F. Register Timer/Counter Register – TIFR
2.3 Teori Motor DC
Statement_yang_akan_diulang: Nama_variabel++; }
Perintah while terlebih dahulu melakukan pengujian persyaratan sebelum melakukan looping. Perulangan yang belum diketahui berapa kali akan diulangi maka dapat menggunakan while atau do while.Pada pernyatan while, pemeriksaan terhadap loop dilakukan di bagian awal (sebelum tubuh loop). Pernyataan while akan diulangi terus menerus selama kondisi bernilai benar, jika kondisinya salah maka perulangan dianggap selesai.
nama_variabel=nilai_awal; while(syarat_loop) { Statement_yang_akan_diulang: Nama_variabel++; } While(syarat_loop) 2.3 Teori Motor DC
2.3.1 Prinsip Kerja Motor DC
Gaya listrik dapat menimbulkan medan magnet. Konversi energi listrik menjadi energi mekanik secara sederhana dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 2.15 Interaksi garis gaya magnetik dengan arus listrik.
Pada gambar (a) terlihat adanya medan magnet yang timbul searah jarum jam di sekitar penghantar yang dialiri arus listrik ke arah menjauhi pembaca. Pada gambar (b) garis gaya magnet ‘mengalir’ dari arah kutub utara ke kutub selatan. Gambar (c) menunjukkan bila penghantar diberi arus listrik menjauhi pembaca dan berada pada medan magnet permanen dengan arah kiri ke kanan pembaca, maka resultan gaya yang terjadi arahnya ke bawah. Gambar(d) menunjukkan bila penghantar diberi arus listrik menuju pembaca dan berada pada medan magnet permanen dengan arah kiri ke kanan pembaca, maka resultan gaya yang terjadi arahnya ke atas.
Pada dasarnya motor DC merupakan tranduser torsi yang mengubah energi listrik ke energi mekanik. Prinsip kerja motor DC berdasarkan pada penghantar yang membawa arus listrik yang ditempatkan dalam suatu medan magnet akibatnya penghantar tersebut akan mengalami gaya.
Gaya menimbulkan torsi yang akan menghasilkan rotasi mekanik, sehingga rotor akan berputar. Ringkasnya prinsip kerja dari motor membutuhkan:
• Adanya garis-garis gaya medan magnet (fluks), antara kutub yang berada distator.
• Penghantar yang dialiri arus listrik ditempatkan pada jangkar yang berada dalam medan magnet tadi.
• Pada penghantar timbul gaya yang menghasilkan torsi.
2.3.2 Kecepatan Motor DC
Secara umum motor DC berlaku persamaan GGL lawan, yang ada hubungannya dengan kecepatan sebagai berikut,
Eb = Km .φ. ω
dengan: ω = kecepatan motor dalam putaran perdetik (pps)
Eb
φ = fluks perkutub (weber)
= GGL lawan yang dibangkitkan oleh jangkar (volt)
Motor DC magnet permanen mempunyai medan magnet yang konstan (φ) sehingga kecepatan motor dipengaruhi dan berbanding lurus dengan tegangan belitan jangkar.
Kurva tegangan-kecepatan dari suatu motor DC ada saat beban nol terlihat pada Gambar.
Gambar 2.17 Karakteristik linear motor DC Karakteristik linear Eb
Motor DC mempunyai dua bagian dasar yaitu :
1. Bagian diam/tetap (stasioner) yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektromagnetik) atau magnet permanen. Bagian stator terdiri dari bodi motor yang memiliki magnet yang melekat padanya. Untuk motor kecil, magnet tersebut adalah magnet permanen sedangkan untuk motor besar menggunakan elektromagnetik. Kumparan yang dililitkan pada lempeng-lempeng magnet disebut kumparan medan.
2. Bagian berputar (rotor). Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik mengalir. Suatu kumparan motor akan berfungsi apabila mempunyai :
• Kumparan medan,berfungsi sebagai pengahsil medan magnet.
• Kumparan jangkar, berfungsi sebagai pengimbas GGL pada konduktor yang terletak pada laur-alur jangkar.
• Celah udara yang memungkinkan berputarnya jangkar dalam medan magnet.
