Empat Pilar – Ketahui, Perbedaan Motor Stepper dan Motor Servo Secara Lengkap. Menjelajahi perbedaan mendasar antara motor stepper dan motor servo, serta aplikasi praktis mereka dalam industri dan teknologi.
Dalam dunia industri dan teknologi, motor listrik berperan penting dalam menggerakkan berbagai sistem dan peralatan.
Dua jenis motor yang sering digunakan adalah motor stepper dan motor servo. Keduanya memiliki perbedaan yang signifikan dalam hal desain, fungsi, dan aplikasi.
Artikel ini akan membahas Perbedaan Motor Stepper dan Motor Servo secara mendalam, membantu Kalian memahami bagaimana motor ini bekerja dan di mana mereka paling cocok digunakan.
A. Pengertian Motor Stepper
Seperti yang namanya tunjukkan, motor Stepper adalah jenis motor yang putarannya terdiri dari langkah-langkah (step) diskrit.
Motor ini menerima input dalam bentuk pulsa-pulsa digital, berbeda dengan motor DC konvensional yang beroperasi melalui komutasi pada sikatnya.
Langkah-langkah yang mengendalikan motor berasal dari kumparan-kumparan yang terstruktur ke dalam beberapa kelompok yang disebut fase. Motor dapat berputar saat energi diberikan secara berurutan ke fase-fase tersebut.
Motor Stepper mengubah sinyal-sinyal listrik menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor ini bergerak dalam langkah-langkah (step) yang teratur.
Kalian dapat mengontrol langkah-langkah pada motor ini menggunakan mikrokontroler atau rangkaian digital.
Torsi yang dihasilkan oleh motor Stepper tidak sebesar motor DC. Namun, motor jenis ini memiliki tingkat presisi yang tinggi dalam putarannya.
Kecepatan gerakan pada stepper diukur dalam langkah per detik atau jumlah langkah per detik.
Cara Kerja Motor Stepper
Pada dasarnya, cara kerja motor stepper bervariasi tergantung pada konstruksi rotor, stator, dan sistem lilitan pada statornya. Namun, setiap stepper didorong oleh pulsa digital yang berubah secara periodik.
Kecepatan pulsa digital, atau lebih tepatnya frekuensi sinyal, mempengaruhi kecepatan motor stepper. Semakin tinggi frekuensi sinyal, semakin cepat RPM stepper tersebut.
Sinyal digital ini juga dapat digunakan untuk menentukan posisi pada motor stepper. Misalnya, jika stepper memiliki sudut step sebesar 1,8°, maka dibutuhkan 200 langkah untuk satu putaran penuh.
Oleh karena itu, untuk setengah putaran, stepper memerlukan 100 langkah, dan untuk satu setengah putaran, diperlukan 300 langkah.
Inilah sebabnya mengapa stepper sering digunakan dalam mesin printer 3D dan CNC Engraving.
Sinyal digital yang diberikan ke rotor menciptakan medan magnetik yang berinteraksi dengan rotor pada motor stepper.
Hal ini menyebabkan motor bergerak satu langkah, dan tetap dalam posisi tersebut hingga menerima sinyal digital berikutnya.
B. Pengertian Motor Servo
Servo Motor adalah perangkat listrik yang digunakan dalam mesin-mesin industri pintar untuk menggerakkan atau memutar objek dengan kontrol presisi tinggi dalam hal posisi sudut, akselerasi, dan kecepatan.
Ini adalah kemampuan yang tidak dimiliki oleh motor biasa. Jika Kalian perlu memutar dan mengarahkan objek pada sudut atau jarak tertentu, maka Kalian memerlukan Servo Motor.
Hal ini dicapai dengan kombinasi motor biasa dan sensor tambahan, seperti encoder, untuk memberikan umpan balik posisi.
Komponen pengendali servo motor, yang dikenal sebagai servo drive, merupakan bagian yang sangat penting dan canggih dari servo motor, dirancang khusus untuk presisi tinggi tersebut.
