ssptpolsri gdl andyhamka 4484 3 babii

7/21/2019 Ssptpolsri Gdl Andyhamka 4484 3 Babii

http://slidepdf.com/reader/full/ssptpolsri-gdl-andyhamka-4484-3-babii 1/23

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Struktur Mikrokontroler

Pada blok diagram mikrokontroler, terdapat bagian-bagian yang saling

dihubungkan melalui internal bus. Umumnya terdiri dari tiga bus yaitu address

bus, data bus, dan control bus. Untuk lebih mengenal blok diagram dari

mikrokotroler, dapat dilihat pada gambar 2.1

ALU

(ARITMETHIC

LOGIC UNIT)

ACCUMULATOR

REGISTER

TIMER/COUNTERI/O

PORT

INTERNAL RAM

STACK

POINTER

I/O

PORT

INTERUPTCIRCUIT

CLOCK

CIRCUIT

PROGRAM COUNTER

INTERNAL ROM

Gambar 2.1 Blok Diagram Mikrokontroler (Setiawan hal.1, 2006)

2.1.1 Register

Register adalah suatu tempat penyimpanan (variable) bilangan bulat 8 bit

atau 16 bit. Pada umumnya register jumlahya banyak, masing-masing ada yang

memiliki fungsi khusus dan ada pula yang memiliki kegunaan umum.



BAB II Tinjauan Pustaka Teknik Elektronika 5

Register yang memillik kegunaan umum misalnya adalah register timer yang

berisi data perhitungan pulsa untuk timer , atau register pengatur mode operasi

counter (pencacah pulsa). Sedangkan register yang bersifat umum digunakan

menyimpan data sementara yang diperlukan untuk proses penghitungan dan

proses operasi mikrokontroler. Register dengan kegunaan umum dibutuhkan,

mengingatkan pada saat yang bersamaan mikrokontroler hanya mampu

melakukan operasi aritmatik atau logic hanya pada satu atau dua operad saja.

Sehingga untuk operasi-operasi yang melibatkan banyak variabel harus

dimanupulasi dengan menggunakan variabel-variabel register umum. (Setiawan,

hal.1-2, 2006)

2.1.2 Accumulator

Accumulator merupakan register yang berfungsi untuk menyimpan data

sementara. Register accumulator ini sering digunakan dalam proses operasi

aritmatika, logika, pengambilan data, pengiriman data. Register ini juga dapat

dialamati secara bit. (Setiawan, hal.2, 2006)

2.1.3 Program Counter

Program counter merupakan salah satu register khusus yang berfungsi

sebagai penghitung eksekusi program mikrokontroler. (Setiawan, hal.2, 2006)

2.1.4 ALU (Ar ithmetic Logic Uni t )

ALU memiliki kemampuan mengerjakan proses-proses aritmatika

(penjumlahan, penguranan, perkalian, pembagian) dan operasi logika (misalnyaAND, OR, XOR, NOT) terhadap bilangan bulat 8 atau 16 bit. (Setiawan, hal.2, 2006)

2.1.5 Clock Circuit

Mikrokontroller adalah rangakaian logika sekuensial, dimana proses

kerjanya berjalan melalui sinkronisasi clock . Karena diperlukan clock circuit yang

menyediakan clock bagi seluruh bagian rangkaian. (Setiawan, hal.2, 2006)




2.1.6 Internal ROM

Merupakan memori penyimpan data yang isinya tidak dapat diubah atau di

hapus (hanya dapat dibaca). ROM biasanya diisi dengan program untuk

menjalankan mikrokontroler segera setelah power dinyalakan, dan berisi data-data

konstanta yang diperlukan oleh program. Isi ROM tidak dapat hilang walaupun

power dimatikan. (setiawan, hal.2-3, 2006)

2.1.7 Internal RAM

Merupakan memori penyimpan data yang isinya dapat diubah atau

dihapus. RAM biasanya berisi data-data variabel dan register. Data yang

tersimpan pada RAM bersifat hilang jika catu daya yang terhubung padanya

dimatikan. (setiawan, hal.3, 2006)

2.1.8 Stack Pointer

Stack adalah bagian dari RAM yang memiliki metode penyimpanan dan

pengambilan data secara khusus. Data yang disimpan dan dibaca tidak dapat

dilakukan dengan metode acak, karena data yang masuk kedalam stack pada

urutan yang terakhir adalah data yang pertama kali dibaca kembali. Stack pointer

bersifat offset dimana posisi data stack yang terakhir masuk (atau yang pertama

kali dapat diambil.). (setiawan, hal.3, 2006)

2.1.9 I /O (Input/ Output)

Merupakan sarana yang digunakan oleh mikrokontroller untuk mengakses

data-data lain dari luar dirinya, berupa pin-pin yang dapat berfungsi untuk

mengeluarkan data digital ataupun menginputkan data.

