kendali motor dc sebagai penggerak mekanik
KENDALI MOTOR DC SEBAGAI PENGGERAK MEKANIK
PADA BRACKET LCD PROYEKTOR DAN LAYAR DINDING
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
Muhammad Zamroni , Drs. Moediyono
Jurusan Teknik Elektro
Program Studi Diploma III Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang
Abstrak
Pemanfaatan motor DC untuk menggerakan mekanik yang ditempatkan pada bracket
LCD Proyektor dan layar (screen) dinding.Yang mana dikendalikan oleh remote control untuk
mengatur pergerakan bracket, layar dinding,plat penutup. Remote control mengirimkan data ke
receiver remote yang kemudian sebagai masukan mikrokontroler AT 89S51.Mikrokontroler AT
89S51 mengolah data yang dikirim oleh receiver remote untuk mengatur putaran motor DC yang
menggerakan mekanik pada bracket LCD Proyektor,penutup panel,dan layar (screen) dinding.
Pengaturan putaran motor DC dilakukan oleh driver motor DC yang mengontrol arah putaran
motor forward (maju) atau reverse (mundur).putaran motor DC dapat mengatur posisi dari bracket
dan layar dinding sesuai dengan keinginan. Pengaturan posisi ini tergantung pada penekanan
tombol keypad remote control dari jarak posisi minimum ke posisi maksimum.Pada posisi
maksimum putaran motor DC akan berhenti secara otomatis, karena mekanik menyentuh saklar
limit (limit switch). Saklar limit ini membatasi putaran motor sehingga motor berhenti berputar
pada satu arah putaran. Setelah mencapai posisi maksimum motor DC dapat berputar berkebalikan
dengan arah putaran sebelumnya.Jadi, perputaran motor DC forward dan reverse kendalikan oleh
driver motor dan dibatasi oleh saklar limit (limit switch).
Kata kunci : Motor DC,Driver motor DC,Mikrokontroller AT 89S51,Limit switch
1. Pendahuluan
media
1.1 Latar Belakang
memudahkan peserta didik untuk
Dewasa ini mutu pendidikan
baik
ditingkat
sekolah
pembelajaran
mengembangkan
yang
potensinya.
Di
maupun
berbagai instansi pendidikan baik itu
perguruan tinggi sangat diperhatikan.
negeri maupun swasta telah banyak
Maka dari itu, fasilitas pembelajaran
menggunakan peralatan multimedia
yang memadai sangat berpengaruh
untuk
dalam menjamin mutu pendidikan
pembelajaran.
peserta
Dengan
book,dan LCD proyektor adalah
berkembangnya teknologi pada saat
beberapa contoh dari peralatan untuk
ini telah banyak diproduksi media-
menunjang proses pembelajaran.
didik.
1
menunjang
dalam
Komputer,Note
Berdasarkan studi kasus di
menggerakkan
kampus PSD III Teknik elektro
untuk mempermudah
pada
sistem kendali ini.
Undip. penyusun merancang sebuah
alat
mekanik
3. Membuat rangkaian driver motor
dosen
DC
sebagai
pengatur
arah
pengajar dalam proses pembelajaran
putaran
guna
mutu
menggunakan prinsip transistor
sebagai saklar elektronik.
meningkatkan
pendidikan.
sistem
Alat
tersebut
ialah
penggerak
Bracket
LCD
Proyektor yang dapat dikendalikan
dengan
remote
mikrokontroller
motor
DC
dengan
1.3. Batasan Masalah.
kontrol
berbasis
Pada pembuatan Tugas Akhir ini
AT
89S51.
penulis membuat batasan masalah
diharapkan dari dosen pengajar tidak
yang menitik beratkan pada:
perlu kesulitan dalam membawa
1. Motor DC sebagai penggerak
LCD Proyektor. Karena alat tersebut
mekanik pada penutup, Bracket
nantinya akan ditempatkan di suatu
LCD, dan Layar Dinding.
lokasi yang mana dapat dikendalikan
oleh
dosen
pengajar
2. Rangkaian
dengan
driver motor arus
searah
menggunakan remote control.
3. Rangkaian limit switch sebagai
penghenti putaran motor dc.
1.2.Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan tugas
1.4.Metodologi Penulisan.
akhir ini adalah:
1. Studi Kepustakaan.
Studi ini dilakukan dangan cara
1. Memberikan
solusi
tentang
melihat dan mencari literature yang
kemudahan
dalam
proses
sudah ada untuk memperoleh data
pembelajaran
di
lingkungan
yang berhubungan dengan alat yang
kampus PSD III Teknik Elektro
dibuat.
fakultas
2. Metode Observasi
Teknik
Universitas
Diponegoro.
Yaitu melakukan penelitian dan
2. Mengetahui
mengimplementasikan
kerja
motor
DC
dan
mempelajari peralatan yang sudah
prinsip
ada untuk memberikan gambaran
untuk
yang jelas sehingga dapat dipakai
2
sebagai acuan dalam perencanaan
penghantar.Dimana,akan
dan pembuatan alat.
medan
3. Perencanaan Rangkaian
penghantar tersebut. Arah garis gaya
magnet
timbul
mengelilingi
Diperlukan untuk mendapatkan
magnet (fluks magnet) ini sesuai
hasil rangkaian yaitu dengan cara
kaidah tangan kiri yang ditunjukan
memodifikasi
rangkaian-rangkaian
pada gambar 1. Ibu jari menandakan
yang berhubungan dengan Tugas
arah arus elektron yang mengalir dan
Akhir ini.
jari-jari menunjukan arah dari garis
4. Metode Bimbingan
gaya
Metode ini untuk mendapatkan
magnet
(fluks)
yang
mengelilingi penghantar.
pengarahan dan petunjuk pembuatan
Tugas Akhir sehingga pembuatan
Tugas Akhir berjalan dengan lancar.
5. Pengujian Alat
Metode ini meliputi pengetesan
alat sehingga diperoleh data-data
hasil pengujian alat dan sekaligus
mendapatkan hasil yang baik dan
Gambar 1. Kaidah tangan kiri
akurat
Yang kedua adalah gaya pada
serta
dapat
dipertanggungjawabkan.
penghantar bergerak dalam medan
magnet.
Besarnya
gaya
yang
2. Landasan Teori
didesakkan
2.1. Motor dc.
berubah sebanding dengan kekuatan
Motor DC atau Motor Arus
untuk
menggerakkan
medan magnet, besarnya arus yang
Searah adalah mesin listrik yang
mengalir
mengubah energi listrik arus searah
panjang
menjadi energi mekanik. Terdapat 2
sering disebut gaya Lorentz.
(dua)
Sesuai dengan rumus:
prinsip
dasar
yang
pertama
yaitu
penghantar,
penghantar.gaya
dan
tersebut
F = B × I × l (Newton)…………..( 1 )
melatarbelakangi kerja motor DC.
Yang
pada
adanya
Dimana:
aliran arus yang melewati sebuah
F = Gaya pada kumparan (Newton)
konduktor
B = Kuat medan magnet (Tesla)
atau
3
2.1.1. Prinsip Kerja Motor Dc
I = Arus yang mengalir (Ampere)
l = Panjang kumparan (meter)
Arah dari garis gaya magnet
tergantung dari arah arus yang
mengalir pada kumparan dan arah
dari garis-garis fluks magnet antara
dua
kutub.
Sebagaimana
diilustrasikan pada gambar 2. Medan
magnet mengembang diantara dua
Gambar 3. Prinsip Kerja Motor DC
kutub dari magnet permanen atau
induksi
penghantar
elektromagnet.
berarus
Arus
Ketika
kumparan
mengalir
jangkar
melalui
dari
sumber
ditempatkan
tegangan dc, menyebabkan jangkar
diantara dua kutub magnet, maka
beraksi sebagai magnet. Gambar 3.
menghasilkan pembengkokan garis
menjelaskan prinsip kerja motor dc
gaya.
magnet permanent.
