laporan praktikum rangkaian h-bridge kontrol

7/26/2019 Laporan Praktikum Rangkaian H-Bridge Kontrol

1/16

LAPORAN PRAKTIKUM

SISTEM KENDALI

RANGKAIAN H-BRIDGE

( PENGONTROL ARAH PUTAR MOTOR DC)

OLEH :

NAMA : MUHAMAD MUSTOFA

NIM : 130534608385

PRODI : S1 PTE

OFFERING : B

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

ANGKATAN 2013


2/16

LAPORAN 3

RANGKAIAN MOTOR DC H-BRIDGE

1. TUJUAN

1. Mahasiswa mampu merancang rangkaian motor DC H-Bridge menggunakan transistor

PNP atau NPN

2. Mahasiswa mampu menganalisa rangkaian motor DC H-Bridge menggunakan transistor

PNP atau NPN

2. DASAR TEORI

A. Motor DC

1. Prinsip Kerja

Setiap arus yang mengalir melalui sebuah konduktor akan menimbulkan medan

magnet. Arah medan magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kiri. Ibu jari

tangan menunjukkan arah aliran arus listrik sedangkan jari-jari yang lain

menunjukkan arah medan magnet yang timbul, seperti yang ditunjukkan oleh gambar

1 berikut ini

Gambar 1 . Kaidah Tangan Kiri


3/16

Jika suatu konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan dalam sebuah medan

magnet, kombinasi medan magnet akan ditunjukkan oleh gambar 2. Arah aliran arus

listrik dalam konduktor ditunjukkan dengan tanda x atau .. Tanda x

menunjukkan arah arus listrik mengalir menjauhi pembaca gambar, tanda .

menunjukkan arah arus listrik mengalir mendekati pembaca gambar 2.

Gambar 2 . Konduktor Berarus Listrik Dalam Medan Magnet

Pada sebuah motor dc, konduktor dibentuk menjadi sebuah loop sehingga ada dua

bagian konduktor yang berada didalam medan magnet pada saat yang sama, seperti

diperlihatkan pada gambar 3.

Gambar 3 Bergeraknya Sebuah Motor

Konfigurasi konduktor seperti ini akan menghasilkan distorsi pada medan magnet

utama dan menghasilkan gaya dorong pada masing-masing konduktor. Pada saat

konduktor di tempatkan pada rotor, gaya dorong yang timbul akan menyebabkan rotor

berputar searah dengan jarum jam, seperti diperlihatkan pada gambar 3.


4/16

Gambar 4. Konstruksi Dasar Motor DC

Pada gambar 4 diatas tampak sebuah konstruksi dasar motor dc, pada gambar

diatas terlihat bahwa pada saat terminal motor diberi tegangan dc, maka arus elektron

akan mengalir melalui konduktor dari terminal negatif menuju ke terminal positif.

Karena konduktor berada diantara medan magnet, maka akan timbul medan magnet

juga pada konduktor. Arah garis gaya medan magnet yang dihasilkan oleh magnet

permanen adalah dari kutub utara menuju ke selatan.

Sementara pada konduktor yang dekat dengan kutub selatan, arah garis gaya

magnet disisi sebelah bawah searah dengan garis gaya magnet permanen sedangkan di

sisi sebelah atas arah garis gaya magnet berlawanan arah dengan garis gaya magnet

permanen. Ini menyebabkan medan magnet disisi sebelah bawah lebih rapat daripada

sisi sebelah atas. Dengan demikian konduktor akan terdorong ke arah atas. Sementara

pada konduktor yang dekat dengan kutub utara, arah garis gaya magnet disisi sebelah

atas searah dengan garis gaya magnet permanen sedangkan di sisi sebelah bawah arah

garis gaya magnet berlawanan arah dengan garis gaya magnet permanen. Ini

menyebabkan medan magnet disisi sebelah atas lebih rapat daripada sisi sebelahbawah. Dengan demikian konduktor akan terdorong ke arah bawah. Pada akhirnya

konduktor akan membentuk gerakan berputar berlawanan dengan jarum jam seperti

terlihat pada gambar 4


5/16

2. Membalik Arah Putaran Motor

Gambar 5. Arah Putaran Motor DC

Dari gambar 5 diatas, untuk membalik arah putaran motor dc, maka polaritas

tegangan pada terminal motor harus dibalik.

