Jurnal Ampere licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License

## Proteksi Motor Induksi Satu Fasa Terhadap Kenaikan Suhu Pada Pengering Maggot Berbasis Panel Surya
Asri Indah Lestari 1 , Sofiah 2* , Yogie Ragil Pamungkas 3
1,2,3 Program Studi Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Palembang, Indonesia *e-mail: sofikeran@gmail.com

## ABSTRAK
Motor listrik merupakan kebutuhan yang sangat vital pada sebuah industri,rumah tangga dan kebutuhan lainnya. Motor listrik yang sering digunakan pada suatu industri adalah jenis motor induksi, dimana mesin induksi  merupakan  motor  listrik  yang  sangat  mudah  dalam  sistem  perawatannya  sehingga  motor  ini mempunyai  rating  paling  tinggi  dalam  sistem  penggunaannya.  Pada  penelitian  ini  menggunakan  motor induksi satu fasa sebagai alat pengering maggot yang berguna untuk membuat masa penyimpanan maggot lebih lama dan bernilai jual tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk memproteksi motor induksi satu fasa pada sistem pengeringan maggot terhadap kenaikan suhu akibat dari penggilingan yang memakan waktu lama dengan  menggunakan  sensor  DS18B20.  Sehingga  motor  induksi  satu  fasa  mampu  bekerja  ketika  motor dalam kondisi tidak stabil pada saat terjadinya arus lebih. Dengan adanya pemasangan sensor DS18B20 motor induksi satu fasa akan berhenti secara otomatis ketika setting suhu yang diberikan sudah melewati batas yang sudah ditentukan pada sonoff.  Dengan adanya sistem proteksi motor induksi satu fasa ini dapat memaksimalkan kinerja motor listrik pada proses pengeringan maggot dan memberikan kemudahan dalam pengendalian motor dari jarak jauh dan pengaturan waktu hidup dan mati dengan menggunakan Internet of Things (IoT).
Kata Kunci: Panel Surya, Inverter, Motor Gearbox, Sonoff

## Single Phase Induction Motor Protection Against Temperature Increases in Solar Panel-Based Maggot Dryers

## ABSTRACT
Electric motors are a very vital need in an industry, household and other needs. Electric motors that are often used in an industry are types of induction motors, where the induction machine is an electric motor that is very easy in its maintenance system so that this motor has the highest rating in its use system. In this study, using a single-phase induction motor as a maggot dryer is useful for making the maggot storage period longer and of high selling value. This study aims to protect the single-phase induction motor in the maggot drying system against temperature increase due to prolonged grinding using the DS18B20 sensor. So  that  the  single-phase  induction  motor  is  able  to  work  when  the  motor  is  unstable  at  the  time  of overcurrent.  With  the  installation  of  the  DS18B20  sensor,  the  single-phase  induction  motor  will  stop automatically  when  the  given  temperature  setting  has  exceeded  the  limit  set  on  the  sonoff.    With  the protection  system  of  this  single-phase  induction  motor,  it  can  maximize  the  performance  of  the  electric motor in the maggot drying process and provide convenience in remote motor control and time setting on and off using the Internet of Things (IoT).
Keywords: Solar Panels, Inverters, Gearbox Motors, Sonoff
Correspondence  author  :  Sofiah,  Program  Studi  Teknik  Elektro  Universitas Muhammadiyah Palembang, Indonesia.
E-Mail: sofikeran@gmail.com
Jurnal Ampere licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License

