bab i pendahuluan

 BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
1.1
Perkembangan teknologi banyak memberikan solusi yang lebih baik untuk kemudahan
kehidupan
kita, dan dapat menunjang kegiatan kita sehari-hari. Motor adalah salah satu bagian
dari teknologi yang
tidak akan pernah lepas dari kehidupan kita sejak dahulu hingga kini, karena
fungsinya yang dapat merubah energi listrik menjadi energi gerak maka banyak di manfaatkan
pada dunia industri. Contoh dari pemanfaatan pada dunia industri adalah lift, conveyor, pompa
dan lain-lain (Prama, 2012)
Motor DC brushless banyak digunakan dalam dunia industri, dan salah satu aplikasinya
dapat pula digunakan sebagai motor penggerak mobil listrik. Salah satu keunggulan yang
membuat motor ini banyak dipilih adalah tidak diperlukannya brush dan komutator yang selama
ini menjadi persoalan utama pada motor DC. (Lukas,1997).
Brushless motor biasanya memiliki efisiensi 85-90%, sedangkan motor DC dengan
brushgear biasanya hanya 75-80% efisiennya. Tetapi kendala dari motor DC brushless adalah
kecepatan putaran yang tidak stabil (Ismail, 2004)
Motor DC Brushless yang umum digunakan harus memiliki kontrol kecepatan yang
tepat, seperti dalam disk drive komputer atau di perekam kaset video, yang spindles dalam CD,
CD-ROM, drive, dan mekanisme dalam kantor produk seperti fans, laser printer dan
photocopiers (Sahadi, 2007).
Pada motor DC brushless terdapat enam bagian penting yang bisa kita ingat :
rotor,
stator,
axle
(sumbu),
sensor
(hall),
controller
dan
inverter.
Motor
menggunakan magnet untuk menghasilkan gerakan (putaran). Mungkin jika kita ingat
dulu pernah bermain dengan magnet maka masih ingat hal mendasar dari sifat magnet itu sendiri
: kutub yang sama akan saling tolak menolak dan yang berlainan akan tarik-menarik. Jadi
jika kita punya dua buah magnet dan menandai satu sisi magnet tersebut dengan "north" (utara)
dan yang lainnya dengan "south" (selatan), maka bagian sisi "north" akan coba menarik
"south", sebaliknya
sisi "north" magnet yang pertama akan melawan/menolak sisi "north"
magnet kedua dan seterusnya. Di dalam sebuah elektrik motor kondisi saling "tarik-menarik"
dan "tolak-menolak" ini akan menghasilkan gerakan
berputar atau sering disebut
sebagai rotational
motion (Rudy, 2001).
Dengan menambahkan komponen permanent magnet, electronic inverter (yang
menimbulkan medan putar) dan position control (umumnya menggunakan sensor hall), maka
akan di dapat motor DC Brushless (Rahmad, 2000)
Brushless Motor mempunyai banyak keuntungan dibandingkan dengan tipe motor yang
biasa (brushed) : Karena bukan "brushed" tetapi rangkaian komputer kecil yang mengontrol
maka arus tersebut akan bisa lebih akurat (presisi). Komputer juga dapat
perpindahan arus,
mengatur
kecepatan motor lebih baik sehingga membuat "brushless motor" lebih efisien. Tidak
adanya storing/mekanical noise dan tidak menggunakan "brushes" yang dapat rusak setelah
lamanya pemakaian. Dengan posisi "electromagnets" di bagian "stator", maka pendinginan
motor menjadi lebih mudah. Jumlah "electromagnets" di stator dapat sebanyak mungkin untuk
mendapatkan kontrol yang lebih presisi dan akurat (Wisnu, 2005).
