RANCANG BANGUN DRIVER MOTOR DC SEBAGAI AKTUA TOR SISTEM KENDALl SUMBER ELEKTRON P ADA MBE

M RANCANG BANGUN DRIVER MOTOR DC SEBAGAI AKTUA TOR SISTEM KENDALl SUMBER ELEKTRON P ADA MBE Budi Santosa, Taxwim P3TM BATAN Yogyakorta BaIza Acbmad, Eko Priyo Utomo Teknik Fisiko UGM ABSTRAK RANCANG BANGUN DRIVER MOTOR DC SEBAGAI AKTUA TOR SISTEM KENDALl SUMBER ELEKTRON P ADA MBE. Te/ah dibuat driver motor DC dengan menggunakan rangkaian chopper DC. Driver motor DC terdiri alas rangkaian penguat pemba/ik, komparator, osi/ator dan rangkaian chopper DC. Rangkatan chopper DC berbasts rangkaian H-hybrid agar po/arttas dan kecepatan motor DC dapat diatur sesuai dengan polaritas dan nilai dari sinyal masukan. Dari hasil pengamatan disimpulkan bahwa ral/gkaian driver motor DC dapat digunakan sebagai aktuator pada sistem kendali sumber e/ektron pada ral/cang hal/gun MBE. Kecepatan sudut putar motor maksimum (nilai duty cycle =//2) mempunyai nilai sama untuk jangkaual/ frekuensi osilasi /0-1 -/01 Hertz. Kenaikan kecepatan sudut putar sebandil/g del/gan kenaikal/ frekuensi osilasi pada nilai duty cycle yal/g tetap. Jika karakteristik tersebut dikaitkal/ dellgall waktu tallggap sistem pengendaliall. maka waktu tanggap sistem kendali akan tergantung dengan frekuensi osilasi yang digunakan. Penggunaan sistem pengenda/ian dengan PC dapat terealisir, karena sinyal masukan menggunakan tegangan rendah dari hasil pengamatan diperoleh jangkauan tegangan 3-10 volt. Kata kul/ci: Aktuator Motor DC,H-hybrid Oembatan H), PWM (pulse wave modulation = modulasi gelombang pulsa), pengendali sumber e/ektron ABSTRACT DESIGN OF DC MOTOR DRIVER AS A CONTROL SYSTEM ACTUATOR FOR ELECTRON SOURCE IN ELECTRON BEAM MECHINE. A DC motor driver has been contracted using chopper DC circuit. The DC motor driver consists of an inverting amplifier, a comparator, and a DC chopper unit.. The DC chopper circuit is based on H hybrid circuit, so that the polarization and angular velocity of DC motor can be regulated similar with the polarization and value of input signal. The result showed. that the DC motor driver circuit can be used as actuator on the electron source of electron beam machine. The maximum (duty cycle value = 1/2) angular velocity has same value for 10-1 -loj Hertz oscillator frequency range. The ii/crease of angular velocity will be proportional to the oscillator frequency at the constant duty cycle. If this characteristic is related with respond time of the control system. so the control system respond time is dependence on oscillator frequency being used. The use of control system with PC can be realized. because the input signal use low voltage. where the measurement shows that it has 3-10 Volt voltage range. Key word.. DC motor actuator, H-hybrid. PWM (pulse wave modulation).elctron source controller. PENDAHULUAN otor DC sering digunakan sebagai sistem antar muka antara sistem pengendali dengan sistem proses, biasanya disebut sebagai aktuatoril.2.3i, Perangkat antar muka tersebut dapat menyederhanakan rangkaian elektronik, juga mengurangi gangguan derau sinyallistrik dati sistem proses ke dalam sistem kendali(41, yang umumnya melibatkan tegangan rendah. Pada rancang bangun mesin berkas elektron (MBE), motor DC digunakan untuk mengendalikan sumber elektron sebagai Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Vol. 5, No.1, Oktober 2003.. 