Praktek Motor Stepper

1. Tujuan : Bamasis Mampu Mempraktikkan Motor Stepper

2. Alat dan Bahan :

        a. Laptop

        b. Delphi

        c. DTMF Recorder

        d. Motor Stepper

3. Teori

        a. Jelaskan tentang motor stepper

Motor Stepper adalah jenis motor yang putarannya berdasarkan langkah (step) diskrit. Input pada motor stepper berasal dari pulsa-pulsa digital, berdeda dengan motor DC konvensional yang bekerja berdasarkan komutasi pada komponen brush (sikat) nya.

 

Step yang mengendalikan  motor berasal dari konstruksi kumparan yang disusun menjadi beberapa kelompok yang disebut fase. Motor dapat berputar apabila diberikan energi pada fase secara berurutan. Motor Stepper mengubah sinyal-sinyal listrik menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor Stepper bergerak dalam langkah (step) secara teratur. Anda dapat mengendalikan langkah pada motor mengunakan mikrokontroller maupun rangkaian digital. Torsi dari motor Stepper tidak sebesar motor DC. Namun, motor jenis ini memiliki tingkat presisi yang tinggi dalam putarannya. Kecepatan gerak pada stepper dinyatakan dalam step per second atau jumlah step per detik.

        b. Sebutkan jenis – jenis motor stepper

                1) Variable Reluctance (VR)

Stepper jenis ini merupakan jenis yang paling sederhana. Motor Stepper VR terdiri dari motor besi lunak dengan beberapa gerigi dan dikelilingi oleh belitan stator. Stator sendiri terdiri dari beberapa belitan yang terhubung langsung dengan inputnya. Belitan inilah yang menentukan sudut step pada motor. Rotasi pada motor terjadi ketika gerigi rotor ditarik ke kutub stator akibat dari pulsa digital yang diberikan. Pulsa digital membawa daya listrik sehingga menimbulkan medan elektromagnetik pada kumparan stator.

                2) Permanen Magnet (PM)

Stepper ini menggunakan magnet permanen pada rotornya dan bekerja pada atrikan atau tolakan antara rotor dan stator electromagnet. Tidak seperti tipe Variable Reluctance, tipe Permanen Magnet tidak memiliki gerigi pada rotornya. Sebagai gantinya, Stepper PM menggunakan magnet dengan alternating north dan kutub selatan dengan garis lurus yang sejajar dengan poros rotor. Kutub magnet pada rotor ini menghasilkan peningkatan intensitas fluks sehingga torsinya lebih tinggi dibandingkan stepper tipe VR.

            3) Stepper Hybrid 

Stepper Hybrid adalah gabungan dari dua jenis stepper diatas. Penggabungan jenis Variable Reluctance dan Permanen magnet bertujuan untuk memberikan daya maksimum dalam kemasan yang kecil. Karena konstruksi yang digabungkan maka harga dari stepper Hybrid lebih malah dari dua jenis yang lain. Namun, Stepper ini memiliki kombinasi sifat terbaik dari keduanya. Jenis Hybrid memberikan kinerja yang lebih baik dalam hal tingkat resolusi, torsi dan kecepatan. Rotor dari Stepper ini memiliki multi-gerigi seperti tipe VR dan berisi magnet konsentrik aksial disekitar porosya.

        c. Jelaskan prinsip kerja motor stepper

                Pada dasarnya, cara kerja  motor stepper berbeda beda, tergantung pada konstruksi rotor dan stator serta sistem lilitan pada statornya. Namun setiap stepper digerakkan oleh pulsa digital yang diubah setiap waktu. Kecepatan sinyal pulsa digital atau lebih tepatnya frekuensi sinyal mempengaruhi kecepatannya. Semakin cepat frekuensi sinyal, maka semakin cepat pula RPM pada stepper. 

