1. Fu Fung ngsi si dri drive verr moto motorr Inverter adalah Rangkaian elektronika daya yang digunakan untuk mengkonversikan tegangan searah (DC) ke suatu tegangan bolak-balik (AC). Ada beberapa topologi inverter yang ada sekarang ini dari yang hanya menghasilkan tegangan keluaran kotak bolak-balik (push-pull (push-pull inverter) inverter) sampai yang yang sudah bisa menghasilkan menghasilkan tegangan tegangan sinus murni (tanpa harmonisa). Inverter satu !asa tiga !asa sampai dengan multi!asa dan ada "uga yang namanya namanya inverter multilevel multilevel (kapasitor (kapasitor split diode #lamp #lamp ed dan susunan kaskade). Ada beberapa #ara #ara teknik kendali kendali yang digunakan digunakan agar inverter mampu mampu menghasilkan menghasilkan sinyal sinusoidal yang paling sederhana adalah dengan #ara mengatur keterlambatan sudut penyalaan inverter di tiap lengannya.
Cara yang paling umum digunakan adalah dengan modulasi lebar pulsa ($%&). 'inyal kontrol penyaklaran di dapat dengan #ara membandingkan sinyal re!erensi (sinusoidal) dengan sinyal #arrier (digunakan sinyal segitiga). Dengan #ara ini !rekuensi dan tegangan tegangan !undamental mempunyai mempunyai !rekuensi !rekuensi yang sama dengan dengan sinyal re!erensi re!erensi sinusoidal. sinusoidal. Dalam industri Inverter Inverter merupakan merupakan alat atau komponen yang #ukup banyak digunakan karena !ungsinya untuk mengubah listrik DC men"adi AC. &eskipunse#ara umum kita meng me nggu guna naka kan n
tega tegang ngan an
AC
untu untuk k
tega tegang ngan an
masu masuka kan n
inpu inputt
dari dari
Inve Invert rter er
tersebut. Inverter diguna digunakan kan untuk untuk me menga ngatur tur ke#epa ke#epata tan n motor motor-mo -motor tor listr listrik ikser servo vo motor atau bisa disebut #onverter drive. Cuma kalau untuk servo lebih dikenal dengan istilah servo drive. drive. Dengan menggunakan inverter motor listrik men"adi variable speed. e#epatannya e#epatannya bisa diubah-ubah atau disetting sesuai dengan kebutuhan. Inverter seringkali disebut sebagai *ariabel 'peed Drive (*'D) atau *ariable Fre+uen#y Fre+uen#y Drive (*FD).
$ada dunia otomatisasi industri inverter sangat banyak digunakan. Aplikasi ini biasanya terpasang untuk proses linear (parameter yang bisa diubah-ubah). ,inear nya seperti gra!ik sinus atau untuk sistem ais (servo) yang membutuhkan putaranaplikasi yang presisi. $rinsip ker"a inverter adalah mengubah input motor (listrik AC) men"adi DC dan kemudian di"adikan AC lagi dengan !rekuensi yang dikehendaki sehingga motor dapat dikontrol sesuai dengan ke#epatan yang diinginkan.
Fungsi Inverter adalah untuk merubah ke#epatan motor AC dengan #ara merubah Frekuensi utputnya/ ! 0 !rekuensi (2) p 0 "umlah kutub 3ika sebelumnya banyak menggunakan sistem mekanik kemudian beralih ke motor slip maka saat ini banyak menggunakan semikonduktor. 4idak seperti so!tstarter yang mengolah level tegangan inverter menggunakan !rekuensi tegangan keluaran untuk mengatur speed motor pada kondisi ideal (tanpa slip). &erubah ke#epatan motor dengan Inverter akan membuat/ 1. 4orsi lebih besar 5. $resisi ke#epatan dan torsi yang tinggi 6. ontrol beban men"adi dinamis untuk berbagai aplikasi motor 7. Dapat berkombinasi dengan $,C ($rogrammable ,ogi# Control) untuk !ungsi otomasi dan regulasi 8. &enghemat energi 9. &enambah kemampuan monitoring :. ubungan manusia dengan mesin (inter!a#e ) lebih baik ;. 'ebagai pengaman dari motor mesin (beban) bahkan proses dll.
