya  menggunakan  mikrokontrol  ATMega8535  sebagai  inti  proses  dan menggunakan bahasa basic dalam pemrograman. Pada bagian pendukung ada driver SSR (Solid State Relay) dan bagian rangkaian counter RPM untuk menghitung banyaknya putaran pada suatu rentang  waktu  tertentu  dengan  inti  menggunakan  LM358, photodiode  dan  LED  putih  yang kemudian  dimunculkan  di  LCD.  Dari  berbagai  percobaan,  motor  induksi  ketika  diberi  tegangan penuh 220V maka motor berputar dengan maksimal dan konstan, namun ketika dihubungkan mikro maka  terjadi  kecepatan  yang  tidak  stabil  karena  singal  keluaran  mikro  mencacah  tegangan  dan juga jika dilihat dari oscilloscope terjadi gelombang loncatan singal, ketika diberi kapasitor yang terjadi  motor  induksi  bisa  lebih  stabil  dan  mengurangi  loncatan  gelombang. Semakin  tinggi kecepatan maka semakin besar daya yang dipakai. Pada kecepatan rendah motor induksi AC tidak bisa berjalan stabil.
Kata Kunci : ATMega8535, Motor Induksi Satu Phasa, solid state relay, rangkaian counter rpm

## 1. P ENDAHULUAN
Dalam  dunia  industri  baik  yang berskala  besar  atau  kecil    pada  saat  ini banyak  yang  menggunakan  mesin-mesin listrik seperti motor induksi dengan sumber satu fasa maupun tiga fasa yang digunakan untuk membantu efisiensi proses produksi. Diantara  banyaknya  mesin  induksi  yang digunakan  seperti  pada  mesin  conveyor yang berfungsi untuk memindahkan barang dalam  skala  banyak  secara continue dan dapat  diatur  kecepatannnya  sesuai  dengan kebutuhan  dan  beban  yang  berbeda-beda,
penggulung  benang  pada  industri  garmen, dan elevator pada gedung bertinggkat.
Namun,  mesin-mesin  di  industri tersebut  masih  ada  yang  mempergunakan cara-cara  manual,  terutama  dalam  hal untuk  memindah-mindahkan  kecepatan. Sehingga  tidak  terlalu  efektif,  karena mesin-mesin  tersebut  dibutuhkan  untuk jenis  pekerjaan  yang  menuntut  suatu ketelitian,  kerutinitasan,  kekuatan  dan kemampuan  untuk  melakukan  pekerjaan dalam  waktu  yang  lama  (Rahmat  Hidayat, 2013).
Kebutuhan  sistem  kontrol  pengatur kecepatan  motor  banyak  diperlukan  dalam dunia  industri,  baik  yang  bersekala  besar maupun  kecil.  Pada  skala  besar    sistem kontrol  kecepatan  motor  di  industri  besar banyak yang menggunakan PLC (Programmable  Logic  Control). PLC  itu sendiri  adalah  sistem  elektronik  yang beroperasi  secara  digital  dan  didesain untuk  pemakaian  di  lingkungan  industri, dimana  sistem  ini  menggunakan  memori yang  dapat  diprogram  untuk  penyimpanan secara  internal  instruksi-instruksi  yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan  dan  operasi  aritmatik  untuk mengontrol  mesin  atau  proses  melalui modul-modul I/O digital maupun analog.
Mengetahui  bahwa  inti  dari  PLC adalah sebuah mikrokontroler, maka dicobalah  untuk  membuat  sistem  kontrol untuk pengaturan kecepatan putaran motor induksi
dengan
mikrokontroler.
Mikrokontroler ATMega8535 yang
merupakan salah satu jenis mikrokontroler keluarga  AVR  ( Alf  and  Vegard’s  Risc processor)  yang  dapat  digunakan  untuk sistem  pengontrolan  kecepatan  putaran mesin industri.

