BAB I PENDAHULUAN
Pengg Pengguna unaan an motor DC dewasa dewasa ini sudah sangatlah sangatlah umu umum, m, salah satu satu kelebihan motor DC adalah relatif gampang didapat dan mudah diatur kecepatan putarnya. Secara umum pengaturan kecepatan motor DC adalah dengan menggunakan cara analog. Pada laporan kali ini akan dibahas cara mengatur kecepatan motor DC dengan menggunakan mikrokontroller. Mikroko Mikrokontro ntroler ler yang yang digunaka digunakan n adalah adalah Tipe Tipe A! dari Atmel Atmel seperti seperti mikr mikrok okon ontr trol oler er Atmeg tmegaa "#$# "#$#,, %&, %&, $'. $'. (nfo (nform rmas asii kece kecepa pata tan n mo moto torr akan akan dita ditamp mpil ilka kan n pada pada mo modu dull )CD )CD *D++ *D++" ".. Seda Sedang ngka kan n seba sebaga gaii dridri-er er mo moto tor r meng menggu guna naka kan n mo modu dull dridri-er er mo moto torr (C )' )'" " ,(C ,(C )' )'$ $D. D. Cara Cara peng pengat atur uran an kecepata kecepatan n yang yang digunak digunakan an adalah adalah dengan dengan menggun menggunakan akan teknik teknik P/M P/M 0Pulse 0Pulse /idth Modulation1, salah satu teknik untuk mengatur kecepatan motor DC yang umum digunakan. Deng Dengan an meng menggu guna naka kan n P/M P/M kita kita dapa dapatt meng mengat atur ur kece kecepa pata tan n yang yang diingin diinginkan kan dengan dengan mud mudah. ah. Teknik eknik P/M P/M untuk untuk pengatur pengaturan an kecepat kecepatan an motor motor adalah, pengaturan kecepatan motor dengan cara merubah2rubah besarnya duty cycl cyclee puls pulsa. a. Puls Pulsaa yang ang yang ang beru beruba bah h ubah ubah duty duty cycl cycle2 e2ny nyaa inil inilah ah yang ang menentu menentukan kan kecepata kecepatan n motor. motor. 3esarnya 3esarnya amplitu amplitudo do dan frekuens frekuensii pulsa pulsa adalah adalah tetap, sedangkan besarnya duty cycle berubah2ubah sesuai dengan kecepatan yang diinginkan, semakin besar duty cylce maka semakin cepat pula kecepatan motor, dan sebaliknya semakin kecil duty cycle maka semakin pelan pula kecepatan motor.
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Te Teori ori Dasar 2.1.1Motor DC
Motor Mo tor DC meru merupak pakan an 4enis 4enis mo moto torr yang yang mengg mengguna unakan kan tegan teganga gan n searah searah sebagai sebagai sum sumber ber tegangan tegangannya nya.. Dengan Dengan memberi memberikan kan beda tegangan tegangan pada kedua kedua terminal tersebut, motor akan berputar pada suatu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik, dibalik, maka arah putaran motor motor akan terbalik pula. Polaritas Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor, sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan kecepatan motor. 3agian dasar dari motor DC yaitu5 %.
3agia 3agian n yang yang tetap tetap6st 6stasi asione onerr yang yang disebu disebutt stat stator or.. Stato Statorr ini ini mengh menghasi asilka lkan n medan medan magnet magnet,, baik yang yang dibangki dibangkitka tkan n dari sebuah sebuah koil 0elektro 0elektromag magnet1 net1 ataupun magnet permanen.
'.
3agian 3agian yang yang berputar berputar diseb disebut ut rotor rotor.. !otor !otor ini ini berupa berupa sebuah sebuah koil koil dimana dimana arus arus listrik mengalir.
7ambar %. Motor DC
7aya electromagnet pada motor DC timbul saat ada arus
yang
meng mengal alir ir
pada pada
penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan oleh magnet permanen. 7aris2garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub kutub magne magnett dari dari kutub kutub utara utara ke kutub kutub selat selatan. an. Menuru Menurutt huk hukum um gaya gaya )ourent8, arus yang mengalir pada penghantar yang terletak dalam medan magnet
akan menimbulkan gaya. 7aya 9, timbul tergantung pada arah arus (, dan arah medan magnet 3.
