KONTROLLER MOTOR BLDC MENGGUNAKAN MICROCHIP Yohan Averian Bethaputra Loe 1 Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Bina Nusantara, Jln. K.H. Syahdan No. 9, Kemanggisan, Palmerah, Jakarta Barat 11480 Yohan_loe@yahoo.com 1 ABSTRACT DC motor has a high efficiency because of the use of the DC voltage on the rotor to the rotor shaking. High efficiency is directly proportional to the high maintenance costs due to using the brush DC motor commutation. Motor BLDC (Brushless DC) is a DC motor (electric unidirectional) without Brush which serves to komutasinya, and komutasinya replaced by an electronic circuit. It's just the motor that is used in general at this time, the DC motor and induction motors have not been able to meet those needs. DC motor has a high efficiency because of the use of the DC voltage on the rotor to drive the motor. (YL) Keywords: DC Motor, BLDC Motor, Brush, efficiency ABSTRAK Motor DC memiliki efisiensi yang tinggi karena penggunaan tegangan DC pada rotor untuk mengerakan rotor tersebut. Efesiensi yang tinggi berbanding lurus dengan biaya perawatan yang tinggi karena menggunakan brush dalam komutasi motor DC. Motor BLDC (Brushless DC) adalah Motor DC (listrik searah) tanpa Brush yang berfungsi untuk komutasinya, dan komutasinya digantikan oleh rangkaian elektronik. Hanya saja motor yang digunakan secara umum pada saat ini, yakni motor DC dan motor Induksi belum dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Motor DC memiliki efesiensi yang tinggi karena penggunaan tegangan DC pada rotor untuk menggerakan motor. (YL) Kata kunci : Motor DC, Motor BLDC, Brush, efisiensi
PENDAHULUAN Seiring berkembangnya kemajuan dalam teknologi, Seperti di bidang informasi, dunia usaha dan alat transportasi motor listrik tidak terlepas dari bagian kemajuan teknologi tersebut. Motor listrik dikembangankan dan diaplikasikan dalam berbagai bidang. Salah satunya Misalnya mesinfoto Copy, dulunya menggunakan motor DC dengan brush (Brushed DC) dan motor Induksi AC. Sekarang ini seluruh mesin Foto Copy sudah menggunakan Motor BLDC. Akan tetapi Motor BLDC pada mesin Foto Copy menggunakan IC khusus yang tidak dijual di pasaran dan rangkaiannya sangat rumit. Motor DC memiliki efisiensi yang tinggi karena penggunaan tegangan DC pada rotor untuk mengerakan rotor tersebut. Efesiensi yang tinggi berbanding lurus dengan biaya perawatan yang tinggi karena menggunakan brush dalam komutasi motor DC. Motor BLDC (Brushless DC) adalah Motor DC (listrik searah) tanpa Brush yang berfungsi untuk komutasinya, dan komutasinya digantikan oleh rangkaian elektronik. Hanya saja motor yang digunakan secara umum pada saat ini, yakni motor DC dan motor Induksi belum dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Motor DC memiliki efesiensi yang tinggi karena penggunaan tegangan DC pada rotor untuk menggerakan motor tersebut. Agar motor BLDC dapat bekerja diperlukan adanya medan putar magnet stator. Untuk mendapatkan medan magnet stator tersebut maka diperlukan suber tegangan 3 fasa dengan topologi koneksi star.
METODE PENELITIAN Metode Pengumpulan Data Untuk mendapatkan hasil data pada penelitian ini, penulis menggunakan Observasi. Dalam penelitian ini observasi akan dilakukan dengan cara mengamati dan mengatur secara langsung kecepatan dan arah putaran motor kemudian kecepatan putaran diukur menggunakan osiloscope. Perancangan Perangkat Keras Secara umum perancangan perangkat keras sangatlah penting dalam mengembangkan suatu sistem. Hal ini bertujuan agar rancangan perangkat keras yang dibuat dapat mendukung sistem yang akan dibangun. Perancangan Keras meliputi Blok diagram sistem dan pemilihan perangkat keras, Blok design komponen. Blok diagram pengendali motor servo adalah sebai berikut. Blok Diagram Sistem Pada sistem digunakan 2 sumber tegangan yaitu tegangan 12v dan tegangan untuk motor. Dimana tegangan 12v yang diturunkan oleh IC regulator IR2184 menjadi 5v agar tegangan yang masuk ke rangkaian stabil dan sesuai dengan kebutuhan suplay rangkaian digital yang termasuk di dalamnya adalah Mikrochip PIC16F877A. Mikrochip PIC16F877A kemudian mengeluarkan output untuk driver 3 fasa dan transistor.
