POLITEKNIK ANGKATAN DARAT 

                JURUSAN TELKOMMIL

NAMA  : RYAN YUDHA KUNTARA 

NO. SIS : 20190431-E 

KELAS  : TELKOMMIL 

PERCOBAAN 5

RANGKAIAN SWIICHING MENGENDALIKAN MOTOR

                    

1.      TUJUAN                   :  AGAR BAMASIS MAMPU MEMBUAT RANGKAIAN

2.      ALAT DAN BAHAN:  a.MOTOR DC

                                                 b.NPN TRANSISTOR

                                                 c.RESISTOR

                                                 d.SWITCH

                                                 e.BATT

                                                 f.LIVE WIRE

        3.JELASKAN TENTANG :

       a.Motor DC

         

       Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi  sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabile tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.

Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.

          

Bentuk dan Simbol Motor DC

Prinsip Kerja Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

b.TRANSISTOR NPN SATURASI DAN CUT OFF

  Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Boleh dikatakan bahwa hampir semua perangkat elektronik menggunakan Transistor untuk berbagai kebutuhan dalam rangkaiannya. Perangkat-perangkat elektronik yang dimaksud tersebut seperti Televisi, Komputer, Ponsel, Audio Amplifier, Audio Player, Video Player, konsol Game, Power Supply dan lain-lainnya.

Transistor pertama kali ditemukan oleh tiga orang fisikawan yang berasal Amerika Serikat pada akhir tahun 1947 adalah Transistor jenis Bipolar. Mereka adalah  John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley. Dengan penemuan tersebut, perangkat-perangkat elektronik yang pada saat itu berukuran besar dapat dirancang dalam kemasan yang lebih kecil dan portabel (dapat dibawa kemana-mana). Ketiga fisikawan tersebut mendapatkan Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1956 atas penemuan Transistor ini. Namun sebelum ketiga fisikawan Amerika Serikat tersebut menemukan Transistor Bipolar, seorang fisikawan Jerman yang bernama Julius Edgar Lilienfeld sudah mempatenkan Transistor jenis Field Effect Transistor di Kanada pada tahun 1925 tetapi Julius Edgar Lilienfeld tidak pernah mempublikasikan hasil penelitiannya baik dalam bentuk tulisan maupun perangkat prototype-nya. Pada tahun 1932, seorang inventor Jerman yang bernama Oskar Heil juga mendaftarkan paten yang hampir sama di Eropa.

Seiring dengan perkembangannya, Transistor pada saat ini telah dirancang telah berbagai jenis desain dengan fitur aliran arus dan pengendali yang unik. Ada jenis Transistor yang berada dalam kondisi OFF hingga terminal Basis diberikan arus listrik untuk dapat berubah menjadi ON sedangkan ada jenis lain yang berada dalam kondisi ON hingga harus diberikan arus listrik pada terminal Basis untuk merubahnya menjadi kondisi OFF. Ada juga Transistor yang membutuhkan arus kecil dan tegangan kecil untuk mengaktifkannya namun ada yang hanya memerlukan tegangan untuk mengoperasikannya. Ada lagi Transistor yang memerlukan tegangan positif untuk memicu pengendalinya di terminal Basis sedangkan ada Transistor yang memerlukan tegangan negatif sebagai pemicunya.

Jenis-jenis Transistor

Secara umum, Transistor dapat digolongkan menjadi dua keluarga besar yaitu Transistor Bipolar dan Transistor Efek Medan (Field Effect Transistor). Perbedaan yang paling utama diantara dua pengelompokkan tersebut adalah terletak pada bias Input (atau Output) yang digunakannya. Transistor Bipolar memerlukan arus (current) untuk mengendalikan terminal lainnya sedangkan Field Effect Transistor (FET) hanya menggunakan tegangan saja (tidak memerlukan arus). Pada pengoperasiannya, Transistor Bipolar memerlukan muatan pembawa (carrier) hole dan electron sedangkan FET hanya memerlukan salah satunya.

     

C.CUT OFF

Daerah cut off merupakan daerah kerja transistor dimana keadaan transistor menyumbat pada hubungan kolektor – emitor. Daerah cut off sering dinamakan sebagai daerah mati karena pada daerah kerja ini transistor tidak dapat mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Pada daerah cut off transistor dapat di analogikan sebagai saklar terbuka pada hubungan kolektor – emitor.