2.1.10 I nterupt circuit

Adalah rangkaian yang memiliki fungsi untuk mengendalikan sinyal-

sinyal interupsi baik internal maupun eksternal. Adanya sinyal interupsi akan

menghentikan eksekusi normal program mikrokontroller untuk selanjutnya

menjalankan sub-program untuk melayani interupsi tersebut. (Setiawan, hal.3, 2006)




2.2 Mikrokontroler AT89S52

Mikrokontroler adalah suatu Central Processing Unit (CPU) yang disertai

dengan memori serta sarana input output dan dibuat dalam bentuk chip. CPU ini

terdiri dari dua bagian yaitu yang pertama adalah unit pengendali dan yang kedua

adalah unit aritmatika dan logika.

Unit pengendali berfungsi untuk mengambil instruksi-instruksi yang

tersimpan dalam memori, memberi kode instruksi-instruksi tersebut dan

melaksanakannya. Unit pengendali menghasilkan sinyal pengendali yang

berfungsi untuk menyamakan operasi serta mengatur aliran informasi. Sedangkan

unit aritmatika dan logika berfungsi untuk melakukan proses-proses perhitungan

yang diperlukan selama suatu program dijalankan

Mikrokontro!er AT89S52 merupakan keluarga mikrokontroler 8 bit yang

mempunyai kompatibilitas instruksi dan konfigurasi pin dengan mikrokontroler

MCS-51. AT89S52 merupakan sebuah versi EEPROM dan 8OC5IAH yang

memori program internalnya dapat di program dan dihapus secara elektrik. yang

diproduksi oleh ATMEL Coorporation.(Setiawan, hal.1, 2006)

Secara umum mikrokontroler AT89S52 memiliki fitur-fitur sebagai

berikut:

Sebuah CPU (Central Processing Unit) 8 bit yang termasuk ke dalam

keluarga MCS-5 1.

8 Kbyte Reprogrammable Flash memory

Dapat diprogram sampai 1000 kali pemrograman

Tegangan kerja 4.0V sampai 5.5V

Kecepatan hingga 33 MHz

3 tingkatan program memory lock

256 x 8 bit Ram internal

32 saluran I/O

3 buah timer /counter 16 bit

8 buah sumber interupsi

Saluran UART serial full duplex




Mode low- power idle dan power down

Interrupt recovery dari mode power-down Watchdog timer

(Wahyudin, hal.7-8, 2007)

2.2.1 Arsitektur Mikrokontroler AT89S52

Proses pengolahan data pada IC mikrokontroler AT89S52 biasanya

melibatkan register akumulator misal akan diadakan proses penjumlahan dua

bilangan. Akumulator mula-mula berisi bilangan pertama. Bilangan kedua

disimpan di TMPI. Isi dari akumulator kemudian diteruskan ke TMP2. Kedua

bilangan ini kemudian mengalami proses penjumlahan di dalam register ALU.

Setelah itu ALU kemudian mengirim hasil penjumlahan kembali ke akumulator.

Selain mengirim hasil ke akumulator, ALU juga mengirim data-data ke PSW

dimana dari PSW akan diketahui keadaan terakhir setelah sebuah instruksi

dilakukan. Misalnya jika dilakukan proses penjumlahan maka dari PSW dapat

diketahui ada atau tidaknya carry. (Wahyudin, hal.8, 2006)

Port 0 DRIVERS Port 2 DRIVERS

RAMPort 2

LATCHFLASH

Port 0

LATCH

RAM ADDR

REGISTER

ACCSTACK

POINTER

B

REGISTER

TMP 2 TMP 1

ALU

PSH

INSTRUCTION

REGISTER

TIMING

AND

CHANEL

INTERRUPT SERIAL PORT

AND TIMER BLOKS

PROGRAM

ADDRESS

REGISTER

PC

INCREMENT

PROGRAM

COUNTER

DPTH

BUFFER

PORT 1

LATCH

PORT 3

LATCH

Port 1 DRIVERS Port 3 DRIVERS

OSC

GND

Vcc

P0.0 - P0.7 P2.0 - P2.7

P1.0 - P1.7 P3.0 - P3.7

Gambar 2.2. Arsitektur Mikrokontrollcr AT89S52 (Wahyudin, hal.8, 2006)