## 2. L ANDASAN T EORI
Konstruksi  motor  induksi  satu  fasa terdiri  atas  dua  komponen  yaitu  stator  dan
rotor. Stator adalah bagian dari motor yang tidak  bergerak  dan  rotor  adalah  bagian yang  bergerak  yang  bertumpu  pada bantalan  poros  terhadap  stator.  Motor induksi  terdiri  atas kumparan-kumparan stator dan rotor yang berfungsi membangkitkan  gaya  gerak listrik akibat dari adanya arus listrik bolak-balik satu fasa yang melewati  kumparan-kumparan tersebut  sehingga  terjadi  suatu  interaksi induksi  medan  magnet  antara stator dan rotor (insyaansori,2013).
Mikrokontroler  adalah  IC  yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau  dihapus  (Agus  Bejo,  2007).Biasa digunakan  untuk  pengontrolan  otomatis dan manual pada perangkat elektronika.
Gambar 2.1. Konfigurasi Pin Microcontroller AVR ATMega8535
Bascom-AVR adalah program basic  compiler berbasis  windows  untuk mikrokontroler  keluarga  AVR  merupakan pemrograman dengan bahasa tingkat tinggi ” BASIC ”  yang  dikembangkan  sehingga dapat  dengan  mudah  dimengerti  atau diterjemahkan (Iswanto, 2009).
Dalam program Bascom-AVR terdapat  beberapa  kemudahan,  untuk membuat program software ATMega8535, seperti  program  simulasi  yang  sangat berguna  untuk  melihat,  simulasi  hasil program  yang  telah  kita  buat,  sebelum program tersebut kita download ke IC atau ke mikrokontroler. Ketika program
Bascom-AVR dijalankan dengan mengklik icon  Bascom-AVR,  maka jendela  akan tampil gambar 2.2.
Gambar 2.2. Tampilan Jendela Program

## Bascom-AVR

## 3. P ERANCANGAN A LAT D AN

## P ROGRAM
A. Layout Single Line Diagram
Gambar 3.1. Rangkaian Keseluruhan
B. Pembuatan Bahasa Pemrograman
Dalam pembuatan bahasa
pemrograman sistem kendali motor induksi satu  fasa  berbasis  mikrokontrol  saya menggunakan  aplikasi  BASCOM.AVR yang akan dimasukan ke dalam atmega8535. Adapun langkah untuk membuat  bahasa  pemrograman  sebagai berikut : 1. Membuat pemrograman yang nantinya digunakan sebagai instruksi didalam atmega8535.
2. Klik  program di BASCOM AVR
Gambar 3.2. Program Bascom
3. Ketik file-new seperti pada gambar berikut :
23
Gambar 3.3. Tampilan Awal pada
Baskom-AVR 4. Ketik program  yang  akan  didisain
untuk dimasukan kedalam atmega8535 pada BASCOM a. Program Utama $regfile = "m8535.dat" 'menggunakan Atmega8535 sebagai preprosesor $crystal = 16000000 'menggunakan  crystal  clock  16 MHz $eeprom
'menggunakan fasilitas eeprom Atmega8535 b. Program Tampilan LCD Config Lcdpin = Pin , Rs = Portc.0 , E = Portc.2 , Db4 = Portc.4 , Config  Lcdpin  =  Pin  ,  Db5  = Portc.5  ,  Db6  =  Portc.6  ,  Db7  = Portc.7 Config Lcd = 16 * 2
Cursor Off c. Program Pengaturan
Kecepatan
Do
If Tampil > Set_up Then
Incr Pwm
Pwmm = Pwm End If
If Tampil < Set_up Then Pwmm = Pwm + 100 End If Start Timer0 Wait 3 Stop Timer0 Locate 2 , 6 Tampil = Counter0 * 20 Locate 2 , 1
Lcd  "counter:"  ;  Tampil  ; "  rpm "
Counter0 = 0
Locate 1 , 1
Lcd  "SetSpeed:"  ;  Set_up  ;  "rpm "
Pwm1a = Pwmm Pwm1b = Pwmm Pwm_eprom = Pwmm Pwmm = Pwm_eprom Loop End
5. Setelah  program  selesai  kita  buat
maka langkah selanjutnya menyimpan  dan  memasukan  ke dalam  atmega8535  melalui  USB ISP_Atmel
Push button ON/OFF Gambar 3.4. USB ISP_Atmel 6. Klik progisp
Gambar 3.5. Progisp
7. Selanjutnya  klik erase kemudian
load  flash cari  file  yang  tadi  sudah disimpan  dan  langkah  terahir  klik auto  tunggu  proses  pemasukan program  ke  dalam  atmega8535 berjalan. Lihat tampilan pada LCD.
Gambar 3.6. Load Program Pada Progisp.
8. Siap diuji coba.