'emakin besar daya motor maka makin besar torsi yang dihasilkan dan makin kuat motor menggerakkan beban 4orsi dapat ditambah dengan menggunakan gear bo (#ara mekanis) dan Inverter (#ara elektronik). 1. Dinamika gerakan rendah (tidak memungkinkan gerakan beban yg kompleks) 5. &otor sering overload (motor rusak atau thermal overload relay trip) 6. entakan mekanis (&esinbeban rusak perlu pera
!p dimana /
n 0 putaran per menit
$roses di industri seringkali memerlukan tenaga penggerak dari motor listrik yang perlu diatur ke#epatan putarnya untuk menghasilkan torsi dan tenagadaya yang diinginkan. 4orsi adalah gaya putar yang dihasilkan oleh motor listrik untuk memutar beban. elebihan 4orsi (over tor+ue) ter"adi "ika torsi beban lebih besar dari 4orsi nominal pada ;>? aplikasi ter"adi pada saat ke#epatan rendah atau saat start a
dapat diolah menjadi informasi berupa kode digital oleh rotary encoder untuk diteruskan oleh rangkaian kendali. Rotary encoder umumnya digunakan pada pengendalian robot, motor drive, dsb. 2. Fungsi Rotary encoder Rotary encoder tersusun dari suatu piringan tipis yang memiliki lubang-lubang pada bagian lingkaran piringan. L! ditempatkan pada salah satu sisi piringan sehingga cahaya akan menuju ke piringan. !i sisi yang lain suatu photo-transistor diletakkan sehingga photo-transistor ini dapat mendeteksi cahaya dari L! yang berseberangan. "iringan tipis tadi dikopel dengan poros motor, atau divais berputar lainnya yang ingin kita ketahui posisinya, sehingga ketika motor berputar piringan juga akan ikut berputar. #pabila posisi piringan mengakibatkan cahaya dari L! dapat mencapai photo-transistor melalui lubang-lubang yang ada, maka photo-transistor akan mengalami saturasi dan akan menghasilkan suatu pulsa gelombang persegi. $ambar % menunjukkan bagan skematik sederhana dari rotary encoder. Semakin banyak deretan pulsa yang dihasilkan pada satu putaran menentukan akurasi rotary encoder tersebut, akibatnya semakin banyak jumlah lubang yang dapat dibuat pada piringan menentukan akurasi rotary encoder tersebut.
$ambar %. &lok penyusun rotary encoder Rangkaian penghasil pulsa '$ambar 2( yang digunakan umumnya memiliki output yang berubah dari )*+ menjadi .*+ ketika cahaya diblok oleh piringan dan ketika diteruskan ke phototransistor. arena divais ini umumnya bekerja dekat dengan motor ! maka banyak noise yang timbul sehingga biasanya output akan dimasukkan ke lo/-pass filter dahulu. #pabila lo/-pass filter digunakan, frekuensi cut-off yang dipakai umumnya ditentukan oleh jumlah slot yang ada pada piringan dan seberapa cepat piringan tersebut berputar, dinyatakan dengan0
'%( !imana f c adalah frekuensi cut-off filter, sw adalah kecepatan piringan dan n adalah jumlah slot pada piringan.
$ambar 2. Rangkaian tipikal penghasil pulsa pada rotary encoder 1erdapat dua jenis rotary encoder yang digunakan, #bsolute rotary encoder dan incremental rotary encoder. asing-masing rotary encoder ini akan dipaparkan pada bag ian berikutnya. ABSOLUTE ROTARY ENCODER
#bsolute encoder menggunakan piringan dan sinyal optik yang diatur sedemikian sehingga dapat menghasilkan kode digital untuk menyatakan sejumlah posisi tertentu dari poros yang dihubungkan padanya. "iringan yang digunakan untuk absolut encoder tersusun dari segmensegmen cincin konsentris yang dimulai dari bagian tengah piringan ke arah tepi luar piringan yang jumlah segmennya selalu dua kali jumlah segmen cincin sebelumnya. incin pertama di bagian paling dalam memiliki satu segmen transparan dan satu segmen gelap, cincin kedua memiliki dua segmen transparan dan dua segmen gelap, dan seterusnya hingga cincin terluar. Sebagai contoh apabila absolut encoder memiliki %3 cincin konsentris maka cincin terluarnya akan memiliki 42535 segmen. $ambar 4 menunjukkan pola cincin pada piringan absolut encoder yang memiliki %3 cincin.
$ambar 4. ontoh susunan pola %3 cincin konsentris pada absolut encoder
arena setiap cincin pada piringan absolute encoder memiliki jumlah segmen kelipatan dua dari cincin sebelumnya, maka susunan ini akan membentuk suatu sistem biner. 6ntuk menghasilkan sistem biner pada susunan cincin maka diperlukan pasangan L! dan photo-transistor sebanyak jumlah cincin yang ada pada absolut encoder tersebut.
$ambar 7. ontoh piringan dengan % cincin dan % L! 8 photo-transistor untuk membentuk sistem biner % bit. Sistem biner yang untuk menginterpretasi posisi yang diberikan oleh absolute encoder dapat menggunakan kode gray atau kode biner biasa, tergantung dari pola cincin yang digunakan. 6ntuk lebih jelas, kita lihat contoh absolut encoder yang hanya tersusun dari 7 buah cincin untuk membentuk kode 7 bit. #pabila encoder ini dihubungkan pada poros, maka photo-transistor akan mengeluarkan sinyal persegi sesuai dengan susunan cincin yang digunakan. $ambar * dan 3 menunjukkan contoh perbedaan diagram keluaran untuk absolute encoder tipe gray code dan tipe binary code.
