Pwm_jobsheet_digital Semester 4.docx

No. Jobsheet : ……. Semester : 4 Program studi : Teknik Listrik

Pengendalian Motor DC Dengan Metode PWM (Digital)

1. Tujuan :

1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa diharapkan dapat : Memahami Aplikasi rangkaian H-Bridge pada Sistem pengendalian motor DC. Memahami penggunaan Metode PWM (Pulse Wave Modulation) pada pengendalian motor DC. Membangkitkan sinyal PWM secara digital. Memahami hubugan Duty cycle dan kecepatan motor DC.

2. Teori Dasar 2.1 H-Bridge – Motor DC H-Bridge merupakan sebuah rangkaian kontrol elektronik yang digunakan untuk perangkat atau peralatan yang membutuhkan arus yang tinggi dengan polaritas yang dapat dibalik (reversed), misalnya motor DC.

Gambar 1.1 Rangkaian H-Bridge

Prinsip kerja H-Bridge identik dengan sebuah rangkaian yang memiliki 4 buah saklar (A,B,C dan D) dan sebuah motor DC seperti ditunjukkan pada gambar 1.1.

Pengendalian Motor DC_PWM_1

Untuk memberikan sebuah tegangan pada motor DC, maka sepasang saklar pada posisi diagonal harus disambungkan (ON). Arah putaran dipengaruhi oleh pasangan saklar A-D dan B-C. H-bridge dapat dibangun dengan relay elektronik yang digerakkan oleh sebuah kontrol dengan konsumsi daya rendah, tetapi dapat menggerakkan motor dc yang besar. Relay elektronik tersebut biasanya dapat berupa transistor, yaitu sepasang transistor PNP (P-type MOSFET) pada bagian atas dan sepasang lainnya berupa transistor NPN (N-Type MOSFET) yang berada di sebelah bawah seperti ditunjukkan pada gambar 1.2.

Gambar 1.2 Rangkaian Transistor pembentuk H-Bridge

2.2 Pengaturan H-Bridge dengaN PWM PWM ini merupakan sebuah metode yang secara digital mengatur sebuah keluaran (output) dengan sebuah tegangan ekuivalen yang berubah ubah (variabel). Dengan metode tersebut maka memudahkan untuk mengatur proses ON dan OFF daripada transistor tersebut. Pembangkitan PWM secara digital ini dapat dilakukan oleh Microprocessor ataupun dengan Microcontroller.

Pengendalian Motor DC_PWM_2

Gambar 1.3 Rangkaian H-Brige dengan PWM

Untuk menggunakan sinyal PWM secara efisien pada sebuah H-Bridge, maka dapat ditambahkan sebuah transistor dibawah H-Bridge seperti ditunjukkan pada gambar 1.3. Sinyal PWM yang diberikan pada basis atau Gate transistor tersebut berfungsi untuk mengatur kecepatan motor pada kedua arah putaran.

3. Rangkaian Percobaan Rangkaian Pengendalian Motor DC ini menggunakan sebuah rangkaian Driver L289N. Sinyal-sinyal PWM (PWM1 dan PWM2), dan yang lainnya (In_1,In_2,In_3,In_4) disambungkan dengan Port-port Microcontroller yang telah deprogram seperti ditunjukkan pada gambar 3.

Pengendalian Motor DC_PWM_3

LCD 16x2

ATmega8535

Vss VDD RS RW E

Sa

PB.0

PC.0

22

PB.1

PC.1

23

PC.4

26

PD.0 PD.1

PC.5

27

PD.2

PC.6

28

PD.3

PC.7

Sb

D4 D5 D6 D7

29

PD.4 PD.5

+5

9

7

In_1

Motor supply

5

En_A

+12V

4 Logic Supply

6

+12V

+12

Out_1 Out_2

2 3

In_2 L298N

10

In_3

+12V

In_4

Out_4

13 14

En_B Sense_A

8

Sense_B

15 R_sense

1 R_sense

11

Out_3

+12V

Gambar 3 Diagram rangkaian percobaan Pengendalian Motor DC_PWM_4

4. Bahan yang digunakan

No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 6.

Nama Alat L298N Driver modul Motor DC 12V Modul Microcontroller Atmega 8535 Oscilloscope 2/4 channel + Probe Power Supply DC Komputer PC / Laptop Kabel

Jumlah 1 2 1 1 1 1 Secukupnya

5. Langkah Kerja 5.1.

Buatlah rangkaian seperti pada gambar 3.1

5.2.

Hubungkan Port-port pada Microcontroller (Atmega 16) ke Modul Driver, yaitu: PORTD.4  En_A PORTD.5  En_B PORTD.0  In_1 PORTD.1  In_2 PORTD.2  In_3 PORTD.3  In_4

5.3.

Hubungkan Power supply ke Modul Microcontroller dan Modul L298N driver modul.

5.4.

Atur tombol (up dan Down) pada modul microcontroler sehingga diperoleh nilai PWM yang bervariasi.

5.5.

Hubungkan Probe Oscilloscope dengan Terminal Out_1, Out_2 dan Out_3 dan Out_4 untuk memperoleh tampilan sinyal PWM.

5.6.

Gambarkan atau rekam tampilan sinyal PWM pada nilai D yang berbeda.

5.7.

Berdasarkan Tampilan Oscilloscope, Catat nilai ton, toff, dan Tegangan keluaran Rata-rata, dan kecepatan motor. Masukkan nilai-nilai tersebut ke tabel 6.1.

Pengendalian Motor DC_PWM_5

5.8.

Ubahlah program atau instruksi pada Microcontroller, sehingga arah putar motor dapat dilakukan secara mudah melalui penekanan tombol.

5.9.

Buatlah grafik fungsi Tegangan rata-rata keluaran dan D (Duty cycle)

5.10. Buatlah analisa dan kesimpulan berdasarkan percobaan tersebut.

6. Tabel Percobaan

Tabel 6.1 Tabel Percobaan No.

Nilai PWM

1.

25

2.

50

3.

75

4.

100

5.

125

6.

150

7.

175

8.

200

9.

225

10.

250

ton

toff

Vout

(ms)

(ms)

(V)

N (rpm)

D

Pengendalian Motor DC_PWM_6