SIMULASI PROTEUS KONTROL MOTOR DC L293D

 "SIMULASI PROTEUS 

KONTROL MOTOR DC L293D"

Mata kuliah Organisasi Dan Arsitektur Komputer
Prodi S1 Pendidikan Teknologi Informasi 
Universitas Negeri Surabaya

Dosen Pengampu :
Aditya Prapanca

Disusun Oleh :
Kelompok 3 Kelas A

1. Muhammad Vito Susilo P  (21050974041)
2. Muhammad Nurman A (21050974035)
3. Talitha Aneira Naura Shada (21050974061)
4. Shafa Hafshah Nadhifah (21050974047)
5. Muhammad Daffa Zulfadhlih (21050974065
6. Bagas Tricahya Nugraha (21050974031)
7. Wahyu pringgodani A (21050974049)
8. Tsabita Clara Anjani (21050974063)
9. Arju Kurnia Azzizul Hakim (21050974029)
10. M Rafif Rais (21050974027)
11. Fitra Firzatulloh Akbar (21060974013)

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Motor dc banyak digunakan di berbagai bidang mulai dari peralatan industri sampai peralatan rumah tangga. Perkembangan teknologi elektronik memungkinkan dibuat perangkat pengendali dengan ukuran yang kecil akan tetapi memiliki kemampuan komputasi, kecepatan dan keandalan serta efesiensi daya yang tinggi.

Salah satu sistem kendali kecepatan motor dc adalah Mengontrol kecepatan motor dc jarak jauh .Namun karena pengendalian tersebut menghasilkan efisiensi daya yang rendah serta kelebihan tegangan yang digunakan untuk menggerakkan motor dibuang ke transistor. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, dibuatlah sistem Kendali kecepatan motor dc berbasis PWM . Dimana efesiensi daya dapat ditingkatkan karena tidak ada pembuangan daya ke transistor. Transistor bekerja dengan mode on atau off yang diatur periodenya secara PWM. Ketika sinyal dalam kondisi high maka motor dc diberi tegangan dan dalam kondisi low tegangan 0 diberikan tetapi motor tetap bergerak. Beberapa penelitian sebelumnya mengangkat tema yang sama misalnya: Pengaturan Kecepatan Motor DC Dengan Adaptive Fuzzy Logic Controller Metode Tuning Output yang lebih banyak membahas kendali logika fuzzy tidak membahas hubungan mikrokontroller dengan kecepatan motor dc. Analisis Pengendalian Kecepatan Motor DC Menggunakan Logika Fuzzy yang lebih banyak membahas logika Fuzzy tidak dijelaskan tentang pengendalian kecepatan motor berbasis PWM. Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah meningkatkan kinerja motor dc dalam menjaga kecepatan agar tetap set point ketika terjadi gangguan serta kecepatan sistem dalam mengejar set point dan mengatur kecepatan motor dc ketika diberi tegangan melalui PWM ( Pulse Width Modulation ).

1.2 Rumusan Masalah

• Bagaimana cara pemprograman menggunakan bahasa Bascom AVR berkaitan pengendalian motor dengan PWM (Pulse Width Modulation).

1.3 Tujuan

1. Memahami prinsip kerja PWM pada mikrokontroler
2. Memahami prinsip kerja ADC pada mikrokontroler
3. Menggunakm PWM dan ADC pada arduino

1.4 Manfaat penulisan

Setelah melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat :

• Memahami prinsip kerja dari driver motor DC dan IC L293D
• Mampu merangkai dan menjalankan program driver Motor DC dengan IC L293D menggunakan Arduinouno 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

a. Motor DC

    Motor DC adalah Sebuah motor listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Dimana sumber teganganya adalah listrik DC seperti aki dan baterai. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur tegangan dinamo (meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan). Motor DC telah ada selama lebih dari seabad. Keberadaan motor DC telah membawa perubahan besar sejak dikenalkan motor induksi, atau terkadang disebut AC Shunt Motor. Motor DC telah memunculkan kembali Silicon Controller Rectifier yang digunakan untuk memfasilitasi kontrol kecepatan pada motor. Mesin listrik dapat berfungsi sebagai motor listrik apabila didalam motor listrik tersebut terjadi proses konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor dan mengangkat bahan. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik terkadang disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Sebuah motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Kebanyakan motor listrik beroperasi melalui interaksi medan magnet dan konduktor pembawa arus untuk menghasilkan kekuatan, meskipun motor elektrostatik menggunakan gaya elektrostatik. Proses sebaliknya, menghasilkan energi listrik dari energi mekanik, yang dilakukan oleh generator seperti alternator, atau dinamo. Banyak jenis motor listrik dapat dijalankan sebagai generator, dan sebaliknya.Motor listrik dan generator yang sering disebut sebagai mesin-mesin listrik. Motor listrik DC (arus searah) merupakan salah satu dari motor DC. Mesin arus searah dapat berupa generator DC atau motor DC. Generator DC alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC. Motor DC alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DC dapat difungsikan sebagai motor DC. Pada motor DC kumparan medan disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip dari arus searah adalah membalik phasa negatif dari gelombang sinusoidal menjadi gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet,dihasilkan tegangan (GGL).

