BAB I

Dasar Teori

1.1 PWM (Pulse Width Modulation)

1.1.1. Pengertian

Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi

lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda, untuk mendapatkan tegangan

rata-rata yang berbeda. Beberapa Contoh aplikasi PWM adalah pemodulasian data untuk

telekomunikasi, pengontrolan daya atau tegangan yang masuk ke beban, regulator tegangan,

audio effect dan penguatan, serta aplikasi-aplikasi lainnya.

Gambar 1.1 Sinyal PWM

(Sumber: http://ini-robot.blogspot.com)

1.1.2. Jenis PWM

1) Analog

Pembangkitan sinyal PWM yang paling sederhana adalah dengan cara

membandingkan sinyal gigi gergaji sebagai tegangan carrier dengan tegangan referensi

menggunakan rangkaian op-amp comparator.

Gambar 1.2 Rangkaian PWM analog

(Sumber: http://www.maulanurulkhakam.com)

Cara kerja dari komparator analog ini adalah membandingkan gelombang tegangan

gigi gergaji dengan tegangan referensi seperti yang terlihat pada gambar berikut.

Gambar 1.3 Pembentukan Sinyal PWM

(Sumber : http://www.maulanurulkhakam.com)

Saat nilai tegangan referensi lebih besar dari tegangan carrier (gigi gergaji) maka

output comparator akan bernilai high. Namun saat tegangan referensi bernilai lebih kecil dari

tegangan carrier, maka output comparator akan bernilai low. Dengan memanfaatkan prinsip

kerja dari komparator inilah, untuk mengubah duty cycle dari sinyal output cukup dengan

mengubah-ubah besar tegangan referensi. Besarnya duty-cycle rangkaian PWM ini ialah:

2) Digital

Pada metode digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi dari PWM itu

sendiri. Misalkan PWM digital 8 bit berarti PWM tersebut memiliki resolusi 28 = 256,

maksudnya nilai keluaran PWM ini memiliki 256 variasi, variasinya mulai dari 0 – 255 yang

mewakili duty cycle 0% – 100% dari keluaran PWM tersebut.

1.1.3. Konsep Dasar PWM

Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap,

namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar Pulsa PWM berbanding lurus dengan

amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, Sinyal PWM memiliki frekuensi

gelombang yang tetap namun duty cycle bervariasi (antara 0% hingga 100%)

Duty Cycle = VrefernceVcarrier

x100 %

Gambar 1.4 Sinyal PWM dan persamaan Vout PWM

(Sumber: http://ini-robot.blogspot.com)

Dari persamaan diatas diketahui bahwa perubahan duty cycle akan merubah

tegangan keluaran atau tegangan rata-rata seperti gambar dibawah ini

Gambar 1.5 V rata-rata sinyal PWM

(Sumber: http://ini-robot.blogspot.com)

Pulse Width Modulation (PWM) merupakan salah satu teknik untuk mendapatkan

signal analog dari sebuah piranti digital. Sebenarnya Sinyal PWM dapat dibangkitkan dengan

banyak cara, dapat menggunakan metode analog dengan menggunakan rankaian op-amp atau

dengan menggunakan metode digital.

Dengan metode analog setiap perubahan PWM-nya sangat halus, sedangkan

menggunakan metode digital setiap perubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi dari PWM itu

sendiri. Resolusi adalah jumlah variasi perubahan nilai dalam PWM tersebut. Misalkan suatu

PWM memiliki resolusi 8 bit berarti PWM ini memiliki variasi perubahan nilai sebanyak 28 =

256 variasi mulai dari 0 – 255 perubahan nilai yang mewakili duty cycle 0 – 100% dari keluaran

PWM tersebut.