7ambar '. :onstruksi Motor DC
3elitan stator merupakan electromagnet, dengan penguat magnet terpisah 9%29'. 3elitan 4angkar ditopang oleh poros dengan u4ung2u4ungnya terhubung ke komutator dan sikat arang A%2A'. Arus listrik DC pada penguat magnet mengalir dari 9% menu4u 9' menghasilkan medan magnet yang memotong belitan 4angkar. 3elitan 4angkar diberikan lictrik DC dari A' menu4u ke A%. Sesuai kaidah tangan kiri, 4angkar akan berputar berlawanan 4arum 4am. 7aya electromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan oleh magnet permanen. 7aris2garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub magnet dari kutub utara ke kutub selatan. Menurut hukum gaya )ourent8, arus yang mengalir pada penghantar yang terletak dalam medan magnet akan menimbulkan gaya. 7aya 9, timbul tergantung pada arah arus (, dan arah medan magnet 3. arah gaya 9 dapat ditentukan dengan aturan tangan kiri seperti pada gambar '.%.$5
7ambar $. Penentuan Arah 7aya Pada :awat 3erarus )istrik Dalam Medan Magnet
2.1.2 Driver Motor DC dengan IC L29D
Pada dasarnya beberapa aplikasi yang menggunakan motor DC harus dapat mengatur kecepatan dan arah putar dari motor DC itu sendiri. ;ntuk dapat melakukan pengaturan kecepatan motor DC dapat menggunakan metode P/M 0Pulse /idth Modulation1 sedangkan untuk mengatur arah putarannya dapat menggunakan rangkaian *2bridge yang tersusun dari + buah transistor. Tetapi dipasaran telah disediakan (C )'$D sebagai dri-er motor DC yang dapat mengatur arah putar dan disediakan pin untuk input yang berasal dari P/M untuk mengatur kecepatan motor DC.
7ambar +. Motor DC dan
Sistem pengaturan motor DC yang sering digunakan pada sistem kontrol seperti pada gambar '.'.% yaitu dengan H-Bridge yang pada pada dasarnya adalah + buah transistor yang difungsikan sebagai saklar. Pengaturan motor DC yaitu meliputi kecepatan dan arah. Pengaturan arah yaitu dengan cara membalik tegangan logika masukan H-bridge. Sedangkan sistem pengendalian kecepatan motor DC digunakan prinsip P/M 0 Pulse Width Modulator 1 yaitu suatu metode pengaturan kecepatan putaran motor DC dengan mengatur lamanya waktu pensaklaran aktif 0 Duty Cycle1. Motor DC merupakan sebuah komponen yang memerlukan arus yang cukup besar untuk menggerakannya. =leh karena itu motor DC biasanya memiliki penggerak tersendiri. Pada tugas akhir ini motor DC akan digerakkan dengan menggunakan P/M yang telah terintegrasi dengan rangkaian HBridge. Dengan rangkaian H-Bridge yang memiliki input P/M ini,
maka selain arah kita 4uga bisa mengendalikan kecepatan putar motor DC tersebut.
2.1. P!s" #N B!tton Push ON button adalah saklar yang beroperasi dengan cara ditekan, dan bisa melakukan dua fungsi berbeda, yakni menutup sirkuit bila ditekan, atau justru membuka sirkuit bila ditekan.
7ambar #. Simbol Push Button
7ambar &. Switch Push 3utton 2.1.$ %esistor
!esistor adalah salah sau komponen elektronika yang berfungsi sebagai penahan arus yang berfungsi sebagai penahan arus yang mengalir dalam suatu rangkaian dan berupa terminal dua komponen elektronik yang menghasilkan tegangan pada terminal yang sebanding dengan arus listrik yang melewatinya sesuai dengan hokum =hm 0>(.!1. sebuah resistor tidak memiliki kurub positif dan negati-e, tapi memiliki karakteristik utama yaitu resistansi, toleransi, tegangan ker4a maksimum dan power rating. :arakteristik lainnya meliputi koefisien temperature, kebisingan, dan induktansi. =hm yang dilambangakan dengan symbol ? 0=mega1 merupakan satuan resistansi dari sebuah resistor yang bersifat resistif.
9ungsi resistor adalah sebagai pengatur dalam membatasi 4umlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan adanya resistor menyebabkan arus listrik dapat disalurkan sesuai dengan kebutuhan. Adapun fungsi resistor secara lengkap adalah sebagai berikut5 %.
;ntuk menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian.
'.
;ntuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian.
$.
3erfungsi untuk membagi tegangan.
+.
;ntuk membangkitkan frekuensi tinggi dan frekuensi rendah dengan bantuan transistor dan kondensator.
!esistor dapat ditentukan nilainya dengan cara menghitung gelang warna pada resistor.
7ambar @. !esistor
2.1.& LED 'Lig"t Emiting Diode(
)D Emiting
0 Light Diode1
digunakan sebagai indicator atau sebagai alat peraga 0display1. )D 0Light Emiting Diode1
adalah 4enis dioda yang mempunyai lapisan fosfor yang bias
memancarkan cahaya saat diberi polaritas pada kedua kutubnya. )D mempunyai batasan arus maksimal yang mengalir melaluinya. Diatas nilai tersebut dipastikan umur )D tidak akan lama.
7ambar ". Simbol )D 0 Light Emiting Diode1
2.2 S)emati) %ang)aian
'.'.% Skematik !angkaian Sismin ATmega"#$#
'.'.' Skematik !angkaian Penggerak Motor DC
2. *ode Program Bregfile > m"#$#.dat Bcrystal > %'
Config )cdpin > Pin , Db+ > Pa.+ , Db# > Pa.# , Db& > Pa.& , Config )cdpin > Pin , Db@ > Pa.@ , > Pa.$ , !s > Pa.' Config )cd > %& ' Config )cdbus > + Cursor =ff
Dim PwmEeprom As ram (nteger
Pwm > Pwm%awm > Pwm%b
Config Portb > (nput Portb > F*9 Config Porta > =utput Config Portd > =utput
SwEauto Alias Pinb.+ SwE% Alias Pinb.% SwE' Alias Pinb.' SwE$ Alias Pinb.$
n% Alias Portd.# (n% Alias Portd. (n' Alias Portd.% n' Alias Config Timer% > Pwm , Pwm > % , Prescale > % , Compare A Pwm > Clear Down , Compare 3 Pwm > Clear Down
Do Cls )cd ):T!=G(:A )owerline )cd 0Test %%%%1 /aitms % Cls
(f Portb > F*9 Then 5 (n% > (n' > Pwm%a > (n$ > (n+ > Pwm%b > )cd Duty Cycle 5H )owerline )cd Gilai P/M 5 I Pwm%a , Pwm%b 5 /aitms ' Cls )cd M=T=! 3!*GT( /aitms ' Cls nd (f
JKKKKKKKKTombol P/M %'LLLLLLLJ (f SwE% > Then 5 Cls (n% > % (n' > Pwm%a > %' (n$ > % (n+ > Pwm%b > %' )cd Duty Cycle 5%H )owerline )cd Gilai P/M 5 I Pwm%a , Pwm%b 5 /ait $ Cls )cd :CPATAG !GDA* /aitms ' Cls nd (f
JKKKKKKKKTombol P/M #%'LLLLLLLJ (f SwE' > Then 5 Cls (n% > % (n' > Pwm%a > #%' (n$ > % (n+ > Pwm%b > #%' )cd Duty Cycle 5#H )owerline )cd Gilai P/M 5 I Pwm%a , Pwm%b 5 /ait $ Cls )cd :CPATAG )owerline )cd MGG7A* /aitms ' Cls nd (f
JKKKKKKKTombol P/M %'$LLLLLLLJ (f SwE$ > Then 5 Cls (n% > % (n' > Pwm%a > %'$ (n$ > % (n+ > Pwm%b > %'$ )cd Duty Cycle 5%H )owerline )cd Gilai P/M 5 I Pwm%a , Pwm%b 5 /ait $ Cls )cd :CPATAG T(G77(
/aitms ' nd (f Cls
JKKKKKKTombol P/M =tomatisLLLLLJ (f SwEauto > Then 5 (n% > % (n' > Pwm%a > %' (n$ > % (n+ > Pwm%b > %' )cd Duty Cycle 5%H )owerline )cd Gilai P/M 5 I Pwm%a , Pwm%b 5 /aitms # Cls )cd :CPATAG !GDA* /aitms ' Cls (n% > % (n' > Pwm%a > #%' (n$ > % (n+ > Pwm%b > #%' )cd Duty Cycle 5#H )owerline )cd Gilai P/M 5 I Pwm%a , Pwm%b 5 /aitms # Cls )cd :CPATAG )owerline )cd MGG7A* /aitms ' Cls
(n% > % (n' > Pwm%a > %'$ (n$ > % (n+ > Pwm%b > %'$ )cd Duty Cycle 5%H )owerline )cd Gilai P/M 5 I Pwm%a , Pwm%b 5 /aitms # Cls )cd :CPATAG T(G77( /aitms ' Cls nd (f
)oop
2. Peran+angan dan Pem,!atan A-at
Dalam perancangan dalam pembuatan penelitian
ini yaitu Pengaturan
:ecepatan Putar Motor DC dengan & SwitchN terdiri atas perancangan mekanik 0hardware1 yang meliputi perancangan eletrik dan perancangan software. Perancangan ini mempunyai gambaran seperti gambar blok diagram dibawah ini5
2.$ Peran+angan dan Pem,!atan Me)ani)
Perancangan dan pembuatan mekanik meliputi dari pembuatan rangkaian dri-er motor sebagai outputatau rangkaian push on off button sebagai input. .