BAGIAN-BAGIAN MOTOR DC

Bagian-bagian motor DC

1. Badan mesin

            Badan mesin ini berfungsi sebagai tempat mengalisrnya fluks magnet yang dihasilkan kutub magnet, sehingga harus terbuat dari bahan ferromagnetik. Fungsi lainnya adalah untuk meletakkan alat-alat tertentu dan mengelilingi bagian-bagian dari mesin, sehingga harus terbuat dari bahan yang benar-benar kuat, seperti dari besi dan plat campuran baja.

2. Kutub magnet dan belitan penguat magnet

Inti kutub magnet dan belitan penguat magnet ini berfungsi untuk mengalirkan arus listrik agar dapat terjadi proses elektromagnetik. Adapun aliran fluks magnet dari kutub utara melalui celah udara yang melewati badan mesin

3. sikat-sikat

Sikat ini sendiri berfungsi sebagai jembatan bagi aliran arus jangkar dengan bebas, memiliki peran penting untuk terjadinya proses komutasi

4. komutator

Fungsi dari komutator yaitu sebagai penyearah mekanik yang akan dipakai bersama-sama dengan sikat. Sikat-sikat ditempatkan sedemikian rupa sehingga komutasi terjadi pada saat sisi kumparan berbeda.

5. Jangkar

Jangkar dibuat dari bahan ferromagnetic dengan maksud agar kumparan jangkar terletak dalam daerah yang induksi magnetiknya besar, agar ggl induksi yang dihasilkan dapat bertambah besar

6. Belitan Jangkar

Belitan jangkar merupakan bagian yang terpenting pada mesin arus serah, berfungsi untuk tempat timbulnya tenaga putar motor.

 

Prinsip Kerja Motor DC

Pada dasarnya prinsip kerja Motor DC yaitu membalik phasa negatif dari gelombang sinusoidal menjadi gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator.

Dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet,dihasilkan tegangan (GGL). Berikut untuk mekanisme prinsip kerja motor DC secara umum :

Arus Listrik yang ada di dalam medan magnet akan memberikan Gaya

• Jika kawat membawa arus dibentuk seperti lingkaran (Loop), maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Kedua gaya yang dihasilkan tersebut akan membentuk tenaga putar (torque) yang nantinya berperan untuk memutar kumparan.
• Loop pada dinamo akan memberikan tenaga putaran yang seragam.
• Medan magnet diperoleh dari susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Prinsip kerja Motor DC adalah jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar konduktor. Medan magnet hanya terjadi di sekitar konduktor jika ada arus mengalir pada konduktor tersebut. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor.

 

2.2 Komponen

1. Arduino UNO

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Arduino Uno memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya. Setiap 14 pin digital pada arduino uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalwrite(), dan digitalRead(). Fungsi fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 volt, Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm. Jadi, Arduino memiliki fungsi untuk mengendalikan atau memproses data dari perangkat input lalu diteruskan ke output.

2. LCD (Liquid Crystal Display) 16x2

LCD (Liquid Crystal Display) 16x2 adalah jenis media tampilan atau Display dari bahan cairan kristal sebagai penampil utama. LCD 16x2 dapat menampilkan sebanyak 32 karakter yang terdiri dari 2 baris dengan tiap baris menampilkan 16 karakter. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah:

• Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
• Mempunyai 192 karakter tersimpan.
• Terdapat karakter generator terprogram.
• Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
• Dilengkapi dengan back light.

3. Resistor Variabel (Potensiometer)

    Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Variable Resistor adalah jenis Resistor yang nilai resistansinya dapat berubah dan diatur sesuai dengan keinginan. Pada umumnya Variable Resistor terbagi menjadi Potensiometer, Rheostat dan Trimpot. Potensiometer merupakan jenis Variable Resistor yang nilai resistansinya dapat berubah-ubah dengan cara memutar porosnya melalui sebuah Tuas yang terdapat pada Potensiometer. Nilai Resistansi Potensiometer biasanya tertulis di badan Potensiometer dalam bentuk kode angka.

