BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada era industri modern saat ini, kebutuhan terhadap alat produksi yang tepat guna sangat diperlukan dapat meningkatkan efisiensi waktu dan biaya. Sebagian besar alat industri dan rumah tangga menggunakan tenaga listrik sebagai energi penggerak utamanya. Penggunaan motor Split phase (fasa belah) satu phasa saat ini banyak digunakan diberbagai aplikasi. Salah satu penggunaan motor Split phase yang sering ditemui yaitu terdapat diperabotan rumah tangga berupa mesin cuci dan peralatanperalatan yang serig dijumpai dalam rumah seperti kipas angin, AC, dan yang lainnya. Motor split phase adalah motor yang paling umum yang digunakan dalam sistem kontrol gerak industri, serta home appliances powered utama. Sederhana dan kasar desain, murah, pemeliharaan rendah dan sambungan langsung ke sumber listrik AC adalah keuntungan utama Motor split phase. Meskipun motor split phase lebih mudah untuk desain dari motor DC, kecepatan dan torque kontrol dalam berbagai jenis motor split phase memerlukan pemahaman yang lebih besar dari desain dan karakteristik motor tersebut. 1.2 Tujuan Tujuan dari penulisan makalah ini adalah agar dapat mengetahui motor satu fasa berdasarkan prinsip kerjanya dan konstruksi motor itu sendiri, dimana bagian-bagian konstruksi motor-motor tersebut akan dijelaskan berdasarkan prinsip kerja masing-masing.
BAB II PEMBAHASAN 2.1
Motor split fasa (split phase winding) Motor jenis ini merupakan motor satu fasa yang menggunakan
kumparan bantu untuk menghasilkan gaya putar. Jenis motor ini disebut juga motor fase belah, mempunyai kumparan utama dan kumparan bantu. Kumparan bantu digunakan untuk menghasilkan medan yang berbeda fasa dengan medan yang dihasilkan pada kumparan utama. Kumparan bantu ini dapat berupa belitan induktor dengan resistor dan induktor dengan kapasitor. 2.2 Prinsip Kerja Motor
jenis
ini
bekerja
berdasarkan
perbedaan
fasa
antara
kumparan bantu berupa induktor dengan resistor dengan kumparan utama. Jika kumparan bantu ini ditempatkan secara paralel dengan belitan utama maka nilai R/X L1 dari belitan bantu dapat diatur sedemikian rupa sehingga dihasilkan perbedaan fasa dibawah 90 0. Dengan menaikkan nilai R maka dihasilkan perbandingan R/X L1 yang lebih tinggi sehingga perbedaan fasa lebih mendekati 90 0 dan torka starting yang dihasilkan lebih besar. Motor jenis ini memiliki torka starting yang rendah. Karakteristik dan rangkaian ekuivalen motor jenis ini diperlihatkan pada gambar 3.1. Pada kumparan bantu juga dipasang saklar sentrifugal untuk memutuskan arus listrik pada kumparan bantu bila putaran motor mencapai 75% dari putaran nominal. Motor ini terdiri dari kumparan utama dan kumparan bantu yang berbeda sekitar
90
0
listrik dengan tahanan dan reaktansi yang
berlainan sehingga arus yang mengalir tidak sefasa. Perbedaan arus kumparan utama dan kumparan bantu akan menyebabkan terjadinya perbedaan fluks medan utama dan fluks medan bantu pada stator, akibatnya akan menghasilkan medan putar yang menimbulkan kopel mula pada motor. Dengan adanya kopel mula ini, maka motor akan berputar. Saklar (S) dilepaskan dengan gaya sentrifugal pada 75 % putaran normal. Kopel start dari motor split fasa 150% dari kopel beban penuh (Ist = 1,5 If).
