Aplikasi Pengontrolan Kecepatan Motor

[HOME]

Aplikasi Pengontrol Kecepatan Motor

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4. Prosedur Percobaan

5. Gambar Rangkaian

6. Video Simulasi

7. Link Download

1. Tujuan [kembali]

-Mengetahui dan memahami sensor ultrasonik dan optocoupler

-Mampu menjelaskan prinsip kerja sensor ultrasonik dan optocoupler

-Mampu mengaplikasikan sensor ultrasonik dan optocoupler pada rangkaian

2. Pembahasan [kembali]

1) Sensor optocoupler

        
 Opto-isolator adalah komponen elektronik yang mentransfer sinyal listrik antara dua sirkuit yang terisolasi dengan menggunakan cahaya. Opto-isolator mencegah tegangan tinggi dari mempengaruhi sistem menerima sinyal.

 

2) Resistor 

Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik yang mengalir suatu rangkaian.

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna : 

1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.

2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua. 

3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang keempat atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n) dan dikalikan ke ketiga warna gelang tadi.

5. Gelang kelima ini merupakan nilai toleransi dari resistor. 

3) Op-Amp

     

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

4) Transistor ( 2N1711 )

 

Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emitor menuju ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor tersebut diberikan arus positif pada basisnya. Pada rangkaian ini menggunakan NPN dengan tipe 2N1711

5) Motor DC
      

Motor DC ini akan menjadi sebagai output pada rangkaian yaitu sebagai penggerak gorden pada aplikasi rangkaian ini

6) Led

   

Sebagai indikator pada rangkaian

7) Baterai DC

   

Sebagai sumber tegangan pada rangkaian. Sumber tegangan yang digunakan pada rangkaian ini adalah 12V

8) Sensor ultrasonic

            

sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).

9) Relay

Relay adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyambung dan memutuskan arus listrik dalam sebuah rangkaian. Karena fungsi relay tersebut, itulah mengapa komponen yang satu ini juga disebut sebagai saklar. Hal ini karena komponen yang satu ini berguna untuk membuka dan menutup aliran arus listrik.

10) Diode

Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

3. Dasar Teori [kembali]

1. Sensor Optocoupler

     Optocoupler juga dikenal dengan sebutan Opto-isolator, Photocoupler atau Optical Isolator. Optocoupler adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghubung berdasarkan cahaya optik. Pada dasarnya Optocoupler terdiri dari 2 bagian utama yaitu Transmitter yang berfungsi sebagai pengirim cahaya optik dan Receiver yang berfungsi sebagai pendeteksi sumber cahaya.

Masing-masing bagian Optocoupler (Transmitter dan Receiver) tidak memiliki hubungan konduktif rangkaian secara langsung tetapi dibuat sedemikian rupa dalam satu kemasan komponen.

 2.  Sensor Ultrasonik

       Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).

       Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.

3. Non Inverting Amplifier

     Rangkaian non inverting amplifier (tidak membalik), input dimasukkan ke kaki non inverting sehingga tegangan output yang dihasilkan sefasa dengan tegangan input. Untuk mencari turunan penguatan tegangan A_CL maka rangkaian dimisalkan dahulu dengan input dc positif, seperti gambar 123. 

 

Gambar 123 Rangkaian non inverting amplifier dengan input dc positif

     Dari rangkaian gambar 123 dengan syarat op-amp ideal E_d = 0 maka V_A = V_i sehingga rangkaian dapat disederhanakan untuk mencari arus I seperti gambar 124.

 

Gambar 124 Rangkaian untuk menghitung arus I

Dengan  maka dapat dicari A_CL rangkaian non inverting amplifier gambar 123, yaitu;  

 

Adapun hasil simulasi bentuk gelombang I-O seperti gambar 125 dan karakteristik I-O seperti gambar 126.

Gambar 125 Bentung gelombang tegangan output V_O dengan input V_ac

Gambar 126 Kurva karakteristik I-O 

kurva sensor optocoupler hubungan kecepatan terhadap waktu

 

kurva sensor ultrasonic hubungan antara waktu dengan jarak :  

 

4. Prosedur Percobaan [kembali]

    1. Siapkan alat dan bahan pada komponen yang telah disediakan

    2. Baca datasheet komponen sebelum merangkai

    3. Rangkai rangkaian seperti pada gambar rangkiaan

    4. Hidupkan sensor ultrasonic dan transisor, lihat apa yang terjadi pada motor DC dan buzzer

5. Rangkaian Simulasi [kembali]

saat berlogika 0 :

saat berlogika 1  :

Prinsip Kerja:

Pada saat sensor ultrasonik berlogika 1 transistor yang terhubung pada kaki trigger pada sensor ultrasonik akan menyala yang menandakan bahwa adanya suatu benda yang menghalangi sensor. Lalu setelah diterima oleh sensor ultrasonik maka tegangan akan dikeluarkan di kaki echo dan diperkuat oleh op-amp (amplifier non inverting) lalu tegangan yang dikeluarkan dari op-amp  masuk ke kaki basis pada transistor. Karena besar tegangan transistor >0,7 volt maka transistor aktif. Maka  kaki kolektor mendapat tegangan pada power supply dan tegangan pada kaki emitor akan diteruskan ke optocoupler. Pada optocoupler tegangan masuk ke pin 1 dan dikeluarkan melewati pin 2 menuju resistor dan melewati led, karena pada pin 1 aktif maka led dapat menyala. Lalu power suply R1 melewati resistor dan masuk ke pin 5 dan dikeluarkan melalui kaki pin 4 lalu di teruskan ke ground. Arus melewati resistor lalu masuk ke kaki basis trasnsistor. Karena besar tegangan transistor >0,7 volt maka transistor aktif, pada kaki emitor trasnsitor melewati diode dan relay. Karena tegangan yang dilalui relay tidak mencapai tegangan minimum untuk menghidupkan relay maka switch pada relay off, motor tidak berputar dan speaker menjadi off.

     Pada saat sensor ultrasonik berlogika 0 transistor yang terhubung pada kaki trigger pada sensor ultrasonik  tidak menyala yang menandakan bahwa tidak adanya benda yang menghalangi sensor. Maka tegangan yang dikeluarkan nol sehingga led tidak menyala. Tetapi pada power suply R1 melewati resistor dan masuk ke pin 5 dan dikeluarkan melalui kaki pin 4 lalu di teruskan ke ground. Arus melewati resistor lalu masuk ke kaki basis trasnsistor. Karena besar tegangan transistor >0,7 volt maka transistor aktif, pada kaki emitor trasnsitor melewati diode dan relay. Karena tegangan yang dilalui relay  mencapai tegangan minimum untuk menghidupkan relay maka switch pada relay menjadi on, motor  berputar dan speaker menjadi on.

6. Video Simulasi [kembali]

7. Link Download [kembali]

materi aplikasi pengontrol kecepatan motor dapat didownload disini
rangkaian pengontrol kecepatan motor dapat didownload disini
datasheet sensor optocoupler dapat didownload disini
datasheet sensor ultrasonik dapat didownload disini
video simulasi rangkaian dapat didownload disini
library sensor ultrasonik dapat didownload disini

HTML dapat didownload disini