Motor Stepper & Motor Servo Yusca

7/24/2019 Motor Stepper & Motor Servo Yusca

1/18

MOTOR STEPPER DAN MOTOR SERVO

Tugas Mata Kuliah CNC

Oleh

Yusca Permana Setya

NIM 0!"!0!0!0#$

PRO%RAM STRATA I TEKNIK

&'R'SAN TEKNIK MESIN

(AK')TAS TEKNIK

'NIVERSITAS &EM*ER

#00"


2/18

MOTOR STEPPER DAN MOTOR SERVO

MOTOR SERVO

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.

Servo motor banyak digunakan sebagai aktuator pada mobile robot atau

lengan robot. Servo motor umunya terdiri dari servo continuous dan servo standar.

Servo motor continuous dapat berputar sebesar 360 derajat.. Sedangkan servo motor

tipe standar hanya mampu berputar !0 derajat

"arena motor #$ servo merupakan alat untuk mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik, maka magnit permanent motor #$ servolah yang mengubah

energi listrik ke dalam energi mekanik melalui interaksi dari dua medan magnit.

Salah satu medan dihasilkan oleh magnit permanent dan yang satunya dihasilkan oleh

arus yang mengalir dalam kumparan motor. %esultan dari dua medan magnit tersebut

menghasilkan torsi yang membangkitkan putaran motor tersebut. Saat motor berputar,

arus pada kumparan motor menghasilkan torsi yang nilainya konstan.

&ambar . #iagram %angkaian Motor Servo #$

'otensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo.

Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim


3/18

melalui kaki sinyal dari kabel motor. (ampak pada &ambar ) dengan pulsa .* mS

pada periode selebar ) mS maka sudut dari sumbu motor akan berada pada posisi

tengah. Semakin lebar pulsa O++ maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah

jarum jam dan semakin kecil pulsa O++ maka akan semakin besar gerakan sumbu ke

arah yang berlaanan dengan jarum jam.

&ambar ). (eknik '-M ntuk Mengatur Sudut Motor Servo

ntuk menggerakkan motor servo ke kanan atau ke kiri, tergantung dari nilai

delay yang kita berikan. ntuk membuat servo pada posisi center, berikan pulsa .*ms.

ntuk memutar servo ke kanan, berikan pulsa /.3ms, dan pulsa 1 .2ms untuk

berputar ke kiri dengan delay )0ms.

Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak

kontinyu seperti motor #$ maupun motor stepper. -alau demikian, untuk beberapa

keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu.

'rinsip kerja motor didasarkan pada peletakan suatu konduktor dalam suatu

medan magnit. 'embahasan mengenai prinsip aliran medan magnit akan membantu


4/18

kita memahami prinsip kerja dari sebuah motor. ika suatu konduktor dililitkan

dengan kaat berarus maka akan dibangkitkan medan magnit berputar. "ontribusi

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

yang tertutup kumparan. #engan cara inilah medan magnit yang kuat terbentuk.

(enaga yang digunakan untuk mendorong flu4 magnit tersebut disebut Manetomotive

+orce 5 MM+ .

+lu4 magnet digunakan untuk mengetahui seberapa banyak flu4 pada daerah

disekitar koil atau magnit permanent. Medan magnit pada motor #$ servo

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

magnit. +lu4 madan magnit pada stator tidak dipengaruhi oleh arus armature. Oleh

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

'ada prinsipnya jika sebuah penghantar dilalui arus listrik, 7a, ia akan

menghasilkan medan magnet disekelilingnya. "emudian bilamana penghantar ini

ditempatkan dalam induksi magnetic 8, akan memperoleh gaya +8. besarnya gaya

yang ditimbulkan sebanding dengan arus listrik 7a dan panjang penghantar 9 yang

memotong induksi magnetik 8. atau biasa dinyatakan dengan persamaan, 7nduksi

magnetik, +b 8 . 7 . 9'ada saat motor berputar arus pada kumparan motor menghasilkan torsi yang

nilainya konstan. 'ada motor #$ servo ini ada tiga kumparan utama yaitu :