Gambar 9. Rangkaian dan diagram vector motor split fasa Iu berbeda fasa dengan IB, caranya adalah dengan memperbesar tahanan pada RLB (RLB>>RLU)
Gambar 3.1 Karakteristik Motor Split Fasa 2.3 Karakteristik Torsi
Ket; TBP = Torsi beban penuh
Gambar 11. Rangkaian dan diagram vector motor split fasa
Gambar 12. Karakteristik motor split fasa Penurunan torsi terjadi karena yang bekerja hannya kumparan utama, akibatnya saklar sentrifugal melepas pada saat kecepatan mencapai 75% sehingga kecepatan mengalami sinkronisasi dimana T = 0, karena ns = nr, yang seolah olah mesin menjasi mati.
2.4 Konstruksi motor Susunan bagian-bagian pokok motor fasa belah terdiri dari : •
Stator
•
Rotor
•
Tutup sebagai penyangga
•
Saklar Sentrifugal
2.4.1 Stator Stator adalah bagian motor yang diam, dibagian dalamnya terdapat alur-alur untuk menempatkan gulungan-gulungan utama dan gulungan bantu. Diameter kawat gulungan utama pada umumnya lebih besar dari diameter kawat gulungan bantu. Kumparan stator terdiri dari kumparan tembaga atau kawat tembaga atau kawat tembaga yang dimasukkan dalam alur-alur stator yang dikenal dengan kumparan utama (main winding) dan kumparan kawat tembaga lain yang disebut dengan kumparan Bantu (auxiliary winding) yang ditempatkan juga pada alur-alur stator yang masih kosong.
Kumparan utama selalu dirancang mempunyai nilai resistansi rendah dan nilai reaktansi tinggi dibanding dengan kumparan Bantu yang selalu mempunyai nilai reaktansi rendah dan resistansi tinggi. Kedua kumparan ini dihubungkan kesumber jala-jala. Dengan kondisis nilai resistansi dan reaktansi kumparan masing-masing tidak sama nilainya, maka sudut fase arus yang mengalir melalui kumparan utama. Akibat adanya beda fasa antara arus kumparan utama dan arus kumparan Bantu maka pada stator akan terjadi medan magnet ini akan diinduksikan pada kumparan rotor dan akhirnya akan berputar. 2.4.2 Rotor Rotor yang digunakan adalah tipe gulungan sangkar tupai yang pada salah satu ujungnya dilengkapi dengan kipas fungsinya sebagai pendingin pada waktu motor bekerja. Rotor juga dilengkapi dengan alat mekanis yang dapat mendorong saklar sentrifugal. Konstruksi rotor sangkar berbentuk silinder yang sangat sederhana dibandingkan dengan rotor lilit. Inti rotor dilengkapi dengan beberapa alur (slot) dan dalam alur tersebut ditempatkan batang tembaga atau aluminium dengan penampang yang besar dan tidak berisolasi. Ujung batang tersebut dihubung singkatkan oleh cincin dengan bahan yang sama sehingga merupakan suatu kurungan. Bentuk susunan batang penghantar dalam alur rotor tersebut dibedakan atas dua macam, yakni alur lurus (direct bars) dan alur miring (skewed bars). Namun yang banyak digunakan adalah susunan alur miring, karena mempunyai pengaruh dan kebaikan sebagai berikut.
