## Pemanas Listrik Menggunakan Prinsip Induksi Elektromagnetik
Lukas B. Setyawan 1 , Deddy Susilo 2 , Amsal Victory Wicaksono 3
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga
1 lukas.setyawan@staff.uksw.edu, 2 deddy.susilo@staff.uksw.edu,
3 612009056@student.uksw.edu

## Ringkasan
Pemanas listrik ini menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Induksi elektromagnetik akan  memanaskan  panci yang  diletakkan  di  atas  pemanas  dengan alas  terbuat  dari  bahan kaca  tebal.  Pemanas  ini  tidak  mengeluarkan  api  dan  alas  pemanas  tidak  panas  sehingga aman  bagi  pengguna  serta  terhindar  dari  kemungkinan  terjadi  kebakaran.  Panci  yang digunakan  untuk  memasak  harus  terbuat  dari  logam  ferromagnetik.  Tersedia  3  pilihan mode memasak, yaitu FAST, NORMAL, dan SLOW. Pada mode FAST, kompor induksi ini dapat  memasak air  dengan  volume  330  ml  dalam waktu  36  sekon.  Sumber  daya  pemanas induksi ini adalah jala-jala listrik 220 volt AC.
Kata kunci: pemanas induksi , panci ferromagnetik, induksi elektromagnetik

## 1. Pendahuluan
Pemakaian kompor konvensional seringkali menyebabkan terjadinya kebakaran atau kecelakaan  kerja  yang  ditimbulkan  oleh  api  kompor.  Dengan  pemanas  induksi  resiko terjadi  kebakaran  dan  kecelakaan  kerja  yang  ditimbulkan  oleh  api  kompor  bisa dihilangkan. Hal ini bisa terjadi karena pemanas induksi tidak mengeluarkan api. Untuk memasak  digunakan  panci  yang  terbuat  dari  logam  ferromagnetik.  Saat  memasak  alas pemanas yang terbuat dari bahan kaca tebal tidak panas sehingga aman bagi pengguna. Permukaan alas pemanas rata sehingga mudah dibersihkan dari tumpahan.
Pembahasan  makalah  ini  dimulai  dengan  penjelasan  sistem  pemanas  induksi meliputi  proses  kerja  sistem,  sistem  perangkat  keras,  dan  sistem  perangkat  lunak. Kemudian dilanjutkan dengan hasil pengujian dan diakhiri dengan kesimpulan.

## 2. Sistem Pemanas Induksi
Sistem pemanas induksi memiliki bagan kotak seperti Gambar 1. Sistem ini tersusun dari  Sumber  Tegangan  220  VAC,  Penyearah,  Tapis,  Konverter  DC  ke  AC,  Kontrol,  dan Kumparan.  Sketsa  pemanas  induksi  digambarkan  pada  Gambar  2.  Sedangkan  foto pemanas induksi dipaparkan di Gambar 3.
Panci  berbahan  logam  ferromagnetik  untuk  memasak  diletakkan  di  atas  alas pemanas yang terbuat dari kaca tebal.
Tersedia fasilitas untuk memilih mode memasak lewat tombol FAST, NORMAL, dan SLOW. Tampilan menu digunakan LCD.
Gambar 1. Bagan kotak pemanas induksi
Keterangan:
1. AC plug
2. Alas pemanas (kaca tebal)
3. Badan pemanas induksi (akrilik)
4. Tombol START
5. Tombol pilihan mode
6. Penampil LCD ( Liquid Crystal Display)
Gambar 2. Sketsa pemanas induksi
Gambar 3. Foto dari pemanas induksi

## 2.1.   Proses Kerja Sistem
Prinsip  sistem  pemanas  induksi  adalah  memberikan  induksi  elektromagnetik  pada panci  logam  ferromagnetik  yang  diletakkan  di  atas  alas  pemanas.  Induksi elektromagnetik diberikan dengan frekuensi 20 kHz dan duty cycle 50%. Sumber induksi adalah untai resonans yang terdiri dari induktor (kumparan) diparalel dengan kapasitor. Kumparan  yang  digunakan  adalah  jenis flat  spiral  coil seperti  pada  Gambar  4.  Induksi elektromagnetik  ini  akan  mengenai  panci  sehingga  terjadi  efek  kulit  ( skin effect)  yang membangkitkan arus pusar ( eddy current ) pada permukaan panci sehingga panci menjadi panas.
Gambar 4. Flat Spiral Coil

