Mengatur Kecepatan Putar Motor DC
1. Tujuan [Kembali]
- Memahami prinsip kerja PWM pada mikrokontroler.
- Memahami prinsip kerja ADC pada mikrokontroler.
- Menggunakan PWM dan ADC pada Arduino.
- Memahami Prinsip Kerja Potensiometer dan Motor DC.
- Dapat merangkai dan menganalisa Rangkaian pada percobaan 3.
1.1 Kondisi
Kondisi yang digunakan pada Tugas Pendahuluan ini adalah Percobaan 3 kondisi 2 yaitu kondisi potensiometer 10%.
2. Alat dan Bahan [Kembali]
Gambar 1. Potensiometer
Gambar 2. Motor DC
Gambar 3. Arduino Uno
3. Dasar Teori [Kembali]
- Potensiometer
Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.
Simbol dan bentuk Potensiometer dapat dilihat pada gambar 9 berikut.
Gambar 9. Bentuk dan Simbol Potensiometer
1. Potensiometer Slider
Potensiometer geser, atau pot geser, dirancang untuk mengubah nilai resistansi kontaknya dengan gerakan linier dan dengan demikian terdapat hubungan linier antara posisi kontak penggeser dan resistansi output.
Gambar 10. Potensiometer Geser
2. Potensiometer Rotary
Potensiometer putar (tipe yang paling umum) memvariasikan nilai resistifnya sebagai hasil dari pergerakan sudut. Memutar kenop atau dial yang terpasang pada poros menyebabkan penyeka internal menyapu sekitar elemen resistif melengkung. Penggunaan potensiometer putar yang paling umum adalah pot kontrol volume.
Gambar 11. Potensiometer Rotary
3. Potensiometer Trimmer
Potensiometer preset atau trimmer adalah potensiometer tipe "set-and-forget" kecil yang memungkinkan penyesuaian yang sangat halus atau sesekali mudah dilakukan ke rangkaian, (misalnya untuk kalibrasi). Potensiometer preset putar satu putaran adalah versi mini dari variabel resistor standar yang dirancang untuk dipasang langsung pada papan rangkaian tercetak dan disesuaikan dengan menggunakan obeng berbilah kecil atau alat plastik serupa.
Gambar 12. Potensiometer Trimmer atau Preset
- Arduino
Arduino adalah sebuah kit elektronik open source yang dirancang khusus untuk memudahkan bagi para seniman, desainer, dan siapapun yang tertarik dalam menciptakan objek atau mengembangkan perangkat elektronik yang dapat berinteraksi dengan bermacam-macam sensor dan pengendali.
Arduino UNO merupakan sebuah board mikrokontroler yang dikontrol penuh oleh ATmega328. Seperti yang ditunjukan pada gambar 1 dibawah, Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.
- 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 adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.
Gambar 17. Rumus Kecepatan Putar Motor DC
Simbol Motor DC
Gambar 18. Simbol Motor DC
Motor DC tersusun dari dua bagian yaitu bagian diam (stator) dan bagian bergerak (rotor). Stator motor arus searah adalah badan motor atau kutub magnet (sikat-sikat), sedangkan yang termasuk rotor adalah jangkar lilitanya. Pada motor, kawat penghantar listrik yang bergerak tersebut pada dasarnya merupakan lilitan yang berbentuk persegi panjang yang disebut kumparan.
Prinsip Kerja Motor DC
Gambar 19. Prinsip Kerja Motor DC
Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet serba sama dengan kedudukan sisi aktif AD dan CB yang terletak tepat lurus arah fluks magnet. Sedangkan sisi AB dan DC ditahan pada bagian tengahnya, sehingga apabila sisi AD dan CB berputar karena adanya gaya lorentz, maka kumparan ABCD akan berputar.Hasil perkalian gaya dengan jarak pada suatu titik tertentu disebut momen, sisi aktif AD dan CB akan berputar pada porosnya karena pengaruh momen putar (T). Setiap sisi kumparan aktif AD dan CB pada gambar diatas akan mengalami momen putar sebesar :
T = F.r
Dimana :
T = momen putar (Nm) F = gaya tolak (newton)
r = jarak sisi kumparan pada sumbu putar (meter)
Pada daerah dibawah kutub-kutub magnet besarnya momen putar tetap karena besarnya gaya lorentz. Hal ini berarti bahwa kedudukan garis netral sisi sisi kumparan akan berhenti berputar. Supaya motor dapat berputar terus dengan baik, maka perlu ditambah jumlah kumparan yang digunakan. Kumparan- kumparan harus diletakkan sedemikian rupa sehingga momen putar yang dialami setiap sisi kumparan akan saling membantu dan menghasilkan putaran yang baik. Dengan pertimbangan teknis, maka kumparan-kumparan yang berputar tersebut dililitkan pada suatu alat yang disebut jangkar, sehingga lilitan kumparan itupun disebut lilitan jangkar. Struktur Motor DC dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 20. Struktur Motor DC
4. Rangkaian Simulasi [Kembali]
Prinsip Kerja:
Ketika program telah diupload pada arduino dan rangkaia dijalankan maka motor DC akan bergerak dengan tahanan dari potensiometer 10% sesuai dengan kondisi yang diambil. Motor akan berjalan dengan kecepatan lambat dikarenakan tahanan yang di berikan kecil yaitu 10%.
5. Flowchart[Kembali]
6. Listing Program[Kembali]
void setup(){ //fungsi ini hanya dijalankan sekali program
pinMode(9,OUTPUT); //Deklarasi pin 9 sebagai output
}
void loop(){ //fungsi ini dijalankan berulang
int val = analogRead(A0); //Deklarasi A0 sebagai input lalu dimasukkan ke variabel var
byte pwm = map(val, 0, 1023, 0, 255); // Mengubah range 0-1023 menjadi 0-255 lalu dimasukkan ke variabel pwm
analogWrite(9,pwm); //Deklarasi output pwm pada pin 9
delay(100); //mendelay perulangan program selama 100 ms
}
7. Video Simulasi [Kembali]
8. Link Download [Kembali]
- HTML Link Download
- Simulasi Proteus Link Download
- Listing Program Link Download
- Video Link Download
- Datasheet Arduino Uno Link Download
- Datasheet Motor DC Link Dowload
- Datasheet Potensiometer Link Download
- Arduino IDE Link Download
Tidak ada komentar:
Posting Komentar