Stack Pointer adalah register yang menunjukkan alamat dan lokasi memori yang

digunakan untuk menyimpan return address apabila terjadi proses pemanggilan

subroutine. Sebelum dilakukan subrioutine, stack pointer akan increment terlebih

dahulu. Setelah selesai melakukan subroutine, stack pointer akan decrement untuk

mengetahui instruksi terakhir yang telah dilaksanakan. Untuk mikrokontroler

AT89S52 setelah reset, program counter selalu bernilai 07H. Hal ini disebabkan

karena stack mulai pada alamat 08H. (Wahyudin, hal.8-9, 2006)

2.2.2 Konfigurasi Pin AT89S52

AT89S52 memiliki 40 pin, 32 pin digunakan untuk keperluan port parallel.

Setiap port terdiri atas 8 pin, jadi terdapat 4 port, yaitu port 0, port 1, port 2, dan

port 3. Masing-masing kaki atau pin dalam mikrokontroler AT89S52 mempunyai

fungsi tersendiri. Dengan mengetahui fungsi masing-masing kaki mikrokontroler

AT89S52, perancangan aplikasi mikrokontroler AT89S52 akan lebih mudah

merencanakan dan membuat sistem yang akan dirancang. AT89S52 mempunyai

40 pin. (Wahyudin, hal.9, 2006)

Gambar 2.3. Susunan pin-pin pada mikrokontroler AT89S52

(Wahyudin, hal.9, 2006)




Fungsi kaki-kaki AT89S52 adalah:

Vcc

Digunakan sebagai masukan tegangan supply yaitu +5 Volt

GND

Digunakan sebagai ground.

RST (Reset)

Kondisi high pada pin ini selama dua siklus mesin ketika oscillator bekerja

akan me-reset mikrokontroler.

ALE/ PROG

ALE (Address Latch Enable) digunakan untuk menahan alamat memori

eksternal selama pelaksanaan instruksi. Pin ini juga sebagai masukan pulsa

selama proses Flash programming.

PSEN (Program Store Enable)

Merupakan strobe pembacaan memori program eksternal. Ketika AT89S52

mengeksekusi kode dari memori program eksternal, PSEN diaktifkan dua

kali setiap mesin bekerja.

EA (ExternalAccess Enable)

Kaki EA dihubungkan ke Vcc apabila diinginkan agar mikrokontroler

menjalankan instruksi-instruksi yang ada di memori program internal. Apabila

kaki ini dihubungkan ke ground maka mikrokontroler akan melaksanakan

instruksi-instruksi yang diambil dari memori eksternal.

XTAL 1

Kaki ini untuk memasukkan ke penguat oscillator inverting dan masukkan kerangkaian clock internal.

XTAL 2

Kaki ini untuk keluaran dan rangkaian penguat inverting oscillator.

PortO

Port 0 terdapat pada kaki 32 sampai 39. Port 0 adalah port paralel 8 bit dua

arah yang belum dilengkapi dengan rangkaian pull -up, maka port 0 akan

menjadi rangkaian terbuka. Oleh sebab itu, diperlukan resistor yang




dihubungkan ke kaki-kaki port 0 dan ujung resistor lainnya dihubungkan ke

Vcc untuk menghasilkan level tegangan high.

Port 1

Port 1 merupakan port paralel 8 bit dua arah yang telah dilengkapi dengan

rangkaian pull-up internal. LSB ( Low Significant Bit ) terletak pada kaki 1 dan

MSB ( Most Significant Bit ) terletak pada kaki 8. setiap buffer output port 1

dapat menahan atau memberikan arus kepada 4 buah TTL input. Saat logika

„1‟ diberikan ke port 1 ini, maka pin tersebut akan diberi pull -high oleh

internal pull -up dapat digunakkan sebagai input. Sebagai input, port 1 pin

yang diberi pull -low secara eksternal akan memberikan arus (IIL) dikarenakan

adanya internal pull -up. Port 1 juga menerima low order addres byte selama

flash programming dan verifikasi program.

