Pengatur Kecepatan Dan Arah Putar Motor DC dengan Arduino Uno
Kelompok B-11
1.Khoiril Anwar (3.32.19.1.13)
2.Miftakhul Amin (3.32.19.1.17)
3.Rifqi Yudha Pradana (3.32.19.1.22)
Mahasiswa dan Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Semarang.
Email: anwar.khoiril717@gmail.com, miftaa.amin@gmail.com , pradanayudha.56@gmail.com, sambetak@gmail.com
Abstract—The controlling rotary DC motor using “Push Buttonand Potensiometer” as input, DC motor and LCD as output. The velocity of Motor DC controlled Potensiometer and Push On-Off Button. When push On-Off button is pressed, data is sent to Arduino and processed by Arduino. Push Button On 1 is used to return the motor clockwise, while Push Button On 2 is used to rotate the motor counterclockwise. The processed data from Arduino had function to program the speed of DC Motor with PWM. The result of this final project is made Motor DC rotating appropriate with PWM from Arduino. The speed of DC Motor will be increased if the rotation on the potentiometer is increased.
Keywords- DC Motor, Push Button, Arduino UNO,
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Motor
listrik merupakan mesin yang mengkonversi energi listrik menjadi energi gerak
atau energi mekanik, penggunaan motor listrik dalam kehidupan manusia banyak
sekali perannya dan dalam aplikasi sehari-hari semakin meningkat. Motor listrik
baik jenis motor arus bolak-balik (AC) dan motor arus searah (DC) banyak
digunakan dalam berbagai peralatan rumah tangga maupun dalam dunia Industri
seperti pada alat pembuat pelet. Ukuran pelet yang dijual di pasar sangat
beragam.Untuk menghasilkan ukurandan bentuk pelet sesuai dengan yang permintaan
pasar maka perlu diatur kecepatan motornya. Dari uraian tersebut muncul gagasan
untuk membuat “Rancang Bangun Alat
Pembuat Pakan ikan Otomatis berbasis Arduino”.
1.2 Perumusan masalah
1. Bagaimana cara mengatur
kecepatan dan arah motor dc menggunakan Arduino UNO?
2. Bagaimana merancang
alat pengatur kecepatan dan arah motor dc menggunakan Arduino UNO
3. Bagaimana cara
memprogram alat pengatur kecepatan dan arah motor dc menggunakan Arduino UNO
1.3
Tujuan
1.
Membuat prototype pengatur kecepatan dan arah motor dc menggunakan Arduino UNO
2.
Membuat program pengatur kecepatan dan arah motor dc menggunakan Arduino UNO
II. TINJAUAN PUSTAKA
Untuk tinjauan pustaka kali ini, akan membahas tentang apa saja peralatan input dan output yang digunakan untuk Proyek Arduino tentang “Pengaturan Kecepatan dan Arah Putar Motor DC dengan Arduino Uno”.
A. Arduino
UNO
Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroller yang didasarkan pada
ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 diantaranya
dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16
MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuah
tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang
mikrokontroller, mudah menghubungkan ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB
atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk
memulainya.
Arduino UNO berbeda dari semua board Arduino sebelumnya. Arduino UNO
tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur-fitur
ATmega16U2 (ATmega8U2 sampai ke versi R2) deprogram sebagai pengubah USB ke
serial. Revisi 2 dari board Arduino UNO mempunyai sebuah resistor yang menarik
gaya 8U2 HWB ke ground, yang membuatnya lebih mudah untuk diletakkan ke dalam
DFU mode. Revisi 3 dari board Arduino UNO memiliki fitur-fitur baru sebagai
berikut:
1. Pinout 1.0: ditambah pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF
dan dua pin baru lainnya yang diletakkan dekat dengan pin RESET, IOREF yang
memungkinkan shield-shield untuk menyesuaikan tegangan yang disediakan dari
board. Untuk ke depannya, shield akan dijadikan kompatibel/cocok dengan board
yang menggunakan AVR yang beroperasi dengan tegangan 5V dan dengan Arduino Due
yang beroperasi dengan tegangan 3.3V. Yang kedua ini merupakan
sebuah pin yang tak terhubung, yang disediakan untuk tujuan kedepannya.
