Syntax Literate : Jurnal Ilmiah Indonesia – ISSN : 2541-0849 e-ISSN : 2548-1398 Vol. 2, No 3 Maret 2017

## KONTROL  KECEPATAN  MOTOR  DC  BERBASIS  MIKROKONTROLLER MENGGUNAKAN ARDUINO UNO R3
Jaenal Gopur Asmanul Salam Universitas Islam Al-Ihya Kuningan Email : bangzee567@gmail.com

## Abstrak
Pertumbuhan  pesat  dunia  perindustrian  membutuhkan  motor  listrik  sebagai pendukung  produksi.  Adapun  jenis-jenis  motor  listrik  yang  dimaksud  adalah motor  DC  dan  AC.  Namun  demikian,  dibandingkan  dengan  motor  AC,  motor DC cenderung lebih domoninan karena kemudahan dan kepraktisannya. Di sisi lain, motor DC juga cenderung ramah lingkungan dan didapat digunakan oleh semua kalangan, termasuk pelajar sekali pun. Pada pelaksanaannya, motor DC memanfaatkan putaran rotor sebagai produk ubahan dari energi listrik yang Ia dapat.  Putaran  rotor  dari  motor  DC  sendiri  disebut  dengan  energi  mekanik. Energi tersebut dapat dimanfaatkan guna  menggerakan beberapa mesin seperti starter kendaraan dan sebagainya. Namun, menurut hemat penulis, hingga saat ini,  kecepatan  motor  DC  masih  sulit  dikontrol.  Kendati  demikian  beberapa peneliti  lain  telah  menemukan  alat  dengan    fungsi  tersebut.  Namun  demikian, alat-alat  tersebut  masih  terkesan  konvensional,  sehingga  penili  berniat  untuk membuat  program  untuk  mengontrol  keceopatan  motor  DC  dengan  lebih modern.  Kontrol  kecepatan  motor  DC  berbasis  mikrokontroler  menggunakan Arduino Uno R3 adalah gagasan yang diwujudkan lewat penelitian ini. Setelah melakukan percobaan dengan memasang dan mencoba Arduino Uno R3 peneliti mendapat  kesimpulan  bahwa  penggunaan  Ardiuno  Uno  R3  dianggap  efektif untuk  mengontrol  kecepatan  motor  DC. Di  sisi  lain  peneliti  juga  menemukan bahwa  Optocoupler  dapat  difungsikan  untuk  mendeteksi  putaran  motor  dan Pulse  Width  Modulation  (PWM)  yang  bisa  difungsikan  untuk  mengatur kecepatan dan program interface dibuat dengan bahasa borland delphi7.
Kata Kunci: Motor DC, Arduino Uno R3, Optocoupler, PWM, Borland Delphi7.