Gambar 1.6 Duty Cycle dan Resolusi PWM

(Sumber: http://kecoakacau.blogspot.com)

1.1.4. Perhitungan Duty Cycle PWM

Dengan cara mengatur lebar pulsa “on” dan “off” dalam satu perioda gelombang

melalui pemberian besar sinyal referensi output dari suatu PWM akan didapat duty cycle yang

diinginkan. Duty cycle dari PWM dapat dinyatakan sebagai:

Duty cycle 100% berarti sinyal tegangan pengatur motor dilewatkan seluruhnya. Jika

tegangan catu 100V, maka motor akan mendapat tegangan 100V. Pada duty cycle 50%,

tegangan pada motor hanya akan diberikan 50% dari total tegangan yang ada, begitu

seterusnya.

Gambar 1.7 Duty Cycle PWM

(Sumber : http://ini-robot.blogspot.com)

Perhitungan Pengontrolan tegangan output motor dengan metode PWM cukup sederhana.

Gambar 1.8 Tegangan output

Duty Cycle = ton/(ton + toff) x 100%

(Sumber : http://maulana.lecture.ub.ac.id)

Dengan menghitung duty cycle yang diberikan, akan didapat tegangan output yang

dihasilkan. Sesuai dengan rumus yang telah dijelaskan pada gambar:

Average voltage merupakan tegangan output pada motor yang dikontrol oleh sinyal

PWM. a adalah nilai duty cycle saat kondisi sinyal “on”. b adalah nilai duty cycle saat kondisi

sinyal “off”. Vfull adalah tegangan maximum pada motor. Dengan menggunakan rumus diatas,

maka akan didapatkan tegangan output sesuai dengan sinyal kontrol PWM yang dibangkitkan.

1.2 H-Bridge

1.2.1 Pengertian

H-bridge adalah rangkaian yang konfigurasi atau susunan transistornya sepeti

membentuk huruf H. Transistor ini digunakan sebagai switching sehingga nantinya motor

dapat berputar searah jarum jam (clockwise) dan berlawanan arah jarum jam

(counterclockwise). Adapun type transistor yang banyak digunakan dalam rangkaian H-Bridge

adalah transistor type TIP 31 dan TIP 32.

Pengertian dari transistor itu sendiri adalah komponen elektronika yang berfungsi

sebagai saklar. Transistor memiliki tiga kutub atau kaki, yaitu Kolektor (C), Basis (B), dan Emitor

(E). Transistor juga dapat digunakan sebagai penguat arus (current amplifier).

Prinsip kerja dari transistor yaitu “jika pada basis mengalir arus IB, maka pada

kolektor mengalir arus IC dan pada emitor mengalir arus IE” dengan hubungan:

Dimana:

IE = arus pada Emitor

IB = arus pada Basis

IC = arus pada Kolektor

Terdapat dua jenis transistor, yakni jenis NPN dan jenis PNP. Pada transistor jenis

NPN tegangan basis dan kolektornya positif terhadap emitor, sedangkan pada transistor PNP

Average Voltage = aa+b

xV full

IE = IB + IC

tegangan basis dan kolektornya negatif terhadap tegangan emitor. Berikut adalah symbol

transistor:

Gambar 1.9 Symbol Transistor

Transistor dapat digunakan sebagai beberapa hal berikut:

1) Sebagai penguat arus, tegangan, dan daya (AC dan DC)

2) Sebagai penyearah

3) Sebagai mixer

4) Sebagai osilator

5) Sebagai switch

1.2.2 Prinsip Kerja Rangkaian H-Bridge

Salah satu aktuator yang sering digunakan adalah motor DC. Pada motor DC yang

diperlukan adalah pengontrolan arah dan kecepatan pada motor DC. Solusi untuk

pengontrolan arah pada motor DC adalah dengan menggunakan rangkaian H-bridge. H-bridge

menggunakan 4 buah switch.

Gambar 1.10 Rangkaian H-Bridge

Pengaturan yang dilakukan dalam H-bridge adalah pengaturan switch untuk

mengatur polaritas yang diterima oleh motor DC, sehingga arah putar motor dapat berubah.

