Motor langkah (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 gambar 2.10 di bawah ini ditunjukkan dasar susunan sebuah motor
langkah (stepper). A D B A C B U
Neronzie Julardi : Sistem Pengatur Buka/Tutup Atap Dan Pemanas Ruangan Menggunakan Sensor Cahaya Ldr Dan Sensor Suhu Lm 35, 2009.
USU Repository © 2009
Gambar 2.10 Diagram Motor Langkah ( stepper ) 2.6Komponen-Komponen Pendukung
2.6.1 Resistor
Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.
Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan–bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.
Neronzie Julardi : Sistem Pengatur Buka/Tutup Atap Dan Pemanas Ruangan Menggunakan Sensor Cahaya Ldr Dan Sensor Suhu Lm 35, 2009.
USU Repository © 2009
Gambar 2.11 Resistor Karbon
2.6.2 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan.
dielektrik
Elektroda Elektroda
Gambar 2.12 Skema Kapasitor.
Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan
Neronzie Julardi : Sistem Pengatur Buka/Tutup Atap Dan Pemanas Ruangan Menggunakan Sensor Cahaya Ldr Dan Sensor Suhu Lm 35, 2009.
USU Repository © 2009
dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap-tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.
Gambar 2.13 Electrolytic Capacitor (ELCO)
Gambar 2.14 Ceramic Capacitor
Neronzie Julardi : Sistem Pengatur Buka/Tutup Atap Dan Pemanas Ruangan Menggunakan Sensor Cahaya Ldr Dan Sensor Suhu Lm 35, 2009.
USU Repository © 2009
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN.
Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :
1. Transistor germanium PNP. 2. Transistor silikon NPN. 3. Transistor silikon PNP. 4. Transistor germanium NPN.
Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.
Gambar 2.15 Simbol Tipe Transistor Keterangan :
Neronzie Julardi : Sistem Pengatur Buka/Tutup Atap Dan Pemanas Ruangan Menggunakan Sensor Cahaya Ldr Dan Sensor Suhu Lm 35, 2009.
USU Repository © 2009
E = emiter B = basis
Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.
Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan ON seperti pada gambar 2.16.
Gambar 2.16 Transistor sebagai Saklar ON
Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah :
Saklar On Vcc Vcc IC R RB VB IB VBE VCE
Neronzie Julardi : Sistem Pengatur Buka/Tutup Atap Dan Pemanas Ruangan Menggunakan Sensor Cahaya Ldr Dan Sensor Suhu Lm 35, 2009. USU Repository © 2009 Rc Vcc Imax= ………..……….(2.1) Rc Vcc I . hfe B = ……….……….(2.2) Rc . hfe Vcc IB= ……….(2.3)
Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :
B BE B B R V V I − = ……….(2.4) VB = IB . RB + VBE………..(2.5) BE B B V Rc . hfe R . Vcc V = + ………(2.5)
Jika tegangan VB telah mencapai B BE
B V Rc . hfe R . Vcc
V = + , maka transistor akan saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.
Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc). Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.
Saklar Off Vcc Vcc IC R RB VB IB VBE VCE
Neronzie Julardi : Sistem Pengatur Buka/Tutup Atap Dan Pemanas Ruangan Menggunakan Sensor Cahaya Ldr Dan Sensor Suhu Lm 35, 2009.
USU Repository © 2009
Gambar 2.17 Transistor Sebagai Saklar OFF
Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama dengan tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB) = 0 maka :
hfe I I C B = ………(2.6) IC = IB . hfe ….………(2.7) IC = 0 . hfe ………..………(2.8) IC = 0 ………..(2.9)
Hal ini menyebabkan VCE sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus : Vcc = Vc + VCE …………..………(2.10) VCE = Vcc – (Ic . Rc) …..………(2.11)
VCE = Vcc …..………(2.12)