## PURWARUPA PENGENDALI KECEPATAN MOTOR INDUKSI 1 FASA VIA ANDROID
Abdullah Sani * , Ersi Eka Nur Jannah *
 Batam Polytechnics Electrical Engineering study Program Parkway Street, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia E-mail: sani@polibatam.ac.id.

## Abstrak
Motor  adalah  alat  untuk  mengubah  energi  listrik  menjadi  energi  mekanik.  Banyak  peralatan  listrik  yang menggunakan motor terutama motor induksi 1 fasa. Untuk mendapatkan putaran kecepatan motor sesuai dengan kebutuhan maka diperlukan pengendalian kecepatan pada motor, untuk itu pada penelitian ini dilakukan penelitian dengan judul purwarupa pengendali kecepatan motor induksi 1 fasa via android. Pengendalian kecepatan dengan android membuat sistem ini lebih mudah diakses dan lebih praktis. Pengendalian kecepatan motor menggunakan modul Wemos Wi-Fi ESP8266 yang terhubung dengan driver motor (AC light dimmer), dengan mengatur Pulse Width Modulation (PWM) input pada driver maka motor akan berputar dengan kecepatan tertentu sesuai dengan PWM yang diberikan. Adapun pengujian yang telah dilakukan mengatur duty cycle PWM dengan kelipatan 10% dimulai  dari  0%  hingga  100%  didapatkan  bahwa  alat  akan  berputar  ketika  mencapai  duty  cycle  PWM  30%, tegangan keluaran dari alat adalah 60VAC hingga 220VAC, arus keluaran 0.35A hingga 0.65A, dan kecepatan putaran  motor  naik  dari  1474  rpm  hingga  2625.  Hal  tersebut  menunjukkan  bahwa  alat  sudah  bekerja  dalam penelitian ini.
Kata kunci : 1 phase induction motor, android, Wi-Fi, AC light dimmer.

## Abstract
The motor is a tool to convert electrical energy into mechanical energy. Much electrical equipment uses motors, especially 1 phase induction motors. To get the motor speed rotation following the needs, it is necessary to control the speed of the motor, for that in this study, the proposed research with the title prototype of 1 phase induction motor  speed  control  via  android.  Speed  control  with Android  makes  this  system  more  accessible  and  more practical. Motor speed control uses the Wemos Wi-Fi ESP8266 module which is connected to the motor driver (AC light dimmer), by adjusting the Pulse Width Modulation (PWM) input to the driver, the motor will rotate at a certain speed following the given PWM. The tests that have been carried out regulating the PWM duty cycle with a multiple of 10% starting from 0% to 100% found that the tool will rotate when reaching the PWM duty cycle 30%, the output voltage of the tool is 60VAC to 220VAC, the output current is 0.35A to 0.65A, and the rotation speed of the motor rose from 1474 rpm to 2625 rpm. This shows that the device was working in this study.
Keywords: 1 phase induction motor, android, Wi-Fi, AC light dimmer.

