JURNAL ELTEK
Vol.
No.
April 2025, hal.
p-ISSN: 1693 Ae 4024 | e-ISSN: 2355-0740 DOI: 10.
33795/eltek.
Aplikasi dan unjuk kerja motor driver L-298 dan BTS7960 sebagai power switching pada inverter Mohammad Luqman1.
Beauty Anggraheny2.
Herwandi3.
Ari Murtono4 e-mail: 1mohluqmanpolinema@gmail.
com, 2beauty.
anggraheny@polinema.
herwandi@polinema.
id, 4ari.
murtono@polinema.
1,2,3,4,5Jurusan Teknik Elektro.
Politeknik Negeri Malang.
Indonesia
Informasi Artikel
ABSTRAK
Riwayat Artikel Pada penelitan ini driver motor L298 dan BTS7960 yang biasa bekerja pada frekuensi rendah digunakan sebagai power switching inverter yang dioperasikan pada frekuensi tinggi.
L298 dan BTS 7968 adalah sama2 driver motor dc dengan konfigurasi H-bridge, namun rangkaian I/O serta sistem kontrol yang digunakan sangat berbeda, sehingga Program SPWM untuk kedua modul tersebut tidak sama.
Program pada L298 menggunakan SPWM penuh sepanjang 360 o dan bersifat komplemen untuk setiap 180o pada kanal-1dan sinyal dasar 50Hz pada Sedangkan program pada BTS7960 menggunakan sinyal yang bergantian antara sinyal dasar 50Hz sepanjang 180o dan sinyal SPWM sepanjang 180o pada kedua kanalnya dan bersifat komplemen.
Hasil penelitian ini kedua motor driver tersebut beserta program masing-masing, mampu memberikan hasil luaran inverter berbentuk gelombang sinusoida sempurna, modul motor driver L298 hanya mampu bekerja sampai dengan arus 2A sesuai dengan spsesifikasi yang dimiliki, sedangkan modul motor driver BTS 7960 mampu bekerja sampai dengan arus 10A sesuai dengan spsesifikasi transformator yang digunakan.
Dan hal ini juga sesuai dengan spesifikasi modul tersebut yang sebesar 43A.
Diterima 15 Desember 2024 Direvisi 17 April 2025 Diterbitkan 24 April 2025 Kata kunci:
Arduino Uno
BTS7960 motor driver
Inverter
L298 motor driver
SPWM
ABSTRACT
Keywords:
Arduino Uno
BTS7960 motor driver
Inverters L298 motor driver
SPWM
In this research, the L298 and BTS7960 motor drivers which usually work at low frequencies are used as power switching inverters which are operated at high frequencies.
The L298 and BTS 7968 are both dc motor drivers with an H-bridge configuration, but the I/O circuit and control system used are very different, so the SPWM program for the two modules is not the same.
The program on the L298 uses full SPWM over 360o and is complementary for every 180o on channel-1 and a 50Hz base signal on channel-2.
Meanwhile, the program on the BTS7960 uses a signal that alternates between a basic 50Hz signal along 180o and a SPWM signal along 180o on both channels and is The results of this research are that both motor drivers and their respective programs are able to provide inverter output in the form of perfect sinusoidal waves, the L298 motor driver module is only able to work up to 2A current according to its specifications, while the BTS 7960 motor driver module is able to work up to 10A current according to the specifications of the transformer And this is also in accordance with the module specifications of Laman utama jurnal: http://jurnal.
id/index.
php/eltek/ Penulis Korespondensi:
Mohammad Luqman.
Jurusan Teknik Elektro.
Politeknik Negeri Malang.
Jl.
Sukarno Hatta No.
Malang.
Jawa Timur.
Indonesia.
Email: mohluqmanpolinema@gmail.
p-ISSN: 1693 Ae 4024 | e-ISSN: 2355-0740
PENDAHULUAN
Salah satu bagian terpenting dari sebuah inverter adalah rangkaian transistor switching, yaitu rangkaian yang akan menentukan besar daya yang akan dikeluarkan oleh suatu inverter.
Biasanya rangkaian switching ini tersusun dari beberapa buah transistor MOSFET baik dari jenis N-MOS maupun P-MOS yang dikonfigurasikan dalam susunan rangkaian Full-Bridge.
Desain dan implementasi rangkaian ini relatif cukup rumit dan tingkat keberhasilan relatif kecil, untuk itu dicoba metoda alternatif untuk rangkaian switching dengan menggunakan rangkaian driver motor DC.
Dan sejauh ini belum ada penggunaan driver motor dc untuk keperluan switching inverter, yang banyak digunakan adalah sebagai pengendali motor dc untuk berbagai keperluan .
Pada penelitan ini digunakan dua jenis driver motor tipe L298 dan BTS7960 yang banyak tersedia di Pada umumnya driver motor bekerja pada frekuensi rendah (DC) yang digunakan untuk mengenalikan arah dan kecepatan putar motor dc, namun pada aplikasi power switching di-inverter akan dicoba dioperasikan pada frekuensi tinggi Pada tahap awal akan dicari bagaimana cara menghubungkannya agar bisa diaplikasikan sebagai swtching daya pada frekuensi tinggi, akan diteliti apakah cocok untuk penggunaan aplikasi sinyal SPWM dan jika berhasil akan dicari batas-batas kemampuan kerja sebagai swtiching daya pada inverter.
Sehingga penelitian ini diberi judul : AuAplikasi dan Unjuk Kerja Motor Driver L-298 dan BTS7960 Sebagai Power Switching Pada InverterAy dimana penelitian ini merupakan kelanjutan dari penelitan terdahulu .
METODE PENELITIAN
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk membuat inverter yang akan mengubah tegangan dc 1224 volt menjadi tegangan ac 220 volt.
Adapun fokus penelitian ini terletak pada penggunaan modul motor driver L298 dan atau BTS7960 sebagai rangkaian switching daya menggantikan rangkaian jembatan-H penuh yang yang dirakit secara manual seperti terlihat pada diagram blok gambar 1.
Alasan penggunaan motor driver ini adalah sudah tersedia dalam bentuk modul, sehingga akan memudahkan pengguna dalam mebuat sebuah inverter tanpa harus bersusah payah merancang dan merakit driver jembatan H.
Gambar 1.
Blok diagram rencana penelitian Input berupa tegangan dc 112 Ae 24 Vdc dengan daya yang mencukupi, yang nantinya akan diubah menjadi tegangan 220V ac 50 Hz.
Rangkaian pembangkit SPWM merupakan sebuah mikrokontroller arduino yang berfungsi untuk menghasilkan sinyal SPWM pada frekuensi switching 7812 Hz dan frekuensi dasar 50 Hz .
Jumlah dan bentuk output untuk kedua driver tersebut akan berbeda, karena spesifikasi input kedua modul juga Transformator penaik tegangan berfungsi untuk meningkatkan tegangan SPWM kelevel tegangan jala-jala 220V ac dan tetap harus tetap berbentuk sinusoida, apapun model pengaturan pada sinyal SPWM yang dilakukan .
Jurnal ELTEK.
Vol.
No.
April 2025: 9-15 Jurnal ELTEK p-ISSN: 1693 Ae 4024 | e-ISSN: 2355-0740 Regulator tegangan akan berfungsi untuk memberikan catu daya pada sistem arduino yang inputnya di ambilkan dari masukan tegangan dc dan outputnya akan disesuaikan dengan kebutuhan sistem arduino.
Rangkaian yang lain adalah penunjang pada sistem ini agar luaran dan kinerja sistem dapat di monitor/ di amati dengan baik.
HASIL DAN PEMBAHASAN
1 Penentuan Frekuensi SPWM Arduino uno memiliki 6 pin output yang mendukung luaran PWM, yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11.
Pada kondisi standar .
frekuensi PWM arduino adalah 500Hz untuk pin nomor 3.
10 dan 11, serta 1000 Hz untuk pin nomor 5 dan 6.
Frekuensi 1000 Hz pada port 5 dan 6 ini dianggap masih kurang tinggi untuk aplikasi switching inverter.
Untuk itu batas frekuensi port tersebut harus diubah ke batas frekuensi maksimum yang bisa dilakukan, yaitu dengan menggunakan menggunakan perintah perubahan timer.
Port ini menggunakan Autimer 0Ay untuk mengatur frekuensinya, dimana batas tertingginya adalah 62500 Hz pada pilihan pembagi 1 dan frekuensi dibawahnya sebesar 7812,5 Hz pada pembagi 8.
Karena frekuensi 62,5 kHz terlalu tinggi untuk aplikasi ini maka dipakai frekuensi berikutnya yang lebih rendah yaitu sebesar 7812,5 Hz.
Untuk itu digunakan perintah : TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | 8.
Sedangkan untuk frekuensi dasar sebesar 50 Hz maka PWM default untuk port 10 dan 11 sebesar 500 Hz dianggap sudah cukup .
2 Penggunaan L298 sebagai driver SPWM inverter IC dan modul L298 adalah dual H-bridge driver, sedangkan kebutuhan hanya cukup satu saja, sehingga hanya separoh bagian dari L298 yang dipakai sebagai driver SPWM.
Diagram penyambungan terlihat pada gambar 2 berikut .
Gambar 2.
Diagram koneksi internal dan eksternal pada L298.
Dari rangkaian tersebut kontrol dilakukan pada input C dan D dan harus komplemen, karena jika sama baik dalam kondisi H ataupun L maka motor akan berhenti atau output akan berharga 0.
Jika dilihat dari fungsi yang dijalankan maka motor akan berjalan pada kondisi maju .
atau balik .
Dimana dalam kedua kondisi tersebut peralihan dari forward ke reverse atau sebaliknya pasti akan berjalan dalam rentang waktu yang lama .
eralihan terjadi dalam frekuensi yang renda.
, sedangkan untuk keperluan inverter peralihan dari forward ke reverse dan sebaliknya berlangsung dalam kecepatan 50 Hz .
ebagai sinyal dasar pada jala-jala PLN).
Dan dalam aplikasi ini motor akan mendapatkan tegangan dalam bentuk DC dengan frekuensi Nol, sedangkan untuk kebutuhan inverter bentuk daya yang mengalir ke beban akan berbentuk sinyal SPWM dengan frekuensi sekitar 7,8 kHz.
Sehingga permasalahan yang timbul adalah bagaimana agar daya yang sampai ke beban berbentuk pulsa dengan frekuensi tinggi.
Berdasarkan lembar data dari IC L298 keluaran ST Microelectronics .
, komponen ini mempunyai frekuensi komutasi fc (V.
sebesar 25 kHz pada arus beban IL = 2A, sehingga dianggap mampu untuk menangani perubahan luaran pada frekuensi 7812 Hz.
Bentuk sinyal kontrol L298 terlihat pada gambar 3 berikut.
Aplikasi dan unjuk kerja motor driver L-298 dan BTS7960 sebagai power switching pada inverter (Mohammad Luqma.
p-ISSN: 1693 Ae 4024 | e-ISSN: 2355-0740 Gambar 3.
Modul L298 motor driver beserta bentuk sinyal kontrol SPWM 3 BTS7960 H-Bridge Motor Driver BTS7960 adalah modul jembatan H arus tinggi yang terintegrasi penuh untuk aplikasi penggerak Antarmuka ke mikrokontroler dipermudah dengan IC driver terintegrasi yang dilengkapi input level logika, penginderaan arus untuk diagnosis, laju perubahan tegangan .
lew rat.
yang dapat disesuaikan, pembangkitan waktu mati dan perlindungan terhadap suhu berlebih, tegangan lebih, tegangan kurang, arus lebih dan arus hubung singkat.
BTS7960 memberikan solusi yang hemat biaya untuk penggerak motor PWM arus tinggi yang terproteksi dengan dimensi yang kecil .
Pada banyak contoh aplikasi menggunakana BTS 7960, pin 3 R_EN dan 4 L_EN selalu dibuat aktif dan kontrol motor semata-mata dilakukan pada input RPWM pin-1 dan LPWM pin-2.
Dari data-sheets yang diterbitkan oleh Infineon Technologies AG .
sebagai produsen pembuat IC BTS 7960, maka didapatkan tabel kebenaran IC BTS 7960 pada tabel 1.
Dari data tersebut tidak mungkin listing sketch 4-kanal yang telah dibahas sebelumnya dapat di implementasikan pada BTS 7960.
Hal ini karena transistor bagian HSS dan LSS tidak dapat dikontrol secara terpisah seperti pada EGS-002 atau L-298.
