19 BAB III PERANCANGAN SISTEM LANGKAH PERCOBAAN DAN HASIL PERCOBAAN Bab ini akan membahas mengenai perancangan sistem dan realisasi perangkat keras dan perangkat lunak dari setiap modul yang mendukung keseluruhan sistem yang dibuat. Gambar 3.1. menunjukkan blok diagram sistem secara keseluruhan. 3.1 Blok Diagram Alat Keseluruhan Gambar 3.1 blok diagram alat keseluruhan Pada alat ini terdiri dari 2 modul yaitu modul alat dan modul pengujian.Dimana modul alat terdiri dari motor brushless cd-rom, penampil kecepatan berupa tachometer, mikrokontroler sebagai pengendali, pembangkit PWM, dan kontrol alat. Modul pengujian terdiri dari umpan balik keluaran sensor yang dikondisikan pada 3 bit LED status sensor, 6 buah LED yang menyatakan kondisi urutan komutasi 6 langkah sebagai status aktif mosfet dalam pensaklaran elektronik, terminal umpan balik sebagai jumper pengukuran tegangan dan arus pada motor. 3.2. Konfigurasi Motor Brushless Pada Perancangan ini digunakan motor brushless cd-rom dengan tipe outruner dengan kata lain rotor(permanen magnet berada diluar stator). Motor sinkron ini merupakan motor brushless dc 3 fasa terhubung Y dan disebut juga motor tunggal terhubung Y. Menurut sumber motor yang digunakan pada pembuatan alat ini memiliki data karateristik 12 volt
10
Embed
Alat Peraga Elektronika Daya Motor Listrik DC Tiga Faserepository.uksw.edu/bitstream/123456789/4657/4/T1_612009703_BAB II… · daya sebagai kontrol menghentikan kecepatan motor.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
19
BAB III
PERANCANGAN SISTEM LANGKAH PERCOBAAN DAN HASIL PERCOBAAN
Bab ini akan membahas mengenai perancangan sistem dan realisasi perangkat keras
dan perangkat lunak dari setiap modul yang mendukung keseluruhan sistem yang dibuat.
Gambar 3.1. menunjukkan blok diagram sistem secara keseluruhan.
3.1 Blok Diagram Alat Keseluruhan
Gambar 3.1 blok diagram alat keseluruhan
Pada alat ini terdiri dari 2 modul yaitu modul alat dan modul pengujian.Dimana
modul alat terdiri dari motor brushless cd-rom, penampil kecepatan berupa tachometer,
mikrokontroler sebagai pengendali, pembangkit PWM, dan kontrol alat. Modul pengujian
terdiri dari umpan balik keluaran sensor yang dikondisikan pada 3 bit LED status sensor, 6
buah LED yang menyatakan kondisi urutan komutasi 6 langkah sebagai status aktif mosfet
dalam pensaklaran elektronik, terminal umpan balik sebagai jumper pengukuran tegangan
dan arus pada motor.
3.2. Konfigurasi Motor Brushless
Pada Perancangan ini digunakan motor brushless cd-rom dengan tipe outruner dengan
kata lain rotor(permanen magnet berada diluar stator). Motor sinkron ini merupakan motor
brushless dc 3 fasa terhubung Y dan disebut juga motor tunggal terhubung Y. Menurut
sumber motor yang digunakan pada pembuatan alat ini memiliki data karateristik 12 volt
20
sumber dc dan arus 250mA, sehingga motor berdaya 3 watt atau sekitar (1/250)HP dengan
impedansi lilitan 1Ω per fase.
Adapun konstruksi motor brushless ini didasari pengamatan yang telah dilakukan
dengan referensi yang ada, sehingga dapat disimpulkan bahwa motor ini merupakan motor
brushless dc tiga fase terhubung Y dengan 3 buah sensor hall effect tipe SMD.
Gambar 3.2. konstruksi motor
3.2.1. Rotor
Rotor yang terdapat pada Motor brushless ini merupakan permanen magnet yang
terdiri dari 12 pole/kutub utara dan selatan yang diletakan sedemikian rupa di wadah
berbentuk bulat seperti piring pada pinggiran penampang.
Gambar 3.2.1. rotor(permanen magnet)
3.2.2. Stator
Stator merupakan lilitan kawar pada penampang besi yang berfungsi pengubah
polaritas pada ujung besi dimana saat dialiri arus akan menimbulkan kutub medan magnet
yang berbeda bergantung arah arusnya, untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari konstruksi
lilitan kawat sebagai berikut. Dimana jumlah dari kumparan perfase diwakili masing-masing
tiga kumparan dengan total kumparan berjumlah Sembilan.
