• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Kursi roda elektrik menggunakan joystik berbasis mikrokontroler atmega 8535
 

Kursi roda elektrik menggunakan joystik berbasis mikrokontroler atmega 8535

on

  • 802 views

 

Statistics

Views

Total Views
802
Views on SlideShare
796
Embed Views
6

Actions

Likes
0
Downloads
30
Comments
0

1 Embed 6

http://muhammadriyansyah94.blogspot.com 6

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Kursi roda elektrik menggunakan joystik berbasis mikrokontroler atmega 8535 Kursi roda elektrik menggunakan joystik berbasis mikrokontroler atmega 8535 Document Transcript

    • KURSI RODA MIKROKONTROLER ATMEGA 8535,1C,TEKNOLOGI RISC(Okta dwika & Riski widodo) 27KursiRodaElektrikMenggunakanJoystikBerbasisMikrokontrolerATMEGA 8535Oktadwika (5223093013)Riski Widodo (5223093008)Alumni Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,Fakultas Teknik, Universitas Negeri JakartaTermasuk dalam kategori jurnal keteknikan.PirhotJetroSimangunsongMahasiswa Program Studi D3. Teknik Elektronika, Jurusan TeknikElektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri JakartaNo. Reg : 5223125013ABSTRAKOktadwika, RiskiWidodo,KursiRodaElektrikMenggunakanJoystikBerbasisMikrokontrolerATMEGA 8535, Tugas Akhir, Jakarta, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, UniversitasNegeri Jakarta, Desember 2012. Tugas Akhir dibuat dengan tujuan untuk membuat KursiRoda Elektrik menggunakan Joystick dengan kendali Mikrokontroler ATmega8535 dengandidukung joystick sebagai modul input dan motor DC sebagai actuator . Pembuatan TugasAkhir dilakukan di ruang praktikum dan laboratorium , Jurusan Teknik Elektro, FakultasTeknik, Universitas Negeri Jakarta yang dibuat terhitung dari bulan Agustus hinggaDesember 2012. Kursi roda merupakan salah satu alat bantu bagi penyandang cacat kaki danorang yang fisiknya lemah untuk dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Sering jugadimaksudkan, bahwa kursi roda digunakan untuk meningkatkan kemampuan mobilitas bagiorang yang memiliki kekurangan seperti orang yang cacat fisik, pasien rumah sakit yangtidak diperbolehkan untuk melakukan banyak aktivitas fisik, orang tua (manula), dan orang -orang yang memiliki resiko tinggi untuk terluka bila berjalan sendiri. Mikrokontroler adalahIC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus (Agus Bejo, 2007). Biasanyadigunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika. Beberapatahun terakhir, mikrokontroler sangat banyak digunakan terutama dalam pengontrolan robot .seiring perkembangan elektronika, mikrokontroler dibuat semakin kompak dengan bahasapemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR (Alf andVegard’s Risc Processor) ATmega 8535 yang menggunakan teknologi RISC (ReduceInstruction Set Computing) dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkansatu siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program.Kata Kunci : Kursiroda, Mikrokontroler ATMEGA 8535, IC, Teknologi RISC.
    • HAD3ELKA, Vol 096, No: 1 April 2012: 27-3628PENDAHULUANLatar BelakangDalam sejarahnya, penerapan ilmu dapatdikembangkan dengan sejalannya tuntutanmasalah atau kasus kecil dalam rutinitaskehidupan. Pencapaiannya dapat dilihat dariberbagai pemikiran inovasi dan kreatifitas.Ditambah lagi komunikasi yang sudahmelampaui batasannya, sehingga kita bisamendapatkan segala informasi dengan sangatmudah dan cepat. Kreatifitas danketekunan menjadi tuntutan dalampengembangan rumah sakit, persaingan dalamhal hasil dan kecepatan proses kinerjamembuat pemikiran atas peningkatan sistemkendali yang digunakan. Banyaknya bidangalat kesehatan dalam rumah sakit yang mulaimenggunakan alat – alat