http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
Tisna Prihadiyanti Kusmaningrum 1 , Sunomo 2
1,2 Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FT UNY Email: tisna.prihardiyanti2015@student.uny.ac.id

## ABSTRACT
Goal of this research is done to regulate the voltage and frequency of the three-phase voltage source with a range of 18.8 - 20.7 volts to distribute three phase motors in the power electronics practice . Use of low voltage  aimed at securing measuring devices or practitioner of the possibility of error that jeopardize. Step of the  research,  namely  the  concept  of  the  design  ,  needs  analysis  ,  identification  of  tools  and  materials  , manufacturing of hardware and software as well as making tools . Designed system consists of four parts : ( 1 ) power supply , ( 2 ) control circuit IC HEF4752 , ( 3 ) minimum system , ( 4 ) strand motor driver . Based on the obtained test voltage range 18.8 - 20.7 volt and  frequency 17.24 - 62.5 Hz in six positions .  Control voltage and frequency signal is obtained by changing - change two resistors on the two oscillators HEF4047 by changing the logic of dikeluaran 4067 based microcontroller that controls the output of the three-phase PWM IC HEF4752 to produce the effect of changes in voltage and frequency simultaneously.
Keywords : IC HEF 4752 , three phase motor , speed regulator , voltage and frequency

## ABSTRAK
Tujuan penelitian ini untuk mengatur tegangan dan frekuensi sumber tegangan tiga fasa dengan rentang 18.8  –  20.7  volt  untuk  mencatu  motor  tiga  fasa  dalam  praktek  elektronika  daya.  Pengunaan  tegangan  rendah bertujuan  untuk  mengamankan  alat  ukur  maupun  praktikan  dari  kemungkinan  terjadi  kesalahan  yang membahayakan.  Tahapan  penelitian,  yakni  konsep  rancangan,  analisa  kebutuhan,  identifikasi  alat  dan  bahan, pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak serta pembuatan alat. Sistem yang dirancang terdiri dari empat bagian:  (1)  catu  daya,  (2)  rangkaian  kendali  IC  HEF4752,  (3)  sistem  minimum,  (4)    untai  driver  motor. Berdasarkan pengujian diperoleh rentang tegangannya 18.8 – 20.7volt, dan frekuensinya 17.24 – 62.5 Hz dalam enam  posisi.  Sinyal  pengatur  tegangan  dan  frekuensi  diperoleh  dengan  mengubah-ubah  dua  resistor  pada  dua buah osilator HEF4047 dengan cara mengubah logika dari dikeluaran 4067 berdasarkan keluaran mikrokontroler yang mengendalikan IC PWM tiga fasa HEF4752 untuk menghasilkan efek perubahan tegangan dan frekuensi secara serentak.
Kata kunci : IC HEF 4752, motor tiga fasa, pengatur kecepatan, tegangan dan frekuensi

## PENDAHULUAN
Di dunia industri  motor listrik  digunakan sebagai  tenaga  searah  dalam  proses  produksi. Jenis  motor  listrik  yang  digunakan  umumnya motor  induksi  tiga  fasa  karena  konstruksinya yang  sederhana  dan  ukurannya  yang  relatif lebih  kecil  untuk  daya  keluaran  sama, dibandingkan  dengan  motor  listrik  satu  fasa. Motor  bolak-balik  tiga  fasa  bekerja  dengan memanfaatkan gerakan vektor tegangan sumber
untuk  menimbulkan  gaya  putar  pada  rotornya. Pada  motor  bolak-balik  satu  fasa,  untuk menghasilkan gerak putar penambahan komponen kapasitor untuk menentukan geseran fasa antara belitan utama dan belitan bantu agar dapat menghasilkan  gerak putar. Motor induksi dapat  dikendalikan  secara  manual  maupun secara  semi  otomatis  menggunakan  kontaktor magnit  untuk  mengoperasikan  tegangan  fasa pada  kecepatan  yang  berbeda-beda.  Motor

## KENDALI TEGANGAN DAN FREKUENSI BERJANGKAH UNTUK IC HEF4752 SEBAGAI PENGATUR TEGANGAN DAN FREKUENSI TIGA FASA 30 VOLT
bolak  balik  membutuhkan  frekuensi  tegangan yang  berbeda-beda  pula  agar  diperoleh  momen putar  yang  sama  pada  kecepatan  yang  berbeda digunakan pengendalian frekuensi dan tegangannya  yang  dikenal  dengan Variable Voltage Variable  Frequency (VVVF). Variable Voltage
Variable Frequency merupakan pengendali  kecepatan  motor  dengan  mengatur tegangan dan frekuensi secara serentak mengunakan PWM ( Pulse Width Modulation ). PWM yang digunakan adalah IC HEF4752VP  untuk  dapat  bekerja,    IC HEF4752VP  yang  merupakan  PWM  tiga  fasa yang membutuhkan  dua  IC  pembangkit frekuensi  yaitu  IC  HEF4047B.  Frekuensi  dan tegangan dapat diatur secara serentak dibutuhkan  pengaturan  otomatis  melalui  suatu mekanisme  gerak  dengan  bantuan  kendali mikrokontroller.  Kendali  motor  tiga  fasa  yang memanfaatkan  IC  HEF4752VP  telah  dibuat oleh  Chandra  Mukti  (2013),  Nanda  Cristy (2013),  dan  Nurrohman  (2014),  namun, ketiganya  masih  menggunakan  pengaturan terpisah  untuk  tegangan  dan  frekuensinya. Penelitian  ini,  kedua  pengaturan  dijadikan  satu dengan bantuan kendali mikrokontroler. Pengaturan HEF4752VP dengan kendali mikrokontroler  juga  telah  dibuat  oleh  Wulan Ramadani  (2015)  dalam  empat  pengaturan motor  yakni stop,  low  speed,  medium  speed , dan high  speed .  Melalui  penelitian  ini, pengaturan dilakukan lebih halus, menggunakan enam pengaturan. Selain itu pada keluaran  tiga  fasanya  menggunakan  tapis  RC pada  MOSFET  untuk  meminimalkan  tegangan paku ( spike ) yang timbul.

## METODE
Penelitian  ini  memiliki  beberapa  proses, yakni  mulai  dari  konsep  perancangan,  analisis kebutuhan  bahan,  identifikasi  alat  dan  bahan, pembuatan, serta pengujian.

## Perancangan
Tahapan awal yang sangat penting dalam pembuatan suatu alat adalah konsep
perancangan.  Suatu  alat  dapat  bekerja  dengan baik  sesuai  dengan  fungsinya  apabila  telah  di rancang  dengan  matang  sebelum  proses pembuatan.  Perancangan  suatu  alat  dapat dilakukan  dengan  berbagai  cara,  misalnya  saja dengan  menggambarkan  diagram  blok,  sketsa rangkaian,  maupun  spesifikasi  alat  yang  akan dibuat.
Sumber  tegangan  bolak  balik  3  fasa  30 volt sebagai pemasok teganan ke beban maupun rangkaian  kendali.  Rangkaian  kendali  terdiri dari, rangkaian catu daya, rangkaian PWM yang menggunakan IC HEF4752 sebagai kemudi dan rangkaian  kendali  motor.  Rangkaian  kendali membutuhkan  tegangan  bolak  balik  sehingga sebelum  tegangan  disuplay  pada  rangkaian kendali,  tegangan  disearahkan  terlebih  dahulu pada rangkaian catu daya yang akan menghasilkan tegangan searah sebesar 12 VDC.

