Arus Eddy, manfaat dan kerugian

Seputar Arus Eddy, manfaat dan kerugian

Arus eddy atau arus pusaran pertama kali diamati oleh Faucault. Arus eddy terjadi bila ada medan magnet menembus bidang konduktor. Arus eddy terjadi mengikuti hukum-hukum fisika antara lain : Hukum Faraday tentang tegangan induksi.dan Hukum Lenz.

Hukum Faraday menyatakan tegangan induksi terjadi pada kumparan (koil) yang berada pada daerah perubahan medan magnet.

emf = N . perubahan flux magnetik

emf merupakan tegangan induksi. dikenal juga dengan nama ggl (gaya gerak listrik). Emf singkatan dari Electromotive Force.
N merupakan banyaknya belitan pada kumparan, semakin banyak belitan semakin besar tegangan induksi yang terjadi.
Perubahan flux magnetik terjadi bila ada magnet yang bergerak atau bila terjadi perubahan orientasi kutub magnet. Semakin cepat perubahan flux magnet

Hukum Lenz menyatakan bahwa tegangan induksi yang terjadi akan menimbulkan medan magnet yang berlawanan dengan medan magnet yang menyebabkannya.


emf = - N . perubahan flux magnetik

Tanda - (negatif) menunjukkan arah yang berlawanan dengan perubahan flux magnetik sumber.

Manfaat arus eddy
1. Pengereman.
Arus Eddy sebagai pengereman pada kereta yang bergerak, misal pada roller coaster. Pengereman menggunakan arus eddy tidak menimbulkan gesekan. Pengereman terjadi pada piringan konduktor seperti piringan tembaga atau piringan aluminium dan didekatkan pada medan magnet. Semakin dekat medan magnet pengereman semakin besar.

2. Pemanas Induksi
Arus eddy terjadi pada bidang konduktor (plat Aluminium) akan menyebabkan terjadinya panas. Panas timbul akibat adanya resistansi pada plat konduktor dikalikan dengan kuadrat arus.
P = I^2 R
I merupakan arus eddy yang terjadi akibat perubahan medan magnet. Perubahan medan magnet dapat terjadi pada kumparan yang diberi masukan tegangan dengan frekuensi tertentu atau bisa juga akibat magnet yang diputar.
R merupakan hambatan dalam pada konduktor.
Pemanas induksi terdapat pada induction cooker, yaitu kompor tanpa api.Kompor tanpa api tidak menggunakan kawat pemanas melainkan menggunakan koil yang akan menimbulkan arus eddy pada panci atau wajan. Tanpa adanya panci, kompor akan tetap dingin.
Pemanas induksi juga dipakai pada pengecoran logam seperti emas, baja dll. Pemanas air yang dilewatkan pada pipa tembaga dan disekitarnya terdapat magnet yang berputar. Magnet yang berputar didekat kawat tembaga akan menimbulkan arus eddy. Arus eddy yang terjadi akan menimbulkan panas

3. Pemisah antara besi dan aluminium pada sistem pengolah sampah.
Kaleng yang terbuat dari aluminium seringkali dibuang. Untuk memisahkan kaleng aluminium dengan logam lainnya dapat dilakukan dengan efek arus eddy. Logam besi diambil dengan menggunakan elektromagnet, sedangkan kaleng aluminium yang bersifat paramagnetis yaitu sedikit ditarik oleh magnet. Bahan-bahan yang akan dipisahkan dilewatkan pada ban berjalan. Pada ujung ban berjalan terdapat magnet yang berputar. Magnet yang berputar menyebabkan arus eddy pada kaleng aluminium. Kaleng aluminium akan terlempar akibat arus eddy akan menimbulkan medan magnet yang berlawanan dengan magnet yang menyebabkannya.

4. Levitasi (melayang)
Levitasi terjadi akibat kutub magnet yang sejenis berdekatan akan tolak menolak. Medan magnet yang dikenakan pada logam akan menyebabkan medan magnet yang berlawanan dengan magnet yang menyebabkan arus eddy. Produk levitasi sudah mulai terlihat pada Hendo hoverboard yaitu hoverboard yang dapat melayang di atas lembaran tembaga.

5. Eddy current sensor
Eddy current dapat dipakai untuk mendeteksi adanya keretakan pada logam, misal pada badan pesawat atau pipa logam. Sensor arus eddy terdiri dari dua kumpara, satu kumparan yang dihubungkan dengan sumber frekuensi dan kumparan yang lain berfungsi untuk menangkap tegangan induksi (sensor) untuk material yang akan diuji.