modern, untukmendukung hasil yang lebih efisien. Rumahsakit mulai menunjukan perannya dalam duniateknologi. Salah satunya, masih banyak rumahsakit yang menggunakan kursi roda yangproses kerjanya masih secara manual danhasilnya kurang efisien, terkadangmendapatkan masalah atau kendala lainnya.Untuk mengatasi hal tersebut, solusi yangdapat dilakukan rumah sakit yakni mengubahsebagian sistem operasi kerja yang ditanganioleh tenaga kerja perawat denganmenggunakan sistem robot, khususnya dalammenangani pasien penyandang cacat. Tenagadan ketahanan tenaga kerja perawat yangterbatas menyebabkan kursi roda berjalancukup lambat dan tidak efisien. Oleh karenaitu, dirancang suatu Kursi Roda Elektrikmenggunakan Joystick Berbasis ATmega8535yang dapat membantu tenaga kerja perawatkhususnya dalam membantu pasien yang tidakmampu berjalan dengan sistem kendalijoystick. Jika joystick di aktifkan maka kursiroda ini akan bergerak kearah yang ditujusesuai dengan arah mana yang diinginkan olehpengguna. Hal tersebut meringankan bebanpara penderita penyandang cacat dan dapatmemperoleh hasil yang lebih bermanfaat.Indentifikasi MasalahDari latar belakang masalah yang telahdiuraikan di atas, maka dapatdiidentifikasi masalah sebagai berikut:1. Bagaimana cara membuat dan merencanakanalat berbasiskan Mikrokontroler ATmega 8535yang dapat menggerakkan aktuasi dari joystick?2. Bagaimana prinsip kerja dari motor DCsebagai penggerak pada kursi roda berjalandan aktuasi joystick ?3. Bagaimana merancang suatu rangkaian inputdan output yang dapat dikendalikan melaluiMikrokontroller ATMega8535?4. Dapatkah sistem Mesin dikendalikan olehMikrokontroller ATMega8535?5. Bahasa pemrograman apakah yang dapatdipergunakan dalam membuat program untukmenggerakkan kursi roda elektrik tersebut?1.1 Pembatasan MasalahDengan mempertimbangkan latar belakangdan identifikasi masalah, dimana khususnyapada alat kursi roda elektrik hanya dapatbergerak mengikuti instruksi input joystickyang akan menggerakkan motor DC sebagaiaktuator kursi roda elektrik denganmenggunakan Mikrokontroler AVR Atmega8535 sebagai pengendali.1.21.3 Perumusan MasalahBerdasarkan latar belakang, indentifikasimasalah serta pembatasan maalah, maka padaTugas Akhir, dirumuskan masalah ebagaiberikut:”Bagaimana membuat kursi roda elektrikberbasis Mikrokontroler AVR Atmega 8535dan joystick sebagai pengendali?”1.41.5 TujuanBerdasarkan hasil penelitian, maka tujuanpembuatan Kursi Roda Elektrik menggunakanJoystick Berbasis Mikrokontroller AVRATmega8535 adalah :1. Tujuan dari penelitian Tugas Akhir adalahuntuk membuat Kursi Roda Elektrikmenggunakan Joystick dengan kendaliMikrokontroler ATmega8535 dengandidukung joystick sebagai modul input danmotor DC sebagai actuator.2. Untuk memenuhi mata kuliah Tugas Akhirsebagai syarat kelulusan Program StudiDiploma III Teknik Elektronika, JurusanTeknik Elektro, Fakultas Teknik UniversitasNegeri Jakarta dan memperoleh gelar AhliMadya.
    • ATMEGA 8535,1C,TEKNOLOGI RISC(Okta dwika & Riski widodo)293. Mengaplikasikan ilmu yang telah diperolehselama kuliah dalam perancangan TugasAkhir.4. Memberikan ide dan inovasi baru dalambidang rumah sakit.ManfaatBerdasarkan hasil penelitian, maka manfaatpembuatan Kursi Roda Elektrik menggunakanJoystick Berbasis Mikrokontroler AVRATMega 8535 adalah :1.Dapat di aplikasikan dalam bidang rumah sakituntuk mempermudah orang penyandang cacat.2.Dapat dijadikan media pembelajaran sertameningkatkan kreativitas dalamperkembangan teknologi otomasi daninstrumen kendali.3.Dapat di jadikan bahan penelitian atauperbandingan oleh para peneliti atau akademisilainnya yang akan membuat ataumemodifikasi sistem otomasi dan kendali.Kegunaan PenelitianKegunaan dari