LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM KENDALI. Kontrol Putaran Motor DC. Dosen Pembimbing Ahmad Fahmi

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM KENDALI Kontrol Putaran Motor DC Dosen Pembimbing Ahmad Fahmi Oleh: Andrik Kurniawan PRODI S1 PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MALANG Februari 2015

2 PRAKTIKUM SISTEM KENDALI Kontrol Putaran Motor DC I. Tujuan 1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja kontrol putaran motor DC 2. Mahasiswa dapat merancang rangkaian kontrol putaran motor DC dengan rangkaian H-Bridge 3. Mahasiswa dapat menganalisis komponen-komponen pembentuk kontrol putaran motor DC II. Dasar Teori 1. Sistem Kontrol SISTEM KONTROL (Control System): Sistem Kontrol adalah proses pengaturan atau pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel atau parameter) sehingga berada pada suatu harga atau range tertentu. Contoh variabel atau parameter fisik, adalah: tekanan (pressure), aliran (flow), suhu (temperature), ketinggian (level), ph, kepadatan (viscosity), kecepatan (velocity), dan lain-lain. Hubungan sebuah sistem dan proses dapat diilustrasikan seperti terlihat pada Gambar 1 di bawah ini. INPUT PROSES OUTPUT Gambar Blok Diagram Sistem 2. Rangkaian H-Bridge H-Bridge secara harfiah adalah jembatan H atau jembatan yang membentuk huruf H. Fungsinya adalah untuk mengontrol motor DC. H-bridge bisa untuk mengontrol motor putar kanan, putar kiri dan bisa untuk mengontrol PWM (Pulse Width Modulation).Driver H-bridge bisa di rangkai menggunakan kombinasi saklar, kombinasi Transistor, maupun kombinasi relay. Rangkaian dasar kontrol motor DC H-Bridge ini dibuat menggunakan 2 buah transistor NPN dan 2 buah Transistor PNP sebagai saklar elektronik untuk

3 mengalirkan arus ke motor DC. Dengan rangkaian dasar H-bridge yang sederhana seperti pada gambar dibawah kita dapat mempelajari lebih mudah tentang prinsip kerja pengendalian motor DC dengan sistem H-Bridge. dengan metode pengontrolan motor DC secara H-Bridge seperti ini kita dapat mengendalikan putaran motor DC dalam 2 arah. Pada rangkaian pengendali motor DC H-Bridge pada gambar dibawah terdapat 2 line input yang digunakan untuk mengendalikan arah putar motor DC. Kedua jalur input tersebut dapat diberikan sinyal input berupa logika HIGH (1) dan LOW (0) menggunakan saklar. Untuk mengendalikan motor DC dengan rangkaian dasar H-Bridge ini kedua line input tersebut tidak boleh berlogika sama. Dengan kombinasi logika input HIGH (1) dan LOW (0) pada kedua line input rangkaian H-Bridge ini kita dapat mengendalikan motor DC secara searah jarum jam atau clock wise (CW) dan berlawanan arah jarum jam atau counter clock wise (CCW). Untuk lebih jelas dapat dilihat skema rangkaian dasar kontrol motor DC H-Bridge pada gambar berikut.

4 3. Motor DC Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar sebagai berikut. Bagian Atau Komponen Utama MOtor DC Kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Current Elektromagnet atau Dinamo. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk transmisi arus antara dinamo dan sumber daya. Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur: Tegangan dinamo meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan Arus medan menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

5 III. Alat dan Bahan 1. Transistor BD buah 2. Transistor BD buah 3. Resistor 1K Ohm 2 buah 4. Resistor 3K Ohm 2 buah 5. Motor DC 1 buah 6. Power Supply DC 1 buah 7. Switch 2 buah 8. Project Board 1 buah 9. Avometer Digital 1 buah 10. Jumper Secukupnya IV. Gambar Rangkaian Kontrol putaran Motor DC

