5/14/2018 TUGAS Oto Pak Pen Isun - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-oto-pak-pen-isun 1/9

Tugas

MEKATRONIKA

Rangkaian H- Bridge dan Aplikasinya

Aulia Al Ihsan

13749-2009

Teknik Elektro [D3]

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Universitas Negeri Padang

2012

1. Teori Pendukung

5/14/2018 TUGAS Oto Pak Pen Isun - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-oto-pak-pen-isun 2/9

Rangkaian dibawah merupakan rangkaian H- Bridge DC Motor Driver. Rangkaian ini

sudah dicoba untuk menggerakkan motor DC 12V 6A dan hasilnya sangat memuaskan.

Rangkaian ini bisa di gunakan untuk motor DC 12V dengan arus maksimum 20A.

H- Bridge atau yang yang biasa disebut dengan “Jembatan H” adalah sebuah rangkaian

dimana motor menjadi titik tengah dengan dua jalur yang bisa dibuka dan ditutup untuk

melewatkan arus pada motor tersebut, persis seperti huruf “H” (dengan motor berada pada garis

horizontal).

Dua terminal motor a dan b dikontrol oleh 4 saklar (1 s/d 4). Ketika saklar satu dan dua

diaktifkan (saklar 3 dan 4 dalam keadaan off), maka terminal motor a akan mendapatkan

tegangan (+) dan terminal b akan terhubung ke ground (-). Hal ini menyebabkan motor bergerak

maju (atau searah jarum jam).

5/14/2018 TUGAS Oto Pak Pen Isun - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-oto-pak-pen-isun 3/9

Sedangkan sebaliknya, bila saklar 1 dan 2 dalam keadaan off, saklar 3 dan 4 dalam

keadaan aktif, maka terminal a akan terhubung ke ground (-) dan terminal b akan mendapatkan

tegangan (+). Hal ini dapat menyebabkan motor berubah arah putarnya, menjadi bergerak

mundur (atau berlawanan dengan arah jarum jam).

Untuk mengimplementasikan H- Bridge ini tidak bisa langsung dihubungkan ke output

yang diambil dari pin I/O mikrokontroler. Sebab output dari mikrokontroler mempunyai daya

yang sangat kecil. Sedangkan untuk motor sendiri, kadang-kadang membutuhkan daya besar,

seperti 200 mA, 1 A atau bahkan lebih. Jika kita memaksakan menghubungkan output digital

dari mikrokontroler langsung ke motor, akan dapat merusak mikrokontroler itu sendiri.

5/14/2018 TUGAS Oto Pak Pen Isun - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-oto-pak-pen-isun 4/9

Untuk itu kita membutuhkan sebuah rangkaian penguat yang dapat dikontrol dari input

digital. Dan tentunya chip (IC) yang mengakomodasi keperluan ini telah ada, H-Bridge driver.

Salah satu tipenya kita bisa menggunakan L293D (untuk meng-handle arus rata-rata 600 mA)

atau LMD18200 (untuk meng-handle arus 3A, tegangan sampai 55V).

Arsitektur dari half H- Bridge (setengah jembatan) ini sebenarnya terdiri dari 2 amplifier,

seperti terlihat pada gambar:

Untuk membuat motor berhenti ada 2 cara :

1. Memberikan logic yang sama pada x dan y

2. Tidak memberikan speed/kecepatan (speed = 0)

Driver motor yang kita bangun menggunakan konfigurasi jembatan H (H- Bridge) yang

akan mengendalikan motor ke dua arah, searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam.

Secara konsep rangkaian ini terdiri dari 4 saklar yang tersusun sedemikian rupa sehingga

memungkinkan motor dapat teraliri arus dengan arah yang berlawanan. Pemberian polaritas

tegangan pada terminal motor akan mempengaruhi arah arus yang melewati motor. Dengan

demikian motor akan berputar sesuai dengan arah arusnya. Pada rangkaian driver motor ini,

saklar-saklar tersebut digantikan oleh transistor yang dikerjakan pada daerah saturasi dan cut-off

(Switch).

