Motor (RC) servo

Motor servo kebanyakan digunakan pada model-model radio kontrol (seperti contohnya: mobil, pesawat, dll) sangat berguna juga pada berbagai macam jenis eksperimen robot kecil karena selain kecil juga ringkas, dan tidak begitu mahal. Motor ini sendiri terdiri dari beberapa bagian seperti contohnya motor, gearbox, mekanisme pengatur posisi umpanbalik, dan juga elektronik kontrol. Ilustrasi motor servo yang biasa digunakan ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 1 Motor Servo Hitech HS-311.

Motor servo adalah kombinasi dari motor dc dengan rangkaian umpan balik elektronik. Servo merupakan sebuah sistem kendali otomatis yang dipakai untuk mengatur kecepatan sebuah motor dc. Kecepatan motor akan konstan sampai kapan pun karena adanya servo ini. Servo menggunakan system umpan balik. Sensor untuk mendeteksi putaran terhubung ke rangkaian umpan balik ini. Secara fisik kita tidak dapat membedakannya antara motor servo dan dc namun jika kita temukan rangkaian umpan balik didalamnya. Maka kita dapat menyebutnya sebagai Motor Servo. Pada gambar 2 ditunjukkan gambar blok diagram dari motor (RC) servo.

Gambar 2 Blok diagram motor (RC) servo

Motor servo dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu motor servo yang berputar secara kontinyu dengan kecepatan tertentu dan motor servo yang bergerak menunjukkan sudut tertentu (RC servo). RC servo inilah yang pada penelitian ini kami gunakan sebagai sasarannya. Komponen yang ada dalam RC servo adalah : motor, gearbox, potensiometer, umpan balik, rangkaian control, dan driver untuk motor dc. Perbedaan yang tampak dari 2 jenis motor ini yaitu pada RC servo membutuhkan tiga kabel (2 kabel daya dan 1 kabel data), sedang motor servo hanya membutuhkan dua kabel untuk daya.

Motor (RC) servo secara umum hanya memiliki bidang gerak putar dengan sudut putar dengan sudut putar tidak lebih dari 180 derajat. Motor (RC) servo juga memiliki kemampuan mempertahankan posisinya pada sudut derajat tertentu dengan mengendalikan lebar pulsa modulasinya (PWM). Karena kemampuannya itu maka motor (RC) servo sering juga disebut sebagai position-locking motor. Lebar pulsa yang harus diberikan pada motor (RC) servo mulai 1 sampai 2 millisekon (ms) yang setara dengan pergerakan mulai posisi 0 derajat sampai dengan 180 derajat. Lalu untuk posisi tengah sendiri bisa didapat dengan memberikan pulsa yang merupakan median (nilai tengah) dari syarat pulsa modulasi yang harus diberikan pada servo, yaitu 1,5 ms. Lebar pulsa ini harus dijaga secara periodik dengan frekuensi sebesar 50 Hz.

Pengendalian gerakan batang motor servo dapat dilakukan dengan menggunakan metode Pulse Width Modulation atau biasa disingkat sebagai sinyal PWM. Teknik PWM yaitu cara pengalihan daya dengan menggunakan sistem lebar pulsa untuk mengemudikan putaran motor. Pada gambar 3 (lab elins, 2006) ditunjukkan mengenai hubungan PWM dengan sudut tempuh servo.

Gambar 3 Posisi Servo dengan PWM-nya

Tiap-tiap pulsa yang mempunyai lebar yang berbeda akan menggerakkan batang motor ke posisi yang berbeda-beda. Sebagai contoh semisal kita memberikan pulsa input sehingga memberikan lebar pulsa sebesar 1 ms, maka batang servo akan mengarah pada posisi sudut -90o. Lalu servo ini mampu mempertahankan posisinya hanya selama 20-30 ms, sehingga agar servo tetap pada posisinya maka kita perlu mengirimkan pulsa control tersebut secara berangsur-angsur, sehingga posisinya tetap pada yang kita kehendaki.
Seperti yang telah dijelaskan melalui gambar 2.8, kita dapat mengetahui bahwa jika lebar pulsa masukan kita ubah dari lebar pulsa 1 ms menjadi 2 ms secara sistematis maka motor (RC) servo akan bergerak menuju posisi 180o searah dengan gerakan jarum jam. Satu derajat perubahan gerak posisi dapat kita atur dengan menambah/mengurangi lebar pulsa sebesar 100/18 ms. Jadi menurut persamaan berikut kita bisa memberikan input pada PWM dengan rumus:

T=1000+(100/18)deg

Keterangan : T : lebar pulsa (ms)
                        Deg : posisi motor RC servo (derajat)