Ketika presisi atau keakuratan menjadi faktor utama dalam mesin industri, pemilihan servo motor menjadi hal yang krusial.
Kemampuan servo motor dalam melakukan penempatan dengan akurasi/kepresisian tinggi adalah indikator utama dari spesifikasinya.
Dalam proses manufaktur, seperti pada mesin CNC, biasanya lebih dari satu servo motor digunakan dalam satu mesin, dan ini membutuhkan penggunaan PLC seperti Modicon M262 untuk memberikan perintah secara sinkronisasi kepada semua servo motor.
Penting juga bahwa protokol komunikasi yang digunakan bersifat open protocol, sehingga memungkinkan PLC dan servo motor dari vendor yang berbeda dapat beroperasi bersama.
Cara Kerja Motor Servo
Masih alam pembahasan Perbedaan Motor Stepper dan Motor Servo, Nah servo dikontrol dengan mengirimkan pulsa listrik dengan lebar yang dapat bervariasi melalui kabel kontrol, yang dikenal sebagai Pulse Width Modulation (PWM). Terdapat pulsa minimum, pulsa maksimum, dan tingkat pengulangan.
Motor servo umumnya dapat berputar 90° ke arah manapun, dengan total gerakan mencapai 180°.
Posisi netral motor servo didefinisikan sebagai posisi di mana servo memiliki jumlah putaran potensial yang sama ke arah searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam.
PWM yang dikirimkan ke motor servo akan menentukan posisi porosnya. Berdasarkan durasi pulsa yang dikirim melalui kabel kontrol, rotor akan berputar ke posisi yang diinginkan.
Motor servo harus mampu membaca pulsa setiap 20 milidetik (ms), di mana panjang pulsa tersebut menentukan seberapa jauh motor berputar.
Sebagai contoh, pulsa 1,5 ms akan membuat motor berputar ke posisi 90°. Jika pulsa lebih pendek dari 1,5 ms, motor akan bergerak berlawanan arah jarum jam menuju posisi 0°, dan jika pulsa lebih dari 1,5 ms, motor servo akan berputar searah jarum jam menuju posisi 180°.
Ketika servo diperintahkan untuk bergerak, ia akan bergerak dan tetap pada posisi tersebut. Namun, jika servo dipaksa untuk bergerak dari posisi diam, servo akan menolak bergerak dari posisi tersebut.
Jumlah gaya maksimum yang dapat diberikan oleh servo disebut torsi servo. Servo tidak akan tetap pada posisi tersebut secara permanen, sehingga pulsa posisi harus diulang untuk menginstruksikan servo agar tetap dalam posisi yang ditentukan.
Perbedaan Motor Stepper dan Motor Servo
Banyak yang berada di bawah kesalahpahaman bahwa ada perbedaan besar antara motor servo dan motor stepper.
Di sini, kami mencoba untuk menghilangkan gagasan tersebut dan memberikan pandangan yang lebih realistis. Simak Perbedaan Motor Stepper dan Motor Servo di bawah ini :
1. Torsi
Motor stepper memiliki torsi yang hampir sebanding dengan motor servo yang memiliki ukuran yang sama.
Motor servo menawarkan torsi puncak yang dapat disesuaikan dengan waktu, kurva kecepatan yang lebih fleksibel, dan kinerja yang lebih tinggi.
Namun, motor stepper yang sesuai dengan ukuran yang tepat dapat membantu Anda menghemat biaya yang lebih baik dibandingkan dengan motor servo.
Perlu diperhatikan bahwa motor stepper beroperasi pada torsi penuh, sedangkan keunggulan motor servo adalah kemampuannya untuk mengendalikan torsi dalam suatu aplikasi.
2. Aplikasi
Jika aplikasi membutuhkan stabilitas yang sangat penting, motor stepper merupakan pilihan yang lebih baik.
Motor servo, di sisi lain, memiliki gerakan bolak-balik saat berhenti. Servo merupakan pilihan yang lebih baik dalam aplikasi vertikal di mana motor perlu menahan beban dan untuk operasi yang lebih mulus.
