LAPORAN AKHIRPRAKTIKUM DASAR SISTEM KENDALI

MODUL : 4 ( EMPAT)JUDUL : OPEN LOOP DC MOTOR SPEED CONTROLTANGGAL : 18 OKTOBER 2014ASISTEN : HENDRY DWI SANTOSO

NAMA : APRI NATAKELOMPOK : 8 (DELAPAN) REKAN KERJA : 1. ZULHAYADI CAN2. NANDAR MATIIN.S3. MUHAMMAD YUSRAN4. RONALDI DWI AGUSTYANPROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS BENGKULU2014MODUL 4OPEN LOOP DC MOTOR SPEED CONTROL

4.1TujuanSetelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan dapat :1. Memahami prinsip kerja Motor DC2. Memahami karakteristik dari Motor DC3. Memahami pengendalian Motor DC secara open loop4. Menguji coba rangkaian pengendali kecepatan Motor DC secara open loop

4.2 Dasar TeoriPada saat ini pengendalian kecepatan motor listrik memegang peranan penting pada dunia industri, karena Motor DC mempunyai karakteristik kopel-kecepatan yang menguntungkan dibandingkan dengan Motor AC. Tujuan dari pengontrol kecepatan motor adalah agar dapat menjalankan motor sesuai dengan kecepatan yang diingikan, meskipun ada perubahan beban. Pada umumnya penerapan motor listrik bekerja pada tiga aspek operasi yaitu pada saat starting, pengendalian kecepatan dan pengereman. Dalam sistem pengendalian dikenal dua sistem:1. Pengendalian sistem loop tertutup (Open loop controller)2. Pengendalian sistem loop terbuka (Open loop controller)Pengendalian sistem loop terbuka adalah pengendalian tanpa umpan balik yaitu mengatur kecepatan motor dengan menambah tahanan seri pada jangkar (juga menganalisa pengaruh tahanan seri terhadao arus starting dan stop pada motor DC) dan juga pengaturan tegangan jangkar (pengaruh perubahan tegangan jangkar terhadap putaran dan arus jangkar).[1]Secara sederhana motor listrik bekerja dengan prinsip bahwa dua buah medan dapat dibuat berinteraksi untuk menghasilkan gerakan. Tujuan motor adalah untuk menghasilkan gaya yang menggerakkan yaitu torsi. Biasanya motor dipasang untuk mengejakan pekerjaan tertentu yang memerlukan kecepatan dan arah putaran yang tepat, sehingga kecepatan putar dan arahnya bisa diatur sedemikian rupa sesuai dengan tujuan penggunaan motor.Kecepatan motor bergantung pada empat variable yaitu:- Fluks medan- Tahanan Jangkar (Ra) - Tegangan Jangkar (Vt)- Dan Arus Jangkar.Pengendalian kecepatan motor dapat dilakukan dengan memanipulasi tiga dari variabel variabel tersebut diatas secara manual maupun otomatis. Arus jangkar ditentukan oleh besarnya beban yang sedang dicatu oleh jangkar motor dan oleh sebab itu tidak digunakan untuk pengendalian kecepatan motor.Terdapat 3 metode dasar pengendalian kecepatan yaitu :1. Pengendalian Fluks medan2. Pengendalian Tahanan Jangkar3. Pengendalian Tegangan Jangkar[2].Open-loop Motor ControlLoop terbuka control motor jika potensialmeter tersebut akan dipindahkan ke bagian atas perlawanan tegangan positif maksimum akan dipasok ke penguat mewakili kecepatan penuh. Demikian juga, jika wiper potensiometer dipindahkan kebagian bahwa perlawanan, nol tegangan akan dipasok mewakili kecepatan yang sangat lambat atau berhenti. Kemudian posisi potensiometer slider merupakan masukan, yang diperkuat oleh amplifier (controller) untuk menggerakkan motor N mewakili output, dari system. Motor akan terus berputar pada kecepatan tetap ditentukan oleh posisi potensiometer. Sebagai jalur sinyal dari input ke output adalah jalur langsung tidak membentuk bagian dari lingkaran apapun, keuntungan keseluruhan system akan nilai-nilai mengalir dari keuntungan individu dari potensiometer, amplifier, motorrik dan beban. Hal ini jelas diharapkan bahwa output kecepatan motor harus identik dengan posisi potensiometer, memberikan keuntungan keseluruhan system sebagai satu kesatuan. Dalam tutorial berikutnya tentang system elektronik, kita akan melihat efek makan kembali beberapa sinyal output ke input sehingga system control didasarkan pada perbedaan antara nilai aktual dan yang diinginkan. Jenis system control elektronik disebut loop tertutup control.4.3Alat dan Bahan1. DC Motor Speed Control Model: DMSC B3510-G-N2. Jumper ( Konektor )3. AVO Meter

