Rangkaian Water Level Control (WLC)

Rangkaian Water Lever Control atau yang sering disingkat dengan WLC atau rangkaian kontrol level air merupakan salah satu aplikasi dari rangkaian konvensional dalam bidang tenaga listrik yang diaplikasikan pada motor listrik khususnya motor induksi untuk pampa air. Fungsi dari rangkaian ini adalah untuk mengontrol level air dalam sebuah tangki penampungan yang banyak dijumpai di rumah-rumah atau bahkan disebuah industri di mana pada level tertentu motor listrik atau pompa air akan beroperasi dan pada level tertentu juga pompa air akan mati. Untuk mengontrol level air dalam tangki penampungan dapat menggunakan dua buah pelampung yang mana masing-masing dari pelampung tersebut menentukan batas atas dan batas dari level air. Jadi pada saat anda sedangkan menjalankan pompa air, dengan mengaplikasikan rangkaian Water Level Control pada pompa air yang anda gunakan, anda tidak perlu menunggu hanya untuk mematikan pompa air pada saat tangki atau bak air penuh karena apabila air dalam tangki sudah penuh maka pompa akan padam dengan sendirinya tanpa harus menekan tombol stop. Demikian juga apa bila air dalam tangki atau bak mulai berkurang sesuai dengan batas yang telah ditentukan maka pompa akan jalan dengan sendirinya. Dengan demikian ada bisa melakukan kegiatan yang lain yang lebih berguna, misalnya nonton acara gossip di Channel TV kesayangan anda sambil menikmati sedapnya pisang goreng yang dibalut dengan sambal terasi yang rasanya benar-benar nendang bangets. Lupakan tentang pisang goreng, dan untuk lebih jelasnya perhatikan bagaimana sebuah pelampung dapat bekerja pada sebuah rangkaian Water Level Control sebagai berikut :

Gambar 1. Prinsip Kerja Pelampung

Penjelasan dari gambar di atas :

Pada kondisi (1) kita anggap bahwa untuk pertama beroperasi air di dalam tangki seperti yang terlihat pada gambar. Dengan keadaan yang demikian, maka otomatis Pelampung 1 yang difungsikan sebagai batas atas air dan Pelampung 2 yang difungsikan sebagai batas bawah akan menggantung pada sebuah tali pelampung sehingga menyebabkan kontak pelampung yang berada di antara 2 dan A1 akan menutup karena gaya berat dari kedua pelampung. Akibatnya, motor pompa air akan beroperasi.

Ketika pompa air mulai mengisi tangki/bak maka pelampung 2 akan terangkat ke atas atau terapung seperti yang terlihat dalam gambar pada kondisi (2). Meskipun pelampung 2 sudah terapung, kontak pelampung tetap pada posisi close, pabrik sudah merancang dengan sedekian rupa sehingga hal demikian bisa terjadi, pelampung 1 masih mampu untuk menutup kontak pelampung sehingga pompa tetap beroperasi.

Seiring dengan semakin bertambahnya air tangki maka Pelampung 2 akan semakin bergerak ke atas sesuai dengan volume air dalam tangki tersebut. Apabila level air telah sampai pada Pelampung 1 seperti terihat dalam gambar untuk kondisi (3) maka Pelampung 1 akan terangkat ke atas atau terapung bersama-sama dengan pelampung 2. Akibatnya, kontak pelampung antara 2 dan A1 akan membuka dan motor atau pompa air akan mati. Jadi, bukan Pelampung 2 yang mendorong Pelampung 1 sehingga kontak pelampung terbuka (open).

Apabila air di dalam tangki atau bak mulai berkurang atau lebih rendah dari Pelampung 1, maka pelampung 1 akan menggantung pada kontak pelampung seperti lihat pada gambar untuk kondisi (4). Meskipun Pelampung 1 sudah menggantung, akan tetapi kontak pelampung masih tetap pada kondisi open karena Pelampung 1 belum cukup berat untuk menutup kontak tersebut. Jika air sudah benar-benar berkurang dalam tangki sesuai dengan batas bawah yang telah ditentukan maka pelampung 2 akan menggantung seperti pada kondisi (1) bersama-sama dengan pelampung 1. Kolaborasi kedua pelampung tersebut menghasil berat yang cukup untuk menutup kontak pelampung antara 2 dan A1 sehingga pompa air dapat berjalan atau beroperasi. Setelah itu ke kondisi (2), (3), (4), dan seterusnya.