A. Perancangan !angkaian (nput 3. Perancangan !angkaian =utput !angkaian output meliputi Motor DC dan % buah (C )'$D. (C ini dapat mengatur motor DC dan untuk mengendalikan motor DC, (C ini hanya perlu
diberikan pulsa atau logika yang sesuai pada G% untuk mengaktifkan motor dan (G% untuk arah putaran, dengan output yang diperkuat pada =;T%. Motor DC akan berputar dengan kecepatan yang telah diatur pada program.
2.& Peran+angan Sot/are
Perancangan software dibutuhkan untuk men4alankan alat yang dibuat pada pro4ek Pengatur :ecepatan berbasis mikrokontroller men4alankan
sistem
melalui
mikrokontroler
A-r,
ini. Program berfungsi yang
nantinya
chip
mikrokontroler tersebut akan diisi program perintah yang diinginkan. Software yang digunakan pada penyusunan pro4ek ini, antara lainI agle, Proteus, 3ascom A-r, dan Progisp.
2.0 Ana-isa Data
Pengatur :ecepatan Motor DC ini dibuat berbasis pada mikrokontroller. Teknik pengaturan yang digunakan yaitu dengan P/M 0Pulse /idth Modulation1. Secara umum P/M ini, dapat mengatur kecepatan motor dengan cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa satu perioda, untuk mendapatkan tegangan rata2rata yang berbeda.Alat ini dirancang untuk dapat mengendalikan kecepatan motor dengan menggunakan tombol switch. Pembuatan alat ini menggunakan mikrokontroller ATmega"#$# atau yang dikenal dengan A-r, yang berfungsi sebagai hardware P/M.
Mikrokontroller AT"#$# ini
diprogram secara langsung pada board tanpa harus melepas mikrokontroller tersebut dari soketnya. Mikrokontroller masukan akan diproses guna mendapatkan duty cycle sinyal P/M. Sinyal P/M pada umumnya memiliki amplitudo dan
frekuensi dasar yang tetap, namun memiliki lebar pulsa yang ber-ariasi. )ebar pulsa pada P/M berbanding lurusdengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi artinya sinyal P/M memiliki frekuensi gelombang yang tetap namun duty cycle ber-ariasi 0antara %H hingga %H1. Duty cycle dapat diibaratkan Duty cycle ketika kita mengayuh sepeda. Duty Cycle adalah rasio atau perbandingan antara waktu kita mengayuh pedal dan waktu rilek 6 santai 0waktu ayuh O waktu santai1. Duty cycle pada kondisi %H berarti kita mengayuh pedal
terus saat kita bersepeda 6 tanpa waktu santai misalkan seperti pembalap sepeda yang hampir sampai di garis finish, sedangkan kondisi duty cycle #H berarti anda mengayuh pedal selama setengah dari waktu total anda mengayuh dalam bersepeda. Sinyal P/M dapat dibangkitkan dengan banyak cara, dengan menggunakan metode analog atau dengan metode digital. Pada alat ini, sinyal P/M didapat dengan metode digital yang dipengaruhi oleh resolusi P/M itu sendiri. !esolusi adalah 4umlah -ariasi perubahan nilai dalam P/M tersebut. Misalkan suatu P/M memiliki resolusi " bit berarti P/M ini memiliki -ariasi perubahan nilai sebanyak '" > '#& -ariasi mulai dari '## perubahan nilai yang mewakili duty cycle %H dari keluaran P/M tersebut. 3erdasarkan nilai2nilai pada duty cycle tersebut maka pada rangkaian ini, duty cyecle pada P/M beker4a dari H 2 %H 2 #H 2 %H. ;ntuk mengatur motor DC maka digunakan motor dri-er dari sebuah (C dri-er )'$D yang dapat memberikan arus sampai &mA. Arus yang ada kemudian mengaktifkan motor