## Analisis Kebutuhan
Pembuatan kendali tegangan dan frekuensi  berjangkah  untuk  IC  HEF4752VP sebagai  pengatur  tegangan  dan  frekuensi  3 phasa  30  volt  membutuhkan  peralatan  serta bahan  sebagai  berikut  :  (1)  catu  daya  sebagai suplai  tegangan  agar  rangkaian  dapat  bekerja, (2)  rangkaian  kendali  IC  HEF4752VP,  (3) sistem  minimum  ATMega16  sebagai  pengenali rangkaian,  (4)  bahasa  pemrograman  untuk menjalankan  microcontroler,  (5)  pengendali tegangan  dan  frekuensi  motor,  dan  (6)  tempat alat atau casing.

## Pembuatan Sistem
Pembuatan  sistem  meliputi  pembuatan hardware dan software .  Pembuatan hardware , Pembuatan hardware ini  dimulai  dengan perancangan desain PCB, kemudian melarutkan PCB hingga memasang komponen pada PCB. Pembuatan
software , untuk
menjalankan  sebuah  mikrokontroler  dengan baik  dibutuhkan  sebuah  program,  program tersebut membutuhkan sebuah software pendukung untuk membuat Bahasa pemrogramannya ataupun pengunduhan Bahasa program  tersebut.  Perangkat  lunak  yang digunakan dalam pembuatan program ini adalah
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/

