library.binus.ac.idlibrary.binus.ac.id/ecolls/ethesisdoc/bab2doc/2013-1... · web viewmotor bldc...

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Motor BLDC.

Motor BLDC atau dapat disebut juga dengan PMSM motor (Permanent Magnet

Synchronous Motor) merupakan motor listrik synchronous AC 3 fasa . Synchronous

berarti medan magnet yang dibangkitkan oleh stator dan medan magnet yang

dibangkitkan oleh rotor berputar pada frekuensi yang sama. Perbedaan pemberian nama

ini terjadi karena BLDC memiliki BEMF berbentuk trapezoid sedangkan PMSM

memiliki BEMF berbentuk sinusoidal. BLDC dan PMSM memiliki struktur yang sama

dan dapat dikendalikan dengan metode six-step maupun metode PWM. Dibandingkan

dengan motor DC jenis lainnya, BLDC memiliki biaya perawatan yang lebih rendah dan

kecepatan yang lebih tinggi akibat tidak digunakannya brush. Dibandingkan dengan

motor induksi, BLDC memiliki efisiensi yang lebihtinggi dan torsi awal yang tinggi,

karena rotor terbuat dari magnet permanen. Motor BLDC memiliki kelebihan

dibandingkan dengan motor jenis lain, metode pengendalian motor BLDC jauh lebih

rumit untuk kecepatan dan torsi yang konstan, karena tidak adanya brush yang

menunjang proses komutasi dan harga untuk motor BLDC jauh lebih mahal. [1]

Penelitian dengan menggunakan motor dan rangkaian elekronik pertama-tama ada

beberapa hal yang perlu diperkirakan yaitu misalnya apakah yang terjadi ketika kita

memasukan tegangan ke motor DC. Untuk Pitu kita perlu melakukan beberapa simulasi

kecil terlebih dahulu menggunakan model rangkaian listrik sederhana untuk

menggerakan sebuah motor DC.

Gambar 2.1. DC Motor equivalent circuit

Sumber : AN857 “Brushless DC Motor Control Made Easy” 2002 Microchip

Technology inc.

Pertama kali motor dijalankan atau dihudupkan satu-satunya tahanan terhadap aliran arus

adalah pada impedansi dari kumparan elekromagnetik. Impedansi ini terdiri dari

resistensi dan hambatan dalam dari gulungan tembaga tersebut. Dengan desain yang

dibuat memungkinkan agar hambatan dan induktansi sangatlah kecil pada saat start-up.

Motor berputar, magnet permanent rotor akan bergerak melewati kumparan stator dan

menginduksi listrik potensial dalam kumparan tersebut. Hal ini yang disebut Back

electromotive force atau BEMF. BEMF bebanding lurus dengan kecepatan motor yang

ditentukan dari tegangan konstan motor kv. dari penjelasan tadi dapat dibuat beberapa

persamaan yaitu :

Persamaan 1:

……………………………………(1)

Sumber: AN857 “Brushless DC Motor Control Made Easy” 2002 Microchip

Technology Inc.

Dimana : KV = adalah tegangan konstan

RPM = Banyaknya putaran dalam satu menit

V = tegangan

motor yang ideal, R dan L adalah 0. Motor akan berputar sedemikian rupa sehingga pada

sebuah titik akan sama dengan BEMF tegangan yang diberikan.

Arus untuk menggerakan motor berbanding lurus dengan beban torsi pada motor.

Sedangkan arus yangdibutuhkan ditentukan dengan torsi konstan motor KT.

Persamaan 2:

……………………………(2)


Technology Inc.

Fakta yang menarik dari KT dan KV adalah besarnya sama dalam setiap motor. Volt dan

Amps dinyakatan dalam satuan MKS, jadi jika kita ingin mengimplementasikan KT

dalam MKS yaitu N-M/rad/Sec maka nilai KT dan KV adalah 1.

Persamaan 3:

………………………………………(3)


Technology Inc.

Tentu saja tidak ada motor yang ideal. Pada saat start-up akan dibatasi oleh resistansi dan

induktansi dari gulungan pada motor itu sendiri serta kapasitas dari sumber power.

