modul elektronika dan mekatronika motor servo...

M O D U L E L E K T R O N I K A DA N M E K AT R O N I K A

M O T O R S E R V O O L E H E L M E K I S AT R I A

B U K U S E R I A L R E V I TA L I S A S I S M K

MODUL PEMBELAJARAN MOTOR SERVOUntuk Sekolah Menengah Kejuruan

Edisi Tahun 2017

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANDIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAHDIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN

MODUL PEMBELAJARAN MOTOR SERVOCopyright © 2017, Direktorat Pembinaan SMKAll rights Reserved

Pengarah

Direktur Pembinaan SMK

Penanggung JawabArie Wibowo Khurniawan, S.Si. M.AkKasubdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK

Ketua TimArfah Laidiah Razik, S.H., M.A.Kasi Evaluasi, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK

PenyusunElmeki Satria, S.Pd(SMKN 1 Bukittinggi)

Desain dan Tata LetakRayi Citha Dwisendy, S.Ds

ISBN

Penerbit:Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanKomplek Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Gedung E, Lantai 13Jalan Jenderal Sudirman, Senayan, Jakarta 10270

ISBN 978-602-5517-03-7

978-602-5517-03-7 9 786025 517037

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

i

KATA PENGANTAR KASUBDIT PROGRAM DAN EVALUASI

Assalamu’alaikum Warahmatullahi WabarakatuhSalam Sejahtera,

Melalui Instruksi Presiden (Inpres) Nomor 9 Tahun 2016 tentang Revitalisasi Sekolah Menengah Kejuruan (SMK), dunia pendidikan khususnya SMK sangat terbantu karena akan terciptanya sinergi antar instansi dan lembaga terkait sesuai dengan tugas dan fungsi masing-masing dalam usaha mengangkat kualitas SMK. Kehadiran Buku Serial Revitalisasi SMK ini diharapkan dapat memudahkan penyebaran informasi bagaimana tentang Revitalisasi SMK yang baik dan benar kepada seluruh stakeholder sehingga bisa menghasilkan lulusan yang terampil, kreatif, inovatif, tangguh, dan sigap menghadapi tuntutan dunia global yang semakin pesat. Buku Serial Revitalisasi SMK ini juga diharapkan dapat memberikan pelajaran yang berharga bagi para penyelenggara pendidikan Kejuruan, khususnya di Sekolah Menengah Kejuruan untuk mengembangkan pendidikan kejuruan yang semakin relevan dengan kebutuhan masyarakat yang senantiasa berubah dan berkembang sesuai tuntuan dunia usaha dan industri. Tidak dapat dipungkuri bahwa pendidikan kejuruan memiliki peran strategis dalam menghasilkan manusia Indonesia yang terampil dan berkeahlian dalam bidang-bidang yang sesuai dengan kebutuhan. Terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada semua pihak yang terus memberikan kontribusi dan dedikasinya untuk meningkatkan kualitas Sekolah Menengah Kejuruan. Buku ini diharapkan dapat menjadi media informasi terkait upaya peningkatan kualitas lulusan dan mutu Sumber Daya Manusia (SDM) di SMK yang harus dilakukan secara sistematis dan terukur.

Wassalamu`alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Jakarta, 2017

Kasubdit Program Dan Evaluasi Direktorat Pembinaan SMK

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

ii

KATA PENGANTAR ........................................................................................................................ i

DAFTAR ISI .................................................................................................................................... ii

PETA KEDUDUKAN MODUL ....................................................................................................... viii

GLOSARIUM ..................................................................................................................................ix

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................................ 10

A. Kompetensi Dasar ......................................................................................................... 10

B. Deskripsi ........................................................................................................................ 10

C. Waktu ............................................................................................................................. 10

D. Prasyarat ....................................................................................................................... 10

E. Petunjuk Penggunaan Modul ....................................................................................... 10

F. Peta kompetensi ............................................................................................................. 2

H. Tujuan Akhir..................................................................................................................... 2

I. Cek Penguasaa Kompetensi Dasar ................................................................................ 3

BAB II PEMBELAJARAN ............................................................................................................. 13

A. RENCANA BELAJAR SISWA ......................................................................................... 13

B. KEGIATAN BELAJAR ..................................................................................................... 13

a. Kegiatan Pembelajaran ke 1 Jenis-jenis Motor ...................................................... 13

I. Tujuan pembelajaran.......................................................................................... 13

II. Uraian Materi ...................................................................................................... 13

III. Rangkuman ......................................................................................................... 28

IV. Tugas ................................................................................................................... 28

V. Tes Formatif ........................................................................................................ 28

VI. Kunci Jawaban Formatif .................................................................................... 28

VII. Lembar Kerja ....................................................................................................... 29

b. Kegiatan Pembelajaran ke 2 Motor Stepper ........................................................... 29


II. Uraian Materi ...................................................................................................... 29

III. Rangkuman ......................................................................................................... 35

IV. Tugas ................................................................................................................... 35

V. Tes Formatif ........................................................................................................ 35


Bersyukur kepada Tuhan yang Maha Esa penyusun panjatkan dan ucapan terima kasih

kepada rekan, pihak festo dan kemdikbud atas tersusunnya modul ini, dengan harapan dapat

digunakan sebagai modul untuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Bidang Studi

Keahlian Teknologi Dan Rekayasa, Teknik Mechatronik. Penerapan kurikulum 2013 mengacu

pada paradigma belajar kurikulum abad 21 menyebabkan terjadinya perubahan, yakni dari

pengajaran (teaching) menjadi belajar (learning), dari pembelajaran yang berpusat kepada

guru (teacherscentered) menjadi pembelajaran yang berpusat kepada peserta didik

(studentcentered), dari pembelajaran pasif (pasive learning) ke cara belajar peserta didik aktif

(active learning-CBSA) atau Student Active Learning-SAL. Penyajian modul untuk Mata

Pelajaran Sistim Kontrol ini disusun dengan tujuan agar supaya peserta didik dapat

melakukan proses pencarian pengetahuan berkenaan dengan materi pelajaran melalui

berbagai aktivitas proses sains sebagaimana dilakukan oleh para ilmuwan dalam melakukan

eksperimen ilmiah (penerapan scientifik), dengan demikian peserta didik diarahkan untuk

menemukan sendiri berbagai fakta, membangun konsep, dan paradigma baru secara mandiri.

Stuttgart, 01 April 2017

Penyusun

KATA PENGANTAR PENULIS

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

iii

KATA PENGANTAR ........................................................................................................................ i

DAFTAR ISI .................................................................................................................................... ii

PETA KEDUDUKAN MODUL ....................................................................................................... viii

GLOSARIUM ..................................................................................................................................ix

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................................ 10

A. Kompetensi Dasar ......................................................................................................... 10

B. Deskripsi ........................................................................................................................ 10

C. Waktu ............................................................................................................................. 10

D. Prasyarat ....................................................................................................................... 10

E. Petunjuk Penggunaan Modul ....................................................................................... 10

F. Peta kompetensi ............................................................................................................. 2

H. Tujuan Akhir..................................................................................................................... 2

I. Cek Penguasaa Kompetensi Dasar ................................................................................ 3

BAB II PEMBELAJARAN ............................................................................................................. 13

A. RENCANA BELAJAR SISWA ......................................................................................... 13

B. KEGIATAN BELAJAR ..................................................................................................... 13

a. Kegiatan Pembelajaran ke 1 Jenis-jenis Motor ...................................................... 13


II. Uraian Materi ...................................................................................................... 13

III. Rangkuman ......................................................................................................... 28

IV. Tugas ................................................................................................................... 28

V. Tes Formatif ........................................................................................................ 28


VII. Lembar Kerja ....................................................................................................... 29

b. Kegiatan Pembelajaran ke 2 Motor Stepper ........................................................... 29


II. Uraian Materi ...................................................................................................... 29

III. Rangkuman ......................................................................................................... 35

IV. Tugas ................................................................................................................... 35

V. Tes Formatif ........................................................................................................ 35


DAFTAR ISI

i

ii

iii

v

vi

1

1

1

1

1

1

2

2

3

5

5

5

5

5

5

20

20

20

20

21

21

21

21

27

27

27

28

KATA PENGANTAR KASUBDIT PROGRAM DAN EVALUASI.....................................................

KATA PENGANTAR PENULIS.....................................................................................................Bersyukur kepada Tuhan yang Maha Esa penyusun panjatkan dan ucapan terima kasih

kepada rekan, pihak festo dan kemdikbud atas tersusunnya modul ini, dengan harapan dapat

digunakan sebagai modul untuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Bidang Studi

Keahlian Teknologi Dan Rekayasa, Teknik Mechatronik. Penerapan kurikulum 2013 mengacu

pada paradigma belajar kurikulum abad 21 menyebabkan terjadinya perubahan, yakni dari

pengajaran (teaching) menjadi belajar (learning), dari pembelajaran yang berpusat kepada

guru (teacherscentered) menjadi pembelajaran yang berpusat kepada peserta didik

(studentcentered), dari pembelajaran pasif (pasive learning) ke cara belajar peserta didik aktif

(active learning-CBSA) atau Student Active Learning-SAL. Penyajian modul untuk Mata

Pelajaran Sistim Kontrol ini disusun dengan tujuan agar supaya peserta didik dapat

melakukan proses pencarian pengetahuan berkenaan dengan materi pelajaran melalui

berbagai aktivitas proses sains sebagaimana dilakukan oleh para ilmuwan dalam melakukan

eksperimen ilmiah (penerapan scientifik), dengan demikian peserta didik diarahkan untuk

menemukan sendiri berbagai fakta, membangun konsep, dan paradigma baru secara mandiri.

Stuttgart, 01 April 2017

Penyusun

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

iv

C A E

Teknologi Mekanik

Mekanika dan Elemen

Mesin

Teknik Kontrol

Pnewmatik dan Hidrolik

Teknik Pengendali

Daya

Robotic

Teknik Mikroproses

or

Teknik Elektronika

Simulasi Digital

Kerja Bengkel

Teknik Listrik

Teknik Pemprograman

KIMIA FISIKA Gambar Teknik

VII. Lembar Kerja ....................................................................................................... 36

c. Kegiatan Pembelajaran ke 3 Motor seri, Induksi, dan Motor listrik ....................... 37

I. Tujuan Pembelajaran ......................................................................................... 37

II. Uraian Materi ...................................................................................................... 37

III. Rangkuman ......................................................................................................... 52

IV. Tugas ................................................................................................................... 52

V. Tes Formatif ........................................................................................................ 52


VII. Lembar Kerja ....................................................................................................... 53

d. Kegiatan Pembelajaran ke 4 Menghitung daya motor listrik ................................ 54


II. Uraian Materi ...................................................................................................... 54

III. Rangkuman ......................................................................................................... 61

IV. Tugas ................................................................................................................... 61

V. Tes Formatif ........................................................................................................ 61


VII. Lembar Kerja ....................................................................................................... 62

e. Kegiatan Pembelajaran ke 5 Aplikasi Motor servo dengan Mikrokontroler ......... 63


II. Uraian Materi ...................................................................................................... 63

III. Rangkuman ......................................................................................................... 85

IV. Tugas ................................................................................................................... 86

V. Tes Formatif ........................................................................................................ 86


VIII. Lembar Kerja ....................................................................................................... 88

BAB III EVALUASI……………………………………………………………………………………………………………………….…….81

A. Penilaian Pengetahuan………………………………………………………………………………………….…..81

B. Penilaian Keterampilan……………………………………………………………………………………………….82

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................................... 94

28

29

29

29

44

44

44

45

45

46

46

46

53

53

53

54

54

55

55

55

77

77

77

77

80

83

83

84

87

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

v

C A E

Teknologi Mekanik

Mekanika dan Elemen

Mesin

Teknik Kontrol

Pnewmatik dan Hidrolik

Teknik Pengendali

Daya

Robotic

Teknik Mikroproses

or

Teknik Elektronika

Simulasi Digital

Kerja Bengkel

Teknik Listrik

Teknik Pemprograman

KIMIA FISIKA Gambar Teknik

PETA KEDUDUKAN MODULVII. Lembar Kerja ....................................................................................................... 36

c. Kegiatan Pembelajaran ke 3 Motor seri, Induksi, dan Motor listrik ....................... 37

I. Tujuan Pembelajaran ......................................................................................... 37

II. Uraian Materi ...................................................................................................... 37

III. Rangkuman ......................................................................................................... 52

IV. Tugas ................................................................................................................... 52

V. Tes Formatif ........................................................................................................ 52


VII. Lembar Kerja ....................................................................................................... 53

d. Kegiatan Pembelajaran ke 4 Menghitung daya motor listrik ................................ 54


II. Uraian Materi ...................................................................................................... 54

III. Rangkuman ......................................................................................................... 61

IV. Tugas ................................................................................................................... 61

V. Tes Formatif ........................................................................................................ 61


VII. Lembar Kerja ....................................................................................................... 62

e. Kegiatan Pembelajaran ke 5 Aplikasi Motor servo dengan Mikrokontroler ......... 63


II. Uraian Materi ...................................................................................................... 63

III. Rangkuman ......................................................................................................... 85

IV. Tugas ................................................................................................................... 86

V. Tes Formatif ........................................................................................................ 86


VIII. Lembar Kerja ....................................................................................................... 88

BAB III EVALUASI……………………………………………………………………………………………………………………….…….81

A. Penilaian Pengetahuan………………………………………………………………………………………….…..81

B. Penilaian Keterampilan……………………………………………………………………………………………….82

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................................... 94

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

vi

3.1 Memahami gambar symbol, terminologi dan prinsip dasar serta fungsi dari sistem

kontrol.

4.1 Memahami jenis disain, kerja, sifat, karakteristik, dan media dari sistem kontrol,

serta sistem software teknik kontrol.

modul pembelajaran “Motor Servo” diharapkan dapat membantu peserta didik dalam

menguasai sistim control pada suatu PLC yang nantinya akan mengacu pada sistim

robotic. Sehingga peserta didik dapt mengathui mengenai mekanisme pengontrolan

dari suatu sistim elektronik.

Waktu yang diperuntukkan untuk menguasai modul ini adalah sebanyak 66 jam

pertemuan.

Sebelum mempelajari modul ini siswa diharuskan sudah menguasi pelajaran yang

berhubungan dengan CAE, teknik pemprograman dan teknik pengendalian daya.

Untuk memperoleh hasil belajar secara maksimal, dalam menggunakan modul ini maka

langkah-langkah yang perlu dilaksanakan antara lain :

1. Bacalah dan pahami dengan seksama uraian-uraian materi yang ada pada

masing-masing kegiatan belajar. Bila ada materi yang kurang jelas, peserta diklat

dapat bertanya pada instruktur pengampu kegiatan belajar.

Motor stepper : perangkat elektromekanis yang bekerja dengan

mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis

diskrit

Motor servo : sebuah motor DC dengan sistem umpan balik tertutup

di mana posisi rotor-nya akan diinformasikan kembali

ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo

H-bridge : 4 (empat) buah saklar yang disusun membentuk huruf

“H”

flyback diode : komponen tambahan untuk mencegah terjadinya

“lompatan” tegangan yang dapat mengakibatkan

switch terbakar

Encoder : perangkat yang mengubah putaran menjadi

sekumpulan sinyal digital yang berurutan

Pulse width modulation : teknik menghasilkan nilai analog secara digital selain

“LOW” dan “HIGH”

Motor listrik : suatu perangkat elektromagnetik yang digunakan

untuk mengkonversi atau mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik

Rangkaian star delta : rangkaian instalasi motor dengan sambungan bintang

segitiga (Y∆), atau lebih dikenal dengan nama koneksi

star delta

GLOSARIUM

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

1

3.1 Memahami gambar symbol, terminologi dan prinsip dasar serta fungsi dari sistem

kontrol.

4.1 Memahami jenis disain, kerja, sifat, karakteristik, dan media dari sistem kontrol,

serta sistem software teknik kontrol.

modul pembelajaran “Motor Servo” diharapkan dapat membantu peserta didik dalam

menguasai sistim control pada suatu PLC yang nantinya akan mengacu pada sistim

robotic. Sehingga peserta didik dapt mengathui mengenai mekanisme pengontrolan

dari suatu sistim elektronik.

Waktu yang diperuntukkan untuk menguasai modul ini adalah sebanyak 66 jam

pertemuan.

Sebelum mempelajari modul ini siswa diharuskan sudah menguasi pelajaran yang

berhubungan dengan CAE, teknik pemprograman dan teknik pengendalian daya.

Untuk memperoleh hasil belajar secara maksimal, dalam menggunakan modul ini maka

langkah-langkah yang perlu dilaksanakan antara lain :

1. Bacalah dan pahami dengan seksama uraian-uraian materi yang ada pada

masing-masing kegiatan belajar. Bila ada materi yang kurang jelas, peserta diklat

dapat bertanya pada instruktur pengampu kegiatan belajar.

BAB IPENDAHULUAN

Motor stepper : perangkat elektromekanis yang bekerja dengan

mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis

diskrit

Motor servo : sebuah motor DC dengan sistem umpan balik tertutup

di mana posisi rotor-nya akan diinformasikan kembali

ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo

H-bridge : 4 (empat) buah saklar yang disusun membentuk huruf

“H”

flyback diode : komponen tambahan untuk mencegah terjadinya

“lompatan” tegangan yang dapat mengakibatkan

switch terbakar

Encoder : perangkat yang mengubah putaran menjadi

sekumpulan sinyal digital yang berurutan

Pulse width modulation : teknik menghasilkan nilai analog secara digital selain

“LOW” dan “HIGH”

Motor listrik : suatu perangkat elektromagnetik yang digunakan

untuk mengkonversi atau mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik

Rangkaian star delta : rangkaian instalasi motor dengan sambungan bintang

segitiga (Y∆), atau lebih dikenal dengan nama koneksi

star delta

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

2

Sebelum melanjutkan kepada kegiatan pembelajaran dalam modul motor servo ini,

cobalah untuk menjawab pertanyaan berikut ini

1. Sebutkan bagian-bagian komponen sistem hidrolik?

2. Jelaskan fungsi dan sifat tangki hifrolik?

3. Apa yang dimaksud dengan pompa jenis positive displascemen?

4. Jelaskan dan berikan contoh jenis pompanya?

5. Apa fungsi dari pressure relief valve? Gambarkan simbolnya.

6. Apa fungsi dari throttle check valve? Gambarkan simbolnya.

7. Sebut faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan pipa hidrolik?

8. Apakah yang dimaksud dengan motor DC?

2. Kerjakan setiap tugas formatif (soal latihan) untuk mengetahui seberapa besar

pemahaman yang telah dimiliki terhadap materi-materi yang dibahas dalam setiap

kegiatan belajar.

3. Untuk kegiatan belajar yang terdiri dari teori dan praktik, perhatikanlah hal-hal

berikut:

A. Perhatikan petunjuk-petunjuk keselamatan kerja yang berlaku.

B. Pahami setiap langkah kerja (prosedur praktikum) dengan baik.

C. Sebelum melaksanakan praktikum, identifikasi (tentukan) peralatan dan

bahan yang diperlukan dengan cermat.

D. Gunakan alat sesuai prosedur pemakaian yang benar.

E. Untuk melakukan kegiatan praktikum yang belum jelas, harus meminta ijin

guru atau instruktur terlebih dahulu.

F. Setelah selesai, kembalikan alat dan bahan ke tempat semula

G. Jika belum menguasai level materi yang diharapkan, ulangi lagi pada kegiatan

belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada instruktur yang mengampu

kegiatan pembelajaran yang bersangkutan.

Setelah menyelesaikan pembelajaran modul motor servo ini peserta didik dapat:

1. Menunjukkan sikap disiplin dalam bekerja demi menjaga K3

2. Menguasi konsep motor dam pemprograman

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

3

Sebelum melanjutkan kepada kegiatan pembelajaran dalam modul motor servo ini,

cobalah untuk menjawab pertanyaan berikut ini

1. Sebutkan bagian-bagian komponen sistem hidrolik?

2. Jelaskan fungsi dan sifat tangki hifrolik?

3. Apa yang dimaksud dengan pompa jenis positive displascemen?

4. Jelaskan dan berikan contoh jenis pompanya?

5. Apa fungsi dari pressure relief valve? Gambarkan simbolnya.

6. Apa fungsi dari throttle check valve? Gambarkan simbolnya.

7. Sebut faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan pipa hidrolik?

8. Apakah yang dimaksud dengan motor DC?

2. Kerjakan setiap tugas formatif (soal latihan) untuk mengetahui seberapa besar

pemahaman yang telah dimiliki terhadap materi-materi yang dibahas dalam setiap

kegiatan belajar.

3. Untuk kegiatan belajar yang terdiri dari teori dan praktik, perhatikanlah hal-hal

berikut:

A. Perhatikan petunjuk-petunjuk keselamatan kerja yang berlaku.

B. Pahami setiap langkah kerja (prosedur praktikum) dengan baik.

C. Sebelum melaksanakan praktikum, identifikasi (tentukan) peralatan dan

bahan yang diperlukan dengan cermat.

D. Gunakan alat sesuai prosedur pemakaian yang benar.

E. Untuk melakukan kegiatan praktikum yang belum jelas, harus meminta ijin

guru atau instruktur terlebih dahulu.

F. Setelah selesai, kembalikan alat dan bahan ke tempat semula

G. Jika belum menguasai level materi yang diharapkan, ulangi lagi pada kegiatan

belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada instruktur yang mengampu

kegiatan pembelajaran yang bersangkutan.

Setelah menyelesaikan pembelajaran modul motor servo ini peserta didik dapat:

1. Menunjukkan sikap disiplin dalam bekerja demi menjaga K3

2. Menguasi konsep motor dam pemprograman

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

4

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

5

Kegiatan Pembelajaran 1 : Jenis Motor 6 JP

Kegiatan Pembelajaran 2 : Motor Seri 6 JP

Kegiatan Pembelajaran 3 : Motor Stepper 12 JP

Kegiatan Pembelajaran 4 : Daya Motor Listrik 18 JP

Kegiatan Pembelajaran 5 : Aplikasi Motor Servo 24

1. Peserta didik dapat mengetahui jenis-jenis motor DC

2. Peserta didik dapat menjelaskan tentang Brushed DC Motor

–

Motor DC merupakan jenis motor yang paling sering digunakan di dalam dunia

robotika. Salah satu alasannya adalah arah putaran motor DC, baik searah jarum

jam maupun berlawanan arah jarum jam, dapat dengan mudah dikendalikan. Motor

DC terdiri dari beberapa jenis. 3 (tiga) di antaranya adalah: stepper, servo, dan DC

biasa.

Stepper

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,

BAB IIPEMBELAJARAN

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

6

untuk menggerakkan motor stepper diperlukan pengendali motor stepper

yang membangkitkan pulsa - pulsa periodik. Penggunaan motor stepper

memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan penggunaan motor DC

lainnya. Keunggulannya antara lain adalah:

Sudut 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).

Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor

seperti pada motor DC biasa.

Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat dikopel

langsung ke porosnya.

Frekuensi putaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range

yang luas.

Motor stepper juga memiliki kelemahan, yaitu:

Tidak adanya umpan balik untuk mengetahui terjadinya selisih step.

Menghasilkan suara yang sangat berisik saat beroperasi.

Torsi berkurang secara drastis seiring dengan bertambahnya kecepatan.

Daya yang dihasilkan tidak sebanding dengan ukuran dan berat motor.

Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan mengganti motor stepper

secara keseluruhan.

Penggunaan arus listrik tidak sebanding dengan beban yang diberikan.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

7

Motor servo adalah sebuah motor DC dengan sistem umpan balik tertutup di

mana posisi rotor-nya akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang

ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian

gear, potensiometer, dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk

menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu

motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari

kabel motor. Keunggulan dari penggunaan motor servo adalah:

Tidak bergetar dan tidak ber-resonansi saat beroperasi.

Daya yang dihasilkan sebanding dengan ukuran dan berat motor.

Penggunaan arus listik sebanding dengan beban yang diberikan.

Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan hanya mengganti encoder yang

dipakai.

Tidak berisik saat beroperasi dengan kecepatan tinggi.

Selain itu, motor servo juga memiliki beberapa kelemahan, yaitu:

Memerlukan pengaturan yang tepat untuk menstabilkan umpan balik.

Motor menjadi tidak terkendali jika encoder tidak memberikan umpan balik.

Beban berlebih dalam waktu yang lama dapat merusak motor.

untuk menggerakkan motor stepper diperlukan pengendali motor stepper

yang membangkitkan pulsa - pulsa periodik. Penggunaan motor stepper

memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan penggunaan motor DC

lainnya. Keunggulannya antara lain adalah:

Sudut 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).

Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor

seperti pada motor DC biasa.


langsung ke porosnya.

Frekuensi putaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range

yang luas.

Motor stepper juga memiliki kelemahan, yaitu:

Tidak adanya umpan balik untuk mengetahui terjadinya selisih step.

Menghasilkan suara yang sangat berisik saat beroperasi.

Torsi berkurang secara drastis seiring dengan bertambahnya kecepatan.

Daya yang dihasilkan tidak sebanding dengan ukuran dan berat motor.

Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan mengganti motor stepper

secara keseluruhan.

Penggunaan arus listrik tidak sebanding dengan beban yang diberikan.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

8

Motor DC biasa atau sering disebut sebagai motor DC “mainan” merupakan jenis

motor DC yang paling sederhana pengoperasiannya. Cukup dengan

memberikan tegangan pada kedua terminalnya, maka motor DC tersebut akan

berputar. Jenis motor DC ini sering ditemui pada benda yang hanya sekedar

bergerak dan tidak memerlukan pengendalian baik kecepatan maupun posisi.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

9

Motor DC dengan sikat karbon (brushed DC motor) merupakan rancangan awal

sebuah motor listrik. Hingga saat ini, brushed DC motor adalah pilihan utama untuk

motor yang memiliki torsi dan kecepatan yang mudah dikendalikan. Keuntungan

menggunakan brushed DC motor adalah:

Kecepatan putar mudah dikendalikan,

Semakin besar tegangan yang diberikan, maka akan semakin cepat

putarannya. Semakin kecil tegangan yang diberikan, maka akan semakin

lambat putarannya. Dengan kata lain, kecepatan putar berbanding lurus

dengan besarnya tegangan.

Motor DC biasa atau sering disebut sebagai motor DC “mainan” merupakan jenis

motor DC yang paling sederhana pengoperasiannya. Cukup dengan

memberikan tegangan pada kedua terminalnya, maka motor DC tersebut akan

berputar. Jenis motor DC ini sering ditemui pada benda yang hanya sekedar

bergerak dan tidak memerlukan pengendalian baik kecepatan maupun posisi.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

10

Torsi mudah dikendalikan,

Semakin besar arus listrik yang disediakan, maka akan semakin kuat torsinya.

Semakin kecil arus listrik yang disediakan, maka akan semakin lemah torsinya.

Dengan kata lain, torsi berbanding lurus dengan besarnya arus listrik.

Kelemahan utama dari brushed DC motor adalah penggantian sikat karbon di

dalamnya harus dilakukan secara berkala dan diberi pelumasan yang cukup agar

tetap memiliki kinerja yang baik.

Arah putaran motor DC dapat diubah dengan membalikkan tegangan yang diberikan

pada kutub – kutubnya. Misalnya, pada terminal (+) motor dihubungkan dengan

kutub (+) catu daya dan pada terminal (-) motor dihubungkan dengan kutub (-) catu

daya, maka motor akan berputar searah jarum jam. Sedangkan bila pada terminal

(+) motor dihubungkan dengan kutub (-) catu daya dan pada terminal (-) motor

dihubungkan dengan kutub (+) catu daya, maka motor akan berputar berlawanan

arah jarum jam.

Dalam dunia robotika, pertukaran kutub catu daya terhadap terminal motor tidak

bisa dilakukan secara manual. Maka dari itu, diperlukan suatu alat yang dapat

menukar kutub catu daya terhadap terminal motor secara otomatis.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

11

H-bridge merupakan 4 (empat) buah saklar yang disusun membentuk huruf “H”

seperti pada Gambar 6 untuk mengubah arus listrik yang mengalir melalui motor

guna mengubah arah putarannya. Pengoperasian dari H-bridge dapat

ditunjukkan table berikut:

Action

On Off Off On Motor goes Clockwise

Off On On Off Motor goes Counter-clockwise

On On Off Off Motor “brakes” and decelerates

Off Off On On Motor “brakes” and decelerates

Saklar yang digunakan untuk membuat H-bridge bisa berupa:

4 (empat) buah SPST switches,

1 (satu) buah DPDT switch,

4 (empat) buah relay,

4 (empat) buah transistor, atau

Torsi mudah dikendalikan,

Semakin besar arus listrik yang disediakan, maka akan semakin kuat torsinya.

Semakin kecil arus listrik yang disediakan, maka akan semakin lemah torsinya.

Dengan kata lain, torsi berbanding lurus dengan besarnya arus listrik.

Kelemahan utama dari brushed DC motor adalah penggantian sikat karbon di

dalamnya harus dilakukan secara berkala dan diberi pelumasan yang cukup agar

tetap memiliki kinerja yang baik.

Arah putaran motor DC dapat diubah dengan membalikkan tegangan yang diberikan

pada kutub – kutubnya. Misalnya, pada terminal (+) motor dihubungkan dengan

kutub (+) catu daya dan pada terminal (-) motor dihubungkan dengan kutub (-) catu

daya, maka motor akan berputar searah jarum jam. Sedangkan bila pada terminal

(+) motor dihubungkan dengan kutub (-) catu daya dan pada terminal (-) motor

dihubungkan dengan kutub (+) catu daya, maka motor akan berputar berlawanan

arah jarum jam.

Dalam dunia robotika, pertukaran kutub catu daya terhadap terminal motor tidak

bisa dilakukan secara manual. Maka dari itu, diperlukan suatu alat yang dapat

menukar kutub catu daya terhadap terminal motor secara otomatis.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

12

4 (empat) buah FET.

SPST dan DPDT switch dikendalikan secara manual. Sedangkan relay,

transistor, dan FET dikendalikan melalui logic yang dihasilkan oleh mikrokontroler.

Flyback Diode

Pengendalian aktuator berupa beban induktif, seperti motor, secara fast-switching

memerlukan komponen tambahan untuk mencegah terjadinya “lompatan” tegangan

yang dapat mengakibatkan switch terbakar. Komponen tersebut dinamakan flyback

diode.

Gambar 7 (A) menunjukkan arus listrik mengalir melalui kumparan motor. Ketika

saklar terbuka secara tiba – tiba dan arus listrik berubah menjadi 0 (nol) secara

mendadak (0 < t < 1) seperti pada Gambar 7 (B), maka nilai akan menjadi

sangat besar. Karena motor merupakan induktor, maka berlaku

yang akan membuat tegangan pada motor menjadi sangat besar. Jika tegangan

Vb lebih besar

daripada tegangan Va, maka akan terjadi lompatan tegangan melalui saklar yang

bisa membuatnya overload. Flyback diode berfungsi untuk mengalihkan

tegangan listrik yang masih tersimpan di dalam kumparan motor ke catu

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

13

daya untuk mencegah terjadinya “lompatan” tegangan yang melewati saklar

seperti pada Gambar 7 (C).

Voltage comparator merupakan salah satu aplikasi rangkaian op-amp yang

membandingkan 2 (dua) buah tegangan untuk menghasilkan suatu nilai logic

“HIGH” atau “LOW”.

Prinsip kerja dari voltage comparator adalah sebagai berikut:

Misalnya V1 adalah tegangan refensi sebesar 3v dan V2 adalah tegangan yang

akan dibandingkan dengan referensi. Op-amp dihubungkan dengan Vcc = 5v dan

Vdd = 0 (ground). Jika V2 bernilai 2v, maka Vout yang akan dihasilkan adalah 5v

(Vcc) karena V1

> V2. Dan jika V2 bernilai 4v, maka Vout adalah 0v (Vdd) karena V1 < V2. Jadi,

voltage comparator akan mengeluarkan tegangan Vcc pada Vout jika

tegangan input pada terminal (+) lebih besar daripada tegangan input pada

terminal (-) dan akan mengeluarkan tegangan Vdd pada Vout jika tegangan

input pada terminal (-) lebih besar daripada tegangan input pada terminal (+).

Encoder merupakan sebuah perangkat yang mengubah putaran menjadi

sekumpulan sinyal digital yang berurutan. Posisi dari benda yang berputar










(Vcc) karena V1

















(Vcc) karena V1








4 (empat) buah FET.

SPST dan DPDT switch dikendalikan secara manual. Sedangkan relay,

transistor, dan FET dikendalikan melalui logic yang dihasilkan oleh mikrokontroler.

Flyback Diode

Pengendalian aktuator berupa beban induktif, seperti motor, secara fast-switching

memerlukan komponen tambahan untuk mencegah terjadinya “lompatan” tegangan

yang dapat mengakibatkan switch terbakar. Komponen tersebut dinamakan flyback

diode.

Gambar 7 (A) menunjukkan arus listrik mengalir melalui kumparan motor. Ketika

saklar terbuka secara tiba – tiba dan arus listrik berubah menjadi 0 (nol) secara

mendadak (0 < t < 1) seperti pada Gambar 7 (B), maka nilai akan menjadi

sangat besar. Karena motor merupakan induktor, maka berlaku

yang akan membuat tegangan pada motor menjadi sangat besar. Jika tegangan

Vb lebih besar

daripada tegangan Va, maka akan terjadi lompatan tegangan melalui saklar yang

bisa membuatnya overload. Flyback diode berfungsi untuk mengalihkan

tegangan listrik yang masih tersimpan di dalam kumparan motor ke catu

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

14

dapat diketahui dengan menghitung jumlah pulsa yang dihasilkan. Shaft encoder

merupakan encoder yang dipasang pada poros dari sebuah motor.

Prinsip kerja dari sebuah encoder adalah dengan membaca pancaran sinar

melalui piringan bening, yang telah diberi garis “terang” dan “gelap” pada bagian

tepinya, oleh detektor. Bila detektor tidak menerima pancaran sinar, maka sinyal

“LOW” yang dihasilkan. Bila detektor menerima pancaran sinar, maka sinyal “HIGH”

yang dihasilkan.

Secara umum, encoder memiliki 2 buah detektor, A dan B, yang diletakkan

sedemikian rupa sehingga sinyal yang dihasilkan oleh kedua detektor tersebut

memiliki selisih sebesar 90 derajat.

Incremental Encoder

Incremental encoder merupakan konfigurasi encoder yang paling sederhana

karena hanya terdiri dari 2 channel, A dan B, dan menghasilkan sinyal yang

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

15

dapat diolah menjadi nilai yang selalu naik atau turun. Sinyal yang dihasilkan

oleh incremental encoder juga dapat digunakan untuk mengetahui arah

putaran dari motor.

Untuk mengetahui arah putaran motor, ada 3 parameter yang harus

diperhatikan dari sinyal yang dikeluarkan, yaitu:

A_last: Sinyal dari channel A sebelum mengalami transisi.

A_current: Sinyal dari channel A sesudah mengalami transisi.

B: Sinyal dari channel B saat / sesudah mengalami transisi.

Sistem pengaturan lup tertutup merupakan sistem pengaturan di mana sinyal

keluaran mempunyai pengaruh langsung terhadap sinyal kontrol (aksi kontrol).

Pada sistem pengaturan lup tertutup terdapat jaringan umpan balik (feedback).

Karenanya sistem pengaturan lup tertutup seringkali disebut sebagai sistem

pengaturan umpan balik. Praktisnya, istilah pengaturan lup tertutup dan sistem

pengaturan umpan balik dapat saling dipertukarkan penggunaannya.

dapat diketahui dengan menghitung jumlah pulsa yang dihasilkan. Shaft encoder

merupakan encoder yang dipasang pada poros dari sebuah motor.

Prinsip kerja dari sebuah encoder adalah dengan membaca pancaran sinar

melalui piringan bening, yang telah diberi garis “terang” dan “gelap” pada bagian

tepinya, oleh detektor. Bila detektor tidak menerima pancaran sinar, maka sinyal

“LOW” yang dihasilkan. Bila detektor menerima pancaran sinar, maka sinyal “HIGH”

yang dihasilkan.

Secara umum, encoder memiliki 2 buah detektor, A dan B, yang diletakkan

sedemikian rupa sehingga sinyal yang dihasilkan oleh kedua detektor tersebut

memiliki selisih sebesar 90 derajat.

Incremental Encoder

Incremental encoder merupakan konfigurasi encoder yang paling sederhana

karena hanya terdiri dari 2 channel, A dan B, dan menghasilkan sinyal yang

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

16

menjadi:

atau disederhanakan menjadi:

Dengan menggunakan persamaan PID diskrit di atas, maka nilai PWM dapat

ditentukan untuk mengatur putaran dari motor DC.

Pulse width modulation atau PWM merupakan teknik menghasilkan nilai analog

secara digital selain “LOW” dan “HIGH”. Dalam PWM, dikenal istilah Duty Cycle yang

artinya adalah persentasi sinyal “HIGH” terhadap sinyal “LOW” dalam satu clock

cycle.

Representasi diagram blok dari sistem pengaturan lup tertutup adalah sebagai

berikut: Pada sistem pengaturan lup tertutup, sinyal keluaran dari Output Process

atau sinyal keluaran terukur dari elemen ukur (biasanya sensor atau transduser) di-

umpan- balik-kan untuk dibandingkan dengan set-point (Vset). Perbedaan antara

sinyal keluaran dan set-point yaitu sinyal kesalahan atau Verror, disajikan

ke kontroler (PID) sedemikian rupa untuk mengurangi kesalahan dan membawa

keluaran sistem ke nilai yang dikehendaki. Jadi, pada sistem pengaturan lup

tertutup, keluaran sistem digunakan untuk menentukan sinyal masukan ke Output

Process.

Discrete PID1

Dicrete PID controller merupakan pendekatan dari persamaan PID analog yang

diimplementasikan pada perangkat digital. Berikut ini adalah proses

penurunannya dari persamaan PID analog ideal:

Untuk mengubahnya menjadi dikrit, diperlukan pendekatan pada bagian

integral dan derivative agar dapat dihitung oleh komputer.

dan

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

17

menjadi:

atau disederhanakan menjadi:

Dengan menggunakan persamaan PID diskrit di atas, maka nilai PWM dapat

ditentukan untuk mengatur putaran dari motor DC.

Pulse width modulation atau PWM merupakan teknik menghasilkan nilai analog

secara digital selain “LOW” dan “HIGH”. Dalam PWM, dikenal istilah Duty Cycle yang

artinya adalah persentasi sinyal “HIGH” terhadap sinyal “LOW” dalam satu clock

cycle.

Representasi diagram blok dari sistem pengaturan lup tertutup adalah sebagai

berikut: Pada sistem pengaturan lup tertutup, sinyal keluaran dari Output Process

atau sinyal keluaran terukur dari elemen ukur (biasanya sensor atau transduser) di-

umpan- balik-kan untuk dibandingkan dengan set-point (Vset). Perbedaan antara

sinyal keluaran dan set-point yaitu sinyal kesalahan atau Verror, disajikan

ke kontroler (PID) sedemikian rupa untuk mengurangi kesalahan dan membawa

keluaran sistem ke nilai yang dikehendaki. Jadi, pada sistem pengaturan lup

tertutup, keluaran sistem digunakan untuk menentukan sinyal masukan ke Output

Process.

Discrete PID1

Dicrete PID controller merupakan pendekatan dari persamaan PID analog yang

diimplementasikan pada perangkat digital. Berikut ini adalah proses

penurunannya dari persamaan PID analog ideal:

Untuk mengubahnya menjadi dikrit, diperlukan pendekatan pada bagian

integral dan derivative agar dapat dihitung oleh komputer.

dan

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

18

Gambar13 menggambarkan penggunaan Duty Cycle yang berbeda untuk

menghasilkan nilai analog secara digital. Jika Duty Cycle = 0%, artinya nilai

analog

yang dihasilkan adalah . Jika Duty Cycle = 25%, artinya nilai

analog yang dihasilkan adalah .

Secara singkat, mikrokontroler adalah komputer. Berbeda dengankomputer besar

yang multifungsi seperti desktop dan laptop, mikrokontroler hanya berfungsi untuk

menjalankan “tugas” tertentu dan ditanam di dalam sebuah benda lain seperti

mesin cuci, mesin jahit, MP3 player, telepon genggam, dan perangkat lainnya yang

hanya memiliki fungsi spesifik.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

19

Sesuai dengan nama-nya, mikrokontroler memiliki ukuran yang sangat kecil

sehingga hanya membutuhkan daya yang kecil untuk mengoperasikannnya.

Mikrokontroler terdiri dari berbagai jenis dan tipe, diantaranya adalah ATMEGA168-

20PU keluaran Atmel dengan spesifikasi utama sebagai berikut:

Processor 8-bit 20MHz (max.)

Flash memory size 16K

EEPROM size 512 bytes

PWM channel 6

External interrupt 2

PC interrupt 3

Gambar13 menggambarkan penggunaan Duty Cycle yang berbeda untuk

menghasilkan nilai analog secara digital. Jika Duty Cycle = 0%, artinya nilai

analog

yang dihasilkan adalah . Jika Duty Cycle = 25%, artinya nilai

analog yang dihasilkan adalah .

Secara singkat, mikrokontroler adalah komputer. Berbeda dengankomputer besar

yang multifungsi seperti desktop dan laptop, mikrokontroler hanya berfungsi untuk

menjalankan “tugas” tertentu dan ditanam di dalam sebuah benda lain seperti

mesin cuci, mesin jahit, MP3 player, telepon genggam, dan perangkat lainnya yang

hanya memiliki fungsi spesifik.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

20

1. Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah

pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit

2. Motor servo adalah sebuah motor DC dengan sistem umpan balik tertutup di mana

posisi rotor-nya akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di

dalam motor servo

3. Motor DC biasa atau sering disebut sebagai motor DC “mainan” merupakan jenis

motor DC yang paling sederhana pengoperasiannya. Cukup dengan memberikan

tegangan pada kedua terminalnya, maka motor DC tersebut akan berputar. Jenis

motor DC ini sering ditemui pada benda yang hanya sekedar bergerak dan tidak

memerlukan pengendalian baik kecepatan maupun posisi.

coba dicari contoh aplikasi motor DC yang digunakan dalam kehidupan sekitar anda.

1. Tuliskanlah 3 jenis dari motor DC!

2. Apakah yang dimaksud dengan motor servo?

3. Tuliskanlah Saklar yang digunakan untuk membuat H-bridge!

1. 3 jenis motor DC yaitu stepper, servo, dan DC biasa.



dalam motor servo

3. Saklar yang digunakan untuk membuat H-bridge bisa berupa:





4 (empat) buah FET.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

21


………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

Diakhir pembelajaran diharapkan peserta didik dapat memahami jenis-jenis dari motor

stapper.

1. Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah

pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit



dalam motor servo

3. Motor DC biasa atau sering disebut sebagai motor DC “mainan” merupakan jenis

motor DC yang paling sederhana pengoperasiannya. Cukup dengan memberikan

tegangan pada kedua terminalnya, maka motor DC tersebut akan berputar. Jenis

motor DC ini sering ditemui pada benda yang hanya sekedar bergerak dan tidak

memerlukan pengendalian baik kecepatan maupun posisi.

coba dicari contoh aplikasi motor DC yang digunakan dalam kehidupan sekitar anda.




1. 3 jenis motor DC yaitu stepper, servo, dan DC biasa.



dalam motor servo

3. Saklar yang digunakan untuk membuat H-bridge bisa berupa:





4 (empat) buah FET.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

22

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 Stepper

Kelebihan motor stepper dibandingkan dengan motor DC biasa adalah :

Sudut 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)

Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor seperti

pada motor DC


langsung ke porosnya

Frekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range

yang luas.

Prinsip kerja motor stepper adalah mengubah pulsa-pulsa input menjadi gerakan

mekanis diskrit. Oleh karena itu untuk menggerakkan motor stepper diperlukan

pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik.

Gambar 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.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

23

Berdasarkan struktur rotor dan stator pada motor stepper, maka motor stepper

dapat dikategorikan dalam 3 jenis sebagai berikut :

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. Berikut ini adalah

penampang melintang dari motor stepper tipe variable reluctance (VR):

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 berlawanan. 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 7,50 hingga 150 per langkah atau 48 hingga 24 langkah

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 Stepper

Kelebihan motor stepper dibandingkan dengan motor DC biasa adalah :

Sudut 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)

Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor seperti

pada motor DC


langsung ke porosnya

Frekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range

yang luas.

Prinsip kerja motor stepper adalah mengubah pulsa-pulsa input menjadi gerakan



Gambar 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.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

24

setiap putarannya. Berikut ini adalah ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe

permanent magnet :

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 VR 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

3,60 hingga 0,90 per langkah atau 100-400 langkah setiap putarannya. Berikut ini

adalah penampang melintang dari motor stepper tipe hibrid :

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

25

Berdasarkan metode perancangan rangkain pengendalinya, motor stepper dapat

dibagi menjadi 2 jenis yaitu motor stepper unipolar dan motor stepper bipolar.

Rangkaian pengendali motor stepper unipolar lebih mudah dirancang karena

hanya memerlukan satu switch / transistor setiap lilitannya. Untuk menjalankan

dan menghentikan motor ini cukup dengan menerapkan pulsa digital yang hanya

terdiri atas tegangan positif dan nol (ground) pada salah satu terminal lilitan

(wound) motor sementara terminal lainnya dicatu dengan tegangan positif

konstan (VM) pada bagian tengah (center tap) dari lilitan seperti pada gambar

berikut.

setiap putarannya. Berikut ini adalah ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe

permanent magnet :

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 VR 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

3,60 hingga 0,90 per langkah atau 100-400 langkah setiap putarannya. Berikut ini

adalah penampang melintang dari motor stepper tipe hibrid :

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

26

Untuk motor stepper dengan lilitan bipolar, diperlukan sinyal pulsa yang berubah-

ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. Jadi pada setiap terminal lilitan (A &

B) 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.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

27

1. Motor stepper adalah salah satu jenis motor dc yang dikendalikan dengan pulsa-

pulsa digital

2. Prinsip kerja motor stepper adalah mengubah pulsa-pulsa input menjadi gerakan



3. 5 jenis motor stepper

1. Motor Stepper Variable Reluctance (VR)

2. Motor Stepper Permanent Magnet (PM)

3. Motor Stepper Hybrid (HB)

4. Motor Stepper Unipolar

5. Motor Stepper Bipolar

Diskusikan dengan teman kelompok praktekmu, dan jelaskan lebih lanjut kegunaan

motor stepper di dunia industri.

1. Jelasknlah maksud dari pengertian motor stepper!

Untuk motor stepper dengan lilitan bipolar, diperlukan sinyal pulsa yang berubah-

ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. Jadi pada setiap terminal lilitan (A &

B) 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.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

28

2. Jelaskanlah prinsip kerja dari motor stepper!

3. Tuliskanlah 3 jenis dari motor stepper!


pulsa digital











………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


………………………………………………………………………………………………..

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

29

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

1. Peserta didik dapat memahami definisi dari motor seri

2. Peserta didik dapat memahami cara membalikkan putaran motor seri

3. Peserta dapat memahami cara membalikkan putaran motor induksi

4. Peserta didik dapat mengetahui penyebab kerusakan motor listrik

Motor seri adalah motor DC yang dimana gulungan medan dihubungkan secara seri

dengan gulungan dinamo / armature. Sehingga arus medan sama dengan arus

dinamo. Motor seri ini memberikan torsi awal yang besar sehingga cocok untuk

penggunaan yang memerlukan torsi penyalaan yang besar, seperti derek dan alat

pengangkat hoist.

Karena besarnya arus medan sama dengan besarnya arus pada dinamo. Maka

belitan atau gulungan medan terbuat dari kawat kuat yang berukuran cukup besar,

sehingga mampu untuk membawa arus beban. Ukuran kawat yang besar ini

membuat gulungan medan hanya terdiri dari beberapa putaran kawat saja.

Perhatikan gambar diagram dari motor DC seri dibawah ini




pulsa digital











………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


………………………………………………………………………………………………..

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

30

Jumlah arus yang melewati belitan menentukan besarnya torsi poros motor yang

dihasilkan. Karena medan seri yang terbuat dari konduktor yang berukuran besar

sehingga mampu membawa arus yang besar pula, maka torsi yang dihasilkannya

pun juga besar. Misalnya, motor starter yang digunakan untuk menghidupkan mesin

sebuah mobil adalah motor seri dan mungkin menarik sampai 500 A ketika memutar

poros engkol mesin pada pagi hari yang dingin. Motor seri yang digunakan pada

crane atau kerekan listrik dapat menarik arus hingga ribuan ampere selama

beroperasi.

Motor seri dapat beroperasi dengan aman dalam menangani arus yang begitu besar

karena motor ini tidak beroperasi untuk periode yang panjang atau lama. Dalam

sebagian besar aplikasi, motor hanya beroperasi selama beberapa detik. Bayangkan

saja, berapa lama motor starter pada mobil harus beroperasi untuk menghidupkan

mesin mobil.

Prinsip dasar motor seri mudah dimengerti. Ketika tegangan tersedia, arus mulai

mengalir dari terminal catu daya negatif ke gulungan medan dan dinamo. Pada saat

itu dinamo tidak langsung berputar, dan satu-satunya hambatan pada rangkaian ini

adalah konduktor yang digunakan pada gulungan medan dan dinamo. Dan hal ini

membuat motor menarik sejumlah besar arus dari catu daya. Ketika arus mulai

mengalir ke gulungan medan dan dinamo, akan menimbulkan medan magnet. Dan

saat arus yang mengalir begitu besar, akan menyebabkan kumparan mencapai

kejenuhan dan akan menghasilkan medan magnet terkuat.

Kekuatan dari medan magnet memberikan torsi terbesar pada poros

angker/armature. Torsi yang besar menyebabkan angker berputar dengan

jumlah daya maksimum. Ketika angker mulai berputar, maka tegangan akan

dihasilkan. Konsep ini sulit dimengerti karena angker/armature merupakan

bagian dari motor saat ini.

Perlu untuk diingat dari teori-teori dasar magnet, bahwa setiap medan magnet

melewati kumparan maka arus akan dihasilkan. Semakin kuat medan magnet

atau semakin cepat kumparan melewati garis fluks, maka lebih banyak arus yang

dihasilkan/ditimbulkan. Ketika angker mulai berputar, maka akan menghasilkan

tegangan dengan polaritas yang berlawanan dengan yang ada pada power

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

31

supply. Tegangan ini disebut tegangan kembali atau counter EMF. Efek

keseluruhan dari tegangan ini adalah hal ini akan mengurangi tegangan supply

sehingga gulungan motor melihat potensi tegangan yang lebih kecil.

Jika motor seri kehilangan sedikit arus, kecepatan motor akan semakin

meningkat. Semakin mengurangnya arus ini juga berarti semakin mengurangnya

torsi motor, sedangkan kecepatan motor akan semakin meningkat. Karena

beban bergerak ketika angker mulai menambah kecepatan, maka aplikasi hanya

akan membutuhkan sedikit torsi untuk menjaga beban bergerak. Dan ini akan

menguntungkan motor karena secara otomatis mengurangi arus motor ketika

beban mulai bergerak. Hal ini juga berarti mengurangi sedikit penumpukan

panas pada motor.

Kondisi seperti ini dapat menyebabkan masalah jika motor seri kehilangan

beban. Beban bisa saja hilang karena beberapa sebab, seperti poros atau shaft

motor patah misalnya. Ketika hal seperti ini terjadi, arus beban akan jatuh ke

minimum, jumlah tegangan kembali yang ditimbulkan angker akan berkurang.