pembuatan TugasAkhir,nantinya dapat diaplikasikan sebagai alat multifungsi sesuai aplikasi serta bidang yangditentukan. Selain itu, juga diharapkan dapatdijadikan sebagai bahan referensipembelajaran guna menambah pengetahuandibidang robotika pada umumnya sertamengakrabkan masyarakat dengan teknologikhususnya sistem kontrol mikrokontroler.Sistematik PenulisanDalam penyusunan Laporan Tugas Akhirtersusun atas 6 bab dengan sistematika berikut:Kajian TeoritisDefinisi Kursi RodaKursi roda merupakan salah satu alat bantubagi penyandang cacat kaki dan orang yangfisiknya lemah untuk dapat berpindah dari satutempat ke tempat lain. Sering jugadimaksudkan, bahwa kursi roda digunakanuntuk meningkatkan kemampuan mobilitasbagi orang yang memiliki kekurangan sepertiorang yang cacat fisik, pasien rumah sakityang tidak diperbolehkan untuk melakukanbanyak aktivitas fisik, orang tua (manula), danorang - orang yang memiliki resiko tinggiuntuk terluka bila berjalan sendiri.Landasan TeoriDeskripsi Mikrokontroler ATmega 8535.Gambar 2 Bentuk Mikrokontroler ICATmega 8535Mikrokontroler adalah IC yang dapatdiprogram berulang kali, baik ditulis ataudihapus (Agus Bejo, 2007). Biasanyadigunakan untuk pengontrolan otomatis danmanual pada perangkat elektronika. Beberapatahun terakhir, mikrokontroler sangat banyakdigunakan terutama dalam pengontrolan robot.seiring perkembangan elektronika,mikrokontroler dibuat semakin kompakdengan bahasa pemrograman yang juga ikutberubah. Salah satunya adalah mikrokontrolerAVR (Alf and Vegard’s Risc Processor)ATmega 8535 yang menggunakan teknologiRISC (Reduce Instruction Set Computing)dimana program berjalan lebih cepat karenahanya membutuhkan satu siklus clock untukmengeksekusi satu instruksi program.Mikrokontroler AVR ATmega8535 telahdilengkapi dengan ADC internal, EEPROMinternal, timer/counter, PWM, analogcomparator, dll (M.Ary Heryanto, 2008).Sehingga dengan fasilitas yang lengkap inimemungkinkan kita belajar mikrokontrolerkeluarga AVR dengan lebih mudah efisien,serta dapat mengembangkan kreativitaspenggunaan mikrokontroler ATmega 8535.Diagram Blok MikrokontrolerPerangkat input/output atau peripheral i/odigunakan oleh processor untukberkomunikasi dengan dunia luar .contohnya pemakaian perangkat i/o adalahserial komunikasi pada keyboard, danparalel komunikasi pada printer. Perangkatinput dan output merupakan pirantipengkondisi sinyal sebelum dapat diolaholeh processor atau setelah diolahprocessor sehingga dapat dikeluarkanberupa output data digital.Ada 3 cara input/output untukberkomunikasi dengan processor,
    • HAD3ELKA, Vol 096, No: 1 April 2012: 27-3630diantaranya sebagai berikut dan diperjelaspada gambar 2.2:1. Programmed i/o, processor mengirim danmenerima data pada i/o sesuai instruksi.2. Interrupt-driven i/o, sinyal dari luar mengatureksekusi intruksi processor. Sinyal luar akanmenghentikan eksekusi program yangdijalankan saat itu, dan menjalankan fungsiprogram interrupt.3. Direct memory Acces (DMA), memungkinkantransfer data langsung antara peripheral i/odan memori tanpa keterlibatan processor.Biasanya digunakan pada sistem yangmembutuhkan transfer data cepat.Gambar 1 Diagram Blok ATmega8535.