## CodeVision  AVR dengan bahasa pemrograman Bahasa C.

## Pengujian
Pengujian  Alat  merupakan  proses  untuk mengetahui suatu alat bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian yang dilakukan meliputi : (1)  uji  fungsional,  pengujian  ini  dilakukan dengan  cara  menguji  setiap  komponen  apakah bekerja  dengan  baik  atau  tidak  berdasarkan karakteristik  dan  fungsi  dari  masing-masing komponen. Hal ini bertujuan agar alat berfungsi dengan  baik  dan  tidak  memiliki  permasalahan. (2)  uji  unjuk  kerja,  uji  unjuk  kerja  alat dilakukan  dengan  cara  mengamati  cara  kerja alat,    yang  perlu  diamati  adalah:  sistem minimum, driver motor, dan rangkaiaan filter.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian dan pengukuran dilakukan  dengan  menggunakan  beberapa  alat ukur.
Pertama, Hasil pengujian dan pengukuran dilakukan pada keluaran catu daya menggunakan  multimeter.  Hasil  pengukuran dapat dilihat pada tabel 1 berikut.
Tabel  1.  Hasil  Pengukuran    Tegangan  IC Regulator LM7805
Hasil  pengujian  pengukuran  tegangan  IC regulator  LM7805  tidak  terdapat  presentase eror karena tegangan masukan saat tanpa beban dan mengunakan beban adalah sama, begitu jua dengan tegangan keluarannya.
Kedua,  Hasil  pengujian  pengukuran tegangan  mikrokontroler  tidak  ada  presentase error ,  hal  tersebut  dapat  dilihat  pada tabel  2  di bawah  ini,bahwa  tidak  ada  perbedaan  antara tegangan masukan dengan tegangan keluaran. Tabel 2. Pengujian Tegangan Mikrokontroler
Ketiga,  pengujian  tegangan  pada  IC 4067 ditunjukkan pada tabel 3.
Tabel 3. Pengujian Tegangan pada IC 4067
Hasil  pengukuran  teganngan  masukan  adalah 12  V  dan  teganagan  pada  IC  4067  adalah  11,8 V sehingga terjadi presentase error sebesar: Error=(tegangan  masukan-tegangan  keluaran)x 100%
=(12 - 11,8) x 100% =2 % Keempat,  pengujian  logika  keluaran Mikrokontroler. Hasil pengujian logika
keluaran  mikrokontroler  dapat  dilihat  pada Tabel 4 dibawah ini.
Tabel 4. Logika pada Mikrokontroler
Hasil pengujian  keluaran  mikrokontroler sesuai dengan program yang telah dibuat, seperti pada tabel 5.
Tabel 5. Pengujian LCD
Kelima,  pengujian  logika  pada  untai  kendali motor  dilakukan  dengan  mengecek  logika  IC 4067,  pada  penelitian    ini  logika  pada  IC  4067 dikendalikan oleh program dari mikrokontroler, akan  tetapi  logika  pada  IC  4067  berkebalikan dengan  logika  dari  mikrokontroler.  Hal  ini dikarenakan adanya komponen transistor common  emitor  sebagai  saklar  yang  terdapat pada keluaran mikrokontroler, hal ini dilakukan karena  IC  4067  membutuhkan  tegangan masukan  sebesar  12  volt  sedangkan  tegangan keluaran  dari  mikrokontroler  hanya  5  volt, sesuai  dengan  karakteristik  dari  transistor common  emitor  yaitu  sinyal  berbalik  fasa  180 derajat  terhadap  sinyal  masukan,  jadi  apabila sinyal  masukan  mikrokontroler  logika  0  maka sinyal  keluaran  pada  transistor  adalah  1,  sinyal keluaran  tersebut  menjadi  masukan  pada  IC 4067.  Pengukuran  tegangan  pada  saklar  IC 4067 dapat dilihat pada tabel 6.
Tabel 6. Pengukuran Tegangan pada Saklar IC 4067
Keenam, Pengamatan gelombang Frekuensi  keluaran  IC  4047  dengan  ground osiloskop  di  titik  tegangan  searah.  Pada pengujian  gelombang  frekuensi  pengamatan dilakukan  menggunakan  osiloskop.  Osiloskop yang  digunakan  adalah  osiloskop  3  fasa berfasilitas  empat  kanal  sehingga  bentuk
gelombang dapat terlihat lebih jelas. Pengamatan  ini  dilakukan  untuk  mengetahui lebar pulsa keluaran IC 4047 pada setiap posisi putaran motor. Pengamatan dilakukan pada kaki 12  (FCT),  4  (RCT),  17  (VCT),  dan  6  (OCT). Posisi  probe  osiloskop  kanal  1  FCT,  kanal  2 RCT,  kanal  3  VCT,  dan  kanal  4  OCT.  Hasil
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
pengamatan  dapat  dilihat  dari  gambar  1  yaitu frekuensi  keluaran  IC  4047  posisi  1dan  tabel  7
adalah  hasil  pengamatan  frekuensi  masukan  IC HEF4752VP.
Gambar 1. Frekuensi Keluaran IC 4047 Posisi 1
Tabel 7. Hasil Pengamatan Frekuensi Masukan IC HEF4752VP
Ketujuh, pengamatan gelombang keluaran  IC  HEF  4752  VP.  Pengamatan gelombang  frekuensi  dan  tegangan  pada  beban simulasi  motor  3  fasa  dengan  tegangan  antara 18  –  30  volt  dilakukan  dengan  menggunakan osiloskop  digital  tiga  fasa  empat  kanal. Pengamatan  ini  dilakukan  untuk  mengetahui lebar  dan  tinggi  gelombang  pada  setiap
pengaturan posisi motor. Pengamatan dilakukan pada  posisi  kaki  fasa R, S,  dan  T.  Posisi  probe osiloskop  kanal  1    pada  posisi  R,  posisi  probe osiloskop  kanal  2  pada  posisi  S,  dan  posisi probe  kanal 3 pada posisi T. Hasil  pengamatan dapat  dilihat  dari  gambar  2  yaitu  frekuensi keluaran  beban  posisi  1  dan  tabel  8  hasil pengamatan frekuensi keluaran beban.
Gambar 2. Frekuensi Keluaran Beban Posisi 1
Tabel 8. Hasil Pengamatan Frekuensi Keluaran Beban
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
Kedelapan,  pengukuran  tegangan  dan kecepatan  motor  keluaran  IC  HEF4752VP. Pengukuran  tegangan  keluaran  IC  HEF4752
dilakukan  dengan  multimeter  analog,  digital, dan  tacho  meter,  hasil  pengukuran  tegangan dapat dilihat pada tabel 9 dan tabel 10.
Tabel 9. Pengukuran Tegangan Keluaran IC HEF4752VP
Tabel 10. Besar Resistor pada Masukan 4047