Sehingga,di satu sisi memusatkan
1.
Pada posisi 1 arus electron
kedua medan magnet menimbulkan
mengalir dari sikat negative
medan magnet yang kuat dan disisi
menuju ke sikat positif. Akan
lain berlawanan menimbulkan medan
timbul torsi yang menyebabkan
magnet yang lemah. Garis gaya
jangkar
magnet yang kuat cenderung lurus
arah jarum jam.
keluar dan menekan kearah garis
2.
berputar
berlawanan
Ketika jangkar pada posisi 2,
gaya magnet yang lemah. Dan
sikat terhubung dengan kedua
menyebabkan penghantar tersebut
segmen komutator. Aliran arus
berputar berlawanan arah jarum jam.
pada jangkar terputus sehingga
tidak ada torsi yang dihasilkan .
Tetapi,
menyebabkan
kelembaman
jangkar
tetap
berputar melewati titik netral.
3.
Gambar 2. Interaksi penghantar
Pada posisi 3, letak sisi jangkar
berkebalikan
berarus diantara medan magnet
4
dari
letak
sisi
4.
jangkar pada posisi 1. Segmen
arah arus electron yang menjauhi kita
komutator membalik arah arus
dan tanda (•) menunjukan arah arus
elektron yang mengalir pada
electron yang mendekati kita. Tanda
kumparan jangkar.Oleh karena
panah
itu arah arus yang mengalir pada
putaran jangkar yang berlawanan
kumparan jangkar sama dengan
arah
posisi 1.Torsi akan timbul yang
jangkar berada tegak lurus dengan
menyebabkan
tetap
fluks magnet utama, tidak ada reaksi
berputar berlawanan arah jarum
medan magnet antara fluks jangkar
jam.
dengan fluks magnet utama. Karena
Jangkar berada pada titik netral.
moment inersia, putaran jangkar
Karena
terus berlanjut.
pada
jangkar
adanya
poros
kelembaman
jangkar,
besar
jarum
menunjukan
jam.
Ketika
arah
posisi
maka
jangkar berputar terus-menerus.
2.1.2. Putaran Motor DC
Motor DC magnet permanent
dapat berputar apabila ada arus yang
Gambar 4. Proses interaksi jangkar
mengalir pada kumparan jangkar
untuk putar berlawanan arah jarum
sehingga
jangkar.
menimbulkan
Fluks
jangkar
fluks
jam
tersebut
Sedangkan
untuk
putaran
berinteraksi dengan fluks magnet
motor dc searah jarum jam, arah arus
utama yang
elektron
menghasilkan gaya
dibalik
dengan
cara
untuk memutar jangkar (torsi). Arah
mengubah polaritas sumber tegangan
dari
atau mengubah kutub pada ujung
putaran
jangkar
tersebut
tergantung dari arah arus elektron
yang
mengalir
pada
kumparan jangkar.
kumparan
jangkar.
2.1.3. Konstruksi motor DC
Poros motor dc dapat berputar
Keterangan gambar 5 adalah sebagai
searah jarum jam dan berlawanan
berikut:
arah jarum jam.Untuk menentukan
1. Lubang ventilasi
arah putaran motor diperlihatkan
Untuk sirkulasi udara dalam motor.
pada gambar 4 tanda (x) menunjukan
5
2. Bodi, terdiri dari 2 bagian, yaitu:
Berfungsi
untuk
a. Rumah magnet utama.(Housing)
fluksi jangkar yang bersama-sama
b. Bodi akhir (End Bell) , untuk
dengan
fluksi
membangkitkan
magnet
utama
melindungi bagian stator dan
berinteraksi menimbulkan putaran.
rotor pada motor.
c. Alur jangkar.
3. Bantalan (Bearing)
Berfungsi sebagai tempat belitan
Bantalan
jangkar
berfungsi agar jangkar
magnet
ujung-ujungnya
dihubungkan ke komutator.
berputar dengan baik.
4. Kutub
yang
utama
8. Komutator.
(Field
Komutator
Poles)
merupakan
suatu
Untuk menghasilkan fluks magnet
penyearah mekanik yang membuat
utama pada motor. Apabila terdapat
arus dari sumber mengalir pada arah
kumparan penguat medan, letaknya
yang tetap walaupun belitan medan
berada diantara kutub-kutub magnet
berputar.
utama.
9. Sikat arang(Brush)
5. Poros
Berfungsi
Merupakan bagian dari rotor yang
penghubung antara sumber tegangan
berfungsi meletakan jangkar agar
dengan komutator.
sebagai
terminal
dapat berputar.
6. Kipas Rotor (Cooling fan)
Kipas ikut berputar ketika poros
jangkar berputar.Sehingga, menjaga
suhu kumparan jangkar agar tetap
stabil ketika beroperasi.
7. Jangkar (Armature), terdiri dari 3
bagian, yaitu:
Gambar 5. Konstruksi motor DC
a. Inti Jangkar
Berfungsi
perputaran
untuk
arus
2.2.Relai
mencegah
pusar
Relai adalah komponen yang
(Eddy
bekerja
Current).
b. Belitan jangkar
berdasarkan
induksi
elektromagnet.Bilamana
suatu
gulungan
6
kawat
penghantar
(coil)dialiri arus akan timbul medan
LIMIT SWITCH 1
mengelilingi
LIMIT SWITCH 2
penghantar tersebut. Medan magnet
LIMIT SWITCH 4
magnet
inilah
yang
yang
dimanfaatkan
LIMIT SWITCH 3
untuk
REMOTE
KONTROL
INFRA RED
menarik kontak saklar.Oleh karena
MOTOR DC I
PENGGERAK MEKANIK
PENUTUP BOX
DRIVER
MOTOR DC II
MOTOR DC II
PENGGERAK MEKANIK
BRACKET LCD PROYEKTOR
MOTOR DC III
PENGGERAK MEKANIK
DRIVER
MOTOR DC III
LIMIT SWITCH 5
MIKROKONTROLLER
AT 89S51
LIMIT SWITCH 6
DRIVER
MOTOR DC I
LAYAR DINDING(WALLSCREEN)
IR
RECEIVER
itu, komponen utama dari relay
adalah coil dan kontak.
Kontak relay terdiri dari 2
(dua) jenis : yaitu normally close dan
normally
open.Kontak
12V
5V 12V
Catu Daya I
Catu Daya II
Gambar 7. Blok diagram kendali
normally
motor dc sebagai penggerak mekanik
open berada dalam kondisi membuka
ketika relay tidak dialiri arus listrik.
a. Catu daya
Sedangkan kontak normally close
berada
dalam
keadaan
Pada sistem ini menggunakan dua
menutup
macam catu daya, yaitu catu daya I
bilamana relay tidak dialiri arus
dan catu daya II .Yang mana
listrik.
karakteristik dan fungsinya berbedabeda, catu daya I digunakan untuk
mencatu
mikrokontroler,
limit
switch,IR Receiver,dan driver motor
DC.
Sedangkan
catu
daya
II
digunakan untuk member sumber
tegangan
Gambar 6. Bagian relai
motor
DC
penggerak
mekanik penutup box,bracket LCD
elektromekanik
Proyektor,
dan
layar
dinding
(wallscreen).