## I. PENDAHULUAN
Motor listrik adalah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Penggunaan motor listrik adalah kebutuhan yang sangat vital pada suatu industri, rumah tangga dan kebutuhan lainnya [1]. Motor listrik terdiri dari dua jenis, yaitu motor listrik arus bolak balik atau Alternating Curent (AC) dan motor listrik arus searah atau Direct Current (DC). Motor induksi adalah motor listrik yang sering digunakan dalam dunia industri, dimana perawatan untuk mesin  induksi  ini  sangat  mudah  sehingga  penggunaan  motor  induksi  banyak  digunakan  pada dunia  industri  [2].  Mesin  induksi  mempunyai  struktur  yang  sangat  simpel  sehingga  untuk perawatannya tidak mengeluarkan biaya yang besar [1].
Pada  saat  pengoperasian  motor,  agar  motor  bekerja  pada  kondisi  stabil  maka  diperlukan suatu sistem proteksi yang mampu bekerja ketika motor pada kondisi tidak stabil, yaitu jika motor bekerja  pada  arus  lebih.  Ketika  motor  berada  dalam  kondisi  arus  lebih  maka  motor  akan mengalami kenaikan temperatur pada lilitan motor, sehingga dapat merusak isolasi pada motor dan memperpendek  usia pemakaian motor tersebut.  Ketika motor  berada dalam kondisi stabil maka  motor  mampu  bekerja  sesuai  dengan  kapasitasnya,  tetapi  jika  motor  yang  bekerja mengalami arus lebih maka motor tersebut harus dihentikan untuk mengantispasi terjadinya hal- hal yang tidak diinginkan pada motor tersebut [3].
Pada penelitian ini motor listrik yang digunakan adalah jenis motor induksi satu fasa dengan tipe motor kapasitor.  Proteksi  yang  dilakukan  pada  penelitian  ini adalah  untuk sistem  proteksi pada  motor  pengering  maggot.  Motor  induksi  satu  fasa  bekerja  dengan  cara  mengatur temperaturnya  [4].  Motor  induksi  ini  dapat  dilakukan  pengendalian  dari  jarak  jauh,  seperti pengaturan  waktu  hidup  dan  waktu  mati  pada  motor  dengan  menggunakan Internet  of  Things (IOT). Pada penelitian ini juga menggunakan panel surya atau pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) yang digunakan untuk mesin pengering maggot. Selain digunakan untuk mesin pengering maggot,  PLTS  juga  dapat  digunakan  sebagai  sumber  energi  alternatif  yang  bisa  dimanfaatkan pada rumah tangga. Salah satu komponen pada PLTS adalah panel surya. Panel surya merupakan komponen yang dapat mengubah energi matahari menjadi energi listrik  [5]. Penggunaan panel surya pada mesin pengering maggot menggunakan dua panel surya yang masing-masing memiliki arus sebesar 50 WP. Maximum power Voltage 17.6 Volt menggunakan merek Visero [4].

## Gambar 1. Panel Surya
Inverter adalah konverter daya listrik yang mengubah arus searah atau Direct Current (DC) menjadi  arus  bolak  balik  atau Alternating  Current (AC).  Arus  bolak  balik  atau Alternating Current (AC) dapat dikonversikan pada setiap tegangan yang diperlukan dan frekuensi dengan penggunaan transformator, switching , dan kontrol sirkuit yang tepat. Inverter tidak menghasilkan daya listrik sendiri, melainkan daya disediakan dari sumber arus searah atau Direct Current (DC), yang merupakan input dari power inverter tersebut yang dapat berupa baterai atau akumulator [4]. Penggunaan inverter sangat bermanfaat jika digunakan sebagai listrik cadangan, maupun sebagai listrik pada wilayah daerah yang masih memiliki keterbatasan listrik AC, karena dengan adanya power inverter  ini,  kita  dapat  menggunakan  baterai  ataupun  sel  surya  untuk  menghidupkan
Jurnal Ampere licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
peralatan pada keperluan rumah tangga yang pada umumnya masih selalu memerlukan sumber dari listrik AC yang bertegangan 110 Volt AC ataupun 220 Volt AC [5], [6].

## Gambar 2. Inverter
Internet of Things (IoT) memiliki satu perangkat yaitu Sonoff. Sonoff adalah smart switch dilengkapi  dengan  ESP8266  chip  elektronik  yang  dapat  mengontrol  peralatan  listrik  dengan terhubung dengan jaringan internet. Pada pengaturan pabrik, SONOFF dilengkapi dengan sebuah aplikasi yang bisa di unduh oleh pengguna, yaitu aplikasi EWelink. Melalui aplikasi ini, pengguna IoT  dapat  memantau  peralatan listrik  yang  digunakan  dari  jarak  jauh  selama  ponsel  pengguna terhubung  dengan  internet[7].  Perangkat  ini  bekerja  dengan  menggunakan  openHAB,  yang dimana  kerangka  kerja  khusus  telah  tertanam  dan  tersedia  di  GitHub  yang  disebut  Sonoff- Tasmota [1]. Firmware default pabrik telah digantikan oleh firmware baru yang akan membantu mengkonfigurasikan  Sonoff  untuk  berkomunikasi  dengan  openHAB.  New  Firmware memungkinkan  openHAB  untuk  mengontrol  sakelar  sonoff  dengan  menggunakan  protokol MQTT yang merupakan salah satu standar pertukaran data antara M2M dengan cepat dan tidak membebani sumber daya [8].