B. Rangkaian Motor DC H- bridge

H-Bridge secara harfiah adalah jembatan H atau jembatan yang membentuk

huruf H. Fungsinya adalah untuk mengontrol motor DC. H-bridge bisa untuk

mengontrol motor putar kanan, putar kiri dan bisa untuk mengontrol PWM (Pulse

Width Modulation).

Driver H-bridge bisa di rangkai menggunakan kombinasi saklar, kombinasi

Transistor, maupun kombinasi relay. Selain itu, di pasaran, tersedia IC khusus H-

Bridge, yakni IC L298 dan L293. Untuk mengatur putaran motor dapat menggunalan

konfigurasi H-Bridge, seperti tampak pada gambar 10 berikut ini

Gambar 10. Rangkaian Dasar H-Bridge Dengan konfigurasi ini kita akan

dapat menjalankan motor DC, membalik arah putaran atau menghentikan dari kontrol


6/16

logika TTL. Untuk mendapatkan arah putaran pertama kita menutup saklar SA dan

SD. Sedangkan untuk membalik arah putaran kita buka saklar SA dan SD , dan

menutup saklar SB dan SC . Pada rangkaian sesungguhnya saklarsaklar tersebut

diganti dengan transistor sehing-ga bisa mudah dikontrol oleh MCU.

Gambar 11. H-Bridge dengan saklar Transistor

Rangkaian driver motor DC H-Bridge transistor ini dapat mengendalikan arah

putaran motor DC dalam 2 arah dan dapat dikontrol dengan metode PWM (pulse

Width Modulation) maupun metode sinyal logika dasar TTL (High) dan (Low). Untuk

pengendalian motor DC dengan metode PWM maka dengan rangkaian driver motor

DC ini kecepatan putaran motor DC dapat dikendalikan dengan baik. Apabila

menggunakan metode logika TTL 0 dan 1 maka rangkaian ini hanya dapat

mengendalikan arah putaran motor DC saja dengan kecepatan putaran motor DC

maksimum. Rangkaian driver motor DC H-Bridge ini menggunakan rangkaian

jembatan transistor 4 unit dengan protesi impuls tegangan induksi motor DC berupa

dioda yang dipasang paralel dengan masing-masing transistor secara reverse bias.

Rangkaian Driver Motor DC H-Bridge Transistor


7/16

Proses mengendalikan motor DC menggunakan rangkaian driver motor DC H-

Bridge diatas dapat diuraikan dalam beberapa bagian sebagai berikut : Driver Motor

DC dengan metode logika TTL (0 dan 1) atau High dan Low hanya dapat

mengendalikan arah putar motor DC dalam 2 arah tanpa pengendalian kecepatan

putaran (kepatan maksimum). untuk mengendalikan motor DC dalam 2 arah dengan

rangkaian driver motor dc h-bridge diatas konfiguarasi kontrol pada jalur input adalah

dengan memberikan input berupa logika TTL ke jalur input A dan B. Untuk

mengendalikan arah putar searah jarum jam adalah dengan memberikan logika TTL 1

(high) pada jalur input A dan logika TTL 0 (low) pada jalur input B. Untuk

mengendalikan arah putar berlawanan arah jarum jam adalah dengan memberikan

logika TTL 1 (high) pada jalur input B dan logika TTL 0 (low) pada jalur input A.

3. ALAT DAN BAHAN

1.

Alat

Multimeter 1 Buah

DC Power Supplay 1 Buah

2. Bahan

TIP 41 4 Buah

Resistor 330 Ohm 4 Buah

Motor DC 1 Buah

Project Board 1 Buah

Kabel Jumper Secukupnya


8/16

4. LANGKAH KERJA

1. Siapkan alat dan bahan

2.

Cek keadaan alat dan bahan, pastikan dalam kondisi baik

3.