3. Pembahasan
IN 4001
12 V
3.1.Blok Diagram
Untuk
menjelaskan
4700 uF
25 Volt
CT
220 Volt
sistem
Volt
LM
7812
C1
C2
12
+
100uF
25V
IN 4001
12 V
TRAFO CT
2A
kendali motor dc ini perlu diketahui
100uF/25V
C3
LM
7805
blok diagram sistem tersebut.
Gambar 8. Catu daya I
7
5+
Volt
Pada rangkaian ini menggunakan
receiver saling berkoordinasi dan
IC LM 7812 dan LM 7805 yang
tidak terpisahkan antara satu dengan
digunakan sebagai regulator atau
yang lain. Dimana mikrokontroler
penstabil tegangan dengan kapasitas
AT89S51
merupakan
arus
pengendali
fungsi
maksimal
sebesar
500
pusat
kerja
dari
mA.Sehingga keluaran tegangan dari
keseluruhan sistem.Rangkaian sistem
catu daya ini sebesar 12 Vdc dan 5
mikrokontroler ini merupakan sistem
Vdc. Dimana tegangan 5 V ini untuk
single chip yang hanya terdiri dari
mencatu
sebuah
limit
mikrokontroller,rangkaian
switch,IR
rangkaian
receiver,
driver
dc.Sedangkan
tegangan
chip
AT89S51
dan
oscillator kristal 12MHz dan 4 buah
motor
port yang dapat dioperasikan sebagai
12
Volt
I/O.
+5 V
digunakan untuk mencatu relai pada
Port 1
rangkaian driver motor dc.
Port 0
2
3
4
+ 12 Volt
5
6
7
8
12 V
220 Volt
AC
C1
CT
+5V
4700uF/35V
+5V 4u7F
27K
IR
RECEIVER
Gnd
39
38
37
36
35
34
33
32
EA/Vp
31
ALE
30
PSen
29
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0
28
27
26
25
24
23
22
21
9 Rst
10 P3.0
11 P3.1
12 P3.2
13 P3.3
14 P3.4
15 P3.5
16 P3.6
17 P3.7
18 X2
12MHz
Gambar 9. Catu daya II
22pF
20
19 X1
Gnd
Dioda 3A
12V
TRAFO CT
3A
P1.0 40 P0.0
P0.1
P1.1
P0.2
P1.2
P0.3
P1.3
P0.4
P1.4
P0.5
P1.5
P0.6
P1.6
P0.7
P1.7
AT89S51
1
2
3
4
5
6
7
8
Vcc
1
Dioda 3A
dengan
1
2
3
4
5
6
7
8
Port 2
8
7
6
5
4
3
2
1
22pF
Pada rangkaian catu daya II ini
prinsipnya sama dengan rangkaian
catu
daya
I,
hanya
saja
Gambar 10. Sistem minimum
pada
Mikrokontroler AT89S51 dan IR
rangkaian ini tidak menggunakan IC
Receiver.
regulator karena digunakan untuk
Mikrokontroler
AT89S51
mencatu beban yang berarus tinggi.
mempunyai 4 buah port yang mana
Yakni motor dc.
pada sistem ini dimanfaatkan sebagai
berikut :
b. Rangkaian
mikrokontroller
•
AT89S51 dan IR receiver.
Pada
sistem
Port 0 dan 2, digunakan sebagai
jalur penghubung rangkaian limit
ini,IC
switch
mikrokontroller AT 89S51 dan IR
8
•
Port
•
1,
digunakan
sebagai
tegangan positip dan sikat negatip
keluaran ke rangkaian driver
motor
terhubung dengan kutub
motor DC
negatip sumber tegangan. Sehingga,
Port 3, terutama pada pin 3.0
motor akan berputar dengan arah
dihubungkan sebagai masukan
putaran
dari IR receiver.
(clockwise).Dengan cara yang sama
searah
jarum
jam
untuk menggerakkan kontak relai
c. Rangkaian driver motor DC.
2,maka
Untuk memutar motor dc ini
berkebalikan
kondisi
yaitu
motor
yang
akan
diperlukan rangkaian driver dengan
berputar dengan arah putaran yang
komponen utama yaitu transistor dan
berlawanan arah jarum jam (counter
relai. Pada alat ini, driver motor dc
clockwise).
dilengkapi
dengan
rangkaian
pembalik putaran.Jadi, driver motor
d. Rangkaian limit switch.
dc ini dapat mengatur arah putaran
Limit switch ini berfungsi untuk
motor forward dan reverse.Semua
membatasi gerakan mekanik saat
driver motor DC pada sistem ini
naik
memiliki rangkaian dan karakteristik
tertentu.Level
yang sama.Skema rangkaian dari
dengan
driver motor dc ini diperlihatkan
bracket,lebar
pada gambar 11.
maksimum saat layar dinding naik
+ 12 Vdc
GND
4K7
R3
+12 V
4K7
R2
4K7
R1
Dioda TR1
IN 4148
4K7
R6
LED
Indicator
R8
1K
pada
ini
ukuran
level
menyesuaikan
panjang
minimum
tuas
dan
untuk menghentikan putaran motor
saat mekanik pada posisi maksimum
+ 12 Vdc
M
-
P1.0
Relai1
DPDT
+
turun
box.Jadi, limit switch ini berguna
C9013
LED
Indicator
R7
1K
atau
atau turun, dan ukuran dari penutup
+ 5 Vdc
A733
TR2
Motor DC
terjadi
+ 5 Vdc
atau minimum.Pada masing-masing
4K7
R5
A733
TR4
C9013
Dioda TR3
IN 4148
4K7
R4
motor
P1.1
memiliki
switch,sehingga
pada
dua
sistem
limit
ini
Relai2
DPDT
terdapat 6 limit switch.
Gambar 11. Skema rangkaian
Limit switch yang dipakai pada
driver motor dc
sistem ini adalah jenis NO (Normally
Saat relai 1 bekerja maka sikat
Open).Saat kondisi mikrokontroller
positip motor akan mendapat sumber
9
mendapat sinyal dari remote ,maka
smt memberikan picu tegangan pada
transistor S9013. Sehingga, Pin input
berlogika high. Selama pin input ini
mendapat
bias
rangkaian
tegangan
driver
START
maka
Inisialisasi Remote
Control dan IR Receiver
tetap
bekerja.Dengan kata lain, rangkaian
Tekan Tombol
Remote
limit switch ini berfungsi sebagai
rangkaian umpan balik driver motor.
Vcc +5V
R5
47K
R2
47K
Sesuai dengan
Inisialisasi?
P0.1
Smt
P0.0
R3
200K
P Inp
TIDAK
R1
27K
TR1
C9013
Limit switch 1
R4
4K7
D1
4148
YA
C1 100 n
Vcc +5V
R10
47K
R7
47K
P0.3
Driver Motor Bekerja
Smt
P0.2 P Inp
R8
200 K
R6
27K
R9
4K7
D2
4148
TR2
C9013
Limit switch 2
C2 100 n
Motor Berputar
Gambar 12. Skema rangkaian limit
switch.
TIDAK
3.2.Prinsip
kerja
sistem
Apakah
Limit Switch
Ditekan?
Apakah tombol
Yang sama
ditekan?
kendali
YA
YA
motor
dc
sebagai
TIDAK
penggerak
mekanik.
Driver motor tidak
bekerja
Untuk menjelaskan prinsip kerja
dari sistem ini dapat lebih mudah
Motor Berhenti
berputar
dengan mengetahui diagram alir
sistem ini. Adapun diagram alir
END
(flowchart) sistem kendali motor dc
ini sebagai berikut.
Gambar 13 Diagram alir sistem
kendali motor dc sebagai penggerak
mekanik.