    • KURSI RODA ELEKTRIK MENGGUNAKAN JOYSTIK BERBASISMIKROKONTROLER ATMEGA 8535(Okta Dwika & Riski Widodo)3131Pin-pin pada Mikrokontroler ATmega8535Konfigurasi pin ATmega8535 dengankemasan 40 pin DIP ( Dual Inline Package)dapat dilihat pada gambar 2.3 dari gambardibawah dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagaimasukan catu daya.2. GND merupakan pin Ground.3. Port A (Port A0 s.d, Port A7) merupakan pininput/output dua arah dan pin masukan ADC.4. Port B (Port B0 s.d. Port B7) merupakan pininput/output dua arah dan pin fungsi khususyaitu Timer/Counter, komparator analog danSPI.5. Port C (Port C0 s.d. Port C7) merupakan pininput/output dua arah dan pin fungsi khusus,yaitu TWI, komparator analog dan TimerOscillator.6. Port D (Portn D0 s.d. Port D7) merupakan pininput/output dua arah dan pin fungsi khusus,yaitu komparator analog, interpurt eksternadan komunikasi serial.7. RESET merupakan pin yang digunakan untukme-reset mikrokontroler.8. XTAL 1 dan XTAL 2 merupakan pin masukanclock external.9. AVCC merupakan pin masukan teganganuntuk ADC.10.AREFF merupakan pin masukan teganganreferensi ADC.Gambar 3 Konfigurasi pin ATmega 8535(Data Sheet AVR)Fitur-fiturFitur-fitur mikrokontroler ATmega 8535adalah sebagai berikut:a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A,port B, port C, dan port D.b. ADC internal sebanyak 8 saluran.c. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuanpembandingan.d. CPU yang terdiri atas 32 buah register.e. SRAM sebesar 512 byte.f. Memori Flash sebesar 8kb dengankemampuan Read While Write.g. Port antarmukaSPI.h. EEPROM sebesar 512 byte yang dapatdiprogram saat operasi.i. Antarmuka komparator analog.j. Port USART untuk komunikasi serial.k. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISCdengan kecepatan maksimal 16 MHz.Konstruksi ATmega8535Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenismemori, yaitu memori program, memori datadan memori EEPROM. Ketiganya memilikiruang sendiri dan terpisah.a. Memori programATmega8535 memiliki kapasitas memoriprogram sebesar 8 byte yang terpetakan darialamat 0000h s.d. 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit.Memori program terbagi menjadi 2 bagianyaitu bagian program boot dan bagian programaplikasi.b. Memori dataATmega8535 memiliki kapasitas memori datasebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3bagian yaitu register serba guna, register I/Odan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byteregister serba guna, 64 byte register I/O yangdapat diakses sebagai bagian dari memoriRAM (menggunakan instruksi IN atau OUT),dan 512 byte digunakan untuk memori dataSRAM.c. Memori EEPROMATmega8535 memiliki memori EEPROMsebesar 512 byte yang terpisah dari memoriprogram maupun memori data. Memori
    • HAD3ELKA, Vol 096, No: 1 April 2012: 27-3632EEPROM ini hanya dapat diakses denganmenggunakan register-register I/O yaituregister EEPROM Address, register EEPROMData, dan register EEPROM Control. Untukmengakses memori EEPROM ini diperlakukanseperti mengakses data eksternal, sehinggawaktu eksekusinya relative lebih lama biladibandingkan dengan mengakses data dariSRAM.ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telahdilengkapi dengan 8 saluran ADC internaldengan fidelitas 8 bit. Dalam mode operasinya,ADC ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baiksecara single ended input maupun differentialinput. Selain itu, ADC ATmega8535 memilikikonfigurasi pewaktuan, tegangan referensi,mode operasi, dan kemampuan filter derauyang amat fleksible, sehingga dengan mudahdisesuaikan dengan kebutuhan ADC itusendiri. ATmega8535 memiliki 3 modul timeryang terdiri dari 2 buah timer/counter 8 bit dan1 buah timer/counter 16 bits. Ketiga modultimer/counter ini dapat diatur dalam modeyang berbeda secara individu dan tidak salingmempengaruhi satu sama lain. Selain itu,semua timer/counter juga dapat difungsikansebagai sumber interupsi. Masing-masingtimer/counter memiliki register tertentu yangdigunakan untuk mengatur mode dan carakerjanya. Serial peripheral Interface (SPI)merupakan salah satu mode komunikasi serialsynchronous kecepatan tiinggi yang dimilikioleh ATmega8535. Universal Synchronousand AsynchronousSerial Receiver