Pada proyek akhir ini akan dilakukan pengendalian kecepatan putaran motor DC
brushless dengan program microcontroller. Pengendalian kecepatan motor secara mekanik pada
mobil listrik dapat dirubah dengan pengendalian secara elektris, dengan menggunakan metoda
PWM (Pulse Width Modulation). Pembangkitan sinyal PWM secara digital dapat memberikan
unjuk kerja sistem yang bagus karena lebih kebal terhadap gangguan. Perancangan sebuah
pembangkit sinyal PWM menggunakan mikrokontroler memiliki beberapa keuntungan yaitu
mudah diprogram, rangkaian control dan driver motor menjadi lebih sederhana (Bagja, 2012)
1.2
Tujuan
Berikut tujuan yang akan dicapai dalam Proyek Akhir ini :
1. Merencanakan dan merealisaikan rangkaian pengendali penggerak motor DC
Brushless 350W/48V dengan menggunakan perangkat mikrokontroller sebagai
pengendali kecepatan menggunakan metode PWM (Pulse Width Modulation)
2. Merencanakan dan merealisasikan alat pengendali Swiching untuk 6 buah MOSFET
berdasarkan urutan komutasi Motor DC Brushless.
3. Dapat
melakukan
komunikasi
parallel
antara
microcontroller
master
dan
microcontroller
slave.
1.3
Perumusan
Masalah
1. Bagaimana
merancang perangkat lunak dan perangkat keras sebagai realisasi proses
pengendalian kecepatan motor DC Brushless dengan metode PWM (pulse width
modulation)
2. Bagaimana menentukan swiching MOSFET yang berguna untuk mengerakan motor DC
brushless sesuai dengan tabel komutasi
3. Bagaimana agar mikrocontroller master dapat berkomunikasi dengan mikrocontroller
1.4
slave.
Pembatasan Masalah
Agar proyek akhir ini tidak menyimpang dari pembahasan yang dilakukan, maka dibuat
batasan masalah yaitu :
1. Pengendalian dilakukan untuk Motor DC Brushless dengan kapasitas 350W/48V dengan
metode PWM (Pulse Width Modulation)
2. Pengendalian untuk mentrigger 6 buah MOSFET di driver
3. Pengendali yang digunakan adalah menggunakan mikrokontroler Atmega 16.
4. Software yang digunakan adalah Bascom-AVR
Metoda Pelaksanaan
1.5
1. Studi Literatur
Penulis mencoba mencari literatur dalam bentuk jurnal, buku panduan, media cetak
ataupun internet yang berhubungan dengan pengendalian kecepatan motor DC brushless
menggunakan mikrokontroler.
2. Bimbingan
Dalam pelaksanaann proyek akhir ini penulis melakukan bimbingan kepada dosen
pembimbing untuk konsultasi langsung mengenai permasalahan yang berhubungan
dengan kegiatan Proyek Akhir.
3. Perancangan dan Realisasi
Untuk mencapai
tujuan yang diharapkan, maka penulis melakukan perancangan dan
realisasi dengan menghubungkan perangkat lunak (software) dengan modul sehingga
dapat diketahui kerja alat sudah sesuai atau belum
4. Analisa dan
Evaluasi
Analisis dilakukan berdasarkan data-data yang dilambil baik saat pengerjaan alat dan saat
alat tersebut selesai dikerjakan, setelah itu dilakukan evaluasi dari data-data yang didapat
bila terjadi kesalahan atau error dalam pengerjaan Proyek Akhir tersebut
5. Perbaikan dan Penyempurnaan
dilakukan pada saat terjadi kesalahan dan penyempurnaan dilakukan pada
Perbaikan
akhir kegiatan
proyek akhir ketika semua kegiatan Proyek Akhir telah selesai.
1.6 Sistematika Penulisan
Laporan proyek akhir ini disusun terdiri atas bab – bab dengan sistematika sebagai
berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab I merupakan pendahuluan dari penulisan laporan tugas akhir yang berisi mengenai
latar belakang masalah, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metode penelitian dan
sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab II merupakan bagian yang berisi mengenai teori dasar yang mendukung judul proyek
akhir mengenai pengendalian motor DC brushless berbasis mikrokontroller.
BAB III PERANCANGAN DAN RELISASI
Bab III merupakan bagian yang berisi perancangan dan realisasi alat pengendalian motor
DC brushless berbasis mikrokontroller. berdasarkan hasil kajian secara teoritis.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Bab IV merupakan bagian yang berisi data pengujian alat pengendalian motor DC
brushless berbasis mikrokontroller, pengujian kecepatan dan kestabilan motor dan
analisis dari data pengujian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab V berisi mengenai kesimpulan dan saran dari penulisan proyek akhir.