## Gambar 3. Sonoff
Relay  merupakan  peralatan  proteksi  yang  berguna  untuk  mendeteki  kondisi  tidak  normal pada sistem dengan melihat besar arus yang mengalir, yang disebut dengan relay arus lebih. Relay arus lebih memiliki berbagai macam fungsi diantaranya sebagai relay beban lebih dan relay arus lebih pendeteksi gangguan [3].
Gambar 4. Relay
Jurnal Ampere licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
Timer berfungsi  untuk  menghubungkan  atau  memutuskan  rangkaian  listrik  berdasarkan waktu  yang  bekerja  menggunakan  sistem  elektronik  dan  membutuhkan  tegangan  listrik  untuk mengoperasikannya.  Fungsi  dari  peralatan  kontrol  ini  adalah  sebagai  pengatur  waktu  bagi peralatan yang  dikendalikannya  [9]. Timer ini dimaksudkan  untuk  mengatur  waktu  hidup  atau mati dari kontaktor ataupun untuk mengubah sistem bintang ke sistem segitiga [10]. Timer yang bekerja  dengan  prinsip  induksi  motor  akan  bekerja  apabila  motor  mendapat  tegangan  AC sehingga memutar gigi mekanis dan menarik serta menutup kontak secara mekanis dalam jangka waktu tertentu [7].

## Gambar 5. Timer
Motor gearbox panasonic adalah jenis motor AC yaitu motor kapasitor yang telah dilengkapi dengan gearbox [2]. Motor gearbox panasonic dilengkapi dengan gearbox dengan skala 1:25 yaitu 25 putaran motor sama dengan satu putaran gearbox yang bertujuan untuk mendapatkan putaran yang  stabil  dan  torsi  yang  cukup.  Prinsip  kerja  motor  gearbox  panasonic  sama  dengan  motor kapasitor  yaitu  jika  motor  kapasitor  diberi  sumber  tegangan  dengan  suplai  220  Volt  AC  pada belitan start, maka terjadi pengaliran arus pada belitan tersebut. Adanya kapasitor yang terhubung seri  dengan  belitan  bantu  sehingga  arus  belitan  bantu  mendahului  atau leading terhadap  arus belitan utama, sehingga kondisi tersebut menyebabkan terbentuknya suatu medan magnet putar [3].

## Gambar 6. Motor Gearbox Panasonic

## II. METODE PENELITIAN
Langkah penjelasan dari penelitian ini dapat dijelaskan dalam diagram flowchart, dimana dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Jurnal Ampere licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
Gambar 7. Flowchart Penelitian
Metode penelitian rancang bangun monitoring mesin servo untuk alat pakan ikan berbasis IoT sebagai berikut :
1. Merancang alat
2. Mempersiapkan semua bahan yang akan digunakan dan merakitnya
3. Pengujian alat dan memasang sistem monitoring
4. Pemasangan peralatan dan box panel
5. Pengujian kinerja motor gearbox dengan alat ukur manual
6. Analisa hasil pengujian dan membuat kesimpulan

## Tabel 1. Spesifikasi Nama Alat
No Nama Sepesifikasi alat 1 Panel surya 100 WP 2 Sonoff TH10 AC 100-240V 50/60Hz 10A 3 Relay AC 220 V 4 Timer DC12V 5 Motor Gearbox AC 220 V

## A. Data Motor dan Sonoff
Pada penelitian kali ini sonoff yang digunakan adalah sonoff type TH10. Sonoff TH10 adalah versi sonoff yang dapat memonitor dan mengatur suhu dan kelembapan melalui App  E- Welink. Sonoff ini dihubungkan dengan probe sensor suhu DS18B20. Berikut spesifikasi pada sonoff TH10.
Jurnal Ampere licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License

## Tabel 2. Data Sonoff
No Karakteristik Besaran 1 Model TH10 2 Input AC 100-240V 50/60Hz 10A 3 Output AC 100-240AC 50/60Hz 10A 4 Wi-Fi 2.4GHz 802.11 b/g/n 5 FCC ID 2APN5TH1016
Pada saat pengujian dilakukan tanpa beban dengan pengisian  yang dilakukan selama 10 menit  dengan  lima  kali  pengukuran.  Untuk  mengetahui  perbandingan  suhu  kerja  motor  listrik pada saat pengisian, setting suhu didapatkan dengan cara mengurangi sekitar 20% suhu kerja rata- rata motor listrik sekitar 40°C  - 60°C, yang dikurangi adalah suhu kerja maksimal pada motor listrik, sehingga pada sonoff di setting batas suhu maksimal motor ialah 48 o C.