Berikut ini adalah gambar rangkaian kendali dan sekaligus rangkaian daya dari Water Level Control. Rangkaia

ini terdiri dari dua bagian yaitu menggunakan remote untuk mengoperasikan (menjalankan dan mematikan)

ompa air dan menggunakan pelampung untuk mengoperasikan pompa air secara otomatis.

Gambar 2. Rangkaian kendali dan rangkaian daya

Langkah-langkah kerja rangkaian Water Level Control

1. Diasumsikan bahwa tombol emergency, MCB rangkaian control dan MCB rangkaian daya tertutup atau sudah pada posisi on.

Pada keadaan normal kontak overload 95 – 96 tertutup dan kontak 97 – 98 terbuka

Posisi 1 yaitu pada saat selektor switch dipindahkan pada posisi 1-2 maka lampu indikator L2 akan menyala yang menandakan bahwa yang bekerja adalah pelampung (otomatis)

Ketika air di dalam bak telah kosong atau berkurang, pelampung akan tertarik ke bawah dan menutup kontak yang terdapat pada pelampung sehingga arus akan mengalir pada kontaktor K1 dengan demikian kontak utama 1–2 pada K1 akan menutup sedangkan kontak 3-6 pada RL (Relay) tetap terbuka sehingga motor akan berputar yang di tandai dengan menyalanya lampu indikator L4

Apabila motor mengalami kelebihan beban maka kontak 95-96 akan membuka dan kontak 97-98 akan menutup sehingga lampu indikator L3 yang menandakan kelebihan beban akan menyala dan pada saat itu motor akan berhenti berputar.

Jika air di dalam bak telah penuh atau telah mencapai level yang telah ditentukan maka pelampung di dalam air akan terangkat ke atas sehingga membuka kontak yang terdapat pada pelampung tersebut dan motor akan akan berhenti berputar.

Proses selanjutnya kembali ke langkah nomor 4.

Untuk posisi 2 selektor switch dipindahkan pada posisi 3-4 maka lampu indikator L1 akan langsung menyala yang menandakan bahwa operasi motor dilakukan secara remote (menyalakan dan mematikan motor) dan pada saat itu pelampung tidak akan bekerja

Untuk menyalakan motor tekan push button S_on

Kontak 1-4 akan menutup karena koil 2-10 relay (RL) mendapat energy listrik sehingga arus akan mengalir melalui kontak 1-4 tersebut walaupun saklar S_on dilepas

Dengan demikian kontak 3-6 dan 8-11 akan menutup sedangkan kontak 1-2 pada K1 tetap terbuka, dengan demikian motor akan berputar yang ditandai dengan menyalanya lampu indikator L4

Apabila motor mengalami kelebihan beban maka kontak 95-96 akan membuka dan kontak 97-98 akan menutup sehingga lampu indikator L3 yang menandakan kelebihan beban akan menyala dan pada saat itu motor akan berhenti berputar.

Tekan push button S_off untuk mematikan motor.

Baik untuk operasi dengan remote ataupun secara otomatis (dengan pelampung) apabila ada hal-hal yang tidak inginkan terjadi pada saat motor beroperasi dapat langsung menekan tombol emergency sehingga seluruh rangkaian akan padam.

Rangkaian Water Level Control di atas belumlah sempurna, anda bisa memodifikasinya supaya menjadi lebih

baik lagi dan juga lebih andal pastinya. Ini cuma salah satu contoh saja, jika anda ingin berusaha sedikit saja maka

hasilnya pasti akan lebih bagus lagi dan tentunya memakai desain yang dibuat sendiri akan memberikan kepuasan

yang tersendiri pula.