## 1. PENDAHULUAN
Motor  adalah  alat  untuk  mengubah  energi  listrik menjadi  energi  mekanik.  Motor  listrik  banyak digunakan  diberbagai  alat  rumah  tangga  maupun peralatan  mesin  di  dunia  industri.  Kebanyakan  alat- alat  rumah  tangga  dan  alat  industri  yang  kita  temui pada umumnya menggunakan motor listrik AC (arus bolak  balik).  Motor  AC  dibagi  menjadi  2  macam yakni motor induksi 1 fasa (peralatan rumah tangga) dan  3  fasa  (peralatan  industri)  [1].  Motor  induksi  1 fasa  menggunakan  tegangan  220VAC  sedangkan
motor induksi 3 fasa menggunakan tegangan 380VAC dan bentuk motor induksi 1 fasa lebih kecil daripada motor induksi 3 fasa.
Dalam pengaplikasian motor induksi 1 fasa kecepatan putar  motor  dapat  diatur  sesuai  dengan  yang kebutuhan [2]. Untuk mengubah kecepatan motor kita bisa  mengubah  nilai  frekuensi,  nilai  tegangan  input pada  motor  dan  mengubah  jumlah  kutub  motor  [2]. Pada  penelitian  ini  dengan  mengatur  tegangan terminal  motor  untuk  mengontrol  kecepatan  motor dilakukan  dengan  cara  mengatur  duty  cycle  PWM
Vol. 12 No. 2, October 2020, 88-91
e-ISSN: 2548-9228
pada  input  driver  motor.  Torsi  motor  pada  motor induksi kapasitor permanen sebanding dengan kuadrat tegangan dijelaskan pada persamaan dibawah ini.
𝑇
= 60[(𝐼 1 2 + 𝑎 2 𝐼 2 2 )(𝑅 𝑓 − 𝑅 𝑏 ) + 2 𝑎 (𝑅 𝑓 + 𝑅 𝑏 )𝐼 1 𝐼 2 sin 𝜃 21 ] 2𝜋𝑛 𝑠
Dimana:
𝐼 1 ̃ = 𝑉 1 ̃ (𝑍̂ 22 − 𝑍̂ 12 ) 𝑍𝑍 ̂ 11 𝑍𝑍 ̂ 22 − 𝑍̂ 12 𝑍̂ 21 𝐼 2 ̃ = 𝑉 1 ̃ (𝑍̂ 11 − 𝑍̂ 21 ) 𝑍𝑍 ̂ 11 𝑍𝑍 ̂ 22 − 𝑍̂ 12 𝑍̂ 21
maka dengan mengatur tegangan terminal motor akan menghasilkan  kecepatan  sinkron  motor  yang bervariasi.
Untuk  mempermudah  melakukan  pengontrolan kecepatan  pada  motor  dengan  memanfaatkan kemajuan teknologi saat ini yaitu smartphone android. Android  dapat  dengan  mudah  digunakan  untuk melakukan  berbagai  macam  hal.  Oleh  karena  itu penulis  ingin  meneliti  rancang  bangun  pengendali kecepatan motor induksi 1 fasa menggunakan android agar  bisa  mengatur  putaran  motor  hanya  dengan menggunakan aplikasi yang telah didisain di android. Untuk  komunikasi  data  penulis  menggunakan wireless  modul  Wemos  Wi-Fi  ESP8266  yang memiliki jangkauan yang jauh [3].

## 2. SISTEM YANG DIGUNAKAN
Pada sistem ini terdiri dari perangkat keras ( hardware ) dan  perangkat  lunak  ( software ).  Setiap  perangkat memiliki  bagian  masing-masing.  Perangkat  keras terdiri dari smartphone android , Wemos, driver motor dan  motor AC.  Perangkat  lunak  yaitu  aplikasi  yang didesain  pada smartphone  android [4-8].  Detail penjelasan dapat dilihat pada Gambar 1 dibawah ini.

## Gambar 1: Blok diagram sistem
Pada  Gambar  1,  Wemos  D1  Mini  merupakan mikrokontroler yang dapat tersambung dengan Wi-Fi , perangkat  ini  sebagai  pengontrol  modul  AC Light dimmer yang  terhubung  dengan  aplikasi  pada perangkat smartphone .  Modul  AC light  dimmer berfungsi  untuk  mengatur  tegangan  motor  dengan memberikan input PWM. LED biru berfungsi sebagai indikator tersambung atau tidaknya sistem dengan Wi- Fi smartphone .
Perancangan  elektrikal  merupakan wiring atau pengkabelan  antara  komponen-komponen  yang digunakan.  Pada  Gambar  2  dibawah  dapat  dilihat bahwa  adaptor  dihubungkan  ke  regulator  tegangan untuk  membuat  output  tegangan  menjadi  5  V  DC. Rangkaian  regulator  tegangan  dihubungkan  ke  pin ground dan vcc pada Wemos D1 mini dan modul AC light dimmer . Pin zero crossing pada modul AC light dimmer dihubugkan  ke  pin  D2  Wemos.  Pin  PWM modul AC light dimmer dihubungkan ke pin D1 pada Wemos.  Untuk  lebih  jelasnya  dapat  dilihat  pada gambar dibawah ini.
Gambar 2: Elektrikal wiring
Pengemasan yang baik akan memberikan nilai tambah pada  perangkat.  Untuk  itu  pada  penilitian  ini  selain perancangan perangkat keras dan lunak terdapat juga perancangan  mekanik.  Mekanik  yang  dibuat mengunakan box dan  stop  kontak  yang  dipadukan sehingga  lebih  kuat  dan  user-friendly.  Detail  desain yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3 dibawah ini.