34-45 perangkat aktuator dalam pengendalian sistem variak (penggerak memutar menaikkan dad menurunkan tegangan keluaran variak) pacta sunber tegangan anoda katoda rnaupun sumber arus mamen, seperti pacta sistem mesin ion imflantor buatan P3TM dad mesin generator neutrods Secara umum diagram sistem kendali dad letak dati aktuator dapat dilihat pacta Gambar 1. Penggunaan motor DC sebagai aktuator, dikarenakan mudah dalam penbendalian kecepatan rnaupun pengendalian torsinya. Sebagai aktuator, pengendalian motor DC tidak terbatas pacta pengen. 34

dalian kecepatan putar, tetapi juga pengendalian posisi[6.7,s]. Untuk dapat melakukan tugasnya dengan baik, maka diperlukan driver atau penyedia tegangan motor DC yang dilengkapi dengan rangkaian pembalik kutub listrik, untuk mengikuti polarisasi sinyal kendali. Rangkaian pembalik kutub listrik paling s~derhana dilakukan secara mekanis dengan relay, akan tetapi remakaian relay lebih sering menimbulkan derau pada saat perubahan keadaan (posisi kutub). Kelemahan relay dapat diminimalkan dengan menggantikan switch mekanik dengan rangkaian transistor yang disebut sebagai rangkaian chopper DC. Di dalam perkembangan rangkaian Chopper DC, ada yang dikenal sebagai H hybrid (jembatan H)[9,lo.II.12]. Gjimbar 1. Diagram Sistem kendali kalang tertutupl3j. Pada makalah ini dibahas sebuah aktuator dari pengendali sumber penyedia tegangan katoda anoda, clan atau sumber penyedia arus filamen dengan menggunakan rangkaian hybrid transistor clara bipolar sebagai kornponen utarna dari chopper DC, dan pembangkit sinyal chopper dengan sistem modulasi gelombang pulsa (PWM = pulse wave modulation)[ioj, Adapun keuntungan sistem modulasi (PWM) sebagai aktuator motor DC, adalah kecepatan putar motor DC dapat diatur dengan hanya menggunakan sinyal kecil atau tegangan DC rendah berorde 10 Volt, sehingga pengaturan tegangan katoda ataupun arus fiement dapat dikendalikan dengan komputerlll.12]. DASAR TEOR! Rangkaian chopper DC mengkonversi tegangan DC tetap menjadi tegangan DC variabel. Pembentukan sinyal keluaran rangkaian chopper DC clan dapat dilihat pada Gambar 2. v i l"egangan keluaran Chopper -A. v out v i Generato~ ~ t t PWM To 04 ~ T Gambar 2. Pembentukan sinyal keluaran Chopper. =I RANCANG BANGUN DRIVER MOTOR DC SEBAGAI AKTUATOR SISTEM KENDALl SUMBER ELEKTRON PADA MBE Budi Santosa. dkk. 3S