AdaUntuk pengoperasian pompa dengan remote, saya menggunakan relay yang dalam rangkaian disingkat dengan RL dengan pertimbangan penggunaan remote hanyalah sebagai cadangan jika pelampung mengalami kegagalan dalam pengoperasiannya. Anda dapat menggantinya dengan kontaktor. Jika anda menggunakan relay, relaynya harus disesuaikan dengan kapasitas arus dari motor pompa. Kalau tidak sesuai, bisa-bisa relaynya hangus dan anda akan merogoh kocek lebih dalam lagi. Menyedihkan!

Motor yang digunakan pada rangkaian di atas adalah motor induksi 1 fasa. Jika anda menggunakan motor induksi 3 fasa, maka rangkaian kontrolnya akan lebih rumit lagi. Silahkan anda berkreasi sendiri.

Pada kondisi (3) dari gambar pelampung, usahakan jangan sampai tali pada pelampung terjadi lilitan yang menyebabkan terbentuknya sebuah simpul sehingga kedua pelampung berkumpul pada satu titik pada tali pelampung. Hal ini akan menyebabkan pompa mati menyala dalam waktu yang relatif singkat. Apabila hal ini terjadi, maka lampu indikator L4 pada gambar akan berkedip-kedip. Keuntungannya, anda akan melihat nyala lampu indikator yang berkedip-kedip pada panel sehingga anda tidak perlu membeli lampu hias di toko kesayangan anda. Kerugiannya, anda akan berteriak histeris sampai nadanya mungkin mencapai 7 oktaf (melebihi Gita Gutawa) karena melihat tagihan rekening listrik anda yang meningkat dari biasanya jika anda membiarkan hal tersebut terus berlangsung. Tentu saja penyebabnya adalah motor mati menyala dalam waktu yang relative singkat, yang mana kita tahu bersama bahwa arus start dari motor induksi bisa 5 sampai 7 kali lebih besar dari arus nominalnya yang mana juga akan mempengaruhi putaran kWh meter anda.

Pengalaman adalah guru yang baik tetapi belajar dari pengalaman orang lain adalah Guru Terbaik. Jadi, jangan segan-segan untuk berlajar dari orang-orang yang sudah berpengalaman. So, take my advice and Go On! Thanks

Bacaan sederhana yang sering dikunjungi orang-orang kreatif, disini anda akan mendapatkan sedikit tehnik dan cara kerja dari sebuah rangkaian kontrol/ kendali dengan menggunakan beban Motor 3 phasa (Sebuah mesin penggerak dengan catu daya 3 phasa sebagai sumber tenaga):

Cara kerja motor 3 phasa :
1. motor 3 phasa akan bekerja /berputar apabila sudah dihubungkan dalam hubungan tertentu .
2. mendapat tegangan (jala-jala /power /sumber) sesuai dengan kapasitas motornya.

Bekerjanya hanya mengenal 2 hubungan yaitu :
a. motor bekerja bintang /star (Y)
berarti motor harus dihubungkan bintang baik secara langsung pada terminal maupun melalui rangkaian kontrol.
b. Motor bekerja segitiga /Delta (▲)
berarti motor harus dihubungkan segitiga baik secara langsung pada terminal maupun melalui rangkaian kontrol.

Kecuali :mesin-mesin yang berkapasitas tinggi diatas 10 HP, maka motor tersebut wajib bekerja segitiga (▲) dan harus melalui rangkaian kontrol star delta baik secara mekanik , manual, konvensional, digital , PLC.
Dimana bekerja awal (start) motor tersebut bekerja bintang hanya sementara, selang berapa waktu barulah motor bekerja segitiga dan motor boleh dibebani.

Cara menghubungkan motor dalam hubungan bintang (Y) :
1. Cukup mengkopelkan /menghubungkan salah satu dari ujung-ujung kumparan phasa menjadi satu
2. Sedangkan yang tidak dihhubungkan menjadi satu dihubungkan kesumber tegangan.

Cara menghubungkan motor dalam hubungan segitiga (▲) :
1. ujung-ujung pertama dari kumparan phasa I dihubungkan dengan ujung kedua dari kumparan phasa III
2. ujung-ujung pertama dari kumparan phasa II dihubungkan dengan ujung kedua dari kumparan phasa I
3. ujung-ujung pertama dari kumparan phasa III dihubungkan dengan ujung kedua dari kumparan phasa II
4. Sedangkan untuk kesumber tegangan terserah kita menghubungkannya , boleh melalui ujung –ujung pertama atau ujung-ujung kedua.