Seperti yang diilustrasikan gambar berikut.

Gambar 1.11 Prinsip Kerja Rangkaian H-Bridge

A = B = '0'

Karena input A dan B mempunyai logika yg sama '0' (0V), maka kedua transistor TIP31

(Q1 & Q2) tidak akan mendapat picuan pada basisnya sehingga transistor bersifat cut-off atau

transistor bersifat seperti saklar yg terbuka. Dari rangkaian diatas terlihat pula bahwa kedua

TIP32 (Q3 & Q4) bergantung pada TIP31 dimana basis kedua TIP32 terhubung pada kolektor TIP

31. Jadi, apabila tidak ada arus yg mengalir pada kolektor TIP31 maka basis TIP32 juga tidak

akan terpicu akibatnya motor tidak akan berputar atau berhenti.

A = '0' ; B = '1'

Saat input A diberi logika '0' (0V) dan input B diberi logika '1' (5V) maka Q2 akan saturasi

sedangkan Q1 tetap cut-off. Karena Q2 bersifat saturasi atau seperti saklar yang tertutup maka

basis Q3 akan mendapat picuan sehingga Q3 juga bersifat saturasi. Akibatnya arus akan

mengalir dengan urutan seperti berikut: Vs Q3 motor Q1 ground, sehingga motor

akan berputar searah jarum jam.

Gambar 1.12 Motor Berputar Searah Jarum Jam

A = 1 ; B = 0

Saat input A diberi logika '1' (5V) dan input B diberi logika '0' (0V) maka Q1 akan saturasi

sedangkan Q2 cut-off. Akibatnya Q4 juga akan menjadi saturasi karena basis Q4 mendapat

picuan dari Q1. Sehingga arus akan mengalir dengan urutan seperti berikut: Vs Q4 motor

Q1 ground, dan motor akan berputar berlawanan arah jarum jam.

Gambar 1.13 Motor Berputar Berlawanan Arah Jarum Jam

A = B = ‘1’

Jika kedua input diberi logika ‘1’ secara bersamaan maka akan mengakibatkan semua

transistor dalam kondisi saturasi. Secara logika motor tidak akan berputar karena tidak ada

beda potensial pada ujung-ujung konektornya. Namun hal ini akan menyebabkan timbulnya

panas yang berlebihan pada semua transistor sehingga dapat menyebabkan kerusakan. Oleh

karena itu hal ini harus dihindari.

Penerapan rangkaian H-Bridge ini banyak digunakan pada pengaturan motor DC untuk

mengerakkan motor secara putar kanan dan putar kiri dengan menggunakan transistor sebagai

saklar.

Rangkaian H-Bridge mempunyai karakteristik sebagai berikut:

1) Rangkaian H-Bridge memakai 4 saklar untuk jalannya arus

2) Rangkaian H-Bridge mempunyai 2 input

3) Jika salah satu input diberi logic high dan yang lainnya low maka akan menggerakkan

motor sesuai arah arus yang lewat pada motor tersebut

4) Rangkaian H-Bridge akan tidak bekerja jika kedua input diberi logic low

5) Rangkaian H-Bridge akan menjadi tidak berfungsi jika kedua input diberi input high karena

akan menyebabkan kedua polaritas motor mendapatkan arus dan merusak motor DC

tersebut

1.3 Komponen Penyusun Trainer

1.3.1. Mosfet IRFZ44

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) merupakan salah satu

jenis transistor yang memiliki impedansi mauskan (gate) sangat tinggi (hampir tak berhingga),

sehingga dengan menggunakan MOSFET sebagai saklar elektronik, memungkinkan untuk

menghubungkannya dengan semua jenis gerbang logika. Dengan menjadikan MOSFET sebagai

saklar, maka dapat digunakan untuk mengendalikan beban dengan arus yang tinggi dan biaya

yang lebih murah daripada menggunakan transistor bipolar. Untuk membuat MOSFET sebgai

saklar maka hanya menggunakan MOSFET pada kondisi saturasi (ON) dan kondisi cut-off (OFF).