6 V. Langkah Percobaan 1. Rangkailah di project board seperti gambar diatas 2. Atur tegangan pada ouput power supply 12V 3. Hubungkan 12V pada tegangan positif output power supply, dan ground pada tegangan negatif power supply 4. Lakukan percobaan sesuai tabel yang telah tersedia 5. Catatlah hasil percobaan 6. Amatilahdan beri analisisa 7. Buatlah kesimpulan menurut analisa VI. Hasil Percobaan SW1 SW2 MOTOR DC 0 0 Berhenti 0 1 Berputar sesuai arah jarum jam (kanan) 1 0 Berputar berlawanan jarum jam (kiri) 1 1 Short (komponen rusak) Gambar Percobaan

7 VII. Analisa Dari praktikum diatas dapat di analisa tentang hasil percobaan perputaran motor sebagai berikut : Kondisi SW1=SW2= 0 Karena input SW1 dan SW2 mempunyai logika yg sama 0 (0V), maka kedua transistor BD 139 (Q3 & Q4) tidak akan mendapat picuan pada basisnya sehingga transistor bersifat cut-off atau transistor bersifat spt saklar yg terbuka. Dari rangkaian diatas terlihat pula bahwa kedua BD 140 (Q1 & Q2) bergantung pada BD 139 dimana basis kedua BD 140 terhubung pada kolektor BD 139. Jadi, apabila tidak ada arus yg mengalir pada kolektor BD 139 maka basis BD 140 juga tidak akan terpicu akibatnya motor tidak akan berputar atau berhenti. Kondisi SW1= 0 ; SW2= 1 Saat input SW1 diberi logika 0 (0V) dan input SW2 diberi logika 1 (12V) maka Q4 akan saturasi sedangkan Q3 tetap cut-off. Karena Q2 bersifat saturasi atau seperti saklar yang tertutup maka basis Q3 akan mendapat picuan sehingga Q1 juga bersifat saturasi. Akibatnya arus akan mengalir dgn urutan

8 seperti berikut : Vs Q1 motor Q3 ground, sehingga motor akan berputar searah jarum jam. Kondisi SW1=1; SW2=0 Saat input SW1 diberi logika 1 (12V) dan input SW2 diberi logika 0 (0V) maka Q3 akan saturasi sedangkan Q4 cut-off. Akibatnya Q2 juga akan menjadi saturasi karena basis Q2 mendapat picuan dari Q3. Sehingga arus akan mengalir dengan urutan seperti berikut : Vs Q2 motor Q4 ground dan motor akan berputar berlawanan arah jarum jam.

9 Kondisi SW1=SW2= 1 Jika kedua input diberi logika 1 secara bersamaan maka akan mengakibatkan semua transistor dalam kondisi saturasi. Secara logika motor tidak akan berputar karena tidak ada beda potensial pada ujung 2 konektornya. Namun hal ini akan menyebabkan timbulnya panas yang berlebihan pada semua transistor sehingga dapat menyebabkan kerusakan. Oleh karena itu hal ini harus dihindari.

10 VIII. Kesimpulan Kesimpulan dari praktikum ini adalah kontrol putaran Motor DC dibangun dari rangkaian H-Bridge yang terdiri dari 2 transistor PNP dan 2 Transistor NPN. Kontrol motor dc ini menggunakan prinsip kerja transistor sebagai saklar dimana rangkaian motor dc berputar searah jarum jam atau berlawanan ini mempunyai 2 switch yang berguna untuk mengatur perputaran Motor DC.

11 IX. Daftar Rujukan Penghantar sistem kontrol Jurusan Teknik Elektro UM Elektronika dasar Teori Motor DC Dan Jenis-Jenis Motor DC, (Online), ( diakses 15 Februari 2015). Dhika Rangkaian driver kontrol motor DC H-Bridge Sederhana, (Online), ( diakses 15 Februari 2015). Prehan, Bagus Rangkaian H-Bridge Motor DC Dengan Relay, (Online), ( 15 Februari 2015).