LAPORAN PROJEK PRAKTIKUM MOTOR STEPPER (2).docx

L

L

APORAN PROJEK PRAKTIKUM

APORAN PROJEK PRAKTIKUM

SENSOR

SENSOR DAN AKTUATO

DAN AKTUATOR 

R 

“KONTROL MOTOR STEPPER UNIPOLAR 

“KONTROL MOTOR STEPPER UNIPOLAR 

MENGGUNAKAN

MENGGUNAKAN

GRAPHICAL USER INTERFACE” GRAPHICAL USER INTERFACE” 

Oleh: Oleh: Nashrullah Nashrullah NRP. 1110131016 NRP. 1110131016 Aha! Na"#h $#!!ara#%# Aha! Na"#h $#!!ara#%#

NRP. 11101310&1 NRP. 11101310&1 Ar#'h# Prau!(a)aa Ar#'h# Prau!(a)aa NRP. 11101310&* NRP. 11101310&*

Re+)a T#!ar ,#'u%a Re+)a T#!ar ,#'u%a

NRP. 1110131030 NRP. 1110131030 D-se% Pe%'au : D-se% Pe%'au : N#a Taa#/ S.ST./ M.T. N#a Taa#/ S.ST./ M.T. PROGRAM STUDI D

PROGRAM STUDI D TEKNIK ELEKTRONIKATEKNIK ELEKTRONIKA DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURAA2A POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURAA2A

&016 &016

A I

PENDAULUAN

A. LATAR ELAKANG

Pada saat ini, teknologi telah berkembang dengan pesat. 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. Penggunaan motor stepper memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan  penggunaan motor DC biasa.

Rangkaian yang dibutuhkan untuk mengendalikan adalah rangkaian yang dapat merubah-ubah logic untuk menggerakan pole-pole pada motor stepper yang mana rangkaian ini diatur oleh mikrokontroler. Dengan menbangkitkan pulsa dan logic-logic yang nantinya akan diatur lagi oleh rangkaian pengendali.

Kemudian untuk menampilkan dan sebagai interface yang digunakan adalah isual basic !.". #aitu digunakan untuk memberi instruksi kepada mikrokontroler   bagaimana motor stepper ini bekerja.

.

TUJUAN

$dapun tujuan dari dibuatnya tugas ini yaitu %

&. 'ebagai tugas akhir dari perkuliahan Praktikum 'ensor dan $ktuator. (. 'ebagai penerapan mikrokontroler dalam kehidupan sehari-hari.

). 'ebagai bahan ajar untuk memahami sistem pengontrol untuk motor stepper.

4. ATASAN MASALA

$dapun batasan masalah yang dibuat dalam proyek akhir Praktikum Kontrol Cerdas ini adalah.

&. Menggunakan modul mikrokontroler arduino uno sebagai pengendali. (. Menggunakan rangkaian drier *(+).

). Motor stepper dengan  pole.

. Menggunakan softare isual basic sebagai interfacing. A II

&.1. TEORI PENUNJANG &.1.1. M-)-r S)eer

Motor stepper adalah salah satu jenis motor dc yang dikendalikan dengan pulsa-pulsa digital.  Prinsip kerja motor stepper  adalah bekerja dengan mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit dimana motor stepper bergerak berdasarkan urutan  pulsa yang diberikan kepada motor stepper tersebut.

Kelebihan Motor 'tepper 

Kelebihan motor stepper dibandingkan dengan motor DC biasa adalah %

&. 'udut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan sehingga lebih mudah diatur. (. Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulai bergerak 

). Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi

. Memiliki respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik perputaran/ 0. 'angat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor seperti pada

motor DC

!. Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat dikopel langsung ke porosnya

1. 2rekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range yang luas. Prinsip Kerja Motor 'tepper 

Prinsip kerja motor stepper adalah mengubah pulsa-pulsa input menjadi gerakan mekanis diskrit. 3leh karena itu untuk menggerakkan motor stepper diperlukan pengendali motor  stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik.

4erikut ini adalah ilustrasi struktur motor stepper  sederhana dan pulasa yang dibutuhkan untuk menggerakkannya %

5ambar diatas memberikan ilustrasi dari pulsa keluaran pengendali motor stepper dan  penerpan pulsa tersebut pada motor stepper untuk menghasilkan arah putaran yang  bersesuaian dengan pulsa kendali.

6enis-6enis Motor 'tepper 

4erdasarkan struktur rotor dan stator pada motor stepper, maka motor stepper dapat dikategorikan dalam ) jenis sebagai berikut %

A. M-)-r S)eer 5ar#ale Relu+)a%+e 75R8

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. 4erikut ini adalah penampang melintang dari motor  stepper tipe ariable reluctance 7R/%

5ambar (. Motor stepper tipe ariable reluctance 7R/

. M-)-r S)eer Pera%e%) Ma'%e) 7PM8

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  berlaanan. 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 1,0" hingga

&0" _{per langkah atau 8 hingga ( langkah setiap putarannya. 4erikut ini adalah ilustrasi}

sederhana dari motor stepper tipe permanent magnet %

5ambar ). Motor stepper tipe permanent magnet PM/

4. M-)-r S)eer (r#! 78

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 7R 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 ),!" _{hingga ",+}"_{per langkah atau &""-""}

langkah setiap putarannya. 4erikut ini adalah penampang melintang dari motor stepper  tipe hibrid %

5ambar . Motor stepper tipe hibrid

4erdasarkan metode perancangan rangkain pengendalinya, motor stepper dapat dibagi menjadi ( jenis yaitu motor stepper unipolar dan motor stepper bipolar.

