Sensor Incremental and Absolute Position Encoder
(Pengaturan Arah Putaran Motor DC)
1. Tujuan[kembali]
- Mengetahui sesnsor Incremental and Absolute Position Encoder
- Mengetahui sensor Incremental and Absolute Position Encoder
- Menggunakan sensor Incremental and Absolute Position Encoder sebagai pengaturan arah putaran motor DC
2. Alat dan Bahan[kembali]
- Rotary Encoder
Rotary encoder adalah divais elektromekanik yang dapat memonitor gerakan dan posisi. Rotary encoder umumnya menggunakan sensor optik untuk menghasilkan serial pulsa yang dapat diartikan menjadi gerakan, posisi, dan arah
- Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah
- Dioda
Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya
- LED
komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju
- Logic State
- Gerbang NOT
Rotary encoder adalah divais elektromekanik yang dapat memonitor gerakan dan posisi. Rotary encoder umumnya menggunakan sensor optik untuk menghasilkan serial pulsa yang dapat diartikan menjadi gerakan, posisi, dan arah. Sehingga posisi sudut suatu poros benda berputar dapat diolah menjadi informasi berupa kode digital oleh rotary encoder untuk diteruskan oleh rangkaian kendali. Rotary encoder umumnya digunakan pada pengendalian robot, motor drive, dsb
Rotary encoder tersusun dari suatu piringan tipis yang memiliki lubang-lubang pada bagian lingkaran piringan. LED ditempatkan pada salah satu sisi piringan sehingga cahaya akan menuju ke piringan. Di sisi yang lain suatu photo-transistor diletakkan sehingga photo-transistor ini dapat mendeteksi cahaya dari LED yang berseberangan. Piringan tipis tadi dikopel dengan poros motor, atau divais berputar lainnya yang ingin kita ketahui posisinya, sehingga ketika motor berputar piringan juga akan ikut berputar. Apabila posisi piringan mengakibatkan cahaya dari LED dapat mencapai photo-transistor melalui lubang-lubang yang ada, maka photo-transistor akan mengalami saturasi dan akan menghasilkan suatu pulsa gelombang persegi. Gambar 1 menunjukkan bagan skematik sederhana dari rotary encoder. Semakin banyak deretan pulsa yang dihasilkan pada satu putaran menentukan akurasi rotary encoder tersebut, akibatnya semakin banyak jumlah lubang yang dapat dibuat pada piringan menentukan akurasi rotary encoder tersebut.
 | |||||
| Gambar 1 Blok Penyusun Encoder |
absolute encoder menggunakan piringan dan sinyal optik yang diatur sedemikian sehingga dapat menghasilkan kode digital untuk menyatakan sejumlah posisi tertentu dari poros yang dihubungkan padanya. Piringan yang digunakan untuk absolut encoder tersusun dari segmen-segmen cincin konsentris yang dimulai dari bagian tengah piringan ke arah tepi luar piringan yang jumlah segmennya selalu dua kali jumlah segmen cincin sebelumnya. Cincin pertama di bagian paling dalam memiliki satu segmen transparan dan satu segmen gelap, cincin kedua memiliki dua segmen transparan dan dua segmen gelap, dan seterusnya hingga cincin terluar. Sebagai contoh apabila absolut encoder memiliki 16 cincin konsentris maka cincin terluarnya akan memiliki 32767 segmen. Gambar 3 menunjukkan pola cincin pada piringan absolut encoder yang memiliki 16 cincin.
 |
| Gambar 2 Pola16 cincin pada absolut encoder |
Incremental encoder terdiri dari dua track atau single track dan dua sensor yang disebut channel A dan B (Gambar 7). Ketika poros berputar, deretan pulsa akan muncul di masing-masing channel pada frekuensi yang proporsional dengan kecepatan putar sedangkan hubungan fasa antara channel A dan B menghasilkan arah putaran. Dengan menghitung jumlah pulsa yang terjadi terhadap resolusi piringan maka putaran dapat diukur. Untuk mengetahui arah putaran, dengan mengetahui channel mana yang leading terhadap channel satunya dapat kita tentukan arah putaran yang terjadi karena kedua channel tersebut akan selalu berbeda fasa seperempat putaran (quadrature signal). Seringkali terdapat output channel ketiga, disebut INDEX, yang menghasilkan satu pulsa per putaran berguna untuk menghitung jumlah putaran yang terjadi.