Torsi yang berlebihan dapat menyebabkan poros kopling slip dan tidak menutup

kemungkinan dapat menimbulkan masalah mekanis lainnya dan arus yang berlebih dapat

menyebabkan mosfer driver terbakar. Untuk dapat meminimalkan efek arus berlebih

tersebut dan torsi yang berlebihan tadi kita dapat membatasi tegangan yang diberikan

dengan cara memodulasi pulsa yang diberikan (PWM). Modulasi lebar pulsa ini efektif

dan cukup sederhana untuk dilakukan. Tapi ada dua yang perlu dipertimbangkan untuk

memodulasi pulsa ini yaitu kerugian menggunakan Mosfet Driver switching dan PWM

yang diberikan langsung ke motor. Frekuensi PWM yang terlalu rendah berarti arus yang

masuk ke motor akan menjadi serangkaian arus tinggipulsa rata-rata buakan yang

diinginkan dari tegangan gelombang. Averaging akan lebih mudah dicapai pada frekuensi

yang lebih rendah jika induktansi motor relatif tinggi. Namaun tinggi induktansi adalah

karakteristik motor yang tidak diinginkan. Frekuensi yang ideal tergantung pada

karakteristik motor dan power switch. Untuk aplikasi ini frekuensi PWM akan sekitar

10KHz. [1][5]

Penelitian ini menggunakan PWM untuk mengendalikan power-up jadi tidak menutup

kemungkinan PWM juga dapat digunakan untuk mengontrol kecepatan. kami mencoba

menggunakan analog to digital converter (ADC) dari PIC16F877 untuk membaca

potensiometer dan menggunakan pembacaan tegangan sebagai masukan untuk kontrol

kecepatan. Hanya 8 bit dari ADC digunakan , sehingga kontrol kecepatan kami akan

memiliki 256 tingkat . kami ingin kecepatan relatif sesuai dengan relatif posisi

potensiometer . Kecepatan motor berbanding lurus untuk tegangan yang diberikan ,

sehingga berbagai tugas PWM siklus linear dari 0% sampai 100 % akan menghasilkan

linear mempercepat kontrol dari 0% sampai 100 % dari RPM maksimum.

Lebar pulsa ditentukan oleh penambahan Hasil ADC untuk menjalankan Timer0

menghitung untuk menentukan ketika driver harus on atau off . Jika penambahan hasil

dalam overflow, maka driver pada , jika tidak mereka tidak aktif. Sebuah 8 - bit timer

digunakan sehingga ADC untuk penambahan waktu tidak perlu skala untuk menutupi

penuh jangkauan. Untuk mendapatkan frekuensi PWM dari 10 kHz Timer0 harus

berjalan pada 256 kali tingkat , atau 2,56 MHz . Nilai prescale minimum untuk Timer0

adalah 1:2 , jadi kami membutuhkan frekuensi masukan 5,12 MHz . Input ke Timer0

adalah FOSC / 4 . Ini membutuhkan FOSC dari 20,48 MHz. Itu adalah frekuensi ganjil ,

dan 20 MHz cukup dekat , jadi kita akan menggunakan 20 MHz menghasilkan frekuensi

PWM 9,77 kHz . Beberapa cara untuk memodulasi motor driver. Kita bisa switch driver

high dan low bersama-sama, atau hanya driver high atau low. Beberapa driver high side

MOSFET menggunakan kapasitor untuk meningkatkan gate drive diatas tegangan drain.

Meskipun aplikasi ini tidak menggunakan biaya pompa jenis driver , kami akan

memodulasi driver sisi tinggi sementara meninggalkan sisi pengemudi rendah . Ada tiga

sisi driver tinggi , salah satu yang bisa aktif tergantung pada posisi rotor . [1][5]

Sensorless Motor Control Hal ini dimungkinkan untuk menentukan kapan untuk

commutate yang drive motor tegangan dengan merasakan tegangan EMF kembali pada

motor undriven terminal selama salah satu fase drive. Keuntungan biaya jelas sensorless

kontrol penghapusan sensor posisi Hall.

Ada beberapa kelemahan kontrol sensorless :

bergerak pada tingkat minimum untuk menghasilkan EMF kembali yang cukup untuk

dirasakan perubahan tiba-tiba pada beban motor.