D. M-)-r S)eer U%#-lar

Rangkaian pengendali motor stepper unipolar lebih mudah dirancang karena hanya memerlukan satu sitch 9 transistor setiap lilitannya. :ntuk menjalankan dan menghentikan motor ini cukup dengan menerapkan pulsa digital yang hanya terdiri atas tegangan positif dan nol ground/ pada salah satu terminal lilitan ound/ motor  sementara terminal lainnya dicatu dengan tegangan positif konstan 7M/ pada bagian tengah center tap/ dari lilitan seperti pada gambar berikut.

E. M-)-r S)eer #-lar

:ntuk motor stepper dengan lilitan bipolar, diperlukan sinyal pulsa yang berubah-ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. 6adi pada setiap terminal lilitan $ ; 4/ harus dihubungkan dengan sinyal yang mengayun dari positif ke negatif dan sebaliknya. Karena itu dibutuhkan rangkaian pengendali yang agak lebih kompleks daripada rangkaian pengendali untuk motor unipolar. Motor stepper bipolar memiliki keunggulan dibandingkan dengan motor stepper unipolar dalam hal torsi yang lebih besar untuk  ukuran yang sama.

5ambar !. Motor stepper  dengan lilitan bipolar 

(.(. Grah#+al User I%)er9a+e 7GUI8

5:< 5raphical :ser <nterface/, adalah antarmuka pada sistem operasi atau komputer yang menggunakan menu grafis agar mempermudah para pengguna-nya untuk berinteraksi dengan komputer atau sistem operasi.

6adi, 5:< merupakan antarmuka pada sistem operasi komputer yang menggunakan menu grafis. Menu grafis ini maksudnya terdapat tampilan yang lebih ditekankan untuk membuat sistem operasi yang user-friendly agar para pengguna lebih nyaman menggunakan komputer. Menu grafis itu ya seperti ada grafis-grafis atau gambar-gambar dan tampilan yang tujuannya untuk memudahkan para  pengguna menggunakan sistem operasi.

Kelebihan9keutamaan dan kekurangan dari 5:< % Kelebihan 5:< %

&. Desain 5rafis lebih menarik.

(. 5:< memungkinkan user untuk berinteraksi dengan komputer secara lebih baik. ). Memudahkan pengguna.

. Menarik minat pengguna. 0. Resolusi gambar yang tinggi. Kekurangan 5:< %

&. Memakan memory yang sangat besar. (. 4ergantung pada perangkat keras.

). Membutuhkan banyak tempat pada layar komputer. . =idak fleksibel.

(.). Dr#er M-)-r

$da beberapa macam drier motor DC yang biasa kita pakai seperti menggunakan relay yang diaktifkan dengan transistor sebagai saklar, namun yang demikian dianggap tidak efesien dan terlalu ribet >repot> dalam pengerjaan hardare-nya. Dengan berkembangnya dunia <C, sekarang sudah ada ? 4ridge yang dikemas dalam satu <C dimana memudahkan kita dalam pelaksanaan hardare dan kendalinya apalagi jika menggunakan mikrokontroler, saya rasa akan lebih mudah lagi penggunaannya. <C yang familiar seperti <C *(+8 dan *(+), kedua <C ini memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. :ntuk lebih jelasnya $nda bisa lihat datasheet dari masing-masing <C tersebut.

Modul yang menggunakan <C drier *(+8 yang memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus $ dan tegangan maksimum ! 7oltDC untuk 

satu kanalnya. Rangkaian drier motor DC dengan <C *(+8 diperlihatkan pada gambar &. Pin @nable $ dan 4 untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin

<nput & sampai  untuk mengendalikan arah putaran. Pin @nable diberi 7CC 0 7olt untuk kecepatan penuh dan PAM Pulse Aidth Modulation/ untuk kecepatan rotasi

yang berariasi tergantung dari leel highnya. <lustrasinya ditunjukkan pada gambar(

.

5ambar &. Rangkaian Drier motor DC dengan *(+8

A III PEMAASAN

A I5 PENUTUP

.1. KESIMPULAN

Motor 'tepper :nipolar merupakan sebuah motor yang memiliki ( buah stator  yang dapat dijalankan dengan cara memberikan tegangan pada masing-masing phase  pada stator secara bergantian. Motor ini mudah digunakan karena hanya memerlukan  pemberian pulsa dan ground pada setiap stator agar menhasilkan induksi magnet untuk 

membuat rotor bergerak. Rotor pada motor akan bergerak dengan sudut putar sebesar 

900  _{setiap kali satu stator diaktifkan. 'ehingga untuk memutar rotor satu lingkaran}

 penuh diperlukan empat langkah aktifasi stator. Motor ini juga dapat digerakkan dengan sudut putar 45

0

, yaitu dengan mengaktifkan kedua stator secara bersamaan. Ketika hal itu dilakukan, motor stepper akan memiliki torsi yang sangat besar. 3leh karena itu motor stepper jenis unipolar memiliki tingkat kepresisian yang tinggi sehingga banyak  digunakan pada beberapa mesin industri Dalam hal ini bisa kita gunakan drier motor  yang aktifasi outputnya diatur secara bergantian menggunakan microcontroller. Motor  stepper dapat digerakkan dengan pengaturan sudut yang dengan menghitung setiap langkah yang dihasilkan pada motor stepper, dengan begitu kita bisa memberikan input sudut yang nantinya dikonersi menjadi nilai aktifasi tiap langkah pada stepper.