 |
| Gambar 3 Susunan Piringan Untuk Incremental Encoder |
Dalam enkoder jenis pengukuran “Absolute” Rotary, disc slotted pada poros digunakan bersama dengan perangkat pickup stasioner. Ketika poros berputar, pola kode yang unik dihasilkan. Ini berarti bahwa setiap posisi poros memiliki pola dan pola ini digunakan untuk menentukan posisi yang tepat.
Jika daya ke enkoder hilang dan poros diputar, ketika daya dilanjutkan, enkoder akan mencatat posisi absolut seperti yang ditunjukkan oleh pola unik yang ditransmisikan oleh disk dan diterima oleh controller. Jenis pengukuran ini lebih disukai dalam aplikasi yang membutuhkan tingkat kepastian yang besar seperti ketika keselamatan menjadi perhatian utama. Karena pembuat enkode tahu, setiap saat, posisi definitifnya berdasarkan pada pola unik yang dihasilkan.
Untuk encoders incremental, sinyal output dibuat setiap kali poros memutar jumlah yang diukur. Sinyal keluaran itu kemudian diinterpretasikan berdasarkan jumlah sinyal per revolusi. Encoder tambahan mulai menghitungnya pada nol saat dihidupkan. Berbeda dengan encoder absolut, tidak ada perlindungan tentang posisi. Karena encoder inkremental memulai hitungannya nol pada saat startup atau gangguan daya, maka perlu untuk menentukan titik referensi untuk semua tugas yang membutuhkan penentuan posisi.
Singkatnya, encoder tambahan perlu diberdayakan di seluruh operasi perangkat. Dalam hal terjadi kegagalan daya, pembacaan harus diinisialisasi ulang atau sistem melakukan kesalahan. Encoder absolut, sebaliknya, membutuhkan daya hanya ketika pembacaan diambil dan berkat kemampuannya untuk menyediakan pembacaan sudut absolut, pembacaan tertentu tidak tergantung pada keakuratan pembacaan sebelumnya. Namun, matriks kode disk dalam enkoder absolut lebih kompleks, sehingga biasanya biaya dua kali lipat dari encoder tambahan, yang di sisi lain, lebih kompleks, sehingga biaya lebih murah.
Untuk menjelaskan prinsip kerja dari encoder, kita ambil contoh encoder tipe optik incremental. Menggunakan berkas cahaya yang melewati disk yang memiliki garis buram dalam pola tertentu, mirip seperti jari-jari roda. Di sisi lain dari disk adalah perangkat photo sensor yang akan menafsirkan cahaya, berdasarkan pola pada disk, gambar rana, memblokir dan membuka blokir cahaya. Sinyal pulsa cahaya kemudian dikonversi menjadi sinyal listrik untuk dikirim kembali ke prosesor, melalui output encoder.
Gambar Grafik Encoder terhadap Beban
Gambar Sinyal Output Encoder
 |
| Gambar 4 Rangkaian Pengatur Arah Putaran Motor DC |
2. Setelah motor berputar, pin IN1 dan IN2 digunakan untuk mengatur arah dari putaran motor itu sendiri, ketika pin IN1 dan IN2 diberi logika 1 0 maka motor akan berputar berlawanan arah jarum jam sedangkan jika diberi logika 0 1 maka motor akan berputar searah jarum jam. Hal ini juga berlaku untuk pin IN3 dan IN4. Lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut
 |
| Tabel 1.Konfigurasi Arah Putar Motor DC |
4. LED digunakan sebagai indikator tambahan untuk mengenali arah putar dari motor DC, dengan ketentuan sebagai berikut
- LED biru hidup >> Motor berputar searah jarum jam
- LED Merah hidup >> Motor berputar berlawanan arah jarum jam
Tidak ada komentar:
Posting Komentar