2.3.3 Torsi
Torsi adalah putaran dari suatu gaya terhadap suatu poros. Hal ini dapat diukur dengan hasil kali gaya itu dengan jari-jari lingkaran, dimana gaya itu bekerja. Pada suatu pulley dengan jari-jari r meterbekerja suatu gaya F Newton yang menyebabkan pulley berputar dengankecepatan n putaran per detik.
Torsi (T) = F x r Newton meter (N-m)
Usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut pada suatu putaran adalah :
Usaha = gaya x jarak = F x 2Πr Daya yang dibangkitkan adalah :
2.3.4 Konstruksi Motor DC
Konstruksi dari sebuah motor DC ditunjukkan seperti pada gambar 2.36 di bawah ini. Pada motor arus searah rotornya mempunyai kumparan tidak hanya satu, terdiri kumparan dan komulator yang banyak untuk mendapatkan torsi yang terus menerus. Rotor terdiri dari jangkar yang intinya terbuat dari lempengan-lempengan yang ditakik.Susunan lempengan-lempengan membentuk celah-celah tersebut dimasuki konduktor kumparan jangkar. Ujung tiap-tiap kumparan dihubungkan pada satu segment komutator. Tiap segmen merupakan pertemuan dua ujung kumparan yang terhubung.
Gambar 2.18 Bagian-Bagian Motor DC
Kumparan penguat dihubungkan seri, jangkar merupakan bagian bergerak yang terbuat dari besi berlaminasi untuk mengurangi rugi-rugi arus Eddy. Kumparan jangkar diletakkan pada slot besi di sebelah luar permukaan jangkar. Pada jangkar terdapat komulator yang berbentuk silinder masing-masing diisolasi. Sisi kumparan dihubungkan dengan segmen komulator pada beberapa bagian yang berbeda, tergantung dari tipe lilitan yang diperlukan.
2.4 Relay
Relay merupakan piranti kontrol untuk membuka dan menutup kontak. Ada dua macam relay, yaitu relay AC dan relay DC. Perbedaan antar relay AC dengan relay DC secara fisik adalah pada shadded pole untuk relay AC yang berguna untuk memperluas permukaan medan magnet sehingga jumlah fluks yang
melintasi gap bertambah banyak. Relay AC lebih lambat daripada relay DC. Relay mempunyai kontak yang bermacam-macam bahan dan rating arus yang digunakan untuk arus yang lebih besar biasanya dengan tipe kontak single button atau
bifurcated (mempunyai dua permukaan dengan tahanan kontak kecil) dan unutk
arus yang kecil menggunakan tipe kontak crossbar. Kontak crossbar dibuat dari bahan emas untuk mengurangi oksidasi. Pada rangkaian tingkat rendah (milivolt ataumikrovolt). Kontak dengan bahan campuran logam mulia digunakan untuk mengurangi oksidasi.
Gambar 2.19 Relay
Pancaran bunga api kontak sering terjadi pada rangkaian DC daripada rangkaian AC. Karena pada rangkaian AC tegangan pada setiap setengah siklus dan akan mengantarkan pancaran yang terjadi.an bunga api ini akan menyebabkan terjadinya penyempitan pada permukaan kontak (metal). Untuk memperkecil pancaran bunga api ini digunakan rangkaian kapasitor atau rangkaian serial kapasitor dengan resistor. Dengan menggunakan rangkaian ini, bila kontaknya terbuka beban induktifnya akan membangkitkan tegangan yang menyebabkan hilangnya medan listrik. Tegangan ini mengakibatkan kapasitor terisi dan pancaran bunga api dapat dihindari. Penempatan resistor digunakan untul membatasi arus pelepasan kapasitor bila kontak tertutup kembali. Untuk menentukan besarnya harga kapasitor (C) dan besarnya tahanan (R)
adalah sebagai berikut :
Dimana :
I : Besarnya arus listrik maksimum yang melalui kontak (Amp) V : Besarnya tegangan pada rangkaian terbuka (Volt)
C : Besarnya kapasitas kapasitor (F)
Masalah lain yang perlu diperhatikan dalam menginstalasi relay adalah menghilangkan medan magnet pada kumparan relay yang akan menimbulkan tegangan transient. Untuk menghilangkan tegangan transient ini maka digunakan rangkaian dioda, zener dioda atau rangkaian RC.