21
Gambar 3.2.2. stator
3.2.3. Lilitan
Lilitan pada motor ini merupakan lilitan tiga fasa. Jenis lilitannya terdiri dari satu
kumparan untuk lilitan fasa pertama dan satu kumparan untuk lilitan fase kedua dan satu
lilitan untuk fase ketiga. Adapun polaritas dari masing-masing lilitan adalah sama, sehingga
lilitan seperti ini disebut juga monofilar winding. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada
gambar dibawah ini.
Gambar 3.2.3. konfigurasi lilitan
3.3. Perancangan modul sensor hall effect motor brushless dengan LED status
Pengujian keluaran sensor hall effect dilakukan menggunakan penguat instrumentasi
komparator dengan IC LM324N. pada dasarnya sensor hall effect mendeteksi kutub medan
magnet, sehingga untuk mempermudah pengontrolan diambil sampel untuk salah satu kutub
yaitu kutub selatan permanent magnet. Dengan rangkaian seperti dibawah ini maka didapat
hasil keluaran sensor yang dikondisikan pada 3 bit LED sebagai status sensor yang akan
dibaca atau diproses oleh mikrokontroler sebagai referansi untuk menggerakan motor
brushless cd-rom.
22
Gambar 3.3. modul sensor hall effect dengan LED status
3.4. Perancangan modul driver motor brushless dengan LED status
Pada perancangan ini menggunakan teknik pensaklaran elektronik dengan konponen
elektronika daya berupa mosfet. Untuk idealnya menggunakan mosfet tipe N, dikarenakan
kesulitan mendapatkan tipe mosfet yang sesuai dipasaran sehingga menggunakan mosfet tipe
P untuk mengganti driver atas(high). Perancangan driver motor brushless menggunakan aktif
high sebagai indikator mosfet aktif. Berikut rangkainnya dibawah ini untuk modul driver
mosfet
Gambar 3.4. modul driver
Perancangan untuk pensaklaran elektronik dikondisikan status Led PWM dimana
led1(AH), led3(BH), led5(CH) mewakili mosfet atas aktif(mosfet p-chanel IRF9540)
yang menunjukan arah arus positif dan led2(AL), led4(BL), led6(CL) mewakili mosfet
bawah aktif(mosfet n-chanel IRF540). led1 dan led2 menunjukan fase A, led3 dan led4
menujukan fase B, led5 dan led6 menujukan fase C.
Pensaklaran elektronik menggunakan mosfet tipe-p(mosfet p-chanel) dan tipe-
n(mosfet n-chanel), dengan status mosfet tipe P ON(short) saat mendapatkan input logic 0
CB
A
11
10
98
76
5
43
2 1
B+C-C+
B-A+A-
IN sensor
1K
1K
LED C
LED B
LED A
1K
+LM324/NS
+LM324/NS
+LM324/NS
200
Vcc
5V
gnd
input sensor
200
BC
A
CLCHBLBH
AHAL
J3
1k 1k1k 1k1k1k
654321
+
V+12
12V
+
C1
470uF/16 V
J4
q15q13q11
Q6 IRF540Q2 IRF540 Q4 IRF540
Q3IRF9540
Q5IRF9540
Q1IRF9540
R9150
R8150
R7150
R6430
R5430
R4430
R3470
R2470
R1470
23
(low) dan status mosfet tipe N on(short) saat mendapatkan input logic 1(high). Untuk
mendapatkan status aktif high pada tipe p digunakan transistor switching. Untuk
mengaktifkan mosfet tipe P menjadi ON. Karateristik mosfet dengan arus yang mengalir
dari drain ke source memiliki hambatan yang disebut Rds on. Hal ini sangat berpengaruh
pada saat arus mengalir pada piranti mosfet. Rds on adalah hambatan dalam mosfet saat
arus mengalir pada saat mosfet aktif(ON) sehingga terjadi desipasi daya yang
mengakibatkan panas pada mosfet. Hal tersebut mempengaruhi kecepatan
switching(pensaklaran), Ion(arus yang mengalir saat mosfet aktif), Ton(waktu aktif/
mosdfet short), Toff(waktu tidak aktif/mosfet open), Pon(desipasi daya), Psw(daya waktu
pensaklaran), hubungannya:
Pon = Ton/Toff(Ion2
. Rds)
Psw = ½ Vd. Io. Fs. (Ton + Toff)
Gambar 3.4.1 Untai pensaklaran mosfet
Untuk tipe P dapat dilihat persamaannya sebagai berikut: