Abstract — The  stepper  motor  is  a  type  of  actuator  that  is  very popular  and  widely  applied  in  the  industrial  world,  especially  the manufacturing  and  electromechanical  industries.  Because  of  the characteristics of the stepper motor which is able to work very well in  open  loop  control  systems,  this  type  of  actuator  is  widely  used. Stepper  motor  control  can  be  done  by  sending  a  series  of  digital pulses  to  drive  the  motor  in  a  certain  speed  and  rotation  angle. Stepper  motor  control  with  the  start-stop  method  is  one  of  the control  methods  that  can be  applied based on  PLC. Stepper  motor control  with  the  start  -  stop  method  is  a  produces  an  output  pulse according  to  the  target  frequency  that  has  been  set,  so  that  the stepper  motor  will  rotate  at  a  speed  according  to  the  target frequency.  It  is  necessary  to  analyze  the  performance  with  the application  of  this  method.  By  using  the  start-stop  method  the stepper motor is able to rotate at speeds between 30 rpm - 240 rpm and  the  rotation  angle that  can be  operated  on the  motor  from 2 o - 360 o , this method is very suitable if applied to low rotational speed.
Key words — stepper motor;control;actuator;PLC
Abstrak — Motor  stepper  merupakan  jenis  aktuator  yang  sangat populer dan banyak diaplikasikan di dunia industri terutama industri manufaktur  dan  elektromekanik.  Karena  karakteristik  dari  motor stepper yang mampu bekerja dengan sangat baik pada sistem kontrol loop terbuka  maka  aktuator  jenis  ini  banyak  digunakan.  Pergerakan dari motor stepper harus dikendalikan sehingga mampu menghasilkan putaran  yang  diinginkan.  Kendali  motor  stepper dapat dilakukan  dengan  mengirimkan  sederetan  pulsa  digital  untuk menggerakkan  motor  dalam  kecepatan  dan  sudut  putar  tertentu. Kendali  motor  stepper  dengan  metode start-stop merupakan  salah satu  metode  kendali  yang  bisa  diaplikasikan  dengan  kontroler berbasis  PLC.  Kendali  motor  stepper  dengan  metode start  -  stop merupakan  metode  yang  menghasilkan  pulsa output sesuai  dengan frekuensi  target  yang  telah  diatur,  sehingga  motor  stepper  akan berputar  dengan  kecepatan  sesuai  dengan  frekuensi  target  tersebut. Perlu  adanya  analisis  unjuk  kerja  dengan  penerapan  metode  ini. Dengan  menggunakan  metode  start-stop  motor  stepper  mampu berputar  pada  kecepatan  antara  30  rpm  –  240  rpm  dan  sudut  putar yang dapat dioperasikan pada motor dari 2 o -360 o , metode start – stop ini sangat cocok jika diaplikasikan untuk kecepatan putar rendah.
Kata kunci — Motor stepper;kontrol;aktuator;PLC;

## I. P ENDAHULUAN
Motor stepper merupakan salah satu jenis penggerak yang banyak  digunakan  pada  mesin  CNC Engraving ,  3D printing dan  sistem conveyor yang  membutuhkan  kepresisian.  karena
mesin  CNC  dan  3D printing memerlukan  penggerak  berupa motor  yang  membutuhkan  presisi  dan  akurasi  yang  tinggi dalam  tiap  pergerakannya  maka  motor  stepper  menjadi  salah satu  pilihan.  Berbeda  dengan  motor  DC  konvensional  yang relatif  sulit  dalam  penggendaliannya  karena  tidak  memiliki karakteristik yang presisi dan akurat seperti yang dimiliki oleh motor  stepper.  Motor  steppper  juga  banyak  sekali  digunakan dalam sistem manufaktur diindustri.
Mengendalikan  motor  stepper  berbeda  dengan  seperti mengendalikan motor DC konvensional karena motor stepper memiliki karakteristik berbeda dengan motor DC konvensional. Untuk mengendalikan motor stepper diperlukan kontroler  seperti  mikrokontroler  dan  PLC  ( Programmable Logic  Control )  karena  basis  kendali  motor  stepper  adalah bagaimana memberikan pulsa – pulsa digital ke tiap fasa pada motor  stepper.  Motor  stepper  adalah  jenis  aktuator/penggerak spesial,  motor  stepper  menterjemahkan  instruksi-instruksi digital yang simpan pada kontroler untuk menghasilkan gerak putar  yang  presisi,  sehingga  sangat  cocok  untuk  diterapkan pada  sistem  elektromekanik[1].  Motor  stepper  adalah perangkat elektro mekanik yang dapat mengubah pulsa listrik menjadi  gerakan  pada  porosnya[2].  Poros  motor  bergerak sesuai dengan kenaikan nilai dari pulsa listrik yang diterapkan pada  fasa  –  fasa  motor  stepper  dan  mampu  bekerja  pada sistem open loop [3]. Operasi dasar motor stepper memungkinkan  motor  mampu  bergerak  dalam  sudut  putar dengan  derajat  yang  tepat  setiap  kali  pulsa  dikirimkan sehingga sangat cocok untuk kendali posisi[4]. Disamping itu pula  motor  stepper  juga  mampu  dikendalikan  kecepatan putarnya  dengan  cara  mengendalikan  nilai  frekuensi  pulsa yang dikirimkan ke motor stepper.
Penelitian  dengan  menggunakan  motor  stepper  sudah sangat  banyak,  diantaranya  adalah  penelitian  yang  berjudul “Prototipe  Antena Tracker Menggunakan  Motor  Stepper Nema  23  sebagai  Aktuator  2 Axis ”,  pada  penelitian  ini  motor stepper  digunakan  sebagai  penggerak  pada  prototipe  antena tracker yang  mampu  bergerak  pada  2 axis [5].  Untuk  metode kendali yang diterapkan belum dijelaskan pada penelitian ini.
Penelitian  yang  berjudul  “ Design  and  Development Stepper  Motor  Position  Control  System ”  penelitian  ini  lebih berfokus  pada  membuat  desain  dan  pengembangan  untuk

## Stepper Motor Speed Control Using Start-Stop Method Based On PLC
Kendali Kecepatan Motor Stepper Menggunakan Metode Start – Stop Berbasis PLC
Budi Cahyo Wibowo (1) , Fajar Nugraha (2)
Program Studi Teknik Elektro Universitas Muria Kudus, Gondangmanis, Bae, Kudus, 59327, Indonesia budi.cahyo@umk.ac.id (1) , fajar.nugraha@umk.ac.id (2)
Received: 18 August 2021; revised: 15 September 2021; accepted: 12 October 2021
Stepper Motor Speed Control  Using Start-Stop Method Based On PLC
aplikasi  motor  stepper  pada  kendali  posisi  dengan menggunakan  FPGA  ( Field  Programmable  Gate  Array ) berbasis mikrokontroler sebagai pusat kendali[6].
Penelitian  yang  berjudul  “ stepper  motor  movement designed based on FPGA ” penelitian ini juga lebih fokus pada membuat  desain  pergerakan  dari  motor  stepper  berbasis FPGA[2].
Untuk  mengatur  posisi  dan  kecepatan  putar motor  stepper diperlukan  analisis  kendali  kecepatan  dan  sudut  putar  pada motor  stepper  untuk  kemudian  diterapkan  pada  sistem elektromekanik  yang  akan  dibuat.  Salah  satu  metode  kontrol motor  stepper  adalah  metode start-stop yang  menggunakan PLC sebagai basis kontrolnya. Analisis kendali kecepatan dan sudut  putar  pada  motor  stepper  menggunakan  metode start- stop bertujuan  untuk  mengetahui  unjuk  kerja  yang  dihasilkan dari penerapan metode start – stop pada kendali motor stepper sehingga  dapat  dijadikan  sebagai  rujukan  dalam  merancang suatu  sistem  penggerak  elektromekanik  menggunakan  motor stepper dan PLC sebagai pusat kontrolnya.
Berdasarkan  beberapa  penelitian  terkait  dan  dari sepengetahuan  penulis  belum  adanya  pembahasan  tentang analisis  yang  dilakukan  pada  kontrol  kecepatan  dan  sudut putar  motor  stepper  dengan  menggunakan  metode start-stop dengan menggunakan PLC sebagai basis kontrolnya.

## A. Motor Stepper
Motor  stepper  adalah  salah  jenis  motor  yang  putarannya berdasarkan  langkah.  Motor  stepper  banyak  digunakan  dalam aplikasi industri seperti CNC, lengan robot, pemindai, printer dan  yang  terbaru  adalah  3D printer ,  karena  kehandalan  dan kemampuan  kontrol open  loop [7][8].    Gambar  1.  Adalah bentuk  fisik  dari  motor  stepper.  Motor  stepper  merupakan motor  DC  yang  tidak  memiliki  komutator.  Motor  stepper hanya memiliki kumparan pada bagian stator sedangkan pada bagian  rotor  berupa  magnet  permanen.  Karena  konstruksi inilah maka motor stepper dapat diatur posisinya dan berputar sesuai dengan yang diinginkan, apakah searah jarum jam atau sebaliknya. Motor stepper dapat berputar atau berotasi dengan sudut/ step yang  bisa  bervariasi  tergantung  motor  yang digunakan. Ukuran step dapat berada pada range 0,9 o sampai 90 o .  Posisi  putarannya  pun  relatif  tepat  dan  stabil.  Dengan variasi  sudut  akan  memudahkan  melakukan  pengendalian tanpa  menggunakan closed-loop  feedback untuk  memonitor posisi.[9]
Gambar 1. Bentuk Fisik Motor Stepper[10]

## B. Microstep Driver DM542
Kontroler  dalam  hal  ini  PLC  belum  mampu  secara  langsung menggerakkan  motor  stepper  disebabkan  arus  keluaran  dari PLC  yang  masih  sangat  rendah  kisaran  1-2mA,  sehingga diperlukan  unit  penguat  berupa microstep  driver agar  motor stepper  mampu  digerakkan.  Pada  penelitian  ini  digunakan driver  microstepping DM542  yang  mampu  beroperasi  pada tegangan  5VDC  dan  24VDC.  Gambar  2.  Adalah  bentuk  fisik microstep  driver DM542.  Spesifikasi microstep  driver DM542: Tegangan Input : 5-24V; arus : Max 4.2A; Frekuensi: up to 200KHz; Support Motor : 2 phasa dan 4 phasa; Proteksi : Over Voltage, Over current .

## C. PLC Omron CP1E-N40NDT
Programmable  Logic  Control (PLC)  adalah  sebuah perangkat  komputer  fungsi  khusus  yang  dirancang  untuk mengontrol  suatu  proses.  Proses  yang  dikontrol  ini  berupa sinyal  kontinyu  atau  berupa  sistem  digital  ( on/off )  yang dijalankan  secara  sekuensial  dan  berulang-ulang  yang  umum dijumpai  pada  mesin  pengeboran,  sistem  konveyor  dan  lain sebagainya.
Prinsip  kerja  dari  PLC  diawali  dengan  PLC  yang  akan membaca  sinyal  masukan  dari  komponen  –  komponen input seperti  sensor, push button,  limit  switch,  magnetic  switch dan sebagainya,  kemudian  PLC  akan  membaca  program  yang telah  tersimpan  didalam  memori  PLC  seperti ladder  diagram (LD). Program inilah yang berfungsi untuk instruksi masukan menjadi instruksi keluaran.
Perangkat  keras  PLC  terdiri  dari  empat  komponen  utama berikut: processor, modul input/output , power  supply dan memori. Prosesor berfungsi untuk menyimpan dan menjalankan  program  yang  terdapat  pada  PLC.  Memori adalah bagian dari proseosr yang digunakan untuk menyimpan instruksi – instruksi program.
Modul input/output digunakan untuk menerima sinyal dari unit  pengindra/sensor  dan  modul  keluaran  digunakan  untuk mengaktifkan  berbagai  piranti  penggerak.  Fungsi  modul keluaran lainnya diantaranya conditioning, terminasi dan juga pengisolasian sinyal – sinyal yang ada.
Memori  merupakan  bagian  dari  prosesor  yang  berupa  IC ( integrated  circuit ).  Ada  beberapa  tipe  semikonduktor,  yaitu: RAM  ( Random  Access  Memory )  adalah  tipe  memori  yang fleksibel dalam membaca dan menulis data, program-program yang  terdapat  didalamnya  dapat  diprogram  ulang  sesuai dengan  keinginan  pemakaianya.  ROM  ( Read  Only  Memory ) adalah  tipe  memori  yang  dapat  dibaca  datanya  tetapi  tidak dapat  ditulisi.  PROM  adalah  bentuk  memori  digital  yang bersifat permanen biasa digunakan untuk menyimpan program ladder diagram . PLC  ( Programmable  Logic  Control )  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  buatan  OMRON  dengan  tipe CP1E-N40NDT.  Menggunakan  PLC  dengan output transistor karena  dibutuhkan  proses switching yang  cepat  untuk memberikan  pulsa  masukan  ke driver motor  stepper.  PLC OMRON  CP1E-N40NDT  memiliki  40  I/O,  yang  terdiri  atas 24 input dan 16 output .
Gambar 2. Microstep Driver DM542[11]
Gambar 3. Bentuk Fisik PLC OMRON CP1E-N4-NDT[12]

## D. Metode Start – Stop
Metode start-stop merupakan  salah  satu  metode  yang digunakan  untuk  mengendalikan  motor  stepper  menggunakan PLC  sebagai  basis  kontrolnya.  Metode  pengendalian  motor stepper  ini  dilakukan  dengan  melakukan  rekayasa  terhadap pulsa output yang  dikeluarkan  oleh  PLC.  Disebut  metode start-stop karena  pulsa output yang  dikeluarkan  oleh  PLC diatur  dalam  dua  kategori,  pulsa start yaitu  pulsa  akan dikeluarkan  dengan  nilai  frekuensi  1  Hz  hingga  maksimal frekuensi target 100 KHz (kenaikan nilai frekuensi tiap 1 Hz), frekuensi  target  diatur  melalui  instruksi  SPED  dan  setelah mencapai  frekuensi  target  maka  pulsa output akan  di  0  Hz kan[13].
Instruksi PULS digunakan untuk menentukan jumlah pulsa yang  dikeluarkan  oleh output PLC,  instruksi  ini  biasa digunakan  menentukan  jumlah  putaran  pada  motor  stepper. Ada  tiga  konfigurasi  parameter  pada  instruksi  PULS  yang harus  diatur  pada  pengaturan  awal,  yaitu  parameter  P  ( Port Specifier ), Port digunakan  untuk  menentukan port  output pada  PLC  yang  digunakan  untuk  mengeluarkan  pulsa output , biasanya output channel 100.00.  Parameter  T  ( Pulse  Type ) digunakan  untuk  menentukan  pulsa output berjenis relative atau absolute .    Parameter  berikutnya  adalah  N  ( Number  of Pulse )  digunakan  untuk  menentukan  jumlah  pulsa  yang dikehendaki, konfigurasi nilai pada parameter N ini digunakan
Gambar 4. Konsep Pulsa Output Metode Start - Stop [13]
Gambar 5. Timing Diagram Cara Kerja Metode Start-Stop
untuk menentukan jumlah putaran pada motor stepper, dengan berbagai konfigurasi parameter pada instruksi PULS ini maka motor  stepper  akan  mampu  diatur  dan  menghasilan  putaran sesuai dengan yang dikehendaki.
Instruksi SPED digunakan untuk mengatur frekuensi pulsa keluaran  pada  PLC  dan  tanpa  akselerasi  dan  deselerasi.  Ada empat parameter pada instruksi SPED yang harus diatur pada konfigurasi  awal,  yaitu  parameter  P, Port yang  digunakan pada  channel output PLC  untuk  mengeluarkan  pulsa output . Parameter M, mode output digunakan untuk arah putar motor stepper  CW  atau  CCW.  Parameter  F,  digunakan  untuk menentukan  kecepatan  putar  motor  stepper  berdasarkan  nilai frekuensi  yang  diatur  pada  parameter  ini[13].    Proses  pulsa start  stop pada  kendali  motor  stepper  diperlihatkan  pada Gambar 4.
Gambar timing  diagram dari  pulsa output metode start- stop yang menunjukkan saat diaplikasikan untuk gerakan CW ( Clock  Wise )  dan  CCW  ( Contra  Clock  Wise )  motor  stepper. Gerakan  CW  dimulai  saat  tombol  CIO  0.00 ON dan  gerakan CCW dimulai saat tombol CIO 0.01 ON . Timing diagram cara kerja dari metode start-stop diperlihatkan pada Gambar 5[13]. Sistem  bekerja  berdasarkan  pulsa output yang  dikirimkan oleh PLC ke motor stepper dengan frekuensi target yang telah ditentukan,  nilai  frekuensi  menentukan  kecepatan  putar  dari motor  stepper  untuk  instruksi  SPED  sedangkan  pengaturan frekuensi  pada  instruksi  PULS  digunakan  untuk  mengantur jumlah putaran pada motor stepper.
Kombinasi  kedua  instruksi  yaitu  PULS  dan  SPED  yang digunakan  pada  kendali  motor  stepper  ini  mampu mengendalikan  kecepatan  putar  motor  stepper  dalam  rpm ( rotation  per  minute )  dan  jumlah  putaran  yang  dikehendaki. Nilai  pada  tiap  parameter  yang  diinstruksi  PULS  dan  SPED dalam  aplikasinya  disimpan  pada  DM  ( Data  Memory )  pada PLC. DM merupakan salah satu memori yang digunakan pada PLC  biasa  untuk  menyimpan  nilai  –  nilai  atau  data  numerik. Memori  ini  biasa  dipakai  untuk  pertukaran  data  pada  alamat
Stepper Motor Speed Control  Using Start-Stop Method Based On PLC
yang  berbeda  dengan programming  tools yang  digunakan untuk memprogram PLC.

## II. M ETODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah Riset and  Development yaitu  metode  penelitian  yang  digunakan untuk meneliti, merancang, memproduksi dan menguji produk yang telah dihasilkan[14].

## A. Diagram Alir Proses Penelitian
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah merancang,  membuat  dan  menguji sebuah  trainer  motor stepper  tanpa  beban  dengan  PLC  sebagai  basis  kendalinya. Penelitian  diawali  dengan  merancang  sistem  kendali  motor stepper  dengan  menggunakan  PLC,  kemudian  dilanjutkan dengan  proses  pembuatan  sistem  kendali  motor  stepper, setelah  proses  pembuatan  dilakukan  kegiatan  penelitian dilanjutkan dengan melakukan pegujian terhadap sistem yang telah  dibuat.  Pengujian  dilakukan  untuk  mengetahui  batas kecepatan  maksimal  yang  mampu  diatur  pada  kendali kecepatan yang menerapkan metode start-stop . Setelah proses pengujian  dilakukan  tahap  berikutnya  adalah  melakukan analisa terhadap hasil pengujian dan terakhir adalah membuat kesimpulan terhadap hasil analisa yang dilakukan.  Gambar 6 adalah diagram alir proses penelitian.
Mulai
Perancangan Pembuatan Pengujian Apakah Sesuai? Analisa Kesimpulan Selesai Tidak Gambar 6. Flowchart Penelitian

## B. Perancangan Hardware
Proses  penelitian  diawali  dengan  merancang  dan  membuat trainer atau alat peraga yang terdiri atas PLC, driver microstep dan  motor  stepper  4  phasa.  Proses  kendali  dilakukan  secara open loop karena karakteristik dari motor stepper yang handal untuk  menghasilkan  putaran  yang  presisi.  Diagram  blok  dari perancangan  trainer  atau  alat  peraga  dalam  penelitian  ini  di tunjukkan pada Gambar 7.
Trainer yang digunakan dalam penelitian ini adalah trainer motor  stepper  yang  sudah  dilengkapi  dengan  perangkat kontrol berupa PLC dan driver microstep DM542 seperti yang diperlihatkan pada Gambar 8.
Penjelasan  untuk  fungsi  tiap  blok  diagram  adalah  sebagai berikut:
Input ,  merupakan  bagian  yang  berfungsi  sebagai  sinyal masukan  untuk channel  input PLC.  Bagian  ini  berupa berbagai  perangkat  masukan  seperti  saklar on/off ,  saklar toggle , sensor infra red , rotary encoder, proximity sensor dan sensor lain yang umum dipakai untuk standar industri.
PLC,  merupakan  bagian  utama  dari  sistem  ini,  PLC merupakan  pusat  dari  kendali  sistem  kendali  kecepatan  putar motor stepper yang mengolah sinyal masukan menjadi bentuk sinyal keluaran untuk mengontrol gerak motor stepper.
Driver Motor Stepper , bagian ini berfungsi sebagai penguat arus untuk pulsa output yang dikeluarkan oleh PLC.
Motor  Stepper,  bagian  ini  merupakan  penggerak  yang dikendalikan kecepatan putaran dan jumlah putarannya.
Komputer,  pada  sistem  ini  komputer  digunakan  untuk memrogram  PLC  dengan  memasukkan ladder  program kedalam memori PLC.
Input PLC Driver Motor Stepper
Komputer
Motor Stepper
Gambar 7. Blok Diagram Sistem
Gambar 8. Trainer Kontrol Stepper

## C. Perancangan Software
Agar  PLC  mampu  mengendalikan  putaran  dari  motor stepper baik kecepatan ataupun sudut putarnya terlebih dahulu PLC harus diprogram, program yang umum digunakan dalam PLC  adalah ladder  diagram .  Program  kendali  yang diaplikasikan  pada  penelitian  ini  menggunakan  metode start- stop .  Metode  kendali  ini  nanti  yang  akan  dianalisis  unjuk kerjanya untuk dijadikan sebagai referensi dalam mengendalikan motor stepper menggunakan PLC.
Instruksi  yang  digunakan  dalam  pengendalian  kecepatan motor  stepper  dengan  PLC  adalah  kombinasi  instruksi  PULS dan  SPED.  Instruksi  PULS  digunakan  untuk  menentukan sudut  putar  sedangkan  instruksi  SPED  digunakan  untuk menentukan kecepatan putar motor.
Gambar 9
memperlihatkan diagram alir perancangan software .
Sistem  dimulai  dengan  melakukan  konfigurasi  terhadap parameter  –  parameter  yang  digunakan  pada  instruksi  PULS dan  SPED.  Parameter  –  parameter  ini  menentukan  berapa putaran  yang  diinginkan  pada  geraka  motor  stepper  dan seberapa cepat stepper yang digunakan akan berputar, dengan
Mulai Konfigurasi parameter PULS dan SPED PLC Mengeluarkan Pul sa Output
Put ar Motor St epper dengan s udut & kecepatan putar s esuai pengaturan parameter Selesai Tekan tombol CIO 0.00 Motor berputar sesuai setting sudut  putar? Hent ikan put aran motor tidak
Gambar 9. Flowchart Perancang Software
memberikan  nilai  pada  parameter  –  parameter  pada  instruksi PULS dan SPED ini maka gerak putar dengan kecepatan yang dikehendaki akan dieksekusi.
Proses  diawali  dengan  menekan  tombol  pada  alamat  0.00 pada  channel input PLC,  PLC  akan  mengeluarkan  pulsa dengan frekuensi tertentu selama waktu yang telah diatur pada instruksi PULS. Pulsa keluaran ini akan menggerakkan motor stepper yang sebelumnya sudah dikuatkan oleh microstepping driver  stepper sesuai  dengan  jumlah  putar  dan  kecepatan putaran  yang  dibutuhkan.  Setelah  motor  berputar  dengan kecepatan  dan  jumlah  putar  tertentu  kemudian  motor  stepper akan berhenti berputar. Dari sinilah konsep kendali kecepatan motor  stepper  dengan  karakteristik open  loop  control itu diterapkan  sehingga  kecepatan  dan  jumlah  putar  dapat dimonitor meskipun tanpa ada umpan balik dari sensor.
Untuk  bisa  mengendalikan  motor  stepper,  PLC  harus diprogram  terlebih  dahulu.  Penulisan  program  pada  PLC menggunakan  bentuk  diagram  tangga  atau  sering  dikenal dengan diagram  ladder . Diagram  ladder termasuk  dalam kategori  pemrograman  tanpa  menggunakan coding seperti halnya  pemrograman  kontroler  pada  umumnya,  tapi  dengan bentuk  diagram  tangga  alur  program  dapat  diamati  secara langsung sehingga dapat diketahui simbol – simbol I/O mana yang  dalam  kondisi on atau off .  Dengan  diagram  tangga  pula proses  koreksi  dapat  dilakukan  dengan  lebih  cepat  pada  saat ada kesalahan dalam alur program yang dibuat.
Program  dapat  langsung  dijalankan  sekaligus  dimonitor dengan  menggunaan  komputer  dan cx-programmer yang merupakan software untuk  memprogram  PLC.  Adapun potongan ladder diagram program PLC untuk mengendalikan udut  putar  dan  kecepatan  putar  motor  stepper  diperlihatkan pada  Gambar  10.  Pada  potongan ladder  diagram tersebut tampak  bahwa  instruksi  PULS  dan  SPED  dijalankan  ketika saklar pada alamat 0.00 diaktifkan sesaat. Semua data numerik yang masukkan dan disimpan pada DM100 dan DM110 akan diakses  oleh  program  dan  sinyal output akan  dikeluarkan melalui channel output dengan alamat 100.00.
I:0.00
START
PULS (886) #0000 #0000 D100 SPED (885) #0000 #0101 D110
Gambar 10. Potongan Ladder Diagram

## TABEL I
HASIL KONVERSI FREKUENSI KE NILAI RPM Nilai rpm Nilai Frekuensi Parameter F (Hz) Resolusi Motor Stepper Step/deg 30 200 0,9 60 400 0,9 120 800 0,9 240 1600 0,9 300 2000 0,9 375 2500 0,9

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Dari  hasil  perancangan hardware dan software yang  telah dilakukan  dan  direalisasikan  menjadi  trainer  kendali  motor stepper  berbasis  PLC,  kemudian  dilakukan  proses  pengujian kendali kecepatan dan sudut putar motor stepper menggunakan    metode start-stop untuk  menguji  unjuk  kerja dari kendali yang telah diterapkan. Proses pengujian dilakukan dengan melakukan konfigurasi parameter pada instruksi PULS dan  SPED.  Nilai  parameter  pada  instruksi  SPED  kemudian dikonversi  menjadi  nilai setting rpm  (r otation  per  minute ) dengan menggunakan persamaan (1) sebagai berikut:
(1)
Dikarenakan motor stepper yang digunakan pada penelitian ini adalah  motor  stepper  dengan  resolusi  0,9 deg/step maka persamaan 1 menggunakan nilai sesuai dengan resolusi motor yang digunakan.

## 1. Pengujian kendali kecepatan motor stepper
Pengujian kendali kecepatan putar motor stepper dilakukan dengan  mengukur  nilai  rpm  motor  yang  dihasilkan  dari kendali start-stop dengan nilai setting rpm yang ingin dicapai pada  PLC.  Pengukuran  rpm  dilakukan  dengan  menggunakan alat  ukur  tachometer merk krisbow,  pengukuran  rpm  ini bertujuan untuk membandingkan antara hasil pengukuran rpm dengan  tachometer  dan  rpm  yang  diatur  pada  PLC.  Hasil konversi  nilai  frekuensi  pada  parameter  F  ke  rpm  disajikan pada  Tabel  I.  Hasil  pengujian  untuk  kendali  kecepatan  motor stepper disajikan pada Tabel II.
Hasil  pengujian  pada  Tabel  II.  Dapat  dijelaskan  bahwa motor  stepper  dengan  kendali start-stop mampu  berputar secara  normal  pada setting kecepatan  antara  30  rpm  -    240 rpm, dengan rata – rata prosentase error 1,5%.
Grafik  hubungan  antara  frekuensi  pulsa output terhadap nilai  kecepatan  putar  motor  disajikan  pada  Gambar  11.  Dari grafik  tersebut  tampak  bahwa  kenaikan  nilai  frekuensi  pulsa output mengakibatkan  kecepatan  putar  juga  meningkat.  Pada nilai frekuensi pulsa output 2000 pulse kecepatan motor mulai turun  hingga  pada  nilai  frekuensi  pulsa output 2500 pulse motor tidak berputar.