Port 2


rangkaian pull -up internal. LSB ( Low Significant Bit ) terletak pada kaki 21

dan MSB ( Most Significant Bit ) terletak pada kaki 28. setiap buffer output port

2 dapat menahan/ memberikan arus kepada 4 buah TTL input. Saat logika „1‟

diberikan ke pin port 2 ini, maka pin tersebut akan diberi pull -high oleh

internal pull -up dapat digunakan sebagai pin input. Sebagai input, port 2 pin

yang diberi pull -low secara eksternal akan memberikan arus (IIL) karena

adanya internal pull -up. Port 2 juga menerima high-order address byte selama

terjadi fetch program memori eksternal dan selama mengakses data memori

eksternal yang menggunakan pengalamatan 8 bit (MOV@R1), port 2

mengeluarkan isi dari Special Function Register (SFR) P2. Port 2 juga

menerima high-order address byte dan beberapa sinyal contoh selama flash

programming dan verifikasi program.

Port 3


rangkaian pull -up internal. LSB terletak pada kaki 10 dan MSB terletak pada

kaki 17. Port 3 juga mempunyai beberapa fungsi khusus seperti dalam Tabel

2.1. (Ibnu Malik, hal.4-6, 2003)




Table 2.1. Fungsi khusus pada port 3

Pin-Pin dari port 3Fungsi Pengganti

P 3.0

P 3.1

P 3.2

P 3.7

P 3.5

P 3.6

P 3.4

P 3.3

RXD, digunakan untuk serial input

TXD, digunakan uintuk serial output

T 0, digunakan untuk timer eksternal 1

T 0, digunakan untuk timer eksternal 0

INT 1, digunakan untuk interupt internal 1

INT 0, digunakan untuk interupt eksternal 0

RD, mengaktifkan perintah read pada memori eksternal

WR, mengaktifkan perintah write pada memori eksternal

2.2.3 Memori Program

Mikrokontroler AT89S52 mempunyai memori program internal yang

kapasitasnya 4 Kbyte. Dalam kondisi tanpa diprogram data pada memori berisi

data FF dan siap untuk diprogram. Dalam pemrogramannya dapat digunakan

mode high voltage atau low voltage programming .

Lokasi alamat interupt mempunyai interval 8 byte: 0003H untuk interupt

eksternal 0,000BH untuk Timer 0,0013H untuk interupt eksternal 1,001BH untuk

Timer 1 dan seterusnya.

Alamat terendah dari memori program dapat terletak dalarn memori

internal (on chip) ataupun memori eksternal. Untuk memilih letak alamat terendah

tersebut digunakan pin External Access (EA) yang dihubungkan ke Vcc atau ke

GND.

Sebagai contoh, pada AT89S52 dengan 4Kbyte memori internal, jika pin EA

dihubungkan ke Vcc, maka program akan rnenggunakan alamat 0000H sampai

FFFH pada memori eksternal. Jika pin EA dihubungkan ke GND, maka semua

digunakan memori eksternal.

Sinyal strobe ke memori eksternal, PSEN digunakan untuk semua memori

eksternal. untuk penggunaan memori internal tidak perlu mengaktifkan PSEN.

(Wahyudin, hal.12-13, 2006)




2.2.4 Memori Data

Jumlah memori dibagi menjadi tiga blok, yaitu Lower 128, upper 128 dan

Special function Register (SFR). Memori data internal selalu mempunyai lebar

alamat sebesar 1 byte, yang mencakup 256 bit alamat. Tetapi pada kenyataannya

mode pengalamatan untuk RAM internal bisa mencapai 384 byte. Pengalamatan

langsung yang lebih tinggi dari 7FH mengakses satu blok memori dan

pengalamatan tidak langsung yang lebih tinggi dan 7FH mengakses blok memori

yang lain. Jadi dalam Gambar 2.4 menunjukan blok upper 128 dan SFR yang

menempati blok alamat yang sama, 08H sampai FFH, meskipun keduanya

merupakan kesatuan yang berbeda. (Wahyudin, hal.14-15, 2006)

Diakses hanya

dengan Indirect

Addressing

Diakses dengan

Direct maupn

Indirect Addressing

Pengaksesan

dengan Direct

Addressing

FFH

80H7FH

0

FFH

80H

LOWER

128

UPPER

128

Special FunctionRegister

Gambar 2.4 Memori data Internal (wahyudin, hal.15, 2006)

Bagian bawah dari RAM dapat dibedakan menjadi empat blok dimana tiap blok

terdapat delapan buah register yaitu register RO sampai R7. Blok-blok ini dikenal

dengan nama bank register. (Wahyudin, hal.16, 2006)

Bank 1

Bank 2

Bank 3

Bank 4

18H - 1FH

10H - 17H

08H - 0FH

00H - 07H

Gambar 2.5 Bank-Bank Register pada Memori (wahyudin, hal.15, 2006)




