motor listrik

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.  LATAR BELAKANG

Dewasa   ini   mutu   pendidikan baik   ditingkat   sekolah   maupun perguruan tinggi sangat diperhatikan. Maka dari itu, fasilitas pembelajaran yang   memadai   sangat   berpengaruh dalam   menjamin   mutu   pendidikan peserta   didik.   Dengan berkembangnya   teknologi  pada  saat ini   telah   banyak   diproduksi   media-media   pembelajaran   yang memudahkan   peserta   didik   untuk mengembangkan   potensinya.   Di berbagai instansi pendidikan baik itu negeri maupun swasta telah banyak menggunakan   peralatan   multimedia untuk   menunjang   dalam pembelajaran.   Komputer, Notebook,dan   LCD  proyektor   adalah beberapa contoh dari peralatan untuk menunjang proses pembelajaran.

penyusun merancang sebuah alat   untuk   mempermudah   dosen pengajar dalam proses pembelajaran guna   meningkatkan   mutu pendidikan.   Alat   tersebut   ialah sistem   penggerak   Bracket   LCD Proyektor   yang   dapat   dikendalikan dengan   remote   kontrol   berbasis mikrokontroller   AT   89S51. diharapkan dari dosen pengajar tidak perlu   kesulitan   dalam   membawa LCD Proyektor. Karena alat tersebut nantinya  akan  ditempatkan  di suatu lokasi yang mana dapat dikendalikan oleh   dosen   pengajar   dengan menggunakan remote control.

1.2.  RUMUSAN MASALAH

a.    Motor   DC   sebagai   penggerak mekanik   pada   penutup,  Bracket LCD, dan Layar Dinding.

b.      Rangkaian  driver  motor   arus searah                                                

c.       Rangkaian   limit   switch   sebagai penghenti putaran motor dc.

1.3.  TUJUAN

a.       Memberikan   solusi   tentang kemudahan   dalam   proses pembelajaran   di   lingkungan kampus.

b.      Mengetahui   dan mengimplementasikan   prinsip kerja  motor  DC  untuk menggerakkan   mekanik   pada sistem  kendali ini.

c.       Membuat rangkaian driver motor DC   sebagai   pengatur   arah putaran   motor   DC   dengan menggunakan   prinsip   transistor sebagai saklar elektronik.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.  PENGERTIAN MOTOR DC

Motor adalah mesin yang merubah energi listrik menjadi energi mekanis. Pada motor arus searah (motor DC) energi listrik yang diubah adalah energi arus searah yang berasal dari sumber tegangan listrik arus searah. Dimana sumber tegangan ini dihubungkan kepada rangkaian medan dan rangkaian jangkar dari motor tersebut. Tentu  motor DC memiliki suatu nilai efisiensi karena tidak mungkin seluruh energi listrik yang diterima oleh motor diubah menjadi energi mekanis, karena motor DC memiliki tahanan kumparan jangkar, tahanan kumparan medan, tahanan sikat dan kontak sikat, koefisien gesek antara sikat dengan komutator, poros rotor dengan bantalan roda, permukaan rotor dengan celah udara, sifat ferromagnetik bahan penyusun inti jangkar dan lain sebagainya, yang menyebabkan sejumlah energi terbuang ataupun diserap oleh motor selama proses pengkonversian energi tersebut.

2.2.  PRINSIP DASAR MOTOR DC

Terdapat 2 (dua)   prinsip   dasar   yang melatar belakangi kerja motor DC. Yang   pertama   yaitu   adanya aliran   arus   yang   melewati   sebuah konduktor   atau penghantar. Dimana, akan   timbul medan   magnet   mengelilingi penghantar tersebut. Arah garis gaya

magnet   (fluks  magnet)   ini   sesuai kaidah   tangan   kiri   yang   ditunjukan pada gambar 1.

Ibu jari menandakan arah arus elektron yang mengalir dan jari-jari  menunjukan arah  dari garis gaya   magnet   (fluks)   yang mengelilingi penghantar.

Yang   kedua   adalah   gaya   pada penghantar   bergerak   dalam   medan magnet.   Besarnya   gaya   yang didesakkan   untuk   menggerakkan berubah sebanding dengan kekuatan medan   magnet, besarnya arus yang mengalir   pada   penghantar,   dan panjang   penghantar.gaya   tersebut sering disebut gaya Lorentz.

Sesuai dengan rumus:

F = B x I x l (Newton).................................................................................................... (1)

Dimana:

F = Gaya pada kumparan (Newton)

B =  Kuat medan magnet (Tesla)

I   =  Arus yang mengalir (Ampere)

l  =  Panjang kumparan (meter)

Arah   dari   garis   gaya   magnet tergantung   dari   arah   arus   yang mengalir   pada kumparan   dan   arah dari  garis-garis fluks magnet  antara dua   kutub.   Sebagaimana diilustrasikan pada gambar 2. Medan magnet   mengembang   diantara   dua kutub   dari   magnet   permanen   atau induksi   elektromagnet. Ketika penghantar   berarus   ditempatkan diantara   dua   kutub   magnet, maka menghasilkan   pembengkokan   garis gaya.Sehingga,di satu sisi memusatkan kedua   medan   magnet   menimbulkan medan magnet yang kuat dan disisi lain berlawanan menimbulkan medan magnet   yang   lemah.   Garis   gaya magnet   yang   kuat   cenderung   lurus keluar   dan   menekan   kearah   garis gaya   magnet   yang   lemah. Dan menyebabkan   penghantar   tersebut berputar berlawanan arah jarum jam.

