Arduino Untuk Pemula - Bagian 6 (Dasar Pengontrolan Motor DC)

Target : Mengetahui prinsip kerja PWM ( Pulse Width Modulation), pengertian motor DC dan Driver Motor

Untuk dapat mengontrol gerak suatu motor DC, maka sebuah arduino memerlukan IC tambahan yaitu driver motor. Pada artikel kali ini, saya akan membahas secara rinci tentang IC driver motor dan bagaimana cara menggunakannya melalui arduino. Secara rinci, kita akan membahas tentang:

• Motor DC
• Motor Driver
• PWM (pulse width modulation)

PWM (Pulse Width Modulation) 

Merupakan salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce) pada amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan terdiri dari kondisi High dan Low dengan perbandingan tertentu. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Fungsi utama PWM pada aplikasi motor DC adalah untuk mengatur kecepatan putar motor.

source : www.EBLDC.com

Duty Cycle merupakan representasi dari kondisi logika high dalam suatu periode sinyal dan di nyatakan dalam bentuk (%) dengan range 0% sampai 100%, sebagai contoh jika sinyal berada dalam kondisi high terus menerus artinya memiliki duty cycle sebesar 100%. Jika waktu sinyal keadaan high sama dengan keadaan low maka sinyal mempunyai duty cycle sebesar 50%.

pengaruh duty cycle pada tegangan keluaran dan kecepatan motor

Arduino memiliki fitur yang mampu membuat sinyal PWM. Pada arduino Uno, terdapat 6 Pin PWM ditandai dengan (~) yaitu pada pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11.

syntax yang digunakan adalah analogWrite(). Berikut gambaran nilai PWM terhadap duty cycle.

source : www.arduino.cc/en/Tutorial/PWM

Pada gambar di atas terlihat nilai PWM adalah 0-255. 0 untuk duty cycle 0% dan 255 untuk duty cycle 100%.

Catatan PWM:

Dengan logika sederhana, PWM adalah cara untuk mendapatkan sinyal analog dengan modifikasi sinyal digital.

Kita akan mencoba membuktikan logika tersebut dengan mengeluarkan sinyal PWM pada salah satu pin PWM pada Arduino Uno kemudian mengukur nilai tegangan pada pin tersebut menggunakan voltmeter. 

Untuk percobaan kali ini, kita akan menggunakan Pin 11 sebagai keluaran PWM kemudian dikoneksikan ke (+) voltmeter dan GND ke (-) voltmeter.

cara mengukur nilai tegangan PWM pada voltmeter

Program :

int pinPWM=11;
void setup()
{
  pinMode(pinPWM,OUTPUT);
}

void loop()
{
  analogWrite(pinPWM,0);
  delay(2000);
  analogWrite(pinPWM,127);
  delay(2000);
  analogWrite(pinPWM,255);
  delay(2000);
}

hasil pengukuran 2 detik pertama dengan nilai PWM "0"

hasil pengukuran 2 detik kedua dengan nilai PWM "127"

hasil pengukuran 2 detik ketiga dengan nilai PWM "255"

Motor DC

Motor DC merupakan suatu keluaran dari sistem yang berfungsi untuk merubah besaran listrik menjadi besaran mekanik. Prinsip kerja dari pada alat ini adalah berdasarkan adanya gaya elektromagnetik. Motor DC berkerja bila mendapatkan tegangan searah yang cukup pada kedua kutubnya. Tegangan inilah yang menimbulkan induksi elektromagnetik yang menyebabkan motor berputar.

Motor Driver

Driver motor digunakan sebagai penghubung antara mikrokontroler ke motor DC. Digunakan driver motor karena arus yang keluar dari mirokontroler tidak mampu mencukupi kebutuhan dari motor DC. Rangkaian driver motor berupa rangkaian transistor seperti pada gambar di bawah ini. Ketika pin mikrokontroler benilai 5 volt maka akan ada arus yang melewati basis dan ketika terdapat arus basis maka transisitor aktif  sehingga akan ada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor dan motor akan berputar. Selain itu, motor driver juga berfungsi untuk mengatur arah putar motor.

rangkaian driver motor 1 arah

Lalu bagaimana dengan driver motor 2 arah? perhatikan gambar di bawah ini

prinsip kerja driver motor 2 arah

Artikel selanjutnya kita akan membahas secara lebih detail mengenai IC L293D dan L298N serta cara penggunaannya.