Makalah Praktikum Motor Dc Daya Kecil.docx

MAKALAH PRAKTIKUM MOTOR DC DAYA KECIL

Disusu oleh: Aldy pradana MS 3A 4.21.16.0.04

PROGRAM STUDI SST TEKNIK MESIN PRODUKSI DAN PERAWATAN JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2018

DASAR TEORI 1. Pengertian motor DC Motor DC adalah salah alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerak berupa putaran. Pada motor DC, energi listrik yang digunakan adalah energi listrik dengan arus searah atau yang juga biasa dikenal dengan nama listrik DC. Oleh karena itu motor DC juga kerap disebut dengan nama motor arus searah.

Agar dapat bekerja, motor DC memerlukan suplay tegangan searah alias tegangan DC yang disambungkan melalui dua terminalnya. Motor DC bekerja dengan menghasilkan putaran per menit atau yang juga biasa dikenal dengan istilah RPM. Motor DC dapat berputar searah maupun berlawanan arah jarum jam. Untuk membalikan arah putaran, cukup dengan membalikan polaritas listriknya. Pada umumnya sebuah motor DC memerlukan tegangan antara 1,5 volt sampai dengan 24 volt. Sedangkan untuk polaritasnya dari 3.000 RPM sampai dengan 8.000 RPM tergantung spesifikasi dan tegangan yang diberikan. Semakin besar tegangan yang diberikan, maka semakin tinggi RPM nya. Dan semakin kecil tegangan yang diberikan, maka semakin rendah pula RMP nya. Batas minimum tegangan operasional yang bisa diberikan pada sebuah motor DC adalah 50%. Jika kurang dari 50% dari batas tegangan yang ditentukan maka motor tidak akan berputar.

2. Fungsi motor DC Seperti yang kita tahu bahwa motor DC adalah salah satu bagian atau komponen elektronika yang sangat mudah dijumpai di pasaran. Dengan kata lain motor DC bukan merupakan komponen yang langka. Tak heran memang memang karena motor DC kerap digunakan di berbagai jenis rangkaian dan aplikasi elektronika. Contohnya sebagai berikut.     

Penggerak pada robot line follower dan mobile robot lainnya Pemutar baling-baling pada kipas motor DC Untuk menggerakkan mata bor pada bor listrik DC Vibrator pada ponsel dan joystick dll.

Simbol / Lambang Motor DC

Prinsip kerja motor DC Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan kecepatan motor. Motor DC memiliki 2 bagian dasar : 1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet) ataupun magnet permanen.

2. Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik mengalir. Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan oleh megnet permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub magnet dari kutub utara ke kutub selatan. Menurut hukum gaya Lourentz, arus yang mengalir pada penghantar yang terletak dalam medan magnet akan menimbulkan gaya. Gaya F, timbul tergantung pada arah arus I, dan arah medan magnet B.

Belitan stator merupakan elektromagnet, dengan penguat magnet terpisah F1-F2. Belitan jangkar ditopang oleh poros dengan ujung-ujungnya terhubung ke komutator dan sikat arang A1-A2. Arus listrik DC pada penguat magnet mengalir dari F1 menuju F2 menghasilkan medan magnet yang memotong belitan jangkar. Belitan jangkar diberikan listrik DC dari A2 menuju ke A1. Sesuai kaidah tangan kiri jangkar akan berputar berlawanan jarum jam. Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan oleh megnet permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub magnet dari kutub utara ke kutub selatan. Menurut hukum gaya Lourentz, arus yang mengalir pada penghantar yang terletak dalam medan magnet akan menimbulkan gaya. Gaya F, timbul tergantung pada arah arus I, dan arah medan magnet B. Arah gaya F dapat ditentukan dengan aturan tangan kiri seperti pada gambar berikut.

3. Komponen Utama Motor DC Motor DC merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah seperti: mixer, bor listrik, fan angin. Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur: • Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan • Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan. Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas. Gambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama,yaitu:

a.Kutub medan Kutub medan digambarkan sebagai interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.

b. Dinamo Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo

yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.

c.Komutator Komutator terdapat terutama dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya. Selain itu komutator berfungsi untuk menyearahkan tegangan yang dihasilkan rotor menjadi tegangan DC.