## Gambar 8. Setting Suhu Pada E-welink
Motor listrik yang digunakan merupakan motor induksi satu fasa yaitu motor kapasitor. Motor kapasitor yang digunakan berupa motor gearbox panasonic dengan ratio 1:25 yaitu 6W.
Tabel 3. Data Motor Gearbox
No Karakteristik Besaran 1 Input AC 220 V 2 Output 48 Rpm 3 Ratio 1:25 4 Dimensi body 6 Cm 5 Dimensi As 8 Mm

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dibawah  ini  merupan  bentuk  skema  alat  pengering  magot  yang  dilengkapi  dengan  beberapa komponen alat seperti pada gambar 10 dibawah ini.

## Gambar 10. Skema Alat Pakan Motor Pengering Magot
Proses perancangan di awali dengan studi literatur untuk mengumpulkan data serta mencari ide  atau  gagasan  penelitian.  Dari  studi  literatur,  didapatkanlah  beberapa  permasalahan  pada kinerja motor induksi satu fasa salah satunya adalah gangguan arus lebih yang mengakibatkan motor mengalami kenaikan suhu. Dengan adanya permasalahan tersebut maka dibuatlah sebuah sistem proteksi yang dapat menghidupkan dan mematikan motor induksi satu fasa dengan setting suhu dan dapat dikendalikan melalui smartphone.
Pengumpulan alat dan bahan, Setelah adanya permasalahan yang ada proses selanjutnya adalah  pengumpulan  alat  dan  bahan  yang  akan  digunakan  dalam  perancangan.  Pada  sistem proteksi ini kita membutuhkan beberapa bahan yaitu MCB, Relay , Timer , Sonoff , dan juga Motor induksi  satu  fasa.  Semua  bahan  tersebut  di  rangkai  menjadi  satu  rangkaian  yang  dapat memproteksi motor induksi satu fasa dan dapat dikendalikan dari smartphone. Setelah rangkaian telah terpasang, perlu dilakukan pengujian pada rangkaian tersebut agar mendapatkan  hasil  yang  baik.  Jika  rangkaian  belum  bekerja  baik  maka  perlu  dilakukan perancangan  ulang  dan  memperhatikan  letak  kesalahan  apa  yang  ada  pada  rangkaian  tersebut sebelum diterapkan pada motor induksi satu fasa. Jika sudah dirasa rangkaian berjalan dengan baik, proses selanjutnya memasang rangkaian terhadap motor induksi satu fasa.
Untuk motor induksi satu fasa diletakan pada bagian belakang tabung pengeringan maggot, hal  ini  bertujuan  untuk  menghindari  motor  dari  panas  api  Ketika  proses  pengeringan  maggot karena  pengeringan  maggot  masih  menggunakan  kompor  api  sebagai  pemanas  pada  tabung pengeringan,  api  tersebut  dapat  mempengaruhi  kenaikan  suhu  pada  motor  induksi  satu  fasa. Motor  dihubungan  ke tabung  pengering  dengan  menggunakan pulley dan fanbelt. Pulley  yang digunakan pada motor berdiameter 5 inc dan pada tabung pengering berdiameter 8 inc dengan panbel berukuran A38.
Tabel  4  menunjukkan    bertambahnya  beban  pada  motor  induksi  satu  fasa  dapat memperngaruhi  besaran  tegangan  dan  arus  pada  motor  induksi  satu  fasa  yang  mengakibatkan kenaikan suhu sebesar 1°C. pada beban 1.000 gram, kenaikan suhu mencapai 48°C yang artinya
Jurnal Ampere licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
suhu  tersebut  mencapai  ketetapan  batas  maksimal  suhu  sebesar  48°C  namun  tidak  mengalami kenaikan suhu sampai melewati batas suhu tersebut sampai proses pengeringan maggot selesai. Pada  percobaan  pengeringan  maggot  menggunakan  beban  maggot  sebanyak  1.000g,  kenaikan suhu mencapai 48 °C dengan lama pengeringan 30 menit.

## Tabel 4. Pengujian Motor Saat Pengeringan Maggot dengan Pengisian
Hasil  pengujian  dapat  dilihat  pada  Tabel  5,  dimana    dilakukan  pengujian  pengeringan maggot dari 250 g sampai 1000 g dan pada pengujian 250 g sampai 750 g tidak terdapat kenaikan suhu dan ketika pengujin maggot di tingkatkan menjadi 1000 g terdapat kenaikan suhu 48°C hal ini  suhu  mencapai  batas  dari  setting  pada sonoff karena  beban  maggot  berpengaruh  terhadap putaran.

## Tabel 5. Pengujian Motor Saat Pengeringan Maggot Tanpa Pengisian
No Waktu Beban maggot (Gram) Akumulator Motor Sonoff (°C) Thermometer V A V A 1 20:00-20:30 250 12,28 5,61 211,5 0,11 44 44 2 20:40-21:15 500 11,81 3,7 212,2 0,10 44 44 3 21:20-21:50 750 11,51 3,82 212 0,10 44 43 4 22:00-22:40 1000 11,45 3,63 211,5 0,10 48 46

## IV. KESIMPULAN
Dari hasil pengujian dan analisa yang dilakukan, diperoleh kesimpulan pengujian motor saat  pengeringan  maggot  dengan  beban  tanpa  pengisian  sebanyak  250g  sampai  750g  tidak terdapat kenaikan suhu pada motor sebesar 44°C dan pada pengujian saat diberi beban 1.000g terdapat kenaikan suhu pada motor sebesar 48°C. Pengujian motor saat pengeringan maggot tidak dengan pengisian, motor mengalami kenaikan suhu sebesar 1°C pada beban maggot 500g sebesar 46°C dan pada beban maggot 750g sebesar 47°C sedangkan pada beban 250g suhu pada motor sebesar 38°C. Untuk pengujian motor dengan beban pengeringan maggot sebesar 2.000g suhu pada motor mencapai 48°C dalam waktu kerja selama 85 menit dan untuk kenaikan suhu motor saat tanpa beban sebesar 45°C.

## DAFTAR PUSTAKA
No Waktu Beban maggot (Gram) Akumulator Motor Sonoff (°C) Thermometer V A V A 1 11.30-11.55 250 12,8 2,37  181,2  0,11 38 39 2 12:00-12:25 500 12,63 1,1 211,4  0,12 46 46 3 12:40-13:05 750 12,91  1,37  212,6  0,11 47 48 4 13:15-13:45 1000 12,44  2,28  212,1  0,10 48 49
Jurnal Ampere licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License
[1]   N. Suyoko, M. J. Afroni and B. M. B, "Sistem Pengaman dan Monitoring Motor Industri Satu Fasa Secara Online," Jurnal Universitas Islam Malang, pp. 1-7, 2019.
[2]   T. Hamdani, "Pengujian Karakteristik Motor Kapasitor Untuk Berbagai Nilai Kapasitansi," MEKTEK, vol. VII, no. 1, pp. 48-58, 2005.
[3]   A.  Tukananto,  Junaidi  and  Hardiansyah,  "Rancang  Bangun  Sistem  Proteksi  Arus  Lebih Motor  3  Fasa  dengan  Timer  Start  dan  Trip," Jurnal  Teknik  Elektro  Universitas Tanjungpura, vol. 2, no. 1, 2015.
[4]   A. K. A. Bahar and A. T. Maulana, "Perencanaan dan simulasi Sistem PLTS Off-Grid untuk Penerangan Gedung Fakultas Teknik UNKRIS," Jurnal Ilmiah Elektrokrisna, vol. 6, no. 3, pp. 97-107, 2018.
[5]   Habiburosid,  W.  Indrasari  and  R.  Fadhiran,  "Karakteristik  Panel  Surya  Hybrid  Berbasis Sensor INA219," Prosiding Seminar Nasional Fisika (E-Journal), vol. VIII, no. Desember, pp. 173-178, 2019.
[6]   K. E. d. S. D. M. R. Indonesia, "Solar Cell, Sumber Energi Terbarukan Masa Depan," 1 januari 2011. [Online]. Available: https://www.esdm.go.id/id/media-center/arsip- berita/solar-cell-sumber-energi-terbarukan-masa-depan.
[7]   T.  Arief,  S.  Nasir,  Nukman,  Y.  Ningsih,  E.  Oktinasari  and  R.  Y.  Bayuningsih, "Pengembangan Dan Modifikasi Kompor Surya Sederhana Berbasis Energi Matahari (Solar Energy) Tipe Bulat dan Parabola untuk Kebutuhan Memasak (Solar Cooker) pada Rumah Tangga dan Sekolah," Jurnal Pengabdian Community, vol. 3, no. 1, pp. 20-27, 2021.
[8]   M.  SAPUTRA,  "Perancangan  Sistem  Penerangan  Gudang  Barang  Berbasis  Internet  of Things (IoT)," Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara, Medan , 2020.
[9]   B. Setiawan, R. N. Wakidah, H. K. Safitri and M. Fauziah, "Regulator Panas untuk Mesin Tetas Hybrid dengan Metode Buck PID," Prosiding Sentrinov, vol. 3, pp. 79-100, 2017.
[10]  R.  Annur,  "Analisa  Gear  Box  pada  Fruit  Elevator  Pabrik  Kelapa  Sawit,"  Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara, Medan , 2021.