a. Tidak bising disaat motor beroperasi b. Dapat memberikan kopel yang merata pada berbagai posisi rotor c. Dapat memeperbesar perbansingan transformasi efektif antara rotor dan stator motor d. Batang lebih panjang, sehingga gaya gerak listrik (ggl) rotor bertambah besar e. Impedansi motor besar pada slip tertentu f. Slip kecil pada kopel tertentu
Gambar 1. konstruksi rotor sangkar Adapun arah putaran rotor ditentukan oleh arah arus yang melalui kumparan utama dan kumparan Bantu. Akibat dari arus jalajala yang terpecah atau atau terbelah menjadi dua bagian dimana yang satu menuju kumparan utama sedangkan yang lain menuju kumparan Bantu, maka motor ini disebut motor fasa belah. Untuk mendapatkan beda fasa yang terbaik antara flux yang dibangkitkan oleh kumparan utama dan kumparan Bantu sehingga motor berputar optimal, maka pada motor fasa belah mempunyai empat kutub, penempatan awal ujung kumparan utama dan ujung kumparan Bantu adalah sebesar 90o listrik. Sedangkan untuk motor 8 kutub sebesar 40o listrik dan untuk 12 kutub sebesar 30o listrik. 2.4.3 Tutup sebagai penyangga rotor. Pada kedua tutup terdapat bantalan (bearing) penyangga poros rotor . Salah satu tutup pada bagian dalam dilengkapi dengan
saklar sentrifugal, pada tempat inilah sambungan-sambungan dari gulungan motor dikeluarkan untuk selanjutnya dihubungkan pada terminal motor. 2.4.3 Saklar sentrifugal Saklar sentrifugal model biasa terdiri dari dua bagian pokok yaitu bagian tetap dan bagian berputar. Apabila motor dalam keadaan diam maka kontak yang ada pada bagian tetap, dalam keadaan tertutup karena adanya tekanan dari bagian berputar. Pada kecepatan kira-kira 75% dari kecepatan penuh bagian yang berputar akan melepaskan tekanannya pada kontak tetap dan menyebabkan kontak terbuka. Saklar sentrifugal jenis lain adalah jenis electromagnetik. Dalam keadaan normal, saklar dalam kondisi normal open (NO). pada waktu starting, arus yang melewati kumparan utama sangat tinggi. Dengan pemasangan saklar elektromagnetik secara seri terhadap kumparan utama maka pada saat starting arus kumparan utama yang tinggi menyebabkan saklar elektromagnetik bersifat magnet. Hal ini menyebakan kontaktor pada saklar tersebut tertarik sehingga ada arus listrik dari sumber jala-jala yang melalui kumparan Bantu. Setelah motor berputar 75% dari kecepatan penuh arus yang mengalir kumparan utama akan menurun dan hal ini yang menyebabkan sifat magnet yang ada pada saklar menjadi hilang sehingga kontaktor akan terbuka lagi.
Gambar 3.4. Bagian-bagian motor fasa belah 2.5 Ganggungan kerusakan motor fasa belah •
Motor cepat panas, ini disebabkan karena beban motor terlalu berat atau saklar sentrifugal tidak bekerja.
•
Motor tidak mampu berputar, hal ini disebabkan oleh hubungan kumparan bantu terlepas atau kapasitornya bocor.
•
Gulungan statornya terbakar, hal ini mungkin disebabkan tegangan kurang.
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Motor phase belah memiliki kumparan utama dan kumparan bantu yang letaknya bergeser 90O listrik dan disambung paralel. Arus yang ada pada kedua kumparan bergeser sebesar (teoritis 90 O listrik) dengan demikian seolah-olah seperti dua phasa. Dua arus dalam kumparan inilah yang akan menimbulkan
medan magnit berputar dan menyebabkan motor akan berputar dengan sendirinya (self starting). Pada motor phasa belah, kumparan utama mempunyai tahanan murni rendah dan reaktansi tinggi, sebaliknya kumparan bantu memiliki tahanan murni tinggi dan reaktansi rendah. Tahahan murni kumparan bantu dapat diperbesar dengan menambah R yang disambung seri dengannya atau menggunakan kumparan dengan kawat yang diameternya sangat kecil. Untuk memutuskan aliran arus listrik kek kumparan bantu dilengkapi dengan saklar Sentrifugal yang dihubungkan seri dengan kumparan bantu. Alat ini secara otomatis akan memutuskan arus pada kumparan bantu setelah motor mencapai kecepatan 75 % dari kecepatan penuh.