andTransmitter (USART) juga merupakan salahsatu mode komunikasi serial yang dimilikioleh ATmega8535. USART merupakankomunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi,yang dapat digunakan untuk melakukantransfer data baik antar mikrokontrolermaupun dengan modul-modul eksternaltermasuk PC yang memiliki fitur USART.USART memungkinkan transmisi data baiksecara synchronous maupun asynchronous,sehingga dengan memilki USART pastikompatibel dengan UART. PadaATmega8535, secara umum pengaturan modesynchronous maupun asynchronous adalahsama.. Perbedaanya hanyalah terletak padasumber clock saja. Jika pada modeasynchronous masing-masing peripheralmemilki sumber clock sendiri, maka padamode synchronous hanya ada satu sumberclock yang digunakan secara bersama-sama.Dengan demikian, secara hardware untukmode asynchronous hanya membutuhkan 2 pinyaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk modesynchronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD danXCK.Bahasa Pemprograman ATmega8535Pemrograman mikrokontroler ATmega8535dapat menggunakan low level language(assembly) dan highlevel language (C, Basic,Pascal, Java, dll) tergantung compiler yangdigunakan (Widodo Budiharto, 2006). BahasaAssembler mikrokontroler AVR memilikikesamaan instruksi, sehingga jikapemrograman satu jenis mikrokontroler satujenis mikrokontroler AVR sudah dikuasai,maka akan dengan mudah menguasaipemrograman keseluruhan mikrokontrolerjenis mikrokontroler AVR. Namun bahasaassembler relative lebih sulit dipelajari daripada bahasa C. Untuk pembuatan suatuproyek yang besar akan memakan waktu yanglama serta penulisan programnya akanpanjang. Sedangkan bahasa C memilikikeunggulan dibanding bahasa assembler yaituindependent terhadap hardware serta lebihuntuk menangani proyek yang besar. Bahasa Cmemiliki keuntungan-untungan yang memilikibahasa assembler (bahasa mesin), hampirsemua operasi yang dapat dilakukan olehmesin, dapat dilakukan dengan bahasa Cdengan penyusunan program yang lebihsederhana dan mudah. Bahasa C terletakdiantara bahasa pemrograman tingkat tinggidan assembly (Agus Bejo,2007).Penggerak (actuator)IC Driver Motor EMSEmbedded Module Series (EMS) 30 A H-Bridge merupakan driver H-Bridge yangdidisain untuk menghasilkan drive 2 arahdengan arus kontinyu sampai dengan 30 Apada tegangan 5,5 Volt sampai 16 Volt. Modulini dilengkapi dengan rangkaian sensor arusbeban yang dapat digunakan sebagai umpanbalik ke pengendali. Modul ini mampu men-drive beban-beban induktif seperti misalnyarelay, solenoida, motor DC, motor stepper, danberbagai macam beban lainnya.
    • KURSI RODA ELEKTRIK MENGGUNAKAN JOYSTIK BERBASISMIKROKONTROLER ATMEGA 8535(Okta Dwika & Riski Widodo)3333Gambar 4 Ic Driver Motor EMSPengaturan kecepatan kedua motordilakukan dengan cara pengontrolan lamapulsa aktif (mode PWM – Pulse widthModulation) yang dikirimkan ke rangkaianmotor driver oleh pengendali (mikrokontrolerbasic stamp).Duty cycle PWM yangdikirimkan menentukan kecepatan putar motorDC.PWM (Pulse Width Modulation)PWM (Pulse width Modulation), adalahsebuah metode untuk pengaturankecepatan perputaran, dalam hal iniadalah motor DC untuk gerak robot.PWM dapat dihasilkan oleh empatmetode, sebagai berikut :1) Metode analog2) Metode digital3) IC diskrit4) MikrokontrolerPada robot ini, metode PWMdikerjakan oleh mikrokontroler. MetodePWM ini akan mengatur lebar atausempitnya periode pulsa aktif yangdikirimkan oleh mikrokontroler ke drivermotor. Pada pengaturan kecepatan robot,nilai PWM mulai dari 0-255. Secaraanalog besaran PWM dihitung dalampersentase, nilai ini didapat dariperbandingan : T high / (T high + T low )x 100%. DimanaT adalah periode atauwaktu tempuh untuk sebuah pulsa, yangterbagi menjadi bagian puncak positif (Thigh) dan puncak negatif (T low).Gambar 5 gelombang PWM