Dari transistor akan di dapatkan kombinasi binary yang akan diteruskan ke encoder untuk dikombinasikan menjadi input untuk motor servo dalam format biner dimana kode-kode biner ini merupakan kombinasi logic yang akan menyebabkan motor bergerak. Perancangan Perangkat Lunak Dalam membuat perangkat lunak (software) yang pertama harus adalah menentukan alur programnya (flowchart). Dari flowchart dapat dibuat realisasi programnya. Diagram Alir Perancangan Sistem Secara Umum
HASIL DAN BAHASAN Untuk R 13.58 Ω Untuk R 13.16 Ω. Untuk R 12.7 Ω Clockwise Clockwise Clockwise Volt Speed Periode Frekuensi Volt Speed Periode Frekuensi Volt Speed Periode Frekuensi (V) (Rpm) (P) (F) (V) (Rpm) (P) (F) (V) (Rpm) (P) (F) 12 220.68 272 3.678 12 348 173 5.8 12 444 134 7.4 14 262.2 229 4.37 14 431.2 133 7.52 14 522 115 8.7 16 304.8 197 5.08 16 517.2 16 8.62 16 540 100 9 18 348 172 5.8 18 600 99 10 18 681.6 88 11.36 20 389 153 6.49 20 674.4 89 11.24 20 750 79.5 12.5 22 435 138 7.25 22 750 80 12.5 22 834 71.5 13.9 24 476.4 126 7.94 24 822 72.5 13.7 24 912 66 15.2 26 481.2 116 8.02 26 894 67 14.9 26 984 61 16.4 28 561 107 9.35 28 966 62 16.1 28 1050 57 17.5 30 600 99 10 30 1032 57 17.2 30 1134 53 18.9 1200 1000 800 600 400 200 0 (V) (Rpm) (P) (F) (V) (Rpm) (P) (F) (V) (Rpm) (P) (F) Clockwise Clockwise Clockwise Series1 Series2 Series3 Series4 Series5 Series6 Series7 Series8 Series9 Series10 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan 1. Kecepatan putar dari motor akan berbanding lurus dengan frekwensi. Jika frekwensi yang digunakan adalah 60 Hz maka motor dengan dua kutub akan berputar sebanyak 60 x 60 = 3600 rpm
2. Dari penelitian ini kita ketahui bahwa PWM dapat digunakan untuk mengatur lebar pulsa yang masuk ke motor jadi kita juga dapat menggunakan PWM untu mengatur speed dari motor. 3. Dengan menggunakan 3 phase motor dapat berputar lebih halus dibanding dengan menggunakan 1 phase karena beda phase dalam listrik 3 phase adalah sebesar 120 derajat atau 2π/3. 4. Karena medan magnet berputar ini memotong konduktor (terjadi perubahan medan magnet pada konduktor) sehingga akan timbul tegangan induksi pada kumparan. Karena rangkaian kumparan tersebut tertutup maka timbul arus listrik pada konduktor. Adanya arus listrik pada medan magnet ini akan menimbulkan gaya Lorentz yang mengakibatkan perputaran rotor. Saran Ketika tegangan masukan dinaikkan, arus pada motor juga ikut naik. Oleh karena itu, kinerja motor servo dibatasi oleh arus. Arus yang berlebihan dapat menyebabkan motor rusak sehingga arus harus dijaga agar tidak terlalu besar. Dalam penelitian ini menggunakan batas maksimal hanya sampai 30v
DAFTAR ACUAN 1. AN855 Brushless DC (BLDC) Motor Fundamentals 2003 Microchip Technology Inc. 2. Texas Instrument Trapezoidal Control of BLDC Motors Using Hall Effect Sensors 3. AN1160 Sensorless BLDC Control with Back-EMF Filtering Using a Majority Function 2008-2012 Microchip Technology Inc 4. AN4058 BLDC Motor Control with Hall Effect Sensors Using the 9S08MP 2009 Freescale Semiconductor Inc 5. AN857 Brushless DC Motor Control Made Easy 2002 Microchip Technology Inc. 6. Brushless DC motors 1W - 1300W General catalogue Transmotec 5 December 2012 7. LM7805 POSITIVE-VOLTAGE REGULATORS 2003, Texas Instruments Incorporated. 8. IR2110 HIGH AND LOW SIDE DRIVER www.irf.com
DAFTAR PUSTAKA 1. Motor Servo BLDC outside and Inside rotor (Sumber : http://www.mrosupply.net/servlet/the-6112/panasonic-mfa010la2ns- AC-dsh-SERVO- MOTOR/Detail) terakhir diakses 27 januari 2014 2. BMF Trapesoidal dan Sinusoidal (Sumber : AN855 Brushless DC (BLDC) Motor Fundamentals ) terakhir diakses 27 januari 2014 3. Komutasi Six-Step <Sumber : AN855 Brushless DC (BLDC) Motor Fundamentals > Referensi sourcode brushless DC motor control ( http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/an857 ) terakir di akses 27- januari 2014 4. Jurnal PID control system Analisis, design and tecnology ( http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=1453566&url=http%3a %2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fiel5%2F87%2F31218%2F01453566 ) terakhir diakses 27 januari 2014 5. PWM Techniques: A Pure Sine Wave Inverter < Professor Stephen J. Bitar 2010-2011 Worcester Polytechnic Institute Major Qualifying Project > terakhir diakses 27 januari 2014. 6. ADC (Analog Digital Converter) http://kuliah.andifajar.com/adc-analog-todigital-converter/ terakir diakses terakhir diakses 27 januari 2014.