4. Jenis-Jenis Motor DC Berdasarkan sumber arus penguat magnetnya, motor arus searah (dc) dibedakan menjadi dua, yaitu: a. Motor arus searah penguat terpisah, (jika arus penguat magnet diperoleh dari sumber arus searah di luar motor tersebut).

Pada motor penguat terpisah, kumparan medan dihubungkan dengan sumber sendiri dan terpisah dengan tegangan angker.

b. Motor arus searah dengan penguat sendiri, (jika arus penguat magnet diperoleh dari motor itu sendiri). Berdasarkan hubungan lilitan penguat magnet terhadap lilitan jangkar, motor arus searah dibedakan menjadi: -Motor Shunt Motor shunt mempunyai kecapatan hampir konstan. Pada tegangan jepit konstan, motor ini mempunyai putaran yang hampir konstan walaupun terjadi perubahan beban

Gambar 2.1 Rangkain Motor Shunt

Pada motor penguat shunt, kumparan medan dihubungkan paralel dengan angker.

-Motor seri merupakan motor arus searah yang mempunyai putaran kecapatan yang tidak konstan, jika beban tinggi maka putaran akan lambat.

Gambar Rangkaian Motor Seri

-Motor Kompon Motor kompon ini mempunyai sifat seperti motor seri dan shunt, tergantung lilitan mana yang kuat (kumparan seri atau shunt).

Gambar Rangkaian Motor Kompon Panjang

Pada motor kompon mempunyai dua buah kumparan medan dihubungkan seri dan paralel dengan angker. Bila motor seri diberi penguat shunt tambahan seperti gambar diatas disebut motor kompon shunt panjang.

Gambar Rangkain Motor Kompon Pendek

Motor kompon mempunyai dua buah kumparan medan dihubungkan seri dan paralel dengan angker. Bila motor shunt diberi tambahan penguat seri seperti gambar diatas disebut motor kompon shunt pendek.

Sebagai simulasi (karena alat yang dibuat miniatur) maka disini dipilih motor yang memiliki daya tidak terlalu tinggi, yaitu menggunakan motor arus searah. Sedangkan motor yang dipakai dalam proyek akhir ini adalah jenis motor arus searah dengan penguat sendiri karena motor tersebut mempunyai magnet permanen pada statornya dan memperoleh sumber arus searah dari motor itu sendiri. Untuk membalik arah putaran motor arus searah, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu : 1. Membalik arah arus angkernya, sedangkan katup magnet tetap. 2. Membalik katup magnetnya, sedangkan arah arus angkernya tetap. Jika kedua-duanya dibalik (katup magnet dan arah arus angker), maka putaran motor akan tetap (tidak dapat membalik). Cara yang lazim dipakai atau dilakukan dalam membalik putaran motor arus searah ialah dengan cara membalik arah arus angkernya sedangkan membalik arah arus pada penguat magnetnya jarang dilakukan. 5. Aplikasi Motor DC Motor listrik ditemukan dalam aplikasi yang beragam seperti industri, blower kipas dan pompa, peralatan mesin, peralatan rumah tangga, alat-alat listrik, dan disk drive. Mereka mungkin didukung oleh (misalnya, perangkat portabel bertenaga baterai atau kendaraan bermotor) langsung saat ini, atau dengan arus bolak-balik dari kotak distribusi sentral listrik. Motor terkecil dapat ditemukan pada jam tangan listrik. Menengah dimensi motor sangat standar dan karakteristik menyediakan tenaga mesin nyaman untuk kegunaan industri. Motor listrik sangat terbesar digunakan untuk penggerak kapal, kompresor pipa, dan pompa air dengan peringkat dalam jutaan watt. Motor listrik dapat diklasifikasikan oleh sumber tenaga listrik, dengan konstruksi internal, dengan aplikasi, atau dengan jenis gerakan yang diberikan. Untuk motor DC sendiri sudah banyak digunakan dalam berbagai bidang teknologi, antara lain :

a. Aplikasi motor DC sebagai penggerak pintu geser pada otomatisasi sistem monitoring ruangan penyimpanan database menggunakan PLC omron CPM1A I/O 30. Penggerak pintu pada sistem penggerak pintu geser pada otomatisasi sistem monitoring penyimpanan database 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. b. Aplikasi motor DC menggunakan paralel port dalam rangkaian robot sederhana. Motor DC dapat dikendalikan komputer (PC) melalui paralel port. Untuk dapat mengendalikannya, motor DC perlu dihubungkan sedemikian rupa dengan relay, transistor, dan resistor. Pengembangan dari rangkaian pengendali motor DC ini dapat berupa sebuah robot berjalan. Pada robot ini digunakan dua buah motor DC dan empat buah roda, dua roda untuk sisi, dimana tiap motor DC dihubungkan dengan roda depan. Sehingga roda penggeraknya berada di roda depan. c. Aplikasi penyearah Thyristor gelombang penuh satu phasa pada pengendalian arah putaran motor DC untuk membalik arah putaran kekanan dan putaran ke kiri adalah sebagai berikut, terdapat dua kelompok penyearah Thyristor yaitu penyearah 1 dan penyearah 2. Penyearah 1 jika dijalankan, maka motor DC akan berputar kekanan. dan ketika penyearah 2 dijalankan, maka motor DC akan berputar ke kiri. Sedangkan untuk mengatur kecepatan motor DC tersebut, dapat dilakukan dengan mengatur besarnya tegangan yang masuk ke terminal motor DC.

Gambar rangkaian

Hasil Praktikum Putaran kiri Tegangan rpm 2 550,4 4 1572,2 6 2641,9 8 3456,6 10 4099,1 12 5686

Putaran kanan tegangan rpm 2 0 4 327,9 6 325,8 8 2405 10 1686,5 12 1674,3

Analisa hasil percobaan Pada percobaan praktikum kali ini mengatur kecepatan putaran motor DC dengan mengatur tegangan dari sumber, Berdasarka hasil percobaan yang dilakukan diperoleh hasil bahwa semakin besar tegangan sumber maka putaran motor DC akan semakin cepat. Hal itu dikarenakan variasi tegangan akan memvariasi arus dimana arus akan mempengaruhi perputaran motor DC, pada uji coba kali ini saya menguji motor pada putaran kiri dan putaran kanan. Hasilnya pada putaran kiri semakin bertambahnya nilai tegangan maka rpn semakin besar, sedangkan pada uji coba putaran kanan ada sedikit kejanggalan yaitu pada voltase 10v dan 12v rpm lebih kecil dibanding pada tegangan 8v mungkin itu dikarnakan kesalahan pada saat pengukuran rpm menggunakan rpm meter

Kesimpulan Pada uji oba kali ini dapat ditarik kesimpulan bahwa tegangan mempengaruhi kecepatan motor, semakin tinggi votase maka semakin cepat pula putaran pada motor. Pada putaran kiri dan kana menurut hasi praktikum saya kecepatan putaran pada putaran kiri dan kanan rpm lebih cepat pada putaran kiri dibandingkan dengan putaran kanan.

Daftar pustaka Belajar Elektronika.(2017, 23 juli). Pengertian Motor DC, Fungsi, dan Prinsip Kerjanya. Diakses 7 oktober 2018 dari http://belajarelektronika.net/pengertian-motordc-fungsi-dan-prinsip-kerjanya/

Instrumen Otomasi Industri.(2014, 5 desember). Pengertian motor DC dan jenis motor DC. Diakses 7 oktober 2018 dari http://insauin.blogspot.com/2014/12/makalah-motor-dc.html

AzzahratunnisA.(2009, 27 mei). Jenis jenis motor DC. Diakses 7 oktober 2018 dari https://azzahratunnisa.wordpress.com/2009/05/27/jenis-jenis-motor-dc/

AREEFZ.(2011, 2 mei). Tiga Komponen Utama Motor DC. Diakses 7 oktober 2018 dari http://arifzakariya.blog.ugm.ac.id/2011/05/02/tiga-komponen-utama-motor-dc/