## C. Diagram Alir Proses

## Gambar 3.7. Alur Program Utama
Secara  garis  besar  dari  gambar single  line diagram  di  atas  kita  dapat mengetahui  proses  dari  rangkaian  kendali motor  induksi  satu  fasa.  Pada  awal tegangan/power  supply masuk  sebesar 220VAC  ke  dalam  trafo step  down untuk diturunkan  menjadi  kurang  lebih  10VAC. Oleh  diode  bridge  arus  tersebut  akan disearahkan  menjadi  arus  DC.  Kemudian arus  distabilkan  oleh  kapasitor  dan  diubah menjadi  keluaran  5VDC  oleh  IC7805. Sebagai indikasi arus kita pasang LED dan sebuah  resistor.  Keluaran  dari power
Atmega8535 START Power Suplly On TAMPILAN PADA LAYAR PEMBUKA Sensor Motor Counter Driver END LCD
supply kita  jumper  menuju  ATmega8535 (PIN10/VCC)  untuk  mengaktifkan semua system mikro.
Pada  rangkaian counter rpm  kita hubungkan  dari  LM358  ke  PIN1/PB0 (counter). Sehinggga apabila LED menyala kita  logikan  0  dan  ketika  LED  tertutup maka photodiode akan menghitung 1.
Pada kaki SSR terdapat 4 kaki, kaki
SSR1 kita hubungkan ke PIN19(PD5/OC1A output pwm  1A).  kaki SSR2 kita hubungkan ke VCC/PIN10. Dan untuk  kaki  SSR3  kita  hubungkan  ke sumber  220VAC  dan  kaki  SSR4  kita hubungkan ke motor.
Pada tampilan LCD kita hubungkan kaki  ATmega8535  PIN31/AGND  (signal ground ADC),  PIN30/AVCC (tegangan ADC), PIN29/PC7 (TOSC2 timer oscilator2),  PIN29/PC6  (TOSC1 timer oscilator1),  PIN29/PC2,  dan  PIN22/PC0
(serial bus clock line).
Pada push button up kita hubungkan ke PIN16 (INT0/PD2 interupsi eksternal0),  push  button  down  kita hubungkan ke PIN17 (INT1/PD3 interupsi eksternal1) dan pada komponen kristal kita hubungkan ke PIN12/XTAL2 dan PIN13/XTAL1 (singal input clock eksternal).

## D. Diagram Blok Perancangan
Dengan inti menggunakan mikrokontroler ATMega8535 yaitu sebagai
kendali  putaran  kecepatan  motor  induksi satu  fasa  ini,  perancangannya  dimulai dengan pembuatan hardware dan kemudian  perancangan  bahasa  program yang  dibagi  menjadi  beberapa  bagian. Berikut  ini  adalah  blok  diagram  sistem keseluruhan dari perancangan alat pengaturan kecepatan putaran motor induksi  satu  phasa  berbasis  mikrokotroler ATMega8535 yang ditunjukan pada gambar 3.2 di bawah ini :
Gambar 3.2. Blok Diagram Sistem Keseluruhan
Dari  gambar  3.2  blok  diagram sistem keseluruhan di atas dapat dijelaskan secara  singkat  cara  kerja  dari sistem pengaturan kecepatan putaran motor induksi  satu  fasa  berbasis  mikrokotroler ATMega8535 ini, sehingga mengakibatkan terkendalinya putaran motor induksi tersebut.  Adapun  cara  kerja  dari  sistem tersebut  diuraikan  secara  singkat  sebagai berikut :
1) Minimum sistem ATMega8535
berfungsi untuk menerjemahkan
perintah  yang  dimasukan  melalui push button ataupun variable resistor.
2) Input berupa push buttonup/down yang berfungsi untuk menaikan dan menurunkan  kecepatan  putaran  motor yang diinginkan.
3) Rangkaian  counter  rpm berfungsi untuk  mendeteksi  banyaknya  putaran per menit motor induksi tersebut.
4) Rangkaian driver motor  berfungsi
menerjemahkan perintah yang dikeluarkan oleh sistem mikrokontroller sebagai pengatur
kecepatan putaran motor.
5) Motor  berfungsi  memutar  piringan yang dihubungkan melalui poros pemutar.
6) Sensor  berfungsi  untuk  mengukur kecepatan putaran motor yang dideteksi  dari  piringan  yang  diputar oleh poros motor dan kemudian dikirim ke mikrokontroler.
7) LCD  berfungsi  untuk menampilkan
data  kecepatan  putar  piringan  berupa rpm.