T Volume 5, Nomor 1, Oktober 2003 Tegangan keluaran dapat dihitung berdasarkan persarnaan : To VOUT = -x V1n Dengan T D adalah lebar pulsa dan T adalah perioda sinyal keluaran chopper, perbandingan antara To dan T disebut sebagai duly cycle. Pengaturan nilai duty cycle dapat dilakukan dengan generator PWM, sehingga tegangan keluaran rangkaian Chopper akan berubah. Jika sebuah motor DC dihubungkan pada terminal keluaran Chopper, akan mengakibat kecepatan putar motor berubah sebanding dengan (I) /SSN 14/ /-1349 perubahan nilai duty cycle nya. Di dalam sistem aktuator pengaturan duty cycle dilakukan dengan rangkaian pembanding antara sinyal kendali (sinya! DC) dengan sinyal keluaran pembangkit sinyal gigi gergaji. Diagram sistem aktuator secara keseluruhan dapar dilihat pada Gambar 3. Fungsi dari rangkaian penguat pembalik adalah untuk menentukan polaritas putaran motor DC berdasarkan polaritas sinyal kendali (sinyal masukan). Adapun rangkaian komparator berfungsi sebagai pembangkit sinyal PWM dengan nilai duly cycle ditentukan berdasarkan nilai sinyal tegangan DC dan rangkaian penguat pembalik. Sinyal MasukaI penguat Pembalik ---~ Komparator (Sinyal Kendal: ) l KangKalan Pembangkit Sinyal IKomparator ~-2.!l.9;P.P.!L Sinyal Aktuator Gambar 3. Diagram Sistem Aktuator. RANCANGAN SISTEM AKTUATOR Rangkaian Penguat Pembalik Sesuai dengan fungsinya sebagai pembalik polaritas sinyal masukan rangkaian chopper, clan menentukan kecepatan putar motor DC, maka realisasi dati rangkaian penguat pembalik dapat ditunjukkan pada Gambar 4. V setting adalah sinyal masukan ke rangkaian pembalik, pada Gambar 1 sinyal tersebut merupakan sinyal kendali berdasarkan perhitungan algoritma hukum pengendalian. Termina! A dad port B masing-masing dihubungkan ;;ebuah rangkaian komparator. Sinyal keluaran terminal A dad B masing-masing mempunyai beda phase 1800 dengan amplitudu sarna, karena nilai penguatan dari rangkaian adalah 1 berdasal'kan persamaan : Vk Vm -- R2 R. (2) dimana R} clan Rz masing-masing adalah 100 k Ohm, tanda negatif menunjukkan beda phase antara V m clan Vkatau terminal A clan B. Gambar 4. Rangkaian pembalik. Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Vol. 5. No.1, Oktober 2003: 34.45 ~ 36

Volume.5, Nomor I, Oktoher 2003 /SSN /4/ /-/349 Rangkaian Komparatorf Pada perancangan rangkaian driver motor DC digunakan dua buah rangkaian komparator, masingmasing berfungsi untuk memberikan sinyal PWM pada kedua terminal masukan dari rangkaian Chopper. Pada rangkaian komparator, Sinyal PWM dihasilkan dengan membandingkan antara sinyal DC dan sinyal keluaran pembangkit sinyal gigigergaji, sehingga keluaran rangkaian komparator akan dihasilkan sinyal kotak dengan nilai duty cycle dapat diatur berdasarkan level sinyal DC yang masuk (lihat Gambar 5). Realisasi rangkaian komparator dapat dilihat pada Gambar 6. Terminal A dan B mendapatkan sinyal DC dari rangkaian penguat pembalik, sedangkan terminal C mendapat sinyal keluaran dari pembangkit sinyal gigigergaji. Terminal D din E akin memberikan sinyal pada kedua terminal masukan dari rangkaian Chopper. Sinyal keluaran pembangkit sinyal ~ Sinyal DC,,/ V masukan - t V keluaran Sinyal keluaran ~omparator t Gambar S. Pembentukan Sinyal PWM dengan komparator. Gambar 6. Rangkaian komparator.