MOTOR KUTUB BAYANGAN (SHADED POLE MOTOR)
Motor kutub bayangan (bahasa Inggris: Shaded-pole motor) atau biasa disebut juga shaded pole adalah salah satu jenis dari motor induksi AC baik daya listrik satu fase maupun tiga fase. Pada dasarnya motor ini adalah motor sangkar bajing yang kumparan bantunya diberi cincin tembaga yang melingkar di setiap kutubnya. Kumparan bantu ini disebut juga dengan kumparan bayangan. Arus terinduksi kedalam kumparan dengan menunda fase medan magnet dari fluks magnetik pada kutub bayangan (shaded pole) sehingga cukup untuk membentuk medan yang berputar untuk memutar rotor. Arah dari medan putar pada motor shaded pole adalah dari kutub utama ke kutub bayangannya. Karena perbedaan sudut fase antara kutub utama dengan kutub bayangannya sangat kecil, menyebabkan motor ini hanya menghasilkan torsi yang kecil. motor induksi satu fasa yang diperlengkapi dengan belitan bantu yang dihubungkan secara parallel dengan belitan utama. Stator motor shaded pole berbentuk sepatu kutub (salient). Kumparan stator hanya terdiri dari kumparan utama. Untuk membentuk medan putar dipasang shaded coil yang merupakan suatu rangkaian tertutup pada sepatu kutub tersebut. Tegangan bolak balik dari kumparan utama akan di induksikan pada shaded coil. Dengan adanya tegangan induksi ini maka pada shaded coil akan mengalir arus dan menimbulkan fluks lawan dari kumparan utama. Dengan demikian terjadi beda fasa antara fluks kumparan utama dengan fluks shaded coil (kumparan bayangan). Kedua fluks tersebut berbeda nilainya dan dianggap kutub itu menghasilkan fluks lemah (dalam cincin) dan di superimpose fluks kuat (diluar cincin) sehingga terdapat medan putar.
1.
Konstruksi Motor Kutub Bayangan (Shaded Pole Motor)
Konstruksi motor induksi satu fasa sama dengan motor induksi 3 fasa, bedanya kumpran stator hanya ada 1 fasa. Sumber bolak balik dari jala – jala listrik yang mengalir melalui kumparan stator pada motor induksi satu fasa akan menghasilkan fluks bolak balik di sekitar kumparan stator tersebut. Motor ini merupakan jenis sederhana dari motor induksi yang mengasut sendiri Motor ini terbatas pada ukuran ukuran yang kecil, memiliki torsi pengasut yang jelek dan sangat tidak efisien. Namun mudahnya untuk diasut mengimbangi
kerugian – kerugian ini bilamana beban – beban sangat ringan. Apabila arus bolak – balik dialirkan pada kumparan kutub, poros kutub akan bergerak dari kutub utama (un shaded pole) ke kutub bayangan (shaded pole). Bergesernya poros medan magnet menyebabkan seakan – akan kutub ini bergerak. Oleh sebab itu, rotor berputar dari kutub utama ke kutub bayangan Jika motor dihubung pada sumber arus bolak – balik maka berdasarkan hukum faraday pada belitan yang dihubung singkat yang ada pada kutub magnet akan terbentuk GGL induksi dan arus induksi Arus yang timbul akan menghasilkan fluks magnet yang mempunyai arah selalu melawan fluks utama. Bagian ini disebut kutub bayangan. Konstruksi motor shaded pole sangat sederhana yaitu terdiri dari stator, rotor dan penyangga. Bagian lengkap dari motor shaded pole seperti terlihat pada gambar 1 di bawah ini.
Gambar 1. Motor shaded pole
Stator Bagian stator merupakan kutub-kutub yang bagian permukaannya ditempatkan cincin yang terbuat dari tembaga. Karena cincin inilah yang menyebabkan terjadinya kutub bayangan. Rotor Rotor adalah bagian yang berputar dan tipenya adalah rotor sangkar. Penyangga Penyangga poros rotor ini sangat sederhana yang dibuat dari besi plat yang dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat memegang bagian rotor yang berputar. Motor ini dibuat dengan ukuran motor fraction horse power dan digunakan untuk bermacammacam kebutuhan seperti kipas angina 2 kecepatan, hair drayer, blower dan sebagainya.