. ;rmatur). Magnet 'ermanen

3. "omutator

&ambar 3. "onstruksi Motor #$

ika suatu konduktor 5besi dililitkan dengan suatu kaat berarus maka akandibangkitkan medan magnet berputar, kontribusi dari setiap putaran akan merubah

intensitas medan magnet yang adadalam bidang yang tertutup kumparan dengan cara

ini medan magnet tersebut disebut Magnet Motive +orce 5MM+. +luks magnet

digunakan untuk mengetahui seberapa banyak fluks yang ada pada daerah disekitar


5/18

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

magnet permanent, jadi tidak perlu tenaga untuk membuat medan magnet. +luk pada

medan stator tidak dipengaruhi oleh arus dari motoroleh karena itu, kurva

perbandingan antara kecepatan dengan torsi adalah linear.

&ambar 5 %obot 9engan sedangkan motor servo

$ontinous sering dipakai untuk Mobile %obot. 'ada badan servo tertulis tipe servoyang bersangkutan.

&ambar *. 'in Out "abel Motor Servo

'ada robot, motor ini sering digunakan untuk bagian kaki, lengan atau bagian?

bagian lain yang mempunyai gerakan terbatas dan membutuhkan torsi cukup besar.


6/18

&ambar 6. @ilai 'ulsa ntuk Menggerakkan Motor Servo

#$ servo motor memiliki beberapa keunggulan, yaitu :

. 8entuknya kompak, ringan dan berdaya kerja tinggi

). "ecepatan maksimum yang sangat tinggi

3. (egangan dan arus yang konstan

MOTOR STEPPER

Motor stepper banyak digunakan untuk aplikasi?aplikasi yang biasanya cukup

menggunakan torsi yang kecil, seperti untuk penggerak piringan disket atau piringan

$#. #alam hal kecepatan, kecepatan motor stepper cukup cepat jika dibandingkan

dengan motor #$. Motor stepper merupakan motor #$ yang tidak memilikikomutator. 'ada umumnya motor stepper hanya mempunyai kumparan pada statornya

sedangkan pada bagian rotornya merupakan magnet permanent. #engan model motor

seperti ini maka motor stepper dapat diatur posisinya pada posisi tertentu danAatau

berputar ke arah yang diinginkan, searah jarum jam atau sebaliknya.


7/18

"ecepatan motor stepper pada dasarnya ditentukan oleh kecepatan pemberian

data pada komutatornya. Semakin cepat data yang diberikan maka motor stepper akan

semakin cepat pula berputarnya. 'ada kebanyakan motor stepper kecepatannya dapat

diatur dalam daerah frekuensi audio dan akan menghasilkan putaran yang cukup

cepat.

;ktuator adalah bagian yang berfungsi sebagai penggerak dari perintah yang

diberikan oleh input. Salah satu jenis dari aktuator listrik adalah Motor Stepper.

#imana motor stepper dapat meningkatkan kecenderungan terhadap kendali digital

dari mesin?mesin dan berfungsi menghasilkan suatu permintaan untuk peranti?peranti

mekanis, serta mampu mengirimkan gerakan?gerakan yang inkremental dengan

ketelitian yang dapat diprediksi.

&ambar 2. Motor Stepper dan "ontrol nit

Motor Stepper adalah salah satu alat mesin listrik yang mengubah sinyal?

sinyal listrik ke dalam gerakan?gerakan mekanis diskrit.8atang atau spindel dari suatu

motor stepper berputar disebabkan kenaikan?kenaikan langkah diskrit ketika sinyal

listrik berada didalam urutan yang tepat.

rutan sinyal pulsa yang diterapkan secara langsung dihubungkan dengan

arah rotasi spindle motor. "ecepatan dari rotasi spindel motor dihubungkan dengan

frekuensi dari sinyal masukan dan panjang rotasi secara langsung berhubungan

dengan nomor sinyal masukan.

. #efinisi Motor Stepper

(orsi motor stepper tidak sebesar motor #$, namun motor ini mempunyai

tingkat presisi yang sangat tinggi dalam gerakannya. "ecepatan gerak motor ini

dinyatakan dalam step per second atau jumlah step gerakan dalam setiap detiknya.


8/18

Motor Stepper adalah suatu mesin listrik yang mengubah sinyal listrik kedalam

gerakan mekanik diskrit.

Motor Stepper motor dibagi menjadi tiga jenis. Masing?masing pada

konstruksi nyata yaitu karakteristik unjuk kerja:

. Bariable?reluctance 5B%

). 'ermanent magnet 5'M

3. 'M?hybrid.

&ambar !. $ara "erja Motor Stepper Cang #idasari #ari 'rinsip Magnet #asar


9/18

$ara kerja stepper motor didasari dengan prinsip magnet dasar seperti kutub

magnet. ika lilitan stator pada gambar !.5a diberi energi maka lilitan stator ; adalah

kutub selatan, stator 8 adalah kutub utara, dan rotor permanent magnet 5'M

diposisikan seperti pada gambar, maka torsi motor akan bertambah seiring pergerakan

rotor ke !00. Maka hal tersebut akan menjadi tidak mungkin untuk menentukan

arah dari putaran dan dalam rotor tidak akan bergerak seperti yang telah dikatakan

tadi jika gayanya stabil.

ika yang terjadi seperti dalam gambar !.5b, dua kutub stator tambahan $ dan

# dipasang dan diberi energi seperti terlihat dalam gambar, kita bisa memprediksi

arah dari putaran rotor. Seperti dalam gambar !.5b arah putaran rotor akan konstan

searah jarum jam dengan rotor sejajar dengannya antara >rata?rata> pole selatan dan

>rata?rata> pole utara. Seperti diperlihatkan dalam gambar !.5c.

). 'ermanent Magnet 5'M

Cang membedakan keistimeaan dari permanent magnet 5'M mesin

penggerak adalah dari penggabungan sebuah magnet permanen, biasanya didalam

kumparan rotor, untuk keluaran yang lebih baik, lebih dari empat kutub stator yang

ditambah, lalu gigi mesin diatas setiap kutub rotor, dan juga diatas rotor. @omor?

nomor gigi diatas rotor dan stator menunjukan segi langkah yang akan didapatkan

dalam setiap satuan aktu.

'olaritas dari perubahan arah angin, memberikan reaksi langkah bagian

batang mesin sehingga terjadi pertambahan aktu untuk perubahan muatan kutub.

$ara untuk mengubah kutub menjadi seimbang, kurang lebih didapat dari perputaran

batang atau tambahan untuk mengetahui segi langkahnya.

9angkah permanent magnet 5'M mengoprasikan jenis?jenis mesin oleh

pengaruh timbal balik diantara magnet penggerak yang terus menerus berubah, ring

dan kekuatan magnet oleh stator angin membangkitkan tenaga listrik. ika susunan

dari energi angin sesuai, maka sebuah rangkaian akan stabil dari keseimbangan arah

angin, sehingga akan menghasilkan tenaga listrik disekitar masin. ika arah putaran

membangkitkan rangkaian rotor maka akan mengikuti perubahan titik dari

kesetimbangan dan perputaran dapat memberi reaksi untuk mengubah susunan,

sebagai petunjuk digambar 3.


10/18

&ambar D. %angkaian 'ermanent Magnet

8erdasarkan magnet tetap pada motor, terdapat suatu tenaga putaran yang

digerakkan kedalam gulungan motor alaupun gulungan pada stator tidak akan

menghasilakan rugi?rugi. Energi putaran dapat diperoleh dengan cara memutar suatu

'M stepper dengan tangan. (enaga putaran dapat dihasilkan pada motor jika motor

dipindahkan dari posisi yang mempunyai nilai hambatan minimum 5 dimasukan

kedalam suatu persamaan rangkaian #$ yang menyebabkan magnet tetap

mengalami perubahan secara terus?menerus.

(enaga putaran ini lebih banyak dibandingkan tenaga putaran tenaga normal

dan hanya sebagian kecil persen saja dari tenaga putaran yang maksimum.