DC yang digunakan. Dri-er motor DC yang
digunakan pada pada rangkaian ini sepasang, yaitu dri-er % adalah pin ', dri-er ' adalah pin @ dan enable adalah pin %. Pengendali dihubungkan dalam keadaan enable dan output )'$D pin $ dan @ akan aktif dan di dalam phase input , 4ika enable berada dalam keadaan disable, maka output )'$D pin $ dan @ akan off. Dri-er motor DC (C )'$D ini memiliki ' sumber tegangan yang terdapat pada pin " 0%'-olt1 dan pin %& 0#-olt1. Sumber tegangan yang diberikan pada cc # -olt digunakan untuk mengaktifkan (C )'$D dan dd %' -olt digunakan untuk mengaktifkan motor DC. Motor DC tersebut kemudian akan aktif ketika saklar switch diaktifkan. Sebagai tampilannya digunakan 'Q%& karakter yang akan menampilkan data mikrokontroller yang telah terprogram. Penggunaan )CD ini dianggap cukup untuk menampilkan hasil kecepatan motor. Pemilihan )CD ini 4uga dikarenakan untuk mempermudah dalam hal pemrograman yang dibuat dan tampilannya yang lebih menarik 4ika dibandingkan dengan penggunaan se-en segment. Pada )CD terdapat 4alur kontrol G yang digunakan untuk memberitahu )CD bahwa mikrokontroller mengirimkan data ke )CD. ;ntuk mengirim data ke )CD
program harus menset G ke kondisi high 0%1 dan kemudian menset dua 4alur kontrol lainnya 0!S dan !/1 atau 4uga mengirimkan data ke 4alur data bus. Saat 4alur lainnya sudah siap, G harus diset ke , setelah beberapa saat set kembali ke high 0%1. :etika 4alur !S berada dalam kondisi igh atau %, data yabg dikirimkan adalah ASC(( yang akan ditampilkan di layar.
BAB III PENUTUP
.1 *esim!-an
%.
Sistem pengendalian kecepatan motor DC menggunakan prinsip P/M 0Pulse Width Modulator 1 yaitu suatu metode pengaturan kecepatan putaran motor
DC dengan mengatur lamanya waktu pensaklaran aktif 0 Duty Cycle1. '.
Pulse /idth Modulation 0P/M1 secara umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk mendapatkan tegangan rata2rata yang berbeda.
$.
Selain untuk mengatur kecepatan Motor DC, berdasarkan analisa data dan program, P/M dapat diaplikasikan pada pengendalian motor ser-o, pengaturan nyala terang )D dan lain sebagainya.
+.
Motor DC merupakan 4enis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tegangannya.
#.
(C )'$D beker4a sebagai Dri-er Motor DC.
&.
(C )'$D memiliki ' sumber tegangan masing2masing terdapat pada pin & dan %&. Sumber tegangan yang diberikan pada cc # -olt digunakan untuk mengaktifkan (C )'$D dan dd %' -olt digunakan untuk mengaktifkan motor DC.
DATA% PUSTA*A
%.
ko (hsanto. istem Pengendali Motor DC dengan PWM.
'.
Maulana, ka. Pengaturan PWM !Pulse Width Modulation" dengan PLC. Malang5 ;ni-ersitas 3rawi4aya. '%'.
$. DC Motor #eed Control . http566a-rpro4ects.info6files6files6DCH'motorH'Speed H'Control.8ip
+.
Pengatur $ece#atan Motor DC Mengguna%an &'mega ()*) - +ou'ube.
https566www.youtube.com6watch->t4:
Triwiyanto. Pelatihan Mi%ro%ontroller . Malang5 ;ni-ersitas 3rawi4aya. '%%.
*ATA PEN3ANTA%
Pu4i syukur kami pan4atkan kehadirat (llahi !abbi, Allah S/T, karena hanya berkat rahmat dan hidayahGya sehingga kami bisa menyelesaikan )aporan mengenai Pengaturan :ecepatan Motor DC dengan Menggunakan Switch pada Mata :uliah Mikroprosesor di
Palembang, %#
Penyusun.
