Di era perkembangan teknologi yang semakin berkembang kini motor pembakaran sudah mulai ditinggalkan dan pada beralih ke motor listrik. Sampai sekarang ini, ada banyak sekali jenis motor listrik yang beredar di pasaran dunia dengan dua jenis utama diantaranya yaitu: motor listrik AC dan motor listrik DC.
Salah satu motor listrik paling sering digunakan yaitu motor servo yang berfungsi sebagai komponen penggerak rangkaian. Motor servo kini banyak digunakan di dalam industri otomasi dan robotika.
Bahkan pada era revolusi industri 4.0 semua perangkat industri telah berubah menjadi sistem otomatisasi dan digitalisasi. Hampir semua pekerjaan dikerjakan serba otomatis oleh sistem program dan robot. Hal tersebut menggantikan tenaga sumber daya manusia. Robot yang bekerja tersebut digerakkan oleh aktuator. Salah satu bagiannya yaitu motor servo.
Pada kesempatan kali ini kami akan membahas tentang prinsip kerja, jenis-jenis, kekurangan dan kelebihan serta pengertian motor servo.
Contents
Pengertian Motor Servo
Motor servo merupakan sebuah perangkat motor yang menggunakan sistem kontrol umpan balik closed loop. Sistem tersebut diguanakan untuk mengendalikan akselerasi dan kecepatan dari motor listrik dengan keakuratan tinggi.
Motor servo ini juga bisa digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dengan melalui kedua medan magnet permanen. Hal tersebut bisa memaksimalkan bagi penggunanya.
Motor servo sendiri terbagi menjadi tiga komponen utama, yaitu:
- Motor
- Sistem kontrol
- Potensiometer
Motor tersebut memiliki fungsi sebegai penggerak roda gigi agar bisa memutar potensiometer dan poros output-nya secara bersamaan. Fungsi potensiometer atau yang biasa disebut encoder yaitu sebagai sensor atau memberikan sinyal balik ke sistem kontrol sehingga dapat menentukan posisi target.
Komponen potensiometer pada motor servo biasanya digunakan dalam pengaplikasian mainan seperti mobil remote kontrol. Sedangkan untuk encoder pengaplikasiannya pada motor servo ada pada industri-industri.
Sistem kontrol sendiri bisa mendeteksi posisi target pada motor servo apa sudah benar atau belum. Jika sudah benar, maka putarannya secara otomatis akan berhenti. Sedangkan jika posisinya belum tepat maka motor servo akan merubah posisinya sampai benar.
Jenis Motor Servo Berdasarkan Arusnya
Motor servo memiliki dua jenis utama yang paling umum berdasarkan beban arusnya. Berikut penjelasan lebih lengkapnya:
Motor Servo AC
Motor servo jenis ini menggunakan arus input Alternating Current yang memiliki daya tinggi serta torsi yang tinggi. Motor servo AC sangat cocok digunakan pada perangkat industri dengan skala besar untuk mengendalikannya.
Motor Servo DC
Motor servo DC menggunakan sumber arus dari adaptor atau baterai. Dimana motor jenis ini memiliki ukuran, daya dan torsi yang lebih kecil dibandingkan dengan motor servo AC. Sehingga motor servo DC dalam pengaplikasiannya sangat cocok digunakan pada mesin-mesin skala kecil seperti mainan remote control dan robot.
Jenis Motor Servo Berdasarkan Pengaplikasiannya
Motor servo selain dibagi berdasarkan arusnya juga dibagi berdasarkan pengaplikasiannya. Berikut penjelasan selengkapnya:
Positional Rotation
Motor servo rotasi posisi (Positional Rotation) ini memiliki sudut putaran setengah lingkaran (180) yang dapat bergerak searah atau berlawan dengan arah jarum jam. Istilah tersebut biasa disebut juga dengan CW (Clock Wise) dan sedangkan berlawanan jarum jam disebut CCW (Counter Closk Wise).
Motor servo jenis ini juga terdapat roda gigi (gearbox) tambahan sebagai mekanisme untuk mencegah sudut putaran poros motor servo yang melewati batas dan juga untuk melindungi sensor putaran (potensiometer).
Pada umumnya tipe ini di aplikasikan pada rangkaian robot arm (lengan robot), remote control pesawat terbang dan mobil.
Countinios Rotation
Motor servo rotasi terus menerus (Continous Rotation) ini memiliki sudut putaran yang bisa berputar 360. Dimana, motor servo ini bisa berputar secara kontinyu sama dengan layaknya motor DC pada umumnya, namun dengan torsi yang tinggi.
Sama halnya dengan motor servo Positional Rotation, jenis Motor servo ini juga bisa bergerak searah atau berlawanan dengan arah jarum jam. Untuk membedakan dengan jenis lainnya, bisa dilihat dari tipe yang tertera pada bodinya. Jenis ini biasanya diaplikasikan pada mobile robot.
Linear Servo Motor
Motor servo ini sedikit berbeda dengan jenis lainnya, Linier Servo Motor hanya dapat berputar maju mundur saja. Motor servo ini memiliki gearbox tambahan didalamnya dengan mekanisme rack and pinion.
