Rancang Bangun Alat Ukur Fluks Magnet Berbasis Arduino

Wardana, Ariq Kusuma (2020) Rancang Bangun Alat Ukur Fluks Magnet Berbasis Arduino. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Dalam perancangan suatu mesin atau transformator perlu dilakukan analisis karakteristik, hal tersebut penting dijadikan acuan karena untuk mendapatkan karakteristik mesin atau transformator yang diinginkan. Salah satu faktor yang mempengaruhi adalah bahanbahan magnetis, bahan magnetis yang umumnya digunakan adalah baja dan besi, karena mudah menghatarkan fluks magnet. Metode sederhana untuk mengetahui kualitas dari bahan magnetis adalah dengan pengujian fluks magnet, dimana bahan magnetis dibelitkan pada kawat tembaga, kemudian fluks yang terinduksi harus diukur dengan fluksmeter. Kurva dari fluks magnet terhadap perubahan arus dapat dianalisis, sifat bahan magnet selalu tidak ideal. Pada saat fluks magnetnya membesar, material ini dapat mengalami keadaan jenuh dan saturasi, sehingga akan mempengaruhi efektivitasnya dalam memberikan kerapatan fluks. Pengukuran fluks analog mempunyai tingkat ketelitian pembacaan relatif rendah sehingga kurang direkomendasikan, sehingga diperlukan fluksmeter yang mudah dalam pembacaan. Pada penelitian ini menkaji bagaimana perancangan dari fluksmeter berbasis Arduino, hasil pengujian fluksmeter berbasis Arduino, dan membandingkan dengan fluksmeter analog. Pada suatu mesin atau transformator mempunyai prinsip kerja menganut kaidah hukum Faraday, dimana tegangan yang terinduksi sebanding dengan gradien negatif perubahan fluks terhadap perubahan waktu. Untuk mengukur fluks magnet yang terukur dapat dengan metode integrasi dari tegangan yang terinduksi terhadap fungsi waktu. Salah satu metode integrasi yang mempunyai ketelitian tinggi yaitu Midpoint Reimann Sum, dimana metode ini mencari luasan daerah fluks dari fungsi tegangan terhadap fungsi waktu dengan menyerupai luasan trapezium. Dalam mecuplik daerah tertentu dikalikan dengan nilai tengah dari tegangan terinduksi. Pada perancangan fluksmeter berbasis Arduino diperlukan sensor dengan tingkat akurat tinggi, menggunakan sensor DC 25 V untuk pengukuran sumber AC dan sensor ZMPT101b. sensor tegangan akan membaca tegangan yang terinduksi kemudian Arduino akan melakukan integrasi dan ditampilkan pada LCD serta disimpan pada memori. Nilai pengukuran dari fluksmeter berbasis Arduino akan dibandingkan dengan nilai fluksmeter analog untuk mengetahui apakah pengukuran fluks magnet sudah sesuai. Berdasarkan perancangan dan pengujian didapatkan bahwa perancangan fluksmeter berbasis Arduino membutuhkan sensor tegangan untuk mengukur tegangan terinduksi, dilakukan kalibrasi diperoleh kesalahan sensor DC 25 V sebesar 1,4077 % dan ZMPT101b sebesar 1,9000 %. Mikrokontroler berfungsi untuk unit kontrol, melakukan integral tertentu, menampilkan pada LCD, dan menyimpan data pada memori. Metode Midpoint Riemann Sum sesuai digunakan dalam perhitungan fluks magnet berbasis Arduino. Pada pengujian diperoleh hasil fluks magnet yang terukur oleh fluksmeter analog standar dan fluksmeter berbasis Arduino menpunyai nilai hampir sama, hal tersebut menyatakan perancangan alat fluks magnet berbasis Arduino telah sesuai secara pengukuran.

English Abstract

In designing a machine or transformer it is necessary to analyze the characteristics, it is important to be used as a reference because to get the desired characteristics of the machine or transformer. One of the factors that influence is magnetic materials, magnetic materials that are generally used are steel and iron, because it is easy to reduce magnetic flux. A simple method to determine the quality of magnetic material is by testing magnetic flux, where magnetic material is wrapped around a copper wire, then the induced flux must be measured with a flux meter. The curve of the magnetic flux to the change in current can be analyzed, the nature of the magnetic material is always not ideal. When the magnetic flux is enlarged, this material can experience saturation and saturation, so that it will affect its effectiveness in providing flux density. Analog flux measurement has a relatively low level of reading accuracy so it is less recommended, so it is needed an easy flux meter in readings. In this study examines how the design of Arduino-based fluxmeter, the results of Arduino-based fluxmeter testing, and comparing with analog fluxmeter. A machine or transformer has a working principle that follows Faraday's rule of law, where the induced voltage is proportional to the negative gradient of flux change with time. To measure the measured magnetic flux, it can be done by integrating the voltage induced method to the time function. One of the most accurate methods of integration is the Midpoint Reimann Sum, where this method looks for the area of the flux area from the voltage function to the time function by resembling the area of the trapezium. In particular the area is multiplied by the middle value of the induced voltage. In designing an Arduino-based fluxmeter a sensor with a high degree of accuracy is needed, using a 25 V DC sensor to measure the AC source and ZMPT101b sensor. voltage sensor will read the induced voltage then Arduino will integrate and display on the LCD and stored in memory. The measurement value of the Arduino-based fluxmeter will be compared with the value of the analog fluxmeter to find out whether the magnetic flux measurements are appropriate. Based on the design and testing, it was found that the design of Arduino-based fluxmeter requires a voltage sensor to measure the induced voltage, a calibration obtained by DC 25 V sensor error is 1.4077% and ZMPT101b is 1.9000%. The microcontroller functions for the control unit, performs certain integrals, displays on the LCD, and stores data in memory. The Riemann Sum Midpoint method is suitable for use in Arduino-based magnetic flux calculations. In the test results obtained by magnetic flux measured by standard analog fluxmeter and Arduino-based fluxmeter have almost the same value, it states the design of Arduino-based magnetic flux apparatus has been measured accordingly.

Other obstract

-

Item Type: Thesis (Sarjana)
Identification Number: SKR/FT/2020/38/052003640
Uncontrolled Keywords: fluks magnet, Arduino, Integrasi, Midpoint Riemann Sum., magnetic flux, Arduino, Integration, Midpoint Riemann Sum.
Subjects: 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.3 Electrical, magnetic, optical, communications, computer engineering; electronics, lighting > 621.37 Testing and measurement of electrical quantities
Divisions: Fakultas Teknik > Teknik Elektro
Depositing User: Nur Cholis
Date Deposited: 11 Oct 2020 13:25
Last Modified: 11 Oct 2020 13:25
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/181665
Full text not available from this repository.

Actions (login required)

View Item View Item