10
dengan
arus
rangkaian
4. Analisa hasil pengukuran dan
25
mA.
driver
Sistem
menggunakan
Transistor jenis NPN dan PNP
pengujian
dimanfaatkan sebagai penguat arus
Pada sistem kendali motor dc
yang mengalir ke relai. Sehingga,
sebagai penggerak mekanik bracket
arus relai mencapai titik maksimum.
LCD Proyektor dan layar dinding ini
Pada satu driver motor dc terdapat
menggunakan dua catu daya yang
dua relai yang salah satu fungsinya
mempunyai
yang
sebagai pembalik putaran motor.
berbeda-beda. Karakteristik tersebut
Untuk mempermudah analisa dari
berdasarkan dari tegangan output dan
hasil pengukuran rangkaian
kapasitas arus keluaran catu daya.
motor dc didapat sebuah tabel kinerja
Untuk
driver motor dc berdasarkan input
karakteristik
mencatu
sistem
mikrokontroller dan driver motor dc
driver
yang diberikan.
menggunakan catu daya I dengan
Pada
saat
kedua
relai
pada
keluaran peregulasi tegangan 5V dan
rangkaian driver bekerja, motor tidak
12V dc.Sedangkan sumber tegangan
berputar
motor menggunakan catu daya II
kutub pada motor mendapat polaritas
dengan keluaran 13Volt dc. Catu
yang sama dari sumber tegangan.
daya ini dibuat terpisah dikarenakan
Sedangkan pada saat relai 1 bekerja
untuk menghindari kerusakan pada
dan relai 2 tidak bekerja. Arah
rangkaian mikro dan driver akibat
putaran motor searah dengan jarum
drop tegangan saat motor bekerja.
jam karena kutub positip motor
Pada rangkaian driver motor dc
karena
mendapat
masing-masing
polaritas
positip
pada
bekerja pada kondisi input low.
sumber tegangan. Dan pada saat
Sesuai dengan data pada tabel 5.2
motor berputar
berlawanan arah
yang menunjukkan hasil tegangan
kutub
motor
keluaran rangkaian driver untuk
polaritas negatip sumber tegangan,
menggerakkan tuas relai. Relai akan
kutub
bekerja pada tegangan 12 Volt
polaritas positip sumber tegangan.
11
positip
negatip
motor
mendapat
mendapat
Tabel 1 tabel kinerja rangkaian driver motor dc
Kondisi relai pada rangkaian
Input driver
P1.0
L
L
H
P1.1
L
H
L
H
Relai 1
Bekerja
Bekerja
Tidak bekerja
H
Pada
Putaran motor
driver
Tidak bekerja
saat
limit
switch
Relai 2
Bekerja
Tidak bekerja
Bekerja
Motor tidak berputar
Searah jarum jam
Berlawanan arah jarum
Tidak bekerja
jam
Motor tidak berputar
berkurang karena pengaruh dari
ditekan, maka akan memutus bias
tahanan
jangkar
dan
tegangan basis dengan tegangan 0,5
perlawanan pada beban.
gaya
V sehingga Transistor tidak bekerja
Dan besarnya arus yang
dan bias tegangan pada Pin input
mengalir ke motor berubah-ubah
tidak ada. Akibatnya rangkaian
tergantung dari beban yang dipikul
driver motor dc tidak bekerja. Hal
motor.Pada
ini
pada
bracket, arus yang mengalir pada
mengatur
motor pada kondisi tanpa beban
koordinasi antara input dan output
sebesar 0,7 A , sedangkan bila
mikro.
dibebani LCD proyektor arus yang
sesuai
mikrokontroller
Hasil
tegangan
dan
instruksi
yang
dari
arus
motor
pengukuran
mengalir
motor
sebesar 1,7 A.
dc,
semakin
penggerak
meningkat
didapat tegangan sebesar 11,5 V
pada saat motor berputar tanpa
beban dengan tegangan input 13
5. Kesimpulan.
Pada pembuatan sistem kendali
Volt. Hal ini terjadi karena drop
motor
tegangan pada tahanan jangkar
mekanik bracket LCD proyektor
motor. Sedangkan pada saat motor
dan
dibebani dengan beban tertentu
mikrokontroller
maka tegangan motor semakin
terdapat beberapa hal yang perlu
dc
sebagai
layar
dinding
AT
penggerak
berbasis
89S51
ini
digarisbawahi.Berdasarkan
prinsip
kerja,proses
dari
pembuatan,
alur
dari
masukan
sampai
keluaran.
pengujian dan pengukuran sistem
3. Pada rangkaian driver motor dc
tersebut dapat ditarik kesimpulan
memiliki 2 buah relay 12 Volt
sebagai berikut:
DC
yang
berfungsi
untuk
memutar dan membalik putaran
1. Pada sistem kendali motor dc
sebagai penggerak mekanik ini
terbagi
menjadi
3
bagian
penting, yang terdiri dari:
motor dc. Dengan prinsip saklar
elektronik
menggunakan
transistor untuk menggerakkan
kontak relai.
a. Rangkaian limit switch sebagai
inputan dan penghenti putaran
4. Sedangkan pada rangkaian limit
switch terdapat sistem umpan
balik untuk tetap memberikan
motor
b. Rangkaian remote control dan
mikrokontroller sebagai pusat
driver motor dc
sebagai pemutar dan pembalik
masih
meskipun
pada
input
sehingga,
tetap
sinyal
bekerja
input
dari
remote control tidak ada.
5. Dalam
putaran motor dc.
tegangan
mikrokontroller
driver
pengendali sistem
c. Rangkaian
bias
pemberian
sumber
tegangan pada sistem ini perlu
2. Sebagai Pusat pengendali dari
dipisahkan untuk mengurangi
sistem kendali motor dc ini
resiko kerusakan pada program
mikrokontroller
mikrokontroller
AT
89S51
rentan
tegangan
akibat
menerima masukan sinyal dari
pada
remote
Disesuaikan
putaran motor. Dalam sistem ini
dengan program yang diisi pada
terdapat 2 buah catu daya yakni
mikrokontroller yang berisikan
catu daya I dengan keluaran
instruksi-instruksi
tegangan teregulasi sebesar 5V
control.
tertentu
untuk mengolah serangkaian
dan
drop
yang
12V
untuk
supply
rangkaian
mikrokontroller
,
Malvino.1995.
Prinsip-prinsip
limit switch, dan driver motor
Elektronika.
dc. Dan yang lainnya catu daya
Jakarta
3A dengan keluaran tegangan
13V untuk supply motor dc.
6. Motor dc yang digunakan pada
sistem ini adalah jenis motor dc
magnet
permanen
dengan
Erlangga:
.2003.Prinsip-Prinsip
elektronika.Salemba
Teknika:Jakarta.
Petruzella,Frank
D.2007.Elektronik
tegangan kerja 12 V. Untuk
Industri.Andi:Yogyakarta.
dapat membalik putaran motor
Setianto,Kurniawan.2006.Tugas
ini
dengan
cara
mengubah
akhir:
Pengendali
Lampu
Sistem
Telepon
polaritas sumber tegangan pada
Taman
sikat-sikat motor dc ini.
Berbasis
Mikrokontroler
AT89S51.
7. Daftar Pustaka
Sumanto,1984.
Bartlet,2002.Industrial
Control
Electronic.Delmar:
United
State of America.
Blocher,
Richard.
2004.
Elektonika.Penerbit
Dasar
Andi:
Yogyakarta.
Handi Wicaksono. Catatan kuliah
Automasi
1
Teknik
elektro.Universitas Kristen Petra
HMTE UGM.2006. Modul pelatihan
Mikrokontroler AT89S51
Kissel, Thomas E.1990.Modern
industrial electrical motor
controls.Prentice-Hall:New
Jersey
Mesin
Arus
searah:generator dan motor
dc.Andi Offset:Yogyakarta.