Motor serve akan dengan sendirinya melepaskan medan magnet dan merubah energi listrik menjadi energi mekanik tanpa memerlukan transmisi mekanisme didalamnya.
Brushless DC Servo Motor
Brushless DC Servo Motor ini sama seperti jenis motor servo yang lainnya. Hal yang membedakan hanya terdapat pada proses komutasinya yang tidak menggunakan komutator mekanik dengan brush lagi, melainkan sudah menggunakan sistem teknologi elektronik yaitu sensor dan controller pada proses komutasinya.
Motor servo jenis ini biasanya diaplikasikan pada mobil listrik, sepeda motor listrik, DVD player, kapal/pesawat tanpa awak dan cooling fan komputer. Pemakaian brushless sekarang semakin banyak, karena dengan dengan daya motor kecil bisa menghasilkan rotasi putar tinggi dan torsi besar dibandingkan dengan motor DC biasa maupun motor AC.
Bagian Dalam Motor Servo
Sebelum melangkah ke cara kerja motor servo terlebih dahulu harus memahami bagian-bagian dalam sebuah motor servo tersebut. Perlu kita ketahu didalam motor servo terdapat motor DC kecil, potensiometer dan rangkaian kontrol.
Motor servo pada bagian dalamnya terpasang oleh gearbox ke roda kontrol. Disaat motor servo berputar, resistansi pada potensiometer akan berubah, dimana rangkaian kontrol bisa dengan tepat mengatur kecepatan dan ke arah mana.
Disaat poros motor sudah berada di posisi yang benar, maka daya yang disuplai ke motor servo dihentikan. Jika tidak terjadi proses tersebut, motor akan diputar ke arah yang sesuai dengan porosnya.
Prinsip Kerja Motor Servo
Pada dasarnya motor servo bisa berfungsi dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (PWM/Pulse Wide Modulation) yang menggunakan sistem kontrol. Lebar sinyal yang telah diberikan ini akan menentukan posisi sudut putaran pada poros motor servo. Untuk lebih jelasnya bisa melihat gambar di bawah ini:
Pada gambar diatas, kita bisa memahami lebar sinyal dengan waktu 1,5 ms (mil detik) akan memutar poros motor servo ke posisi sudut 90º. Dan apabila pulsa kurang dari 1,5 ms maka akan berputar ke arah posisi 0 atau ke kiri (berlawanan arah jarum jam).
Sedangkan jika pulsa lebih lama dari 1,5 ms maka porosnya akan berputar ke arah posisi 180º atau ke kanan (searah dengan arah jarum jam).
Disaat sinyal lebar sudah diberikan, maka poros pada motor servo akan bergerak atau berputar sesuai dengan posisi yang telah ditentukan, dan berhenti serta bertahan di posisi tersebut.
Jika ada sebuah kekuatan eksternal yang ingin mencoba memutar atau merubah posisinya, maka sistem closed loop pada motor servo akan langsung bekerja dengan melawan dan menahannya dengan kekuatan torsi yang telah dimilikinya.
Namun perlu dipahami juga bahwa posisi motor servo tidak akan mempertahankan posisinya selamanya. Karena sinyal PWM harus diulang setiap 20 ms untuk agar selalu menahan posisi poros motor servo.
Kegunaan Motor Servo Dalam Dunia Elektronika
Motor servo memiliki banyak manfaat dalam bidang elektronika, baik itu pada rangkaian kecil maupun besar. Sebagai contoh pada rangkaian besar, motor servo biasa diaplikasikan pada mesin industri.
Sedangkan pada rangkaian kecil, motor servo diaplikasikan pada mainan modern (remote control). Berikut ini kami berikan contoh penggunaan motor servo, diantaranya:
- Mainan mobil canggih dan pesawat remote control
- Drone
- Manufaktur otomatis
- Pelabelan otomatis
- Penggerak alat layar CCTV
- Pengatur lempengan CD atau DV agar bisa bergerak memutar
- Penggerak komponen pada robotik
- Sebagai pengendali mesin industri.
Kelebihan dan Kekurangan Motor Servo
Mortor servo sendiri menjadi salah satu komponen yang penting pada rangkaian elektronika kecil maupun dalam mesin industri. Hal tersebut pasti ada sebuah keunggulan dan kelemahan, berikut kami ulas satu persatu.
Kelebihan dari Motor Servo
- Motor servo tidak mengeluarkan suara besar maupun kasar meskipun beroperasi dengan kecepatan torsi yang tinggi.
- Memiliki akurasi yang tinggi.
- Berat dan bentuknya sesuai dengan daya yang telah dihasilkan oleh motor servo.
- Resolusi dan akurasi pada motor servo bisa di setting dengan hanya mengganti encoder yang telah di pasang.
- Arus listrik yang telah dikeluarkan sebanding dengan hasil dari kinerja motor servo.
Kelemahan dari Motor Servo
- Tidak dapat diperbaiki ketika terjadi kerusakan.
- Bentuk fisik lebih besar karena dalam satu paket.
- Harga motor servo tergolong lebih mahal dibandingkan dengan motor DC lainnya.
Demikianlah pembahasan mengenai pengertian, jenis-jenis, dan cara kerja motor servo. Semoga artkel ini bisa bermanfaat untuk semuanya.