Motor - Stepper - Servo

Motor

DC (Direct Current) Motors adalah dua kawat (kekuasaan & tanah), motor rotasi terus menerus. Bila Anda memasok listrik, motor DC akan mulai berputar sampai kekuasaan yang dihapus. Kebanyakan motor DC dijalankan pada RPM tinggi (putaran per menit), contoh menjadi kipas pendingin komputer, atau roda mobil dikendalikan radio!

Kecepatan motor DC dikontrol menggunakan modulasi lebar pulsa (PWM), teknik cepat berdenyut kekuatan dan mematikan. Persentase waktu yang dihabiskan bersepeda on / off rasio menentukan kecepatan motor, misalnya jika daya bersepeda di 50% (setengah, setengah off), maka motor akan berputar pada kecepatan setengah dari 100% (sepenuhnya pada). Setiap pulsa begitu cepat sehingga motor tampaknya terus berputar tanpa gagap!

Motor dapat diartikan sebagai penggerak. Motor berfungsi sebagai pengubah sumber energi (panas, uap, bensin, cahaya, air, listrik, dll) menjadi tenaga penggerak.Sebagai contoh: pada motor listrik: energi listrik (input) dikonversikan menjadi energi putar/gerakan berputar (output).

Menurut perputarannya motor dibagi menjadi 2 yaitu CW dan CCW

a. Motor CW 

 CW atau Counter Wise berputar searah jarum jam

b. Motor CCW

 CCW atau Counter Clock Wise putarannya berlawanan arah dengan jarum jam. 

Stepper

Motor Stepper adalah suatu motor listrik yang dapat mengubah pulsa listrik yang diberikan menjadi gerakan motor discret (terputus) yang disebut step (langkah). Satu putaran motor memerlukan 360° dengan jumlah langkah yang tertentu perderajatnya. Ukuran kerja dari motor stepper biasanya diberikan dalam jumlah langkah per-putaran per-detik.

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. Pada dasar-nya terdapat 3 tipe motor stepper yaitu:

a. 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

Gambar Penggunaan Stepper 

b. 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. 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 7,5° hingga 15° per langkah atau 48 hingga 24 langkah setiap putarannya. 

c. 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 gerigi 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 3,6° hingga 0,9° per langkah atau 100-400 langkah setiap putarannya

Servo 

Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo.

a. Servo Standar 180° Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.

b. Motor Servo Continuous Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu)

source: 

https://www.modmypi.com/blog/whats-the-difference-between-dc-servo-stepper-motors 

http://www.amci.com/tutorials/tutorials-stepper-vs-servo.asp

http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project_ideas/Robotics_ServoMotors.shtml?from=Blog

http://en.wikipedia.org/wiki/Servomotor

http://en.wikipedia.org/wiki/Stepper_motor

http://www.ilmu.8k.com/pengetahuan/stepper.htm

ELECTRONIC NOSE

Penciuman Elektronik

      Penciuman elektronik adalah suatu alat hasil dari penelitian yang kemampuannya ditujukan untuk mendeteksi berbagai karakteristik aroma. Pendeteksi elektronik lumrah disebut dengan penciuman bionik. Dalam sebuah kamus, Bionik adalah organ yang digerakkan dengan elektronika.

      Electronic nose (hidung elektronik) adalah perangkat yang dimaksudkan untuk mendeteksi bau atau rasa. Selama dekade terakhir, "electronic sensing" atau "e-sensing"teknologi telah mengalami perkembangan yang penting dari segi teknis dan komersialpandang. Ungkapan "electronic sensing" mengacu pada kemampuan reproduksi indera manusia menggunakan sebuah sensor dan sistem pengenalan pola. Sejak tahun 1982,penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan teknologi, sering disebut sebagai e-nose, yang dapat mendeteksi dan mengenali bau dan rasa. Tahapan proses pengenalanyang mirip dengan penciuman manusia dan dilakukan untuk identifikasi, kuantifikasiperbandingan, dan aplikasi lainnya, termasuk penyimpanan data dan pengambilan.
Namun, evaluasi hedonis adalah kekhususan dari hidung manusia mengingat bahwa hal itu berkaitan dengan pendapat subjektif. Perangkat ini telah mengalami perkembangan yang banyak dan sekarang digunakan untuk memenuhi kebutuhan industri.


       Pengujian mutu selama ini menggunakan metoda langsung. Yaitu dengan memegang, melihat langsung, dan mencium aromanya. Metode organoleptis ini sangat tergantung dari kondisi seseorang. Jika seandainya orang yang menguji sedang terserang flu, tentu indra penciumannya juga akan terganggu. Kebutuhan pengujian yang tidak bergantung kepada kondisi tubuh menimbulkan ide untuk membuat sebuah prototipeelectronic nose (selanjutnya disingkat e-nose) yang dapat digunakan sebagai uji mutu.

Cara Kerja Sensor Penciuman Elektronik 

1. Metode  Fuzzy Learning Vector Quantization (FLVQ)

      Metode flvq merupakan metode jaringan neural buatan berbasis vektor quantization yang mengintegrasikan teori fuzzy dalam proses pembelajarannya dan mempunyai algoritma yang sederhana tetapi berkemampuan tinggu dalam pengenalan aroma.

