Tutorial Motor Dc
Motor DC adalah piranti
elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak
rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan
terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya
insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub
ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang
menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan
magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta
secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Mekanisme ini
diperlihatkan pada Gambar berikut ini.
Bagan mekanisme kerja motor DC magnet permanen
Motor DC yang digunakan pada robot beroda umumnya adalah motor DC
dengan magnet permanen. Motor DC jenis ini memiliki dua buah magnet permanen
sehingga timbul medan magnet di antara kedua magnet tersebut. Di dalam medan
magnet inilah jangkar/rotor berputar. Jangkar yang terletak di tengah motor
memiliki jumlah kutub yang ganjil dan pada setiap kutubnya terdapat
lilitan. Lilitan ini terhubung ke area kontak yang disebut komutator.
Sikat (brushes)
yang terhubung ke kutub positif dan negatif motor memberikan daya ke lilitan
sedemikian rupa sehingga kutub yang satu akan ditolak oleh magnet permanen yang
berada di dekatnya, sedangkan lilitan lain akan ditarik ke magnet permanen yang
lain sehingga menyebabkan jangkar berputar. Ketika jangkar berputar, komutator
mengubah lilitan yang mendapat pengaruh polaritas medan magnet sehingga jangkar
akan terus berputar selama kutub positif dan negatif motor diberi daya.
Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.
Pengendalian kecepatan putar motor DC dapat dilakukan dengan
mengatur besar tegangan terminal motor VTM. Metode lain yang biasa
digunakan untuk mengendalikan kecepatan motor DC adalah dengan teknik modulasi
lebar pulsa atau Pulse Width Modulation (PWM).
Teori H-Bridge MOSFET:
H-bridge adalah
sebuah perangkat keras berupa rangkaian yang berfungsi untuk menggerakkan
motor. Rangkaian ini diberi nama H-bridge karena bentuk rangkaiannya yang
menyerupai huruf H seperti pada Gambar berikut.
Konfigurasi H-Bridge MOSFET
Rangkaian ini terdiri dari dua buah MOSFET kanal P dan dua buah MOSFET kanal N. Prinsip kerja rangkaian ini adalah dengan mengatur mati-hidupnya ke empat MOSFET tersebut. Huruf M pada gambar adalah motor DC yang akan dikendalikan. Bagian atas rangkaian akan dihubungkan dengan sumber daya kutub positif, sedangkan bagian bawah rangkaian akan dihubungkan dengan sumber daya kutub negatif. Pada saat MOSFET A dan MOSFET D onsedangkan MOSFET B dan MOSFET C off, maka sisi kiri dari gambar motor akan terhubung dengan kutub positif dari catu daya, sedangkan sisi sebelah kanan motor akan terhubung dengan kutub negatif dari catu daya sehingga motor akan bergerak searah jarum jam dijelaskan pada Gambar berikut.
H-bridgekonfigurasi MOSFET A&D off,
B&C on
Konfigurasi lainnya adalah apabila MOSFET A dan MOSFET B
sedangkan MOSFET C dan MOSFET D off. Konfigurasi ini akan
menyebabkan sisi kiri dan kanan motor terhubung pada kutub yang sama yaitu
kutub positif sehingga tidak ada perbedaan tegangan diantara dua buah polaritas
motor, sehingga motor akan diam. Konfigurasi seperti ini disebut dengan konfigurasi break.
Begitu pula jika MOSFET C dan MOSFET D saklar on, sedangkan MOSFET A dan MOSFET
C off, kedua polaritas motor akan terhubung pada kutub negatif dari catu daya.Maka tidak ada perbedaan tegangan pada
kedua polaritas motor, dan motor akan diam. Konfigurasi yang harus dihindari
adalah pada saat MOSFET A dan MOSFET C on secara bersamaan
atau MOSFET B dan MOSFET D on secara bersamaan. Pada
konfigurasi ini akan terjadi hubungan arus singkat antara kutub positif catu
daya dengan kutub negatif catu daya.
Konfigurasi
Pengujian H-bridge MOSFET
0 komentar:
Post a Comment