2.3 Program BASCOM 8051

BASCOM 8051 ( Basic Compiler) merupakan software compiler dengan

menggunakan bahasa basic yang dibuat untuk melakukan pemrograman chip –

chip mikrokontroler tertentu, salah satunya AT89S52. Interface dari BASCOM

8051 dapat dilihat pada gambar 2.6 dibawah ini :

Gambar 2.6 Interface BASCOM 8051




Keterangan lengkap icon – icon dari program BASCOM 8051 dapat

dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.2 Nama Icon – I con pada BASCOM 8051

Nama Fungsi Shortcut

File New Membuat file baru Ctrl + N

Open File Untuk membuka file Ctrl + O

File Save Untuk menyimpan file Ctrl + S

Save As Menyimpan dengan nama yang lain

Print Privew Untuk melihat tampilan sebelum dicetak

Print Untuk mencetak dokumen Ctrl + P

Exit Untuk keluar dari program

Program

Compile

Untuk mengkompile program yang buat, Outputnya

bisa berupa hexa, biner, dan lain – lain

F7

Simulate

program

Untuk menjalankan simulasi program setelah

dikompiler

F2

Syntax check Untuk memeriksa kesalahan bahasa Ctrl + F7

Show result Untuk menampilkan hasil kompilasi program Ctrl + W

Untuk menu show result informasi yang akan ditampilkan berupa :

Tabel 2.3 Info Show Resul t

Info Keterangan

Compiler Versi dari compiler yang digunakan

Processor Menampilkan target prosesor yang dipilih

Date and Time Tanggal dan waktu kompilasi




Baud rate and xtal Baudrate yang dipilih dan kristal yang digunakan uP

Error Error nilai baud yang diset dengan nilai baud sebenarnya

Flash used Persentase flash ROM yang terisi program

Stack start Lokasi awal stack pointer memori

RAM start Lokasi awal eksternal RAM

LCD mode Mode LCD yang digunakan, 4 bit atau 8 bit

2.4 Driver Motor DC

IC L293D merupakan IC buatan SGS-Thompson Microelectronics untuk

mengontrol motor. IC ini menerima kontrol pada level DTL maupun TTL dan

mampu menjalankan beban induktif seperti relay solenoid, motor DC maupun

motor stepper.

Untuk menyederhanakan penggunaan, bridges dipasangkan dengan sebuah

masukan enable. Masukan tegangan terpisah juga diberikan pada IC ini, dan dioda

clamp internal juga sudah diberikan.

IC ini juga digunakan untuk aplikasi switching sampai frekwensi 5KHz.

L293D dikemas dalam 16 pin dimana ada 4 pin yang dihubungkan bersama

sebagai ground.

Secara umum IC ini memiliki fitur sebagai berikut:

Keluaran dapat mencapai 600mA tiap kanal

Tersedia fasilitas enable (pengaktif)

Proteksi terhadap suhu berlebih

Logic “0” sampai tegangan 1,5 volt (High noise immunity).

Dengan menggunakan IC driver L293D ini ada beberapa keuntungan yang bisa

didapat :

Berukuran kompak sehingga lebih praktis

Bisa mengatur arah putaran motor DC

Bisa mengatur kecepatan motor DC.

(ibnu malik, hal.36, 2006)




Berikut gambar dari IC driver ini:

Gambar 2.7 IC L293D

Enable 1

Input 1

Output 1

GND

GND

Output 2

Input 2

Vs Enable 2

Input 3

Output 3

GND

GND

Output 4

Input 4

Vss

L293D

Gambar 2.8 Diagram Pin-Pin L293D

Tabel 2.4 Pin IC L293D

Pin Nama Kegunaan

1 Enable 1 Enable untuk motor 1 (output 1 dan output 2)

2 Input 1 Masukan 1 untuk motor 1

3 Output 1 Keluaran 1 untuk motor 1

4,5 Ground Ground



8 Vs Sumber tegangan untuk motor 1 dan motor 2

9 Enable 2 Enable untuk motor 2 (output 3 dan output 4)






12,13 Ground Ground



16 Vss Logic power supply IC (+5V)

Table 2.5 Tabel kebenaran untuk tiap chanel

Input Enable Output

H H H

L H L

H L Z

L L Z

Dari tabel kebenaran terlihat bahwa pin enable bersifat aktif tinggi, Hal

ini berarti jika logika pada pin ena ble tinggi („1‟) maka pada pin output akan

bersesuaian dengan pin input. Sedangkan jika pin enable rendah (disable) maka

output akan menjadi high impedence (Z). berikut akan diberikan ilustrasi untuk

mengatur sebuah motor. Motor akan dihubungkan dengan output 1 (pin 3) dan

output 2 (pin 6).

