Skema Rangkaian Driver Motor DC H-Bridge Menggunakan Transistor

Rangkaian Driver merupakan sirkuit elektronik yang berfungsi menyuplai arus yang dibutuhkan oleh sebuah piranti elektronik. Arus ini dikendalikan oleh sebuah sinyal yang lebih kecil seperti sinyal PWM (Pulse Width Modulation). Piranti elektronik tersebut diantaranya adalah Lampu, Elemen Pemanas dan Motor DC.

Motor DC adalah Sebuah Actuator (penggerak) yang yang berfungsi menghasilkan Perputaran mekanis. Motor DC pada dasarnya adalah komponen elektromekanik yang mengubah besaran listrik menjadi besaran fisik yaitu gerakan mekanis.

Motor DC memiliki dua bagian utama yaknik Stator dan Rotor. Stator adalah bagian yang diam dan terdiri dari dua buah magnet dengan kutub berlawanan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar dan terdiri dari gulungan kawat tembaga. 

Rotor akan berputar apabila motor DC diberi beda potensial pada kedua inputnya, karena perbedaan kutub magnet yang dihasilkan oleh gulungan rotor dengan magnet permanen pada stator.

Transistor Driver Kit

Rangkaian Driver Motor DC adalah sirkuit yang berfungsi memberikan arus Listrik yang dibutuhkan oleh motor untuk bekerja. Rangkaian driver bisa dibangaun dari komponen seperti Relay, Mosfet, IC dan Transistor. 

Transistor lebih banyak digunakan karena harganya yang relatif murah dan Suplai arus yang besar. Berikut ini akan dibahas rangkaian driver menggunakan Transistor.

1. Rangkaian Driver Motor 1 Transistor

Rangkaian Driver ini merupakan rangkaian paling sederhana. Rangkaian ini menggunakan satu buah transistor dan satu buah resistor. 

Resistor akan mengatur jumlah arus yang melewati kaki Basis transistor, sehingga mempengaruhi penguatan pada kolektor dan emitor. Skema Rangkaian dapat dilihat pada gambar dibawah.

Cara kerja 

• Pada Transistor Tipe NPN, Transistor akan aktif ketika Pada kaki Basis diberikan tegangan yang lebih besar dari tegangan emitor. Dengan demikian maka bagian Kolektor dan Emitor terhubung sehingga Arus listrik mengalir melalui Motor ke Groud. Ketika Tegangan pada Basis putus, putaran motor berhenti.

• Pada Transistor tipe PNP, Transistor akan Aktif apabila pada kaki basis diberikan tegangan yang lebih rendah dari tegangan pada Emitor. Dengan demikian maka bagian Kolektor dan Emitor terhubung sehingga Arus listrik mengalir melalui Transistor ke Motor menuju Groud. 

Rangkaian ini mempunyai kelemahan yaitu tidak dapat mengatur arah putaran motor DC. Untuk mengatur  arah putaran digunakan Rangkaian H-Bridge atau Jembatan-H.

2. Rangkaian Driver motor H-Bridge

Disebut Jembatan-H (H-Bridge) karena Prinsipnya memutus dan menghubungkan motor listrik dengan empat transistor yang menyerupai huruf H. Perhatikan Skema rangkaian Dibawah ini:

H-Bridge 4 Transistor

Skema diatas menggunakan masing-masing dua buah transistor PNP dan NPN. Jika ingin memperkuat penguatan pada  transistor maka rangkaian dapat ditambahan transistor dengan konfigurasi Darlington. 

Transistor Darlington akan memperkuat sinyal yang masuk sehingga motor akan lebih responsif.

H-Bridge 6 Transistor (Darlington)

Cara kerja rangkaian

• Pada saat INPUT 1 dan INPUT 2 diberikan nilai logika yang berbeda (HIGH dan LOW) maka dua dari empat transistor akan aktif secara berlainan dan membentuk putaran motor.

• Ketika INPUT1=HIGH dan INPUT2=LOW maka Q1 dan Q4 akan aktif sehingga arus listrik akan mengalir ke motor melalui Q1 dan Q4 sehingga motor berputar.
• Ketika sebaliknya INPUT1=LOW dan INPUT2=HIGH  maka Q2 dan Q3 akan aktif sehingga arus listrik akan mengalir ke motor melalui Q2 dan Q3 sehingga motor berputar kearah sebaliknya.

• Ketika logika paa kedua input sama HIGH atau LOW maka Motor akan diam tidak berputar.

• Putaran motor searah Jarum jam disebut Clock Wise (CW) sedangkan putaran yang berlawanan arah jarum jam disebut CCW (Counter Clock Wise) 

3. Memilih Transistor

Transistor memiliki Spesifikasi yakni kemampuan arus dan panas yang berbeda, tergantung dari tipe motor.  Semakin besar arus yang diperlukan motor semakin besar pula transistor yang harus digunakan. Berikut ini beberapa Transistor yang dapat digunakan

• Jika motor yang digunakan adalah motor DC kecil  seperti motor pada mobil mainan maka Transistor 2N3904, 2N222 atau D880

• Jika motor memiliki torsi tinggi dan beban yang ringan seperti robot line follower maka dapat menggunakan BD139,BD136,  BD140 atau BD 142.

• Jika menggunakan motor dengan torsi tinggi dan beban yang berat bisa menggunakan Transistor daya tinggi seperti TIP41 dan TIP42 atau TIP3055 dan TIP2955 

Artikel terkait : Mengenal Motor DC, Cara Kerja dan Jenisnya