Rangkaian Chopper Chopper DC sering ditemukan pada peralatan pengubah tegangan DC ke AC, baik dalam bentuk AC 2 phase maupun 3 phase. Rangkaian chopper terdiri atas 4 saklar dihubungkan dengan topologi H sedangkan terminal-terminal motor DC membentuk garis silang H, sehingga dikenal dengan nama H- Hybrid (jembatan H). Diagram rangkaian H-Hybrid ditunjukkan pada Gambar 7. Di dalam rangkaian H-Hybrid, saklar-saklar 81 dan 84 ditutup sedangkan S2 dan S3 dibuka, akan terjadi aliran arus dati kiri ke kanan pada motor, dan akan sebaliknya jika 82 dan 83 ditutup sedangkan 81 dan 84 dibuka. Adapun realisasi dari saklar-saklar tersebut digunakan transistor daya seperti BJT, FET, ataupun IGBT dengan mode logika TTL. High berarti saklar pada kondisi 'on', dan low pada kondisi 'off'. Realisasi rangkaian chopper DC dapat dilihat pada Gambar 8. r Vcc r.~-l Gambar 7. Rangkaian jembatan H (H- hybrid). 82 84 Gambar 8. Rangkaian Chopper. TATA KERJA Pengujian Rangkaian H Hybrid Sebelum rangkaian H hybrid dirangkai sebagai rangkaian driver motor DC, terlebih dahulu dilakukan pengujian baik secara simulasi dengan menggunakan paket program PSPICE[9,IO,I3] pada ORCAD, maupun menggunakan rangkaian yang sebenamya. Pengujian secara simulasi dilakukan Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Vol. 5. No. J. Oktober 2003,' 34-45 dengan menggunakan Gambar 9. rangkaian seperti pada Dengan menggunakan pembangkit sinyal kotak berftekuensi sebesar 1 Hz clan amplitudu sinyal sebesar S V. Pada Gambar 9 sinyal tersebut dihasilkan oleh pembangkit sinyal V2, yang dimasukkan ke terminal A, sedangkan terminal B dihubungkan dengan tanah (ground). Rangkaian Gambar 9, setelah tercetak dalam PCB, diuji dengan sinyal kotak dan oembangkit sinyal kotak, clan

Volume 5, Nomor J. Oktober 2003 ISSN /4//-/349 dilihat dengan osiloskop. Packet PSPICE adalah paket program analisis rlngkaian yang terpadu dengan paket program ORCAD, Sedangkan ORCAD adalah paket program yang digunakan untuk melakukan penggambaran rangkaian elektronik[9], Pengamatan Tanggapan Frekuensi Osilator Diagram pengamatan yang digunakan dalam pengamatan seperti pada Gambar 10. Pengamatan ini dimaksudkan untuk mendapatkan karateristik dari tang gap frekuensi (frequency respons) dari rangkaian H hybrid. Sehingga dapat diketahui lebar pita frekuensi yang dapat digunakan pada rangkaian tersebut. Pengujian Driver Motor DC Pengamatan Lebar Pulsa dengan Kecepatan Sudut Putar Motor DC Rangkaian driver motor DC nantinya akan digunakan sebagai perangkat aktuator dari sistem kendali MBE, sebelum perangkat tersebut dipasang pada MBE, terlebih dahulu diamati sifat dinamik dari perangkat tersebut terhadap sinyal masukan. Di dalam realisasinya sinyal masukan adalah sinyal kendali yang dikeluarkan dari rangkaian atau algoritma kendali (Iihat Gambar I). Gambar 10. Diagram blok pengamatan tanggapan frekuensi osilator. -- RANCANG BANGUN DRIVER MOTOR DC SEBAGAI AKTUATOR SISTEM KENDALl SUMBER ELtKTRON PADA MBE Budi Santosa. dkk. Adapun blok diagram pengamatan dinamik rangkaian driver motor dapat ditunjukkan pada Gambar II. Pada Gambar II motor DC di hubungkan dengan Rotary Encoder clan Tachometer, sebagai ganti dari proses yang akan dikendalikan. Hal tersebut dilakukan karena, pertama obyek pengendalian masih dalam proses pembuatan, kedua dalam pengamatan lebih ditekankan pada karakteristik dinamika driver motor DC. Pengamatan karakteristik dinamika driver motor DC sangat perlu 39

