2.8 Motor Langkah Stepper
Pada dasarnya prinsip kerja motor stepper sama dengan motor DC, yaitu membangkitkan medan magnet untuk memperoleh gaya tarik ataupun gaya tolak
menolak dengan menggunakan catu tegangan DC pada lilitankumparannya. Motor stepper menggunakan gaya tarik untuk menarik fisik kutub magnet yang berlawanan
sedekat mungkin ke posisi kutub magnet yang dihasilkan oleh kumparan. Dilihat dari lilitannya motor stepper terbagi menjadi 2 jenis yaitu :
a. Motor Stepper Bipolar
Motor stepper bipolar memiliki empat kabel masukan. Namun untuk menggerakan motor stepper tipe ini lebih rumit jika dibandingkan dengan
menggerakan motor stepper tipe unipolar. Sebagai gambaran dapat dilihat konstruksi motor stepper bipolar pada gambar berikut :
Gambar 2.14 Konstruksi Motor Stepper Bipolar
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 lebih kompleks
daripada rangkaian pengendali untuk motor unipolar.
b. Motor Stepper Unipolar
Motor stepper unipolar terdiri dari dua lilitan yang memiliki center tap. Center tap dari masing masing lilitan ada yang berupa kabel terpisah sudah terhubung
Universitas Sumatera Utara
didalamnya sehingga center tap yang keluar hanya satu kabel. Center tap dari motor stepper dapat dihubungkan ke ground atau dapat juga yang menghubungkannya ke
+Vcc, tergantung pada driver yang digunakan. Sebagai gambaran dapat dilihat konstruksi motor stepper unipolar pada gambar berikut:
Gambar 2.15 Konstruksi Motor Stepper Unipolar
Rangkaian pengendali motor stepper unipolar lebih mudah dirancang karena hanya memerlukan satu switch pada setiap lilitannya. Agar motor ini berputar,
tegangan positif diberikan pada terminal center tap, kemudian tegangan positif diberikan secara bergantian dan berurutan terus- menerus pada keempat terminal
masing-masing lilitan. Oleh karena itu, pada alat ini digunakan motor stepper jenis unipolar.
Pada motor stepper ini, suplai tegangan yang dibutuhkan adalah V = 12 volt dan sudut rotasi 1,8
per step. Maka dalam satu putaran penuh 360 terjadi
360 1,8
= 200 step Np. Kecepatan pulsa diekspresikan sebagai pps = pulsa per second dan kecepatan putar umumnya ditulis sebagai
ω = rotasi menit atau rpm. Kecepatan putar motor stepper rpm dapat dihitung menggunakan rumus pada
kecepatan pulsa pps sebagai berikut.
[ ]
menit rotasi
Np pps
60 =
ω
pps Np
60 =
ω ............................................................................................ 2.7
Np = stepputaran pulsarotasi pps = pulsa per detik
Universitas Sumatera Utara
Torsi yang dapat dihasilkan oleh motor stepper dapat dihitung berdasarkan perbandingan daya kerja motor terhadap kecepatan putarannya. Atau dapat
dirumuskan sebagai berikut:
ω τ
P = ..................................................................................................... 2.8
dengan P adalah daya kerja motor dalam satuan watt dan ω adalah kecepatan
perputaran motor dalam satuan rotation per minute rpm.
Untuk mengetahui beban maksimum yang dapat digerakkan motor stepper dapat diperoleh dengan menghitung torsi dengan menggunakan rumus:
r F.
=
τ ................................................................................................... 2.9
dengan F adalah gaya berat yang bekerja terhadap motor dan r adalah jarak sumbu putar pada motor. Gaya berat yang bekerja terhadap motor dapat dituliskan dengan:
F = m.g Newton ...................................................................................2.10
dengan, m = massa kg dan g = percepatan gravitasi ms
2
.
Motor stepper dapat diatur posisinya dengan akurat pada posisi tertentu dan dapat berputar kearah yang diinginkan dengan memberi pulsa-pulsa digital dengan
pola seperti pada table 2.8 dibawah ini. Untuk memutar motor stepper adalah dengan memberi pulsa ke koil secara berurutan dari koil 1 ke koil 2, dan seterusnya. Arah
putaran motor stepper tergantung urutan pulsa yang diberikan ke koil, apabila diinginkan putaran dengan arah yang berlawanan, maka urutan pulsa yang
dimasukkan ke koil pun digeser berlawanan pula.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.8 Arah Perputaran Motor
Putaran Searah jarum jam
Berlawanan arah jarum jam koil 1 koil 2 koil 3 koil 4 koil 1 koil 2 koil 3 koil 4
step 1 1
1 step 2
1 1
step 3 1
1 step 4
1 1
Pada tabel 2.8 diatas, ‘1’ diartikan bahwa lilitan yang bersangkutan dilewati arus sehingga menghasilkan gaya tolak untuk rotor, sedangkan ‘0’ diartikan lilitan
dalam kondisi off, yakni tidak mendapatkan arus. Pada tabel juga ditunjukkan, untuk membalik putaran motor stepper cukup membalik urutan pemberian pulsa pada lilitan.
Untuk memperlambat atau mempercepat putaran motor stepper, dengan mengatur waktu urutan pemberian pulsa, akan tetapi, pemberian waktu pulsa jika terlalu lamban
akan menyebabkan motor stepper bergetar dan jika terlalu cepat akan mengakibatkan motor tidak mau berputar.
Universitas Sumatera Utara
BAB III
PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Kategori