Gambar 1.14 Kurva Karakteristik MOSFET

Wilayah Cut-Off (MOSFET OFF)

Pada daerah Cut-Off MOSFET tidak mendapatkan tegangan input (Vin = 0V) sehingga

tidak ada arus drain Id yang mengalir. Kondisi ini akan membuat tegangan Vds = Vdd. Dengan

beberapa kondisi diatas maka pada daerah cut-off ini MOSFET dikatakan OFF (Full-Off). Kondisi

cut-off ini dapat diperoleh dengan menghubungkan jalur input (gate) ke ground, sehingga

tidaka ada tegangan input yang masuk ke rangkaian saklar MOSFET. Untuk lebih jelasnya dapat

dilihat pada gambar berikut.

Gambar 1.15 Rangkaian MOSFET Sebagai Saklar pada Kondisi Cut-Off

Karakeristik MOSFET pada daerah Cut-Off antara lain sebagai berikut. Input gate tidak

mendapat tegangan bias karena terhubung ke ground (0V) Tegangan gate lebih rendah dari

tegangan treshold (Vgs < Vth) MOSFET OFF (Fully-Off) pada daerah cut-off ini. Tidak arus drain

yang mengalir pada MOSFET Tegangan output Vout = Vds = Vdd Pada daerah cut-off MOSFET

dalam kondisi open circuit.

Dengan beberapa karakteristik diatas maka dapat dikatakan bahawa MOSFET pada

daerah Cut-Off merupakan saklar terbuka dengan arus drain Id = 0 Ampere. Untuk

mendapatkan kondisi MOSFET dalam keadaan open maka tegnagan gate Vgs harus lebih

rendah dari tegangan treshold Vth dengan cara menghubungkan terminal input (gate) ke

ground.

Wilayah Saturasi (MOSFET ON)

Pada daerah saturasi MOSFET mendapatkan bias input (Vgs) secara maksimum

sehingga arus drain pada MOSFET juga akan maksimum dan membuat tegangan Vds = 0V.

Pada kondisi saturasi ini MOSFET dapat dikatakan dalam kondisi ON secara penuh (Fully-ON).

Gambar 1.16 Rangkaian MOSFET Sebagai Saklar Pada Kondisi Saturasi

Sebagai Saklar Pada Kondisi Saturasi Karakteristik MOSFET pada kondisi saturasi

antar lain adalah : Tegangan input gate (Vgs) tinggi Tegangan input gate (Vgs) lebih tinggi dari

tegangan treshold (Vgs>Vth) MOSFET ON (Fully-ON) pada daerah Saturasi Tegangan drain dan

source ideal (Vds) pada daerah saturasi adalah 0V (Vds = 0V) Resistansi drain dan source

sangat rendah (Rds < 0,1 Ohm) Tegangan output Vout = Vds = 0,2V (Rds.Id) MOSFET

dianalogikan sebagai saklar kondisi tertutup Kondisi saturasi MOSFET dapat diperoleh dengan

memberikan tegangan input gate yang lebih tinggi dari tegangan tresholdnya dengan cara

menghubungkan terminal input ke Vdd. Sehingga MOSFET mejadi saturasi dan dapat

dianalogikan sebagai saklar pada kondisi tertutup.

Untuk trainer ini digunakan mosfet IRFZ44, berikut gambarnya:

Gambar 1.17 Mosfet IRFZ44

1.3.2. IC Op-Amp LM324

Op-amp di dalamnya terdiri dari beberapa bagian, yang pertama adalah penguat

diferensial, lalu ada tahap penguatan (gain), selanjutnya ada rangkaian penggeser level (level

shifter) dan kemudian penguat akhir yang biasanya dibuat dengan penguat push-pull kelas B.

Gambar berikut menunjukkan diagram dari op-amp yang terdiri dari beberapa bagian tersebut.