## Pendahuluan
Perkembangan dan peningkatan perindustrian  di banyak  negara saat ini tidak terlepas  dari  pemanfaatan  mesin-mesin  industri  guna  menunjang  proses  produksi. Pemanfaatan  mesin  untuk  penunjang  proses  produksi  pada  perindustrian  sendiri terbilang masif dan berskala besar.  Penggunaan mesin sendiri tidak hanya berhenti
pada  sektor  industri,  tapi  juga  kehidupan  sehari-hari  baik  di  dalam  maupun  di  luar rumah, gedung, dan beberapa tempat umum.
Pengembangan  dan  penelitian  yang  berkaitan  dengan  teknologi,  yang diterapkan  pada  mesin,  akan  selalu  mengalami  perkembangan  hingga  didapat  hasil yang dinilai efektif dan sesuai keinginan. Adapun contoh pengembangan teknologi di sektor  mesin  yang  masih  ada  hingga  kini  adalah  pengendalian  motor  DC ( Direct Current ).
Motor  DC sendiri  ialah  mesin  yang  dapat  mengubah  listrik  arus  searah menjadi tenaga gerak dan/atau tenaga mekanik. Lebih lanjut, menurut Gatot Bintoro (2008),  mesin  arus  searah  atau  motor  DC,  adalah  mesin  listrik  dengan  arus  searah yang mampu mengubah arus listrik menjadi putaran mekanik. Lebih jauh, Gatot juga menyebutkan  bahwa  tenaga  gerak  yang  didapat  dari  motor  DC  adalah  tenaga  putar yang diperoleh dari rotor motor DC itu sendiri. Dari tenaga putar tersebut motor DC mampu  menyalurkan  tenaga  mekanik  yang  kemudian  bisa  digunakan  untuk menggerakkan  sebuah  mesin,  seperti starter pada  kendaraan,  elevator,  conveyor, serta  beberapa  mesin  lain  yang  membutuhkan  tenaga  mekanik  sejenis.  Jika dibandingkan  dengan  motor  listrik  lain,  motor  DC  adalah  satu  diantara  beberapa mesin  listrik  yang  cukup  mudah  dipelajari  dan  diimplementasikan,  baik  dalam kehidupan maupun dalam pembelajaran. Berbekala daripada itu, motor DC pun kini jadi  mesin  listrik  yang  cukup  populer  dan  banyak  digunakan  diberbagai  sektor kehidupan.
Motor  DC  sendiri  memiliki  tiga  komponen  penting  yang  tidak  bisa dilepaskan satu  sama lain. Tiga komponen tersebut  ialah kutub  medan, dinamo  dan komutator.  Menurut  Arief  Zakariya  (2011),  kutub  medan  adalah  dua  kutub  magnet yang menimbulkan putaran rotor para mesin listrik satu arah atau DC. Kutub medan sendiri  memiliki  kaitan  dengan  dinamo.  Dinamo  yang  berbentuk  silinder  akan dihubungkan  pada  as  penggerak  guna  menggerakan  beban.  Pada  penerapannya, medan  magnet  dan  dinamo  akan  bersinergi  guna  menghasilkan  tenaga  mekanik. Adapun  peran  komutator  dalam  motor  DC  ialah  membalikan  arus  listrik  yang  ada pada dinamo motor DC.
Motor  DC  adalah  mesin  yang  memiliki  kaitan  dengan  kendaraan  dan  mesin lain yang membutuhkan mesin pembantu yang mengubah arus listrik menjadi tenaga
gerak. Namun, menurut hemat penulis, di samping memiliki keterkaitan erat dengan mesin-mesin di atas, motor DC juga memiliki kaitan dengan mikrokontroller. Secara sederhana  mikrokontroler  adalah  alat  bantu  kendati  yang  sangat  tepat  untuk mendapatkan sistem yang nyata, kompak, kecil, handal, dan dapat diprogram. Lebih lanjut,  menurut  Ibnu  Malik  dan  Mohammad  Unggul  (2009),  mikrokontroler  adalah computer system yang dibuat pada chip tunggal. Lebih jauh, menurut mereka, dengan hanya  menggunakan chip yang  dimaksud  –atau  dalam  hal  ini  adalah  sistem mikrokontroler–  seseorang  dapat  mengontrol  dan/atau  mengendalikan  sebuah  alat, salah satunya adalah mesin listrik satu arah atau motor DC.
Pada  peneapannya,  mikrokontroler  digunakan  untuk  melihat  kontrol kecepatan dari sebuah motor DC. Adapun mikrokontroler yang dimanfaatkan dalam penelitian ini ialah mikrokontroler Arduino Uno R3 yang unggul dalam hal-hal yang seperti disebutkan dalam penelitian ini.
Seperti yang diketahui, hingga kini, belum banyak peneliti yang menemukan alat  yang  mampu  melihat  dan  mengontrol  kecepatan  dari  sebuah  motor  DC.  Oleh karenanya,  guna  mengamini  hal  tersebut,  peneliti  kemudian  melakukan  penelitian dengan  mencoba  membahas  rancangan  dan  implementasi  kontrol  kecepatan  motor DC. Pada tahap lanjut peneliti juga akan menciptakan program atau aplikasi sebagai antarmuka  pengguna  dengan  sistem  pengendalian.  Aplikasi  tersebut  akan  dibuat sedemikian rupa agar dapat menampilkan kecepatan motor DC secara visual. Dalam pelaksanaannya  aplikasi  tersebut  akan  dibuat  dengan  menggunakan  bahasa pemrograman  Deplhi  7.  Hal  ini  berkenaan  dengan  kemudahan  dan  sistem  aplikasi. Dimana  setiap  aplikasi  komputer  yang  dibuat  akan  berbahasakan  bahasa pemrograman.

## Metodelogi Penelitian
Untuk  memperoleh  hasil  yang  maksimal,  seorang  peneliti  membutuhkan metode  penelitian  yang  sesuai.  Metode  penelitian  sendiri  adalah  cara  ilmiah  yang digunakan  peneliti  untuk  mendapatkan  data  dengan  tujuan  dan  kegunaan  tertentu (Sugiyono,  2010:  2).  Lebih  jauh,  menurut  pandangan  I  Made  wiartha  (2006:  68), metode  penelitian  ialah  suatu  cabang  ilmu  pengetahuan  yang  membicarakan  cara- cara  melaksanakan  penelitian  berdasarkan  fakta-fakta  dan/atau  gejala-gejala  secara
ilmiah.  Berlandaskan  hal-hal  di  atas,  penulis  menyebut  bahwa  penelitian  ini bermetodekan deskriptif kualitatif dengan fokus analisa pekerjaan dan aktivitas.
Deskriptif kualitatif sendiri adalah sebuah metode penelitian yang fokus pada penggambaran  dan/atau  penjelasan  sebuah  kondisi  atau  kejadian  secara  ilmiah. Menurut Sugiyono (2005: 21), metode deskriptif ialah metode yang diterapkan guna menggambarkan  suatu  hasil  penelitian  namun  tidak  digunakan  untuk  membuat kesimpulan yang lebih luas. Metode penelitian ini peneliti pilih karena dinilai relevan dengan apa yang tersaji dalam penelitian.
Dalam  penelitian  ini  variabel  terikat  yang  diterapkan  disini  adalah  kontrol kecepatan  motor  DC.  Sedang  untuk  variabel  bebas  yang  peneliti  gunakan  adalah Arduino  Uno  R3s.  Penelitian  ini  tidak  melibatkan  waktu  penelitian.  Pun  dengan tempat  penelitian.  Menurut  hemat  penulis,  penelitian  ini  sendiri  bisa  dilakukan dimana  pun  dan  kapan  pun,  sehingga  peran  tempat  dan  waktu  disini  tidak  begitu perlu.  Untuk  pengumpulan  data,  peneliti  menggunakan  3  teknik  pengumpulan  data, yakni  studi  kepustakaan,  wawancara,  serta  observasi  yang  peneliti  lakukan  untuk mengumpulkan data.
Penelitian ini sendiri berfokus pada pembuatan aplikasi yang kemudian akan dimanfaatkan  sebagai  alat  bantu  dalam  mengontrol  kecepatan  suatu  motor  DC. Dalam  pelaksanaannya  pebuatan  aplikasi  tersebut  membutuhkan  perangkat  dan  alat atau  perangkat  yang  digunakan  dalam  proses  pembuatan.  Adapun  alat-alat  yang dimaksud  adalah;  (1)  sistem  operasi  microsoft  windows,  (2)  Borland  Delphi  7 sebagai  editor interface, (3)  Delphi,  (4)  Driver  Arduino  Uno  R3s,  (5)  Personal Computer lengkap.