HSS dan LSS merupakan pasangan yang bersifat komplemen.
Sehingga sifat sketch yang akan dibangun haruslah komplemen antara sinyal lengan kanan dan sinyal pada lengan kiri pada rangkaian H-bridge tersebut.
Dan hanya terdapat 2 buah input saja yang masing-masing terdiri dari campuran antara sinyal SPWM dan sinyal dasar 50Hz.
Bentuk sinyal SPWM untuk BTS7960 terlihat pada gambar 4.
Tabel 1.
Tabel kebenaran IC BTS 7960
Inputs INH
HSS
OFF
OFF
Outputs LSS
OFF
OFF
OFF
Under-Voltage (UV) Overtemperatur or short circuit of HSS
or LSS
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
Current limitation OFF
OFF
Device State Normal Operation Over-Voltage (OV) Jurnal ELTEK.
Vol.
No.
April 2025: 9-15 Mode Stand-by mode LSS active HSS active Shut-down of LSS.
HSS Error detected UV lockout Stand-by mode, reset of Shut-down with latch, error Switched mode, error Switched mode, error Jurnal ELTEK p-ISSN: 1693 Ae 4024 | e-ISSN: 2355-0740 Gambar 4.
Modul BTS7960 dan bentuk sinyal kontrol SPWM Implementasi pada sistem Inverter Pemasangan masing-masing modul motor driver pada rangkaian inverter membutuhkan kapasitor pada sisi jalur utama inverter .
yang berfungsi sebagai filter frekuensi tinggi sehingga frekuensi SPWM sebesar 7812Hz tidak akan muncul pada sisi output.
Rangkaian pengambilan data dan bentuk gelombang sinusoida sebagai output tegangan inverter terlihat pada gambar 5.
Pada pengukuran ini menggunakan 3 alat ukur yang berbeda untuk melihat konsistensi data yang terbaca, hasilnya ketiga alat ukur memberikan hasil yang konsisten, dan kesimpulannya nilai tegangan output yang ditampilkan oleh KWS-300 sebagai alat ukur utama sistem bisa dipercaya.
Hubungan antara Tegangan Output inverter dengan nilai arus yang terpantau pada Power Supply Unit terlihat pada gambar 6.
Dari grafik tersebut terlihat bahwa nilai tegangan terus menurun pada saat arus meningkat.
Gambar 5.
rangkaian pengambilan data .
bentuk tegangan inverter Aplikasi dan unjuk kerja motor driver L-298 dan BTS7960 sebagai power switching pada inverter (Mohammad Luqma.
p-ISSN: 1693 Ae 4024 | e-ISSN: 2355-0740 .
Gambar 6.
Hasil pengukuran pada output Inverter .
Tegangan vs Arus .
Daya vs Arus
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dikerjakan, kedua motor driver tersebut beserta program masingmasing, mampu memberikan hasil luaran inverter yang berbentuk gelombang sinusoida sempurna.
Pada saat pengujian, ternyata tegangan luaran inverter akan menurun pada saat arus yang ditarik oleh beban semakin Sedangkan kalau dilihat dari daya yang ditarik oleh beban maka akan ada suatu titik optimum daya tergantung dari spesifikasi dan karakteristik transformator penaik tegangan yang digunakan.
Dari sisi daya modul motor driver L298 hanya mampu bekerja sampai dengan arus 2A sesuai dengan spsesifikasi yang dimiliki.
Sedangkan modul motor driver BTS 7960 mampu bekerja sampai dengan arus 10 sesuai dengan spsesifikasi transformator yang digunakan.
Dan hal ini juga sesuai dengan spesifikasi modul tersebut yang sebesar 43A.
Pada sistem inverter yang menggunakan pensaklaran tegangan rendah seperti pada penelitian ini, rugi-rugi daya banyak terjadi pada sisi transformator penaik tegangan, untuk itu pada penggunaan inverter pada daya yang besar seyogyanya dipikirkan untuk menggunakan teknik switching pada sisi primer atau pada sisi tegangan tinggi.
Sehingga tidak perlu menggunakan transformator penaik tegangan frekeuensi rendah dengan rugi daya yang besar.
DAFTAR PUSTAKA