2.1.   PRINSIP KERJA MOTOR DC

Arus   mengalir   melalui kumparan   jangkar   dari   sumber tegangan   dc,   menyebabkan   jangkar beraksi   sebagai   magnet.   Gambar   3. menjelaskan   prinsip   kerja   motor   dc magnet permanent.

1.      Pada   posisi   1   arus   electron mengalir   dari   sikat   negatif menuju   ke   sikat   positif.   Akan timbul torsi yang  menyebabkanangkar   berputar   berlawanan arah jarum jam.

2.      Ketika   jangkar   pada   posisi   2, sikat   terhubung   dengan   kedua segmen   komutator.   Aliran   arus pada   jangkar   terputus   sehingga tidak ada torsi yang dihasilkan . Tetapi,   kelembaman menyebabkan   jangkar   tetap berputar melewati titik netral.

3.      Pada posisi 3, letak sisi jangkar berkebalikan   dari   letak   sisi jangkar   pada   posisi   1.   Segmen komutator   membalik   arah   arus elektron   yang   mengalir   pada kumparan   jangkar.Oleh   karena itu arah arus yang mengalir pada kumparan jangkar sama dengan posisi 1.Torsi akan timbul yang menyebabkan   jangkar   tetap berputar berlawanan arah jarum jam.

4.      Jangkar berada pada titik netral. Karena   adanya   kelembaman pada   poros   jangkar,   maka jangkar berputar terus-menerus.

2.4.  PUTARAN MOTOR DC

Motor   DC   magnet   permanent dapat berputar apabila ada arus yang mengalir   pada   kumparan   jangkar sehingga   menimbulkan   fluks jangkar.   Fluks   jangkar   tersebut berinteraksi   dengan   fluks   magnet utama   yang     menghasilkan   gaya untuk memutar jangkar (torsi). Arah dari   putaran   jangkar   tersebut tergantung   dari   arah   arus   elektron yang   mengalir   pada   kumparan jangkar. Poros motor dc dapat berputar searah   jarum   jam   dan   berlawanan arah   jarum   jam. Untuk   menentukan arah   putaran   motor   diperlihatkan pada gambar 4 tanda (x) menunjukan arah arus electron yang menjauhi kita dan tanda (•) menunjukan arah arus electron yang mendekati kita. Tanda panah   besar   menunjukan   arah putaran   jangkar   yang   berlawanan arah   jarum   jam.   Ketika   posisi jangkar   berada   tegak   lurus   dengan fluks magnet utama, tidak ada reaksi medan   magnet   antara   fluks   jangkar dengan fluks magnet utama. Karena moment   inersia,   putaran   jangkar terus berlanjut.

Sedangkan   untuk   putaran motor dc searah jarum jam, arah arus elektron   dibalik   dengan   cara mengubah polaritas sumber tegangan atau   mengubah   kutub   pada   ujung kumparan jangkar.

2.5.  KONSTRUKSI MOTOR DC

Keterangan gambar 5 adalah sebagai berikut:

1.      Lubang ventilasi

Untuk sirkulasi udara dalam motor.

2.      Bodi, terdiri dari 2 bagian, yaitu:

a. Rumah magnet utama.(Housing)

b. Bodi   akhir   (End   Bell)   ,   untuk melindungi   bagian   stator   dan rotor pada motor.

3.      Bantalan (bearing)

Bantalan   berfungsi   agar   jangkar berputar dengan baik.

4.      Kutub magnet utama (Field Poles)

Untuk   menghasilkan   fluks   magnet utama pada motor. Apabila terdapat kumparan   penguat   medan,   letaknya berada diantara kutub-kutub magnet utama.

5.      Poros

Merupakan   bagian   dari   rotor   yang berfungsi   meletakan   jangkar   agar dapat Berputar.

6.      Kipas Rotor (Cooling fan)

Kipas   ikut  berputar ketika   poros jangkar   berputar. Sehingga,   menjaga suhu   kumparan   jangkar   agar   tetap stabil ketika beroperasi.

7.      Jangkar (Armature)

terdiri dari 3 bagian, yaitu:

a. Inti Jangkar

Berfungsi   untuk   mencegah perputaran   arus   pusar   (Eddy Current).

b. Belitan jangkar

Berfungsi   untuk   membangkitkan fluksi   jangkar   yang   bersama-sama dengan   fluksi   magnet   utama berinteraksi menimbulkan putaran.

c. Alur jangkar.

Berfungsi   sebagai   tempat   belitan jangkar   yang   ujung-ujungnya dihubungkan ke komutator.

8.       Komutator.

Komutator   merupakan   suatu penyearah   mekanik   yang   membuat arus dari sumber mengalir pada arah yang  tetap walaupun belitan  medan berputar.

9.      Sikat arang(Brush)

Berfungsi   sebagai   terminal penghubung antara sumber tegangan dengan komutator.

2.6.  RELAI

Relai   adalah   komponen   yang bekerja   berdasarkan   induksi elektromagnet.Bilamana   suatu gulungan   kawat   penghantar (coil)dialiri arus akan timbul medan magnet   yang   mengelilingi penghantar   tersebut.   Medan   magnet inilah   yang   dimanfaatkan   untuk

menarik   kontak   saklar.Oleh   karena itu,   komponen   utama   dari   relay adalah coil dan kontak.

Kontak   relay   terdiri   dari   2 (dua) jenis : yaitu normally close dan normally   open.Kontak  normally open berada dalam kondisi membuka ketika relay tidak dialiri arus listrik. Sedangkan   kontak  normally   close berada   dalam   keadaan   menutup bilamana   relay   tidak   dialiri   arus listrik.

2.6.BLOK DIAGRAM

Untuk   menjelaskan  sistem kendali motor dc ini perlu diketahui blok diagram sistem tersebut.