Dan ketika angker tidak menghasilkan tegangan kembali(EMF back) yang cukup,

dan ketika beban tidak lagi menjadi penahan pada poros motor, angker akan

mulai berputar lebih cepat dan lebih cepat. Ini akan terus meningkatkan

kecepatan rotasi sampai beroperasi pada kecepatan yang sangat tinggi. Ketika

angker berputar dalam kecepatan sangat tinggi dan tidak terkendali, motor tidak

akan dapat bertahan dan akan mengalami kerusakan parah. Kondisi seperti ini

disebut pelarian(runaway). Dan karena itulah mengapa motor DC seri harus

memiliki beberapa jenis proteksi pelarian (runaway protection). Sebuah saklar

sentrifugal dapat dihubungkan ke motor untuk memutus daya(de-energy)

kumparan starter motor jika rpm motor melebihi batas yang telah ditetapkan.

Proteksi dengan sensor juga dapat dilakukan untuk memutus daya rangkaian

jika arus drop atau menurun sementara tegangan penuh tetap mengalir pada

motor. Bagian paling penting untuk diingat tentang motor seri adalah hal sulit

untuk mengontrol rpm atau kecepatan dengan cara eksternal karena

kecepatannya tergantung atau ditentukan dari ukuran beban. (Dalam beberapa

motor seri yang lebih kecil, kecepatan dapat dikontrol dengan memasang

rheostat secara seri dengan tegangan suplai untuk mengontrol tegangan yang

masuk ke motor dengan cara resistansi).

Jumlah arus yang melewati belitan menentukan besarnya torsi poros motor yang

dihasilkan. Karena medan seri yang terbuat dari konduktor yang berukuran besar

sehingga mampu membawa arus yang besar pula, maka torsi yang dihasilkannya

pun juga besar. Misalnya, motor starter yang digunakan untuk menghidupkan mesin

sebuah mobil adalah motor seri dan mungkin menarik sampai 500 A ketika memutar

poros engkol mesin pada pagi hari yang dingin. Motor seri yang digunakan pada

crane atau kerekan listrik dapat menarik arus hingga ribuan ampere selama

beroperasi.

Motor seri dapat beroperasi dengan aman dalam menangani arus yang begitu besar

karena motor ini tidak beroperasi untuk periode yang panjang atau lama. Dalam

sebagian besar aplikasi, motor hanya beroperasi selama beberapa detik. Bayangkan

saja, berapa lama motor starter pada mobil harus beroperasi untuk menghidupkan

mesin mobil.

Prinsip dasar motor seri mudah dimengerti. Ketika tegangan tersedia, arus mulai

mengalir dari terminal catu daya negatif ke gulungan medan dan dinamo. Pada saat

itu dinamo tidak langsung berputar, dan satu-satunya hambatan pada rangkaian ini

adalah konduktor yang digunakan pada gulungan medan dan dinamo. Dan hal ini

membuat motor menarik sejumlah besar arus dari catu daya. Ketika arus mulai

mengalir ke gulungan medan dan dinamo, akan menimbulkan medan magnet. Dan

saat arus yang mengalir begitu besar, akan menyebabkan kumparan mencapai

kejenuhan dan akan menghasilkan medan magnet terkuat.

Kekuatan dari medan magnet memberikan torsi terbesar pada poros

angker/armature. Torsi yang besar menyebabkan angker berputar dengan

jumlah daya maksimum. Ketika angker mulai berputar, maka tegangan akan

dihasilkan. Konsep ini sulit dimengerti karena angker/armature merupakan

bagian dari motor saat ini.

Perlu untuk diingat dari teori-teori dasar magnet, bahwa setiap medan magnet

melewati kumparan maka arus akan dihasilkan. Semakin kuat medan magnet

atau semakin cepat kumparan melewati garis fluks, maka lebih banyak arus yang

dihasilkan/ditimbulkan. Ketika angker mulai berputar, maka akan menghasilkan

tegangan dengan polaritas yang berlawanan dengan yang ada pada power

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

32

Gambar kurva dibawah ini menunjukkan hubungan antara kecepatan motor seri

dengan arus dinamo. Dari gambar ini bisa terlihat ketika arus rendah, kecepatan

motor akan maksimum. Dan ketika arus meningkat, kecepatan motor akan

menurun. Dari kurva ini juga dapat dilihat bahwa motor seri ini akan mengalami

runaway atau pelarian (kecepatan meningkat tak terkendali) jika arus dinamo

turun menjadi nol. (penting untuk diingat bahwa motor DC yang lebih besar yang

biasa digunakan di industri, dalam setiap kerugian gesekan yang terjadi akan

sedikit membatasi kecepatan tertinggi).

Arah putaran motor seri ini dapat diubah atau dibalik dengan merubah polaritas

salah satu gulungan baik itu angker atau gulungan medan. Penting untuk diingat

bahwa jika anda hanya mengubah polaritas tegangan, maka itu sama saja

dengan mengubah polaritas dari kedua gulungan (angker dan medan) dan arah

putaran motor akan tetap sama

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

33

Karena hanya polaritas satu gulungan yang dibalik, gulungan angker/armature

yang biasanya dibalik karena lebih mudah hanya dengan membalik polaritas

sikat(brush). Membalik putaran motor biasanya juga dengan mengubah kabel

sehingga polaritas gulungan angker berubah dan arah putaran motor juga

berubah. Pada gambar diagram dibawah ini terlihat terminal angker ditandai

dengan A1 dan A2 sedangkan terminal medan ditandai dengan S1 dan S2.

Dari gambar diagram diatas terlihat ketika motor berputar maju(forward), kontak

F menutup dan kontak R tetap terbuka, sehingga menghubungkan catu daya

positif dengan terminal angker A1 dan terminal angker A2 terhubung dengan

terminal medan S1 dimana ujung terminal yang satunya (S2) terhubung dengan

catu daya negatif. Sedangkan ketika motor berputar mundur (reverse), kontak R

menutup dan kontak F terbuka, sehingga membalik polaritas angker, dimana A2

kini terhubung dengan catu daya positif dan A1 terhubung dengan terminal

medan S1-S2 yang terhubung dengan catu daya negatif. Dan dari rangkaian

diagram kontrolnya terlihat sama saja dengan diagram kontrol forward reverse

biasanya

Motor induksi 3 fasa adalah motor yang paling populer atau paling banyak

digunakan dalam penggerak mesin-mesin di industri. Seperti penggerak pada

pompa, conveyor, kompresor, blower, dan lain-lain. Hal itu mungkin dikarenakan

Gambar kurva dibawah ini menunjukkan hubungan antara kecepatan motor seri

dengan arus dinamo. Dari gambar ini bisa terlihat ketika arus rendah, kecepatan

motor akan maksimum. Dan ketika arus meningkat, kecepatan motor akan

menurun. Dari kurva ini juga dapat dilihat bahwa motor seri ini akan mengalami

runaway atau pelarian (kecepatan meningkat tak terkendali) jika arus dinamo

turun menjadi nol. (penting untuk diingat bahwa motor DC yang lebih besar yang

biasa digunakan di industri, dalam setiap kerugian gesekan yang terjadi akan

sedikit membatasi kecepatan tertinggi).

Arah putaran motor seri ini dapat diubah atau dibalik dengan merubah polaritas


bahwa jika anda hanya mengubah polaritas tegangan, maka itu sama saja

dengan mengubah polaritas dari kedua gulungan (angker dan medan) dan arah

putaran motor akan tetap sama

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

34

motor induksi ini mempunyai beberapa keunggulan yang tidak dimiliki oleh motor-

motor jenis yang lain, seperti ; kontruksinya yang sederhana, tahan lama,

perawatannya mudah, dan punya efisiensi yang tinggi.

Rangkaian star delta adalah rangkaian instalasi motor dengan sambungan

bintang segitiga (Y∆), atau lebih dikenal dengan nama koneksi star delta. Fungsi

dari koneksi star delta adalah untuk menurunkan atau mengurangi besarnya

arus start motor. Semakin besar tegangan maka arus akan semakin kecil begitu

sebaliknya semakin kecil tegangan maka arus akan semakin besar. Bagaimana

itu terjadi ?untuk menjawab itu kita harus tahu dulu, hubungan antara daya ( P ),

tegangan( V ) , dan arus ( I ).

Dari rumus diatas tentu kita sudah mengerti. Jika kita hitung berapa besarnya

arus ( I ), dengan daya (P) yang sama, dibagi dengan tegangan(V) yang berbeda.

Tentu saja hasilnya sudah bisa ditebak, dengan tegangan yang besar maka arus

akan kecil, begitu juga sebaliknya. Lalu apa hubungannya rumus diatas dengan

rangkaian star delta? Pada koneksi star delta ada perbedaan antara besarnya

tegangan pada koneksi star dan besarnya tegangan pada koneksi delta.

Gambar 25 bisa menjadi patokan bagaimana melihat koneksi star delta yang

benar dan salah. Contohnya: perhatikan gambar pada sebuah rangkaian daya

star delta kita bisa melihat pada koneksi starnya apakah mirip dengan

star/bintang, dan pada koneksi deltanya apakah mirip delta/segitiga seperti

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

35

gambar koneksi star delta diatas. Jika itu mirip atau sama bisa dipastikan

rangkaian daya itu benar. Dan juga perlu diingat jika ingin membalik putaran

motor pada rangkaian star delta dengan membalik salah satu tegangan maka

anda juga harus membalik salah satu tegangan pada satu sisi yang lain.

Jika pemasangan instalasi motor itu harus sesuai standar yang ditentukan agar

tidak terjadi hasil yang tidak diinginkan seperti lilitan motor terbakar dikarenakan

phase loss, hubungan singkat atau sebab-sebab lainnya. Khususnya kita harus

berhati-hati pada motor yang label terminalnya sudah hilang atau motor hasil

repairan/perbaikan yang mungkin sudah tidak sesuai lagi antara terminal dan

lilitannya. Jadi kita harus bisa tentukan dulu mana U1U2, V1V2, dan W1W2

motor induksi ini mempunyai beberapa keunggulan yang tidak dimiliki oleh motor-

motor jenis yang lain, seperti ; kontruksinya yang sederhana, tahan lama,

perawatannya mudah, dan punya efisiensi yang tinggi.

Rangkaian star delta adalah rangkaian instalasi motor dengan sambungan

bintang segitiga (Y∆), atau lebih dikenal dengan nama koneksi star delta. Fungsi

dari koneksi star delta adalah untuk menurunkan atau mengurangi besarnya

arus start motor. Semakin besar tegangan maka arus akan semakin kecil begitu

sebaliknya semakin kecil tegangan maka arus akan semakin besar. Bagaimana

itu terjadi ?untuk menjawab itu kita harus tahu dulu, hubungan antara daya ( P ),

tegangan( V ) , dan arus ( I ).

Dari rumus diatas tentu kita sudah mengerti. Jika kita hitung berapa besarnya

arus ( I ), dengan daya (P) yang sama, dibagi dengan tegangan(V) yang berbeda.

Tentu saja hasilnya sudah bisa ditebak, dengan tegangan yang besar maka arus

akan kecil, begitu juga sebaliknya. Lalu apa hubungannya rumus diatas dengan

rangkaian star delta? Pada koneksi star delta ada perbedaan antara besarnya

tegangan pada koneksi star dan besarnya tegangan pada koneksi delta.

Gambar 25 bisa menjadi patokan bagaimana melihat koneksi star delta yang

benar dan salah. Contohnya: perhatikan gambar pada sebuah rangkaian daya

star delta kita bisa melihat pada koneksi starnya apakah mirip dengan

star/bintang, dan pada koneksi deltanya apakah mirip delta/segitiga seperti

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

36

Untuk membalik arah putaran motor induksi 3 fasa adalah dengan membalik

salah satu polaritas tegangan yang masuk ke motor. coba perhatikan gambar

dibawah ini

Pada gambar diatas terlihat kalau motor akan berputar ke kanan (forward) jika

terminal belitan/winding motor menerima tegangan RST dengan R terhubung

dengan U, S terhubung dengan V dan T terhubung dengan W. Dan motor akan

berputar ke arah sebaliknya (reverse) jika terminal winding motor menerima

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

37

tegangan RST dengan R terhubung dengan U, S terhubung dengan W dan T

terhubung dengan V. Dengan kata lain tegangan RST dibalik menjadi RTS.

Membalik dengan polaritas yang lain juga bisa, seperti R dengan S, atau R

dengan T.

Untuk mengubah atau membalik polaritas tegangan RST itu biasanya digunakan

rangkaian pengendali mekanik dan magnetik yaitu rangkaian kontaktor. Dan

sebagai pengaman motor dipasang juga pelindung motor (thermal overload).

Perhatikan gambar diagram utama/daya forward reverse berikut ini.

Gambar diatas menunjukkan bahwa motor akan berputar ke kanan(forward), jika

K1 bekerja. Saat kontaktor 1 bekerja, tegangan RST akan masuk ke motor secara

berurutan. Dan gambar diatas juga menjelaskan kalau motor akan berputar ke

kiri(reverse), jika K2(kontaktor 2) bekerja. Saat K2 bekerja maka polaritas

tegangan RST yang masuk kemotor akan dibalik menjadi TSR.(lihat gambar

diatas).dan yang terjadi adalah motor akan berputar ke kiri.

Untuk mengatur atau mengendalikan kedua kontaktor tersebut diperlukan

rangkaian kontrol forward reverse. Dan dibawah ini adalah diagram rangkaian

Untuk membalik arah putaran motor induksi 3 fasa adalah dengan membalik

salah satu polaritas tegangan yang masuk ke motor. coba perhatikan gambar

dibawah ini

Pada gambar diatas terlihat kalau motor akan berputar ke kanan (forward) jika

terminal belitan/winding motor menerima tegangan RST dengan R terhubung

dengan U, S terhubung dengan V dan T terhubung dengan W. Dan motor akan

berputar ke arah sebaliknya (reverse) jika terminal winding motor menerima

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

38

kontrol forward reverse. Perhatikan gambar berikut, dan pahami bagaimana cara

kerjanya.

Tegangan kerja koil kontaktor pada gambar rangkaian kontrol diatas adalah

220VAC. Sehingga gambar diatas mendapatkan catu daya fasa(R) dan nol(N).

Namun biasanya juga digunakan kontaktor dengan koil kerja 380VAC, jadi harus

diberi catu daya dengan tegangan line(fasa-fasa). Tegangan line disini berarti R-

S,R-T atau S-T. Pemberian tegangan ini sebenarnya tergantung dari koil

kontaktornya karena bisa juga tegangan kerja koil itu 100V,200V dan

sebagainya. Pada gambar diatas terlihat bahwa arus listrik akan mengalir dan

mengaktifkan K1 jika tombol ON1 ditekan. Meskipun ON1 dilepas K1 akan tetap

aktif, hal ini dikarenakan ada interlock dari kontak bantu NO(K1) yang dipasang

pararel dengan ON1. Sehingga arus listrik tetap mengalir ke koil kontaktor lewat

kontak bantu NO(K1) tersebut. Saat K1 aktif hal ini berarti motor berputar ke

kanan(forward). Dari gambar diatas juga terlihat adanya kontak bantu NC(K1)

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

39

yang dipasang secara seri dengan koil K2, dan sebaliknya kontak bantu NC(K2)

yang dipasang seri denga koil K1. Kontak bantu NC disini berfungsi sebagai

interlock pengaman. Misalnya, jika ON1 ditekan dan K1 aktif (motor berputar

forward), meskipun ON2 ditekan maka arus listrik tidak akan mengalir ke koil K2,

karena NC(K1) tersebut telah membuka. Dan untuk membalik putaran(reverse),

maka harus ditekan tombol OFF terlebih dahulu, sehingga K1 off dan tombol ON2

sekarang bisa ditekan untuk mengaktifkan koil K2. Sehingga motor bisa berputar

ke kiri (reverse)

Membalikkan putaran motor kapasitor satu fasa

Motor capasitor merupakan motor listrik AC satu fasa. Motor capasitor ini biasa

kita jumpai pada pompa air, kompresor AC, mesin cuci, dan lain sebagainya.

Konstruksi pada motor capasitor ini sangat sederhana dan berdaya kecil dengan

tegangan 220VAC. Stator motor capasitor ini hanya terdiri dari 2

kumparan/lilitan. Satu kumparan utama dan satu kumparan bantu. Motor ini

memiliki capasitor yang dihubungkan secara seri dengan belitan bantu dan

pararel dengan belitan utama. Fungsi dari kapasitor itu sendiri adalah untuk

memperbesar kopel atau torsi start awal , mengurangi arus start awal motor,

serta mempertajam pergeseran beda fasa antara belitan utama dan belitan

bantu hingga mendekati 90⁰. Untuk membalik atau merubah putaran motor ini

sangat mudah, yaitu hanya dengan membalik polaritas kumparan utama atau

kumparan bantu. untuk lebih jelasnya, lihat pada gambar dibawah berikut ini :

kontrol forward reverse. Perhatikan gambar berikut, dan pahami bagaimana cara

kerjanya.

Tegangan kerja koil kontaktor pada gambar rangkaian kontrol diatas adalah

220VAC. Sehingga gambar diatas mendapatkan catu daya fasa(R) dan nol(N).

Namun biasanya juga digunakan kontaktor dengan koil kerja 380VAC, jadi harus

diberi catu daya dengan tegangan line(fasa-fasa). Tegangan line disini berarti R-

S,R-T atau S-T. Pemberian tegangan ini sebenarnya tergantung dari koil

kontaktornya karena bisa juga tegangan kerja koil itu 100V,200V dan

sebagainya. Pada gambar diatas terlihat bahwa arus listrik akan mengalir dan

mengaktifkan K1 jika tombol ON1 ditekan. Meskipun ON1 dilepas K1 akan tetap

aktif, hal ini dikarenakan ada interlock dari kontak bantu NO(K1) yang dipasang

pararel dengan ON1. Sehingga arus listrik tetap mengalir ke koil kontaktor lewat

kontak bantu NO(K1) tersebut. Saat K1 aktif hal ini berarti motor berputar ke

kanan(forward). Dari gambar diatas juga terlihat adanya kontak bantu NC(K1)

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

40

Penting untuk diingat, bahwa ketika anda ingin mengubah atau membalik arah

putaran motor dengan membalik polaritas tegangan, maka itu sama saja dengan

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

41

anda membalik kedua polaritas gulungan utama dan gulungan bantu. Dan

hasilnya arah putaran motor akan tetap sama atau tidak berubah.

Kebanyakan kerusakan dari motor listrik disebabkan oleh beberapa faktor seperti :

Panas, Kotor, Lembab, Vibrasi, dan Kualitas dari sumber listrik. Dengan mengetahui

beberapa faktor penyebab kerusakan motor tersebut kita dapat mengurangi atau

mengeliminir jumlah kerusakan, kerugian, dan ongkos perbaikan. Sehingga

menurunkan biaya (cost down) operasional tentunya dalam hal maintenance

motor/mesin itu sendiri.

Faktor kerusakan dapat dibagi menurut beberpa faktor seperti :

1. Dibagi menurut asal sebab munculnya faktor kerusakan :

kerusakan dari luar motor : kualitas sumber tenaga listrik, kondisi lingkugan

panas/lembab/tidak ada ventilasi, kondisi beban

kerusakan dari dalam motor : aging/penuaan, life time seperti dari bearing,

rotor atau dari stator itu sendiri

2. Dibagi menurut jenis faktor kerusakan

Kerusakan karena listrik(kualitas listrik) :

Hilangnya salah satu tegangan/voltage tidak balance, kebanyakan lilitan

motor akan terbakar karena motor akan mengalami panas yang

Penting untuk diingat, bahwa ketika anda ingin mengubah atau membalik arah

putaran motor dengan membalik polaritas tegangan, maka itu sama saja dengan

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

42

berlebihan(over heating) yang disebabkan oleh over current karena

hilangnya salah satu tegangan phasa. untuk mengatasi faktor kerusakan

ini bisa memakai protector relay seperti TOR/OCR(Over Current Relay)

untuk mematikan sistem. Untuk kasus yang ini tidak akan berpengaruh

pada motor yang sistem kontrolnya memakai inverter karena inverter juga

bisa menjadi protector pada motor namun juga dapat memperpendek

umur/life time dari inverter itu sendiri.

under/over voltage dapat menimbulakan overheating didalam winding,

berakibat umur motor menjadi pendek. Voltage spike akibat power

swicthing atau serangan halilintar (lightning strikes) juga menyebabkan

kerusakan isolasi winding. Kualitas suply tenaga sangat menentukan umur

motor listrik, maka hal-hal diatas memang harus dihindari dengan cara

menjaga kualitas listrik/mematikan sistem dari motor listrik tersebut.

3. Kerusakan mekanis.

Panas /over-heating: Penyebab terbesar kerusakan motor sehingga motor

tidak dapat mencapai umur pakai yang seharusnya ialah “over-heating atau

panas berlebihan”, Setiap mengalami Kenaikan temperature 10 derajat,

dari temperature normalnya, berakibat memotong umur motor 50% ,

meskipun kenaikan terjadi hanya sementara.

4. Sebab over heating

Memilih motor terlalu kecil, sehingga motor harus menderita over-current,

berarti kondisi operasinya lebih panas. Tetapi jika memilh motor terlalu

besar berakibat pemakaian listrik tidak efisien berarti pemborosan.

Sistem starting, kebanyakan motor dipasang dengan “direct starting”.

sistem ini menimbulkan arus Starting-current terlampau besar (3 kali lebih),

sehingga menimbulkan panas yang besar, lebih2 jika sering start-stop.

Untuk itu perlu dipasang sistem start al: star-delta, fluid-couplig, pengubah-

frequensi,dll

Start-stop terlalu sering tanpa memperhartikan jedah antar waktu start

sangat menimbulkan kerusakan. (lihat tabel minmum jedah waktu)

Environment – ambient temperature tinggi,, mengakibatkan operating

temperture motor lebih tinggi dari seharusnya.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

43

Ventilasi ruang kurang bagus menimbulkan system pendinginan motor

tidak baik. Mengakibatkan operating temperature motor naik.

Kondisi motor: fan rusak, body motor kotor, saluran pendingin buntu/kotor

dll.

Kondisi beban : kopling misaligment, beban terlalu besar, beban tidak

normal,

5. Kotor ,Debu / Kotoran yg terakumulasi akan merusak komponen listrk maupun

mekanical. Umumnya terakumulasi pada permukaan badan motor , saluran

pendinginan, fan mengakibatkan pendinginan terganggu dan panasan motor

berlebih. Motor type ODP , kotoran debu masuk dan terkumpul kedalam winding

menimbulkan kerusakan isolasi / winding.

6. Moisture / lembab, Lembab atau embun juga merusak komponen listrik dan

mekanikal, yang mengakibatkan pengkaratan pada poros, bearing, rotor, stator,

laminasi. Jika penetrasi ke isolasi mengkaibatkan degradasi isolasi dan rusak.

7. Vibrasi, Vibrasi merupakan indikasi bahwa kondisi motor sedang mengalami

masalah. Besar Vibrasi yang melebih harga yang diijinkan dapat menyebabkan

kerusakan yang lebih parah. Sumber vibrasi dapat dari motor atau dari mesin

yang digerakan (load) bahkan mungkin juga dari kedua2nya.

Sebab vibrasi antara lain dari kondisi:

Misalignment motor terhadap load(mesin yang digerkakkan/beban)

Kendor pada fondasi nya Motor atau load

Kondisi Soft-foot pada fondasi nya Motor atau load

Rotor unbalance ( Motor atau load)

Bearing aus atau rusak, meyebabkan poros berputar tidak sentris.

Akumulasi karat atau kotoran pada komponen putar (rotor)

Sewaktu memasang rotor/bearing motor sehabis overhaul/rewinding tidak

aligment.

8. Beberapa sebab lain:

Pemilihan pelumas harus sesuai specifikasi, penggantian/penambahan

dilakukan dan terjadwal dengan baik.

Pemilihan dan pemeliharaan kopling sama pentingnya dengan komponen

lain.

pemasangan bearing dan komponen lain harus sesuai dengan standard.

berlebihan(over heating) yang disebabkan oleh over current karena

hilangnya salah satu tegangan phasa. untuk mengatasi faktor kerusakan

ini bisa memakai protector relay seperti TOR/OCR(Over Current Relay)

untuk mematikan sistem. Untuk kasus yang ini tidak akan berpengaruh

pada motor yang sistem kontrolnya memakai inverter karena inverter juga

bisa menjadi protector pada motor namun juga dapat memperpendek

umur/life time dari inverter itu sendiri.

under/over voltage dapat menimbulakan overheating didalam winding,

berakibat umur motor menjadi pendek. Voltage spike akibat power

swicthing atau serangan halilintar (lightning strikes) juga menyebabkan

kerusakan isolasi winding. Kualitas suply tenaga sangat menentukan umur

motor listrik, maka hal-hal diatas memang harus dihindari dengan cara

menjaga kualitas listrik/mematikan sistem dari motor listrik tersebut.

3. Kerusakan mekanis.

Panas /over-heating: Penyebab terbesar kerusakan motor sehingga motor

tidak dapat mencapai umur pakai yang seharusnya ialah “over-heating atau

panas berlebihan”, Setiap mengalami Kenaikan temperature 10 derajat,

dari temperature normalnya, berakibat memotong umur motor 50% ,

meskipun kenaikan terjadi hanya sementara.

4. Sebab over heating

Memilih motor terlalu kecil, sehingga motor harus menderita over-current,

berarti kondisi operasinya lebih panas. Tetapi jika memilh motor terlalu

besar berakibat pemakaian listrik tidak efisien berarti pemborosan.

Sistem starting, kebanyakan motor dipasang dengan “direct starting”.

sistem ini menimbulkan arus Starting-current terlampau besar (3 kali lebih),

sehingga menimbulkan panas yang besar, lebih2 jika sering start-stop.

Untuk itu perlu dipasang sistem start al: star-delta, fluid-couplig, pengubah-

frequensi,dll

Start-stop terlalu sering tanpa memperhartikan jedah antar waktu start

sangat menimbulkan kerusakan. (lihat tabel minmum jedah waktu)

Environment – ambient temperature tinggi,, mengakibatkan operating

temperture motor lebih tinggi dari seharusnya.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

44

Setelah kita mengetahui beberapa sebab kerusakan, kita dapat merencanakan

program pemeliharaan dan langkah pelaksanaan yang sesuai dan terjadwal

untuk menambah umur dari motor listrik tersebut.

1. Motor seri adalah motor DC yang dimana gulungan medan dihubungkan secara seri




pengangkat hoist

2. Arah putaran motor seri ini dapat diubah atau dibalik dengan merubah polaritas


bahwa jika anda hanya mengubah polaritas tegangan, maka itu sama saja dengan

mengubah polaritas dari kedua gulungan (angker dan medan) dan arah putaran

motor akan tetap sama

3. Kebanyakan kerusakan dari motor listrik disebabkan oleh beberapa faktor seperti :

Panas, Kotor, Lembab, Vibrasi, dan Kualitas dari sumber listrik

4. Penyebab kerusakan dibagi menurut asal sebab munculnya faktor kerusakan :





Gambarkanlah pada kertas HVS ukuran A4 Diagram forward reverse motor seri!.

1. Apakah yang dimaksud dengan motor seri? Jelaskan!

2. Bagaimanakah cara membalik putaran motor DC seri?

3. Tuliskanlah Penyebab kerusakan dibagi menurut asal sebab munculnya faktor

kerusakan!

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

45





pengangkat hoist





motor akan tetap sama. Karena hanya polaritas satu gulungan yang dibalik,

gulungan angker/armature yang biasanya dibalik karena lebih mudah hanya dengan

membalik polaritas sikat(brush). Membalik putaran motor biasanya juga dengan

mengubah kabel sehingga polaritas gulungan angker berubah dan arah putaran

motor juga berubah







………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

Setelah kita mengetahui beberapa sebab kerusakan, kita dapat merencanakan

program pemeliharaan dan langkah pelaksanaan yang sesuai dan terjadwal

untuk menambah umur dari motor listrik tersebut.





pengangkat hoist





motor akan tetap sama

3. Kebanyakan kerusakan dari motor listrik disebabkan oleh beberapa faktor seperti :

Panas, Kotor, Lembab, Vibrasi, dan Kualitas dari sumber listrik






Gambarkanlah pada kertas HVS ukuran A4 Diagram forward reverse motor seri!.




kerusakan!

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

46

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


kerusakan!

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

Diakhir pembelajaran diharapkan peserta didik dapat menghitung arus, daya, kecepatan

dan torsi pada motor listrik.

Motor listrik adalah suatu perangkat elektromagnetik yang digunakan untuk

mengkonversi atau mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Hasil konversi

ini atau energi mekanik ini bisa digunakan untuk berbagai macam keperluan seperti

digunakan untuk memompa suatu cairan dari satu tempat ke tempat yang lain pada

mesin pompa, untuk meniup udara pada blower, digunakan sebagai kipas angin, dan

keperluan – keperluan yang lain. Berdasarkan jenis dan karakteristik arus listrik yang

masuk dan mekanisme operasinya motor listrik dibedakan menjadi 2, yaitu motor

AC, dan motor DC. Namun pada artikel kali ini kita akan membahas sedikit tentang

motor AC, beserta cara menghitung arus, daya, dan kecepatan pada motor tersebut.

Ada 2 jenis motor pada motor AC, yaitu :

1. Motor sinkron, yaitu motor AC (arus bolak-balik) yang bekerja pada kecepatan

tetap atau konstan pada frekuensi tertentu. Kecepatan putaran motor sinkron

tidak akan berkurang(tidak slip) meskipun beban bertambah, namun kekurangan

motor ini adalah tidak dapat menstart sendiri. Motor ini membutuhkan arus

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

47

searah (DC) yang dihubungkan ke rotor untuk menghasilkan medan magnet

rotor. Motor ini disebut motor sinkron karena kutup medan rotor mendapat

tarikan dari kutup medan putar stator hingga turut berputar dengan kecepatan

yang sama (sinkron).

2. Motor induksi, yaitu motor AC yang paling umum digunakan di industri –

industri. Pada motor DC arus listrik dihubungkan secara langsung ke rotor

melalui sikat-sikat(brushes) dan komutator(commutator). Jadi kita bisa

mengatakan motor DC adalah motor konduksi. Sedangkan pada motor AC, rotor

tidak menerima sumber listrik secara konduksi tapi dengan induksi. Oleh karena

itu motor AC jenis ini disebut juga sebagai motor induksi.

Contoh : hitung kecepatan putar motor 4 poles/kutup jika motor dioperasikan

dengan frekuensi 50 hz.

ns = (120. F)/ P = (120 . 50)/ 4 = 1500 rpm

Contoh : hitung slip motor jika diketahui kecepatan motor 1420 rpm. Dengan

kecepatan sinkron yang sama dengan hasil diatas.

% slip = ((ns - n)/ ns) x 100 = ((1500 - 1420)/ 1500)x 100 = 5 %

φ).

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


kerusakan!

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

Diakhir pembelajaran diharapkan peserta didik dapat menghitung arus, daya, kecepatan

dan torsi pada motor listrik.

Motor listrik adalah suatu perangkat elektromagnetik yang digunakan untuk

mengkonversi atau mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Hasil konversi

ini atau energi mekanik ini bisa digunakan untuk berbagai macam keperluan seperti

digunakan untuk memompa suatu cairan dari satu tempat ke tempat yang lain pada

mesin pompa, untuk meniup udara pada blower, digunakan sebagai kipas angin, dan

keperluan – keperluan yang lain. Berdasarkan jenis dan karakteristik arus listrik yang

masuk dan mekanisme operasinya motor listrik dibedakan menjadi 2, yaitu motor

AC, dan motor DC. Namun pada artikel kali ini kita akan membahas sedikit tentang

motor AC, beserta cara menghitung arus, daya, dan kecepatan pada motor tersebut.

Ada 2 jenis motor pada motor AC, yaitu :

1. Motor sinkron, yaitu motor AC (arus bolak-balik) yang bekerja pada kecepatan

tetap atau konstan pada frekuensi tertentu. Kecepatan putaran motor sinkron

tidak akan berkurang(tidak slip) meskipun beban bertambah, namun kekurangan

motor ini adalah tidak dapat menstart sendiri. Motor ini membutuhkan arus

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

48

Menggunakan rumus

Contoh. Hitung besarnya arus(ampere) motor dengan daya 1 kw dan

tegangan 220V dengan faktor daya 0,88.

I = P / V. Cos φ.....P = 1 kw = 1000 watt

I = 1000/(220 . 0,88) = 5 Ampere

Mengunakan alat ukur

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

49

1. Putar selector switch pada skala ampere, lihat kapasitas ampere pada

MCB atau pada beban untuk menghindari ampere beban lebih besar dari

skala ampere pada alat ukur. (ingat : arus beban yang lebih tinggi dari

skala alat ukur dapat merusak alat ukur).

2. Pasang tang ampere pada salah satu kabel fasa tersebut. Lihat seperti

pada gambar 2 diatas. pengambilan kabel pengukuran bisa setelah

kontaktor dan OCR(over current relay) ataupun sebelum kontaktor. Anda

bisa juga mengukurnya dari sebelum MCB asalkan tidak ada

percabangan beban(pararel).

3. Angka hasil pengukuran arus akan keluar di monitor tang ampere.

Gambar nomor 3.

4. Ukur semua atau ketiga kabel fasa tersebut (R, S, T).

Dari hasil pengukuran RST tersebut batas toleransi perbedaan antar fasa

adalah +0,5 A ~ -0,5A . Jika perbedaan hasil pengukuran antar fasa lebih

besar dari itu, maka perlu pengecekan lebih lanjut karena hal itu juga

merupakan abnormal. Hal ini terjadi akibat beberapa sebab, seperti:

Tegangan listrik RST tidak seimbang, bisa juga disebabkan dari kontaktor,

kabel, MCB, ataupun memang dari sumber PLN.

Isolasi belitan motor yang sudah jelek, mungkin disebabkan karena sudah

lewat lifetime, panas, dan lain-lain.

Hambatan atau impedansi(Z) dari belitan motor yang tidak seimbang.

Jika dari hasil pengukuran arus atau ampere lebih tinggi dari arus nominal

yang tertera pada nameplate motor. maka dalam kondisi ini akan sangat

berbahaya atau mengancam motor, karena hal ini menyebabkan panas yang

bisa berakibat kebakaran pada belitan motor. Kebanyakan hal seperti ini

terjadi karena :

Bearing seret atau aus, hal ini kemungkinan disebabkan karena; life time,

panas, kopling beban tidak center, impeller tidak ballance, dan lain-lain.

Beban terlalu berat (overload), disebabkan karena,

jammed/macet/menyumbat, daya motor terlalu kecil (salah pilih motor),

Phase loss(hilangnya salah satu fasa), kebanyakan hal ini terjadi karena

rusaknya kontak utama pada kontaktor, namun biasanya juga terjadi

karena diakibatkan dari sumber PLN yang terputus. Memang sebab

Menggunakan rumus

Contoh. Hitung besarnya arus(ampere) motor dengan daya 1 kw dan

tegangan 220V dengan faktor daya 0,88.