Pada BEMF tegangan dapat diukur hanya bila kecepatan motor dalam rentang yang

terbatas dari Tingkat pergantian ideal untuk tegangan yang diberikan

Pergantian pada tingkat yang lebih cepat daripada tingkat yang ideal akan

menghasilkan respon motorik terputus Jika biaya rendah adalah perhatian utama dan

motorik kecepatan rendah Operasi bukan keharusan dan beban motor tidak

diharapkan dapat mengubah control cepat kemudian sensorless mungkin pilihan yang

lebih baik untuk aplikasi Anda.

Menentukan BEMF

BEMF relatif bergantung terhadap kumparan koneksi umum titik, yang dihasilkan

oleh masing-masing kumparan motor dapat dinyatakan sebagai ditunjukkan dalam

Persamaan 4 sampai Persamaan 6 .

Persamaan 4 :

………………………………(4)

Persamaan 5 :

………………………………(5)

Persamaan 6 :

………………………………(6)


Technology Inc.

Gambar 2.2 : BEMF equivalent circuit

Sumber : AN857 “Brushless DC Motor Control Made Easy” 2002 Microchip Technology

inc.

Gambar 2.2 menunjukkan rangkaian ekivalen motor dengan koil B dan C didorong

sementara kumparan A undriven dan tersedia untuk pengukuran BEMF. Pada frekuensi

pergantian L diabaikan. The R diasumsikan sama. pada L dan R komponen tidak

ditampilkan dalam cabang A karena tidak ada arus yang signifikan dalam hal ini bagian

dari rangkaian sehingga komponen-komponen dapat diabaikan. EMF yang dihasilkan

oleh B dan C kumparan bersama-sama, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2, dapat

dinyatakan seperti yang ditunjukkan pada Persamaan 7 dibawah ini.[2]

Persamaan 7 :

………………………………(7)


Technology Inc.

Pembalikan tanda CBEMF adalah karena referensi titik bergerak dari common

connection ke ground. Ingat bahwa ada enam fase drive dalam satu perubahan electrical.

Setiap fase drive yang terjadi + / - 30 derajat sekitar puncak kembali EMF dari dua

gulungan motor didorong selama fase itu. Pada kecepatan penuh diterapkan tegangan DC

setara dengan RMS BEMF tegangan di kisaran 60 derajat. Dalam hal puncak BEMF yang

dihasilkan oleh salah satu berkelok-kelok, RMS BEMF tegangan dua gulungan dapat

dinyatakan seperti yang ditunjukkan dalam Persamaan 8.

Persamaan 8 :

…………………………(8)


Technology Inc.

Kami akan menggunakan hasil ini untuk menormalkan diagram BEMF disajikan nanti,

tapi pertama-tama mari kita mempertimbangkan diharapkan BEMF di terminal bermotor

undriven. Karena tegangan yang diberikan adalah lebar pulsa modulasi, yang mengemudi

bergantian antara on dan off sepanjang waktu fase. The BEMF, relatif terhadap tanah,

terlihat di Terminal A ketika drive aktif, dapat dinyatakan sebagai ditunjukkan dalam

Persamaan 9.

Persamaan 9 :

………………………(9)


Technology Inc.

2.2. Konstruksi Motor BLDC

Motor BLDC terdiridari Rotor yang terbuat dari magnet permanen dan Stator yang

terdiri dari kumparan yang digulung pada struktur lapisan plat besi.

Ada 2 tipe dari Motor BLDC. Yang pertama Inside Rotor, dimana rotor ada di tengah dan

stator di luar. Yang kedua adalah Outside Rotor, dimana rotor berada diluar dan stator ada

di tengah. Prinsip kerjanya sama, hanya saja kecepatan dan torsinya berbeda. Rotor di luar

menghasilkan torsi lebih besar dan kecepatan lebih lambat dibandingkan dengan rotor di

dalam. Hal tersebut disebabkan oleh perbedaan jumlah magnet pada rotornya. Semakin

banyak magnet pada rotor, maka pergerakan setiap langkahnya akan semakin kecil,

sehingga membutuhkan pergerakan lebih banyak dalam satu putaran.