Volume 5, Nomor I, Oktober 2003 untuk diketahui, dikarenakan ujuk kexja dati pengendalian terutama waktu penetapan (settling time)dari sistem kendali sangat tergantung pada unjuk kerja motor DC tersebut, Pada sistem pengendalian yang melibatkan motor DC, nilai waktu penetapan sistem kendali akan lebih banyak mendapatkan sumbangan dati waktu tanggap motor DC. Penambahanilai waktu tanggap sistem makin membesarkan jika penyambungan antar tuas melibatkan gigi reduksi (reduction gear). ISSN/4//-/349 Di dalam pengamatan waktu tanggap driver motor DC diperoleh dengan mencari koeffisien arab kurva hubungan kecepatan putar (frekuensi = jumlab putaran persatuan waktu) motor DC clan lebar pulsa (nilai duty cycle) sinyal masukan pada frekuensi osilator tegangan gigi gergaji tertentu. Pengaturan lebar pulsa (pengaturan nilai duty cycle) ~inyal masukan dilakukan dengan rangkaian kumparator (Gambar 6), yang dilengkapi dengan rangkaian penguat pembalik (Garnbar 4), berdasarkan pada persamaan 1. SinyaJ. Masukani -J Komparator Rangkaian Chopper 4I Gambar 11. Blok diagram pengamatan. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Rangkaian Hybrid Pengujian rangkaian H hybrid dilakukan dengan paket PSPICE dapat ditunjukkan pada Gambar 12 untuk frekuensi sinyal masukan sebesar 1 Hz, clan Gambar 13 kurva basil simulasi untuk sinyal masukan sebesar 5 Volt clan frekuensi 796 Hz. Sedangkan Gambar 14 adalah basil pengarnatan pada osiloskop, setelah rangkaian terangkai pada PCB dengan sinyal yang sesungguhnya. Gambar 12. Sinyal masukan base, Tegangan VEmtter, V Colector" VTerminal C. secara simulasi Pspice. -. Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Vol. 5, No.1. OkJober 2003: 34.45 40

Volume 5, Nomor I, Oktober 2003 /SSN/4/1-/349 ",...""..." C"," c." p,."".' h",,"d,...,.,-",.,, (A,..",""'."HO_-""'.'""", '""'TA',. n',. 4..". ~L1...,..y. 0 y(o".' 2..y. ; i.... i... ;.~...~.i ~ -:,..y. 4nO t'1..- ~"*., Gambar 13. Sinyal masukan terminal A (atas), sinyal keluaran terminal C (bawah) secara simulasi Pspice. Gambar 14. Sinyal masukan terminal A (kurva atas), sinyal keluaran terminal C (kurva bawah). Dari Gambar 12, terlihat bahwa terminal C akan bekerja jika terminal basis (A) mendapatkan arus basis negatif. Hal tersebut disebabkan penggunaan transistor PNP pada komponen QS, Q1, atau Q6, Q2 untuk sisi sebaliknya, clan transistor NPN pada komponen Q3 clan Q4. Transistor PNP akan bekerja jika terminal basis mendapatkan arus negatif, sedangkan transistor NPN akin bekerja jika terminal basis mendapatkan arus positif. Hal tersebut akan mengakibatkan perbedaan phase sebesar 180, antara sinyal masukan clan sinyal keluaran terminal C tempat motor DC berada. Keadaan tersebut dapat diperlihatkan pada kurva ha,il simulasi Gambar 13 RANCANG BANGUN DRIVER MOTOR DC SEBAGAI AKTUATOR SISTEM KENDALl SUMBER ELEKTRON PADA MBE Budi Santosa, dkk. dan saat pengujian dengan pembangkit sinyal terhadap rangkaian yang dilihat dengan osiloskop pada Gambar 14. Pengamatan Tanggapan Frekuensi Osilator Adapun Gambar 15 menunjukkan hasi1 pengarnatan hubungan frekuensi osi1ator terhadap kecepatan sudut motor DC. Dari kurva tersebut dapat ditunjukkan, bahwa jangkauan frekuensi osi1ator berada dari 10.1-102 Hertz, dengan kecepatan sudut motor DC yang dihasi1kan seorde 103/ fad. 4\