I = P / V. Cos φ.....P = 1 kw = 1000 watt

I = 1000/(220 . 0,88) = 5 Ampere

Mengunakan alat ukur

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

50

ampere motor naik karena phase losses jarang terjadi namun phase loss

inilah yang sangat berbahaya pada motor, karena kerusakan motor yang

disebabkan hilangnya salah satu tegangan fasa ini(phase loss) tidak bisa

diperkirakan/diduga oleh mekanik. Ketika salah satu tegangan fasa

hilang maka dengan seketika ampere motor akan naik dengan drastis,

dan dengan seketika pula belitan motor akan terbakar/terputus. Maka

dari itu pentingnya sebuah pengaman motor, seperti OCR(Over Current

relay) untuk mematikan sistem instalasi motor jika terjadi over

current/arus lebih.

Untuk mengetahui apa yang menyebabkan arus atau ampere yang begitu

tinggi, maka diperlukan pengecekan satu-persatu. Berikut ini adalah langkah-

langkah yang harus diambil bila hasil pengukuran ampere motor abnormal

(ampere tinggi /over current):

1. Matikan motor atau mesin, matikan juga MCB motor tersebut demi

keselamatan.

2. Cek sumber tegangan RST yang masuk ke motor,(gunakan ohm meter

untuk mengetahui kondisi kontaktor, kabel, dan motor), jika tidak ada

masalah dengan sumber tegangan motor, dan motor, lanjutkan dengan

mengecek sebab-sebab mekanis,

3. Lepaskan motor dari beban (seperti; mesin, impeller, pompa, kompresor,

atau beban-beban motor lainnya).

4. Jalankan motor tanpa beban secara manual dengan tangan, apa putaran

motor seret atau terdengar suara bearing yang rusak. Kerusakan bearing

yang tidak terlalu parah, tidak akan mengeluarkan suara yang keras,

sehingga diperlukan alat bantu stetoskop. Jika tidak punya stetoskop,

coba jalankan motor tanpa beban dengan tegangan listrik secara hati-hati

(awas bahaya putaran motor). lalu perhatikan suara motor kembali, panas

pada body motor, dan ampere motor yang tanpa beban ini. jika tidak ada

masalah di motor, lanjutkan pengecekan pada beban atau mesin.

5. Pengecekan beban ini, tidak bisa dijelaskan secara rinci karena

tergantung dari jenis beban.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

51

Jika pada beban impeller, apakah impellernya seimbang? perlu

diketahui, impeller yang tidak seimbang mengakibatkan motor

panas, bearing rusak dan arus meningkat.

Jika pada beban conveyor,apakah jalannya conveyor berat? apakah

conveyornya tidak macet,? Apa jalannya conveyor tidak terhambat

oleh suatu benda? apa bearing-bearing roll conveyor dalam kondisi

baik?

Jika pada beban pompa, apa pompa jalannya lancar dan tidak berat?

Apa kopling motor dengan pompa center? Dan lain sebagainya.

Pengecekan yang sama juga diperlukan pada beban-beban yang

lain. Perlu diingat, semakin berat beban untuk berputar, berarti

semakin besar daya yang dibutuhkan, Dan dengan daya yang

dibutuhkan semakin besar(P) dan dengan tegangan(V) dan faktor

daya(cos φ) yang tetap, maka ampere/arus listriklah(I) yang

meningkat. Ingat rumus daya aktif, P = V . I . cos φ.

Contoh. Hitung daya motor induksi 3 phasa yang memiliki arus 9,5 A dengan

tegangan 380V dan faktor daya/ cos φ 0,88.

P = √3 .V. I . cos φ = 1,73 . 380 . 9,5 . 0,88 = 5495 watt atau dibulatkan jadi 5,5

KW.

P output = √3 .V. I . eff . cos φ

Contoh. Hitung daya output motor jika diketahui seperti data diatas dengan

efisiensi motor 90 % .

P output = √3 .V. I . eff . cos φ = 1,73 . 380 . 9,5 . 0,9 . 0,88 = 4946 watt atau

dibulatkan jadi 5 KW atau 6,6 HP

ampere motor naik karena phase losses jarang terjadi namun phase loss

inilah yang sangat berbahaya pada motor, karena kerusakan motor yang

disebabkan hilangnya salah satu tegangan fasa ini(phase loss) tidak bisa

diperkirakan/diduga oleh mekanik. Ketika salah satu tegangan fasa

hilang maka dengan seketika ampere motor akan naik dengan drastis,

dan dengan seketika pula belitan motor akan terbakar/terputus. Maka

dari itu pentingnya sebuah pengaman motor, seperti OCR(Over Current

relay) untuk mematikan sistem instalasi motor jika terjadi over

current/arus lebih.

Untuk mengetahui apa yang menyebabkan arus atau ampere yang begitu

tinggi, maka diperlukan pengecekan satu-persatu. Berikut ini adalah langkah-

langkah yang harus diambil bila hasil pengukuran ampere motor abnormal

(ampere tinggi /over current):

1. Matikan motor atau mesin, matikan juga MCB motor tersebut demi

keselamatan.

2. Cek sumber tegangan RST yang masuk ke motor,(gunakan ohm meter

untuk mengetahui kondisi kontaktor, kabel, dan motor), jika tidak ada

masalah dengan sumber tegangan motor, dan motor, lanjutkan dengan

mengecek sebab-sebab mekanis,

3. Lepaskan motor dari beban (seperti; mesin, impeller, pompa, kompresor,

atau beban-beban motor lainnya).

4. Jalankan motor tanpa beban secara manual dengan tangan, apa putaran

motor seret atau terdengar suara bearing yang rusak. Kerusakan bearing

yang tidak terlalu parah, tidak akan mengeluarkan suara yang keras,

sehingga diperlukan alat bantu stetoskop. Jika tidak punya stetoskop,

coba jalankan motor tanpa beban dengan tegangan listrik secara hati-hati

(awas bahaya putaran motor). lalu perhatikan suara motor kembali, panas

pada body motor, dan ampere motor yang tanpa beban ini. jika tidak ada

masalah di motor, lanjutkan pengecekan pada beban atau mesin.

5. Pengecekan beban ini, tidak bisa dijelaskan secara rinci karena

tergantung dari jenis beban.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

52

Contoh. Dengan daya input motor 5 KW dan daya output 4,5 KW. Hitung efisiensi

daya pada motor tersebut.

ᶯ = (Pout / P)x 100% = (4500/5000)x 100% = 90 %

Pada motor 1 phasa

S (VA) = V . I

Pada motor 3 phasa

S = √3 . V . I

Hubungan antara horse power, torsi dan kecepatan.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

53

Contoh. Hitung berapa torsi motor 10 HP. Dengan kecepatan 1500 rpm.

T = (5250 . HP)/n = (5250 . 10)/ 1500 = 35 lb ft = 45,6 Nm

T = F . D

Dimana :

T = torsi motor (dalam lb ft)

F = gaya (pon)

D = jarak (ft)

T = F . D

Dimana :

T = torsi motor (Nm)

F = gaya (Newton)

D = jarak (meter)

1 lb ft = 0,1383 kgm =1,305 Nm

1 kgm = 7,233 lb ft = 9,807 Nm

1. Motor listrik adalah suatu perangkat elektromagnetik yang digunakan untuk

mengkonversi atau mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.

2. Berdasarkan jenis dan karakteristik arus listrik yang masuk dan mekanisme

operasinya motor listrik dibedakan menjadi 2, yaitu motor AC, dan motor DC

3. Ada 2 jenis motor pada motor AC, yaitu :

a. Motor sinkron, yaitu motor AC (arus bolak-balik) yang bekerja pada kecepatan

tetap atau konstan pada frekuensi tertentu

b. Motor induksi, yaitu motor AC yang paling umum digunakan di industri –

industri.

Hitunglah berapa kuat arus listrik yg mengalir pada perangkat elektronik yang ada

dirumahmu dengan menggunakan ampere tester.

1. Jelaskanlah definisi dari motor listrik!

Contoh. Dengan daya input motor 5 KW dan daya output 4,5 KW. Hitung efisiensi

daya pada motor tersebut.

ᶯ = (Pout / P)x 100% = (4500/5000)x 100% = 90 %

Pada motor 1 phasa

S (VA) = V . I

Pada motor 3 phasa

S = √3 . V . I

Hubungan antara horse power, torsi dan kecepatan.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

54

2. hitung kecepatan putar motor 4 poles/kutup jika motor dioperasikan dengan

frekuensi 25 hz


mengkonversi atau mengubah energi listrik menjadi energi mekanik

2. Diket: F = 25 Hz

Ditanya: ns = …?

Jawab: ns = 120.𝐹𝐹𝑃𝑃

= 120 𝑥𝑥 254

= 750 rpm


………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


frekuensi 25 hz

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

55

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

1. Peserta didik dapat memahami definisi dari motor servo

2. Peserta didik dapat menjelaskan jenis motor servo

3. Peserta didik dapat memahami prinsip kerja motor servo

4. Dapat mengetahui sistem loop terbuka dan loop tertutup.

5. Mampu mengontrol kecepatan motor servo arus searah dengan sistem loop terbuka

maupun loop tertutup dengan maupun tanpa beban

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi

dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam

motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer

dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari

putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar

pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Tampak pada gambar

dengan pulsa 1.5 mS pada periode selebar 2 mS maka sudut dari sumbu motor akan

berada pada posisi tengah. Semakin lebar pulsa OFF maka akan semakin besar

gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin

besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan jarum jam.

Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak

kontinyu seperti motor DC maupun motor stepper. Walau demikian, untuk beberapa

keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu. Pada

robot, motor ini sering digunakan untuk bagian kaki, lengan atau bagianbagian lain

yang mempunyai gerakan terbatas dan membutuhkan torsi cukup besar.


frekuensi 25 hz


mengkonversi atau mengubah energi listrik menjadi energi mekanik

2. Diket: F = 25 Hz

Ditanya: ns = …?

Jawab: ns = 120.𝐹𝐹𝑃𝑃

= 120 𝑥𝑥 254

= 750 rpm


………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


frekuensi 25 hz

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

56

Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana

arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan memberikan

pengaturan duty cycle sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya. Motor Servo tampak

pada gambar 1.

Motor Servo merupakan sebuah motor DC yang memiliki rangkaian control

elektronik dan internal gear untuk mengendalikan pergerakan dan sudut angularnya.

Sistem Mekanik Motor Servo tampak pada gambar 34.

Motor servo adalah motor yang berputar lambat, dimana biasanya ditunjukkan oleh

rate putarannya yang lambat, namun demikian memiliki torsi yang kuat karena

internal gearnya.

Lebih dalam dapat digambarkan bahwa sebuah motor servo memiliki :

3 jalur kabel : power, ground, dan control

Sinyal control mengendalikan posisi

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

57

Operasional dari servo motor dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms,

dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut

maksimum.

Konstruksi didalamnya meliputi internal gear, potensiometer, dan feedback

control

Prinsip kerja motor didasarkan pada peletakan suatu konduktor dalam suatu medan

magnet. Pembahasan mengenai prinsip aliran medan magnet akan membantu kita

memahami prinsip kerja dari sebuah motor. Jika suatu konduktor dililitkan dengan

kawat berarus maka akan dibangkitkan medan magnet berputar. Kontribusi dari

setiap putaran akan merubah intensitas medan magnit yang ada dalam bidang yang

tertutup kumparan. Dengan cara inilah medan magnit yang kuat terbentuk. Tenaga

yang digunakan untuk mendorong flux magnit tersebut disebut Manetomotive Force

(MMF).

Flux magnet digunakan untuk mengetahui seberapa banyak flux pada daerah

disekitar koil atau magnit permanent. Medan magnit pada motor DC servo

dibangkitkan oleh magnit permanent, jadi tidak perlu tenaga untuk membuat medan

magnit. Flux medan magnit pada stator tidak dipengaruhi oleh arus armature. Oleh

karena itu, kurva perbandingan antara kecepatan dengan torsi adalah linier. Pada

prinsipnya jika sebuah penghantar dilalui arus listrik akan menghasilkan medan

magnet disekelilingnya. Kemudian bilamana penghantar ini ditempatkan dalam

induksi magnetic B, akan memperoleh gaya FB. besarnya gaya yang ditimbulkan

sebanding dengan arus listrik Ia dan panjang penghantar L yang memotong induksi

magnetik B. atau biasa dinyatakan dengan persamaan, Induksi magnetik, Fb=B.I.L.

Pada saat motor berputar arus pada kumparan motor menghasilkan torsi yang

nilainya konstan. Pada motor DC servo ini ada tiga kumparan utama yaitu:

1. Armatur.

2. Magnet Permanen

3. Komutator

Jika suatu konduktor (besi) dililitkan dengan suatu kawat berarus maka akan

dibangkitkan medan magnet berputar, kontribusi dari setiap putaran akan merubah

intensitas medan magnet yang adadalam bidang yang tertutup kumparan dengan

Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana

arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan memberikan

pengaturan duty cycle sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya. Motor Servo tampak

pada gambar 1.

Motor Servo merupakan sebuah motor DC yang memiliki rangkaian control

elektronik dan internal gear untuk mengendalikan pergerakan dan sudut angularnya.

Sistem Mekanik Motor Servo tampak pada gambar 34.

Motor servo adalah motor yang berputar lambat, dimana biasanya ditunjukkan oleh

rate putarannya yang lambat, namun demikian memiliki torsi yang kuat karena

internal gearnya.

Lebih dalam dapat digambarkan bahwa sebuah motor servo memiliki :

3 jalur kabel : power, ground, dan control

Sinyal control mengendalikan posisi

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

58

cara ini medan magnet tersebut disebut Magnet Motive Force (MMF). Fluks magnet

digunakan untuk mengetahui seberapa banyak fluks yang ada pada daerah disekitar

koil atau manet permanent. Medan magnet pada motor servo dibangkitkan oleh

magnet permanent, jadi tidak perlu tenaga untuk membuat medan magnet. Fluk

pada medan stator tidak dipengaruhi oleh arus dari motor oleh karena itu, kurva

perbandingan antara kecepatan dengan torsi adalah linear. Mekaniknya

menggunakan ball bearing pada output bearing sehingga gerakkannya menjadi

lebih halus, dan getaran serta goncangan yang terjadi dapat dikurangi sekecil

mungkin. Di dalam sebuah motor servo terdapat sebuah motor DC sebagai

penggerak aktuator, beberapa kapasitor dan rangkaian elektronik potensi ometer

sebagai pengatur feedback posisi servo. Motor adalah merupakan bagian utama

dari sebuah robot. Hampir semua jenis robot kecuali yang menggunakan muscle

wire (kawat otot) selalu menggunakan motor. Jenis turtle, vehicle dan rover

membutuhkan motor untuk menggerakkan rodanya. Appendage membutuhkan

motor untuk menggerakkan lengan dan mencengkeram. Walker dan android

membutuhkan motor untuk menggerakkan kakinya. Terdapat beberapa jenis motor

di pasaran dan untuk merancang sebuah robot maka kita harus dapat memilih motor

yang tepat sesuai fungsinya pada robot tersebut.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

59

Motor DC lebih cocok digunakan pada aplikasi yang menggunakan kecepatan tinggi

dan torsi yang cukup besar. Oleh karena itu, motor ini biasanya digunakan pada

bagian roda atau kaki sebagai penggerak dari sebuah robot. MTR-DSR01 yang

tampak pada gambar 1 adalah sebuah motor yang dilengkapi dengan rotary encoder

sehingga sistem dapat mengetahui kecepatan putar dari motor tersebut. Kecepatan

putar motor dihitung berdasarkan jumlah putaran yang terjadi dalam satu menit

atau RPM (Rotation Per Minute). Berbeda dengan motor DC dan motor Stepper,

motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi

dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam

motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer

dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari

putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar

pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Tampak pada gambar

dengan pulsa 1.5 mS pada periode selebar 2 mS maka sudut dari sumbu motor akan

berada pada posisi tengah. Semakin lebar pulsa OFF maka akan semakin besar

gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin

besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan jarum jam. Motor servo

biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontinyu seperti

motor DC maupun motor stepper. Walau demikian, untuk beberapa keperluan

tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu.

Pada robot, motor ini sering digunakan untuk bagian kaki, lengan atau bagian-bagian

lain yang mempunyai gerakan terbatas dan membutuhkan torsi cukup besar.

Standard Servo memungkinkan putaran antara 0° sampai 180° yang dikontrol

dengan memberikan suatu lebar pulsa tertentu ke motor servo. Karena motor servo

memiliki gearbox dan (umumnya) memiliki torsi yang realtif cukup kuat.

Motor Servo Standar 180°

Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan

defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari

kanan–tenga –kiri adalah 180°. Motor servo standard sering dipakai pada sistim

robotika misalnya untuk membuat “ Robot Arm” ( Robot Lengan )

Motor Servo Continuous

cara ini medan magnet tersebut disebut Magnet Motive Force (MMF). Fluks magnet

digunakan untuk mengetahui seberapa banyak fluks yang ada pada daerah disekitar

koil atau manet permanent. Medan magnet pada motor servo dibangkitkan oleh

magnet permanent, jadi tidak perlu tenaga untuk membuat medan magnet. Fluk

pada medan stator tidak dipengaruhi oleh arus dari motor oleh karena itu, kurva

perbandingan antara kecepatan dengan torsi adalah linear. Mekaniknya

menggunakan ball bearing pada output bearing sehingga gerakkannya menjadi

lebih halus, dan getaran serta goncangan yang terjadi dapat dikurangi sekecil

mungkin. Di dalam sebuah motor servo terdapat sebuah motor DC sebagai

penggerak aktuator, beberapa kapasitor dan rangkaian elektronik potensi ometer

sebagai pengatur feedback posisi servo. Motor adalah merupakan bagian utama

dari sebuah robot. Hampir semua jenis robot kecuali yang menggunakan muscle

wire (kawat otot) selalu menggunakan motor. Jenis turtle, vehicle dan rover

membutuhkan motor untuk menggerakkan rodanya. Appendage membutuhkan

motor untuk menggerakkan lengan dan mencengkeram. Walker dan android

membutuhkan motor untuk menggerakkan kakinya. Terdapat beberapa jenis motor

di pasaran dan untuk merancang sebuah robot maka kita harus dapat memilih motor

yang tepat sesuai fungsinya pada robot tersebut.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

60

Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan

defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu). motor servo Continous

sering dipakai untuk Mobile Robot.