## Gambar 3: Mekanik kotak
Pada  Gambar  4  dibawah  menjelaskan  bagaimana sistem bekerja, dimulai dari terhubungnya perangkat sistem  dengan  android  melalui  media  Wi-Fi.  Ketika sistem  sudah  terhubung  dengan  Wi-Fi  maka  lampu indikator  akan  menyala,  sedangkan  ketika  sistem belum terhubung dengan Wi-Fi maka lampu indikator akan berkedip terus. Setelah sistem terhubung, motor dalam  keadaan  diam.  Untuk  mengatur  kecepatan motor  terlebih  dahulu  harus  menghidupkan  tombol speed  control  yang  ada  di  smartphone.  Tombol  ini berfungsi  sebagai  pengaman,  lalu  geser  slide  bar control untuk mengubah kecepatan motor. Pergeseran slide  bar  merepresentasikan  persentase  duty  cycle PWM. Data yang didapat dari slide bar diproses oleh Wemos  dan  dikirim  ke  motor  melalui  AC  light dimmer  dan  motor  akan  berputar.  Untuk  mematikan sistem, matikan tombol speed control lalu keluar dari aplikasi yang ada di smartphone.
Gambar 4: Diagram alir system pengendali kecepatan motor

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Aplikasi android yang digunakan pada penelitian ini adalah app inventor . Tampilan aplikasi untuk sistem ini dapat dilihat pada Gambar 5 dibawah ini. Tampilan terdiri  dari  koneksi  yang  terbaca  oleh smartphone ( Server ),  tombol on/off dari speed  control dan slide bar untuk mengatur kecepatan motor. Detail gambar dari aplikasi yang telah didesain dapat dilihat dibawah ini.

## Gambar 5: Tampilan aplikasi pada smartphone
Data  yang  dikirimkan  oleh  smartphone  adalah  data yang diperoleh dari pergeseran slide bar (min-max), data  ini  berupa  nilai  presentase  untuk  nilai  PWM. Nilai  ini  yang  digunakan  untuk  mengatur  kecepatan motor.
Ada tiga pengujian yang dilakukan pada penelitian ini. Pertama  pegujian  aplikasi,  pengujian  aplikasi dilakukan  untuk  mengetahui  keberfungsian  dari aplikasi yang dibuat, sudah berjalan dengan baik atau belum.  Tabel  1  menunjukan  hasil  pengujian keberfungsian aplikasi. Kedua pengujian konektifitas antara  aplikasi  dengan  perangkat  keras.  Pengujian konektifitas  dilakukan  untuk  mengetahui  jarak  yang masih  memungkinkan  terbaca  oleh smartphone terhadap perangkat keras.  Tabel 2 menunjukan hasil pengujian konektifitas.
Tabel 1 . Hasil pengujian aplikasi android
No Tombol Fungsi Status
1 OK Untuk meng- koneksikan antara aplikasi dengan perangkat keras Berhasil 2 Off/On Untuk  mengaktifkan slide bar speed control Berhasil 3 Slide bar Untuk mengatur kecepatan motor Berhasil
Tabel  1  diatas  menunjukan  bahwa  aplikasi  telah berfungsi dengan baik
Tabel 2 . Hasil pengujian konektifitas
Jarak (Meter) Status 5 Berhasil 10 Berhasil
15
Berhasil 20 Berhasil 25 Berhasil 30 Berhasil 35 Berhasil 40 Berhasil 45 Berhasil 50 Tidak Berhasil 55 Tidak Berhasil Tabel 2 diatas menunjukan bahwa
smartphone /aplikasi android berhasil  terhubung dengan baik pada jarak <45m
Pengujian  yang  ketiga,  pengujian  perangkat  keras. Pengujian  ini  dilakukan  dengan  tujuan  untuk mengetahui  keberfungsian  dari  Wemos  dan driver motor/ AC light dimmer. Pengujian dilakukan dengan membuat sinyal PWM pada Wemos dengan duty cycle tertentu dan kemudian dihubungkan ke input AC light dimmer .  Gambar  6  merupakan  PWM  dengan duty cycle 30%. Perubahan duty cycle akan menyebabkan perubahan tegangan pada  keluaran AC light dimmer sehingga membuat kecepatan putaran motor menjadi
berubah-ubah.  Tabel  3  menunjukan  hasil  dari pengujian  perangkat  keras  dengan duty  cycle yang berbeda-beda.
Gambar 6: PWM dengan 30% duty cycle Tabel 3 . Hasil pengujian perangkat keras Duty  cycle (%) Tegangan (VAC) rpm 30 60,00 1474 40 87,3 1872 50 117,3 2045 60 144,7 2306 70 169,3 2463 80 190,4 2547 90 207,4 2569 95 214 2600 100 220 2625
Tabel  3  diatas  menunjukan  bahwa  perangkat  keras berfungsi dengan baik.
Data pada Tabel 3, menjelaskan bahwa semakin besar nilai duty cycle PWM yang diberikan,maka semakin besar  tegangan  keluaran  pada  AC light  dimmer , sehingga kecepatan putaran motor juga semakin cepat begitu juga  untuk  sebaliknya  semakin pelan putaran motor maka semakin kecil tegangannya