Gambar 1.18 Diagram Blok Op-Amp

Gambar 1.19. Diagram Schematic Simbol Op-Amp

Simbol op-amp adalah seperti pada gambar di atas dengan 2 input, non-inverting

(+) dan input inverting (-). Umumnya op-amp bekerja dengan dual supply (+Vcc dan –Vee)

namun banyak juga op-amp dibuat dengan single supply (Vcc – ground). Simbol rangkaian di

dalam op-amp pada gambar 1.19 adalah parameter umum dari sebuah op-amp. Rin adalah

resitansi input yang nilai idealnya infinit (tak terhingga). Rout adalah resistansi output dan

besar resistansi idealnya 0 (nol). Sedangkan AOL adalah nilai penguatan open loop dan nilai

idealnya tak terhingga.

Saat ini banyak terdapat tipe-tipe op-amp dengan karakterisktik yang spesifik.

Sedangkan untuk trainer PWM menggunakan H-Bridge ini memanfaatkan LM324. Berikut

gambarnya:

Gambar 1.20 LM324

1.3.3. Kapasitor

Kapasitor sering juga disebut dengan kondensator atau kapasitansi. Mempunyai

fungsi untuk membatasi arus DC yang mengalir pada kapasitor tersebut, dan dapat menyimpan

energi dalam bentuk medan listrik. Nilai suatu kapasitor tergantung dari nilai permitivitas

bahan pembuat kapasitor, luas penampang dari kapsitor tersebut dan jarak antara dua keping

penyusun dari kapasitor tersebut. Jika sebuah kapasitor dilewati oleh sebuah arus maka pada

kedua ujung kapaistor tersebut akan muncul beda potensial atau tegangan.

Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih

sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan

electrochemical.

Gambar 1.21 Bentuk Fisik Kapasitor.

1.3.4. Dioda (Dioda Bridge)

Dalam berbagai rangkaian elektronika, komponen semikonduktor diode sering kita

jumpai jenis dan type yang berbeda-beda tergantung dari model dan tujuan penggunaan

rangkaian tersebut dibuat. Kata diode berasal dari pendekatan kata yaitu dua elektroda yang

mempunyai dua buah elektroda yaitu anoda dan katoda. Anoda digunakan untuk polaritas

positif dan katoda untuk polaritas negatip. Didalam dioda terdapat junction (pertemuan)

dimana daerah semikonduktor type-p dan semi konduktor type-n bertemu.

Dioda semikonduktor hanya dapat melewatkan arus pada satu arah saja, yaitu pada

saat dioda memperoleh catu arah maju (forward bias). Pada kondisi ini dioda dikatakan bahwa

dioda dalam keadaan konduksi atau menghantar dan mempunyai tahanan dalam dioda

relative kecil. Sedangkan bila dioda diberi catu arah terbalik (Reverse bias) maka diode tidak

bekerja dan pada kondisi ini dioda mempunyai tahanan dalam yang tinggi sehingga arus sulit

mengalir. Dari kondisi tersebut maka diode hanya digunakan pada beberapa pemakain saja

antara lain sebagai penyearah gelombang (rectifier), disamping kegunaan-kegunaan lainya

misalnya sebagai Klipper, Clamper, pengganda tegangan dan lain-lain.

Sifat-Sifat Dioda:

a) Dioda Silikon:

1. Menghantar dengan tegangan maju kira-kira 0.6 Volt

2. Perlawanan maju cukup kecil

3. Perlawanan terbalik sangat tinggi, dapat mencapai beberapa Mega ohm

4. Arus maju maksimum yang dibolehkan cukup besar, sampai 1000 A

5. Tegangan terbalik maksimum yang dibolehkan cukup tinggi, dapat mencapai 1000V

b) Dioda Germanium:

1. Menghantar dengan teganagnmaju kira-kira 0,2 Volt

2. Perlawanan maju agak besar

3. Perlawanan terbalik kurang tinggi ( kurang dari 1 M ohm)

4. Arus maju maksimum yang dibolehkan kurang besar

5. Tegangan terbalik masimum yang dibolehkan kurang tinggi

Dioda bridge adalah dioda silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge dan dikemas

menjadi satu kesatuan komponen. Di pasaran terjual berbagai bentuk dioda bridge dengan

berbagai macam kapasitasnya. Ukuran dioda bridge yang utama adalah voltage dan ampere

maksimumnya. Dioda bridge digunakan sebagai penyearah pada power supply.