## 2.2.   Sistem Perangkat Keras
Perangkat  keras  terdiri  atas  dua  bagian,  yaitu  untai  utama  seperti  Gambar  5  dan modul  mikrokontroler  yang  bertugas  untuk  mengatur  sistem  pemanas  induksi  dan sebagai pembangkit sinyal PWM ( Pulse Width Modultaion) dengan duty cycle 50%.
Modul  mikrokontroler  menggunakan  Atmega  8535  seperti  Gambar  6.  Tabel  1 memuat rincian pin mikrokontroler yang terhubung dengan masukan dan keluaran.
Pada mode SLOW, mikrokontroler membangkitkan sinyal PWM dengan frekuensi 15 kHz.  Untuk  pilihan  mode  NORMAL,  sinyal  PWM  memiliki  frekuensi  17,5  kHz. Sedangkan pada mode FAST, frekuensi sinyal PWM sebesar 20 kHz.
Gambar 5. Skema pemanas induksi
Gambar 6. Skema modul mikrokontroler
Tabel 1. Fungsi pin mikrokontroler Pin Mikrokontroler Fungsi PA0 Output Data ke LCD PA1 Output Data ke LCD PA2 Output Data ke LCD PA3 Output Data ke LCD PA4 Output Data ke LCD PA5 Output Data ke LCD PA6 Output Data ke LCD PA7 Output Data ke LCD PB0 Input dari Thermocouple PC0 Input dari tombol FAST PC1 Input dari tombol NORMAL PC2 Input dari tombol SLOW PD5 Output PWM ke Anoda TLP 250

## 2.3. Sistem Perangkat Lunak
Sistem  perangkat  lunak  ditanam  di  dalam  mikrokontroler  Atmega  8535  yang  akan mengatur  kerja  sistem  dan  membangkitkan  sinyal  PWM.  Bagan  alir  perangkat  lunak dipaparkan pada Gambar 8.
Tampilan  awal  pada  penampil  LCD  seperti  Gambar  7.  Pengguna  dapat  memilih mode SLOW, NORMAL, atau FAST dengan menekan tombol yang sesuai.

## Gambar 7. Tampilan awal pada LCD
Gambar 8. Bagan alir perangkat lunak kompor induksi

## 3. Hasil Pengujian
Pengujian sistem pemanas induksi dilakukan dengan cara memanaskan air sebanyak 330 ml mulai dari temperatur kamar hingga temperatur air mencapai 55 o C. Waktu yang diperlukan dicatat menggunakan stopwatch. Pengujian dilakukan untuk 3 macam mode, yaitu SLOW, NORMAL, dan FAST. Hasil pengujian dinyatakan dalam Tabel 2.
Start PWM 20 KHz Cek input Menu Cek menu Slow PWM 15 KHz Ambil data suhu Tampilkan ke LCD Cek tombol Reset PWM 17.5 KHz Ambil data suhu Tampilkan ke LCD Cek tombol Reset Cek menu Normal Cek menu Fast YES NO YES NO YES NO PWM 20 KHz Ambil data suhu Tampilkan ke LCD Cek tombol Reset YES YES NO YES NO YES NO NO
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 14 No. 2 Oktober 2015 Hal. 89 - 94
Pengujian  berikutnya  adalah  membandingkan  hasil  pengujian  sistem  pemanas induksi  dengan  kompor  listrik  Maspion  S-302  600W  dan  kompor  gas  Sanyo.  Pada  saat pengujian,  kompor  listrik  dan  kompor  gas  diatur  pada  kondisi  pemanasan  maksimal. Hasil pengujian seperti Tabel 3.
Tabel 2. Waktu yang diperlukan pemanas induksi untuk memanaskan air 330 ml sampai 55 oC
Mode Waktu SLOW 55 sekon NORMAL 46 sekon FAST 36 sekon
Tabel 2. Waktu yang diperlukan kompor listrik dan kompor gas untuk memanaskan air 330 ml sampai 55 oC
Jenis Kompor Waktu Kompor listrik (Maspion S-302  600W) 360 sekon Kompor gas (Sanyo) 90 sekon

## 4. Kesimpulan
Sistem pemanas induksi  telah berhasil direalisasikan  untuk memanaskan air. Untuk memanaskan  air  sebanyak  330  ml  dari  temperatur  kamar  sampai  temperatur  air mencapai  55 o C  dibutuhkan  waktu  55  sekon  pada  mode  SLOW,  46  sekon  pada  mode NORMAL, dan pada mode FAST 36 sekon.
Waktu  pemanasan  pemanas  induksi  lebih  cepat  dibandingkan  kompor  listrik  dan kompor gas.
Panci  yang  dipakai  sebagai  wadah  untuk  memasak  harus  terbuat  dari  logam ferromagnetik.

## Daftar Pustaka
[1] A. Panobo, Pemanfaatan Arus Pusar Sebagai Sumber Panas Pada Pemanas Elektrik , Salatiga: Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana, 2009.
[2]  A.V.  Wicaksono, Perancangan  Kompor  Listrik  Menggunakan  Teknologi  Induksi Elektromagnetik ,  Salatiga:  Fakultas  Teknik  Elektronika  dan  Komputer,  Universitas Kristen Satya Wacana, 2014.