TUGAS MESIN DC SISTEM PENGATURAN KECEPAT

TUGAS MESIN DC

SISTEM PENGATURAN KECEPATAN PUTARAN PADA

MOTOR DC(BERBASIS TRANSISTOR)

Disusun Oleh :

Dicky Oscar Novrian NIM : 21060115060033 Nina Ayuningtyas NIM : 21060115060034 Tri Wibowo NIM : 21060115060035

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS DIPONEGORO

Kata Pengantar

Assalamu Alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Segala puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, atas rahmat dan hidayatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini dengan judul “Sistem Pengaturan Kecepatan Putaran Pada Motor DC” yang diajukan sebagai salah satu tugas untuk menyelesakan mata kuliah Mesin DC.

Penyusun menyadari bahwa penyusunan makalah ini tidak akan mungkin terwujud tanpa bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah inimulai dari penyusunan makalah ini hingga selesainya.

Terlepas dari semua itu, Kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ini.

Semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi pengembangan mutu pendidikan di masa yang akan datang amin.

Wassalamu alaikum warahmatullahi wabarakatuh.

Semarang, 29 November2016

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR...2

DAFTAR ISI...3

BAB I : PENDAHULUAN ...4

A.Latar Belakang Masalah ...4

B. Tujuan ...4

C. Rumusan Masalah ...5

D. Manfaat ...5

BAB II : PEMBAHASAN ...6

A. Motor DC ...6

B. Prinsip Kerja ...10

C. Jenis-Jenis Motor DC ...10

D. Aplikasi Motor DC ...13

E.Laporan Percobaan ...14

BAB III : Penutup ...17

A. Kesimpulan ...17

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Motor arus searah (motor DC) telah ada selama lebih dari seabad. Keberadaan motor DC telah membawa perubahan besar sejak dikenalkan motor induksi, atau terkadang disebut AC Shunt Motor. Motor DC telah memunculkan kembali Silicon Controller Rectifier yang digunakan untuk memfasilitasi kontrol kecepatan pada motor. Mesin listrik dapat berfungsi sebagai motor listrik apabila didalam motor listrik tersebut terjadi proses konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor dan mengangkat bahan. Motor

listrikdigunakan juga di rumah (mixer, borlistrik, fanangin) dan di industri. Motor listrikterkadangdisebut “kudakerja” nyaindustrisebabdiperkirakanbahwa motor-motor menggunakansekitar 70% beban listrik total di industri. Sedangkan untuk motor DC itu sendiri memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan jangkar dan kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Pada motor DC kumparan medan disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor DC sering dimanfaatkan sebagai penggerak pintu geser otomatis dan dalam rangkaian robot sederhana. Motor DC memiliki manfaat yang sangat banyak dalam kehidupan sehari-hari dan dalam dunia industri. Motor DC memudahkan pekerjaan sehingga proses industri dapat berjalan efisien. Semakin banyak inustri yang berkembang, maka akan semakin banyak mesin yang digunakan. Semakin banyak mesin yang digunakan, maka semakin banyak penggunaan motor DC. Oleh karena itu sangat penting untuk mengetahui dan mengerti pengertian motor DC, prinsip kerja, jenis-jenis motor DC, aplikasi dan perhitungan motor DC.

B. Tujuan

1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan motor DC. 2. Mengetahui prinsip dan cara kerja motor DC. 3. Mengetahui jenis-jenis motor DC.

4. Mengetahui aplikasi dari penggunaan motor DC.

6. Untuk Mengetahui Tegangan yang Masuk dan Keluar pada Sistem Pengaturan Kecepatan Motor DC

7. Untuk Mengetahui Kecepatan Putaran pada Motor DC

8. Untuk Mengetahui Cara Kerja Sistem Pengaturan pada Kecepatan Putaran Motor DC

C. Rumusan Masalah

1. Apakah yang dimaksud dengan motor DC? 2. Apa prinsip dan cara kerja dari motor DC ? 3. Apa jenis-jenis dari motor DC?

4. Apa aplikasi dari penggunaan motor DC?

5. Apa saja yang mempengaruhi Kecepatan pada Motor DC?

6. Bagaimana Cara Kerja Sistem Pengaturan pada Kecepatan Putaran Motor DC?

7. Komponen Apa saja yang ada pada Sistem Pengaturan Kecepatan Putaran Motor DC? 8. Berapa Tegangan yang Masuk dan Keluar pada Sistem Pengaturan Kecepatan Putaran

Motor DC?

D. Manfaat

1. Agar lebih memahami tentang Motor DC dan Kecepatan Putarannya.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Motor DC adalah motor yang digerakkan oleh energi listrik arus searah. Salah satu jenis motor DC adalah motor DC magnet permanen. Motor DC tipe ini banyak ditemui penggunaanya baik di industri maupun di rumah tangga. Pada umumnya, penggunaan motor DC jenis ini adalah untuk sumber – sumber tenaga yang kecil, seperti pada rumah tangga dan otomotif.