Gambar 2.3. Motor BLDC Outside Rotor

Sumber : http://www.aliexpress.com/item-img/New-24-v-20-w-inventory-DIY-exterior-

rotor-brushless-motor-brushless-dc-motor-drive-electric/859641637.html

Gambar 2.4. Motor BLDC Inside Rotor.

Sumber : http://www.mro-supply.net/servlet/the-6112/PANASONIC-MFA010LA2NS- AC-

dsh-SERVO-MOTOR/Detail

Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud

dengan beban motor (Torsi). Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai

dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga

kelompok:

• Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi

dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi

konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.

• Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan

operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi

bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).

• Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan

berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah

peralatan-peralatan mesin.[1]

2.3. Komutasi Six-Step

http://www.mro-supply.net/servlet/the-6112/PANASONIC-MFA010LA2NS-%20AC-

http://www.mro-supply.net/servlet/the-6112/PANASONIC-MFA010LA2NS-%20AC-

Metode Six-Step adalah metode yang paling sering digunakan dalam pengendalian

BLDC. Hal ini disebabkan karena metode ini sederhana sehingga mudah

diimplementasikan. Hanya saja metode ini memiliki kelemahan yaitu arus RMS (Root

Mean Square) yang tinggi. Ini dapat terjadi karena PWM yang digunakan dalam metode ini

merupakan PWM square dengan frekuensi tertentu sehingga menciptakan gelombang AC

yang bebentuk trapezoid atau square. Akibat dari gelombang yang beebentuk square atau

trapezoid adalah timbulnya gelombang harmonik. Gelombang harmonik inilah yang

mengakibatkan motor berputar.

Setiap langkah atau sector adalah ekuivalen dengan 60 derajat elektrikal. 6 sektor

menjadi 360 derajat elektrikal atau satu putaran elektrikal.

Gambar 2.5. Komutasi Six-Step.

Sumber : AN1160 “ Sensorless BLDC Control with Back-EMF Filtering Using a Majority

Function ” 2008-2012 Microchip Technology Inc

Tanda panah pada kumparan menunjukan arah di mana arus mengalir melalui kumparan-

kumparan motor setiap langkah pada Six-Step.

Urutan langkah komutasi adalah sebagai berikut:

Langkah1 :Kumparan A diberitegangan positip, Kumparan B tidak diberi tegangan

dan Kumparan C diberi tegangan negatip.

Langkah2 :Kumparan A diberi tegangan positip, Kumparan B diberi tegangan negatip

danKumparan C tidak diberi tegangan.

Langkah3 :Kumparan A tidak diberi tegangan, Kumparan B diberitegangan negatip

dan Kumparan C diberi tegangan positip.

Langkah4 :Kumparan A diberi tegangan negatip, Kumparan B tidak diberitegangan,

dan Kumparan C diberi tegangan positip.

Langkah5 :Kumparan A diberi tegangan negatip, Kumparan B diberi tegangan positip,

dan Kumparan C tidak diberi tegangan.

Langkah6 :Kumparan A tidak diberi tegangan, Kumparan B diberitegangan positip,

danKumparan C diberi tegangan negatip.

Metode ini disebut Six-Step karena agar mampu menciptakan gelombang trapezoidal

atau square yang menyerupai gelombang sinus soidal, digunakan PWM square yang terdiri

dari 6 bagian yaitu 2 bagian positif dan 2 bagian negatif, dan 2 bagian floating. Masing-

masing bagian besarnya 60 derajat gelombang sinus soidal. Kondisi floating pada algoritma

ini adalah kondisi ketika gelombang sinusoidal bepotongan pada titik 0. [3]

2.4. PWM (Pulse Width Modulation)

Puls with modulation (PWM) secara umum adalah sebuah manipulasi lebar sinyal yang

dinyatakan dengan pulsa dalam satu perioda, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang

berbeda. Beberapa contoh aplikasi PWM adalah pemodulasian data untuk telekomukasi,

pengontrolan daya atau tegangan yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio efect dan

penguatan serta aplikasi2 lainnya.