Kerugian
Arus eddy menimbulkan panas pada bidang konduktor di dekat sumber medan magnet. Pada motor sumber medan magnet berasal dari kumparan. Untuk mengatasii arus eddy maka inti kumparan disusun dari keping plat konduktor yang diberi laminasi.  Lapisan laminasi berfungsi untuk mengurangi atau menghilangkan efek arus eddy.

Membuat Running LED dengan efek redup

Running LED merupakan proyek elektronika yang menarik. Keluaran berupa LED yang menyala secara bergantian dan berurutan.

berikut ini saya sajikan source code untuk LED chaser dengan efek redup menggunakan mikrokontroler AT89S51 dan bahasa pemrograman BASCOM 51

'led_chaser_pwm.bas
'menampilkan running led dengan efek redup

Dim Led0 As Byte
Dim Led1 As Byte
Dim Urutan As Byte
Dim Urutan2 As Byte
Const Waktu = 1                 'waktu tunda dalam ms

Tampilan Alias P1

Utama:
   Gosub Kekiri
   Gosub Kekanan

Goto Utama


'**********************
'subrutin geser ke kiri
'**********************
Kekiri:
  For Urutan = 0 To 20 Step 2

      Urutan2 = Urutan + 1
      Led0 = Lookup(urutan , Geserkiri)
      Led1 = Lookup(urutan2 , Geserkiri)

      Tampilan = Led0 And Led1
      Waitms Waktu

      Tampilan = Led0
      Waitms Waktu

      Tampilan = Led0 And Led1
      Waitms Waktu

      Tampilan = Led0 Or Led1
      Waitms Waktu

  Next Urutan

Return


Geserkiri:
      '12345678
Data &B10000000
Data &B10000000

Data &B11000000
Data &B01000000

Data &B01100000
Data &B10100000

Data &B00110000
Data &B01010000

Data &B00011000
Data &B00101000

Data &B00001100
Data &B00010100

Data &B00000110
Data &B00001010

Data &B00000011
Data &B00000101

Data &B00000001
Data &B00000010

Data &B00000000
Data &B00000001

Data &B00000000
Data &B00000000


'**********************
'subrutin geser ke kanan
'**********************
Kekanan:
  For Urutan = 0 To 20 Step 2

      Urutan2 = Urutan + 1
      Led0 = Lookup(urutan , Geserkanan)
      Led1 = Lookup(urutan2 , Geserkanan)

      Tampilan = Led0 And Led1
      Waitms Waktu

      Tampilan = Led0
      Waitms Waktu

      Tampilan = Led0 And Led1
      Waitms Waktu

      Tampilan = Led0 Or Led1
      Waitms Waktu

  Next Urutan

Return


Geserkanan:
      '12345678
Data &B00000001
Data &B00000001

Data &B00000011
Data &B01000010

Data &B00000110
Data &B00000101

Data &B00001100
Data &B00001010

Data &B00011000
Data &B00010100

Data &B00110000
Data &B00101000

Data &B01100000
Data &B01010000

Data &B11000000
Data &B10100000

Data &B10000000
Data &B01000000

Data &B00000000
Data &B10000000

Data &B00000000
Data &B00000000

Programmable Timer menggunakan AT89s51 dan bascom

Mikrokontroler AT merupakan mikrokontroler yang multiguna. Pada proyek ini akan dibahas tentang aplikasi mikrokontoler AT89s51 sebagai programmable timer. Timer ini terdiri dari tampilan sebanyak 4 digit common anoda dan  4 tombol untuk START, UP, DOWN, RESET dan 1 buah relay

Tombol  RESET digunakan untuk memulai dari awal kerja mikrokontroler,
Tombol START digunakan untuk memulai perhitungan waktu,
tombol UP untuk menaikkan nilai awal timer sedangkan tombol DOWN digunakan untuk menurunkan nilai awal timer

Berikut ini disajikan source code menggunakan bascom

'timer15p.bas
'timer 15 menit presetable
'oleh DJK
'tanggal 6 Jan 2012

'$regfile = "8052.dat"
$crystal = 12000000

'-------------------alokasi memori-----------------

Dim Detik_sat As Byte
Dim Detik_pul As Byte
Dim Menit_sat As Byte
Dim Menit_pul As Byte
Dim Jam_sat As Byte
Dim Jam_pul As Byte