Sementara itu, motor stepper lebih cocok untuk aplikasi seperti sistem pemosisian penglihatan.
3. Terminologi
‘Servo’ adalah istilah yang digunakan untuk motor yang digunakan dalam sistem loop tertutup. Motor stepper yang tersedia dioptimalkan untuk aplikasi yang sama dengan fungsi yang mirip dengan servo, tetapi dengan biaya yang lebih rendah dan kecepatan yang lebih lambat.
4. Langkah mikro
Langkah mikro (micro-stepping) adalah metode yang digunakan untuk memberikan setengah langkah ke motor stepper, sehingga memberikan resolusi yang lebih tinggi daripada langkah-langkah yang diinginkan.
Langkah mikro dicapai dengan membagi arus antara dua kutub pada motor, sehingga meningkatkan tingkat resolusi.
Namun, langkah mikro dapat memiliki dampak negatif pada motor stepper karena dapat mengurangi torsi hingga 30%.
5. Percepatan
Motor stepper tidak sefleksibel motor servo dalam hal torsi. Motor stepper memerlukan lebih banyak daya saat melakukan percepatan daripada dalam keadaan stabil, oleh karena itu persyaratan torsi harus berada dalam batas kurva nominal untuk motor stepper.
Pada motor servo, torsi puncak harus berada dalam batas kurva torsi puncak dan torsi Akar Rata-Rata Kuadrat (RMS) dari seluruh siklus operasional.
6. Ukuran
Produsen motor stepper dan motor servo umumnya menyediakan ukuran bingkai yang sebanding, dengan perbedaan utama terletak pada panjangnya.
Panjang bingkai memungkinkan motor dengan ukuran yang sama memiliki torsi dan nilai inersia yang berbeda, sehingga menawarkan kinerja yang lebih besar tanpa perlu meningkatkan ukuran motor atau biayanya.
Hasilnya adalah solusi yang lebih hemat biaya yang membutuhkan ruang pemasangan yang lebih kecil.
7. Kecepatan
Motor servo dikenal karena kecepatannya yang tinggi, namun sering kali servo digunakan dalam aplikasi di mana motor memberikan kecepatan putaran yang lebih tinggi daripada yang sebenarnya diperlukan.
Dalam kasus seperti itu, penggunaan motor stepper dengan sistem penggerak sabuk, misalnya, akan cukup memadai.
8. Kekuasaan
Baik motor stepper maupun motor servo, semakin besar arus yang diterapkan, semakin besar pula torsi yang dihasilkan.
Keunggulan motor stepper dalam hal ini adalah kemampuannya untuk menghasilkan torsi yang cukup besar pada tegangan yang aman.
Motor stepper dapat menghasilkan torsi yang lebih tinggi dengan arus yang lebih besar, tanpa risiko merusak motor atau mengorbankan keselamatan operasional.
Kesimpulan
Dalam artikel ini, empatpilar.com telah membahas secara lengkap mengenai Perbedaan Motor Stepper dan Motor Servo.
Meskipun keduanya adalah jenis motor listrik yang digunakan dalam berbagai aplikasi, namun terdapat perbedaan yang cukup signifikan dalam hal prinsip kerja, kontrol, kecepatan, presisi, dan biaya.
Motor stepper lebih sederhana dan memiliki resolusi yang tetap, sehingga lebih mudah dikendalikan dan lebih ekonomis.
Sementara itu, motor servo menawarkan kecepatan dan presisi yang lebih tinggi, serta umpan balik posisi yang memungkinkan kontrol yang lebih baik dalam aplikasi yang memerlukan tingkat akurasi yang tinggi.
Dalam memilih antara motor stepper dan motor servo, pertimbangkan kebutuhan spesifik dari aplikasi Kalian, seperti kecepatan, presisi, dan anggaran.
Semoga artikel mengenai Perbedaan Motor Stepper dan Motor Servo ini, bisa membantu Kalian dalam memahami perbedaan antara kedua jenis motor ini dan memilih yang terbaik sesuai dengan kebutuhan Kalian.
Selamat mencoba dan semoga sukses!