Motor servo merupakan sebuah motor dc kecil yang diberi sistim gear dan

potensiometer sehingga dia dapat menempatkan “horn” servo pada posisi yang

dikehendaki. Karena motor ini menggunakan sistim close loop sehingga posisi

“horn” yang dikehendaki bisa dipertahanakan. “Horn” pada servo ada dua jenis. Yaitu

Horn “ X” ( seperti pada gambar di samping ) dan Horn berbentuk bulat.

Kebanyakan motor servo digunakan sebagai :

Manipulators.

Moving camera’s.

Robot arms.

Mode pensinyalan motor servo tampak pada gamabr di bawah ini.

E. Pensinyalan Motor Servo Mode pensinyalan motor servo tampak pada gambar di bawah ini.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

61

Contoh dimana bila diberikan pulsa dengan besar 1.5ms mencapai gerakan 90

derajat, maka bila kita berikan data kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0

derajat dan bila kita berikan data lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180

derajat. Contoh Posisi dan Waktu Pemberian Pulsa tampak pada gambar 37.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

62

Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan

sinyal PWM dengan frekuensi 50Hz.

Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50Hz tersebut dicapai pada kondisi

Ton duty cycle 1.5ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-

tengah (sudut 0° / netral).

Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5ms, maka

rotor akan berputar ke arah kiri dengan membentuk sudut yang besarnya linier

terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut.

Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5ms,

maka rotor akan berputar ke arah kanan dengan membentuk sudut yang linier

pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

63

Dimensi Motor Servo tampak pada gambar di bawah ini

Rangkaian berikut adalah rangkaian driver motor servo. Rangkaian tersebut

digunakan untuk mengendalikan motor servo.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

64

Pengendalian sebuah motor servo dengan menggunakan mikrokontroler :

Ilustrasi pengendalian motor servo tampak pada gambar 8.

Bentuk motor servo dapat dilihat pada gambar 5. Terdapat tiga utas kabel

dengan warnamerah, hitam, dan kuning. Kabel merah dan hitam harus

dihubungkan dengan sumber tegangan4-6 volt dc agar motor servo dapat

bekerja normal. Sedangkan kabel berwarna kuning adalahkabel data yang

dipakai untuk mengatur arah gerak dan posisi servo. Pergerakan motor servo

terhadap perubahan lebar pulsa tampak pada gambar di bawah ini.

RST

VCC

RST

JP1

HEADER 3

123

P1_3

U8

AT89S51

9

1819

2930

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

3938373635343332

RST

XTAL2XTAL1

PSENALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXD

P3.2/INT0P3.3/INT1

P3.4/T0P3.5/T1

P3.6/WRP3.7/RD

P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7

X1

12MHz

C630p RESET

P1_2

P1_0RST

P2.0

C310u

P1_1RST

VCC

RST

P1_7

P1_5

D3

1N4002

AC

RST

RST

P1_6

RST

P1_4GND

R24K7

JP4

HEADER 5

12345

RSTC730p

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

65

Penggunaan motor servo untuk bidang robotika tentu ada alasannya. Pertama

adalah motor servo memiliki putaran yang lambat dan torsi yang kuat berkat

adanya sistim gear. Hal ini cocok dengan bidang robotika, bandingkan misalnya

dengan motor dc biasa yang memiliki putaran cepat namun torsi rendah. Poros

Motor dc yang dihubungkan langsung dengan roda, tidak akan kuat untuk

menggerakkan mobile robot tersebut, demikian juga dengan motor stepper.

Kedua jenis motor ini harus dihubungkan terlebih dulu dengan sistim gear agar

dapat dipergunakan. Namun poros servo dapat dihubungkan langsung dengan

roda. Kedua, sistim kontrol untuk motor servo relatif sedikit (diperlukan hanya 1

jalur data saja ). Hal ini tentu berbeda misalnya jika kita menggunakan motor

stepper yang memerlukan jalur kontrol lebih dari 1 jalur. Oleh karena itu

tantangannya adalah bagaimana mengontrol motor servo yang hanya

menggunakan 1 jalur tersebut. Oleh karena hanya digunakan 1 jalur data untuk

mengontrol motor servo, maka digunakan teknik PWM ( Pulse Width Modulation

= Modulasi Lebar Pulsa ).

Dalam aplikasi yang lain, motor DC servo motor yang digunakan dalam harddisk

komputer adalah DC servo motor yang menggunakan permanen magnet. Alasan

pemilihan DC servo motor tipe ini adalah kemudahan dalam pengontrolan

dengan menggunakan pengaturan tegangan DC. Medan stator motor jenis ini

dihasilkan oleh magnet permanen bukan elektromagnet. Permanen Magnet

motor mempunyai kurva kecepatan torsi yang linier dalam jangka yang lebar.

Pengendalian sebuah motor servo dengan menggunakan mikrokontroler :

Ilustrasi pengendalian motor servo tampak pada gambar 8.

Bentuk motor servo dapat dilihat pada gambar 5. Terdapat tiga utas kabel

dengan warnamerah, hitam, dan kuning. Kabel merah dan hitam harus

dihubungkan dengan sumber tegangan4-6 volt dc agar motor servo dapat

bekerja normal. Sedangkan kabel berwarna kuning adalahkabel data yang

dipakai untuk mengatur arah gerak dan posisi servo. Pergerakan motor servo

terhadap perubahan lebar pulsa tampak pada gambar di bawah ini.

RST

VCC

RST

JP1

HEADER 3

123

P1_3

U8

AT89S51

9

1819

2930

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

3938373635343332

RST

XTAL2XTAL1

PSENALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXD

P3.2/INT0P3.3/INT1

P3.4/T0P3.5/T1

P3.6/WRP3.7/RD

P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7

X1

12MHz

C630p RESET

P1_2

P1_0RST

P2.0

C310u

P1_1RST

VCC

RST

P1_7

P1_5

D3

1N4002

AC

RST

RST

P1_6

RST

P1_4GND

R24K7

JP4

HEADER 5

12345

RSTC730p

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

66

Penggunaan magnet permanen tidak membutuhkan daya listrik untuk

menghasilkan medan stator, sehingga daya dan pendinginan yang diperlukan

lebih rendah dibandingkan motor yang menggunakan elektromagnet. Perubahan

kecepatan motor dapat dengan mudah diatur dengan cara mengubah ubah

besarnya tegangan DC yang diberikan pada motor.

DC servo motor memiliki beberapa keunggulan, yaitu :

1. Bentuknya kompak, ringan dan berdaya kerja tinggi

2. Kecepatan maksimum yang sangat tinggi.

3. Tegangan dan arus yang konstan

Sistem Kontrol Loop Tertutup seringkali disebut sistem kontrol umpan balik.

Praktisnya istilah kontrol umpan balik dan control tertutup dapat saling

dipertukarkan penggunaannya. Pada sistem control tertutup, sinyal

kesalahan yang bekerja yaitu perbedaaan antara sinyal masukan dan sinyal

umpan balik, disajikan ke kontroler sedemikian rupa untuk mengurangi

kesalahan dan membawa keluaran sistem ke nilai yang dikehendaki. Sistem

Kontrol Loop Terbuka adalah keluarannya tidak mempunyai pengaruh

terhadap aksi kontrol. Dengan kata lain tidak dapat digunakan sebagai

perbandingan umpan balik dengan masukan. Sebagai contoh, mesin yang

tidak mengukur sinyal keluaran. Perbandingan antara sistem kontrol loop

tertutup dan terbuka. Suatu kelebihan dari sistem kontrol loop tertutup

adalah penggunaan umpan balik yang membuat respons sistem kurang peka

terhadap gangguan eksternal dan perubahan internal pada parameter

sistem. Jadi, mungkin dapat digunakan komponen-komponen yang relatif

kurang teliti dan murah untuk mendapatkan pengontrolan plant dengan teliti,

hal ini tidak mungkin dilakukan pada Sistem

Pada sistem loop tertutup umumnya digunakan untuk mengubah besaran

keluaran menjadi besaran masukan sehingga aksi pengontrolan dapat

dilakukan, sebagai contoh pada motor listrik besaran masukan adalah

tegangan listrik dan besaran keluaran adalah putaran motor. Alat yang

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

67

diguakan bisa mengubah tachnogenerator yang mengubah putaran motor

menjadi tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan putaran motor,

tegangan tachnometer inilah yang akan dibandingkan dengan tegangan

referensi. Penguat operasional. Penguat operasional, yang seringkali

dugunakan disebut op-amp, sering digunakan untuk memperkuat sinyal

dalam rangkaian sensor. Op-amp sering kali digunakan dalam filter, yang

digunakan untuk tujuan kompensasi. Gambar 2.3 menunjukan sebuah op-

amp. Suatu hal yang biasa dipraktekan, memilih ground sebagai 0 volt dan

mengukur tegangan masukan e1 dan e2 relatif terhadap ground tersebut.

Masukan e1 ke terminal minus dari penguat dibalik, dan masukan e2 ke

terminal plus tidak dibalik. Jumlah masukan ke penguat menjadi e2 – e1.

Sehingga untuk rangkaian yang ditunjukan dalam gambar 2.3 kita

memperoleh : e0 = K(e2 – e1) = -K(e1 – e2) Dengan e1 dan e2 mungkin bisa

sinyal dc atau ac dan K adalah penguat diferensial atau penguat tegangan.

Besarnya K mendekati 105 – 106 untuk sinyal dc dan ac dengan frekuensi

kurang dari 10 Hz (penguat diferensial K menurun seiring dengan frekuensi

sinyal menjadi kira-kira bersatu pada frekuensi 1 MHz – 50 MHz). Perhati-kan

bahwa op-amp memperkuat perbedaan tegangan antara e1 dan e2. Penguat

demikian umum dinamakan penguat diferensial (“diferencial amplifier”).

Karena penguat dari op-amp sangat tinggi maka perlu mempunyai umpan

balik negatif dari keluaran ke masuk-an untuk membuat stabil penguat

(umpan balik diambil dari keluaran kemasukan yang terbalik sedemikian rupa

sehingga umpan baliknya adalah umpan balik negatif.

Pada op-amp yang ideal, tidak ada arus yang mengalir ke terminal masukan

dan tegangan keluaran tidak terpengaruh oleh beban yang dihubungkan ke

terminal keluar-an. Dengan kata lain, impedansi masukan tak terhingga dan

impedansi keluran nol. Pada op-amp yang sebenarnya, arus yang sangat kecil

yang mengalir ke terminal masukan dan keluaran tidak dapat dibebani

terlampau banyak. Dalam analisis, kita menganggap bahwa op-amp adalah

ideal.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

68

Rangkaian Penguat Operasional Dan Penguat Pembalik.

Penguat pembalik (“inverting amplifier”). Kita dapatkan tegangan keluaran e0.

Persamaan untuk rangkaian ini dapat diperoleh sebagai berikut: Tentukan

Karena hanya sejumlah arus kecil yang dapat diabaikan mengalir ke dalam

penguat, maka arus i1 harus sama dengan arus i2. Jadi Karena K(0-e’) = e0 dan

K >> 1, maka e’ harus mendekati nol, atau e’ ≈ 0 jadi, kita memperoleh atau Jadi

rangkaian yang ditunjukan tersebut adalah penguat terbalik. Jika R1 = R2, maka

rangkaian op-amp yang ditunjukan berlaku sebagai pembalik tanda (sign

inverter).

1. Loop terbuka

a. Tanpa beban

No Tegangan input (volt) Kecepatan motor (rpm) Arus (Ampere)

1. 3 0 0,2

2. 5 300 0,3

3. 7 600 0,4

4. 10 900 0,5

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

69

b. Dengan beban pada posisi 5

No

Tegangan input

(volt)

Kecepatan motor

(rpm)

Arus

(Ampere)

Perubahan Tegangan

(Volt)

1. 3 0 0,6 0

2. 5 600 0,3 0,66

3. 7 1120 0,4 1,06

4. 10 840 0,6 1,8

c. Dengan beban pada posisi 7

No

Tegangan input

(volt)

Kecepatan motor

(rpm)

Arus

(Ampere)

Perubahan Tegangan

(Volt)

1. 3 0 0,4 0

2. 5 650 0,4 0,7

3. 7 1040 0,6 1,05

4. 10 1650 0,8 1,7

d. Dengan beban pada posisi 10

No

Tegangan input

(volt)

Kecepatan motor

(rpm)

Arus

(Ampere)

Perubahan Tegangan

(Volt)

1. 3 0 0,3 0

2. 5 0 0,7 0

Rangkaian Penguat Operasional Dan Penguat Pembalik.

Penguat pembalik (“inverting amplifier”). Kita dapatkan tegangan keluaran e0.

Persamaan untuk rangkaian ini dapat diperoleh sebagai berikut: Tentukan

Karena hanya sejumlah arus kecil yang dapat diabaikan mengalir ke dalam

penguat, maka arus i1 harus sama dengan arus i2. Jadi Karena K(0-e’) = e0 dan

K >> 1, maka e’ harus mendekati nol, atau e’ ≈ 0 jadi, kita memperoleh atau Jadi

rangkaian yang ditunjukan tersebut adalah penguat terbalik. Jika R1 = R2, maka

rangkaian op-amp yang ditunjukan berlaku sebagai pembalik tanda (sign

inverter).

1. Loop terbuka

a. Tanpa beban


1. 3 0 0,2

2. 5 300 0,3

3. 7 600 0,4

4. 10 900 0,5

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

70

3. 7 1100 0,7 0,81

4. 10 2000 1,2 1,46

2. Loop tertutup

a. Tanpa beban


1. 3 270 1,6

2. 5 380 1,6

3. 7 660 1,4

4. 10 1050 1,2


No

Tegangan input

(volt)

Kecepatan motor

(rpm)

Arus

(Ampere)

Perubahan Tegangan

(Volt)

1. 3 170 1,6 0,35

2. 5 280 1,6 0,6

3. 7 600 1,5 1,30

4. 10 830 1,3 1,8

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

71

c. Dengan beban pada posisi 7

No

Tegangan input

(volt)

Kecepatan motor

(rpm)

Arus

(Ampere)

Perubahan Tegangan

(Volt)

1. 3 120 1,6 0,25

2. 5 580 1,6 0,58

3. 7 1030 1,5 1,03

4. 10 830 1,3 1,78

d. Dengan beban pada posisi 10

No

Tegangan input

(volt)

Kecepatan motor

(rpm)

Arus

(Ampere)

Perubahan Tegangan

(Volt)

1. 3 110 1,6 0,25

2. 5 230 1,6 0,48

3. 7 380 1,6 0,83

4. 10 640 1,4 1,36

3. ADC, Sinyal Generator dan Monitor Function.

C011 C012 Biner Desimal Tegangan (Volt)

7F F0 0111 1111 1111 0000 32752 1,5

66 50 0110 0110 0101 0000 26192 2,10

4C C0 0100 1100 1100 0000 19648 1,38

3. 7 1100 0,7 0,81

4. 10 2000 1,2 1,46

2. Loop tertutup

a. Tanpa beban


1. 3 270 1,6

2. 5 380 1,6

3. 7 660 1,4

4. 10 1050 1,2


No

Tegangan input

(volt)

Kecepatan motor

(rpm)

Arus

(Ampere)

Perubahan Tegangan

(Volt)

1. 3 170 1,6 0,35

2. 5 280 1,6 0,6

3. 7 600 1,5 1,30

4. 10 830 1,3 1,8

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

72

33 20 0011 0011 0010 0000 13088 1,89

0C C0 0000 1100 1100 0000 3264 1,90

00 00 0000 0000 0000 0000 0 2,28

FF F0 1111 1111 1111 0000 65520 2,01

E6 50 1110 0110 0101 0000 58960 2,38

BF F0 1011 1111 1111 0000 49136 2,09

99 90 1001 1001 1001 0000 39312 2,00

80 00 1000 0000 0000 0000 32768 2,13

Biner Hexadesimal Desimal

0000 0100 1100 1111

0010 0110 1100 1010

1000 1001 1011 1000

0101 1011 0011 0001

0011 1110 1111 0011

0101 0000 1011 1101

1111 0001 0100 0010

0010 1101 1011 0011

13.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

73

1. Untuk Tabel 12

• ADC, Sinyal Generator dan Monitor Function

1. Bilangan Hexadesimal = 7 F F 016

Bilangan Biner = 0111 1111 1111 00002

Bilangan Desimal = 7(163) + F(162) + F(161) + 0(160)

= 7(4096) + 15(256) + 15(16) + 0(1)

= 28672 + 3840 + 240 + 0

= 3275210

2. Bilangan Hexadesimal = 6 6 5 016

Bilangan Biner = 0110 0110 0101 00002

Bilangan Desimal = 6(163) + 6(162) + 5(161) + 0(160)