    • HAD3ELKA, Vol 096, No: 1 April 2012: 27-3634Semakin rapat periode antar pulsa, makafrekuensi yang dihasilkan akan semakintinggi, ini berarti kecepatan akan bertambah.Semakin lebar jarak antar pulsa, makafrekuensi semakin rendah ini berartikecepatan berkurang atau menurun.Kondisi pemberian kecepatan harusdisesuaikan dengan kondisi track yang akandilewati oleh robot, misal pada saat jalan lurus,naik atau turun harus mendapatkan nilai PWMyang tepat.Motor DCSuatu rangkaian elektronika terutama yangmenjadikan mikrokontroler sebagai rangkaianpemproses, banyak menggunakan beberapajenis motor dalam pengaplikasikan output.Seperti robot atau elektronika lainnya. JenisMotor DC adalah salah satu alternative yangsangat familiar utuk digunakan. Motor DCmerupakan arus motor searah. Pengertian darimotor arus searah adalah suatu bentuk mesinlistrik yang dapat mengubah energi listrikmenjadi energi mekanik, yaitu dalam suatubentuk tenaga gerak putar atau rotasi.Sehingga merupakan suatu bentuk rangkaianmotor yang dapat merubah suatu besaranlistrik menjadi suatu bentuk system gerak ataumekanik dan dapat mengatur secara luasputaran motor tersebut. Pada motor DCdiperlukan sumber listrik secara searah agardapat mengkonversi dalam bentuk gerak ataumekanik. Pada motor DC kumparan medandisebut stator (bagian yang tidak berputar) dankumparan jangkar disebut rotor (bagian yangberputar). Bentuk fisik dan konstruksi motorDC dapat gambar 2.6(a)dan (b).(a) (b)Gambar 6 (a) Bentuk Fisik Motor DC (b) Konstruksi Motor DCPada prinsipnya cara kerja dari motor searahadalah sama dengan generator arus searah,yang membedakan adalah pada generator arussearah tenaga mekanik dapat menghasilkantenaga listrik, sebaliknya dengan prinsip kerjamotor DC yakni ketika daerah kumparanmedan yang dialiri arus listrik akanmenghasilkan medan magnet yang melingkupikumparan jangkar dengan arah tertentu.Konversi dari energi listrik menjadi energimekanik (motor) atau pun sebaliknyaberlangsung melalui medan magnet, makamedan magnet selain berfungsi sebagai tempatuntuk menyimpan energi, sekaligus berfungsisebagai tempat berlangsungnya prosesperubahan energi.Dengan mengacu pada hukum kekekalanenergi yakni :“Energi tidak dapat diciptakan ataudimusnahkan”Proses energi listrik = energi mekanik +energi panas+ energi didalam medan magnetAgar pada proses perubahan energi mekanikberlangsung secara sempurna, tegangansumber harus lebih besar dari pada tegangangerak yang disebabkan oleh reaksi lawan.Dengan memberikan arus pada kumparanjangkar yang terlindungi oleh medan makaakan menimbulkan perputaran pada motor.Pada saat mesin arus searah dialiri arus listrikpada kumparan medan terjadi penguatan, akantimbul gaya Lorentz pada setiap sisi kumparanjangkar tersebut. Arah gaya Lorentz ditentukanberdasarkan kaidah tangan kiri yakni:a. Ibu jari menunjukkan arah gaya.b. Jari telunjuk menentukan arah medan (darikutub utara ke kutub selatan).c. Jari tengah menunjukkan arah tegangan atauarus.Prinsip dasar motor arus searah ialah padasaat sebuah kawat berarus diletakkan diantarakutub magnet utara dan selatan, maka padakawat akan timbul gaya yang menggerakkankawat. Arah gerak kawat tersebut dapatditentukan dengan kaidah tangan kiri yangberbunyi apabila tangan kiri terbuka dandiletakkan antara kutub U dan S, sehinggagaris-garis gaya yang keluar dari kutub utara