1

2

7

3

6

Input 1

Enable 1

Input 2

Output 1

Output 2

Gambar 2.9 Mengontrol Motor

Kita umpamakan akan memberikan tegangan pada motor seperti pada

gambar diatas yaitu terminal motor atas mendapat tegangan positif dan terminal

motor bawah mendapat tegangan negative maka kita dapat membuat tabel

kebenaran sebagai berikut.




Tabel 2.6 Tabel Kebenaran Kontrol Motor

Input 1 Input 2 Enable 1 Output 1 Output 2

H L H H L

Output 1 yang berlogika tinggi akan memberikan tegangan positif bagi

motor, sedangkan output 2 yang berlogika rendah akan berlaku sebagai ground

pada motor. Hal ini akan menyebabkan motor berputar. Apabila kedua output

berlogika tinggi atau keduanya berlogika rendah maka motor tidak akan berputar.

Sebaliknya apabila kita membalik kondisi logika pada tabel kebenaran diatas

maka putaran motor juga akan berbalik. Untuk membuat motor diam, dapat

dilakukan dengan men-disable pin Enable (memberikan logika nol). (ibnu malik,

hal.38, 2006)

2.5 Motor DC

Motor DC ialah suatu motor yang mengubah energi listrik searah menjadi

energi mekanis berupa tenaga penggerak torsi. Sebuah motor DC memiliki

kumparan kawat yang dipancang di dalam slot-slot pada sebuah silinder yang

terbuat dari bahan feromagnetik . Silinder ini diberi nama armature. Armature

dipasang pada sebuah bentuk dudukan (bearing ) dan bebas berputar. Dudukan

armatur adalah sebuah medan magnet yang dihasilkan oleh magnet-magnet

permanen atau arus yang dialirkan melalui kumparan-kumparan kawat dinamakan

kumparan medan. Kedua magnet ini disebut sebagai stator (bagian diam). Ketika

arus mengalir melalui kumparan armatur, karena sebuah konduktor berarus yang

berada tegak lurus terhadap sebuah medan magnet akan mengalami gaya, gaya-

gaya akan bekerja pada kumparan tersebut dan mengakibatkan perputaran.

Beberapa buah sikat dan sebuah komutator digunakan untuk membalik arah

aliran arus di dalam kumparan setiap setengah putaran, guna mempertahankan

putaran kumparan. Secara sederhana dikatakan bahwa motor listrik bekerja

dengan prinsip bahwa dua medan magnet dapat dibuat berinteraksi untuk

menghasilkan gerakan. Tujuan motor adalah untuk menghasilkan gaya yang

menggerakkan torsi. (http://www.Spc DC Motor.Com)

http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/




2.5.1 Konstruksi Motor DC

Pada motor DC, kumparan medan yang berbentuk kutub sepatu

merupakan stator (bagian yang tidak berputar). Pada gambar 2.10 stator

merupakan kumparan medan yang berbentuk kutub sepatu dan rotor merupakan

kumparan jangkar dengan lilitan konduktor ( kumparan ) saling dihubungkan.

Kumparan yang terletak pada setiap alur rotor tersebut perlu saling dihubungkan

ujungnya untuk mendapatkan tegangan induksi (ggl ) yang lebih besar.

Gambar 2.10 Penampang Motor DC (http://www.Spc DC Motor.Com)

2.5.2 Prinsip Dasar Motor DC

Motor DC atau motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi untuk

mengubah tyenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik,

yang tenaga gerak tersebut berupa putaran dari rotor. Prisip kerja dari motor DC

hampir sama denga generator AC, perbedaannya hanya terletak dalam konversi

daya. Prisip dasarnya adalah apabila suatu kawat berarus diletakan diantara kutub-

kutub magnet (U - S), maka pada kawat tersebut akan bekerja suatu gaya yang

menggerakan kawat tersebut. Berikut gambar prinsip kerja motor DC :

U S

Stator

Rotor

Gambar 2.11 Prinsip Kerja Motor DC

http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/




Cara kerja motor DC dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Motor DC mempunyai rotor (bagian yang bergerak) magnet permanen dan

stator (bagian yang mantap) yang berupa koil atau gulungan kawat

tembaga, dimana setiap ujungnya tersambung dengan komutator.