## TABEL II HASIL PENGUJIAN KENDALI KECEPATAN MOTOR STEPPER DENGAN METODE START-STOP
No Setting Kecepatan putar (RPM) Frekuensi Pulsa Output pada PLC (Hz) Kecepatan Terukur (RPM) Selisih error (%) Kondisi Motor Stepper 1 30 200 29,9 0,1 0,3 Motor berputar 2 60 400 59,9 0,1 0,2 Motor berputar 3 120 800 118 1,8 1,2 Motor berputar 4 240 1600 230,9 9,1 3,8 Motor berputar 5 300 2000 21,6 278,4 92,8 Motor berputar, ada getaran 6 375 2500 0 375 100,0 Motor tidak berputar
Gambar 11. Grafik Hubungan Frekuensi Pulsa output dengan Kecepatan Putar

## 2. Pengujian kendali sudut putar motor stepper
Pengujian  kendali  sudut  putar  motor  stepper  dilakukan dengan mengukur nilai sudut putar motor yang dihasilkan dari kendali start-stop dengan  nilai setting sudut  putar  yang  ingin dicapai pada PLC. Pengukuran sudut putar pada motor diukur dengan menggunakan penggaris busur derajat. Hasil pengujian untuk kendali sudut putar motor stepper disajikan pada Tabel III.
Hasil  pengujian  pada  Tabel  III.  Dapat  dijelaskan  bahwa motor  stepper  dengan  kendali start-stop mampu  bergerak dengan  sudut  putar  dari  2 o –  360 o pada setting jumlah  pulsa antara 3 - 400, dengan rata – rata prosentase error 0,02%. Grafik hubungan antara jumlah pulsa output terhadap nilai sudut putar motor disajikan pada Gambar 12.

## TABEL III. HASIL PENGUJIAN SUDUT PUTAR MOTOR STEPPER DENGAN METODE START – STOP
Dari  grafik  tersebut  tampak  bahwa  kenaikan  nilai  jumlah pulsa output mengakibatkan motor berputar dengan nilai sudut tertentu. Pengujian kecepatan putar dan pengujian sudut putar pada  motor  stepper  dengan  menggunakan  PLC  sebagai  pusat kontrolnya  diperlukan  untuk  mengetahui  tingkat  keakuratan dan  kepresisian  gerak  putar  dan  kecepatan  motor  stepper terhadap  nilai setting  point kecepatan  putar  dan  sudut  putar yang telah diatur pada PLC.
Dari  hasil  pengujian  kecepatan  putar  dan  sudut  putar  atau posisi dari gerak motor stepper diperoleh hasil pengujian yang mendekati  nilai setting  point dan  diperoleh  karakterisasi  dari metode start-stop bahwa  penerapan  metode  ini  cocok diaplikasikan  untuk kecepatan  putar  rendah,  sedangkan  untuk pengujian  sudut  putar  tidak  berpengaruh  terhadap  kecepatan putar  pada  motor  stepper.  Semua  pengujian  yang  dilakukan pada  penelitian  ini  pada  kondisi  motor  tanpa  beban  sehingga pengujian  penerapan  metode start-stop ini  bisa  diketahui karakteristiknya.

## IV. K ESIMPULAN DAN S ARAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  kendali  kecepatan  dan  sudut putar  motor  stepper,  maka  peneliti  dapat  mengambil kesimpulan:

## A. KESIMPULAN
Dari  hasil  pengujian  kendali  kecepatan  dan  sudut  putar motor stepper dapat disimpulkan bahwa:
Dengan  menerapkan  metode start-stop pada  kendali kecapatan putar, motor stepper mampu berputar secara normal dengan setting kecepatan antara 30 rpm – 240 rpm.
Pada  kendali  sudut  putar,  motor  stepper  mampu  bergerak dengan sudut putar dari 2 o – 360 o .
Gambar 12. Grafik Hubungan Jumlah Pulsa output dengan Sudut Putar Motor
Metode start  –  stop sangat  cocok  diaplikasikan  untuk kendali motor stepper dengan kecepatan rendah.

