Pengertian Motor Servo : Kegunaan Serta Spesifikasinya

Pengertian Motor Servo

Motor servo adalah bagian dari salah satu motor listrik yang paling sering digunakan. Motor servo merupakan sebuah perangkat berbentuk motor atau penggerak yang menggunakan sistem kontrol umpan balik loop tertutup atau servo.

Gerakan dan posisi akhir poros motor servo dikontrol dengan sistem kontrol loop tertutup. Maksudnya adalah motor servo dapat diatur sesuai kebutuhan dengan memastikan letak sudut dari poros output motor. Sensor yang ada di dalam motor servo akan mendeteksi posisi poros output yang tepat sehingga sinyal kendali yang dikirim oleh kontrol input akan menjaga poros tetap pada posisi yang diinginkan.

Ciri utama motor servo terdiri dari motor DC, rangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer atau encoder. Berikut ini adalah bagian bagian pada sebuah motor servo :

Fungsi bagian bagian motor servo ini secara singkat yaitu :

1. Encoder : Sebuah sirkuit dengan sensor optikal yang berfungsi menghitung berapa jumlah putaran motor serta memonitor posisi shaft/ inti poros motor.
2. Rotor : Magnet permanen yang bersama-sama coil bisa mengubah energi listrik menjadi energi kinetik
3. Winding : Coil/ lilitan pada motor servo
4. Shaft : inti/ poros motor yang berfungsi meneruskan energi putaran ke beban

Prinsip Kerja Motor Servo

Sebuah motor servo terdiri dari 4 komponen utama yaitu :

1. DC motor
2. Sensor posisi
3. Susunan Gear
4. Sirkuit kontrol

Pada saat motor DC mendapatkan arus untuk bekerja, motor ini sebenarnya berputar dengan kecepatan yang tinggi dan kuat torsi yang rendah. Namun karena adanya susunan gear maka daya putaran ini diubah menjadi kecepatan rendah namun dengan kuat torsi yang cukup besar.

Sensor posisi pada servo berfungsi untuk mendeteksi posisi poros dan meneruskan informasi ini ke sirkuit kontrol dan membandingkannya dengan posisi aktual motor serta dengan posisi yang diinginkan, selanjutnya sirkuit kontrol mengontrol arah dan seberapa banyak putaran motor DC untuk mendapat posisi yang diinginkan.

Pada umumnya, motor servo terdiri dari 3 terminal kabel yaitu, DC 5 Volt, Ground dan terminal PWM. Penggunaan sinyal pulsa PWM pada motor servo digunakan untuk efisiensi, kondisi pada transistor driver dengan jenis linear adalah selalu pada kondisi ON yang menyebabkan disipasi daya yang tinggi sehingga menyebabkan panas. Dengan PWM motor servo bisa bekerja dengan lebih presisi karena dikontrol dengan memberikan pulsa dengan frekuensi tertentu (10-20 Hz).

Lebar pulsa pada PWM juga bisa membantu menentukan posisi sudut motor servo supaya lebih presisi, misalnya saja lebar pulsa PWM 0 ms menyebabkan perubahan sudut 0 derajat, sedangkan sinyal PWM lebar pulsa 2 ms bisa menyebabkan perubahan sudut 180 derajat.

Kegunaan Motor Servo dan Jenisnya

Industri-industri yang berkembang saat ini umumnya mengaplikasikan motor servo. Beberapa aplikasi motor servo adalah pada proyek elektronika, robotik, mesin pemotong, mesin CNC, mesin material handling seperti konveyor, palletizer dan warehousing, mesin pengemasan produk, mesin pencetak atau print, dan lain-lain.

Berdasarkan jenis supply arus listriknya Motor servo terdiri dari dua jenis yaitu motor servo AC dan motor servo DC.

1. Motor servo DC diaplikasikan ke mesin yang ringan seperti mainan elektronik, printer dan beberapa perangkat elektronik rumah.
2. Motor servo AC sering digunakan untuk mesin-mesin di industri karena spesifikasinya yang bisa menerima arus tinggi maupun beban berat.

Motor servo yang menggunakan arus DC sangat luas penggunaannya, ada 2 jenis motor servo yang menggunakan arus DC :

1. Motor servo DC Brushless : sesuai namanya, motor ini tidak menggunakan brush untuk penunjangnya. Perbedaan signifikan pada motor servo ini terletak pada proses komutasi yang telah menggunakan teknologi elektronik berupa sensor dan controller. Motor servo jenis ini sering diaplikasikan pada DVD player, dan cooling fan, printer dan mobil RC.
2. Motor servo DC Brushed : harga untuk brushed motor lebih murah dan lebih mudah untuk digunakan namun lebih sulit karena harus dilakukan pemeliharaan rutin pada sikatnya di komutatornya

Berdasarkan jenis aplikasinya, kegunaan motor servo dibagi ke dalam empat jenis yaitu.

1. Motor servo Positional Rotation/ servo posisi rotasi: motor servo jenis ini merupakan motor servo yang paling sering digunakan. Poros output pada motor servo ini berputar 180^o, bisa searah dengan jarum jam maupun tidak. Pada motor servo jenis ini terdapat tambahan roda gigi untuk mengatur poros agar tidak keluar batas. Motor servo posisi rotasi sering digunakan untuk mobil RC atau pesawat remote control.
2. Motor servo continuous rotation/ rotasi terus menerus: motor servo ini berputar 360^o dan bisa berputar searah maupun berlawanan dengan jarum jam. Motor servo rotasi terus menerus sering diaplikasikan untuk mainan robot.
3. Motor servo linear: motor servo jenis ini hanya berputar dengan gerakan maju dan mundur, tidak berputar. Motor servo jenis ini mempunyai tambahan roda gigi untuk mengkonversi putaran motor ke bentuk energi gerak.

Spesifikasi Motor Servo

Saat ini bnyak sekali proyek menggunakan arduino dan pada umumnya banyak juga yang menggunakan motor servo dalam pengaplikasian fungsi rangkaiannya. Ada beberapa jenis motor servo untuk arduino di pasaran. Spesifikasi dan harga motor servo sebagai berikut:

1. Motor servo SG90s: spesifikasi yaitu voltase beroperasi +5V, torsi 2.5kg/cm, kecepatan beroperasi 0.1s/60°, bahan gear dari plastik, rotasi 0°-180°, berat motor 9gm, dan pengemasan termasuk dengan skrup. Motor servo ini sering digunakan untuk proyek elektronika dan robotika sederhana dan dibanderol dengan harga 15 ribu rupiah.

2. Motor servo MG90s: motor servo ini tergolong posisi rotasi dengan spesifikasi rotasi 0°-180°, bahan gear dari logam, voltase beroperasi + 4.8V sampai 6V , torsi 2.2kg/cm, kecepatan beroperasi 0.1s/60°, dan berat motor 13.4gm. Harga untuk tipe ini dibanderol sekitar 22 ribu rupiah.

Motor servo adalah perangkat penting dan tentunya harga motor servo bervariasi tergantung jenis dan kegunaan motor servo itu sendiri.