= 6(4096) + 6(256) + 5(16) + 0(1)

= 24576 + 1536 + 80 + 0

= 2619210

3. Bilangan Hexadesimal = 4 C C 016

Bilangan Biner = 0100 1100 1100 00002

Bilangan Desimal = 4(163) + C(162) + C(161) + 0(160)

= 4(4096) + 12(256) + 12(16) + 0(1)

= 16384 + 3072 + 192 + 0

= 1964810


Bilangan Biner = 0011 0011 0010 00002


= 3(4096) + 3(256) + 2(16) + 0(1)

= 12288 + 768 + 32 + 0

= 1308810

5. Bilangan Hexadesimal = 0 C C 016

Bilangan Biner = 0000 1100 1100 00002

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

74

Bilangan Desimal = 0(163) + C(162) + C(161) + 0(160)

= 0(4096) + 12(256) + 12(16) + 0(1)

= 0 + 3072 + 192 + 0

= 326410


Bilangan Biner = 0000 0000 0000 00002


= 0(4096) + 0(256) + 0(16) + 0(1)

= 0 + 0 + 0 + 0

= 010

7. Bilangan Hexadesimal = F F F 016

Bilangan Biner = 1111 1111 1111 00002

Bilangan Desimal = F(163) + F(162) + F(161) + 0(160)

= 15(4096) + 15(256) + 15(16) + 0(1)

= 61440 + 3840 + 240 + 0

= 6552010

8. Bilangan Hexadesimal = E 6 5 016

Bilangan Biner = 1110 0110 0101 00002

Bilangan Desimal = E(163) + 6(162) + 5(161) + 0(160)

= 14(4096) + 6(256) + 5(16) + 0(1)

= 57344 + 1536 + 80 + 0

= 5896010

9. Bilangan Hexadesimal = B F F 016

Bilangan Biner = 1011 1111 1111 00002

Bilangan Desimal = B(163) + F(162) + F(161) + 0(160)

= 11(4096) + 15(256) + 15(16) + 0(1)

= 45056 + 3840 + 240 + 0

= 4913610

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

75


Bilangan Biner = 1001 1001 1001 00002


= 9(4096) + 9(256) + 9(16) + 0(1)

= 36864 + 2304 + 144 + 0

= 3931210


Bilangan Biner = 1000 0000 0000 00002


= 8(4096) + 0(256) + 0(16) + 0(1)

= 32768 + 0 + 0 + 0

= 3276810

Tabel 2

0 = 0000

1 = 0001

2 = 0010

3 = 0011

4 = 0100

5 = 0101

6 = 0110

7 = 0111

8 = 1000

9 = 1001

A = 10 = 1010

B = 11 = 1011

C = 12 = 1100

D = 13 = 1101

E = 14 = 1110

F = 15 = 1111

Mengubah Biner ke Hexadesimal

a. 0000 0100 0111 1101

0 4 7 D

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

76

b. 0000 1000 1001 1101

0 8 9 D

c. 1111 1111 0101 0101

F F 5 5

d. 0000 1100 0110 0101

0 C 6 5

e. 1111 0001 1110 1001

F 1 E 9

f. 1101 1101 1100 0001

D D C 1

g. 0010 0000 1101 1000

2 0 D 8

Mengubah Biner ke Desimal

Bilangan Biner = 0000 0100 0111 1101

Bilangan Hexadesimal = 0 4 7 D16

Bilangan Desimal = 20 x 1 + 21 x 0 + 22 x 1 + 23 x 1 + 24 x 1 + 25 x 1 + 26 x 1 + 27 x

0 + 28 x 0 + 29 x 0 + 210 x 1 + 211 x 0 + 212 x 0 + 213 x 0 + 214 x 0 + 215 x 0 =

1 + 4 + 8+ 16 + 32 + 64 + 1024 = 114910

Bilangan Biner = 0000 1000 1001 1101


Bilangan Desimal = 20 x 1 + 21 x 0 + 22 x 1 + 23 x 1 + 2 4x 1 + 25 x 0 + 26 x 0 + 27 x

1 + 28 x 0 + 29 x 0 + 210 x 0 + 211 x 1 + 212 x 0 + 213 x 0 + 214 x 0 + 21 5 x 0 = 1 +

4 + 8 + 16 + 128 + 2048 = 2205

Bilangan Biner = 1111 1111 0101 0101

Bilangan Hexadesimal = F F 5 516


0 + 28 x 1 + 29 x 1 + 210 x 1 + 211 x 1 + 212 x 1 + 213 x 1 + 214 x 1 + 21 5 x 1 = 1 +

4 + 16 + 64 + 256 + 512 + 1024 + 2048 + 4096 + 8192 + 16384 + 32768 = 6536510

Bilangan Biner = 0000 1100 0110 0101

Bilangan Hexadesimal = 0 C 6 516


0 + 28 x 0 + 29 x 0 + 210 x 1 + 211 x 1 + 212 x 0 + 213 x 0 + 214 x 0 + 21 5 x 0 = 1 +

4 + 32 + 64 + 1024 + 2048 = 317310

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

77

Bilangan Biner = . 0111 0001 1110 1001

Bilangan Hexadesimal = F 1 E 916


1 + 28 x 1 + 29 x 0 + 210 x 0 + 211 x 1 + 212 x 1 + 213 x 1 + 214 x 1 + 21 5 x 1 = 1 +

8 + 32 + 64 + 128 + 256 + 4096 + 8192 + 16384 + 32768 = 6192910

Bilangan Biner = 1101 1101 1100 0001

Bilangan Hexadesimal = D D C 116


1 + 28 x 1 + 29 x 0 + 210 x 1 + 211 x 1 + 212 x 1 + 213 x 0 + 214 x 1 + 21 5 x 1 = 1 +

64 + 128 + 256 + 1024 + 2048 + 4096 + 16384 + 32768 = 5676910

Bilangan Biner = 0010 0000 1101 1000

Bilangan Hexadesimal = 2 0 D 816


1 + 28 x 0 + 29 x 0 + 210 x 0 + 211 x 0 + 212 x 0 + 213 x 1 + 214 x 0 + 21 5 x 0 = 8 +

16 + 64 + 128 + 8192 = 840810

1. Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang

dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up

atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output

motor

2. Ada dua jenis motor servo, yaitu motor servo AC dan DC

3. Motor servo dikendalikan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (Pulse

Wide Modulation / PWM) melalui kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol yang

diberikan akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo

4. Motor servo dalam keadaan loop terbuka, tegangan keluarannya tidak dapat

dikendalikan karena keluaran tidak diumpan balikkan ke inputan sehingga ketika

diberi beban, tegangan keluaran cenderung menurun.

5. Motor servo dalam keadaan loop tertutup, tegangan keluaran dapat dijaga konstan.

Artinya keluaran diumpan balikkan ke inputan sehingga ketika tegangan error pada

tacho akan dibandingkan dan diberikan kembali ke inputan sehingga tegangan

input akan menjadi lebih besar dan lebih stabil

b. 0000 1000 1001 1101

0 8 9 D

c. 1111 1111 0101 0101

F F 5 5

d. 0000 1100 0110 0101

0 C 6 5

e. 1111 0001 1110 1001

F 1 E 9

f. 1101 1101 1100 0001

D D C 1

g. 0010 0000 1101 1000

2 0 D 8

Mengubah Biner ke Desimal

Bilangan Biner = 0000 0100 0111 1101


Bilangan Desimal = 20 x 1 + 21 x 0 + 22 x 1 + 23 x 1 + 24 x 1 + 25 x 1 + 26 x 1 + 27 x

0 + 28 x 0 + 29 x 0 + 210 x 1 + 211 x 0 + 212 x 0 + 213 x 0 + 214 x 0 + 215 x 0 =

1 + 4 + 8+ 16 + 32 + 64 + 1024 = 114910

Bilangan Biner = 0000 1000 1001 1101



1 + 28 x 0 + 29 x 0 + 210 x 0 + 211 x 1 + 212 x 0 + 213 x 0 + 214 x 0 + 21 5 x 0 = 1 +

4 + 8 + 16 + 128 + 2048 = 2205

Bilangan Biner = 1111 1111 0101 0101

Bilangan Hexadesimal = F F 5 516


0 + 28 x 1 + 29 x 1 + 210 x 1 + 211 x 1 + 212 x 1 + 213 x 1 + 214 x 1 + 21 5 x 1 = 1 +

4 + 16 + 64 + 256 + 512 + 1024 + 2048 + 4096 + 8192 + 16384 + 32768 = 6536510

Bilangan Biner = 0000 1100 0110 0101

Bilangan Hexadesimal = 0 C 6 516


0 + 28 x 0 + 29 x 0 + 210 x 1 + 211 x 1 + 212 x 0 + 213 x 0 + 214 x 0 + 21 5 x 0 = 1 +

4 + 32 + 64 + 1024 + 2048 = 317310

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

78

6. Ketika tegangan masukan dinaikkan, arus pada motor juga ikut naik. Oleh karena

itu, kinerja motor servo dibatasi oleh arus. Arus yang berlebihan dapat

menyebabkan motor rusak sehingga arus harus dijaga agar tidak terlalu besar.

coba dicari contoh aplikasi motor servo yang digunakan dalam kehidupan sekitar anda.

1. Jelaskanlah definisi dari motor servo!

2. Jelaskanlah 2 jenis motor servo jika dibedakan menurut rotasinya!

3. Mengapa perubahan kutub dapat mempengaruhi arah perputaran motor servo?

4. Jelaskanlah gambar rangkaian loop tertutup!

5. Apa perbedaan motor servo, motor DC dan digital servo

1. Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang

dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up

atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output

motor

2. 2 jenis motor servo jika dibedakan menurut rotasinya yaitu

a. Motor servo standard (servo rotation 180⁰) adalah jenis yang paling umum dari

motor servo, dimana putaran poros outputnya terbatas hanya 90⁰ kearah kanan

dan 90⁰ kearah kiri. Dengan kata lain total putarannya hanya setengah lingkaran

atau 180⁰.

b. Motor servo rotation continuous merupakan jenis motor servo yang sebenarnya

sama dengan jenis servo standard, hanya saja perputaran porosnya tanpa

batasan atau dengan kata lain dapat berputar terus, baik ke arah kanan maupun

kiri

3. Sebuah motor DC digunakan untuk arah yang searah dengan jarum jam maupun

sebaliknya. Arah putaran motor DC dapat diubah. Untuk mengubah putaran dari

sebuah motor DC dapat dilakukan dengan mengubah arah arus yang mengalir

melalui motor tersebut, yaitu dengan cara pengubahan polaritas tegangan motor

DC.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

79

4. rangkaian loop tertutup

Sensor A/Reference : Tegangan masukan, karena tegangan inilah yang akan

dibandingkan dengan umpan balik yang dihasilkan.

Komparator : Berupa op amp yang digunakan untuk sinyal keluaran dengan

sinyal masukkan.

Controller : Alat ukur putaran, karena putaran yang dihasilkan akan

mempengaruhi tegangan keluaran yang dihasilkan.

Plant : Motor DC, karena yang dikontrol adalah kecepatan putaran dari motor

DC ini.

Sensor B : Alat pengukur kecepatan motor (tachometer), karena bila terjadi

selisih maka alat ini akan memerintahkan pemutar motor agar kecepatan

motor tetap stabil agar tegangan keluaran juga stabil.

Output : Kecepatan putaran motor, karena kecepatan putaran ini sebanding

dengan tegangan keluaran yang akan diumpan balik ke masukan.

Actual : Alat pemutar motor, karena bila terjadi selisih sensor memerintahkan

agar alat ini akan mengatur putaran yang dihasilkan sehingga tegangan

keluaran yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan.

5. Motor arus searah atau motor servo adalah jenis motor yang memiliki torsi mula-

mula yang besar dan momen inersia yang kecil, karena motor jenis ini dirancang

agar menghasilkan percepatan yang besar pada keadaan diam atau hampir diam,

motor-motor biasa tidak bersifat demikian. Digital servo adalah suatu alat yang

digunakan untuk pengontrolan motor dimana sumber masukannya adalah bilangan

hexadesimal yang terdapat pada tampilan juga tombol masukannya.

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

80


………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..


………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

3. Mengapa perubahan kutub dapat mempengaruhi arah perputaran motor servo?

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

4. Jelaskanlah gambar rangkaian loop tertutup!

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

81

5. Apa perbedaan motor servo, motor DC dan digital servo

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………..

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

82

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

83

Nama Peserta Didik :

Hari, Tanggal :

Jawablah pertanyaan-Pertanyaan dibawah ini!


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………


………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

5. Mengapa perubahan kutub dapat mempengaruhi arah perputaran

………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………

Nilai :

Catatan Guru :

BAB IIIEVALUASI

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

84


Hari, Tanggal :

N

o. Aspek Penilaian

Skor

Mak

s

Skor

Perolehan

Keteranga

n

1 2 3 4 5

I Persiapan Kerja

- Berpakaian Praktik kerja lengkap rapi.

-

Menyiapkan bahan sesuai

daftar

- Menyiapkan alat sesuai daftar

II Hasil Kerja

- Pemasangan komponen yang kuat

- Kerapian

-

Ketetapan pemasangan komponen

sesuai

- Hasil pengukuran

-

Berfungsi rangkaian bila di uji

coba

III Sikap Kerja

- Kemandirian bekerja

-

Ketelitian, kecermatan dalam

bekerja

IV Waktu Penyelesaian

-

Tepat waktu yang

ditentukan

- Terlambat (toleransi 30 menit)

No. SkorMaks

SkorPerolehan

Ketera-ngan

Aspek Penilaian

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

85

- Lambat dari waktu yang ditentukan

(melebihi 30 menit)

Skor maksimal

TOTAL


Hari, Tanggal :

Berilah tanda (v) pada kolom SL, SR, KD dan TP dari sikap-sikap peserta didik selama

pembelajaran berlanjut.

No. Indikator Instrumen Pilihan Jawaban

SL SR KD TP

1

Berdoa sebelum dan

sesudah pembelajaran

teknik pengefraisan.

Siswa berdoa sebelum pembelajaran

Siswa berdoa sesudah pembelajaran

2

Disiplin dalam dalam

melaksanakan praktik

pemesinan.

Siswadatang tepat waktu

Siswa mengikuti Praktik dengan baik

3 Selalu memperhatikan

keselamatan kerja

Siswa memperhatikan prosedur

keselamatan kerja saat praktik

4

Menyelesaikan tugas-

tugas atau jobsheet yang

diberikan oleh guru

dengan baik.

Siswa mengerjakan tugas yang diberikan

oleh guru.

Siswa mengumpulkan tugas tepat

waktu.

5

Tanggung jawab dalam

menggunakan mesin

frais dan peralatan

pendukung lainnya.

Siswa menulis semua perlengkapan

praktik yang dipinjam di laborat.

Siswa mengembalikan peralatan praktik

yang telah dipinjam.


Hari, Tanggal :

N

o. Aspek Penilaian

Skor

Mak

s

Skor

Perolehan

Keteranga

n

1 2 3 4 5

I Persiapan Kerja

- Berpakaian Praktik kerja lengkap rapi.

-

Menyiapkan bahan sesuai

daftar

- Menyiapkan alat sesuai daftar

II Hasil Kerja

- Pemasangan komponen yang kuat

- Kerapian

-

Ketetapan pemasangan komponen

sesuai

- Hasil pengukuran

-

Berfungsi rangkaian bila di uji

coba

III Sikap Kerja

- Kemandirian bekerja

-

Ketelitian, kecermatan dalam

bekerja

IV Waktu Penyelesaian

-

Tepat waktu yang

ditentukan

- Terlambat (toleransi 30 menit)

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

86

Siswa membersihkan tempat praktik

setelah praktik selesai.

6

Terlibat aktif dalam

pembelajaran teknik

pengefraisan.

Siswa bertanya terhadap penjelasan

guru yang kurang dipahami.

Siswa berperan aktif dalam kegiatan

praktik.

Keterangan :

SL : Selalu Skor = 4

SR : Sering Skor = 3

KD : Kadang-Kadang Skor = 2

TP : Tidak Pernah Skor = 1

Pembobotan Soal

STS = Skor Total Siswa

a = Skor yang diperoleh Siswa untuk Butir Soal

MO

DUL

PEM

BELA

JARA

N M

OTO

R SE

RVO

87

Feri Yunus Madao, “Sejarah Perkembangan E-learning, diakses, http://edifiesta.

blogspot.com/April 2016

http://www.jaringan-komputer.cv.sysneta.com/infrastruktur-jaringan

http://ex4.netfast.org/site/

http://www.hooked-on-rc-airplanes.com/servo-tutorial.html

http://eyetap.org/ece385/lab3.htm

http://electronics.howstuffworks.com/motor2.htm

http://www.mcmanis.com/chuck/robotics/tutorial/h-bridge/index.html

http://mechatronics.mech.northwestern.edu/design_ref/actuators/hbridge_circuitry.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Comparator

http://hades.mech.northwestern.edu/index.php/Rotary_Encoder

http://hades.mech.northwestern.edu/index.php/Rotary_Encoder

http://www.seekic.com/forum/22_Circuit_Diagram/22980_shaft_encoder.html

http://lorien.ncl.ac.uk/ming/digicont/digimath/dpid1.htm

http://www.arduino.cc/en/Tutorial/PWM

http://store.fundamentallogic.com/ecom/index.php?main_page=product_info&products_i

d=16

DAFTAR PUSTAKA

modul elektronika dan mekatronika motor servo...

Documents