## B. SARAN
Untuk  menguji  respon  kendali  diperlukan  pembebanan  pada motor  stepper  sehingga  bisa  diketahui  respon  kendali  yang diterapkan.  Penelitian  ini  merupakan  tahap  awal  untuk mengetahui karakter dari penerapan metode start-stop dengan PLC  dan  nantinya  bisa  dikembangkan  lagi  dengan  metode yang lain untuk mengetahui karakter dari sistem kendali yang diterapkan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] F. Alidoust Aghdam and S. Saeidi Haghi, “Implementation of high performance microstepping driver using fpga with the aim of realiz- ing accurate control on a linear motion system,” Chinese J. Eng. , vol. 2013, pp. 1–8, 2013.
[2] F. A. Silaban, S. Budiyanto, and W. K. Raharja, “Stepper motor movement design based on FPGA,” Int. J. Electr. Comput. Eng. , vol. 10, no. 1, pp. 151–159, 2020, doi: 10.11591/ijece.v10i1.pp151- 159.
[3] Y. Lv, C. Xu, H. Guo, and Y. Liu, “Research on Sliding Mode Control of Two-phase Hybrid Stepper Motor Based on New PI Current Algorithm,” J. Phys. Conf. Ser. , vol. 1449, no. 1, 2020, doi: 10.1088/1742-6596/1449/1/012043.
[4] T. L. I.Virgala, M.Kelemen, A. Gmiterko, “Control of Stepper Motor by Microcontroller,” J. Autom. Control , vol. 3, no. 3, pp. 131–134, 2015.
[5] S. G. Zain, “Prototipe Antena Tracker Menggunakan Motor Stepper Nema 23 sebagai Aktuator 2 Axis,” Pros. Semin. Nas. LP2M UNM , pp. 907–913, 2019.
[6] K. Chakraborty, N. Chand, and B. Roy, “Design and Development Stepper Motor Position Control System Using Atmel 85c51 Microcontroller,” vol. 9359, no. 12, pp. 44–48, 2013.
[7] V. Ricci, S.; Meacci, “Simple Torque Control Method for Hybrid Stepper Motors Implemented in FPGA,” Electronics , 2018.
[8] K. . Derammelaere, S.; Vervisch, B.; Belie, F.D.; Vanwalleghem, B.; Cottyn, J.; Cox, P.; Abeele, G.V.D.; Stockman and Vandevelde, “The Efficiency of Hybrid Stepping Motors: Analyzing the Impact of Control Algorithms,” IEEE Ind. Appl. Mag , vol. 20, pp. 50–60, 2014.
[9] Syahrul, “MOTOR STEPPER: TEKNOLOGI, METODA DAN RANGKAIAN KONTROL,” bandung, pp. 187–201.
[10] “Mengenal Motor Stepper.”
No Setting sudut putar Setting Jumlah Pulsa pada PLC Posisi sudut terukur (derajat) Selisih error (%) Kondisi Motor Stepper 1 2 o 3 2 o 0 0,00 sudut putar sesuai 2 5 o 6 5 o 0 0,00 sudut putar sesuai 3 11 o 12 10 o 1 0,09 sudut putar sesuai 4 22 o 25 20 o 2 0,09 sudut putar sesuai 5 45 o 50 45 o 0 0,00 sudut putar sesuai 6 90 o 100 90 o 0 0,00 sudut putar sesuai 7 180 o 200 180 o 0 0,00 sudut putar sesuai 8 360 o 400 360 o 0 0,00 sudut putar sesuai
Stepper Motor Speed Control  Using Start-Stop Method Based On PLC
https://www.andalanelektro.id/2021/01/mengenal-motor- stepper.html.
[11] “No Title,” [Online]. Available: https://id.aliexpress.com/item/32843462754.html.
[12] “No Title.” https://octopart.com/cp1e-n40dt1-d-omron-20087015.
[13] OMRON, CP1E CPU Unit Software User Manual . Tokyo, Jepang, 2010.
[14] E. Setyaningsih and S. S. Dhidik Prastiyanto, “Penggunaan Sensor Photodioda sebagai Sistem Deteksi Api pada Wahana Terbang Vertical Take-Off Landing (VTOL),” J. Tek. Elektro , vol. 9, no. 2, pp. 53–59, 2017.

## TENTANG PENULIS
Penulis  bernama  lengkap  Budi  Cahyo Wibowo,penulis  kelahiran  Kudus,  27 Desember  1982  adalah  anak  kedua dari  dua  bersaudara  dari  pasangan Bapak  Wagimin  dan  Ibu  Ngasilah. Tamat  pendidikan  Sekolah  Dasar  di SDN 2 Mijen Kudus pada tahun 1995, kemudian melanjutkan sekolah tingkat pertama  di  SMPN  01  Kaliwungu  dan lulus  pada  tahun  1998,  untuk  jenjang sekolah  menengah  atas,  penulis  melanjutkan  sekolah di  SMK Muhammadiyah  Kudus  dan  lulus  pada  tahun  2001.  Untuk jenjang  Strata  1,  penulis  mengambil  program  pendidikan Teknik  Elektro  Fakultas  Teknik  di  Universitas  Muria  Kudus dan  lulus  pada  tahun  2013.  Untuk  jenjang  Strata  2,  penulis mengambil  program  Magister  Teknik  Elektro  Fakultas Teknologi  Industri  di  Universitas  Islam  Sultan  Agung Semarang dan lulus pada tahun 2016.