Shaded coil (kutub bayangan) Fluks bantu
Rotor sangkar Lilitan utama
Fluks utama Sumber AC 1 Fasa
Gambar 2 motor shaded pole
Motor ini mempunyai kopel start yang rendah dan hanya bekerja pada tegangan AC. Motor kutub bayangan hanya mempunyai satu buah kumparan, stator dibagi menjadi 2 bagian yaitu kutub utama dengan kutub bayangan. Lalu pada kutub bayangan diberi cincin tembaga yang melingkar yang mengakibatkan keterlambatan medan magnet pada bagian kutub bayangan(shaded pole).
Gambar 3 kutub utama dan kutub bayangan motor shaded pole
Gambar sebelah kiri menunjukkan motor kutub bayangan berkutub 4, dengan penguat kumparan disambung seri. Sedangkan gambar sebelah kanan menunjukkan sebuah kutub dari motor kutub bayangan, kira-kira 1/3 dari kutub diberi alur yang selanjutnya dilingkari dengan satu lilitan hubung singkat (cu coil) dan dikenal dengan shading coil (kumparan bayangan. Kutub dari bagian ini dikenal dengan nama kutub bayangan, dan bagian lainnya bagian bukan bayangan (un- shaded pole). 2.
Prinsip Kerja Motor ini memiliki desain stator yang berupa lempengan besi yang dilaminasi, dengan
salah satu ujung kutub stator dibagi dan dipasangi dengan cincin tembaga (cooper rings). Cincin ini dinamakan shading coil yang berfungsi menciptakan kutub bayangan. Ketika stator diberi tegangan AC, maka fluks magnetik terbentuk pada semua kutub stator, namun pada bagian cincin tembaga fluks ini akan berpotongan dan menghasilkan arus induksi pada cincin tembaga. Arus induksi pada cincin tembaga ini akan menghasilkan fluks yang berlawanan dengan fluks utama dan berfungsi sebagai kutub bayangan (belitan bayangan) sehingga dihasilkan medan putar. Motor ini menghasilkan torka awal yang sangat rendah sehingga dapat digunakan untuk memutar beban yang kecil (40 – 50 % torka beban penuh). Karena hanya memiliki satu belitan dan kutub bayangan maka arah putaran motor hanya satu arah dan tidak dapat dibalik. Motor jenis ini juga tidak membutuhkan saklar sentrifugal, sehingga tidak memerlukan perawatan.
Pada kutub bayangan(shaded pole) diberi cincin tembaga yang melingkar sehingga mengakibatkan medan magnet pada daerah shaded pole mengalami perbedaan sudut fase dengan kutub utama(unshaded pole). Kemudian apabila arus bolak-balik dialirkan pada kumparan kutub, poros kutub akan bergerak dari kutub utama (un-shaded pole) ke kutub bayangan (shaded pole). Bergesernya paras medan magnit menyebabkan seakan-akan kutub itu bergerak. Oleh sebab itu rotor bergerak dari kutub utama ke kutub bayangan.
Gambar 4. Motor Shaded Pole
Untuk lebih jelasnya akan dijelaskan tentang bergeraknya poros medan magnit tersebut. sudah kita ketahui bahwa shading coil (kumparan/cincin hubung singkat) tahanannya sangat kecil apabila arus bolak-balik mengalir pada kumparan kutub membesar,
hal ini akan menyebabkan timbulnya tegangan pada shading coil dengan polaritas yang berlawanan dengan penyebab (prinsip trafo).jadi bila arus pada kumparan magnit naik (membesar), maka arus induksi dalam shading coil menurun . sebaliknya bila arus pada kumparan magnit menurun, arus induksi pada shading coil membesar.