, " "." ""."", '".,.,., '",.,,,..,.,..",....,..,.,,.,....,.....,...,.,....".",.,....,..,,. Volume 5, Nomor I, Oktober 2003 /SSN /4/ /-/349 ~ ~ 5 'a 10' ; J ; ~ L ;; ; ;.L ; ;;-.~;;;; :::::t::!:j:~:tj~~~:::::!::::::t:t~:~tt~::::~:::t:~:!:~~~~t:::::t::!:j:~:~~~~ ~ 10' c.'! ~ t: ~ I--.!-.:-~.J.~~~~"'..I'-':'.J..I-~-:-I-:.: ~...I--~-!-:-J.IIJ I-.-'--:-{-I~{{ I-..;.-:-~.~;';~;.., ""-....:..-,..-:..~.;.;.:.;.:-;,..,..,., ;...~.;.;.:-~~:~,,.,,.,. '" ;'...,. :..:.~.:;~~, ",., : : : :: :::: ::::: :::: ::: :: :::: ::: : : ::: 1...',.",..,, "...,.,.,..."" 1.--'..1-".""",-., : :::::::: : :""' "'-'-'J~put.'~iri::::::: ~~~3"'-~.:-:':"~':';':':':';'.."';".:'.;-;.:'~::.~-"""",.".. -~" "T'-'-""' ~...;.-:-':.:~,:,. ""'" """"'pu1.'~n...""'"..,..,... --.,.."...".,,..,,.". "".",.,....,.,,.,...,.,,.",...."",..., ',.'" ",. ~..,..,,....,...,,,.,..,,.,.,.. ".."..,, ",,...,..".,...,..,.....,,.,..,,. ',-,~ "'-"-,"'r""'-'--,---,"r",-,-',..-'---"-'r-,-,-,'r,'r""',-',-',-,,,-..,..",.-.,..,-r'-.-r.-r ',-,-,-"",,-_.'-"""'".. :::::}::i:~:~:~~{{~:::::i::~::~:}~:~}~~::::~:::}:~:i:~~ii~:::::}::i:~:{:1 ~{:,---,,-.,..,,,..,-- -..,-, '" '-"-"" t ",.,..",.",..,, "..,,, N " :..!.:.:.::::: :.-:--:-::.:::: :...:.:.!.::::: :'.:':-:.:: :: """'~"-"""" ',--~"...r'.rrrr.'."---r"-..r""'."..r'-,.~-,'.',,.."..",.".,." "...".,."..,, :...:..;..:.~~.:.:~, ~...,.,.t.,...:.~-; i~~i..,. :.-.;..~.~~.:.:.:.:.;...:..t.~i.:.~:.:-,..,. ".",...,.,. :...:..~.:.:.~~~~ :'..:.':.-':.:~ ~_.,.. "..~. i'l."..,.".:.t ;;~..,., -..~..;.,. :.1..:.~-; i~{.,..",.",..,.._1 : : : :: :::: ::: :: :::: ::: :: :::: ::: : : ::, 10 10" 10' 10' 101 10' F,skusnsi masukan Gambar 15. Kurva hubungan Frekuensi oscilator dengan kecepatan sudut putar Motor DC. Terlihat adanya perbedaan kecepatan putar antara putar kiri clan kanan. Hal tersebut disebabkan adanya sifat kernagnetan (gejala histerisis) pada motor DC, selungga menyebabkan torsi putar ke arab kiri lebih kuat ditunjukkan dengan kecepatan sudut lebih cepit dibandingkan dengan ke arah kanan. Pengujian Driver Motor DC Pengamatan Rangkaian Penguat Pembalik Dan Komparator Hasil pengamatan fungsi rangkaian pembalik dad kelinieran rangkaian komparator. Adapun hasiinya dapat dilihat pada Gambar 16 merupakan hasil rekaman sinyal keluran rangkaian komparator pada osilokop, sedangkan Gambar 17 merupakan kurva hubungan antara tegangan masukan dengan lebar pulsa yang dihasilkan untuk frekuensi osilator 20Hz. Pada Gambar 16 terlihat bahwa sinyal keluaran keluaran komp:irator merupakan basil komparasi tegangan rnasukan terminal B dad C, jika kurva diambil keluaran terminal E pada Gambar 6. Gambar 16. Sinyal osilator (kurva ntas) dad Sinyal keluaran komparator (kurva bawah) pada f = 20 Hz. Prosiding Pertemuan dan Presentasi J/miah Tekn%gi AkS'elerator dan Aplikasinya Vol. 5. No. J, Oktober 2003.. 34-45 42

Gambar 17. Kurva hubungan antara tegangan masukan dengan lebar pulsa keluaran komparator pd Crekuensi 20 Hz. Gambar 18. Kurva hubungan sinyal tegangan masukan dengan kecepatan sudut putar pada Crekuensi osilasi 20 Hz.