4.4Langkah Percobaan1. Disiapkan semua perlengkapan yang diperlukan2. Rangkaiannya dibuat sesuai Gambar 4.1 dengan cara meghubungkan :2.1 Terminal Motor (Mot 1) ke sumber tegangan DC +15 Volt2.2 Terminal (Ground) power supply kesemua terminal (Ground) rangkaian pengendali2.3 Terminal output tegangan referensi (REF OUT ) keterminal masukan pada rangkaian LOOP AMP ( REF IN )2.4 Terminal ouput tegangan dari rangkaian LOOP AMP ( OUT ) keterminal masukan tegangan pada rangkaian DC POWER DRIVER ( VIN )3. P1 diatur pada rangkaian tegangan referensi pada posisi minimal dengan cara memutar potensiometer P1 kekiri. Hal ini dimaksudkan untuk mengatur nilai tegangan referensi pada kedudukan minimum (Nol Volt )4. Kabel AC Line disambungkan ke jala-jala listrik 220 VAC5. Saklar power dihidupkan pada pesawat latih ( terdapat pada panel bagian belakang )6. Keadaan Motor DC ( Motor 1 )7. Apakah motor berputar?8. Besarnya tangen referensi diukur melalui terminal REF OUT menggunakn AVO Meter. REF OUT =.Volt9. Besarnya tegangan output hasil penguatan diukur pada rangkaian LOOP AMP melalui terminal OUT menggunakan AVO Meter. (V) OUT = ..Volt10. Putar pelan-pelan Potensiometer P1 kekanan untuk menaikkan tegangan referensi hingga motor mulai berputar11. Tegangan referensi diukur melalui terminal REF OUT menggunakan AVO Meter. REF OUT = .Volt12. Tegangan hasil penguatan diukur pada rangkaian LOOP AMP. (V) OUT = Volt 13.Keadaan motor diamati 14. Apakah motor berputar?15. Potensiometer yang terdapat pada rangkaian LOOP AMP P2 diputar kekanan untuk menambah penguatan tegangan yang berasal dari rangkaian tegangan referensi 16. Besarnya tegangan hasil penguatan yang baru diukur( V ) OUT = ..Volt 17. Keadaan motor DC diamati. Apakah motor motor bertambah cepat?

Gambar 4.1 Rangkaian percobaan Motor DC Speed Control.

4.5 Analisa dan PembahasanPercobaan keempat adalah percobaan open loop DC motor speed control. Percobaan ini diawali dengan mempersiapkan semua perlengkapan. Rangkaian disusun sesuai dengan gambar 4.1, hal yang dilakukan adalah dengan menghubungkan terminal motor 1 (Mot1) ke sumber tegangan DC +15 Volt, selanjutnya terminal ground power supply ke semua terminal ground rangkaian pengendali, selanjutnya terminal output tegangan referensi (REF OUT) ke terminal masukan pada rangkaian LOOP AMP (REF IN) dan yang terakhir terminal output dari rangkaian LOOP AMP (OUT) ke terminal masukan pada rangkaian LOOP AMP (REF IN).Setelah rangkaian disusun dengan benar, langkah selanjutnya adalah mengatur P1 pada rangkaian tegangan referensi pada posisi minimal dengan cara memutar P1 ke kiri. Hal ini dilakukan untuk mengatur nilai tegangan referansi pada kedudukan minimum (0 Volt). Selanjutnya kabel AC Line disambungkan ke jala-jala listrik 220 VAC dan sakelar power dihidupkan pada pesawat latih (terdapat pada panel bagian belakang).Setelah langkah diatas dilakukan, langkah selanjutnya mengamati keadaan motor DC 1 (motor 1), setelah diamati ternyata motor dalam keadaan diam (tidak berputar. Selanjutnya tangen referensi diukur melalui terminal REF OUT menggunakan AVO meter dan didapatkan nilai yang terukur adalah 0,8 Volt. Tegangan output hasil penguatan diukur pada rangkaian LOOP AMP melaui terminal OUT menggunakan AVO Meter dan didapatlah nilai hasil pengukuran sebesar 0,8 Volt. Langkah selanjutnya adalah memutar potensiometer P1 ke kanan untuk menaikan tegangan referensi hingga motor mulai berputar. Tegangan referensi diukur melalui terminal REF OUT menggunakan AVO meter. Setelah diukur ternyata nilainya naik menjadi 8,2 Volt. Tegangan hasil penguatan yang diukur pada rngkaian LOOP AMP juga menunjukan angka sebesar 8,2 Volt. Setelah motor diamati, motor dalam keadaan berputar.Potensiometer yang terdapat pada rangkaian LOOP AMP (P2) diputar kekanan untuk mengubah ilai tegangan referensi. Besar tergangan penguatan diukur kembali, ternyata nilai yang didapatkan masih menunjukan angka 8,2 Volt. Keadaan motor kekbali diamati ternyata tidak terdapat perbedaan kecepatan putaran pada motor tersebut. Percobaan dianggap selesai dan sumber daya dimatikan.Berikut diagram blog dari percobaan open loop DC motor speed control yang ditunjukan oleh gambar 4.2 berikut:

+15 Volt DCMotor 1Loop AMPF/V ConverterMotor 2VoutaVinVoutFeed backReff InTacho Signal ConditionTegangan RefVinSwitch Mode DC Power Driver

Gambar 4.2 Diagram Blok open loop DC motor speed controlPada gambar 4.2 ditunjukan diagram blok yang menjelaskan loop DC motor speed control diberi masukan +15 Volt. Dari blok dapat dilihat bahwa perputaran dari motor 1 yang diukur oleh Tacho Signal Condition. F/V Converter berfungsi mengubah tegangan yang diteruskan ke Loop AMP. Terakhir switch Motor DC Power Driver dapat dilihat pada kondisi motor 2.Komponen pada diagram blok diatas memiliki fungsi masing-masing sebagai berikut:1. Power supply +15 Volt berfungsi sebagai supply daya motor 12. Motor 1 berfungsi sebagai penggerak dalam percobaan3. F/V Converter berfungsi merubah frekuensi yang terbaca pada tacho dari roda gigi rantai pada motor DC. Keluarannya berupa tegangan.4. Tacho Signal Condition alat yang membaca sinyal dari F/V Converter.5. Tegangan referensi yang menjadi acuan pengendalian kecepatan motor DC yang diatur melalui potensiometer.6. Loop AMP peralatan yang membaca perbandingan antara Tacho Sgnal Condition dan Tegangan Referensi.7. Motor 2 sebagai peralatan Tachogenerator yang diputar oleh motor 1.8. Switch Motor DC Power Driver terdapat mode pengaturan sekaligus pengatur motor DC tersebut.

Berikut adalah Flowchart pada percobaan open loop DC motor speed control dapat di lihat pada Gambar 4.3

Start+15 VoltF/V ConverterLoop AMPTacho Signal ConditionDriverMTeg Reff

Gambar 4.3 Flowchart pada percobaan open loop DC motor speed controlGambar flowchart yang ditunjukan pada gambar 4.3 menunjukan proses dari awal hingga motor dapat berputar. Pertama dari tegangan input sebesar +15 Volt, dilanjutkan ke driver, ke loop AMP, Teg Reff menuju Driver juga. Dari Loop AMP menuju Tacho Signal dan diteruskan ke F/V converter. F/V Converter memberikan tegangan hingga motor dapat berputar.

4.6 Aplikasi Motor DC Dalam Kehidupan Sehari-SehariAplikasi motor DC sebagai penggerak pintu geser pada otomatis system monitoring ruangan penyimpanan database menggunakan PLC omron CPM I/0 30. Penggerak pintu pada system penggerak pintu geser pada otomatisasi system monitoring penyimpanan datase menggunakan PLC omron CPM1A I/O 20 yang digunakan adalah motor DC. Untuk menggerakkan motor DC diperlukan driver motor dc yaitu driver H-Bridge yang digunakan untuk mengatur motor agar dapat berputar dalam dua arah yaitu forward ( searah jarum jam ) dan reverse ( berlawanan arah jarum jam ). Berputarnya motor DC juga dipengaruhi oleh terhalang tidaknya sensor IR pada pintu. Ketika sensor IR terhalangi maka motor akan membalik putarannya sehingga akan membuka pintu. Jika pintu dibuka secara paksa maka alarm akan menyala dikarenakan sensor IR terhalangi oleh benda.4.7 Kesimpulan Dan Saran4.7.1 KesimpulanSetelah melakukan serangkain kegiatan yang meliputi, metodologi, pengujian, analisa, dan pembahasan maka didapatkan beberapa kesimpulan dalam tugas akhir ini, antara yaitu:1. Motor Dc bekerja berdasarkan besar kecilnya tegangan yang diberikan pada motor tersebut.2. Untuk mengukur besar kecilnya tegangan dilakukan dengan memutar potensiometer ke arah tertentu.3. Motor DC akan semakin cepat apabila tegangan yang diberikan semakin besar sedangkan apabila tegangan menurun maka kecepatan motor DC juga semakin lambat.4.7.2 SaranDari hasil perancangan dan pembuat OPEN LOOP DC MOTOR SPEED CONTROL menggunakan rangkaian pengendali kecepatan Motor DC pada secara open loop, untuk perbaiki dimasa mendatang disarankan sebagai berikut:1. Dalam melakukan praktikum sebaiknya ruangan dalam keadaan kondusif2. Jadwal praktikum seharusnya lebih teratur sesuai dengan jadwal yang telah diberikan

DAFTAR PUSTAKA

[1] Kuo, Benjamin C. 1991. Automatic Control Systems (6th cd). New Jersey : Prentice Hall.[2] Ziny Flikop. 2004. Open Loop DC Motor Speed Control. New York : Prentice Hall Inc[3] Fausett, Laurene. 2000. Fundamentals of DC Motor Speed:Architecture, Algorithms, and Applications, Prentice Hall Inc.