PADA BRACKET LCD PROYEKTOR DAN LAYAR DINDING
BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51
Muhammad Zamroni , Drs. Moediyono
Jurusan Teknik Elektro
Program Studi Diploma III Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang
Abstrak
Pemanfaatan motor DC untuk menggerakan mekanik yang ditempatkan pada bracket
LCD Proyektor dan layar (screen) dinding.Yang mana dikendalikan oleh remote control untuk
mengatur pergerakan bracket, layar dinding,plat penutup. Remote control mengirimkan data ke
receiver remote yang kemudian sebagai masukan mikrokontroler AT 89S51.Mikrokontroler AT
89S51 mengolah data yang dikirim oleh receiver remote untuk mengatur putaran motor DC yang
menggerakan mekanik pada bracket LCD Proyektor,penutup panel,dan layar (screen) dinding.
Pengaturan putaran motor DC dilakukan oleh driver motor DC yang mengontrol arah putaran
motor forward (maju) atau reverse (mundur).putaran motor DC dapat mengatur posisi dari bracket
dan layar dinding sesuai dengan keinginan. Pengaturan posisi ini tergantung pada penekanan
tombol keypad remote control dari jarak posisi minimum ke posisi maksimum.Pada posisi
maksimum putaran motor DC akan berhenti secara otomatis, karena mekanik menyentuh saklar
limit (limit switch). Saklar limit ini membatasi putaran motor sehingga motor berhenti berputar
pada satu arah putaran. Setelah mencapai posisi maksimum motor DC dapat berputar berkebalikan
dengan arah putaran sebelumnya.Jadi, perputaran motor DC forward dan reverse kendalikan oleh
driver motor dan dibatasi oleh saklar limit (limit switch).
Kata kunci : Motor DC,Driver motor DC,Mikrokontroller AT 89S51,Limit switch
1. Pendahuluan
media
1.1 Latar Belakang
memudahkan peserta didik untuk
Dewasa ini mutu pendidikan
baik
ditingkat
sekolah
pembelajaran
mengembangkan
yang
potensinya.
Di
maupun
berbagai instansi pendidikan baik itu
perguruan tinggi sangat diperhatikan.
negeri maupun swasta telah banyak
Maka dari itu, fasilitas pembelajaran
menggunakan peralatan multimedia
yang memadai sangat berpengaruh
untuk
dalam menjamin mutu pendidikan
pembelajaran.
peserta
Dengan
book,dan LCD proyektor adalah
berkembangnya teknologi pada saat
beberapa contoh dari peralatan untuk
ini telah banyak diproduksi media-
menunjang proses pembelajaran.
didik.
1
menunjang
dalam
Komputer,Note
Berdasarkan studi kasus di
menggerakkan
kampus PSD III Teknik elektro
untuk mempermudah
pada
sistem kendali ini.
Undip. penyusun merancang sebuah
alat
mekanik
3. Membuat rangkaian driver motor
dosen
DC
sebagai
pengatur
arah
pengajar dalam proses pembelajaran
putaran
guna
mutu
menggunakan prinsip transistor
sebagai saklar elektronik.
meningkatkan
pendidikan.
sistem
Alat
tersebut
ialah
penggerak
Bracket
LCD
Proyektor yang dapat dikendalikan
dengan
remote
mikrokontroller
motor
DC
dengan
1.3. Batasan Masalah.
kontrol
berbasis
Pada pembuatan Tugas Akhir ini
AT
89S51.
penulis membuat batasan masalah
diharapkan dari dosen pengajar tidak
yang menitik beratkan pada:
perlu kesulitan dalam membawa
1. Motor DC sebagai penggerak
LCD Proyektor. Karena alat tersebut
mekanik pada penutup, Bracket
nantinya akan ditempatkan di suatu
LCD, dan Layar Dinding.
lokasi yang mana dapat dikendalikan
oleh
dosen
pengajar
2. Rangkaian
dengan
driver motor arus
searah
menggunakan remote control.
3. Rangkaian limit switch sebagai
penghenti putaran motor dc.
1.2.Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan tugas
1.4.Metodologi Penulisan.
akhir ini adalah:
1. Studi Kepustakaan.
Studi ini dilakukan dangan cara
1. Memberikan
solusi
tentang
melihat dan mencari literature yang
kemudahan
dalam
proses
sudah ada untuk memperoleh data
pembelajaran
di
lingkungan
yang berhubungan dengan alat yang
kampus PSD III Teknik Elektro
dibuat.
fakultas
2. Metode Observasi
Teknik
Universitas
Diponegoro.
Yaitu melakukan penelitian dan
2. Mengetahui
mengimplementasikan
kerja
motor
DC
dan
mempelajari peralatan yang sudah
prinsip
ada untuk memberikan gambaran
untuk
yang jelas sehingga dapat dipakai
2
sebagai acuan dalam perencanaan
penghantar.Dimana,akan
dan pembuatan alat.
medan
3. Perencanaan Rangkaian
penghantar tersebut. Arah garis gaya
magnet
timbul
mengelilingi
Diperlukan untuk mendapatkan
magnet (fluks magnet) ini sesuai
hasil rangkaian yaitu dengan cara
kaidah tangan kiri yang ditunjukan
memodifikasi
rangkaian-rangkaian
pada gambar 1. Ibu jari menandakan
yang berhubungan dengan Tugas
arah arus elektron yang mengalir dan
Akhir ini.
jari-jari menunjukan arah dari garis
4. Metode Bimbingan
gaya
Metode ini untuk mendapatkan
magnet
(fluks)
yang
mengelilingi penghantar.
pengarahan dan petunjuk pembuatan
Tugas Akhir sehingga pembuatan
Tugas Akhir berjalan dengan lancar.
5. Pengujian Alat
Metode ini meliputi pengetesan
alat sehingga diperoleh data-data
hasil pengujian alat dan sekaligus
mendapatkan hasil yang baik dan
Gambar 1. Kaidah tangan kiri
akurat
Yang kedua adalah gaya pada
serta
dapat
dipertanggungjawabkan.
penghantar bergerak dalam medan
magnet.
Besarnya
gaya
yang
2. Landasan Teori
didesakkan
2.1. Motor dc.
berubah sebanding dengan kekuatan
Motor DC atau Motor Arus
untuk
menggerakkan
medan magnet, besarnya arus yang
Searah adalah mesin listrik yang
mengalir
mengubah energi listrik arus searah
panjang
menjadi energi mekanik. Terdapat 2
sering disebut gaya Lorentz.
(dua)
Sesuai dengan rumus:
prinsip
dasar
yang
pertama
yaitu
penghantar,
penghantar.gaya
dan
tersebut
F = B × I × l (Newton)…………..( 1 )
melatarbelakangi kerja motor DC.
Yang
pada
adanya
Dimana:
aliran arus yang melewati sebuah
F = Gaya pada kumparan (Newton)
konduktor
B = Kuat medan magnet (Tesla)
atau
3
2.1.1. Prinsip Kerja Motor Dc
I = Arus yang mengalir (Ampere)
l = Panjang kumparan (meter)
Arah dari garis gaya magnet
tergantung dari arah arus yang
mengalir pada kumparan dan arah
dari garis-garis fluks magnet antara
dua
kutub.
Sebagaimana
diilustrasikan pada gambar 2. Medan
magnet mengembang diantara dua
Gambar 3. Prinsip Kerja Motor DC
kutub dari magnet permanen atau
induksi
penghantar
elektromagnet.
berarus
Arus
Ketika
kumparan
mengalir
jangkar
melalui
dari
sumber
ditempatkan
tegangan dc, menyebabkan jangkar
diantara dua kutub magnet, maka
beraksi sebagai magnet. Gambar 3.
menghasilkan pembengkokan garis
menjelaskan prinsip kerja motor dc
gaya.
magnet permanent.