Gambar 19. Kurva hubungan antara kecepatan sudut putar dad frekuensi osilasi pada lebar pulsa 1.28 ms. Gambar 19. menunjukkan adanya kenaikan nilai kecepatan sudut putar, jika frekuensi osilasi dinaikan untuk lebar pulsa sebesar 1.28 ffis. Di dalam persamaan gerak melingkar beraturan, sudut lingkaran yang ditempuh selama waktu t akan bernilai sebesarcl4] tjj = (I).t (3 (3) dimana t/j adalah sudut lingkaran, (J) kecepatan sudut putar, dan t waktu dalam detik (s). Jika parameter kecepatan sudut pada kurva Gambar 19 dikalikan dengan waktu sebesar 1.28ms berdasarkan persamaan 3, maka akan diperoleh lebar sudut lingkaran t/j disetiap frekuensi pada waktu yang sarna. Seandainya nilai t/j dianggap sebagai sebuah posisi dalam sistem kendali posisi, maka dapat dikatakan kenaikan frekuensi osilator dapat digunakan untuk memperbaiki ujuk kerja dari sistem kendali tersebut, terutama pada parameter waktu penetapan (settling timey2j. KESIMPULAN Dari basil pengamatan dapat disimpulkan, bahwa rangkaian driver motor DC dapat digunakan untuk melakukan pengendalian sistem variak pada mesin berkas elektton. Adapun parameter pendukung sebagai landasan penggunaan tersebut, adalah dapat melakukan perubahan polaritas listrik baik ke arab kanan atau ke kiri, yang nantinya dapat difungsikan untuk menaikkan atau menurunkan parameter tegangan dan arus. Kecepatan sudut putar motor maksimum (nilai duty cycle =1/2) mempunyai nilai sarna untuk jangkauan frekuensi osilasi 10.1-102 Hertz. Sedangkan pada kenaikan kecepatan sudut putar akan naik sebanding dengan ke~aikan frekuensi osilasi pada nilai duty cycle yang tetap. Jika karakteristik tersebut dikaitkan dengan waktu penetapan sistem pengendalian, dapat diartikan waktu penetapan sistem kendali akan naik sebanding dengan frekuensi osilasi yang digunakan. Penggunaan sistem pengendalian dengan PC sangat dimung. kinkan karena sinyal masukan menggunakan tegangan rendah dari basil pengamatan diperoleh antara 3-10 volt. ACUAN [1] YASUHIKO D., Servo Motor and motion Control Using Digital Sinal Processors, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1990. [2] KUTSUHITO OGATA, Modern Control Engineering, 2nd Ed, Prentice Hall of India, New Delhi, 1992. [3] D'SOUSA,A.F., Design of Control Systems, Prentice_Hall, New Jersey, 1988. [4] OTT. H.W., JII'oise Reduction T~chniques in Electronics System. Willey, New York, USA, 1976. [5] SZT ARIESKAI, T. dkk., Manual for Troubelshooting and Improvement of Neitron Gene- Prosiding Pertemuan dan Presentasi llmiah Teknologi Akselerator dan Aplikasinya Vol. 5. No. I, Oktober 2003.. 34-45

