• Tidak ada hasil yang ditemukan

Motor langkah ( Motor Stepper ) banyak digunakan dalam berbagai aplikasi,

dipergunakan apabila dikehendaki jumlah putaran yang tepat atau di perlukan sebagian

dari putaran motor. Suatu contoh dapat di jumpai pada disk drive, untuk proses

pembacaan dan/atau penulisan data ke/dari cakram(disk), head baca-tulis ditempatkan

pada tempat yang tepat di atas jalur atau track pada cakram, untuk head tersebut di

hubungkan dengan sebuah motor langkah.

Aplikasi penggunaan motor langkah dapat juga di jumpai dalam bidang industri

atau untuk jenis motor langkah kecil dapat di gunakan dalam perancangan suatu alat

mekatronik atau robot. Motor langkah berukuran besar digunakan, misalnya, dalam

proses pengeboran logam yang menghendaki ketepatan posisi pengeboran, dalam hal

ini di lakukan oleh sebuah robot yang memerlukan ketepatan posisi dalam gerakan

lengannya dan lain-lain.

Pada dasarnya prinsip kerja motor stepper sama dengan motor DC, yaitu

membangkitkan medan magnet untuk memperoleh gaya tarik ataupun gaya tolak

menolak dengan menggunakan catu tegangan DC pada lilitan/kumparannya. Motor

stepper menggunakan gaya tarik untuk menarik fisik kutub magnet yang berlawanan

Pada gambar di bawah ditunjukkan dasar susunan sebuah motor langkah (stepper).

Gambar 2.12. Diagram Motor Stepper

Magnet permanen N-S berputar kearah medan magnet yang aktif. Apabila

kumparan stator dialiri arus sedemikian rupa, maka akan timbul medan magnet dan

rotor akan berputar mengikuti medan magnet tersebut.setiap pengalihan arus ke

kumparan berikutnya menyebabkan medan magnet berputar berputar menurut suatu

sudut tertentu, biasanya informasi besar sudut putar tertulis pada badan motor langkah

yang bersangkutan. Jumlah keseluruhan pengalihan menentukan sudut perputaran

motor. Jika pengalihan arus di tentukan, maka rotor akan berhenti pada posisi terakhir.

A D B A C B U S

Jika kecepatan pengalihan tidak terlalu tinggi, maka slip akan dapat dihindari. Sehingga

tidak di perlukan umpan balik (feedback) pada pengendalian motor langkah.

Motor langkah yang akan di gunakan memiliki 4 fase (pole atau kutub),

pengiriman pulsa dari mikrokontroler ke rangkaian motor langkah dilakukan secara

bergantian, masing-masing 4 data (sesuai dengan jumlah phase-nya), sebagian di

tunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar .2.13. Pemberian Data / Pulsa pada Motor Stepper

Pada saat yang sama ,untuk tiap motor langkah, tidak boleh ada 2 (dua)

masukan atau lebih yang mengandung pulsa sama dengan 1 (high), atau dengan kata

lain, pada suatu saat hanya sebuah masukan yang bernilai 1 (satu) sedangkan lainnya

bernilai 0 (nol).

Dilihat dari lilitannya motor stepper terbagi menjadi 2 jenis yaitu :

a. Motor Stepper Bipolar

b. Motor Stepper Unipolar

Perbedaan antara Motor stepper bipolar dan Motor stepper unipolar adalah:

a. Pada motor stepper bipolar memiliki empat kabel masukan. Namun untuk

menggerakan motor stepper tipe ini lebih rumit jika dibandingkan dengan

C D A B

menggerakan motor stepper tipe unipolar. Sebagai gambaran dapat dilihat

konstruksi motor stepper bipolar pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.14. Konstruksi Motor Stepper Bipolar

b. Motor Stepper Unipolar

Motor stepper unipolar terdiri dari dua lilitan yang memiliki center tap. Center

tap dari masing masing lilitan ada yang berupa kabel terpisah sudah terhubung

didalamnya sehingga center tap yang keluar hanya satu kabel. Center tap dari

motor stepper dapat dihubungkan ke ground atau dapat juga yang

menghubungkannya ke +Vcc, tergantung pada driver yang digunakan. Sebagai

gambaran dapat dilihat konstruksi motor stepper unipolar pada gambar dibawah

ini:

2.5 Photodioda

Photodioda sejenis dengan dioda pada umumnya. Perbedaan pokok pada photodioda

ini adalah dipasangnya sebuah lensa pemfokus sinar. Lensa ini berfungsi untuk

memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan pn. Konduktivitas dioda ditentukan

langsung oleh cahaya yang jatuh padanya. Energi pancaran cahaya yang jatuh pada

pertemuan pn menyebabkan sebuah elektron berpindah ke tingkat energi yang lebih

tinggi. Elektron berpindah ke luar dari valensi band meninggalkan "hole" sehingga

membangkitkan pasangan elektron bebas dan hole. Gambar 2.9 menunjukkan simbol

photodiode.

Rangkaian dasar photodioda ditunjukkan dengan gambar 2.10 Photodioda

dihubungkan seri dengan sebuah R dan dicatu dengan cumber tegangan DC. Arus

balik akan bertambah besar bila sebuah cahaya jatuh pada pertemuan pn photodioda

dan arus balik(Iλ) akan menjadi sangat kecil bila pada pertemuan pn photodioda tidak terdapat cahaya yang jatuh padanya. Arus yang mengalir pada kondisi gelap disebut

"dark current" sedangkan resistansinya ditentukan dengan hukum Ohm sebagai berikut:

R

R = V R

I

λ

Gambar 2.16. Gambar 2.17.

Simbol Photodioda Rangkaian dasar Photodioda.