Sehingga,di satu sisi memusatkan
1.
Pada posisi 1 arus electron
kedua medan magnet menimbulkan
mengalir dari sikat negative
medan magnet yang kuat dan disisi
menuju ke sikat positif. Akan
lain berlawanan menimbulkan medan
timbul torsi yang menyebabkan
magnet yang lemah. Garis gaya
jangkar
magnet yang kuat cenderung lurus
arah jarum jam.
keluar dan menekan kearah garis
2.
berputar
berlawanan
Ketika jangkar pada posisi 2,
gaya magnet yang lemah. Dan
sikat terhubung dengan kedua
menyebabkan penghantar tersebut
segmen komutator. Aliran arus
berputar berlawanan arah jarum jam.
pada jangkar terputus sehingga
tidak ada torsi yang dihasilkan .
Tetapi,
menyebabkan
kelembaman
jangkar
tetap
berputar melewati titik netral.
3.
Gambar 2. Interaksi penghantar
Pada posisi 3, letak sisi jangkar
berkebalikan
berarus diantara medan magnet
4
dari
letak
sisi
4.
jangkar pada posisi 1. Segmen
arah arus electron yang menjauhi kita
komutator membalik arah arus
dan tanda (•) menunjukan arah arus
elektron yang mengalir pada
electron yang mendekati kita. Tanda
kumparan jangkar.Oleh karena
panah
itu arah arus yang mengalir pada
putaran jangkar yang berlawanan
kumparan jangkar sama dengan
arah
posisi 1.Torsi akan timbul yang
jangkar berada tegak lurus dengan
menyebabkan
tetap
fluks magnet utama, tidak ada reaksi
berputar berlawanan arah jarum
medan magnet antara fluks jangkar
jam.
dengan fluks magnet utama. Karena
Jangkar berada pada titik netral.
moment inersia, putaran jangkar
Karena
terus berlanjut.
pada
jangkar
adanya
poros
kelembaman
jangkar,
besar
jarum
menunjukan
jam.
Ketika
arah
posisi
maka
jangkar berputar terus-menerus.
2.1.2. Putaran Motor DC
Motor DC magnet permanent
dapat berputar apabila ada arus yang
Gambar 4. Proses interaksi jangkar
mengalir pada kumparan jangkar
untuk putar berlawanan arah jarum
sehingga
jangkar.
menimbulkan
Fluks
jangkar
fluks
jam
tersebut
Sedangkan
untuk
putaran
berinteraksi dengan fluks magnet
motor dc searah jarum jam, arah arus
utama yang
elektron
menghasilkan gaya
dibalik
dengan
cara
untuk memutar jangkar (torsi). Arah
mengubah polaritas sumber tegangan
dari
atau mengubah kutub pada ujung
putaran
jangkar
tersebut
tergantung dari arah arus elektron
yang
mengalir
pada
kumparan jangkar.
kumparan
jangkar.
2.1.3. Konstruksi motor DC
Poros motor dc dapat berputar
Keterangan gambar 5 adalah sebagai
searah jarum jam dan berlawanan
berikut:
arah jarum jam.Untuk menentukan
1. Lubang ventilasi
arah putaran motor diperlihatkan
Untuk sirkulasi udara dalam motor.
pada gambar 4 tanda (x) menunjukan
5
2. Bodi, terdiri dari 2 bagian, yaitu:
Berfungsi
untuk
a. Rumah magnet utama.(Housing)
fluksi jangkar yang bersama-sama
b. Bodi akhir (End Bell) , untuk
dengan
fluksi
membangkitkan
magnet
utama
melindungi bagian stator dan
berinteraksi menimbulkan putaran.
rotor pada motor.
c. Alur jangkar.
3. Bantalan (Bearing)
Berfungsi sebagai tempat belitan
Bantalan
jangkar
berfungsi agar jangkar
magnet
ujung-ujungnya
dihubungkan ke komutator.
berputar dengan baik.
4. Kutub
yang
utama
8. Komutator.
(Field
Komutator
Poles)
merupakan
suatu
Untuk menghasilkan fluks magnet
penyearah mekanik yang membuat
utama pada motor. Apabila terdapat
arus dari sumber mengalir pada arah
kumparan penguat medan, letaknya
yang tetap walaupun belitan medan
berada diantara kutub-kutub magnet
berputar.
utama.
9. Sikat arang(Brush)
5. Poros
Berfungsi
Merupakan bagian dari rotor yang
penghubung antara sumber tegangan
berfungsi meletakan jangkar agar
dengan komutator.
sebagai
terminal
dapat berputar.
6. Kipas Rotor (Cooling fan)
Kipas ikut berputar ketika poros
jangkar berputar.Sehingga, menjaga
suhu kumparan jangkar agar tetap
stabil ketika beroperasi.
7. Jangkar (Armature), terdiri dari 3
bagian, yaitu:
Gambar 5. Konstruksi motor DC
a. Inti Jangkar
Berfungsi
perputaran
untuk
arus
2.2.Relai
mencegah
pusar
Relai adalah komponen yang
(Eddy
bekerja
Current).
b. Belitan jangkar
berdasarkan
induksi
elektromagnet.Bilamana
suatu
gulungan
6
kawat
penghantar
(coil)dialiri arus akan timbul medan
LIMIT SWITCH 1
mengelilingi
LIMIT SWITCH 2
penghantar tersebut. Medan magnet
LIMIT SWITCH 4
magnet
inilah
yang
yang
dimanfaatkan
LIMIT SWITCH 3
untuk
REMOTE
KONTROL
INFRA RED
menarik kontak saklar.Oleh karena
MOTOR DC I
PENGGERAK MEKANIK
PENUTUP BOX
DRIVER
MOTOR DC II
MOTOR DC II
PENGGERAK MEKANIK
BRACKET LCD PROYEKTOR
MOTOR DC III
PENGGERAK MEKANIK
DRIVER
MOTOR DC III
LIMIT SWITCH 5
MIKROKONTROLLER
AT 89S51
LIMIT SWITCH 6
DRIVER
MOTOR DC I
LAYAR DINDING(WALLSCREEN)
IR
RECEIVER
itu, komponen utama dari relay
adalah coil dan kontak.
Kontak relay terdiri dari 2
(dua) jenis : yaitu normally close dan
normally
open.Kontak
12V
5V 12V
Catu Daya I
Catu Daya II
Gambar 7. Blok diagram kendali
normally
motor dc sebagai penggerak mekanik
open berada dalam kondisi membuka
ketika relay tidak dialiri arus listrik.
a. Catu daya
Sedangkan kontak normally close
berada
dalam
keadaan
Pada sistem ini menggunakan dua
menutup
macam catu daya, yaitu catu daya I
bilamana relay tidak dialiri arus
dan catu daya II .Yang mana
listrik.
karakteristik dan fungsinya berbedabeda, catu daya I digunakan untuk
mencatu
mikrokontroler,
limit
switch,IR Receiver,dan driver motor
DC.
Sedangkan
catu
daya
II
digunakan untuk member sumber
tegangan
Gambar 6. Bagian relai
motor
DC
penggerak
mekanik penutup box,bracket LCD
elektromekanik
Proyektor,
dan
layar
dinding
(wallscreen).
3. Pembahasan
IN 4001
12 V
3.1.Blok Diagram
Untuk
menjelaskan
4700 uF
25 Volt
CT
220 Volt
sistem
Volt
LM
7812
C1
C2
12
+
100uF
25V
IN 4001
12 V
TRAFO CT
2A
kendali motor dc ini perlu diketahui
100uF/25V
C3
LM
7805
blok diagram sistem tersebut.
