Perancangan Kompor Listrik Menggunakan Teknologi Induksi ...

PERANCANGAN KOMPOR LISTRIK MENGGUNAKAN

TEKNOLOGI INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Oleh

Amsal Victory Wicaksono

NIM: 612009056

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Desember 2014

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:

NAMA : Amsal Victory Wicaksono

NIM : 612009056

JUDUL SKRIPSI : Perancangan Kompor Listrik Menggunakan Teknologi

Induksi Elektromagnetik

Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata

ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi

apapun sesuai aturan yang berlaku.

Salatiga, Desember 2014

Amsal Victory Wicaksono

Materai Rp,

6000,-

Tanda

Tangan

i

INTISARI

Kompor gas seringkali dapat menimbulkan kecelakaan saat digunakan. Mulai

dari kebakaran hingga tabung gas yang meledak. Dibutuhkan kompor yang dapat

meminimalisir kejadian-kejadian tersebut. Kompor listrik dapat dijadikan alternatifnya.

Selain efek keamanan, kompor listrik juga menggunakan listrik sebagai sumber

energinya, tidak seperti kompor gas yang menggunakan LPG (bahan bakar fosil). Di

antara beberapa teknologi yang ada, kompor listrik menggunakan induksi

elektromagnetik dapat dijadikan salah satu solusi permasalahan krisis energi. Hal ini

disebabkan karena induksi elektromagnetik merupakan teknologi yang murah, mudah

diaplikasikan, dan aman di gunakan.

Kompor induksi ini akan bekerja menggunakan prinsip kerja induksi

elektromagnetik dengan menggunakan kumparan sebagai pembangkit medan magnet

yang nantinya akan digunakan untuk memasak. Listrik dengan frekuensi tinggi dialirkan

ke kumparan induksi sehingga arus mengalir melalui kumparan tersebut. Arus bolak-

balik ini membangkitkan garis-garis medan magnet. Medan magnet ini selalu berubah

mengikuti perubahan arusnya. Medan magnet ini memotong/menembus tempat

memasak yang terbuat dari logam sehingga akan timbul ggl induksi.

Pengujian dilakukan dengan memasak 330mL air hingga mendidih dan hasilnya

akan dibandingkan dengan kompor listrik biasa dan kompor gas. Pada hasil pengujian,

kompor induksi dapat mendidihkan air dalam waktu 35 detik. Kompor gas

membutuhkan waktu sekitar 1 menit 30 detik untuk mendidihkan air dengan volume

yang sama, sedangkan kompor listrik biasa membutuhkan waktu sekitar 6 menit.

ii

ABSTRACT

Gas stove, frequently can cause accidents during used. Starting from the fire to

gas holder explosion. We need a stove that can minimize these accidents. Electric

cooker can be used as an alternative. In addition to the effect of safety, electric cooker

also uses electricity as an energy source, unlike a gas stove that uses LPG (fossil fuels).

Among several existing technologies, electric cooker that use electromagnetic induction

can be the solution to the problem of energy crisis. This is caused by electromagnetic

induction is inexpensive technology, easy to apply, and safe in use.

This induction cooker will work using the working principle of electromagnetic

induction using a coil for generating a magnetic field that will be used for cooking. High

frequency electricity supplied to induction coil so that currents flow through the coil.

Thess AC currents generate the magnetic field lines. This magnetic field always change

based on the change of the currents. The magnetic field cuts a metal cooking pot that

will rise induced emf.

The test was done by cooking 330 mL of water until boiling and the results was

then compared with the electric cooker and gas stove. In the test results, induction

cooker could boil water within 35 seconds. Gas stove took about 1 minute and 30

seconds to boil water with the same volume, while the electric cooker took about 6

minutes.

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang tidak pernah

sekali-kali meninggalkan penulis selama menempuh pendidikan sampai sekarang

sehingga penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan tugas akhir sebagai

syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen

Satya Wacana.

Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada

berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini :

1. Tuhan Yesus yang selalu membimbing dan memberikan jalan terbaik sehingga

penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Papa Yogi Sasmoko dan mama Joeniati, orang tua yang selalu mendukung dan

mendoakan penulis dalam segala hal.

3. Bapak Lukas B.S., M.Sc. dan Bapak Deddy Susilo, S.T., M.Eng selaku

pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan, dukungan,

dan saran yang telah diberikan kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini.

4. Adikku G‟de Victory Wicaksono (FTEK 2011) yang selalu memberikan doa

dan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan studinya.

5. Para sesepuh muntilan Veto, S.T., Hendry S.T., dan Yonas, S.T. yang selalu

menemani dan berjuang bersama di saat bahagia dan sedih, disaat berjaya dan

terpuruk, serta disaat nakal.

6. Teman-teman FTEK 2009 yang selalu memberikan kebahagian dan

pengalaman yang berharga.

7. Teman seperjuangan di Lab Skripsi yang sudah saya repotkan karena sering

membuat listrik mati.