2. Sirkit RESET yang lebih kuat.
3. ATmega16U2 menggantikan 8U2.
Arduino UNO adalah seri terakhir dari board Arduino USB dan model
referensi untuk papan Arduino, untuk suatu perbandingan dengan versi
sebelumnya. Berikut adalah ringkasan spesifikasi dari Arduino UNO:
|
Mikrokontroller |
ATmega328 |
|
Tegangan
Pengoperasian |
5 Volt |
|
Tegangan
input yang disarankan |
7-12 Volt |
|
Batas
tegangan input |
6-20 Volt |
|
Jumlah pin
I/O digital |
14 (enam diantaranya
menyediakan pin keluaran PWM) |
|
Jumlah pin
input analog |
6 |
|
Arus DC
tiap pin I/O |
40mA |
|
Arus DC
untuk pin 3.3 Volt |
50 mA |
|
Memori
Flash |
32 KB
(ATmega328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh bootloader |
|
SRAM |
2 KB
(ATmega328) |
|
EEPROM |
1 KB
(ATmega328) |
|
Clock Speed |
16 MHz |
tabel 2.1 Spesifikasi dari
Arduino UNO
Gambar 2.1
Arduino UNO
B.
Driver Motor L298N
Driver
motor L298N merupakan module driver motor DC yang paling banyak digunakan atau
dipakai di dunia elektronika yang difungsikan untuk mengontrol kecepatan serta
arah perputaran motor DC. IC L298 merupakan sebuah IC tipe H-bridge yang mampu
mengendalikan bebanbeban induktif seperti relay, solenoid, motor DC dan motor
stepper. Pada IC L298 terdiri dari transistor-transistor logik (TTL) dengan
gerbang NAND yang berfungsi untuk memudahkan dalam menentukan arah putaran
suatu motor dc maupun motor stepper. Untuk dipasaran sudah terdapat modul
driver motor menggunakan IC L298 ini, sehingga lebih praktis dalam
penggunaannya karena pin I/O nya sudah tersusun dengan rapi dan mudah
digunakan. Kelebihan akan modul driver motor L298N ini yaitu dalam hal
kepresisian dalam mengontrol motor sehingga motor lebih mudah untuk dikontrol.
Adapun gambar pinout beserta keterangannya dapat diperhatikan pada gambar 2.2
di bawah.
Gambar 2.2 Driver Motor DC L298N
C. Push Button
Push
Button adalah komponen panel listrik yang burfungsi sebagai triger /
saklar untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik yang bekerja dengan
menombol atau menekan komponen tersebut. Push Button akan bekerja ketika
komponen tersebut ditombol dan merubah kontak N/O menjadi N/C atau sebaliknya bersifat
momentary. Momentary adalah bersifat pulse ketika ditombol nilainya 1 &
ketika dilepas nilai 0nilai tersebut tidak terkunci.
Push
Button Hanya Memiliki 2 Kondisi
Kondisi ON,
kondisi tersebut ketika push button dalam mengalirkan Arus listrik
Kondisi OFF,
kondisi tersebut ketika push button tidak dalam mengalirkan listrik
Push
Button Memiliki 2 Tipe Kontak
-
Kontak N/O, kontak Normaly Open yang kondisinya ON (Menghantarkan aliran
listrik ketika ditombol)
-Kontak
N/C, kontak Normaly Close yang kondisinya OFF (Melepas aliran listrik ketika
ditombol)
Gambar 3. Push Button
D.
Motor DC
Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai
sumber tegangannya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal
tersebut, motor akan berputar pada suatu arah, dan bila polaritas dari
tegangan tersebut dibalik, maka arah putaran motor akan terbalik
pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah
putaran motor, sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal
menentukan kecepatan motor. Bagian dasar dari motor DC yaitu:
1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator
ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil
(elektromagnet) ataupun magnet permanen.
2. Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa
sebuah koil dimana arus listrik mengalir.
Gambar 2.4 Motor DC
Gaya electromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada
penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan
oleh magnet permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub
magnet dari kutub utara ke kutub selatan. Menurut hukum gaya Lourentz, arus
yang mengalir pada penghantar yang terletak dalam medan magnet akan menimbulkan
gaya. Gaya F, timbul tergantung pada arah arus I, dan arah medan magnet B.
Gambar 2.5 Konstruksi Motor DC
E. Potensiometer
Potensiometer adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai
Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektronika
ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang
tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer
terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi
sebagai pengaturnya.
Gambar 2.6 Potensiometer
F.