Gambar 8. Catu daya I
7
5+
Volt
Pada rangkaian ini menggunakan
receiver saling berkoordinasi dan
IC LM 7812 dan LM 7805 yang
tidak terpisahkan antara satu dengan
digunakan sebagai regulator atau
yang lain. Dimana mikrokontroler
penstabil tegangan dengan kapasitas
AT89S51
merupakan
arus
pengendali
fungsi
maksimal
sebesar
500
pusat
kerja
dari
mA.Sehingga keluaran tegangan dari
keseluruhan sistem.Rangkaian sistem
catu daya ini sebesar 12 Vdc dan 5
mikrokontroler ini merupakan sistem
Vdc. Dimana tegangan 5 V ini untuk
single chip yang hanya terdiri dari
mencatu
sebuah
limit
mikrokontroller,rangkaian
switch,IR
rangkaian
receiver,
driver
dc.Sedangkan
tegangan
chip
AT89S51
dan
oscillator kristal 12MHz dan 4 buah
motor
port yang dapat dioperasikan sebagai
12
Volt
I/O.
+5 V
digunakan untuk mencatu relai pada
Port 1
rangkaian driver motor dc.
Port 0
2
3
4
+ 12 Volt
5
6
7
8
12 V
220 Volt
AC
C1
CT
+5V
4700uF/35V
+5V 4u7F
27K
IR
RECEIVER
Gnd
39
38
37
36
35
34
33
32
EA/Vp
31
ALE
30
PSen
29
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0
28
27
26
25
24
23
22
21
9 Rst
10 P3.0
11 P3.1
12 P3.2
13 P3.3
14 P3.4
15 P3.5
16 P3.6
17 P3.7
18 X2
12MHz
Gambar 9. Catu daya II
22pF
20
19 X1
Gnd
Dioda 3A
12V
TRAFO CT
3A
P1.0 40 P0.0
P0.1
P1.1
P0.2
P1.2
P0.3
P1.3
P0.4
P1.4
P0.5
P1.5
P0.6
P1.6
P0.7
P1.7
AT89S51
1
2
3
4
5
6
7
8
Vcc
1
Dioda 3A
dengan
1
2
3
4
5
6
7
8
Port 2
8
7
6
5
4
3
2
1
22pF
Pada rangkaian catu daya II ini
prinsipnya sama dengan rangkaian
catu
daya
I,
hanya
saja
Gambar 10. Sistem minimum
pada
Mikrokontroler AT89S51 dan IR
rangkaian ini tidak menggunakan IC
Receiver.
regulator karena digunakan untuk
Mikrokontroler
AT89S51
mencatu beban yang berarus tinggi.
mempunyai 4 buah port yang mana
Yakni motor dc.
pada sistem ini dimanfaatkan sebagai
berikut :
b. Rangkaian
mikrokontroller
•
AT89S51 dan IR receiver.
Pada
sistem
Port 0 dan 2, digunakan sebagai
jalur penghubung rangkaian limit
ini,IC
switch
mikrokontroller AT 89S51 dan IR
8
•
Port
•
1,
digunakan
sebagai
tegangan positip dan sikat negatip
keluaran ke rangkaian driver
motor
terhubung dengan kutub
motor DC
negatip sumber tegangan. Sehingga,
Port 3, terutama pada pin 3.0
motor akan berputar dengan arah
dihubungkan sebagai masukan
putaran
dari IR receiver.
(clockwise).Dengan cara yang sama
searah
jarum
jam
untuk menggerakkan kontak relai
c. Rangkaian driver motor DC.
2,maka
Untuk memutar motor dc ini
berkebalikan
kondisi
yaitu
motor
yang
akan
diperlukan rangkaian driver dengan
berputar dengan arah putaran yang
komponen utama yaitu transistor dan
berlawanan arah jarum jam (counter
relai. Pada alat ini, driver motor dc
clockwise).
dilengkapi
dengan
rangkaian
pembalik putaran.Jadi, driver motor
d. Rangkaian limit switch.
dc ini dapat mengatur arah putaran
Limit switch ini berfungsi untuk
motor forward dan reverse.Semua
membatasi gerakan mekanik saat
driver motor DC pada sistem ini
naik
memiliki rangkaian dan karakteristik
tertentu.Level
yang sama.Skema rangkaian dari
dengan
driver motor dc ini diperlihatkan
bracket,lebar
pada gambar 11.
maksimum saat layar dinding naik
+ 12 Vdc
GND
4K7
R3
+12 V
4K7
R2
4K7
R1
Dioda TR1
IN 4148
4K7
R6
LED
Indicator
R8
1K
pada
ini
ukuran
level
menyesuaikan
panjang
minimum
tuas
dan
untuk menghentikan putaran motor
saat mekanik pada posisi maksimum
+ 12 Vdc
M
-
P1.0
Relai1
DPDT
+
turun
box.Jadi, limit switch ini berguna
C9013
LED
Indicator
R7
1K
atau
atau turun, dan ukuran dari penutup
+ 5 Vdc
A733
TR2
Motor DC
terjadi
+ 5 Vdc
atau minimum.Pada masing-masing
4K7
R5
A733
TR4
C9013
Dioda TR3
IN 4148
4K7
R4
motor
P1.1
memiliki
switch,sehingga
pada
dua
sistem
limit
ini
Relai2
DPDT
terdapat 6 limit switch.
Gambar 11. Skema rangkaian
Limit switch yang dipakai pada
driver motor dc
sistem ini adalah jenis NO (Normally
Saat relai 1 bekerja maka sikat
Open).Saat kondisi mikrokontroller
positip motor akan mendapat sumber
9
mendapat sinyal dari remote ,maka
smt memberikan picu tegangan pada
transistor S9013. Sehingga, Pin input
berlogika high. Selama pin input ini
mendapat
bias
rangkaian
tegangan
driver
START
maka
Inisialisasi Remote
Control dan IR Receiver
tetap
bekerja.Dengan kata lain, rangkaian
Tekan Tombol
Remote
limit switch ini berfungsi sebagai
rangkaian umpan balik driver motor.
Vcc +5V
R5
47K
R2
47K
Sesuai dengan
Inisialisasi?
P0.1
Smt
P0.0
R3
200K
P Inp
TIDAK
R1
27K
TR1
C9013
Limit switch 1
R4
4K7
D1
4148
YA
C1 100 n
Vcc +5V
R10
47K
R7
47K
P0.3
Driver Motor Bekerja
Smt
P0.2 P Inp
R8
200 K
R6
27K
R9
4K7
D2
4148
TR2
C9013
Limit switch 2
C2 100 n
Motor Berputar
Gambar 12. Skema rangkaian limit
switch.
TIDAK
3.2.Prinsip
kerja
sistem
Apakah
Limit Switch
Ditekan?
Apakah tombol
Yang sama
ditekan?
kendali
YA
YA
motor
dc
sebagai
TIDAK
penggerak
mekanik.
Driver motor tidak
bekerja
Untuk menjelaskan prinsip kerja
dari sistem ini dapat lebih mudah
Motor Berhenti
berputar
dengan mengetahui diagram alir
sistem ini. Adapun diagram alir
END
(flowchart) sistem kendali motor dc
ini sebagai berikut.
Gambar 13 Diagram alir sistem
kendali motor dc sebagai penggerak
mekanik.
10
dengan
arus
rangkaian
4. Analisa hasil pengukuran dan
25
mA.
driver
Sistem
menggunakan
Transistor jenis NPN dan PNP
pengujian
dimanfaatkan sebagai penguat arus
Pada sistem kendali motor dc
yang mengalir ke relai. Sehingga,
sebagai penggerak mekanik bracket
arus relai mencapai titik maksimum.