Gambar 5. Prinsip bergeraknya poros medan magnit pada motor shaded pole
Pada gambar sebelah kiri melukiskan arus penguat sedang meningkat dari O ke A. Karena shading coil memiliki tahanan yang rendah, sehingga dalam kumparan ini mengalir arus yang besar, sedang arahnya melawan terhadap arah arus di dalam kumparan penguat magnit yang menyebabkannya. Dengan demikian, garis gaya paling rapat pada bagian kiri. Perhatikan posisi medan magnit Na. Pada gambar bagian tengah, melukiskan arus penguat pada daerah harga tertinggi yaitu dari titik A ke B. saat itu perubahannya sangat kecil, sehingga secara praktis tak menimbulkan tegangat pada shading coil, dengan demikia garis-garis gaya magnit terbagi secara merata keseluruh permukaan kutub, sehingga medan magnit terletak pada Nb. Pada gambar bagian kiri, melukiskan arus penguat sedang menurun dari B ke O. hal ini akan menimbulkan arus induksi pada shading coil. Dalam hal ini aksi menuju nol, maka reaksinya menuju maximum. Di bagian shaded pole terjadi hal yang berlawanan dengan pada bagian un-shaded pole (kutub utama). Pada bagian shaded arus induksi justru memperkuatnya, sehingga kekuatan medan magnit pada saat ini seakan-akan menggeser dari kutub un-shaded ke kutub shaded dan medan magnit terletak paa Nc. Dari uraian diatas didapatkan hal sebagai berikut : •
Selama ½ periode positip dari arus penguat kutub, terjadilah pergeseran kutub N (utama ) sepanjang permukaan kutub, dari un-shaded pole –shaded pole.
•
Selama ½ periode negatif berikutnya, arus penguat dengan kutub S (selatan) akan berlangsung kejadian sama.
Gambar 6 Mengatur putaran motor shaded pole dengan choke coil
3. Aplikasi Motor shaded pole banyak digunakan pada alat-alat listrik yang memerlukan putaran dengan torsi yang ringan, seperti kipas angin, pompa air akuarium, motor kaset player dan lain-lain. Motor ini tidak memiliki kapasitor, saklar sentrifugal atau alat bantu starting lainnya.Karena torsi pada saat startnya kecil. Maka motor ini digunakan pada rumah tangga seperti menggerakkan kipas angin, blender, hair dryer dan beban-beban lain yang mudah untuk digerakkan. Dari sisi pandangan elektris, medan magnet mampu untuk mengimbangi tegangan pada konduktor, sedangkan dari sisi pandangan mekanis, medan magnet sanggup untuk menghasilkan gaya dan kopel. Keutamaan medan magnet sebagai perangkai proses konversi energi disebabkan terjadinya bahan-bahan magnetik yang memungkinkan diprosesnya kerapatan energi yang tinggi, kerapatan energi yang tinggi ini akan menghasilkan kapasitas tenaga perunit volume mesin
yang tinggi pula. Jelaslah bahwa pengertian kuantitatif tentang medan magnet dan rangkaian magnet merupakan bagian penting untuk memahami konversi energi. 4.
Kerusakan pada motor shaded pole
Kerusakan yang sering terjadi adalah kumparan penguat medan, sering terbakar yang disebabkan putaran rotor terganggu atau macet. Untuk memperbaikinya dapat digulung ulang. 5. Langkah-langkah Pemeliharaan dan perbaikan motor shaded pole (kutub bayangan) Seperti pada motor induksi yang lain cara-cara pemeliharaan/ langkah pemeliharaannya hampir sama, tetapi jenis motor ini lebih mudah dalam menentukan pemeliharaan dan perbaikannya dikatakn lebih mudah karena konstruksinya relatif kecildan sederhana. Tabel Troble Shorting (Penanganan gangguan dan cara perbaikannya) Cara
Trobel Jenis Motor
(Kesalahan/ Gangguan)
Motor Shaded 1. Pole ( kutub bayangan)
Motor
Kemungkinan
Perbaikannya
Penyebabnya
(Penanganan
Gangguan) Sumber - Cek stop kontak
tidak 1)
dapat distart
AC
(stop
dengan avo meter
kontak)
tidak
pastikan
ada arus
tegangan
ada, AC 220 V, jika tidak ada cek MCB apakah turun (off) jika ya naikkan MCB (on).