Gambar 1.22 Bentuk Fisik Dioda Bridge.

Fungsi dioda dalam rangkaian elektronik secara umum antara lain:

1) Pengaman

2) Penyearah

3) Voltage regulator

4) Modulator

5) Pengendali frekuensi

6) Indikator

7) Switch

Berikut adalah gambar diode yang digunakan sebagai salah satu komponen penyusun

rangkaian motor:

Gambar 1.23 Dioda 1N4148

1.3.5. Resistor

Resistor sering disebut dengan tahanan, hambatan, penghantar, atau resistansi

dimana resistor mempunyai fungsi sebagai penghambat arus, pembagi arus , dan pembagi

tegangan. Nilai resistor tergantung dari hambatan jenis bahan resistor itu sendiri (tergantung

dari bahan pembuatnya), panjang dan luas penampang dari resistor itu sendiri. Jika suatu

resistor dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung dari resistor tersebut akan

menimbulkan beda potensial atau tegangan.

Fungsi dari Resistor adalah :

1) Sebagai pembagi arus

2) Sebagai penurun tegangan

3) Sebagai pembagi teganga

4) Sebagai penghambat aliran arus listrik,dan lain-lain

Berdasarkan nilainya resistor dapat dibagi dalam 3 jenis yaitu :

1) Fixed Resistor yaitu resistor yang nilai hambatannya tetap

2) Variable Resistor yaitu resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah

3) Resistor Non Linier yaitu resistor yang nilai hambatannya tidak linier karena pengaruh

faktor lingkungan misalnya suhu dan cahaya

Gambar 1.24 Resistor dalam Rangkaian H-Bridge dan PWM

Beberapa hal yang perlu diperhatikan tentang resistor:

1. Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut.

2. Semakin besar nilai daya resistor makin tinggi suhu yang bisa diterima resistor

tersebut.

3. Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai daya-nya

dibandingkan resistor dari bahan carbon.

1.3.6. Potensio Meter

Resistor berubah (variable), ialah sebuah resistor yang nilainya dapat berubah-ubah

dengan jalan menggeser atau memutar toggle pada alat tersebut. Sehingga nilai resistor dapat

kita tetapkan sesuai dengan kebutuhan. Berdasarkan jenis ini kita bagi menjadi dua,

Potensiometer, rheostat dan Trimpot (Trimmer Potensiometer) yang biasanya menempel pada

papan rangkaian (Printed Circuit Board/PCB).

1 kΩ 4,7 kΩ 10 kΩ 20 kΩ

33 kΩ 100kΩ

Gambar 1.25. Bentuk Fisik Potensio Meter

1.3.7. Terminal Block

Terminal Block adalah suatu tempat berhentinya arus listrik sementara yang

akan dihubungkan ke komponen yang lain/komponen Outgoing. Berikut adalah contoh

gambar dari terminal block:

Gambar 1.26 Terminal Block

Manfaat Terminal Block yaitu sebagai berikut:

1) Sebagai penghubung/Jumper jika ada penambahan komponen

2) Pemakaian Kabel tidak boros

3) Pengaman jika ada troubleshort

4) Jika ada Konsleting arus langsung putus di terminal sebelum sampai ke komponen

utama

1.3.8. Motor DC

Motor DC dapat berfungsi sebagai motor apabila di dalam motor listrik tersebut

terjadi proses konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik. 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).

