NAMA :SATRIA DWI CAHYADI

PANGKAT : SERDA

NIM : 20190440 - E

NO. ABSEN :20

                                PERCOBAAN 6

RANGKAIAN MENGONTROL MOTOR UNTUK MENGENDALIKAN AZIMUT DAN ELEVASI

TUJUAN : AGAR BAMASIS DAPAT MEMBUAT DAN MENGONTROL MOTOR UNTUK MENGENDALIKAN AZIMUT DAN ELEVASI

1.    ALAT DAN BAHAN :

A.     NPN Transistor

B.     RELAY

C.     Motor DC

D.     Switch

E.     BATT

F.      Live Wire

2.    DASAR TEORI :

A. Rangkaian Transistor NPN

Sebenarnya pada awal ditemukannya komponen transistor, fungsi yang diaplikasikan adalah sebagai penguat amplifier suatu sinyal. Namun karena sifat dan karakteristiknya, ternyata transistor juga bisa diaplikasikan sebagai sebuah saklar dalam sebuah rangkaian listrik. Untuk itu, sebelum kita membahas hal tersebut, saya akan mengajak teman-teman untuk merefresh dulu tentang susunan dan cara kerja transistor. Perhatikan gambar dibawah ini. Kali ini saya memberikan contoh jenis transistor NPN.

Pada transistor NPN, arus yang berada pada kaki “Collector”  hanya akan mengalir ke kaki “Emitor” apabila ada sedikit saja arus atau tegangan yang menyuplai ke kaki “Basis”.Secara sederhana, transistor bisa dianalogikan sebagai sebuah kran air. Lihat gambar berikut .Saat ruangan B diberi tekanan air, maka akan mendorong katup kran sehingga air dari ruangan C akan mengalir ke ruangan E. Dari ilustrasi tersebut menggambarkan bahwa besarnya nilai arus/tegangan yang diberikan ke kaki “basis” juga dapat mengontrol  nilai arus yang keluar ke “Emitor”.Kembali pada pembahasan transistor sebagai saklar. Seperti yang kita ketahui bahwa saklar adalah suatu komponen yang memiliki dua keadaan yaitu  on dan off.  Pada kondisi off arus tidak bisa mengalir karena terputus aliran arusnya. Sedangkan pada kondisi on bisa mengalirkan arus listrik. Dari perumpamaan transistor sebagai saklar pada gambar keran air diatas, diketahui bahwa komponen transistor memiliki sifat / karakteristik saklar. Ketika kaki “Basis” transistor tidak diberikan arus, tidak ada arus emitor, berarti transistor dalam kondisi terbuka (saklar off).  Kalau arus basis yang diberikan cukup, maka arus “Colector” akan mengalir ke kaki “Emitor” . Namun bagaimana bila arus “Basis” yang diberikan lebih besar ? Inilah yang disebut dengan kondisi saturasi. Jika arus pada basis transistor diberikan lebih besar dari yang diperlukan oleh transistor untuk mencapai saturasi, maka transistor berada dalam keadaan over saturation, tegangan kolektor-emitor kecil (sekitar 0,2-0,3 Volt) dan itu berarti transistor berada dalam keadaan saklar tertutup.

B.   RELAY

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Prinsip Kerja Relay

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

1. Electromagnet (Coil)

2. Armature

3. Switch Contact Point (Saklar)

4. SpringBerikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

§     Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)

§     Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

Arti Pole dan Throw pada Relay

Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw :

§     Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay

§     Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)

Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :

§     Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.

§     Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.

§     Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.

§     Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya. Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :

Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :

1.            Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)

2.            Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)

3.            Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.

4.            Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short)

C.   Motor DC

Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Bagian utama motor DC adalah statos dan rotor dimana kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub   magnet           permanen.
Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.

Prinsip Dasar Cara Kerja 

Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor dapat dilihat pada gambar berikut.

Pada motor dc, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi, sekaligus sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan energi,: Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang disebabkan reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang dilindungi oleh medan maka menimbulkan perputaran motor.

