Belajar Tentang Dasar Motor Servo

Belajar Tentang Dasar Motor Servo

1. Pendahuluan

Sebelum kita membahas panjang lebar, jangan lupa singgah ke blog saya à http://festyy.com/wNiBaj dan klik Follow agar tidak ketinggalan membaca tulisan materi-materi lainnya tentang Otomatisasi PLC maupun mikrokontroler dan juga Subscribe serta Like channel youtube saya di (fungky king) https://www.youtube.com/channel/UCWbN7TqlN68FxeFY7uCNhkA untuk melihat hasil dari percobaan-percobaan dengan mikrokontroler yang telah dibuat.

Seperti yang kita ketahui bersama bahwa dalam era digital ini motor pembakaran dalam sudah mulai ditinggalkan dan kita mulai beralih ke motor listrik. Sampai saat ini, ada banyak sekali jenis motor listrik yang tersedia di pasaran namun dapat kita bagi berdasarkan dua jenis utama, yaitu: motor listrik AC dan motor listrik DC. Sebagian motor listrik AC mempunyai ukuran lebih besar dari motor listrik DC, hanya saja motor AC ini lebih susah dikontrol jika dibandingkan dengan motor listrik DC karena motor AC ini lebih sering menangani arus yang tinggi atau beban berat.

Gambar 01. Motor Servo (google.com)

Pada kesempatan kali ini kita akan coba membahas salah satu motor listrik yang merupakan tulang punggung pada Smart Factory Industry 4.0 yaitu motor servo dimana motor servo ini adalah motor “self-controlled dan high technology”. Motor servo juga banyak digunakan dalam bidang-bidang robotika dan teknologi yang membutuhkan pergerakan dengan sudut-sudut tertentu.

2. Pembahasan

B.1 Definisi

Sebelum jauh membahas tentang Motor Servo, kita perlu mengetahui pengertian dasar dari motor servo, sistem kerjanya, maupun bagian-bagian dari motor servo itu sendiri. Motor servo merupakan motor listrik dengan sistem closed loop yang digunakan untuk mengendalikan kecepatan, akselerasi dan posisi akhir dari sebuah motor listrik dengan keakuratan yang tinggi. Motor servo terdiri dari tiga bagian utama, yaitu: motor, sistem kontrol dan potensiometer/encoder yang terhubung dengan satu set roda gigi ke poros output.

Potentiometer atau encoder ini lah yang berfungsi sebagai sensor yang memberikan sinyal umpan balik (feedback) ke sistem kontrol apakah posisi targetnya sudah benar atau belum. Encoder biasanya digunakan pada motor servo industri. Sedangkan potentiometer biasanya digunakan pada aplikasi yang lebih sederhana seperti mobil remote kontrol. Potentiometer ini terdiri dari tiga kabel dengan 2 kabel untuk power dan 1 kabel untuk kabel sinyal.

Gambar 02. Kontruksi Motor Servo
(source: http://www.kiesrd.com/servo-motor-tk-10/)

Motor akan menggerakkan roda gigi untuk memutar potensiometer dan poros output secara bersamaan. Potensiometer lah yang akan mengendalikan posisi sudut motor servo dengan pemberian sinyal ke dalam sistem kontrol.  Jika posisi targetnya sudah benar, maka ia akan menghentikan motor servo. Sebaliknya, Jika sistem kontrol mendeteksi bahwa sudut belum tepat, maka ia akan mengubah motor servo ke arah yang benar sampai posisi sudutnya benar. Kelebihan inilah yang tidak ditemukan pada motor biasa. Motor servo biasanya digunakan untuk mengendalikan posisi sudut antara 0 dan 180 derajat.

B.2 Sistem Kerja Motor Servo

Motor servo dikendalikan dengan sinyal PWM dari encoder/potentiometer. Lebar sinyal (pulsa) yang diberikan inilah yang akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo. Untuk lebih jelas lagi tentang masalah PWM, dapat dibaca pada postingan tulisan yang berjudul “Apa Itu PWM (Pulse Width Modulation)? Part #1” (Link).