## Pembahasan
Dari  hasil  pengamatan  gelombang masukan  IC  HEF4752VP  pada  Tabel  7  dapat diketahui  bahwa  rentang  frekuensi  pada  kaki FCT = 55.5 kHz sampai = 166.67, VCT = 22.2 kHz  sampai  33.3  kHz,  dan  OCT  =  44.4  kHz sampai  33.3  kHz.  Besar  nilai  frekuensi dipengaruhi  oleh  besar  kecilnya  nilai  resistor serta  kapasitor  penentu  frekuensi  pada  IC
HEF4047B.  semakin  besar  hambatan  pada  IC HEF4047B  maka  semakin  kecil  frekuensinya, sebaliknya  jika  nilai  hambatan  semakin  kecil maka nilai frekuensi semakin besar.
Dari  hasil  pengamatan  tabel  8  rentang nilai frekuensi pada beban berkisar antara 17.24 sampai 62.5 Hz, sedangkan nilai tegangan dapat dilihat pada Tabel 9 berkisar antara 18.8 sampai 20.7 Volt. Besar nilai frekuensi akan
mempengaruhi kecepatan motor. Nilai kecepatan  motor  berbanding  lurus  dengan  nilai frekuensi,  dapat  dilihat  pada  tabel  9  semakin besar  frekuensi  dan  tegangan  semakin  besar pula kecepatan motor yang dihasilkan.

## SIMPULAN
Setelah  melakukan  uji  coba  dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa alat yang dibuat  dapat  mengubah  nilai  tegangan  dan frekuensi  secara  serentak  dan  secara  tidak langsung mempengaruhi kecepatan motor bolak balik  tiga  fasa  pada  enam  posisi.  Rentang tegangan  yang  diperoleh  18.8  –  20.7  Volt, rentang frekuensi 17.24 – 62.5 Hz, dan rentang kecepatan  motor  500 – 1840 Rpm. Pengaturan nilai  tegangan  dan  frekuensi  ini  menggunakan mikrokontroler yang telah deprogram menggunakan perangkat lunak kemudian keluaran  mikrokontroler  mengendalikan  IC 4067,  dari  keluaran  4067  digunakan  untuk mengendalikan  IC  4047  sebagai  pembangkit frekuensi  dan  tegangan,  kemudian  IC  4047 sebagai  osilator  mengendalikan  IC  PWM  tiga fasa  HEF4752  untuk  menghasilkan  efek perubahan  tegangan  dan  frekuensi  secara serentak. Besarnya nilai tegangan dan frekuensi dipengaruhi  oleh  besarnya  hambatan  pada  IC
pembangkit frekuensi dan pembangkit tegangan yang  dihasilkan.  Sebaliknya  jika  hambatan semakin  kecil  makan  nilai  tegangan  dan frekuensi semakin besar.

## DAFTAR RUJUKAN
Bayu  Aji  Nugroho.  2014. Mesin  Induksi  Tiga Fasa .  Makalah.  Sekolah  Tinggi  Teknik PLN Jakarta.
Nur  Rohman  Eko  Nugroho.  2014. Konverter Tegangan  dan  Frekuensi  Tiga  Fasa
Variabel dengan Rangkaian Kemudi IC HEF4752VP . Proyek Akhir . Universitas Negeri Yogyakarta.
Sunyoto.  1993. Mesin  Arus  Bolak  –Balik .Yogyakarta :IKIP Yogyakarta.
Wulan  Ramadani.  2015. Pengatur  Potensio Ganda  Berjangkah  Tanpa  Gerakan
Mekanik Dengan Mikrokontroler ATMega 8535 untuk Modul Pembelajaran  Pengoperasian  Motor Arus  Bolak  –  Balik  (AC  )  Tiga  Fasa . Proyek Akhir.  Universitas  Negeri Yogyakarta.