            Sinyal digital ini dapat pula digunakan untuk menentukan posisi pada motor stepper. Misalnya saja, stepper dengan sudut step 1.8° maka untuk satu putaran penuh diperlukan 200 step, sehingga untuk setengah putaran stepper memerlukan 100 step dan untuk satu setengah putaran diperlukan 300 step. Hal inilah yang mejadikan stepper banyak dipakai pada mesin printer 3D dan CNC Engraving. Sinyal digital yang diberikan pada rotor menghasilkan medan magnetik yang berinteraksi dengan rotor pada motor stepper. Hal ini menyebabkan motor bergerak dalam satu sudut stepnya, dan  bertahan sampai sinyal digital berikutnya.

        d. Jelaskan tentang driver motor stepper

            Motor stepper mengubah sinyal elektronik menjadi gerakan mekanis setiap kali pulsa digital diberikan pada input. Setiap sinyal menggerakkan setiap step secara teratur. Apabila pada spesifikasi stepper tercantum sudut step 1.8° maka untuk satu putaran penuh diperlukan 360/1.8=200 step. Untuk menggerakkan setiap step pada stepper ada beberapa metode yang dapat dilakukan, diantaranya adalah :

                (1) Full Step

                (2) Half Step

4. Langkah Percobaan

        a. Buat program delphi dtmf sebagai control motor stepper

unit praktek1;

interface

uses

  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

  Dialogs, ExtCtrls, StdCtrls, jpeg, MMsystem, Vcl.Imaging.pngimage ;

type

  TForm1 = class(TForm)

    Image1: TImage;

    Image2: TImage;

    Image3: TImage;

    Image4: TImage;

    Label1: TLabel;

    Label2: TLabel;

    Label3: TLabel;

    Label4: TLabel;

    Image5: TImage;

    Image6: TImage;

    Image7: TImage;

    Image8: TImage;

    Edit1: TEdit;

    procedure Image1Click(Sender: TObject);

    procedure Image2Click(Sender: TObject);

    procedure Image3Click(Sender: TObject);

    procedure Image4Click(Sender: TObject);

    procedure Edit1Change(Sender: TObject);

  private

    { Private declarations }

  public

    { Public declarations }

  end;

var

  Form1: TForm1;

  Kotak: tShape;

implementation

{$R *.dfm}

procedure TForm1.Edit1Change(Sender: TObject);

begin

if edit1.Text='1' then

Begin

Image5.Visible:=true;

Image6.Visible:=false;

Image7.Visible:=false;

Image8.Visible:=false;

Label1.Visible:=true;

Label2.Visible:=false;

Label3.Visible:=false;

Label4.Visible:=false;

sndPlaySound('E:\MATKUL\SEMESTER 5\8. P INTERFACE\TUGAS 2\Dtmf-1.wav',SND_NODEFAULT Or SND_ASYNC);

edit1.Text:='';

end;

if edit1.Text='2' then

Begin

Image6.Visible:=true;

Image5.Visible:=false;

Image7.Visible:=false;

Image8.Visible:=false;

Label1.Visible:=false;

Label2.Visible:=true;

Label3.Visible:=false;

Label4.Visible:=false;

sndPlaySound('E:\MATKUL\SEMESTER 5\8. P INTERFACE\TUGAS 2\Dtmf-2.wav',SND_NODEFAULT Or SND_ASYNC );

edit1.Text:='';

end;

if edit1.Text='3' then

Begin

Image7.Visible:=true;

Image6.Visible:=false;

Image5.Visible:=false;

Image8.Visible:=false;

Label1.Visible:=false;

Label2.Visible:=false;

Label3.Visible:=true;

Label4.Visible:=false;

sndPlaySound('E:\MATKUL\SEMESTER 5\8. P INTERFACE\TUGAS 2\Dtmf-3.wav',SND_NODEFAULT Or SND_ASYNC );

edit1.Text:='';

end;

if edit1.Text='4' then

Begin

Image8.Visible:=true;

Image6.Visible:=false;

Image7.Visible:=false;

Image5.Visible:=false;