2)
Kabel -
Cek
kabel
penghubung
penghubung dengan
putus
avo meter jika ada yang
putus
sambungkan
denga
disolder diisolasi,
lalu pastikan
hubungan 3)
Kabel
sakelar
sudah
benar.
pemilih - Cek kabel antara
putaran ke motor
sakelar
putus.
lilitan
output motor,
ada
yang
ke jika
putus
segera sambungkan dengan solderan dan pastikan
sudah
tersambung 4)
Lilitan
benar.
kumparan utama putus
dengan
Cek
ujung-ujung
lilitan
kumparan
utama dengan avo meter jika benar ada yang putus segera sambung
dengan
solderan
dan
diisolasi.
Jika
kumparan
rusak
segera ganti dengan 2.
Motor
distart tidak
dapat tetapi
berputar
1)
belitan yang baru. Bantalan Cek bantalan
as longgarakibat
asapakah sudah aus,
aus
jika
(mendengung)
benar
segera
perbaiki dengan cara mengganti dudukan bantalan
dengan
yang baru. - Cek shaded coil jika 2)
Cincin
bayangan (shaded putus / lepas
benar segera
coil)
dengan
putus/lepas perbaiki memasang
kembali shaded coil
tersebut, jika putus dapat kita sambung dengan solderan. - Cek porosnya, jika benar bengkok dapat 3) bengkok rotor
Poros
kita perbaiki dengan
pada
center mesin bubut lalu
kita
luruskan
sedikit demi sedikit, jika tidak bisa kita ganti dengan rotor cadangan. dst
MOTOR SERVO
1. Pengertian Motor Servo Motor servo adalah jenis motor yang digunakan sebagai penggerak pada sistem servo (servosystem) seperti pada penggerak pada kontrol posisi lengan robot. Motor servo secara struktur mesin listrik ada 2 macam : dc servo motor dan ac servo motor. [2] DC Servo motor mempunyai konstruksi yang sama dengan konstruksi motor dc. Dalam motor dc konvensional sikat dan cincin belah merupakan suatu kerugian. Karena ada gesekan antara sikat dan cincin maka akan terjadi rugi gesek, timbulnya percikan api dan terkikisnya sikat arang maupun cincin. Maka mulai dipikirkan Motor dc tanpa sikat atau disebut Brushless DC Motor. Brushless DC Motor dapat diwujudkan dengan menggunakan prinsip kerja motor induksi 3 phasa (tanpa sikat dan cincin). Dengan menambahkan komponen permanent magnet, electronic inverter (yang menimbulkan medan putar) dan position control (umumnya menggunakan sensor effek Hall), maka akan didapatkan motor dc brushless. Jadi disini rangkaian inverter dan kontrol posisi berfungsi sebagai pengganti komutator mekanik (sikat & cincin belah) dalam membalik medan. Motor dc brushless ini mempunyai karateristik yang mendekati dc motor konvensional. [2] Untuk mengerti cara kerja Motor Servo DC Magnet Permanen haruslah dimengerti bagaimana prinsip kerja Motor DC Magnet Permanen, Motor DC tanpa sikat dan medan putar. Motor servo merupakan sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo.
Gambar 1. Contoh Motor Servo Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo.
Gambar 2. Komponen-komponen pada motor servo 2. Jenis-jenis motor servo Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan dengan memberikan variasi lebar pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya. a. Motor Servo Standar 180˚ Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90˚ sehingga total defleksi sudut kanan-tengah-kiri adalah 180 ˚.
b. Motor Servo Continous Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu). 3. Pulsa Kontrol Motor Servo Operasional motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan besar 1.5 ms mencapai gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°. Pulsa kendali motor servo :
Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0°/ netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar ke berlawanan arah jarum jam (Counter Clock wise, CCW) dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam (Clock Wise, CW) dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.
4. Aplikasi Motor Servo: 1. Manipulators 2. Moving camera 3. Robot arm
DAFTAR PUSTAKA
http://hasrulbakri.wordpress.com/2010/03/15/motor-ac/#more-129 http://hasrulbakri.wordpress.com/2010/03/15/motor-split-fase-fase-belah/ Sumber: http://ochelandking.blogspot.com/2010/01/materi-kuliah-mesin-listrik-dasarpasca.html http://www.robotindonesia.com/article/an0012.pdf