Komutator ini dihubungkan dengan kutub positif (+) dan kutub negatif (-)

dari catu daya melalui sikat-sikat.

2.

Arus listrik dari kutub positif akan masuk melewati suatu komutator,

kemudian berjalan mengikuti gulungan kawat sebelum akhirnya masuk ke

kutub negatif dari catu daya. Karena ada medan elektromagnetik maka

motor akan berputar.

3. Karena putaran rotor, arus listrik di dalam kawat akan berjalan bolak-

balik, karena jalannya sesuai dengan arah medan magnet, maka rotor akan

selalu berputar terus-menerus selama listrik tetap mengalir di dalam kawat.

Suatu rnesin listrik akan berfungsi bila memiliki:

1. Kumparan medan , untuk menghasilkan medan magnet

2.

Kumparan jangkar, untuk mengimbaskan ggl pada konduktor-konduktor

yang terletak pada alur-alur jangkar

3.

Celah udara, yang rnemungkinkan berputarnya jangkar dalam medan

magnet.

Motor adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanis.

Konstruksi motor DC sangat mirip dengan generator DC. Kenyataanya, mesin

yang bekerja baik sebagai generator akan bekerja baik pula sebagai motor.

(http://www.Spc DC Motor.Com)

2.5.3 Karakteristik Motor DC

Untuk menentukan karakteristik motor DC, hal yang harus diingat adalah

dua hal dasar yaitu :

1.

karakteristik kecepatan putaran

.

.

C

R I V n

aaS

………………………….. (2.1)

http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/




Dimana :

n = Kecepatan Putaran

Vs = Tegangan Shunt (Volt)

Ia = Arus Armmeter (Ampere)

R a = Resistansi Armmeter (Ohm)

C = Kopel

= fluks (Wb/m2)

2. Karakteristik Torsi]

a

I K . ………………………………….(2.2)

Dimana :

= Torsi

K = Konstanta

Ia = Arus Armature (Ampere)

= fluks (Wb/m2)


2.5.4 Pengatur Arah Putaran Motor DC Dalam aplikasinya seringkali sebuah motor digunakan untuk arah yang

searah dengan jarum jam maupun sebaliknya. Untuk mengubah putaran dari

sebuah motor dapat dilakukan dengan mengubah arah arus yang mengalir melalui

motor tersebut. Secara sederhana seperti yang ada pada gambar 2.12, hal ini dapat

dilakukan hanya dengan mengubah polaritas tegangan motor.

Vs M Vs M+

- -

+

+

-+

-

Gambar 2.12 Dasar Pengaturan Arah Putar Motor

http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/




2.5.5 Pengembangan Kopel dalam Motor

Kopel (torque) didefinisikan sebagai aksi dari suatu gaya pada benda yang

cenderung menyebabkan benda berputar. Jadi ukuran kecenderungan dari suatu

jangkar motor untuk berputar disebut kopel dari motor.

Gulungan jangkar motor dililit dengan cara yang sama seperti gulungan generator

jika tegangan dikenakan pada sikat-sikat motor, arus mengalir ke dalam sikat

positif terus melalui komutator dan lilitan jangkar, dan keluar dari sikat negative

konduktor jangkar dililit sedemikian sehingga semua konduktor dibawah kutub

medan selatan mengalirkan arus dalam satu arah, semua konduktor dibawah kutub

medan utara mengalirkan dalam arah yang berlawanan.

Gaya yang dihasilkan pada setiap konduktor dari suatu jangkar motor akibat aksi

gabungan dari medan magnet utama dan medan magnet disekeliling konduktor

gaya yang dihasilkan berbanding lurus dengan kuat fluksi medan utama dan kuat

medan di sekeliling masing-masing konduktor. Medan di sekeliling konduktor

tergantung pada besarnya arus jangkar yang mengalir dalam konduktor tersebut.

Oleh sebab itu, kopel yang dihasilkan motor dapat dituliskan sebagai berikut :

T = K ‟a

I

Dimana :

T = Kopel

K ‟ = konstanta yang bergantung pada ukuran fisik motor

= fluksi setiap kutub

Ia = arus jangkar

Persamaan ini merupakan persamaan yang penting untuk menganalisa keadaan

motor pada setiap kondisi kerja. (http://www.Spc DC Motor.Com)

2.5.6 Aksi Generator Motor

Jika jangkar sebuah generator diputar oleh penggerak, mula-mula dalam

generator dihasilkan kopel yang melawan aksi penggerak tersebut. Kopel lawan

ini dapat dianggap sebagai aksi motor dalam generator. Sama halnya aksi

generator dihasilkan dalam setiap motor. Apabila konduktor memotong garis gaya

akan diinduksikan GGL dalam konduktor itu. Gaya penggeraknya tak penting jika

http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/




konduktor digerakan melalui medan magnet, akan diinduksikan GGL dalam

konduktor itu. Arah GGL sesuai dengan aturan tangan kanan fleming untuk aksi

generator.