Label1.Visible:=false;

Label2.Visible:=false;

Label3.Visible:=false;

Label4.Visible:=true;

sndPlaySound('E:\MATKUL\SEMESTER 5\8. P INTERFACE\TUGAS 2\Dtmf-4.wav',SND_NODEFAULT Or SND_ASYNC );

edit1.Text:='';

end;

if edit1.Text='0' then

Begin

Image8.Visible:=false;

Image6.Visible:=false;

Image7.Visible:=false;

Image5.Visible:=false;

Label1.Visible:=false;

Label2.Visible:=false;

Label3.Visible:=false;

Label4.Visible:=false;

sndPlaySound('E:\MATKUL\SEMESTER 5\8. P INTERFACE\TUGAS 2\Dtmf-0.wav',SND_NODEFAULT Or SND_ASYNC );

edit1.Text:='';

end;

End;

procedure TForm1.Image1Click(Sender: TObject);

begin

sndPlaySound('E:\MATKUL\SEMESTER 5\8. P INTERFACE\TUGAS 2\Dtmf-0.wav',SND_NODEFAULT Or SND_ASYNC);

end;

procedure TForm1.Image2Click(Sender: TObject);

begin

sndPlaySound('E:\MATKUL\SEMESTER 5\8. P INTERFACE\TUGAS 2\Dtmf-1.wav',

    SND_NODEFAULT Or SND_ASYNC );

end;

procedure TForm1.Image3Click(Sender: TObject);

begin

sndPlaySound('E:\MATKUL\SEMESTER 5\8. P INTERFACE\TUGAS 2\Dtmf-2.wav',

    SND_NODEFAULT Or SND_ASYNC );

end;

procedure TForm1.Image4Click(Sender: TObject);

begin

sndPlaySound('E:\MATKUL\SEMESTER 5\8. P INTERFACE\TUGAS 2\Dtmf-3.wav',

    SND_NODEFAULT Or SND_ASYNC );

end;

end.

        b. Buat rangkaian control motor stepper

5. Analisa

        A. Pada pembuatan kontrol DTMF pada Delphi7/Embarcardero bamasis harus membuat design yang sedemikian rupa agar bisa menjai kontrol robot yang akan di buat. Pada percobaan ini dilaksanakan percobaan mengguakan DTMF control menggunakan tombol keyboard 1,2,3,4,5, dan 0.

              B. Penulisan coding pada Delphi7/Embarcardero harus berhati hati dan teliti karena menggunakan bahasa pemrograman yang tepat agar sistem dapat berjalan dan tidak terjadi error yang dapat mengakibatkan sistem tidak dapat bekerja.

            C. Dalam percobaan pertama ini kita menggunakan Tedit untuk memasukkan input yang selanjutnya akan diproses oleh sensor dan komponen yang telah di rangkai menggunakan DTMF.

          D. Saat percobaan telah bisa di gunakan kita sambungkan dengan rangkain yang telah di buat dengan menggunakan motor stepper, rangkaian motor stepper tersebut di hubungkan dengan rangkaian relay yang terdapat pada rangkaian DTMF.

6. Kesimpulan dan saran ( OMP dan OMSP )

        A.   OMP

-    Pada OMP sistem DTMF decoder ini dapat di gunakan untuk mengontrol robot yang di gunakan pada saat perang kususnya padasaat kontrol senjaa pada robot ground vihicle maupun dengan UAV.

        B.   OMSP

-     Sistem DTMF decoder ini dapat di gunakan untuk mengontrol robot yang di gunakan untuk membantu pada pertanian peernakan maupun perikanan yang menjadikan nada perintah dalam suatu kegiatan. 

-    Sistem DTMF dapat di gunakan untuk pengontrolan motor stepper dengan jarak jauh. Dengan cara menghubungkan dengan ragkaian HT maupun dengan HP karena pada dsaat di terima yang dapat di terima adalah nada tone yang di hasilkan oleh HT maupun HP.