Dim X50ms As Byte
Dim T500ms As Byte

Dim Detik As Byte
Dim Menit As Byte
Dim Jam As Byte

Dim Mulai As Boolean


Const Padam = 1
Const Nyala = 0

'deklarasi pin
Relay Alias P1.0
Dot Alias P1.1


Digit1 Alias P2.0               'LSB
Digit2 Alias P2.1
Digit3 Alias P2.2
Digit4 Alias P2.3               'MSB
Digit5 Alias P2.4
Digit6 Alias P2.5

Testpoint Alias P1.5

Pb_start Alias P3.4
Pb_menit Alias P3.3             'p3.3
Pb_jam Alias P3.2               'p3.2

'----------------Konfigurasi interupsi----------
Config Timer1 = Timer , Gate = Internal , Mode = 1
Enable Interrupts
Enable Timer1
'Enable Int0
'Enable Int1
'On Int1 Ubahmenit
'On Int0 Ubahjam
On Timer1 Waktu
'Set Tcon.0
'Set Tcon.2

Dot = 1
Jam = 0
Menit = 15
Detik = 0


'------------------program utama-------------------
'Load Timer1 , 50000
Th1 = High(15595)               ' (15510)  '65535 - 50000 + 75
Tl1 = Low(15595)                ' (15510)  '65535 - 50000 + 75


Mulai = 0
Start Timer1
Relay = 1

Main:

If Pb_start = 0 Then
   Start Timer1
   Mulai = 1
   Relay = 0
End If

Gosub Hitung
Gosub Tampil
Goto Main


'************************************************************
'konversi variabel detik,menit dan jam menjadi digit terpisah
'************************************************************
Hitung:

   Detik_sat = Detik Mod 10
   Detik_pul = Detik / 10

   Menit_sat = Menit Mod 10
   Menit_pul = Menit / 10

   Jam_sat = Jam Mod 10
   Jam_pul = Jam / 10

Return


Tampil:

  P0 = Lookup(detik_sat , Ca)
  Digit6 = Padam : Digit5 = Padam : Digit4 = Padam : Digit3 = Padam : Digit2 = Padam : Digit1 = Nyala
  'P2 = &HF1
  Waitms 1

  P0 = Lookup(detik_pul , Ca)
  Digit6 = Padam : Digit5 = Padam : Digit4 = Padam : Digit3 = Padam : Digit2 = Nyala : Digit1 = Padam
  '  P2 = &HF2
  Waitms 1

  P0 = Lookup(menit_sat , Ca)
  Digit6 = Padam : Digit5 = Padam : Digit4 = Padam : Digit3 = Nyala : Digit2 = Padam : Digit1 = Padam
  '  P2 = &HF4
  Waitms 1

  P0 = Lookup(menit_pul , Ca)
  Digit6 = Padam : Digit5 = Padam : Digit4 = Nyala : Digit3 = Padam : Digit2 = Padam : Digit1 = Padam
  '  P2 = &HF8
  Waitms 1

  P0 = Lookup(jam_sat , Ca)
  Digit6 = Padam : Digit5 = Nyala : Digit4 = Padam : Digit3 = Padam : Digit2 = Padam : Digit1 = Padam
  '  P2 = &HF4
  Waitms 1

  P0 = Lookup(jam_pul , Ca)
  Digit6 = Nyala : Digit5 = Padam : Digit4 = Padam : Digit3 = Padam : Digit2 = Padam : Digit1 = Padam
  '  P2 = &HF8
  Waitms 1


Return



'----------------interupt------------------

Waktu:
'Load Timer1 , 50000
Th1 = High(15595)               ' (15510)  '65535 - 50000 + 45
Tl1 = Low(15595)                ' (15510)  '65535 - 50000 + 45
Testpoint = Not Testpoint


Incr X50ms

T500ms = X50ms Mod 5
If T500ms = 0 Then
   Dot = Not Dot
   If Mulai = 0 Then
      If Pb_menit = 0 Then
         Gosub Menitup
      End If