5/14/2018 TUGAS Oto Pak Pen Isun - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-oto-pak-pen-isun 5/9

Motor DC

Motor merupakan komponen yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.

Dalam kasus perancangan robot, umumnya digunakan motor DC, karena jenis motor ini lebih

mudah untuk dikendalikan. Kecepatan yang dihasilkan oleh motor DC berbanding lurus dengan

potensial yang diberikan.

Untuk mengatur arah putaran motor DC cara yang paling mudah adalah membalik

polaritas tegangan yang kita berikan pada terminal motor tersebut.

5/14/2018 TUGAS Oto Pak Pen Isun - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-oto-pak-pen-isun 6/9

2. Gambar Rangkaian H- Bridge

Komponen - komponen rangkaian :

Motor DC

Transistor TIP 32 (2 buah)

Transistor TIP 31 (2 buah)

Resistor 300 Ω (4 buah)

Kapasitor keramik 100 µf

Kapasitor Elco 1000 µf

LED

Resistor 1 KΩ

5/14/2018 TUGAS Oto Pak Pen Isun - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-oto-pak-pen-isun 7/9

3. Prinsip Kerja Rangkaian H – Bridge

Rangkaian drive motor DC ini disebut H- Bridge karena konfigurasi/susunan

transistornya seperti membentuk huruf H. Transistor-transistor ini digunakan sebagai switching

sehingga nantinya motor dapat berputar searah dan berlawanan arah jarum jam.

Cara kerja rangkaian H- Bridge dapat dijelaskan seperti berikut:

A=B='0'

Karena input A dan B mempunyai logika yg sama '0' (0V), maka kedua transistor TIP31

(Q1 & Q2) tidak akan mendapat picuan pada basisnya sehingga transistor bersifat cut-off

atau transistor bersifat seperti saklar yg terbuka. Dari rangkaian diatas terlihat pula bahwa

kedua TIP32 (Q3 & Q4) bergantung pada TIP31 dimana basis kedua TIP32 terhubung

pada kolektor TIP31. Jadi, apabila tidak ada arus yg mengalir pada kolektor TIP31 maka

basis TIP32 jg tidak akan terpicu akibatnya motor tidak akan berputar atau berhenti.

A='0'; B='1'

Saat input A diberi logika '0' (0V) dan input B diberi logika '1' (5V) maka Q2 akan

saturasi sedangkan Q1 tetap cut-off. Karena Q2 bersifat saturasi atau seperti saklar yang

tertutup, maka basis Q3 akan mendapat picuan sehingga Q3 juga bersifat saturasi.

Akibatnya arus akan mengalir dengan urutan seperti berikut : Vs - Q 3 - motor - Q1 -

ground, sehingga motor akan berputar searah jarum jam.

5/14/2018 TUGAS Oto Pak Pen Isun - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-oto-pak-pen-isun 8/9

.

A=1; B=0

Saat input A diberi logika '1' (5V) dan input B diberi logika '0' (0V) maka Q1 akan

saturasi sedangkan Q2 cut-off. Akibatnya Q4 juga akan menjadi saturasi karena basis Q4

mendapat picuan dari Q1. Sehingga arus akan mengalir dengan urutan seperti berikut : Vs

- Q4 - motor - Q2 - ground dan motor akan berputar berlawanan arah jarum jam.

5/14/2018 TUGAS Oto Pak Pen Isun - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-oto-pak-pen-isun 9/9

A=B='1'

Jika kedua input diberi logika '1' secara bersamaan maka akan mengakibatkan semuatransistor dalam kondisi saturasi. Secara logika motor tidak akan berputar karena tidak

ada beda potensial pada ujung-ujung konektornya. Namun hal ini akan menyebabkan

timbulnya panas yang berlebihan pada semua transistor sehingga dapat menyebabkan

kerusakan. Oleh karena itu hal tersebut harus dihindari.

4. Aplikasi Rangkaian H – Bridge