Sinar infra merah yang dipancarkan oleh pemancar infra merah tentunya

mempunyai aturan tertentu agar data yang dipancarkan dapat diterima dengan baik di

receiver. Oleh karena itu baik di transmitter infra merah maupun receiver infra merah

harus mempunyai aturan yang sama dalam mentransmisikan (bagian transmitter) dan

menerima sinyal tersebut kemudian mendekodekannya kembali menjadi data biner

(bagian receiver).

Komponen yang dapat menerima infra merah ini merupakan komponen yang peka

cahaya yang dapat berupa dioda (photodioda) atau transistor (phototransistor).

Komponen ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah,

menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Komponen ini harus mampu mengumpulkan sinyal

infra merah sebanyak mungkin sehingga pulsa-pulsa sinyal listrik yang dihasilkan

kualitasnya cukup baik. Semakin besar intensitas infra merah yang diterima maka

sinyal pulsa listrik yang dihasilkan akan baik jika sinyal infra merah yang diterima

(light collector) yang cukup baik dan sinyal pulsa yang dihasilkan oleh sensor infra

merah ini harus dikuatkan. Pada prakteknya sinyal infra merah yang diterima

intensitasnya sangat kecil sehingga perlu dikuatkan. Selain itu agar tidak terganggu

oleh sinyal cahaya lain maka sinyal listrik yang dihasilkan oleh sensor infra merah

harus difilter pada frekeunsi sinyal carrier yaitu pada 30KHz sampai 40KHz.

Selanjutnya baik photodioda maupun phototransistor disebut sebagai photodetector.

Dalam penerimaan infra merah, sinyal ini merupakan sinyal infra merah yang

termodulasi. Pemodulasian sinyal data dengan sinyal carrier dengan frekuensi tertentu

akan dapat memperjauh trasnmisi data sinyal infra.

Gambar 2.18. Respon Penerimaan Sensor Infra Merah

Komponen photodetector mempunyai karakteristik seperti komponen yang dinamakan

‘solar cell’, yang merubah energi cahaya menjadi energi listrik. Jika photo detector ini

mendapat cahaya maka akan menghasilkan tegangan sekitar 0.5 volt dan arus yang

dihasilkan tergantung dari intensitas cahaya yang masuk pada photo detector tersebut.

Teknik ini biasa disebut sebagai ‘unbiased current sourcing’ atau ‘photovolataic

mode’. Teknik ini jarang digunakan karena tidak efisien dan mempunyai respon yang lambat tehadap pulsa-pulsa cepat sinyal cahaya.

Konfigurasi photo detector yang umum dipakai adalah teknik yang dikenal

sebagai ‘reserved biased’ atau ‘photoconductive mode’. Pada mode reverse bias/bias

terbalik, photo detector dibias dengan tegangan external mulai dari beberapa volt

sampai sekitar 50 volt (tergantung karakteristik photo detector). Jika karakteristik

photodetector tidak diketahui maka bias tegangan dapat diberi 12V agar tidak merusak

photodetector tersebut.

Ketika photo detector ini mendapat cahaya, dalam hal ini cahaya infra merah

maka terdapat arus bocor yang relatif kecil. Besar-kecilnya arus bocor ini tergantung

dari intensitas cahaya infra merah yang mengenai photodetector tersebut.

Sebuah photodioda, biasanya mempunyai karakteristik yang lebih baik daripada

phototransistor dalam responya terhadap cahaya infra merah. Biasanya photo dioda

mempunyai respon 100 kali lebih cepat daripada phototransistor. Oleh sebab itulah para

designer cenderung menggunakan photodioda daripada menggunakan phototransistor.

Tetapi sebuah phototransistor tetap mempunyai keunggulan yaitu mempunyai

kemampuan untuk menguatkan arus bocor menjadi ratusan kali jika dibandingkan

dengan photodioda.

Respond time dari suatu dioda infra merah (penerima) mempunyai waktu respon yang biasanya dalam satuan nano detik. Respond time ini mendefinisikan lama agar

dioda penerima infra merah merespon cahaya infra merah yang datang pada area

penerima. Sebuah dioda penerima infra merah yang baik paling itdak mempunyai

respond time sebesar 500 nano detik atau kurang. Jika respond time terlalu besar maka

dioda infra merah ini tidak dapat merespon sinyal cahaya yang dimodulasi dengan

sinyal carrier frekuensi tinggi dengan baik. Hal ini akan mengakibatkan adanya data

2.6 Relay

Relay adalah dimana ada sebuah koil elektronika dan dua buah switch Normally Open

dan Normally Close. Yang dimana jika sebuah koil diberi arus atau tegangan, maka

akan terjadi medan magnet yang menyebabkan posisi awal/normally close tertarik

menjadi terbuka(normally open) dan begitu juga sebaliknya pada normally open akan

tertarik menjadi tertutup (normally close).

Gambar 2.19. Prinsip Kerja Relay

Di dalam relay Terdapat :

1. Gulungan kawat tembaga (coil) dengan ujung2 kawat diberi nomer 85 dan 86

2. Mekanisme saklar seperti gambar kawat terputus dengan ujung2 nya diberi

nomer 30 dan 87

Gulungan atau coil digunakan untuk menciptakan medan magnet pada inti besi coil,

jika 85 diberi arus + dan 86 diberi arus - atau sebaliknya maka akan tercipta medan

magnet pada ujung inti besi coil itu. Jika medan magnet sudah terbentuk (gambar 3)

magnet, sehingga mekanisme saklar yang tadinya terbuka / terputus menjadi tertutup/

menyambung, sehingga 30 dan 87 menjadi satu kesatuan seolah2 seperti seutas kawat/

seperti saklar yang sedang di aktifkan. Membuka dan menutupnya 30 dan 87 inilah

BAB 3

Dokumen terkait