RSS

Category Archives: Actuators

Servo Motor (AC/DC)

1.2 Dari DC servo motor menuju AC servo motor.

Pada motor dc, torsi yang dihasilkan berbanding lurus dengan fluksi (field) dan arus armature. Pengendalian pada motor dc sangat mudah diterapkan, terutama untuk motor dc yang dieksitasi secara terpisah. Rangkaian medan dan armature benar-benar terpisah (decoupled) karena system konstruksi commutator-brush (komutator-sikat).

Sikat pada motor dc merupakan masalah, karena menyebabkan timbulnya percikan bunga api pada kontaknya. Sehingga hal ini memerlukan maintenance secara berkala. Permasalahan ini tidak muncul pada system AC servo, karena kumparan rotor (pada IM) mendapat catu secara induksi, tidak dengan kontak langsung dengan sumber. Akan tetapi pengendalian pada AC servo, lebih sulit dibandingkan pada DC servo.

1.2.1 SM servo motor (DC brushless servo motor)

SM servo motor termasuk kedalam klasifikasi AC servo motor. Rotor dengan permanent magnet berputar sebagai akibat interaksi dengan medan fluksi yang berputar. Medan fluksi yang berputar ini timbul sebagai akibat mengalirnya arus 3 phasa pada kumparan stator. Adanya interaksi secara vector menyebabkan terjadinya torsi, sehingga rotor dapat berputar.

Pengendalian torsi pada SM servo motor dilakukan dengan mengendalikan arus stator saja. Sehingga jika dibandingkan dengan pengendalian pada motor induksi, pengendalian SM servo motor lebih mudah.

Effisiensi dari SM motor sangat tergantung dari bahan yang digunakan untuk membuat rotor magnet permanent. Saat ini, sudah banyak dikembangkan teknologi bahan yang dapat menghasilkan medan magnet yang sangat kuat dengan volume dan berat bahan yang cukup kecil/ringan. Hal ini yang menyebabkan SM motor dapat dibuat dengan ukuran fisik yang lebih kecil untuk daya yang sama dibandingkan dengan IM dan DC motor.

Berkurang/turunnya kuat medan magnet merupakan masalah dalam SM motor. Arus stator yang mengalir terlalu besar dapat menyebabkan tidak munculnya torsi. Arus maksimum yang masih dapat menyebabkan timbulnya torsi menjadi perhatian yang harus dijaga jangan sampai terlampaui pada saat mengendalikan torsi dari SM motor.

Pengereman pada SM servo dapat dilakukan dengan menhubungkan kumparan stator dengan sebuah beban.

1.2.2 IM servo motor

Didalam arus stator pada motor induksi terdiri dari arus medan dan arus torsi, yang mana pada DC motor, kedua arus ini terpisah secara rangkaian karena adanya system komutator-sikat. Dalam pengendalian vector, kedua arus ini secara virtual dipisahkan, sehingga keduanya dapat dikendalikan secara terpisah.

Pengendalian torsi pada IM, menjadi lebih sulit dibandingkan dengan pengendalian pada SM. Pada keadaan tanpa beban, arus medan harus tetap mengalir, agar medan fluksi tetap ada pada rotor, seperti halnya pada SM motor (permanent magnet).

Pada pengereman selain dapat dilakukan secara mekanik, dapat dilakukan secara elektrik, dimana arus dc akan dikembalikan ke sumber dc (regenerative braking).

Read the rest of this entry »

 

Gearhead DC Motor

Gearhead DC Motor merupakan sebuah motor DC yang menggunakan brush dan terintegrasi langsung dengan sistem gear dengan rasio 1 : 52 dan sebuah sensor encoder dengan dua channel. Brushed Motor DC ini dipilih karena sistem pengontrollannya yang relative mudah, namun kelemahannya adalah tingginya tingkat maintenance motor, terutama pada bagian brushnya yang cepat habis.Gambar dan spesifikasi dari gearhead DC motor tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar 2.14 Spesifikasi Gearhead DC Motor

Gambar 2.15 Gearhead DC Motor

Gearhead DC Motor ini digerakkan Read the rest of this entry »

 
Leave a comment

Posted by on August 6, 2012 in Actuators, Robotics

 

Tags: , , , , , , ,

Kendali Motor Servo dengan Pulse Width Modulation (PWM) pada Mikrokontroler AVR

Untuk dapat mengontrol motor servo kita perlu memberikan pulsa high dan pulsa low dengan lebar tertentu. Frekuensi yang diperlukan adalah 50 Hz. Pulsa ini dapat dihasilkan dengan port I/O biasa pada mikrokontroler. Namun terkadang dengan cara ini pergerakan servo menjadi kurang akurat. Oleh karena itu digunakan metode Pulse Width Modulation (PWM). Dengan metode PWM dapat dihasilkan gerakan servo yang cukup akurat dengan resolusi yang kita sesuaikan dengan keinginan kita

Berikut ini adalah salah satu contoh pulsa yang dihasilkan untuk menggerakan servo dengan sudut 0o,90o, dan 180o

Pulsa ini dapat dihasilkan dari pin OCR pada mikrokontroler. Perlu pengaturan register timer pada mikrokontroler agar dapat dihasilkan pulsa dengan lebar yang sesuai kita inginkan. Hal yang sangat penting adalah pengaturan frekuensi dan lebar pulsa on dan pulsa off. Oleh karena itu perlu dihitung berapa konstanta-konstanta timer yang di atur pada mikrokontroler.

Dua parameter utama yang diperlukan untuk mencari konstanta-konstanta timer adalah nilai clock mikrokontroler dan nilai clock timer (ditentukan dari prescaler). Dari kedua parameter itu kita dapat merancang lebar pulsa high dan pulsa low dengan frekuensi tertentu yang sesuai untuk menggerakan motor servo, seperti pulsa pada gambar di atas.

Sebagai contoh kita menggunakan clock eksternal 11.059200 MHz. Untuk pembangkitan PWM kita menggunakan Timer1. Alasan menggunakan Timer1 karena timer ini dapat menampung data sebesar 16 bit sehingga dapat dihasilkan resolusi yang cukup besar untuk menggerakan servo. Maksud resolusi ini adalah besarnya nilai sudut step dari servo, semakin besar resolusi maka step gerakan servo semakin halus, dan sebaliknya jika resolusinya kecil maka gerakan servo akan terlihat patah-patah.

Mode PWM yang digunakan adalah Phase Correct PWM top=ICR1 dengan prescaler 8 sehingga nilai clock timer adalah 1382.4 KHz. Dengan demikian kenaikan counter pada timer dapat dihitung dari periodenya yaitu 1/1382.4 KHz = 7.2338×10-7 s atau sekitar 72.34 mikrosekon.

Periode PWM yang kita ingin hasilkan adalah 20 ms, karena kita menggunakan mode Phase Correct PWM maka periodenya adalah dua kalinya dari kenaikan counter timer, sehingga nilai counter timer adalah 10 ms. Nilai top dari timer bergantung dari ICR1 dimana nilainya dihitung dari pembagian total waktu yang kita inginkan dengan periode timer yaitu 10 ms / 7.2338×10-7 = 13823.99. Nilai inilah yang perlu dimasukan ke register ICR1. Karena register adalah tipe data integer maka perlu dibulatkan menjadi 13824. Dalam bilangan hexadimal menjadi 0x3600.

Read the rest of this entry »

 
1 Comment

Posted by on April 1, 2012 in Actuators, Robotics

 
 
%d bloggers like this: