Rangkaian Pengatur Kecepatan dan Arah Putaran Motor DC Berbasis Adruino Uno

download

of 80

  • date post

    04-Feb-2015
  • Category

    Engineering
  • view

    4.147
  • download

    4

Embed Size (px)

description

 

transcript

  • 1. LAPORAN KEGIATAN PRAKTIKUM REALISASI RANCANGAN ELEKTRONIKA TAHUN 2013 Rangkaian Pengatur Kecepatan dan Arah Putaran Motor DC Berbasis Adruino Uno Disusun Oleh : Riana Dwi Suryani 21060111083009 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRO-FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2013
  • 2. LABORATORIUM D III Teknik Elektro Fakultas Teknik UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG Form No : Judul Materi : Rangkaian Pengatur Kecepatan dan Arah Putaran Motor DC Berbasis Microcontroller Arduino Uno Tanggal Praktek : Halaman : PRAKTIKUM Realisasi Rancangan Elektronika I. TUJUAN Tujuan dilakukannya praktikum realisasi rancangan elektronika yang saya buat adalah: 1. Untuk memenuhi tugas mata kuliah Praktek Realisasi Rancangan Elektronika. 2. Dapat berlatih dengan mandiri untuk membuat realisasi rancangan elektronika mulai dari awal hingga akhir. 3. Dapat mengetahui cara kerja Arduino Uno yang diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari 4. Dapat membuat serta menguji suatu rangkaian Microcontroller Arduino Uno untuk mengatur kecepatan dan arah putaran motor DC 5. Dapat membuat program pengatur kecepatan dan arah putaran motor DC menggunakan bahasa pemrograman Processing dalam Software IDE Arduino 6. Dapat mengetahui fungsi masing-masing komponen yang ada pada rangkaian II. RUANG LINGKUP Teknologi motor listrik kini telah menjadi bagian hidup manusia sehari-hari yang sangat dekat hubungannya. Manusia memanfaatkan teknologi ini tidak hanya dalam bidang industri namun dalam bidang kehidupan pribadi rumah tangga. Teknologi penggerak motor di industri sudah menggunakan mikrokontroler sebagai sistim kendali, dengan menggunakan mikrokontroler IC (integrated circuit) menjadi lebih sedikit. Hal tersebut karena fungsi-fungsi komponen tersebut ada pada mikrokontroler. Mikrokontroler merupakan sebuah
  • 3. LABORATORIUM D III Teknik Elektro Fakultas Teknik UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG Form No : Judul Materi : Rangkaian Pengatur Kecepatan dan Arah Putaran Motor DC Berbasis Microcontroller Arduino Uno Tanggal Praktek : Halaman : PRAKTIKUM Realisasi Rancangan Elektronika prosesor keping tunggal (single chip prosesor) yang berfungsi sebagai kendali rangkaian elektronik, yang memiliki daya rendah, dan performa tinggi. Dalam perkembanganya, mikrokontroler telah mengambil peranan penting dalam dunia sistem elektronika, pemaanfaatan chip mikrokontroler ini dapat di pergunakan untuk aplikasi dalam dunia industri. Dalam mikrokontroler terdapat fungsi untuk membangkitkan PWM. Ada beberapa jenis inverter diantaranya adalah inverter PWM (Pulse Width Modulation). Keuntungan operasi inverter PWM sebagai teknik konversi dibanding dengan jenis-jenis inverter lainnya adalah rendahnya derau pada tegangan keluaran dibanding dengan jenis inverter lainnya. Selain itu teknik PWM sangat praktis dan ekonomis untuk diterapkan berkat semakin pesatnya perkembangan komponen semikonduktor, terutama komponen daya yang mempunyai waktu penyaklaran sangat cepat. Pada pengendalian kecepatan motor DC, inverter PWM mempunyai kelebihan yaitu mampu menggerakkan motor induksi dengan putaran halus dan rentang yang lebar. Selain itu apabila pembangkitan sinyal PWM dilakukan secara digital akan dapat diperoleh unjuk kerja sistem yang bagus karena lebih kebal terhadap derau. Atas dasar itu, maka perancangan alat ini bertujuan untuk dapat mengatur kecepatan dan arah putaran motor III. PENGERTIAN-(DASAR-TEORI) 1. Sistem Kendali Sistem adalah sekumpulan komponen fisik yang membentuk fungsi tertentu. Oleh karenanya sistem kendali dapat didefinisikan sebagai: suatu sistem yang memperoleh pengendalian pada besaran fisiknya melalui pengendalian masukannya. Selanjutnya untuk mengendalikan
  • 4. LABORATORIUM D III Teknik Elektro Fakultas Teknik UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG Form No : Judul Materi : Rangkaian Pengatur Kecepatan dan Arah Putaran Motor DC Berbasis Microcontroller Arduino Uno Tanggal Praktek : Halaman : PRAKTIKUM Realisasi Rancangan Elektronika besaran fisik yang diinginkan dapat kita lakukan dengan teknik analog atau digital. Sedangkan jenis teknik yang dipergunakan menentukan klasifikasi-system-kendali. Pada pengendalian kecepatan motor DC dengan metode umpan balik, masukan dari sistem adalah kecepatan. Masukan ini kemudian dibandingkan dengan kecepatan motor DC yang sebenarnya. Selisih dari masukan dan kecepatan sebenarnya menghasilkan kesalahan (error). Kesalahan inilah yang akan dikompensasi oleh pengendali. 2. Motor-DC Motor DC adalah sebuah komutator yang mengubah besaran listrik menjadi sistem gerak mekanis. Motor DC beroperasi dengan prinsip- prinsip kemagnetan dasar. Polaritas arus yang mengalir melalui kawat lilitan akan menentukan arah putaran motor. Prinsip penting lainnya adalah nilai arus yang mengalir melalui lilitan. Nilai arus pada lilitan akan menentukan nilai torsi dan kecepatan putar motor Gambar 1. Bentuk Umum Motor DC Bagian-bagian pada motor DC dapat dijelaskan sebagai berikut :
  • 5. LABORATORIUM D III Teknik Elektro Fakultas Teknik UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG Form No : Judul Materi : Rangkaian Pengatur Kecepatan dan Arah Putaran Motor DC Berbasis Microcontroller Arduino Uno Tanggal Praktek : Halaman : PRAKTIKUM Realisasi Rancangan Elektronika Gambar 2. Bagian-bagian Motor DC a. Kutub Medan Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan putaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakkan bearring pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan yaitu kutub utara dan kutub selatan b. Rotor Bila arus masuk menuju rotor maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Rotor yang berbentuk silinder dihubungkan ke penggerak untuk menggerakkan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, rotor berputas dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub- kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo c. Komutator Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikkan arah arus listrik dalam dinamo. Komutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
  • 6. LABORATORIUM D III Teknik Elektro Fakultas Teknik UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG Form No : Judul Materi : Rangkaian Pengatur Kecepatan dan Arah Putaran Motor DC Berbasis Microcontroller Arduino Uno Tanggal Praktek : Halaman : PRAKTIKUM Realisasi Rancangan Elektronika 3. Mikrokontroller Mikrokontroller merupakan mikrokomputer yang dikemas secara internal dalam sebuah IC / Chp atau biasa disebut single chip computer yang memiliki kemampuan untuk diprogram dan digunakan khusus untuk keperluan instrumentasi dan pengendalian. Jadi didalam sebuah mikrokontroller selain memiliki CPU juga terdapat memory dan perangkat I/ O. Secara umum struktur sistem mikrokomputer adalah sebagai berikut : 1. Mikroprosessor, sebagai CPU yang berfungsi sebagai unit pengolah pusat seluruh sistem 2. Memory, terdiri dari ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Access Memory). Rom berfungsi untuk menyimpan program / perangkat lunak yang akan dijalankan oleh CPU. Sedangkan RAM berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan data secara sementara yang mungkin diperlukan oleh CPU sewaktu menjalankan perangkat lunak. Misal digunakan untuk menyimpan nilai-nilai pada suatu variabel 3. Perangkat I / O, berfungsi untuk menghubungkan sistem mikrokomputer dengan dunia luar 4. Clock, merupakan perangkat tambahan yang terletak diluar sistem mikrokomputer dan berfungsi untuk mensinkronkan kerja semua perangkat dalam sistem. Sumber sinyal clock biasanya didapatkan dari oscilator kristal.
  • 7. LABORATORIUM D III Teknik Elektro Fakultas Teknik UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG Form No : Judul Materi : Rangkaian Pengatur Kecepatan dan Arah Putaran Motor DC Berbasis Microcontroller Arduino Uno Tanggal Praktek : Halaman : PRAKTIKUM Realisasi Rancangan Elektronika Gambar 3. Struktur Sistem Mikrokontroller 4. Counter Counter juga disebut pencacah atau penghitung yaitu rangkaian logika sekuensial yang digunakan untuk menghitung jumlah pulsa yang diberikan pada bagian masukan. Counter digunakan untuk berbagai operasi aritmatika, pembagi frekuensi, penghitung jarak (odometer), penghitung kecepatan (spedometer), yang pengembangannya digunakan luas dalam aplikasi perhitungan pada instrumen ilmiah, kontrol industri, komputer, perlengkapan komunikasi, dan sebagainya . Counter tersusun atas sederetan flip-flop yang dimanipulasi sedemikian rupa dengan menggunakan peta Karnough sehingga pulsa yang masuk dapat dihitung sesuai rancangan. Dalam perancangannya counter dapat tersusun atas semua jenis flip-flop, tergantung karakteristik masing- masing flip-flop tersebut.
  • 8. LABORATORIUM D III Teknik Elektro Fakultas Teknik UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG Form No : Judul Materi : Rangkaian Pengatur Kecepatan dan Arah Putaran Motor DC Berbasis Microcontroller Arduino