LCD Proyektor dan layar dinding ini
Pada satu driver motor dc terdapat
menggunakan dua catu daya yang
dua relai yang salah satu fungsinya
mempunyai
yang
sebagai pembalik putaran motor.
berbeda-beda. Karakteristik tersebut
Untuk mempermudah analisa dari
berdasarkan dari tegangan output dan
hasil pengukuran rangkaian
kapasitas arus keluaran catu daya.
motor dc didapat sebuah tabel kinerja
Untuk
driver motor dc berdasarkan input
karakteristik
mencatu
sistem
mikrokontroller dan driver motor dc
driver
yang diberikan.
menggunakan catu daya I dengan
Pada
saat
kedua
relai
pada
keluaran peregulasi tegangan 5V dan
rangkaian driver bekerja, motor tidak
12V dc.Sedangkan sumber tegangan
berputar
motor menggunakan catu daya II
kutub pada motor mendapat polaritas
dengan keluaran 13Volt dc. Catu
yang sama dari sumber tegangan.
daya ini dibuat terpisah dikarenakan
Sedangkan pada saat relai 1 bekerja
untuk menghindari kerusakan pada
dan relai 2 tidak bekerja. Arah
rangkaian mikro dan driver akibat
putaran motor searah dengan jarum
drop tegangan saat motor bekerja.
jam karena kutub positip motor
Pada rangkaian driver motor dc
karena
mendapat
masing-masing
polaritas
positip
pada
bekerja pada kondisi input low.
sumber tegangan. Dan pada saat
Sesuai dengan data pada tabel 5.2
motor berputar
berlawanan arah
yang menunjukkan hasil tegangan
kutub
motor
keluaran rangkaian driver untuk
polaritas negatip sumber tegangan,
menggerakkan tuas relai. Relai akan
kutub
bekerja pada tegangan 12 Volt
polaritas positip sumber tegangan.
11
positip
negatip
motor
mendapat
mendapat
Tabel 1 tabel kinerja rangkaian driver motor dc
Kondisi relai pada rangkaian
Input driver
P1.0
L
L
H
P1.1
L
H
L
H
Relai 1
Bekerja
Bekerja
Tidak bekerja
H
Pada
Putaran motor
driver
Tidak bekerja
saat
limit
switch
Relai 2
Bekerja
Tidak bekerja
Bekerja
Motor tidak berputar
Searah jarum jam
Berlawanan arah jarum
Tidak bekerja
jam
Motor tidak berputar
berkurang karena pengaruh dari
ditekan, maka akan memutus bias
tahanan
jangkar
dan
tegangan basis dengan tegangan 0,5
perlawanan pada beban.
gaya
V sehingga Transistor tidak bekerja
Dan besarnya arus yang
dan bias tegangan pada Pin input
mengalir ke motor berubah-ubah
tidak ada. Akibatnya rangkaian
tergantung dari beban yang dipikul
driver motor dc tidak bekerja. Hal
motor.Pada
ini
pada
bracket, arus yang mengalir pada
mengatur
motor pada kondisi tanpa beban
koordinasi antara input dan output
sebesar 0,7 A , sedangkan bila
mikro.
dibebani LCD proyektor arus yang
sesuai
mikrokontroller
Hasil
tegangan
dan
instruksi
yang
dari
arus
motor
pengukuran
mengalir
motor
sebesar 1,7 A.
dc,
semakin
penggerak
meningkat
didapat tegangan sebesar 11,5 V
pada saat motor berputar tanpa
beban dengan tegangan input 13
5. Kesimpulan.
Pada pembuatan sistem kendali
Volt. Hal ini terjadi karena drop
motor
tegangan pada tahanan jangkar
mekanik bracket LCD proyektor
motor. Sedangkan pada saat motor
dan
dibebani dengan beban tertentu
mikrokontroller
maka tegangan motor semakin
terdapat beberapa hal yang perlu
dc
sebagai
layar
dinding
AT
penggerak
berbasis
89S51
ini
digarisbawahi.Berdasarkan
prinsip
kerja,proses
dari
pembuatan,
alur
dari
masukan
sampai
keluaran.
pengujian dan pengukuran sistem
3. Pada rangkaian driver motor dc
tersebut dapat ditarik kesimpulan
memiliki 2 buah relay 12 Volt
sebagai berikut:
DC
yang
berfungsi
untuk
memutar dan membalik putaran
1. Pada sistem kendali motor dc
sebagai penggerak mekanik ini
terbagi
menjadi
3
bagian
penting, yang terdiri dari:
motor dc. Dengan prinsip saklar
elektronik
menggunakan
transistor untuk menggerakkan
kontak relai.
a. Rangkaian limit switch sebagai
inputan dan penghenti putaran
4. Sedangkan pada rangkaian limit
switch terdapat sistem umpan
balik untuk tetap memberikan
motor
b. Rangkaian remote control dan
mikrokontroller sebagai pusat
driver motor dc
sebagai pemutar dan pembalik
masih
meskipun
pada
input
sehingga,
tetap
sinyal
bekerja
input
dari
remote control tidak ada.
5. Dalam
putaran motor dc.
tegangan
mikrokontroller
driver
pengendali sistem
c. Rangkaian
bias
pemberian
sumber
tegangan pada sistem ini perlu
2. Sebagai Pusat pengendali dari
dipisahkan untuk mengurangi
sistem kendali motor dc ini
resiko kerusakan pada program
mikrokontroller
mikrokontroller
AT
89S51
rentan
tegangan
akibat
menerima masukan sinyal dari
pada
remote
Disesuaikan
putaran motor. Dalam sistem ini
dengan program yang diisi pada
terdapat 2 buah catu daya yakni
mikrokontroller yang berisikan
catu daya I dengan keluaran
instruksi-instruksi
tegangan teregulasi sebesar 5V
control.
tertentu
untuk mengolah serangkaian
dan
drop
yang
12V
untuk
supply
rangkaian
mikrokontroller
,
Malvino.1995.
Prinsip-prinsip
limit switch, dan driver motor
Elektronika.
dc. Dan yang lainnya catu daya
Jakarta
3A dengan keluaran tegangan
13V untuk supply motor dc.
6. Motor dc yang digunakan pada
sistem ini adalah jenis motor dc
magnet
permanen
dengan
Erlangga:
.2003.Prinsip-Prinsip
elektronika.Salemba
Teknika:Jakarta.
Petruzella,Frank
D.2007.Elektronik
tegangan kerja 12 V. Untuk
Industri.Andi:Yogyakarta.
dapat membalik putaran motor
Setianto,Kurniawan.2006.Tugas
ini
dengan
cara
mengubah
akhir:
Pengendali
Lampu
Sistem
Telepon
polaritas sumber tegangan pada
Taman
sikat-sikat motor dc ini.
Berbasis
Mikrokontroler
AT89S51.
7. Daftar Pustaka
Sumanto,1984.
Bartlet,2002.Industrial
Control
Electronic.Delmar:
United
State of America.
Blocher,
Richard.
2004.
Elektonika.Penerbit
Dasar
Andi:
Yogyakarta.
Handi Wicaksono. Catatan kuliah
Automasi
1
Teknik
elektro.Universitas Kristen Petra
HMTE UGM.2006. Modul pelatihan
Mikrokontroler AT89S51
Kissel, Thomas E.1990.Modern
industrial electrical motor
controls.Prentice-Hall:New
Jersey
Mesin
Arus
searah:generator dan motor
dc.Andi Offset:Yogyakarta.