Pengontrol Kecepatan Motor DC 555 Timer PWM

Pada tutorial kali ini kita akan mempelajari cara membuat Pengendali Kecepatan Motor DC PWM menggunakan IC Timer 555. Kita akan melihat secara mendetail cara kerja rangkaian generator PWM 555 Timer, cara menggunakannya untuk mengontrol kecepatan motor DC dan cara membuat PCB khusus untuknya.

Anda dapat menonton video berikut atau membaca tutorial tertulis di bawah ini.

Ringkasan

Kita dapat mengontrol kecepatan motor DC dengan mengontrol tegangan input motor. Untuk itu kita bisa menggunakan PWM, atau modulasi lebar pulsa.

Kontrol Kecepatan Motor DC PWM

PWM adalah metode di mana kita dapat menghasilkan tegangan variabel dengan menghidupkan dan mematikan daya yang masuk ke perangkat elektronik dengan kecepatan tinggi. Tegangan rata-rata tergantung pada siklus kerja sinyal, atau jumlah waktu sinyal ON versus jumlah waktu sinyal OFF dalam satu periode waktu.

Sirkuit Generator PWM Timer 555

555 Timer mampu menghasilkan sinyal PWM saat diatur dalam mode astabil. Bagi yang belum familiar dengan 555 Timer bisa cek tutorial saya sebelumnya dimana saya menjelaskan secara detail apa yang ada di dalamnya dan cara kerja IC Timer 555.

Berikut adalah rangkaian dasar Timer 555 yang beroperasi dalam mode astabil dan kita dapat melihat bahwa outputnya TINGGI ketika kapasitor C1 diisi melalui resistor R1 dan R2.

Di sisi lain, output IC RENDAH ketika kapasitor C1 dikosongkan tetapi hanya melalui resistor R2. Jadi kita dapat melihat bahwa jika kita mengubah nilai salah satu dari ketiga komponen ini, kita akan mendapatkan waktu ON dan OFF yang berbeda, atau siklus tugas yang berbeda dari sinyal keluaran gelombang persegi. Cara mudah dan instan untuk melakukannya adalah dengan mengganti resistor R2 dengan potensiometer, dan menambahkan dua dioda pada rangkaian.

Dalam konfigurasi ini waktu On akan tergantung pada resistor R1, sisi kiri potensiometer dan kapasitor C1, sedangkan waktu Off akan tergantung pada kapasitor C1 dan sisi kanan potensiometer. Kita juga dapat melihat bahwa dalam konfigurasi ini periode satu siklus, dengan demikian frekuensinya, akan selalu sama, karena resistansi total, saat pengisian dan pengosongan, akan tetap sama.

Biasanya resistansi R1 jauh lebih kecil daripada resistansi potensiometer, misalnya 1K dibandingkan dengan potensiometer 100K. Dengan cara itu kami memiliki kontrol 99% atas resistansi pengisian dan pengosongan di sirkuit. Pin kontrol dari 555 Timer tidak digunakan tetapi terhubung ke kapasitor 100nF untuk menghilangkan kebisingan eksternal dari terminal itu. Reset, pin nomor 4, aktif rendah sehingga terhubung ke VCC untuk mencegah reset output yang tidak diinginkan.

Output dari timer 555 dapat menenggelamkan atau sumber arus 200mA ke beban. Jadi jika motor yang ingin kita kendalikan melebihi rating ini kita perlu menggunakan transistor atau MOSFET untuk menggerakkan motor. Dalam contoh ini, saya menggunakan transistor Darlington (TIP122) yang dapat menangani arus hingga 5A.

Output dari IC perlu dihubungkan ke dasar transistor melalui resistor, dan dalam kasus saya, saya menggunakan resistor 1k. Untuk mencegah lonjakan tegangan yang dihasilkan oleh motor, kita perlu menggunakan dioda flyback yang dihubungkan secara paralel dengan motor.

Merancang PCB untuk Pengontrol Kecepatan Motor DC PWM

Sekarang kita dapat melanjutkan dan mendesain PCB khusus untuk sirkuit ini. Untuk itu saya akan menggunakan software online gratis EasyEDA. Di sini kita bisa mulai dengan mencari dan menempatkan komponen pada kanvas kosong. Library ini memiliki ratusan ribu komponen sehingga saya tidak kesulitan menemukan semua komponen yang diperlukan untuk rangkaian Pengendali Kecepatan Motor DC PWM ini.

Setelah memasukkan komponen, kita perlu membuat kerangka papan dan mulai mengatur komponen. Kedua kapasitor harus ditempatkan sedekat mungkin dengan Timer 555, sedangkan komponen lainnya dapat ditempatkan di mana pun kita inginkan, tetapi tetap dalam susunan logis sesuai dengan skema rangkaian.

Menggunakan alat pelacak kita perlu menghubungkan semua komponen. Alat pelacak cukup intuitif dan mudah digunakan. Kita dapat menggunakan lapisan atas dan bawah untuk menghindari penyeberangan dan memperpendek lintasan.

Pad komponen yang perlu dihubungkan ke Ground disetel ke Ground melalui tab Pad Properties, di mana kita perlu mengetikkan GND ke dalam label “Net” saat pad dipilih.

Kita dapat menggunakan layer Silk untuk menambahkan teks ke papan. Kami juga dapat menyisipkan file gambar, jadi saya menambahkan gambar pada logo situs web saya untuk dicetak di papan tulis. Pada akhirnya dengan menggunakan alat area tembaga, kita perlu membuat area dasar dari PCB.

Anda dapat menemukan file proyek EasyEDA dari proyek ini di sini.

Setelah selesai dengan desain, kita hanya perlu mengklik tombol "Output Gerber", simpan proyek dan kita akan dapat mengunduh file Gerber yang digunakan untuk membuat PCB. Kami dapat memesan PCB dari JLCPCB yang merupakan layanan fabrikasi PCB dari EasyEDA, dan juga mereka adalah sponsor dari video ini.

Di sini kita cukup drag dan drop file zip yang diunduh dari file gerber. Setelah mengunggah, kami sekali lagi dapat meninjau PCB di penampil Gerber. Jika semuanya baik-baik saja, kami dapat memilih hingga 10 PCB dan mendapatkannya hanya dengan 2 dolar.

Merakit PCB Pengontrol Kecepatan Motor DC PWM

Namun demikian, setelah seminggu PCB telah tiba dan saya harus mengakui bahwa cukup memuaskan untuk membuat desain PCB Anda sendiri. Kualitas PCB sangat bagus dan semuanya sama persis dengan desainnya.

Ok , jadi sekarang kita bisa melanjutkan untuk memasukkan komponen ke PCB.

Anda bisa mendapatkan komponen yang diperlukan untuk contoh ini dari tautan di bawah:

• IC Timer NE555P………………………………
• R1 =  R2 =1k Ohm………………………….
• C1 =C2 =100nF……………………………..
• D1 =D2 =D3 =1N4004………………….
• Potensiometer =100k Ohm…………….
• Transistor – Darlington TIP122……….
• 2 Blok Terminal ………………………….

Pertama saya memasukkan komponen yang lebih kecil, resistor, dioda, dan kapasitor.

Saya menekuk ujungnya di sisi lain sehingga mereka tetap pada posisinya ketika saya membalik papan untuk menyolder. Untuk komponen yang lebih besar, saya menggunakan selotip untuk menahannya saat membalik papan.

Inilah tampilan akhir papan dan yang tersisa sekarang adalah menghubungkan motor DC dan catu daya yang sesuai untuknya.

Saya menggunakan motor DC torsi tinggi 12V yang saya gunakan menggunakan baterai Li-ion 3.7V yang terhubung secara seri yang menghasilkan sekitar 12V. Jadi sekarang dengan potensiometer kita bisa mengatur kecepatan motor DC, atau sinyal PWM yang dihasilkan oleh IC Timer 555.

Saya harap Anda menikmati tutorial ini dan belajar sesuatu yang baru. Jangan ragu untuk mengajukan pertanyaan apa pun di bagian komentar di bawah.