Prinsip Arah Putaran Motor 

Untuk menentukan arah putaran motor digunakan kaedah Flamming tangan kiri. Kutub-kutub magnet akan menghasilkan medan magnet dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan. Jika medan magnet memotong sebuah kawat penghantar yang dialiri arus searah dengan empat jari, maka akan timbul gerak searah ibu jari. Gaya ini disebut gaya Lorentz, yang besarnya sama dengan F. Prinsip motor : aliran arus di dalam penghantar yang berada di dalam pengaruh medan magnet akan menghasilkan gerakan. Besarnya gaya pada penghantar akan bertambah besar jika arus yang melalui penghantar bertambah besar.

5.    PERCOBAAN RANGKAIAN

                 KIRI : AZIMUTH                            KANAN : ELEVASI

Pada rangkaian di atas kita coba switching 1 dan 2 masing masing ON dan OFF, dan dilakukan perbedaan Hambatan pada VR yaitu 10% s.d. 100% dan termasuk perubahan pada arah putaran motor juga berbeda dengan kekuatan VR sebesar 100 Ohm masing asing Transistor dan Relay di hubungakan dengan Ground jadi Kita akan menentukan apakah terjadi induksi magnetic pada rangkaian di Relay 1 dan 2. Lalu apakah perputaran motor semakin cepat ketika VR di naikkan menjadi 100%

6.    ANALISA

NO.	VR	RELAY 1		RELAY 2		KETERANGAN
		SWITCHING ON	SWITCHING OFF	SWITCHING ON	SWITCHING OFF
1.	10%	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor Pelan	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor Pelan	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor Pelan	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor Pelan	Pada Setiap percobaan terjadi Induksi Magnetic yang menyebabkan motor Bergerak Searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam
2.	20%	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor cukup pelan	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor cukup Pelan	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor cukup Pelan	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor cukup Pelan	Pada Setiap percobaan terjadi Induksi Magnetic yang menyebabkan motor Bergerak Searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam
3.	30%	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor sedikit cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan sedikit cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan sedikit cepat	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan sedikit cepat	Pada Setiap percobaan terjadi Induksi Magnetic yang menyebabkan motor Bergerak Searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam
4.	40%	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan sedikit cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan sedikit cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan sedikit cepat	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan sedikit cepat	Pada Setiap percobaan terjadi Induksi Magnetic yang menyebabkan motor Bergerak Searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam
5.	50%	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan cukup cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan cukup cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan cukup cepat	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan cukup cepat	Pada Setiap percobaan terjadi Induksi Magnetic yang menyebabkan motor Bergerak Searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam
6.	60%	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor cukup cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor cukup cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor cukup cepat	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor cukup cepat	Pada Setiap percobaan terjadi Induksi Magnetic yang menyebabkan motor Bergerak Searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam
7.	70%	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor cepat	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor cepat	Pada Setiap percobaan terjadi Induksi Magnetic yang menyebabkan motor Bergerak Searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam
8.	80%	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor cepat	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor cepat	Pada Setiap percobaan terjadi Induksi Magnetic yang menyebabkan motor Bergerak Searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam
9.	90%	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor sangat cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor sangat cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor sangat cepat	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor sangat cepat	Pada Setiap percobaan terjadi Induksi Magnetic yang menyebabkan motor Bergerak Searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam
10.	100%	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor sangat cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor sangat cepat	Arah Putaran Berlawanan arah jarum jam kecepatan Motor sangat cepat	Arah Putaran Searah jarum jam kecepatan Motor sangat cepat	Pada Setiap percobaan terjadi Induksi Magnetic yang menyebabkan motor Bergerak Searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam

3.    KESIMPULAN :

1.     Pada rangkaian Azimut dan Elevasi
semakin besar hambatan yang diberikan pada VR, semakin cepat juga Gerak motor berputar

2.   Pada rangkaian tersebut terbukti bahwa apabila yang di ON kan adalah SW 1 maka arah putaran motor bergerak berlawanan arah jarum jam dan apabila di OFF kan maka arah putaran motor bergerak searah jarum jam.

3.   Pada rangkaian tersebut terbukti bahwa apabila yang di ON kan adalah SW 2 maka arah putaran motor bergerak searah jarum jam dan apabila di OFF kan maka arah putaran motor bergerak berlawanan arah jarum jam.

4.   Besarnya hambatan pada VR juga berpengaruh terhadap gerak motor dan arah gerak motor tersebut