Perhatikan keselamatan dan kesehatan kerja

4. Rangkailah percobaan sesuai gambar berikut

5. Masukkan sumber tegangan DC

6. Atur input saklar 1 dan saklar 2 sesuai dengan tabel percobaan

7. Amati perubahan output pada rangkaian

8. Tulis hasil percobaan pada tabel hasil percobaan

9. Konsultasikan pada asisten praktikum jika ada kesulitan

10.Jika di rasa percobaan cukup, rapikan alat dan bahan kemudian kembalikan ke tempat

semula, perhatikan kebersihan tempat kerja

11.

Berikan hasil percobaan pada asisten praktikum

12.Buat laporan mengenai percobaan yang telah di lakukan


9/16

5. HASIL

No

Input

Output

Saklar 1 Saklar 2

1 0 0 Motor berhenti

2 1 0 Motor berputar searah jarum jam

3 0 1 Motor berputar berlawanan arah jarum jam

4 1 1 Motor berhenti

Simulasi

1. Input ( 0 0 )


10/16

2.

Input ( 1 0 )

3. Input ( 0 1 )


11/16

4.

Input ( 1 1 )

6.

ANALISA

Percobaan yang telah di lakukan di atas merupakan simulasi dari rangkaian

pengontrol arah putaran motor DC yang di sebut dengan rangkaian HBridge. Dalam

percobaan, terdapat ketentuan logika sebagai berikut :

a. Logika 1 adalah ketika saklar 1 atau penghantar 1 mendapat VCC sebesar 12 volt

b.

Logika 0 adalah ketika saklar atau penghantar putus hal ini ekuivalen dengan ground

c. Putar kanan atau putar kiri oleh penulis di lihat dari sisi poros motor ( bukan dari sisi

kipas )

d. Rangkaian h-Bridge yang di gunakan menggunakan transistor tipe NPN, akan tetapi

trangkaian H- bridge juga dapat di buat dari transisitor PNP , tergantung desain dan

prinsip kerja masing masing transistor.

e.

Pada simulasi garis merah menunjukkan aliran VCC, dan hijau aliran ground


12/16

a. Percobaan Pertama

Pada percobaan pertama, saklar 1 dan saklar 2 di beri inputan 0 ( tidak ada

arus yang mengalir ) . Percobaan 1 dapat di lihat dari gambar berikut :

Dari gambar di atas, sangat jelas bahwa arus ( penghantar merah ) tidak mengalir

karena sklar terbuka, sehingga tidak dapat memicu basis pada transistor. Pada kondisi

ini transistor ekuivalen dengan saklar terbuka / NO ( Normally Open ) , dengan

demikian tidak ada aliran arus dari kolektor ke emitor. Maka dari itu motor tidak

bergerak sama sekali.

b. Percobaan 2

Pada percobaan kedua, saklar 1 di beri inputan 1 dan saklar 2 di beri inputan 0

. Percobaan 2 dapat di lihat dari gambar berikut :


13/16

Berikut merupakan arah arus pada gambar di atas,

Ketika S1 di beri input 1 ( 12 Volt ) dan S2 0 , maka arus akan mengalir melalui

saklar 1 dan masuk pada transistor 1, karena itu basis pada transistor akan terpicu

sehingga ekuivalen dengan saklar tertutup / NC dan , mengalirkan tegangan dari

kolektor ke emittor, sehingga tegangan mengalir dari VCC menuju motor. Transistor

4 juga dalam keadaan aktif, maka dari itu satu satunya jalan arus untuk menuju

kolektor pada transistor 4 adalah melewati motor dari sisi kiri menuju sisi kanan dan

motor akan berputar searah jarum jam. Transistor 2 dan transistor 3 dalam keadaan

OFF karena tidak ada tegangan yang mengalir ke basis , sehingga ekuivalen dengan

saklar terbuka / NO.

Berikut ututannya :

VCC Transistor 1 Motor Transistor 4 Ground

c.

Percobaan 3

Pada percobaan kedua, saklar 1 di beri inputan 0 dan saklar 2 di beri inputan 1 .