Titik cut-off transistor adalah titik dimana transistor tidak menghantarkan arus dari kolektro ke emitor, atau titik dimana transistor dalam keadaan menyumbat. Pada titik ini tidak ada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Titik Cutoff didefinisikan juga sebagai keadaan dimana IE = 0 dan IC = ICO, dan diketahui bahwa bias mundur VBE.sat = 0,1 V (0 V) akan membuat transistor germanium (silikon) memasuki daerah cutoff. Titik cut-off transistor ini dapat dianalogikan sebagai saklar dalam kondisi terbuka (Off).

Titik Cut-Off Transistor Adalah Transistor Dalam Kondisi Off (Saklar Terbuka).

Titik cut-off transistor terjadi pada saat transistor tidak mendapat bias pada basis, sehingga transistor tidak konduk atau mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Titik cut-off transistor ini memiliki VCE yang maksimum yaitu mendekati VCC seperti ditunjunkan pada grafik titik cut-off pada garis beban transistor berikut.

Grafik Titik Cut-Off Pada Garis Beban Transistor :

      D. RANGKAIAN 

E.   ANALISA PERCOBAAN

1.    Pada percobaan pertama. Potensiometer kita atur ke variasi 0% dengan switch ON, data yang di dapat arus tidak mengalir pada Kolektor ke emulator sehingga tidak terjadi induksi magnetic yang menyebabkan motor tidak bergerak, jumlah tegangan yang ada pada voltmeter sebesar 5 Volt.

2.    Pada percobaan Kedua. Potensiometer kita atur ke Variasi 5% dengan switch ON, data yang di dapat arus mengalir dari Kolektor ke Emulator sehingga terjadi Induksi Magnetik yang menyebabkan motor bergerak, jumlah tegangan yang ada pada voltmeter sebesar 5 Volt.

3.    Pada percobaan Ketiga. Potensiometer kita atur ke Variasi 10% dengan switch ON, data yang di dapat arus mengalir dari Kolektor ke Emulator sehingga terjadi Induksi Magnetik yang menyebabkan motor bergerak, jumlah tegangan yang ada pada voltmeter sebesar 5 Volt.

4.    Pada percobaan Keempat. Potensiometer kita atur ke Variasi 15% dengan switch ON, data yang di dapat arus mengalir dari Kolektor ke Emulator sehingga terjadi Induksi Magnetik yang menyebabkan motor bergerak, jumlah tegangan yang ada pada voltmeter sebesar 2,57 Volt.

5.    Pada percobaan Kelima, sampai percobaan Ke 16. Potensiometer kita atur ke Variasi 20% - 95% dengan switch ON, data yang di dapat arus  tidak mengalir dari Kolektor ke Emulator sehingga tidak terjadi Induksi Magnetik yang menyebabkan motor tidak bergerak.

6.    Pada percobaan Terakhir. Potensiometer kita atur ke Variasi 100% dengan switch ON, data yang di dapat arus mengalir dari Kolektor ke Emulator sehingga terjadi Induksi Magnetik yang menyebabkan motor bergerak, jumlah tegangan yang ada pada voltmeter sebesar 1,14 Volt.

7.    Apabila switch 1 dihubungkan dan switch 2 terputus, maka arah putaran Motor akan berputar ke kanan atau searah jarum jam. Sedangkan apabila switch 2 dihubungkan dan switch 1 terputus maka arah putaran Motor akan berputar ke kiri.

F.   KESIMPULAN :

Kesimpulan dari Percobaan diatas adalah kontrol putaran Motor DC dibangun dari rangkaian yang terdiri dari 2 transistor NPN. Kontrol motor DC ini menggunakan prinsip kerja transistor sebagai saklar dimana rangkaian motor DC berputar searah jarum jam atau berlawanan dan pada rangkaian ini mempunyai 2 switch yang berfungsi sebagai pengatur putaran Motor DC. Dan pergerakan Motor DC tergantung dari variasi pontesiometer yang di tambahkan, pada potensio 20% - 95% tidak terjadi induksi magnetic sehingga motor DC tidak bergerak.