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  data  dari  pengujian,  penelitian pengendali kecepatan motor induksi 1 fasa via android sudah  berhasil  dan  berfungsi  dengan  baik.  Ini  dapat dilihat  pada  kecepatan  motor  yang  dapat  diatur melalui aplikasi android. Motor dapat berputar dengan kecepatan, 1000rpm < kecepatan < 2600rpm dengan duty cycle, 30% < duty cycle < 100%. Jarak koneksi antara smartphone dengan  perangkat  keras maksimum 45 meter.

## REFERENSI
[1] Dwi Hadidjaja, Onny Setyawati dan Didik Rahadi Santoso,” Jurnal  EECCIS ”  Analisis  Pengaturan Putaran  Motor  Satu  Fasa  dengan  Parameter Frekuensi  Menggunakan  Power  Simulator
(PSIM), vol. 9. pp. 1, Des.2015.
[2] Agus  Sutriyono,”Rancang  Bangun  Pengendali Motor  1  Fasa  Dengan  Metode  zero  Crossing Detector  berbasis  Arduino” Proyek  Akhir , Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta, 2017. [3] Novi  Dharmayani,  “Sistem  Pendeteksi  Alarm Kendaraan  Bermotor  Berbasis  Internet  Of Things” Proyek Akhir , Politeknik Negeri Batam, Batam,2018.
[4] Rahadi,  D.  R.  (2014).  Pengukuran  Usability Sistem  Menggunakan  Use  Questionnaire  Pada Aplikasi  Android. Jurnal  Sistem  Informasi ,  6, 661-671.
[5] Septryanti,  A.,  &  Fitriyanti.  (2017).  Rancang Bangun Aplikasi Kunci Pintu Otomatis Berbasis Mikrokontroler
Arduino Menggunakan Smartphone  Android. Journal  of  Computer Engineering System and Science ,2, 59-63
[6] Silvia, A. F., Haritman, E., & Muladi, Y. (2014). Rancang  Bangun Akses  Kontrol  Pintu  Gerbang Berbasis Arduino dan Android. Electrans , 13, 1- 10
[7] Wang, R., Enck, W., Reeves, D., Zhang, X., Ning, P.,  Xu,  D.,  et  al.  (2015).  EASEAndroid: Automatic  Policy  Analysis  and  Refinement  for Security  Enhanced  Android  via  Large-Scale Semi-Supervised  Learning. The  24th  USENIX Security  Symposium .  Washington:  USENIX Association.
[8] Muhammad Arifin, Egi  Fazar Firrizqi, Abdullah Sani, (2019) Akses Kontrol Kotak Kunci Ruang Kelas  Berbasis  Smartphone  Android. Jurnal Integrasi , vol. 1, 63-67.