11/18

&ambar 0. 'rinsip dasar dari 'M motor

3.Bariabel %eluktansi 5B%

Bariabel reluktansi motor adalah sebuah stator, yang merupakan bagian dari

ound poles 5katup. %otor berbentuk silinder. ntuk bagian dari gigi memiliki

hubungan dengan katup stator dan dengan gigi itu sendiri 5stator tidak boleh memiliki

gigi. @omor dari gigi akan menentukan perbedaan sudut yang dibutuhkan

5ditunjukkan oleh gambar *.

&ambar . 'enampang atas dari Bariabel %eluktansi motor

(ipe sebuah motor B% ditunjukan pada gambar 6 dimana aliran arus sudah

layak mengaliri lilitan kumparan motor. (enaga putar 5sumber 9istrik akan

menghasilkan langkah yang berupa pemutar rotor pada posisi tidak terhubung garis

edar minimum magnet.

'ada posisi ini listrik statis akan menjadi stabil pada tenaga putar tanpa

tekanan yang diperlukan untuk memindahkan rotor dari posisi stabil, partikular ini

tidak akan berada pada satu posisi absolut. 'ada rata?rata motor banyak posisi stabil

memberi energi untuk stator.yang mana sebuah perbedaan energi akan mengatur


12/18

lilitan untuk tidak terhubung pada sumber stator akan mengubah medan magnet

karena rotor pada posisi yang baru.

&ambar ). 9angkah B% motor 5potongan melintang stator memperlihatkan

lilitan berfasa tunggal yang lengkap

a. tiga fasa melilit

b. tiga fasa pemasangan kaat koreksi

c. tiga fasa tabel eksitasi rangkap

d. pijakan bentuk gelombang

'emilihan urutan energiFing yang tepat dari melilit membuat posisi?posisi

yang stabil dan berputar dengan lembut di stator poles, menentukan kecepatan

putaran dan pengaturan pada rotor. "etika pola yang diberi tenaga, posisi rotor

perlahan mengubah pola energisasi kumparan. &ambar 65c, ilustrasi modus?modus

pembangkitan yang menghasikan suatu patokan sudut langkah yang nominal.

'embangkitan yang rangkap 5selalu dua kumparan didalamnya sering

digunakan adalah karena memiliki tenaga putaran lebh tinggi. (idak seperti stepper

'M, stepper B% memilki sisa kemagnetan. Maka rotor 5detent torGue akan menjadi


13/18

tidak kuat ketika stator tidak diberi tenaga. Sudut langkah ditentukan oleh nomor dari

stator dan gigi rotor 5bervariasi dari 2.* sampai 30.


14/18

dinyatakan dalam step per second atau jumlah step gerakan dalam setiap detiknya.

Secara umum terdapat dua jenis motor stepper yaitu bipolar dan unipolar. Motor

stepper unipolar terdiri dari dua buah motor yang masing I masing mempunyai dua

buah kumparan sedangkan motor stepper bipolar terdiri dari sebuah motor dengan

dua buah kumparan


15/18

&ambar !. Motor Stepper 8ipolar dan nipolar

'engendalian motor stepper dilakukan dengan mengaktifkan setiap kumparan

secara bergantian. ntuk motor stepper unipolar yang terdiri dari < kumparan

terdapat < phase sedangkan untuk motor stepper bipolar yang terdiri dari ) kumparan

terdapat ) phase. Seringkali untuk menghemat kabel, pada motor stepper unipolar ada

beberapa polaritas kumparan yang digabung seperti tampak pada gambar


16/18

nipolar

a ;rus mengalir satu arah , dan perubahan arah putar motor tergantung dari

lilitan 5koil yang dialiri arus

b 9ilitan terpisah dalam ) bagian dan masing?masing bagian hanya dileati arus

dalam satu arah saja.

'engendalian motor stepper dilakukan dengan mengaktifkan setiap

kumparan secara bergantian. ntuk motor stepper unipolar yang terdiri dari

Documents

Motor Stepper & Motor Servo Yusca