Cara penyambungan /pengkonekan ujung-ujung kumparan phasa system Direct On Line(DOL) dilihat dari tegangan jala-jala dengan plat nama pada motor.

No Jala-jala Nama plat motor Hubungan /koneksi
1 380 V 380 V /220V Y (bintang) tegangan di motor 220 V
2 380 V 220V /380 V Y (bintang) tegangan di motor 220 V
3 220 V 220V /380 V ▲ (segitiga) tegangan di motor 220 V
4 220 V 380 V /220V ▲ (segitiga) tegangan di motor 220 V
5 380 V 380 V Sebagai pengaman kita hubungkan (Y),bila tegangan kurang kita hubungkan ▲
6 380 V 380 V /440 V Motor harus bekerja ▲ karena kapasitas motor sebenarnya 380 V

Kesimpulan :

1. Bahwa dari berbagai data kapasitas tegangan yang tercantum pada plat motor, sesungguhnya kapasitas tegangan pada motor tersebut adalah tegangan yang rendah.

2. Putaran motor tidak tergantung pada besar kecilnya tegangan input melainkan tergantung dari jumlah kutup (pok), makin banyak jumlah kutup makin sedikit putarannya atau sebaliknya.

3. Keburukan motor 3 phasa yaitu apabila bekerja diatas kemampuan PK yang tersedia, motor tersebut langsung mendengung dan berhenti, berbeda dengan motor DC seri yang makin bertambah beban maka motor berputar menyesuaikan bebannya.

4. Apabila salah satu tegangan input putus maka motor akan bekerja tidak normal/mendengung .

5. Apabila pada pengkonekkan bintang /segitiga salah pengkonekkan pada salah satu ujung-ujung kumparan phasa maka akan mengakibatkan bekerja tidak normal (mendengung/bahkan konslet)

6. Untuk mengukur banyaknya putaran motor (rpm)dengan alat TACOMETER.

7. Mengukur kondisi isolasi email(kumparan)masih baik atau tidak ataupun terjadi tegangan tembus kita gunakan alat ukur MEGER dan sekarang disebut INSULATION TESTER.ingat nilai isolasi yang bagus dihitung setiap 1000Ω perVolt dan satuannya harus Mega.
8. Mengukur baik/buruknya pembumian /arde /ground/massa dengan menggunakan EARTH TESTER atau menggunakan dim meter karena nilai arde yang bagus nilainya harus sekecil mungkin bahkan mendekati 0, maksimal 5 Ω, untuk segera mengetahui ardenya bagus atau tidak, cukup dengan menggunakan AVOMETER yaitu tegangan antara phasa dengan nol dan phasa dengan arde harus sama.

9. Menghitung besarnya daya menggunakan rumus P = E.I.cos q

10. Untuk mennghitung besarnya daya setiap PK (HP) pada motor.

Prinsip kerja motor 3 phasa dan terjadinya slip
Jika kumparan 3 phasa dari motor 3 phasa dihubungkan dengan jala-jala 3 phasa, maka pada kumparan stator tersebut timbul medan magnet putaran ns (putaran sinkron), medan magnet ini memotong batang-batang konduktor pada rotor sehingga timbul GGL (Gaya Gerak Listrik). karena batang-batang konduktor tersebut dihubungkan singkat maka akan terjadi arus induksi pada batang tersebut sehingga menghasilkan medan magnet pada batang tersebut .
Medan magnet pada rotor berinteraksi dengan medan magnet pada stator terjadilah putaran (nr) = putaran rotor.
Karena prosesnya berdasarkan induksi maka rotor ini disebut motor induksi, syaratnya nr tidak sama dengan ns, Berarti terjadi perbedaan antara nr dan ns yang disebut dengan Slip

ns - nr
SLIP (%) = ns x 100 %

Berikut ini merupakan rangkaian utama dalam menjalankan motor 3 Fase dengan hubungan STAR-DELTA Otomatis.