4. Modering (PCF8574)

    PCF8574 adalah Expander input dan output digital (I / O) bus I2C. Ini dapat diproduksi oleh berbagai produsen, selain tersedia dalam IC dan modul. Bagaimanapun, sangat praktis untuk menghubungkannya ke papan Arduino Anda dan memiliki kapasitas untuk mengontrol lebih banyak perangkat daripada yang diizinkan motherboard. El Pinout PCF8574 sederhana, karena hanya mencakup Pinus 8 quasi-directional (P0-P7 di mana chip untuk berkomunikasi terhubung), dan di sisi lain Anda memiliki SDA dan SCL yang harus Anda sambungkan ke papan Arduino, serta VCC dan GND untuk juga memberi daya pada modul. Dan jangan lupa tiga pin pengalamatan A0, A1, A2 untuk memilih perangkat mana yang akan menjadi tujuan komunikasi. 

5. Driver L293D

    IC L293D adalah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pole. Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.

Driver L293D

6. Button

    Saklar merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk

    menghubungkan dan memutuskan dua titik atau lebih dalam suatu rangkaian elektronika. Salah satu jenis saklar adalah saklar Push button yaitu saklar yang hanya akan menghubungkan dua titik atau lebih pada saat tombolnya ditekan dan pada saat tombolnya tidak ditekan maka akan memutuskan dua titik atau lebih dalam suatu rangkaian elektronika.

    Saklar push button dapat berbentuk berbagai macam, ada yang menggunakan tuas dan ada yang tanpa tuas. Saklar push button sering diaplikasikan pada tombol-tombol perangkat elektronik digital. Salah satu contoh penggunaan saklar push ON adalah pada keyboard komputer, keypad printer, matrik keypad, tombol kontrol pada DVD player dan lain sebagainya.

 BAB III

PENJELASAN

3.1 Penjelasan Simulasi

Langkah 1 : Buka Proteus lalu carilah komponen yang dibututuhkan sesuai dengan komponen yang sudah di tentukan diatas. Apabila rangkaian sudah jadi maka masukkan program yang ada ke Arduino.

Langkah 2 : Program dimasukkan ke Arduino, lalu Arduino akan Aktif. Dapat dijelaskan sebagai berikut pin pada Arduino merupakan tempat menyambungkan kabel antara pin Arduino dan perangkat-perangkat input dan output, biasanya menghubungkan rangkaian project pada breadboard. Apabila terjadi input maka LCD akan menyala sesuai input yang diberikan. Jika tidak menyala berarti program yang dimasukkan salah.

Hasil :

 

3.2 Program

Berikut ini adalah program dari Simulasi Kontrol Motor DC L293D

Untuk melihat programnya dapat mengklik : Di sini

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari hasil simulasi yang sudah kami lakukan dapat diambil kesimpulan bahwa :

• Motor DC adalah Sebuah motor listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Dimana sumber tegangannya adalah listrik DC seperti aki dan baterai.
• Prinsip kerja Motor DC adalah jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar konduktor. Medan magnet hanya terjadi di sekitar konduktor jika ada arus mengalir pada konduktor tersebut. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor. Motor DC memiliki fungsi memudahkan pekerjaan sehingga proses industri dapat berjalan efisien.
• Pada saat kita menjalankan button (B1) maka Motor DC 1 akan berputar maju atau berlawanan  dengan arah jarum jam, sedangkan  motor DC 2 berputar mundur atau searah dengan jarum jam.
• Pada saat kita menjalankan button (B2) maka Motor DC 1 akan berputar mundur atau searah jarum jam, sedangkan Motor DC 2 berputar maju atau berlawanan arah dengan jarum jam.

4.2 Saran

Dari hasil yang telah didapatkan dalam pembuatan Simulasi Kontrol Motor DC L293D, penulis memberikan beberapa saran untuk kemajuan sistem ini :

• Untuk bahasa pemrograman pada perkembangan lebih lanjut bisa dicoba menggunakan bahasa pemrograman yang lain seperti bahasa C, dan lain –lain.
• Karena masih merupakan simulasi , diharapkan bisa diaplikasikan pada Motor DC yang sebenarnya.

DAFTAR PUSTAKA

https://www.anakkendali.com/belajar-arduino-simulasi-kontrol-motor-dc-l293d/

https://mahasiswatekno04.blogspot.com/2020/10/tinkercad-arduino-membuat-simulasi.html

https://www.tinkercad.com/things/3U16KFk3jDO-arduino-kontrol-motor-dc-l293d-anakkendalicom

http://saptaji.com/2021/11/22/simulasi-kontrol-kecepatan-motor-dc-menggunakan-tinkercad-dengan-algoritma-pid/