Sebuah motor DC magnet permanen biasanya tersusun atas magnet permanen, kumparan jangkar, dan sikat (brush). Medan magnet yang besarnya konstan dihasilkan oleh magnet permanen, sedangkan komutator dan sikat berfungsi untuk menyalurkan arus listrik dari sumber di luar motor ke dalam kumparan jangkar. Letak sikat di sepanjang sumbu netral dari komutator, yaitu sumbu dimana medan listrik yang dihasilkan bernilai nol. Hal ini dimaksudkan agar pada proses perpindahan dari sikat ke komutator tidak terjadi percikan api. Medan stator memproduksi fluks Φ dari kutub U ke kutub S. Sikat – arang menyentuh terminal kumparan rotor di bawah kutub. Bila sikat – arang dihubungkan pada satu sumber arus serah di luar dengan tegangan V, maka satu arus I masuk ke terminal kumparan rotor di bawah kutub Udan keluar dari terminal di bawah kutub S. Dengan adanya fluks stator dan arus rotor akan menghasilkan satu gaya F bekerja pada kumparan yang dikenal dengan gaya Lorentz. Arah Fmenghasilkan torsi yang memutar rotor ke arah yang berlawanan dengan jarum jam. Kumparan yang membawa arus bergerak menjauhi sikat – arang dan dilepas dari sumber suplai luar. Kumparan berikutnya bergerak di bawah sikat – arang dan membawa arus I. Dengan demikian, gaya F terus menerus diproduksi sehingga rotor berputar secara kontinyu.

Komponen-komponen yang terdapat pada motor DC yaitu: 1. Kutub Medan

2. Rotor

Bila arus masuk menuju kumparan jangkar, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Rotor yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakkan beban. Untuk motor DC yang kecil, rotor berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub – kutub, sampai kutub utara dan kutub selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arus berbalik untuk merubah kutub – kutub utara dan selatan rotor.

3. Komutator

Komponeniniterdapatpada motor DC

danberfungsiuntukmembalikkanaraharuslistrikdalamkumparanjangkar.

Komutatorjugamembantudalamtransmisiarusantarakumparanjangkardansalurandaya.

Berdasarkan penguatannya, motor arus searah dapat diklasifikasi-kan menjadi motor DC penguatan terpisah dan penguatan sendiri (self excited). Motor-motor pada masing-masing kelompok memiliki karakteristik kecepatan-torsi yang berbeda.

1. Motor DC magnet permanen

Kumparan medan berupa magnet permanen, sehingga medan magnet yang dihasilkan berupa fluks magnetik konstan. Oleh karena fluks magnetik konstan, maka arus medan yang dihasilkan juga konstan.

2. Motor DC penguatterpisah

Kumparan medan dibentuk dari sejumlah besar kumparan dengan penampang kawat yang kecil. Kumparan medan tipe ini dirancang untuk tahan bekerja dengan tegangan nominal motor. Arus medan dan arus jangkar dipasok dari sumber yang berbeda.

3. Motor DC shunt / parallel

Kumparan medan sama seperti pada penguat terpisah, tetapi kumparan medan terhubung secara paralel dengan rangkaian rotor. Satu sumber yang sama digunakan untuk menyuplai kumparan medan dan rotor. Oleh karena itu, total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus jangkar. Kecepatan motor DC jenis ini pada prakteknya konstan, tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang). Oleh karena itu, motor DC jenis ini cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.

4. Motor DC seri

terbuat dari sejumlah kecil kumparan dengan penampang kawat yang besar. Tipe demikian dirancang untuk mengalirkan arus besar dan terhubung seri/deret dengan kumparan rotor. Motor DC jenis ini cocok untuk penggunaan yang memerlukan torsi penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist.

5. Motor DC kompon/campuran

Konfigurasi motor DC tipe ini menggunakan gabungan dari kumparan seri danshunt/paralel. Pada motor DC jenis ini, kumparan medan dihubungkan secara paralel dan seri dengan kumparan jangkar. Dengan demikian, motor DC jenis ini akan memiliki torsi penyalaan awal yang baik dan kecepatan yang stabil. Semakin tinggi persentase penggabungan, yaitu persentase kumparan medan yang dihubungkan secara seri, maka semakin tinggi pula torsi penyalaan awal yangdapat ditangani.

Penggunaan motor DC dewasa ini sudah sangatlah umum, salah satu kelebihan motor DC adalah relatif gampang didapat dan mudah diatur kecepatan putarnya. Secara umum pengaturan kecepatan motor DC adalah dengan menggunakan cara analog.

Dasar metode pengendalian motor DC sebagai berikut : 1. Pengaturan medan.

2. Pengaturan tegangan. 3. Pengaturan tahanan jangkar.

1. Pengaturan Medan

Pengaturan ini dapat dilakukan dengan mengaturan arus medan shunt dengan

seri dengan kumparan medan seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Rangkaian pengaturan Medan pada Motor DC

2. Pengaturan Tegangan Pengaturan ini dilakukan dengan mengatur tegangan yang disuplai ke motor

3. Pengaturan Tahanan Jangkar Pengaturan ini dapat dilakukan dengan mengaturan tahanan jangkar dengan menghubungkan seri dengan tahanan variabel seperti

ditunjukkan pada

Prinsip Dasar Cara Kerja

Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar Medan Magnet Yang Membawa Arus Mengelilingi Konduktor

Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan dengan jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan menunjukkan arah garis fluks. Gambar diatas

menunjukkan medan magnet yang terbentuk di sekitar konduktor berubah arah karena bentuk U. Medan magnet hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir pada konduktor tersebut. Jika konduktor berbentuk U (angker dinamo) diletakkan di antara kutub uatara dan selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan medan magnet kutub.