## 4. P ENGUJIAN S ISTEM

## A. Perancangan Pengujian Alat
Agar  semua  sistem  dapat  berjalan dengan  baik  ketika  dijalankan,  maka perlu  dipastikan  bahwa  bagian-bagian dari  sistem  itu  berfungsi  sesuai  yang kita  butuhkan  oleh  karena  itu  perlu untuk diuji.

## B. Pengujian Power Supply
Cara  pengujian power  supply adalah menggunakan multitester dengan jarum
multi  menunjuk  pada  VDC. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tegangan  kerja  yang  dikeluarkan  oleh rangkaian power  supply,  pengujian rangkaian power  supply dilakukan dengan  cara  mengukur  tegangan  pada sisi sekunder  transformator serta  pada sisi output pada  rangkaian power supply.
Adapun tabel hasil pengujian rangkaian power  supply dapat  dilihat  pada  tabel 4.1 di bawah ini :
Tabel  4.1.  Hasil  Pengujian  Rangkaian Power Supply.
C. Pengujian Rangkaian Counter Rpm Rangkaian ini berfungsi untuk mendeteksi setiap cahaya terang dan gelap yang  diterima  oleh photodiode.  Untuk pengujiannya  yaitu  dengan  cara  mengukur tegangan  pada  kaki photodiode tersebut. Kita  cek  berapa  voltase  yang  ada  di photodiode karena  kalau  tegangan  tidak
Objek yang diukur Pengukuran input (volt) Pengukuran output (volt) Transformator 202 VAC 10 VAC LM 7805 10 VAC 4,92 VDC
sesuai maka photodiode tersebut tidak akan berfungsi secara maksimal.
Tabel 4.2. Tabel Tegangan Pada Rangkaian Counter Nama Led On Led Off Photodiode 3,82 VDC 4,80 VDC D. Pengujian Rangkaian Driver Motor Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui  apakah  rangkaian driver motor dapat berfungsi atau tidak untuk mengatur  kecepatan  putaran  motor induksi. Cara pengujian yang dilakukan pada rangkaian
driver
motor
menggunakan
multimeter untuk mengetahui  tegangan  yang  diterima oleh motor.
M
Gambar 4.1. Pengujian 1 Motor  langsung  sumber  220V  tanpa mikrokontrol  motor  berputar  kecepatan penuh 6000 rpm dan konstan.
M

## Mikro
Gambar 4.2. Pengujian 2 Motor  dengan output dari  mikrokontrol. Berikut  adalah  tabel  motor  dengan output dari mikrokontrol.
Tabel 4.4. Pengujian 2
Motor Kecepatan (rpm) Setingan 1300 960,  940,  860,  840, 820
Gambar 4.3. Pengujian 3 Motor dengan rangkaian parallel lilitan dan kapasitor  4µF.  berikut  adalah  tabel  hasil pengujian 3.
Tabel 4.5. Pengujian 3 Motor Kecepatan (rpm) Setingan 1300 860, 840, 820, 660
Gambar 4.4. Pengujian 4 Motor  dengan  pararel  rangkaian kapasitor  dengan  seri  kumparan  trafo 500mA,  berikut  adalah  tabel  dari pengujian 4.
Tabel 4.6. Pengujian 4
Posisi motor Kumparan trafo rpm 1 0-3 840-890 2 0-4,5 850-890 3 0-6 860-900 4 0-7,5 870-910 5 0-9 880-920 6 0-12 900-940 Gambar 4.5. Pengujian 5
Motor  hubung  seri  dengan  lilitan dan  kasitor,  yang  terjadi  adalah  motor tidak bergerak/mati.
Gambar 4.6. Pengujian 6 Motor dihubung pararel dengan kapasitor  8µF  dan  lilitan,  sehingga didapat tabel sebagai berikut.
Tabel 4.7. Pengujian 6 Motor Kecepatan Setting 1300 1020-1080
Gambar 4.7. Pengujian 7 Motor  dihubungkan  pararel  dengan kapasitor tanpa lilitan, sehingga didapat tabel sebagai berikut.
Tabel 4.8. Pengujian 7 Motor Kecepatan Setting 1300 1020-1080
Gambar 4.8. Pengujian 8
Motor dihubung pararel dengan kapasitor  8µF  dan  sebelum  masuk  ke motor  dihubung  seri  dengan  lilitan, sehingga  didapatkan  tabel  sebagai berikut.
Tabel 4.9. Pengujian 8 Motor Kecepatan Setting 1300 1000,  1020,  1040,  1060, 1080
Gambar 4.9. Pengujian 9 Motor  dihubung  pararel  dengan  kapasitor 8µF  dan  dari  sumber  fasa  motor  dihubung seri  dengan  lilitan,  sehingga  didapatkan tabel sebagai berikut.
Motor Kecepatan Setting 1300 700,  840,  880,  900,  920,
940
M
Gambar 4.10. Pengujian 10 Motor dihubung pararel dengan kapasitor  8µF  dan  dari  keluaran  motor dihubung  seri  dengan  lilitan,  sehingga didapatkan tabel sebagai berikut.
Tabel 4.11. Pengujian 10 Motor Kecepatan Setting 1300 1220, 1240, 1260, 1280,
1300, 1340.

