Definisi Motor Stepper
Motor
stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah pulsa
elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor stepper bergerak berdasarkan
urutan pulsa yang diberikan kepada
motor. Karena itu, untuk menggerakkan motor stepper diperlukan pengendali motor
stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik. Penggunaan motor stepper
memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan penggunaan motor DC biasa.
Keunggulan Motor Stepper
- Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan sehingga lebih mudah diatur.
- Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulai bergerak
- Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi
- Memiliki respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik (perputaran)
- Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor seperti pada motor DC
- Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat dikopel langsung ke porosnya
- Frekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range yang luas.
Jenis Motor Stepper
Pada
dasaranya terdapat 3 jenis motor stepper
yaitu:
1.
Motor stepper tipe Variable reluctance (VR)
Motor stepper jenis ini telah lama ada dan merupakan
jenis motor yang secara struktural paling mudah untuk dipahami. Motor ini
terdiri atas sebuah rotor besi lunak dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan
stator. Ketika lilitan stator diberi energi dengan arus DC, kutub-kutubnya
menjadi termagnetasi. Perputaran terjadi ketika gigi-gigi rotor tertarik oleh
kutub-kutub stator. Berikut ini adalah penampang melintang dari motor stepper
tipe variable reluctance (VR):
Penampang melintang dari motor stepper tipe variable
reluctance (VR)
2.
Motor stepper tipe Permanent Magnet (PM)
Motor stepper jenis ini memiliki rotor yang
berbentuk seperti kaleng bundar (tin can) yang terdiri atas lapisan
magnet permanen yang diselang-seling dengan kutub yang berlawanan (perhatikan
gambar 2.9). Dengan adanya magnet permanen, maka intensitas fluks magnet dalam
motor ini akan meningkat sehingga dapat menghasilkan torsi yang lebih besar.
Motor jenis ini biasanya memiliki resolusi langkah (step) yang rendah
yaitu antara 7,50 hingga 150 per langkah atau 48 hingga
24 langkah setiap putarannya. Berikut ini adalah ilustrasi sederhana dari motor
stepper tipe permanent magnet:
Ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe permanent
magnet (PM)
3.
Motor stepper tipe Hybrid (HB)
Motor stepper tipe hibrid memiliki struktur yang
merupakan kombinasi dari kedua tipe motor stepper sebelumnya. Motor stepper
tipe hibrid memiliki gigi-gigi seperti pada motor tipe VR dan juga memiliki
magnet permanen yang tersusun secara aksial pada batang porosnya seperti motor
tipe PM. Motor tipe ini paling banyak digunkan dalam berbagai aplikasi karena
kinerja lebih baik. Motor tipe hibrid dapat menghasilkan resolusi langkah yang
tinggi yaitu antara 3,60 hingga 0,90 per langkah atau
100-400 langkah setiap putarannya. Berikut ini adalah penampang melintang dari
motor stepper tipe hibrid:
Penampang melintang dari motor stepper tipe hybrid
Berdasarkan metode perancangan rangkain
pengendalinya, motor stepper dapat dibagi menjadi jenis unipolar dan bipolar.
Rangkaian pengendali motor stepper unipolar lebih mudah dirancang karena hanya
memerlukan satu switch / transistor setiap lilitannya. Untuk menjalankan dan
menghentikan motor ini cukup dengan menerapkan
pulsa digital yang hanya terdiri atas tegangan positif dan nol (ground)
pada salah satu terminal lilitan (wound) motor sementara terminal
lainnya dicatu dengan tegangan positif konstan (VM) pada bagian
tengah (center tap) dari lilitan (perhatikan gambar 2.6).
Motor stepper dengan lilitan unipolar
Untuk motor stepper dengan lilitan bipolar,
diperlukan sinyal pulsa yang berubah-ubah dari positif ke negatif dan
sebaliknya. Jadi pada setiap terminal lilitan (A & B) harus dihubungkan
dengan sinyal yang mengayun dari positif ke negatif dan sebaliknya (perhatikan
gambar 2.7). Karena itu dibutuhkan rangkaian pengendali yang
agak lebih kompleks daripada rangkaian pengendali untuk motor unipolar. Motor
stepper bipolar memiliki keunggulan dibandingkan dengan motor stepper unipolar
dalam hal torsi yang lebih besar untuk ukuran yang sama.
Motor stepper dengan lilitan bipolar