Lingkaran bertanda A dan B merupakan ujung konduktor yang dilengkungkan (looped conductor). Arus mengalir masuk melalui ujung A dan keluar melalui ujung B. Medan konduktor A yang searah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan konduktor B yang berlawanan arah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di atas konduktor. Konduktor akan berusaha untuk bergerak turun agar keluar dari medan yang kuat tersebut. Gaya-gaya tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam.

 Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum :

 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran / loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar / torque untuk memutar kumparan.

 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Gambar Prinsip Kerja Motor DC

Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang disebabkan reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang dilindungi oleh medan maka menimbulkan perputaran pada motor.

Prinsip Arah Putaran Motor

Aplikasi Motor DC

Motor listrik ditemukan dalam aplikasi yang beragam seperti industri, blower kipas dan pompa, peralatan mesin, peralatan rumah tangga, alat-alat listrik, dan disk drive. Mereka mungkin didukung oleh (misalnya, perangkat portabel bertenaga baterai atau kendaraan bermotor) langsung saat ini, atau dengan arus bolak-balik dari kotak distribusi sentral listrik. Motor terkecil dapat ditemukan pada jam tangan listrik. Menengah dimensi motor sangat standar dan karakteristik menyediakan tenaga mesin nyaman untuk kegunaan industri. Motor listrik sangat terbesar digunakan untuk penggerak kapal, kompresor pipa, dan pompa air dengan peringkat dalam jutaan watt. Motor listrik dapat diklasifikasikan oleh sumber tenaga listrik, dengan konstruksi internal, dengan aplikasi, atau dengan jenis gerakan yang diberikan.

Untuk motor DC sendiri sudah banyak digunakan dalam berbagai bidang teknologi, antara lain :

a. Aplikasi motor DC sebagai penggerak pintu geser pada otomatisasi sistem monitoring ruangan penyimpanan database menggunakan PLC omron CPM1A I/O 30. Penggerak pintu pada sistem penggerak pintu geser pada otomatisasi sistem monitoring penyimpanan database menggunakan PLC omron CPM1A I/O 20 yang digunakan adalah motor DC. Untuk

menggerakkan motor DC diperlukan driver motor DC yaitu driver H-Bridge yang digunakan untuk mengatur motor agar dapat berputar dalam dua arah yaitu forward (searah jarum jam) dan Reverse(berlawanan arah jarum jam). Berputarnya motor DC juga dipengaruhi oleh terhalang tidaknya sensor IR pada pintu. Ketika sensor IR terhalangi maka motor akan membalik putarannya sehingga akan membuka pintu. Jika pintu dibuka secara paksa maka alarm akan menyala dikarenakan sensor IR terhalangi oleh benda.

b. Aplikasi motor DC menggunakan paralel port dalam rangkaian robot sederhana. Motor DC dapat dikendalikan komputer (PC) melalui paralel port. Untuk dapat

mengendalikannya, motor DC perlu dihubungkan sedemikian rupa dengan relay, transistor, dan resistor. Pengembangan dari rangkaian pengendali motor DC ini dapat berupa sebuah robot berjalan. Pada robot ini digunakan dua buah motor DC dan empat buah roda, dua roda untuk sisi, dimana tiap motor DC dihubungkan dengan roda depan. Sehingga roda

LangkahPercobaan

1. Buatlah rangkaiansesuaidenganGambar 1

Gambar1. RangkaianPengendaliKecepatan Motor DC

2. Motor DC akan berputar setelah dihubungkan dengan suply DC sampai putaran mendekati 150 Rpm

3. Setting untuk mengatur posisi potensiometer sebagai pengatur tegangan.

Analisa Data

BAB III PENUTUP

KESIMPULAN

Dari makalah yang sudah dipaparkan di atas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Motor DC merupakan alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik

putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DC dapat difungsikan sebagai motor DC.

2. Jenis-jenis motor DC yaitu motor DC penguat terpisah dan motor DC dengan penguat sendiri yang terbagi lagi menjadi motor DC Shunt, Seri, dan Kompon.

3. Aplikasi dari motor DC yaitu antara lain sebagai penggerak pintu geser pada otomatisasi sistem monitoring ruangan penyimpanan database. Selain itu juga dalam rangkaian robot sederhana

4. Dari hasil percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa semakin besar tegangan/voltage bias basis yang diberikan lewat potensiometer VR1 maka semakin besar pula arus dan

DAFTAR PUSTAKA

http://daufwidiatmoko.blogspot.co.id/2014/04/pengaturan-kecepatan-motor-dc-dengan.html

http://teorick.blogspot.co.id/2012/10/prinsip-kerja-motor-dc.html