8. Mas Trisno (FTJE 2002) sang maestro acrylic, Mas Ade (FTJE 2003) sang

pemberi inspirasi skripsi, dan Mas Wani (FTJE 2004) sang guru besar.

9. Jendral kos Kalipengging 17 ibu Yusak, beserta jajarannya seperti pak puy,

muh, inspektur, octhrow, semog, ayong, pur, boim, wam, koh yo, dan mbak-

mbak kos yang datang silih berganti.

10. Teman-teman yang menemani saat futsal, dota, badminton, naik gunung,

maupun saat „pusing‟.

11. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis

selama belajar di FTEK UKSW.

12. Teman-teman di muntilan, jogja, dan salatiga yang saling mengingatkan agar

segera menyelesaikan kuliah.

iv

13. Larry Page dan Sergey Brin yang telah mendirikan Google sehingga penulis

dapat memperoleh berbagai informasi.

14. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan

terima kasih.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena

itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga

skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.

Salatiga, Desember 2014

Penulis

v

DAFTAR ISI

INTISARI .......................................................................................................................i

ABSTRACT.................................................................................................................. ii

KATA PENGANTAR ................................................................................................. iii

DAFTAR ISI.................................................................................................................. v

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. vii

DAFTAR TABEL...................................................................................................... viii

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ................................................................................................ 1

1.2. Spesifikasi Sistem ........................................................................................... 2

1.3. Sistematika Penulisan ..................................................................................... 2

BAB II PRINSIP DASAR SISTEM .............................................................................. 4

2.1. Blok Diagram Sistem ...................................................................................... 4

2.2. Cara Kerja Sistem ........................................................................................... 5

2.3. Gambaran Alat ................................................................................................ 6

BAB III PERANCANGAN SISTEM ............................................................................ 8

3.1. Perangkat Keras Sistem .................................................................................. 8

3.1.1. Modul Sumber .......................................................................................... 8

3.1.2. Modul Mikrokontroler .............................................................................. 8

3.1.3. Modul Pemanas......................................................................................... 9

3.1.4. Modul Sensor Suhu ................................................................................. 12

3.1.5. Modul Pilihan Menu ............................................................................... 15

3.2. Perangkat Lunak Sistem ............................................................................... 16

3.2.1. PWM ....................................................................................................... 16

3.2.2. Pilihan Menu ........................................................................................... 17

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .................................................................... 19

4.1. Modul Sumber .............................................................................................. 19

4.2. Modul Mikrokontroler .................................................................................. 19

4.3. Modul Pemanas............................................................................................. 20

4.4 Modul Sensor Suhu ....................................................................................... 22

4.5. Modul Pilihan Menu ..................................................................................... 23

4.6. Pengujian Kompor Induksi ........................................................................... 25

vi

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 29

5.1. Kesimpulan ................................................................................................... 29

5.2. Saran Pengembangan .................................................................................... 29

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 30

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Blok Diagram Sistem ................................................................................ 4

Gambar 2.2. Gambaran Alat .......................................................................................... 7

Gambar 3.1. Modul Sumber .......................................................................................... 8

Gambar 3.2. Modul Mikrokontroler .............................................................................. 9

Gambar 3.3. Modul Pemanas ....................................................................................... 10

Gambar 3.4. Flat Spiral Coil ....................................................................................... 11

Gambar 3.5. Skematik TLP250 ................................................................................... 12

Gambar 3.6. Thermocouple type-K .............................................................................. 13

Gambar 3.7. Rangkaian MAX6675 ............................................................................. 13

Gambar 3.8. Skematik rangkaian Thermocouple, MAX6675, dan koneksi

ke Mikrokontroler ........................................................................................................ 14

Gambar 3.9. Switch Push Button ................................................................................. 15

Gambar 3.10. Diagram Alir Pilihan Menu .................................................................. 18

Gambar 4.1. Sinyal PWM pada pin PD.5 Mikrokontroler .......................................... 19

Gambar 4.2. Sinyal Keluaran TLP250......................................................................... 20

Gambar 4.3. Sinyal pada pin Kolektor IGBT .............................................................. 21

Gambar 4.4. Sinyal pada pin Gate dan Kolektor IGBT (Dua Kanal) .......................... 21

Gambar 4.5. Thermocouple pada Suhu Normal .......................................................... 22

Gambar 4.6. Thermocouple pada Suhu Tinggi ............................................................ 22

Gambar 4.7. Tampilan Awal LCD............................................................................... 23

Gambar 4.8. Sinyal PWM Mode Slow ......................................................................... 23

Gambar 4.9. Sinyal PWM Mode Normal .................................................................... 24

Gambar 4.10. Sinyal PWM Mode Fast ....................................................................... 24

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Pengujian Kompor Induksi ......................................................................... 25

Tabel 4.2. Pengujian Kompor Listrik dan Kompor Gas .............................................. 27