## 5. K ESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
1. Dalam pembuatan alat pengatur kecepatan motor induksi satu fasa ada tiga  buah  bagian  utama  dan  bagian pendukung  yaitu  bagian  input  yaitu tombol  tekan  dan  sensor,  bagian proses  yaitu ATMega8535,  bagian output yaitu  motor  induksi  satu  fasa
dan  LCD  16x2,  dan  bagian support yaitu power supply dan driver motor 2. Pengujian  pada  daya  motor  induksi
satu fasa dengan menggunakan mikrokontroler  ATMega8535  yang telah dirancang.
Semakin  tinggi  kecepatan  motor  maka membutuhkan daya semakin besar. Pada kecepatan  rendah  maka  putaran  motor induksi  satu  fasa  sulit  untuk  berputar stabil/ konstan.
3. Program  pada  pengaturan  kecepatan motor induksi satu fasa dengan menggunakan aplikasi bahasa  Bascom- AVR.
Gambar 5.1. Sinyal Gelombang Softstarter

## B. Saran
1. Selain  mikro kontrol  ATMega8535 untuk program  kendali  pengatur kecepatan motor bisa menggunakan mikro kontrol  ATMega16 atau
ATMega32. 2. Pada motor induksi ketika
mengkonsumsi daya rendah bahkan hampir setengah dari tengan ratting (200-240 Volt ) misalkan dengan tegangan 52 Volt, 57 Volt,  62 Volt.  Motor  induksi jenis  tersebut berputar  tidak  stabil. Apabila ingin menghendaki kecepatan  yang  lambat  dan  dapat berputar konstan maka bisa menggunakan  motor  DC atau Universal.
3. Kecepatan  motor  induksi  belum bisa  naik  secara  signifikan  menuju kekecepatan  yang  telah  diseting, untuk  itu  perlu  dilakukan  penetian lebih lanjut misalnya bisa dipasang dengan penguat singal PWM dengan menggunakan ULN2803.
4. Perlu  dilakukan  penelitian  lebih lanjut kenapa saat feedback kecepatan motor turun drastis.
5. Perlu  dilakukan  penelitian  lebih lanjut tentang sistem SSR.
No.
Setting (rpm) Counter
Mikro (rpm) Tachometer (rpm) Amp Motor Volt Motor Daya Motor Beban 0 1300 1300 1280 0,6 A 52 V 31,2 VA Beban 1 1300 1200 1160 0,6 A 57 V 34,2 VA Beban 2 1300 1060 990 0,6 A 62 V 37,2 VA

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Bejo,  A.  2008.  ” Rahasia  Kemudahan Bahasa  C  Dalam  Mikrokontroler ATMega8535 ”.  Yogyakarta.  Graha
Ilmu.
Hidayat, R. 2013. “ Pengaturan Kecepatan
Motor Induksi  Satu  Fasa  Berbasis Mikrokontrol Atmega8535”. Journal.
1-10
Iswanto.
2009. “ belajar sendiri MIKROKONTROLER AT90S2313 dengan BASIC Compiler ”.
Yogyakarta.
http://insyaansori.blogspot.com/2013/04/m otor-induksi-1-fasa.html (Selasa,  30
September 2014 8:55 PM).
http://muhamadgunawan.ilearning.me/201
4/03/07/mikroprosesor-atmega8
(Selasa, 30 September 2014 9:38PM) http://forumelektronikaindonesia.blogspot. com/2013/01/bascom-avr-
11190.html (Selasa,  30  September
2014, 9:54PM)