Sebagai contoh, lebar sinyal dengan waktu 1,5 ms (mili second) akan memutar poros motor servo ke posisi sudut 90⁰. Bila sinyal lebih pendek dari 1,5 ms maka akan berputar ke arah posisi 0⁰ atau ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam), sedangkan bila sinyal yang diberikan lebih lama dari 1,5 ms maka poros motor servo akan berputar ke arah posisi 180⁰ atau ke kanan (searah jarum jam). Lebih jelasnya perhatikan gambar berikut ini:

Gambar 03. Sudut Motor Servo Terhadap Nilai PWM
(Source: https://www.jameco.com/)

Ketika sinyal PWM telah diberikan, maka poros motor servo akan bergerak ke posisi yang telah ditargetkan dan berhenti pada posisi tersebut serta akan tetap bertahan pada posisi tersebut. Jika ada kekuatan eksternal yang mencoba memutar atau mengubah posisi tersebut, maka sistem closed loop dari motor servo tersebut akan bekerja dengan mencoba menahan atau melawan kekuatan eksternal tersebut dengan kekuatan internal dari motor servo itu sendiri. Namun motor servo tidak akan mempertahankan posisinya untuk selamanya, sinyal PWM harus diulang setiap 20 ms (mili second)  agar posisi poros motor servo tetap bertahan pada posisinya. Berikut ini adalah ilustrasi dari perbedaan open loop system vs closed loop system dimana motor servo mengandalkan closed loop system dengan sinyal umpan balik (feedback) sehingga posisi yang ditargetkan akan tergapai secara otomatis:

Gambar 04. Sistem Kerja Motor Servo
(Source: https://www.micromo.com/)

3. Penutup

Demikian penjabaran singkat tentang “Belajar Tentang Dasar Motor Servo”. Untuk selanjutnya, buat yang ingin mempelajari Arduino dan lebih mengenal Arduino ataupun sistem Automation lainnya seperti PLC silakan follow akun sosial media saya di facebook “fungkyking” juga diblog saya di http://festyy.com/wNiBaj dan jangan lupa subscribe serta Like channel youtube saya juga di (fungky king) https://www.youtube.com/channel/UCWbN7TqlN68FxeFY7uCNhkA untuk melihat tulisan-tulisan serta hasil rancangan alat-alat berbasis mikrokontroler yang kami buat. Kami juga menerima pembuatan alat-alat elektronika baik untuk penelitian ataupun alat untuk syarat kelulusan.

Demikian pembahasan singkat yang dapat dibahas, mohon maaf jika terdapat kesalahan dalam penulisan yang mana semua ini semata-mata hanya opini pribadi berdasarkan pengalaman. Jika ada kekurangan dan tambahan dari materi pembahasan yang dibahas silahkan dapat teman-teman sertakan pada kolom komentar tambahan materi yang ingin disampaikan, sampaikan pertanyaan dan isi kolom komentar dengan bijak.

           

Terima Kasih,

Salam Otomatisasi

Afriansyah, S.T.

(Fungky King)

http://fungkynotes.blogspot.co.id

fungkyking01@gmail.com

Kata Kunci / Keywords: ATMEGA, Arduino, Arduino IDE, Arduino UNO, Bahasa C, fungkynotes.blogspot.co.id, fungky corporation, fungky king, microcontroller, otomatis, pemprograman, programming, plc, NodeMCU, ESP8266, Internet of Things (IoT), Wi-Fi, PWM, ADC, LED, Blink, I2C (Inter-Integrated Circuit), Two-wire (TWI), Program LCD 16X2 I2C (Inter-Integrated Circuit), Sensor Suhu LM35, LCD (Liquid Crystal Display), Motor Servo

Referensi / Reference:

• www.arduino.ac.id
• www.fungkynotes.blogspot.com
• http://gestyy.com/w5Z3jE
• http://festyy.com/wNiBaj
• http://destyy.com/wMatJW
• http://arduino.cc/en/Main/Software
• www.google.com
• 8-bit Atmel Microcontroller with 128Kbytes In-System Programmable Flash: ATMEGA128
• Atmel, AVR318: Dallas 1-Wire Master on tinyAVR and megaAVR
• Afriansyah. 2012. Pengukur Kadar pH Air Berbasis Mikrokontroler ATMega 8, TE-UGM, Yogyakarta.
• https://fungkynotes.blogspot.com/2019/03/menghubungkan-aplikasi-arduino-ide.html
• https://fungkynotes.blogspot.com/2019/02/instruksi-instruksi-dasar-pada.html
• https://fungkynotes.blogspot.com/2019/02/apa-itu-sketch-arduino.html
• http://arduino.cc/en/Guide/Windows
• www.insinyoer.com