Bagian – Bagian Motor DC

Gambar 1.27 Terminal Block

1. Badan Mesin

Badan mesin ini berfungsi sebagai tempat mengalirnya fluks magnet yang dihasilkan

kutub magnet, sehingga harus terbuat dari bahan ferromagnetik. Fungsi lainnnya adalah untuk

meletakkan alat-alat tertentu dan mengelilingi bagian-bagian dari mesin, sehingga harus

terbuat dari bahan yang benar-benar kuat, seperti dari besi tuang dan plat campuran baja.

2. Inti kutub magnet dan belitan penguat magnet

Inti kutub magnet dan belitan penguat magnet ini berfungsi untuk mengalirkan arus

listrik agar dapat terjadi proses elektromagnetik. Adapun aliran fluks magnet dari kutub utara

melalui celah udara yang melewati badan mesin.

3. Sikat-sikat

Sikat-sikat ini berfungsi sebagai jembatan bagi aliran arus jangkar dengan bebas, dan

juga memegang peranan penting untuk terjadinya proses komutasi.

4. Komutator

Komutator ini berfungsi sebagai penyearah mekanik yang akan dipakai bersama-

sama dengan sikat. Sikat-sikat ditempatkan sedemikian rupa sehingga komutasi terjadi pada

saat sisi kumparan berbeda.

5. Jangkar

Jangkar dibuat dari bahan ferromagnetic dengan maksud agar kumparan jangkar

terletak dalam daerah yang induksi magnetiknya besar, agar ggl induksi yang dihasilkan dapat

bertambah besar.

6. Belitan jangkar

Belitan jangkar merupakan bagian yang terpenting pada mesin arus searah, berfungsi

untuk tempat timbulnya tenaga putar motor. Selain itu, motor juga mempunyai 2 jenis, brush

dan brushless type.

Motor DC standart (brush type) terbagi lagi menjadi 3, yaitu:

1) Iron core, adalah motor dc jenis konvensional

2) Disk, tidak memilik inti besi (iron core), inersi motor kecil sehingga menghasilkan

percepatan yang tinggi akan tetapi motor jenis ini akan lebih mahal

3) Cup, motor yang menghasilkan torsi tinggi, inersi yang kecil, dan percepatan yang tinggi.

Motor jenis ini umumnya digunakan pada aplikasi yang membutuhkan daya rendah

Keunggulan motor DC brushless-type dibanding dengan motor dc brush-type, antara lain:

1) Memiliki effiensi yang lebih tinggi, karena menghilangkan drop tegangan oada sikat dan

gesekan sikat

2) Noise lebih ekcil, karena tidak terjadi gesekan antara sikat dan komutator

3) Kecepatan lebih tinggi, karena tidak terdapat batasan mekaik akibat sikat dan komutator

4) Dapat mengurangi biaya pemeliharaan

5) Berkurang ukuran dan berat

Hal-hal dasar yang dapat menurunkan efisiensi kerja motor DC antara lain:

1) Kelebihan supply tegangan kerja dari batas maksimum motor DC

2) Pemanasan terhadap mesin sehingga akan menaikkan temperatur motor

3) Pembebanan diluar maksimum motor

Dalam trainer ini motor yang digunakan adalah motor DC 12 Volt. Berikut gambar motor DC 12

Volt:

Gambar 1.28 Terminal Block

1.3.9. Papan PCB (Printed Circuit Board)

PCB atau Printed Circuit Board artinya adalah papan sirkuit cetak, atau merupakan

sebuah papan tipis yang terbuat dari sejenis fiber sebagai media isolasinya, yang digunakan

untuk meletakan komponen elektronika, yang di pasang dan di rangkai, di mana salah satu

sisinya dilapisi tembaga untuk menyolder kaki kaki komponen. PCB juga memiliki jalur-jalur

konduktor yang terbuat dari tembaga dan berfungsi untuk menghubungkan antara satu

komponen dengan komponen lainnya.

