LAPORAN PROJEK PRAKTIKUM MOTOR STEPPER (2).docx

LAPORAN

PROJEK PRAKTIKUM

SENSOR DAN AKTUATOR  AKTUATOR 

“KONTROL MOTOR STEPPER UNIPOLAR  MENGGUNAKAN

GRAPHICAL USER INTERFACE” 

Oleh: Nashrullah NRP. 1110131016 Aha! Na"#h $#!!ara#%# NRP. 11101310&1 Ar#'h# Prau!(a)aa NRP. 11101310&* Re+)a T#!ar ,#'u%a NRP. 1110131030

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

PROGRAM STUDI D TEKNIK ELEKTRONIKA DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURAA2A &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 LANDASAN TEORI

&.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 &. Prinsip Kerja Motor 'tepper 

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.

5ambar 0. Motor stepper dengan lilitan unipolar 

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 repot> dalam pengerjaan hardare-nya. Dengan berkembangnya dunia