      If Pb_jam = 0 Then
         Gosub Menitdn
      End If
   End If


End If


If Mulai = 0 Then Goto Keluar_int


If X50ms = 20 Then              'sudah 1000ms


   X50ms = 0
   If Detik = 0 Then
      If Menit = 0 Then
         If Jam = 0 Then
            Relay = 1
            Stop Timer1
         Else                   'jam lainnya
            Decr Jam
            Menit = 59
            Detik = 59
            Goto Keluar_int
'            Return
         End If                 'jam
      Else                      'menit lainnya
         Decr Menit
         Detik = 59
         Goto Keluar_int
'         Return
      End If                    'menit
   Else                         'detik lainnya
      Decr Detik
      Goto Keluar_int
'      Return
   End If                       'detik
End If                          't50ms

Keluar_int:
Return


'*******************
'subrutin ubah menit
'*******************
Menitup:
   Incr Menit
   If Menit >= 60 Then Menit = 0
Return

'*******************
'subrutin ubah menit
'*******************
Menitdn:
   Decr Menit
   If Menit <= 0 Then Menit = 60
Return


'*****************
'Subrutin Ubah jam
'*****************
Ubahjam:
   Incr Jam
   If Jam >= 24 Then Jam = 0
Return


Ca:                             'common anode, aktif rendah
'      Pgfedcba
Data &B11000000                 'tampilan 0 ca
Data &B11111001                 'tampilan 1 ca
Data &B10100100                 'tampilan 2 ca
Data &B10110000                 'tampilan 3 ca
Data &B10011001                 'tampilan 4 ca
Data &B10010010                 'tampilan 5 ca
Data &B10000010                 'tampilan 6 ca
Data &B11111000                 'tampilan 7 ca
Data &B10000000                 'tampilan 8 ca
Data &B10010000                 'tampilan 9 ca

Cc:                             'common cathode, aktif tinggi
'      Pgfedcba
Data &B00111111                 'tampilan 0 cc
Data &B00000110                 'tampilan 1 cc
Data &B01011011                 'tampilan 2 cc
Data &B01001111                 'tampilan 3 cc
Data &B01100110                 'tampilan 4 cc
Data &B01101101                 'tampilan 5 cc
Data &B01111101                 'tampilan 6 cc
Data &B00000111                 'tampilan 7 cc
Data &B01111111                 'tampilan 8 cc
Data &B01101111                 'tampilan 9 cc

.
klik di sini untuk source code bascom
klik di sini untuk timer15p.hex

Membuat Robot Pengikut Cahaya

Robot pengikut cahaya merupakan robot sederhana yang memiliki dua buah motor penggerak, sensor cahaya dan rangkaian penggerak motor. Berikut ini saya sajikan rangkaian pengikut cahaya yang saya ambil dari internet (lupa alamatnya, perlu dilacak lagi).

Gambar 1. Rangkaian robot pengikut cahaya (sumber ?)

Cara kerja rangkaian

LDR merupakan resistor yang peka terhadap cahaya. Pada cahaya yang gelap, resistansi LDR bernilai besar (> 100K) sedangkan pada cahaya yang terang (misal dari lampu senter) resistansi menjadi beberapa ratus ohm. Saat LDR menerima cahaya maka resistansi LDR menjadi kecil, dan mengakibatkan transistor T3 mendapat bias maju dan transistor dalam keadaan On. Transistor T3 merupakan jenis transistor NPN, arah arus pada kolektor T3 masuk ke transistor yang juga merupakan arus basis pada Transistor T1. Transistor PNP T1 mendapat bias maju menyebabkan transistor menjadi On. Transistor T1 menjadi on menyebabkan terjadi arus yang melewati transistor T1 dan melewati R5 serta LD1 (LED) akan menyala.

Potensiometer RV1 difungsikan sebagai pengatur kepekaan rangkaian terhadap cahaya.

Bila ada cahaya yang mengenai LDR maka LD1 menyala, sebaliknya bila LDR tidak terkena cahaya (dalam kondisi gelap, ada bayangan yang mengenai LDR) maka LD1 menjadi padam.

Uji coba rangkaian tanpa menggunakan motor, hanya menggunakan LED menunjukkan rangkaian bekerja dengan baik. Uji coba menggunakan motor yang kecil juga bekerja dengan baik.Uji coba menggunakan motor DC yang ada rodagiginya dengan kebutuhan arus motor sebesar 250 mA tidak bekerja dengan baik. LED tetap padam walaupun LDR sudah diberi cahaya dan diatur potensiometernya. Dugaan sementara mungkin transistor T1 tidak cukup kuat melewati arus yang diperlukan motor DC rodagigi. Motor DC rodagigi yang dipakai berupa geared motor tamiya. Penulis belum melihat data sheet dari transistor BC557.

Djoko Untoro