TUGAS PEMODELAN MOTOR DC Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Pengantar Robotika yang dibimbing oleh Erik Haritman, S.Pd., MT. disusun oleh : Khilda Afifah 0900323 JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
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
TUGAS
PEMODELAN MOTOR DC
Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Pengantar Robotika yang
dibimbing oleh Erik Haritman, S.Pd., MT.
disusun oleh :
Khilda Afifah 0900323
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
2012
Motor DC
Motor DC adalah alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik
putaran. Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai
sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor
akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah
putaran motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal
menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal
menentukan kecepatan motor.
Motor DC memiliki 2 bagian dasar :
1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet,
baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet) ataupun magnet permanen.
2. Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik
mengalir.
Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar
bebas di antara kutub-kutub magnet permanen. Catu tegangan dc dari baterai menuju ke
lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua
ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker
dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.
Motor Stepper
Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah pulsa
elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa
yang diberikan kepada motor. Karena itu, untuk menggerakkan motor stepper diperlukan
pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik.
Pada dasaranya terdapat 3 tipe motor stepper yaitu:
1. Motor stepper tipe Variable reluctance (VR)
Motor stepper jenis ini telah lama ada dan merupakan jenis motor yang secara
struktural paling mudah untuk dipahami. Motor ini terdiri atas sebuah rotor besi lunak
dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan stator. Ketika lilitan stator diberi energi dengan
arus DC, kutub-kutubnya menjadi termagnetasi. Perputaran terjadi ketika gigi-gigi rotor
tertarik oleh kutub-kutub stator. Berikut ini adalah penampang melintang dari motor
stepper tipe variable reluctance (VR):
Gambar Penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance (VR)
2. Motor stepper tipe Permanent Magnet (PM)
Motor stepper jenis ini memiliki rotor yang berbentuk seperti kaleng bundar (tin can)
yang terdiri atas lapisan magnet permanen yang diselang-seling dengan kutub yang
berlawanan. Dengan adanya magnet permanen, maka intensitas fluks magnet dalam
motor ini akan meningkat sehingga dapat menghasilkan torsi yang lebih besar. Motor
jenis ini biasanya memiliki resolusi langkah (step) yang rendah yaitu antara 7,50 hingga
150 per langkah atau 48 hingga 24 langkah setiap putarannya. Berikut ini adalah ilustrasi
sederhana dari motor stepper tipe permanent magnet:
Gambar Ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe permanent magnet (PM)
3. Motor stepper tipe Hybrid (HB)
Motor stepper tipe hibrid memiliki struktur yang merupakan kombinasi dari kedua
tipe motor stepper sebelumnya. Motor stepper tipe hibrid memiliki gigi-gigi seperti pada
motor tipe VR dan juga memiliki magnet permanen yang tersusun secara aksial pada
batang porosnya seperti motor tipe PM. Motor tipe ini paling banyak digunkan dalam
berbagai aplikasi karena kinerja lebih baik. Motor tipe hibrid dapat menghasilkan
resolusi langkah yang tinggi yaitu antara 3,60 hingga 0,90 per langkah atau 100-400
langkah setiap putarannya. Berikut ini adalah penampang melintang dari motor stepper
tipe hibrid:
Gambar Penampang melintang dari motor stepper tipe hibrid
Pemodelan Power stepper motor yang menggambarkan operasi dari sebuah stepper
motor drive menggunakan model dua-fasa stepper motor hybrid.
Pemodelan ini menggunakan bentuk pemodelan dari demo Simulink MATLAB. Fase motor
diberi supplay oleh 2 2 H-bridge MOSFET PVM konverter yang terhubung ke sumber
tegangan DC 28 V. Arus motor insependen ini dikendalikan oleh 2 histeresis berbasis
pengendali yang menghasilkan sinyal MOSFET drive dengan membandingkan arus yang
diukur dengan referensi pembanding. Arus gelombang persegi referensi dihasilkan dengan
menggunakan amplitudo arus dan parameter frekuensi yang ditetapkan dalam layar dialog.
Pergerakan drive stepper dikendalikan oleh sinyal STEP dan DIR yang diterima dari sumber
eksternal. Bentuk gelombang berikut ini diperoleh dari simulasi operasi 0,25 detik dari
penggerak motor stepper di mana stepper berputar selama 0,1 detik dalam arah yang positif,
berhenti selama 0,05 detik, berputar ke arah sebaliknya untuk 0,05 detik dan berhenti.
Bentuk rincian gelombang ditunjukkan pada gambar berikut.
MODEL FISIK PENGENDALIAN KECEPATAN MOTOR DC( LOOP TERTUTUP )
DENGAN VARIASI BEBAN
Secara sederhana rangkaian fisik kontrol kecepatan motor loop-tertutup dengan variasi beban
dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Sistem kontrol loop-tertutup adalah sistem pada
output dari proses yang mempengaruhi input. Sistem tersebut mengukur output yang
dikehendaki. Pengaturan dibuat secara terus menerus oleh sistem kontrol sampai perbedaan
antara output yang dikehendaki dan yang sesungguhnhya sekecil dan seperaktis mungkin.