Gambar 1.29 Bentuk Fisik PCB

Ketebalan tembaga pada PCB atau Printed Circuit Board bermacam-macam, ada yang

35 micrometer ada juga yang 17-18 micrometer. Bahan lainnya adalah paper phenolic atau

pertinax, biasanya berwarna coklat, bahan jenis ini lebih populer karena harganya yang lebih

murah. Ada juga yang dibuat dari bahan fiberglass yang di pakai untuk Through hole plating,

karena materialnya lebih kuat dan tidak mudah bengkok di bandingkan yang berbahan

pertinax.

PCB ini memiliki beberapa macam sesuai dengan fungsinya, yaitu satu sisi (biasa

digunakan pada rangkaian elektronika seperti radio, TV, dll), dua sisi (dapat digunakan untuk

menghubungkan komponen di kedua sisinya) dan multi side (bagian PCB luar maupun dalam

digunakan sebagai media penghantar, misalnya pada rangkaian-rangkaian PC).

Dalam pembuatannya, banyak cara yang dapat dilakukan, baik secara manual atau

konvensional hingga menggunakan software sebagai alat bantunya, yaitu :

1. Teknik Fotoresist, pada proses ini dibutuhkan beberapa alat dan bahan yaitu: Lampu UV,

Larutan Positif-20 dan larutan NaOH.

2. Teknik Sablon, teknik ini hampir sama dengan sablon biasa dimana dibutuhkan bahan-

bahan seperti kasa-screen, tiner sablon, cat dan lain-lain.

3. Cetak Langsung, pada proses ini digunakan teknik khusus untuk menyalin layout yaitu

digunakan mesin printer khusus yang telah dimodifikasi

4. Teknik Transfer Paper, teknik ini merupakan cara saya paling murah dan mudah.

1.3.10. Optocoupler

Optocoupler dibentuk dari penggabungan sebuah sumber cahaya dengan

fototransistor. Dioda cahaya sebagai sumber cahaya dipasang langsung dengan sumber

tegangan. Keluaran dari sumber cahaya akan berbanding lurus dengan tegangan masukan

pada dioda cahaya. Optocoupler atau optoisolator merupakan paket elektronik murni, jalur

cahaya didalamnya yakni infra merah tertutup dalam sebuah paket. Ini menyebabkan transfer

energi listrik dalam satu arah, dari infra merah ke fotodetektor, sambil mempertahankan

isolasi listrik. Fungsi optocoupler pada umumnya selain sebagai sensor (dengan kemasan

tertentu) digunakan pula pada rangkaian listrik sebagai isolasi dari rangkaian kendali dan

rangkaian tegangan tinggi (daya).

IC optocopler Simbol optocopler Komponen optocopler

Optocoupler atau optoisolator merupakan komponen elektronik yang banyak dipakai

dewasa ini, terutama untuk mengatasi perpindahan informasi dari tegangan tinggi ke tegangan

rendah, atau sebaliknya. Pada rangkaian optocoupler terjadi isolasi tegangan tinggi antara

sinyal masukan dan keluaran. Adapun cara kerja optocoupler adalah sebagai berikut :

1. Optocoupler bekerja berdasarkan pancaran cahaya LED yang mengenai penerima peka

cahaya, misalnya fotodioda dan fototransistor.

2. Sinyal dioda diberikan ke pena 1 – 2 dan sinyal keluaran diperoleh dari pena 4 – 5. Disini

terjadi isolasi listrik antara masukan dan keluaran, karena informasi disampaikan melalui

cahaya.

Untuk rangkaian pada trainer ini digunakan sebuah optocoupler PC817, berikut simbolnya:

Gambar 1.30 Simbol PC817

BAB II

Perancangan Alat

BAB III

Langkah Pembuatan Alat

BAB IV

Hasil Percobaan

BAB V

Analisa Data

BAB VI

Kesimpulan dan Saran

BAB VII

Lampiran