    • KURSI RODA ELEKTRIK MENGGUNAKAN JOYSTIK BERBASISMIKROKONTROLER ATMEGA 8535(Okta Dwika & Riski Widodo)3535menembus telapak tangan kiri dan arusdidalam kawat mengalir searah dengankeempat jari, maka kawat tersebut akanmendapat gaya yang arahnya sesuai denganarah ibu jari.Lihat gambar 7 berikut:Gambar 7. Gambar kaidah tangan Kiri(azzahratunnisa.wordpress.com)Gaya padakawatberarus yangberadadalammedan magnetdisebutgayalorentz, yang besarnyaadalah :F = B L I Sin teta NewtonKeterangan :B adalahkerapatanfluk magnet dalamsatuanweberL adalahpajangpenghantardalamsatuan meterI adalaharuslistrik yangmengalirdalamsatuan ampereTeta adalahsudut yangterbentukdiantaraarahmedan magnetdenganaraharus yangmengalirpadakawatdalamsatuanderajat (°).Jikasebatangkawatterletakdiantarakutub U – Sdengangaris-garisgaya yang homogen,sedangkandidalamkawatmengaliraruslistrikyang arahnyamenjauh (+),makadisebelahkanankawatgarisgayakutubmagnetdangarisgayaaruslistriksamaarahnyadandisebelahkirikawatarahnyaberlawanan,sehinggabentukmedan magnet akanberubah.Lihatgambar 2.8.(a) Sebelum Perubahan (b) Sesudah PerubahanGambar 8 Perubahan garis gaya di sekitar kawat berarusJikasebuahlilitanterletakpadamedan magnetyang homogen,dankeduasisililitanmempunyaiarus yangarahnyaberlawanan,sehinggaarahgerakanseperti yangditunjukanpadaperumusanmasalahditekankanpadabagiangambar 2.9. berikut :Gambar 9 Lilitan Arus yang terletak dalam medan magnetRotorpada motorarussearahmemilikijumlahkumparantidakhanyasatu.Rotornyaterdiridarikumparandankomutatoryangberjumlahbanyakuntukmendapatkanmomengaya yang secaraterusmenerus (continue),lihatgambar 2.10.
    • HAD3ELKA, Vol 096, No: 1 April 2012: 27-3636Gambar 10Momen gaya total pada mesin berkutup empatBesaranmomengayapadarotoradalah :Keterangan :Padalahjumlahkutup.Aadalahjumlahcabang parallel lilitanpadamotor.Zadalahjumlahkawatpenghantarpadakumparanlilitan rotor(sisikumparan).Iaadalaharus yang mengalirpadarotor .Untuk dapat membalik arah putaran motor DCdilakukan dengan cara membalik arah arusjangkar. Motor DC magnet permanen adalahjenis motor DC yang digunakan padapenelitian. Motor bergerak dengandikendalikan oleh suatu rangkaian yangmempunyai dua masukan, sehingga motordapat merubah arah putaran secara bergantian.Gambar 11. menunjukkan simbol dari motorlistrik.Gambar 11. Simbol Motor DCPower SupplyLead-acid Battery Accu/AkiDari awal ditemukan tahun 1880, terjadiperubahan pada bentuk ke masan, bahankemasan dan sistem produksi, sehingga baterelebih meningkat daya simpan listriknya,memperpanjang umurnya dan lebih bisadiandalkan, te tapi prinsip kerja baterai sampaisekarang masih tetap sama dengan ketikapertama kali ditemukan. Baterai kering yangsekarang mulai populer, sebenarnya tidakbenar-benar kering, karena listrik yang timbulpada batere adalah karena terjadinya reaksikimia. Lihat gambar 2.12.Gambar 12Accu Kering /Aki Kering.Ditemukan pada pertengahan tahun 1970,cairan electrolyte pada baterai biasa di bateraikering dibuat menjadi gel yang tidak akanterjadi tumpahan cairan electrolyte, bedadengan baterai basah yang harus tetap tegaksupaya cairan tidak tumpah. Baterai keringukuran besar untuk mobil nama teknisnya.Rangkaian Pengisi Aki OtomatisRangkaian Pengisi Aki Otomatis adalahrangkaian yang berfungsi untuk mengisi akisecara otomatis. Rangkaian ini akanmemberikan arus pengisian ke aki secarakonstan, kemudian setelah muatan terisi penuhmaka rangkaian pendeteksi tegangan penuhakan memutus arus pengisian secaraotomatis.lihat gambar 13.Rangkaian ini tidak menggunakan relaysebagai pemutus arusnya, tetapi menggunakanSCR sehingga memiliki ketahanan yang lebihbaik. Rangkaian Automatic Lead AcidBattery Charger ini dapat digunakan untukmengisi aki 6, 12 dan 24 volt, tergantung dariseting pada trimport VR. Kapasitas accu yangbisa diisi maksimal adalah 60Ah, jikamenginginkan kapasitas yang lebih besar makakomponen SCR BT151 dapat diganti dengantipe yang lebih besar.