Gambar 2.6 Sinyal PWM

(Sumber : http://ini-robot.blogspot.com)

Dalam implementasi agar dapat mengendalikan keenam transistor pada driver,

sinyal PWM sinusoidal yang didapatkan dibagi menjadi 6 bagian atau step. Masing-

masing bagian atau step besarnya 60 derajat. Ini disebabkan karena perbedaan tiap fasa

dari sinyal 3 fasa adalah 120 derajat dan tiap 60 derajat terdapat gelombang sinusoidal

yang bepotongan dengan nilai 0. Oleh karena itu sinyal PWM harus dibagi menjadi 6

bagian untuk menunjang proses komutasi pada BLDC. Berikut ini implementasi dari

algoritma PWM sinussoidal. [5]

Gambar 2.7 implementasi PWM Sinussoidal.

Sumber : Pengendalian motor brushless dgn metode pwm sinussoidal “Abe

Dharmawan FT UI 2009”

Kecepatan motor BLDC tergantung dari tegangan yang diaplikasikan pada

kumparan. Metode PWM digunakan untuk mengendalikan kecepatan motor, sinyal PWM

diaplikasikan kesaklar S1 –S6 untuk menetukan rata-rata tegangan pada kumparan.

2.5. Driver Tiga Fasa.

Untuk dapat menjalankan langkah-langkah Six-Step, maka diperlukan Driver 3 Fasa yang

terdiri darienambuah saklarseperti padagambar xx.

Gambar 2.5.1 Driver 3 Fasa.

Gambar 2.5.2 Step 1.

Gambar 2.11. Step 6.

Sumber : AN1160 “ Sensorless BLDC Control with Back-EMF Filtering Using a Majority

Function ” 2008-2012 Microchip Technology Inc

Saklar S1, S2, S3, S4, S5 dan S6 (biasanya menggunakan transistor Mosfet) dikendalikan

mengikuti urutan periodik 6 keadaan seperti pada table 2.1 dan table 2.2.

Tabel 2.1. Urutan langkah agar motor berputar searah jarum jam.

Tabel 2.2. Urutan langkah agar motor berputar berlawanan arah jarum jam.

2.6. Metode Pendeteksian Komutasi.

Agar BLDC dapat dikendalikan dengan baik (kecepatan dan torsi konstan),

diperlukan adanya timing perubahan komutasi yang tepat. Apabila timing perubahan

komutasi tidak tepat, motor BLDC akan mengalami slip. Akibat adanya slip adalah

kecepatan dan torsi motor tidak konstan. Hal ini tampak terutama pada saat motor

berputar pada kecepatan tinggi. Ketika terjadi slip, kecepatan motor akan cenderung

turun dan memiliki kemungkinan motor berhenti berputar. Untuk menentukan timing

perubahan komutasi terdapat dua metode yang digunakan yakni metode sensorless dan

dengan menggunakan sensor.

Metode sensorless dilakukan dengan cara mendeteksi BEMF dan zero crossing pada fasa

motor yang mengalami kondisi floating (hanya terdapat pada metode six-step), sedangkan

metode dengan menggunakan sensor adalah dengan menggunakan encoder dan sensor

hall. Kedua metode ini memiliki kelebihan dan kelemahan. Pada metode sensorless,

metode ini tidak dapat digunakan pada kecepatan yang rendah. Hal ini terjadi karena

tenggangan yang diinduksikan pada kumparan yang tidak dialiri arus ( floating) nilainya

cukup kecil sehingga tidak dapat dideteksi selain itu metode ini tidak dapat digunakan

pada metode pengendalian sinusoidal karena pada metode ini tidak terdapat satu fasa pun

yang mengalami kondisi floating. Kelebihan dari metode ini adalah spesifikasi motor

secara fisik tidak diperlukan dan cenderung lebih murah karena tidak menggunakan alat

tambahan (sensor tambahan). Sedangkan penggunaan sensor memiliki kelebihan yakni

motor dapat berputar pada kecepatan yang rendah dan dapat digunakan pada kedua

metode pengendalian yang ada. Kelemahan dari penggunaan sensor adalah fisik motor

diperlukan dalam menentukan posisi sensor dan cenderung lebih mahal. [2]

2.7. Back EMF dan Zero Crossing.

Pendeteksian dengan menggunakan BEMF (Back EMF) dan Zero Crossing

dilakukan dengan cara mendeteksi tegangan yang timbul akibat induksi magnet rotor

pada salah satu kumparan stator yang dalam kondisi Off. Kondisi Off merupakan kondisi

di mana suatu fasa tidak diaktifkan dan terja disetiap 60 derajat.