Percobaan 2 dapat di lihat dari gambar berikut :


14/16

Berikut merupakan arah arus pada gambar di atas,

Ketika S2 di beri input 1 ( 12 Volt ) dan S1 0 , maka arus akan mengalir melalui

saklar 2 dan masuk pada transistor 2, karena itu basis pada transistor akan terpicusehingga ekuivalen dengan saklar tertutup / NC dan , mengalirkan tegangan dari

kolektor ke emittor, sehingga tegangan mengalir dari VCC menuju motor. Transistor

3 juga dalam keadaan aktif, maka dari itu satu satunya jalan arus untuk menuju

kolektor pada transistor 3 adalah melewati motor dari sisi kanan menuju sisi kiri dan

motor akan berputar berlawanan arah jarum jam. Transistor 1 dan transistor 4 dalam

keadaan OFF karena tidak ada tegangan yang mengalir ke basis , sehingga ekuivalen

dengan saklar terbuka / NO.


15/16

Berikut ututannya :

VCC Transistor 2 Motor Transistor 3 Ground

d. Percobaan Keempat

Pada percobaan pertama, saklar 1 dan saklar 2 di beri inputan 1 ( semua

Transistor aktif ) Percobaan 1 dapat di lihat dari gambar berikut :

Pada percobaan terakhir di atas, terlihat bahwa ketika semua sklar di beri

inputan 1 maka seluruh transistor akan aktif atau ekuivalen dengan saklar tertutup,

sehingga tegangan dari VCC akan langsung menuju ground tanpa melewati motor.

Hal ini terjadi karena sifat arus listrik yang akan mengalir menuju beda potensial

tertinggi dan resistansi terendah. Dengan demikian motor tidak akan berputar.


16/16

7. KESIMPULAN

Dari percobaan di atas, dapat di simpulkan bahwa :

1.

Motor DC dapat di ubah arah putarnya dengan membalik polaritas tegangannya

2.

Rangkaian H-Bridge merupakan rangkaian untuk mengontrol arah putar motor DC ,

baik itu ke kanan ataupun ke kiri.

3. Pada rangkaian H-Bridge ketika kedua saklar ON atau OFF, maka motor tidak

bergerak sama sekali, hal ini terjadi karena tidak ada aliran arus yang melewati beban

( motor DC )

4.

Pada saat saklar 1 ON dan saklar 2 OFF, maka motor akan berputar searah jarumjam, karena arus mengalir dari VCC ke transistor 1 dan 4 melalui beban ( motor DC )

5. Pada saat saklar 1 OFF dan saklar 2 ON, maka motor akan berputar berlawanan arah

jarum jam, karena arus mengalir dari VCC ke transistor 2 dan 3 melalui beban ( motor

DC )

8.

DAFTAR RUJUKAN

Yahya, sofian.2009.Kendali Putaran Motor DC Dengan PWM .Bandung : Politeknik

Negeri Bandung ( online ) Tersedia di :

https://www.academia.edu/6749440/Kendali_Putaran_Motor_DC_dengan_PWM

( Online )http://www.bagusprehan.com/2014/01/rangkaian-h-bridge-motor-dc-dengan-

relay.html Diakses pada : 11 febuari 2015

( Online )https://dhika13.wordpress.com/2012/12/13/rangkaian-driver-motor-dc-h-bridge-

sederhana/ Diakses pada : 11 febuari 2015

( Online ) http://elektronika-dasar.web.id/artikel-elektronika/driver-motor-dc-h-bridge-

transistor/ Diakses pada : 11 febuari 2015
https://www.academia.edu/6749440/Kendali_Putaran_Motor_DC_dengan_PWMhttp://www.bagusprehan.com/2014/01/rangkaian-h-bridge-motor-dc-dengan-https://dhika13.wordpress.com/2012/12/13/rangkaian-driver-motor-dc-h-bridge-sederhana/https://dhika13.wordpress.com/2012/12/13/rangkaian-driver-motor-dc-h-bridge-sederhana/https://dhika13.wordpress.com/2012/12/13/rangkaian-driver-motor-dc-h-bridge-sederhana/https://dhika13.wordpress.com/2012/12/13/rangkaian-driver-motor-dc-h-bridge-sederhana/http://www.bagusprehan.com/2014/01/rangkaian-h-bridge-motor-dc-dengan-https://www.academia.edu/6749440/Kendali_Putaran_Motor_DC_dengan_PWM

laporan praktikum rangkaian h-bridge kontrol

Documents