$ambar *. ontoh diagram keluaran absolut encoder 7-bit tipe gray code !engan absolute encoder 7-bit ini maka kita akan mendapatkan %3 informasi posisi yang berbeda yang masing-masing dinyatakan dengan kode biner atau kode gray tertentu. 1abel % menyatakan posisi dan output biner yang bersesuaian untuk absolut encoder 7-bit. !engan membaca output biner yang dihasilkan maka posisi dari poros yang kita ukur dapat kita ketahui untuk diteruskan ke rangkaian pengendali. Semakin banyak bit yang kita pakai maka posisi yang dapat kita peroleh akan semakin banyak.
$ambar 3. ontoh diagram keluaran absolut encoder 7-bit tipe binary code 1abel %. 9utput biner dan posisi yang bersesuaian pada absolute encoder 7-bit
INCREMENTAL ROTARY ENCODER
:ncremental encoder terdiri dari dua track atau single track dan dua sensor yang disebut channel # dan & '$ambar 5(. etika poros berputar, deretan pulsa akan muncul di masing-masing channel pada frekuensi yang proporsional dengan kecepatan putar sedangkan hubungan fasa antara channel # dan & menghasilkan arah putaran. !engan menghitung jumlah pulsa yang terjadi terhadap resolusi piringan maka putaran dapat diukur. 6ntuk mengetahui arah putaran, dengan mengetahui channel mana yang leading terhadap channel satunya dapat kita tentukan arah putaran yang terjadi karena kedua channel tersebut akan selalu berbeda fasa seperempat
putaran ';uadrature signal(. Seringkali terdapat output channel ketiga, disebut :
$ambar 5. susunan piringan untuk incremental encoder ontoh pola diagram keluaran dari suatu incremental encoder ditunjukkan pada $ambar >. Resolusi keluaran dari sinyal ;uadrature # dan & dapat dibuat beberapa macam, yaitu %=, 2= dan 7=. Resolusi %= hanya memberikan pulsa tunggal untuk setiap siklus salah satu sinya # atau &, sedangkan resolusi 7= memberikan pulsa setiap transisi pada kedua sinyal # dan & menjadi empat kali resolusi %=. #rah putaran dapat ditentukan melalui level salah satu sinyal selama transisi terhadap sinyal yang kedua. "ada contoh resolusi %=, # ? arah ba/ah dengan & ? % menunjukkan arah putaran searah jarum jam, sebaliknya & ? arah ba/ah dengan # ? % menunjukkan arah berla/anan jarum jam.
$ambar >. ontoh pola keluaran incremental encoder
$ambar @. output dan arah putaran pada resolusi yang berbeda-beda "ada incremental encoder, beberapa cara dapat digunakan untuk menentukan kecepatan yang diamati dari sinyal pulsa yang dihasilkan. !iantaranya adalah fre;uencymeter dan periodimeter.
menggunakan
ara yang sederhana untuk menentukan kecepatan dapat dengan fre;uencymeter, yakni menghitung jumlah pulsa dari encoder, n, pada selang /aktu yang tetap, 1, yang merupakan periode loop kecepatan '$ambar %(. #pabila A adalah sudut antara pulsa encoder, maka sudut putaran pada suatu periode adalah0
'2( Sehingga kecepatan putar akan kita dapatkan sebagai0
'4( elemahan yang muncul pada cara ini adalah pada setiap periode sudut Af yang didapat merupakan kelipatan integer dari A. :ni akan dapat menghasilkan ;uantification error pada kecepatan yang ingin diukur.
$ambar %. Sinyal keluaran encoder untuk pengukuran kecepatan dengan fre;uencymeter ara yang lain adalah dengan menggunakan periodimeter. !engan cara ini kita akan mengukur kecepatan tidak lagi dengan menghitung jumlah pulsa encoder tetapi dengan menghitung clock frekuensi tinggi 'BF lock( untuk sebuah pulsa dari encoder yaitu mengukur periode pulsa dari encoder '$ambar %%(. #pabila A p adalah sudut dari pulsa encoder, t adalah periode dari BF clock, dan n adalah jumlah pulsa BF yang terhitung pada counter. aka /aktu untuk sebuah pulsa encoder, 1 p, adalah0
'7( Sehingga kecepatan yang akan kita ukur dapat kita peroleh dengan0
'*( Seperti halnya pada fre;uencymeter, disini juga muncul ;uantification error karena /aktu 1 p akan selalu merupakan perkalian integer dengan t.
$ambar %%. "engukuran kecepatan dengan menggunakan "eriodimeter
https0CCkonversi./ordpress.comC2@C3C%2Csekilas-rotary-encoderC