rator and Other Low Energy Accelerators, IAEA Physics Section, Vienna, 1993. [6) BOLDEA I. ill, Eleclfc Drives, CRC Press, New York, 1998. [7) FRASER, C. dkk., Electro Mechanic Engineering, IEEE Press, 1994. [8) DOTE. Y., Servo Motor And Motion Control Using Digital Signal Processors, Prentie-Ha11, New Jersey, 1990. [9) ZAINAL SALAM, Catatan Kursus Elektronik Kuasa dan Pemacu, httd://encon.fl{e. utm.mv/notes/nota2.ht!!11, 2003. [10) RASHID, M.H., Spice For Power Electronics And Electric Power, Pre,tice Hall, New Jers,ey, 1993. [11) PATELLA. B. ill, "High-frequency Digital PWM Controller IC for DC-DC Converters", h ttp :// ece. co 10 ra do. edu/ -Dwre I ectlou bli ca ti ons. b!ml IEEE Transactions on Power Electronics, Januari 2003. [12) CHEN. J. dkk., Predictive digital C!lrrent programmed control, htto://ece.colorado.edu/ -owrelectloublications.html IEEE Transactions on Power Electronics, January 2003. [13) JOHN. K., Pspice alld Circuit Analysis, Macmillan Pubs. Co. New York, 1994. [14) TUMA, J.J. dkk., HandBook Of Physical Calculations, McGraw-Hi11. Co. Colorado, 1976. TANYAJAWAB rangkaian chopper sebesar 100 Hz, baik gerakan kearah kiri maupun ke kanan -Sistem kendali dikatakan baik secara ideal jika sistem tersebut memberikan waktu penetapan (setting time) pendek clan tak ada lewatan maksimum ( over shoot). Di dalam perancangan driver motor DC, diharapkan pengaturan frekuensi input (frekuensi osilasi) dapat mernpercepat perputaran motor DC, sehingga untuk mencapai posisi tertentu ( dalam hal ini tegangan keluaran variak) dapat dicapai waktu yang pendek (waktu penetapan pendek). Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 19. Dari kurva terlihat bahwa untuk frekuensi osilasi 700 Hz, akan diperoleh kecepatan sudut putar ( (0 ) sebesar 2250 fad/so Berdasarkan persamaan 3, maka untuk mencapai sudut sebesar q> diperlukan waktu sebesar : t=..s tl) dimana ro=225 0 rad/s, nilai tersebut akan diperbaiki lagi denan memasang hukum pengendalian pada blok algoritma hukum pengendalian (gambar I). Sedangkan pengaturan frekuensi input Chopper digunakan untuk mempercepat clan memperlambat perputaran motor DC berdasarkan perumusan 1. Eko Priyono -Mohon dijelaskan mekanisme kerja sistem chopper yang saudara buat? -Berapa lebar pulsa clan tinggi amplitudu yang paling optimal yang dapat digunakan untuk menggerakkan motor DC? Sayono -Berapa kernarnpuan maksimum dati frekuensi input yang dapat diatur, sehingga dapat menggerakkan motor untuk menvariasi variak baik gerakan kearah kiri rnaupun ke kanan? -Mohon dijelaskan hubungan pengaturan frekuensi input terhadap kecepatan motor DC yang mengatur putaran variak? Budi -D4ri Gambar 15. dapat ditunjukkan bahwa jangkauan rnaksimum frekuensi masukan pada Budi -Lihat gambar 7. tentang rangkaian jembatan h (hhybrid). Jika saklar 81 clan 84 ditutup, sedangkan 82 clan 83 dibuka akan terjadi aliran arus dari kiri ke kanan, clan akan sebaliknya jika 82 clan. 83 ditutup sedangkan S 1 clan S4 dibuka. Didalam rangkaian saklar diwujutkan dalam bentuk transistor dalam mode switch elektronik. -Berdasarkan kurva bawah pada gambar 14, diperoleh lebar puis a sebesar 0.3 ms (frekuensi input chopper 769 Hz, kurva atas) dengan tegangan amplitudu sebesar 9 Volt RANCANG BANGUN DRIVER MOTOR DCSEBAGAI AKTUATOR SISTEM KENDALl SUMBER ELEKTRON PADA MBE Budi Santosa. dkk. 45