      Sistem penciuman elektronik terdiri dari 3 bagian yaitu pertama, sistem sensor yang mengubah besaran aroma menjadi besaran listrik, kedua, sistem elektronik yang mengukur besar perubahan frekuensi sensor dan ketiga, sistem jaringan neural buatan yang melakukan pengenalan aroma.

Fungsi jaringan neural buatan adalah menyerupai kelakuan otak manusia. Dimana beberapa neuron berhubungan rapi satu sama lain.Kemampuan kecepatan, ketepatan dan tingkat keakurasian yang tinggi pada sistem neural sangat dibutuhkan oleh sistem penciuman elektronik. Maka metode fuzzy learning vector quantization sangat diperlukan.

2.  Metode Quartz Crystal Microbalance (QCM)

      Awal alur kerja penciuman elektronik ini adalah dengan memasukkan uap aroma ke ruang sensor lalu uap tersebut akan diekstraksi menjadi komponen penyusun uap. Tiap komponen itu selanjutnya diukur intensitas dan konsentrasinya oleh sensor Quartz Crystal Microbalance (QCM). Guna menangkap uap aroma, osilator dimodifikasi dan diberikan tambahan lapisan zat kimia.

Perkembangan Penciuman Elektronik

      Teknologi penciuman elektronik memang sangat ditunggu perkembangannya. Ilmuwan mengalami kesusahan untuk mendeteksi dan mendiferensiasikan jenis aroma. Penciuman manusia dapat mengenali jenis aroma antara 4.000 hingga 10.000 jenis. Di dalam penciuman anda terdapat sekitar seratus juta alat pendeteksi aroma dan dapat mengenali jenis aroma tercampur (maupun tidak) pada otak anda.

Berikut empat tanggal penting dalam sejarah dan perkembangan penciuman elektronik (electronic Nose) :

1. Pembuatan sensor gas pertama, Hartman 1954 

2. Membangun array dari 6 termistors, Moncrief 1961 

3. Elektronik Pertama Hidung, Persaud dan Dodd, 1982 

4. Ikegami (Hitachi Research Laboratory, J) array untuk kualitas bau - 1985

      Fungsi penciuman elektronik Salah satu fungsi utama teknologi ini berada dalam industri makanan dan minuman, yaitu untuk memonitor atau mengontrol kualitas suatu produk atau melakukan klasifikasi. Seperti pada proses pembuatan kopi, tembakau ataupun produk yang akan diekspor ke negara asing. Selain itu dapat digunakan di daerah lain seperti minyak bumi untuk analisis kualitatif dan kuantitatif, deteksi bahan peledak, klasifikasi dan degradasi minyak zaitun penelitian, pengembangan bidang lingkungan detektor bau aplikasi, aplikasi kontrol kualitas dalam industri otomotif, membedakan antara sapi perah bersih dan tercemar, analisis bahan baku kosmetik, serta banyak bidang penting lainnya seperti dalam bidang medis dan ruang.

Aplikasi Penciuman Elektronik

1.  Bidang kesehatan, keamanan dan ilmu pengetahuan

       Para ilmuwan di Korea Selatan berhasil membuat sebuah “hidung bio-elektronik” jenis baru dengan cara menggabungkan reseptor-reseptor penciuman manusia dengan nanoteknologi. Penemuan ini diharapkan dapat membantu meningkatkan pemahaman tentang indera penciuman manusia. Dengan menempelkan protein-protein reseptor penciuman (hOR) pada tabung-nano polimer penghantar dan dilekatkan ke sebuah array mikroelektroda untuk membuat transistor efek-medan. Sistem yang dikembangkan oleh Tai Hyun Park dan Jyongsik Jang dari Seoul National University memungkinkan perubahan sinyal listrik yang terjadi ketika molekul-molekul bau terikat ke protein reseptor yang akan dideteksi.

2.  Bidang makanan

      Pada tahun 2009, dengan biaya kurang dari 10 juta rupiah Dr Muhammad Rivai ST MT menciptakan penciuman elektronik. Penciuman elektronik buatan Indonesia ini mempunyai sensor yang dapat mengenali, mengidentifikasi dan menganalisa 32 jenis aroma. Diantaranya aroma apel, melati, dan peppermint. Dosen Teknik Elektro ITS ini berharap alat tersebut dapat digunakan untuk kebutuhan industri rokok, makanan dan minuman, hingga dunia kesehatan.

3.  Bidang luar angkasa

      National Aeronautics and Space Administration (NASA) mengembangkan penciuman buatan yang sangat sensitif untuk penjelajahan luar angkasa. Penciuman elektronik ini dapat mendeteksi polusi pada pesawat ruang angkasa. Bahkan penciuman ini dapat membedakan bau pisang dan susu. Kamampuan ini timbul berkat sensor kimia yang terhubung dengan komputer dan dapat membedakan pola molekul.

Source : 

http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/6614567.stm

http://ahmadnahyudin.blogspot.com/2013/01/electronic-nose.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Electronic_nose

http://nsl.caltech.edu/research:nose