Gambar 2.8 BEMF dan Zero Crossing Pada Fasa Floating

Sumber : Pengendalian motor brushless dgn metode pwm sinussoidal “Abe

Dharmawan FT UI 2009”

2.8. Encoder

Encoder sering dijumpai pada implementasi motor komersial. Hal ini terjadi

karena encoder mampu memberikan timing komutasi yang lebih tepat dibandingkan

dengan sensor hall dan lebih mudah diimplementasikan. Hanya saja encoder memiliki

kelemahan yakni suatu encoder tidak dapat digunakan untuk motor dengan jumlah pole

yang berbeda dan letak suatu kode komutasi pada encoder harus dipresisikan dengan

letak pole motor. Hal ini terjadi karena kode komutasi suatu encoder hanya

dikondisikan untuk satu jenis motor dengan jumlah pole tertentu dan apabila letak dari

kode komutasi encoder tidak sesuai dengan pole motor, akan terjadi kesalahan dalam

penentuan timing komutasi. Untuk menentukan timing perubahan komutasi dengan

encoder dapat dilakukan dengan cara membaca kode komutasi pada disk code dengan

menggunakan sensor optik. [4]

Gambar 2.9 Motor dengan encoder

(a) (b)

Gambar 2.10 Encoder untuk (a) Motor 2 Pole dan (b) Motor 4

Sumber: http://www.eeweb.com/blog/avago_technologies/simplified- commutation-of-a-bldc-

motor-with-various-pole-pairs

http://www.eeweb.com/blog/avago_technologies/simplified-%20%20commutation-of-a-

2.9. Hall Sensor.

Salah satu cara untuk menentukan timing perubahan komutasi yang tepat adalah

dengan menggunakan 3 buah Hall sensor. Pada umumnya ketiga Hall sensor terpisah 60

derajat pada rotor dengan magnet 2 Pole dan 30 derajat pada rotor dengan magnet 4 Pole.

Adapun kondisi khusus dimana pada motor BLDC memiliki pole lebih dari dari 6 pole.

Kelebihan dari penggunaan sensor hall ini adalah peletakan dari sensor hall awal tidak

perlu terlalu presisi dengan rotor selain itu untuk motor dengan pole yang berbeda cukup

dengan menggeser letak dari sensor hall. Kelemahan dari sensor hall adalah apabila

letak sensor hall tidak tepat satu dengan lainnya, misalkan pada motor 2 pole tidak benar

– benar 120 derajat satu dengan lainnya, kesalahan dalam penentuan timing perubahan

komutasi dapat terjadi, bahkan ada kemungkinan tidak didapatkannya 6 kombinasi yang

berbeda.

Apabila posisi salah satu atau ketiga sensor hall tidak berbeda terlalu jauh dengan

letak sensor hall yang seharusnya, misalkan seharusnya 120 derajat, posisi dalam

implementasi 118 derajat, perbedaan itu dapat dikompensasi dalam algoritma

pengendalian atau bahkan dapat diabaikan.

Dengan menggunakan tiga sensor hall akan didapatkan 6 kombinasi yang

berbeda. Keenam kombinasi ini menunjukkan timing perubahan komutasi. Ketika dari

ketiga sensor hall didapatkan kombinasi tertentu, sinyal PWM pada suatu step harus

diubah sesuai dengan kombinasi yang didapatkan.

Tabel 2.3. Tabel Hall Sensor Searah Jarum Jam.

Tabel 2.4. Tabel Hall Sensor Berlawanan Arah Jarum Jam.

Gambar 2.11 sensor Hall dan perubahan sinyal PWM

Sumber : AN857 “Brushless DC Motor Control Made Easy” 2002 Microchip

Technology Inc.

Gambar 2.12 Kombinasi Nilai Sensor Hall pada Motor 2 Pole

Sumber : AN857 “Brushless DC Motor Control Made Easy” 2002 Microchip Technology

Inc.

ketika hall sensor menunjukkan kombinasi tertentu makan sinyal PWM akan berubah

mengikuti kombinasi yang telah ditentukan, misalkan kombinasi sensor hall

menunjukkan 101, maka PWM

A dan B akan menyala sedangakan C akan floating, kombinasi 001, PWM A dan

C menyala sedangakan B floating, dan seterusnya. Kondisi floating hanya terdapat pada

metode PWM six-step, sedangakan pada metode PWM sinusoidal, kondisi floating

merupakan suatu kondisi di mana sinyal sinusoidal berubah dari positif ke negatif atau

sebaliknya melewati nilai 0. [2][4]

2.10. ADC (Analog Digital Converter)

ADC adalah kepanjangan dari Analog To Digital Converter yang berfungsi untuk

mengubah input analog menjadi kode – kode digital. ADC banyak digunakan sebagai

Pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/atau

pengujian.Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan

analog dengan sistim komputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan atau berat, aliran dan

sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistim digital (komputer).

Prinsip kerja ADC

http://kuliah.andifajar.com/adc-analog-to-digital-converter

Secara singkat prinsip kerja dari konverter A/D adalah semua bit-bit diset

kemudian diuji, dan bilamana perlu sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan. Dengan

rangkaian yang paling cepat, konversi akan diselesaikan sesudah 8 clock, dan keluaran

D/A merupakan nilai analog yang ekivalen dengan nilai register.

Setelah konversi telah dilaksanakan, rangkaian kembali mengirim sinyal selesai

konversi yang berlogika rendah. Sisi turun sinyal ini akan menghasilkan data digital yang

ekivalen ke dalam register buffer. Dengan demikian, keluaran digital akan tetap

tersimpan sekalipun akan di mulai siklus konversi yang baru.

Jenis-jenis dari ADC dan fungsi dari masing-masing jenisnya

Tipe Tracking Tipe tracking menggunakan prinsip up down counter (pencacah naik

dan turun). Fungsinya adalah : Binary counter (pencacah biner) akan mendapat

masukan clock secara kontinyu dan hitungan akan bertambah atau berkurang

tergantung pada kontrol dari pencacah apakah sedang naik (up counter) atau sedang

turun (down counter).

Tipe flash / paralel Tipe ini dapat menunjukkan konversi secara lengkap pada

kecepatan 100 MHz dengan rangkaian kerja yang sederhana. Berfungsi untuk

mengatur masukan inverting dari tiap-tiap konverter menuju tegangan yang lebih

tinggi dari konverter sebelumnya, jadi untuk tegangan masukan Vin, dengan full scale

range, komparator dengan bias dibawah Vin akan mempunyai keluaran rendah.

Tipe successive approximation Tipe successive approximation merupakan suatu

konverter yang paling sering ditemui dalam desain perangkat keras yang

menggunakan ADC. Tipe ini memiliki kecepatan konversi yang cukup tinggi,

meskipun dari segi harga relatif mahal. Prinsip kerja konverter tipe ini adalah, dengan

membangkitkan pertanyaan-pertanyaan yang pada intinya berupa tebakan nilai digital

terhadap nilai tegangan analog yang dikonversikan.

http://kuliah.andifajar.com/register/

http://kuliah.andifajar.com/register/

Tipe Integrating, menawarkan resolusi tertinggi dengan biaya terendah. ADC tipe

ini tidak dibutuhkan rangkaian sample hold. Tipe ini memiliki kelemahan yaitu waktu

konversi yang agak lama, biasanya beberapa milidetik.

Jenis dari ADC yang dipakai dalam penelitian ini adalah approximation type yaitu

dimana dimulai dengan bit yang paling signifikan ( MSB ) dan berakhir dengan

last significant bit ( LSB ) Nilai bit yang paling signifikan ditentukan

oleh apakah sinyal input di bagian atas atau bawah dari rentang masukan yang valid. Bit

yang paling signifikan berikutnya akan ditentukan oleh apakah input di atas atau

bagian bawah dari kisaran yang tersisa , dan seterusnya sampai bit paling signifikan

(MSB). [6]

library.binus.ac.idlibrary.binus.ac.id/ecolls/ethesisdoc/bab2doc/2013-1... · web viewmotor bldc...

Documents