LCD
LCD atau Liquid Crystal Display adalah
suatu jenis media display (tampilan) yang
menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. LCD bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya, namun LCD membutuhkan lampu backlight (cahaya latar
belakang) sebagai cahaya pendukung karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya.
Beberapa jenis backlight yang umum digunakan untuk LCD diantaranya adalah
backlight CCFL (Cold cathode fluorescent lamps) dan backlight LED (Light-emitting diodes). I2C
LCD adalah modul LCD yang dikendalikan secara serial sinkron dengan protokol
I2C/IIC (Inter Integrated Circuit) atau TWI (Two Wire Interface).
Normalnya, modul LCD dikendalikan secara parallel baik untuk jalur data maupun kontrolnya. Dengan
modul I2C, maka LCD 16x2 hanya memerlukan dua pin untuk mengirimkan data dan
dua pin untuk pemasok tegangan. Sehingga hanya memerlukan empat pin yang perlu
dihubungkan ke NodeMCU yaitu:
•
GND: Terhubung ke ground
•
VCC: Terhubung dengan 5V
•
SDA: Sebagai I2C data terhubung ke pin A4
•
SCL: Sebagai I2C data terhubung ke pin A5
Gambar 2.7 LCD
G.
Power Suply
Modul
power supply dengan keluaran 12 Volt dan 10 Ampere, cukup efisien untuk
mensuplai/mencatu segala jenis peralatan elektronik terutama yang memerlukan
tegangan 12V. bisa juga sebagai pengganti trafo konvensional yang sangat
memakai space luas dan volume yang berat utk ukuran yg setara (10 Ampere) Baik
dipergunakan utk Camera CCTV, Hobby ataupun profesional. dilengkapi proteksi
overload, overcurrent dan short circuit. Pada penelitian kali ini digunakan
sebagai penyuplai fan DC.
Spesifikasi: ·
Dimensi: 20 x 10 x 4.5 cm
· Masukaan: 220 Volt AC
· Keluaran: 12 Volt DC 10 Amper
·
Dengan teknologi Auto Off Jika terjadi Korslet
Gambar 2.8 Power Supply
III. PERANCANGAN ALAT
1.1 Alat
1. Bor PCB
2. Solder
3. Tang Potong
4. Gerinda
5. Kabel USB
6. Setrika
7. Ampl
1.2 Bahan
1. PCB
2. Tenol
3. Pin header
4. Kabel jumper
5. Papan
6. Arduino UNO
7. Potensiometer
8. Push button
9. Motor DC
10. Driver motor DC L298N
11. LCD 16x2 dengan modul I2C
12. Box komponen
1.3 Diagram Blok Sistem
Gambar
3.1 Digram Blok Sistem
1.4
Gambar Rangkaian
Gambar 3.2 Gambar Rangkaian
1.5
Diagram Alir
Gambar 3.3 Diagram Alir
1.6
Diagram Pengawatan
Gambar 3.4 Diagram Pengawatan
1.7
Gambar Mekanik
Gambar 3.5 Tampak Atas
Gambar 3.6 Tampak Dalam
1.8 Pembuatan Alat
Dalam pembuatan alat ini dapat dilakukan dengan
beberapa tahap, yaitu:
1.
Membuat perencanaan bagan dari alat tersebut.
2. Membuat diagram pengawatan.
3.
Menyusun rangkaian sesuai diagram pengawatan.
4. Membuat program untuk arduino.
5. Pembuatan kerangka alat.
6.
Pemasangan rangkaian pada kerangka alat.
7. Pengujian akhir pada kerangka alat.
IV. CARA KERJA
Saat driver
motor L298N dihubungkan dengan sumber tegangan 220V yang kemudian terhubung
dengan Arduino kondisi awal adalah LCD menyala menampilkan identitas kelompok.
Beberapa saat kemudian tampilan berubah menampilkan pengatur kecepatan motor
DC.
Ada 2 push
button ON, CW dan CCW. Tekan tombol CW untuk agar motor berputar searah jarum
jam dengan kecepatan yang sudah ditentukan. Tekan tombol CCW untuk agar motor berputar berlawanan jarum jam.
Ada 1 push
button OFF yang digunakan untuk mematikan motor DC, jika tombol OFF ditekan maka tampilan LCD akan
menampilkan pengaturan kecepatan motor DC lagi.
Jika motor sudah
berputar searah ataupun berlawanan jarum jam, untuk mengubah arah putarannya harus di stop terlebih
dahulu.
V. PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA
Setelah
pembuatan rancangan alat, maka dilakukan pengujian alat dan analisa data.
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui bahwa rancang bangun pengatur
kecepatan putar motor DC ini bekerja sesuai dengan perancangan sistem.
Pengujian yang dilakukan adalah pengujian terhadap hardware dan pengujian
software, kemudian analisa pembahasan terhadap data yang diperoleh.
5.1 Pengambilan
data arah putaran motor
Input
Enable Pin
Output
Keterangan
H
H
H
Searah jarum jam
L
H
L
Berlawanan arah
H
L
Z
Diam
L
L
Z
Diam
Table 5.1 Arah Putar Motor DC
Keterangan:
H = Aktif Tinggi
L = Aktif Rendah
Z = Impedansi Tinggi
5.2
Pengambilan data kecepatan Motor
Pada alat
ini, kecepatan motor DC diatur berdasarkan Modulasi Lebar Pulsa atau PWM.
Tombol-tombol Push ON button berfungsi untuk mengatur kecepatan Motor DC.
|
Nama Tombol |
Fungsi
Tombol saat ditekan |
|
Push Button
ON 1 |
Start Motor
dengan kecepatan putaran searah jarum jam |
|
Push Button
ON 2 |
Start Motor
dengan kecepatan putaran berlawan jarum jam |
|
Push Button
OFF |
Stop (menghentikan putaran motor) |
|
Potensiometer |
Mengubah
nilai Kecepatan Motor dari 15% - 100% |
Tabel 5.2 Fungsi masing-masing Push Button dan
Potensiometer
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
Setelah
dilakukan pengujian dan penganalisaan alat yang telah dibuat maka dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Kecepatan
Motor DC dapat diatur berdasarkan PWM atau Modulasi Lebar Pulsa dengan
potensiometer.
2. Push Button ON 1berfungsi untuk mengaktifkan arah
putaran motor searah jarum jam (CW)
3. Push Button ON 2 berfungsi untuk mengaktifkan arah
putaran motor berlawan jarum jam (CCW)
VII. DAFTAR PUSTAKA
Saputro, dkk. 2021. Rancang Bangun
Alat Pencetak Pelet Apung Pakan Ternak. Tanah Laut: Politeknik Negeri Tanah
Laut.
Prastiawati, Yuli, Diana Lestariningsih,
dan Andrew Joewono. 2018. Mesin
Penggiling Bumbu Pecel Otomatis Berbasis Arduino.
Jurusan Teknik Elektro. Universitas Katolik Widya
Mandala Surabaya.
Mizan, Ishaq Maulana, Rahmat
Abdullah. 2019.
Rancang
Bangun Mesin Pengaduk Adonan Roti Berbasis Arduino Uno Dan Android. Program Studi DIII Teknik
Elektronika. Politeknik
Harapan Bersama Tegal
Alfianto, Rahman Rizki, Achamd Ibadah Lano,Arga Martha Widianto. 2014. Perancangan Dan Implementasi Sistem Otomatisasi Pemotong Gethuk Dengan Panjang Yang Bervariasi. PKM Gagasan Ilmiah. Sekolah Tinggi Teknik Atlas Nusantara Malang.
Lampiran
BIODATA PENULIS
1) Khoiril Anwar
Nama Penulis Khoiril Anwar. Penulis lahir di kabupaten Demak, 15 Oktober 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal SD Negeri Gebangarum 1, MTs Negeri 5 Demak, MA Negeri Demak. Tahun 2019 penulis telah menyelesaikan pendidikan MA. Pada tahun 2019 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan Terima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.19.1.13. Jika ada kritik dan saran yang membangun serta apabila terdapat beberapa pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat menghubungi melalui email khoiril.anwar717@gmail.com
2) Miftakhul Amin
Nama Penulis Miftakhul Amin. Penulis lahir di Kabupaten Semarang, 11 April 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal SD Negeri Gedanganak 3, SMP Negeri 2 Ungaran, SMK Negeri 7 (STM Pembangunan) Semarang. Tahun 2019 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2019 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan Terima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.19.1.17. Jika ada kritik dan saran yang membangun serta apabila terdapat beberapa pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat menghubungi melalui email miftaa.amin@gmail.com
3) Rifqi Yudha Pradana
0 Response to "Pengatur Kecepatan Dan Arah Putar Motor DC dengan Arduino Uno"
Posting Komentar