Konduktor pada gambar mewakili satu dari sekian banyak konduktor pengalir

arus dari jangkar motor. Untuk polaritas medan seperti yang ditunjukan arus

dalam konduktor sedemikian sehingga oleh aksi motor ia akan digerakan ke

bawah. Jika konduktor digerakan ke bawah ia memotong garis gaya dan GGL di

induksikan. Arah GGL ini oleh aturan tangan kanan fleming untuk GGL yang

dibnangkitkan ternyata menuju arus kearah pembaca. Karena GGL ini arahnya

berlawanan dengan aliran arus dalam konduktor, ia disebut gaya gerak listrik

lawan. Karena GGL-lawan dari sebuah motor dibangkitkan oleh aksi kondutor

jangkar yang memotong garis gaya harganya bergantung pada kuat medan dan

kepesatan jangkar. Harga GGL lawan yang dibangkitkan dalam sebuah motor

diberikan oleh hubungan : E = K n.

Diman K konstanta bergantung pada sifat fisis dari motor.

Ingat bahwa persaman diatas digunakan untuk menetukan GGL yang

dibangkitkan oleh generator. Tegangan efektif yang ada dalam rangkaian jangkar

motor adalah tegangan yang dikenakan dikurangi GGL lawan. Arus jangkar

berdasarkan hokum ohm adalah :

a

a

R

E V I

Dimana :

Ia = Arus jangkar

V = Tegangan terminal motor

E = GGL lawan

R a = Tahanan rangkaian jangkar

Dengan mengalikan kedua persamaan maka hasilnya adalah

Vt = E + Ia R a atau E = Vt-Ia R a


http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/




2.5.7 Hubungan Daya Dalam Motor

Jika setiap suku dari persamaan motor fundamental dikalikan dengan Ia,

hasil persamaan adalah :

Vt Ia = E Ia + Ia2 R a

Dimana :

Vt Ia = daya yang diberikan pada jangkar motor

Ia2 R a = kerugian daya sebagai panas dalam rangkaian jangkar

Dibawah ini dapat dilihat hubungan daya di dalam motor :

MRsh

a I

a E

Ganbar 2.13 Rangkaian hubungan daya dalam motor.


Jadi EIa harus mewakili daya yang dihasilkan oleh jangkar. Daya tidak semuanya

tersedia pada puli karena sebagian dari daya yang dihasilkan ini harus digunakan

untuk mengatasi kerugian mekanis atau perputaran motor.

Dapat juga ditunjukan bahwa keluaran daya motor dihitung dengan mengginaskan

rumus dalam satuan uses, yakni :

Keluaran daya dalam daya kuda =525233000

2 nT nT

Dimana :

n = kepesatan motor, putaran setiap menit (rpm)T = kopel pada puli motor, Newton meter

Jadi jika digunakan satuan SI, keluaran daya motor adalah

Keluaran daya dalam watt =55,960

2 nT nT


http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/




2.5.8 Menjalankan Motor DC

Ketika motor dijalankan, kecepatan dan tegangan induksi Ea masih sama

dengan nol. Dan dari persamaan Ea = (Vt -Ea )/R a, untuk Ea= 0 dan R a yang cukup

kecil, arus Ia yang mengalir besar sekali. Oleh karena itu untuk membatasi arus

jangkar (Ia) yang sangat besar pada waktu start, perlu diberikan tahanan mula

yang dipasang seri terhadap tahanan jangkar tersebut. Secara perlahan-lahan

kemudian tegangan induksi dibangkitkan dan rotor pun mulai berputar.

Bersamaan dengan ini, tahanan mula tersebut harus pula diturunkan. Penurunan

tahanan mula ini dapat dikerjakan dengan manual oleh manusia atau otomatis

(dengan menggunakan relay elektromagnetik. (http://www.Spc DC Motor.Com).

http://www.spc/

http://www.spc/

http://www.spc/

ssptpolsri gdl andyhamka 4484 3 babii

Documents