## Hasil Dan Pembahasan
A. Hasil Penelitian
1. Implementasi dan Pengujian
a. Pemasangan Ardiuno Uno R3s Pada Perangkat PC
Karena pembuatan program dan/atau aplikasi kontrol kecepatan motor DC memerlukan peran Arduino Uno R3s, maka dengan adanya hal  ini,  peneliti  perlu  memasang    Driver  Arduino  Uno  R3s  pada  PC yang  peneliti  miliki.  Adapun  tahapan  cara  guna  memasang  Arduino Uno R3s adalah sebagai berikut:
1) Hubungkan board arduino  pada  komputer  lalu  tunggu  Windows untuk memulai instalasi driver.
2) Setelah itu klik start menu lalu buka panel
3) Didalam  control  panel  masuk  ke  system  and  security,  kemudian klik  pada  system.  Setelah  tampilan  system  muncul  buka  device manager.
4) Lihat pada bagian port (COM & LPT).
5) Klik kanan pada port, pilih opsi “update driver software”.
6) Pilih opsi “browse my computer for device software”.
7) Pilih dan masukan driver Arduino Uno.
8) Windos akan meneruskan instalasi driver.
b. Buka Aplikasi Arduino Uno R3s
c. Setelah itu pilih menu Tool > Board
d. Sesudahnya Pilih serial port  : Tool > Serial Port
e. Jika  sudah,  masukan  kode  program  untuk  kontrol  kecepatan  motor DC pada aplikasi Ardiuno Uno R3s.
Gambar 1 Proses Memasukan Kode Program
f. Lakukan compile , jika sukses hasilnya akan seperti berikut:
Gambar 2

## Proses Pengunggahan Program Pada Arduino
g. Setelah itu unggah.
h. Jika sudah diunggah, program Arduino Uno R3s pun siap digunakan.
i. Instalasi  komponen  TComPort  pada  delphi7.  Copykan  file-file TComPort ke folder C:\ProgramFile\Borland\Delphi7\Lib\.
j. Buka program delphi, pilih menu Tool > Environmenet Options.
k. Pilih menu Library, lalu atur library path.
Gambar 3 Mengatur Library Path
l. Pilih browse dimana kita menyimpan file comport lalu klik OK.
m. Pilih menu file > open, pilih CPortLib7.dpk.
n. Pilih Compile, lalu pilih install.
o. Tutup  window,  buka  kembali  file  >  open,  lalu  pilih  DsgnCPort7.dpk lakukan compile lalu install.
p. Setelah  selesai  dan  komponen port sudah  muncul  pada  komponen pallete dengan nama CPortLib.
2. Penggunaan Program
Penggunaan  program  Andruino  Uno  R3s    peneliti  lakukan  dengan cara-cara seperti berikut:
a. Proses  kontrol  kecepatan  motor  DC  yang  dilakukan  dimulai  dari inisialisasi  sistem,  kemudian  dilakukan  pengaturan  kecepatan  motor DC,  hasil  dari  kontrol  kecepatan  akan  ditampilkan  pada  PC  dalam bentuk  grafik  pada  interface  yang  telah  dibuat  pada  pemrograman delphi7.
b. Atur  terlebih  dahulu  port  yang  akan  digunakan.  Klik    tombol  setup pada comm control, akan tampil kotak dialog setup. Pada konfigurasi port, pilih COM yang akan digunakan, pada baud rate masukan 9600, pada data bits isi dengan 8, pada stop bits dengan 1, pada parity diisi dengan none, dan pada Flow control diisi dengan none.

## Gambar 3
Setup Port
c. Setelah itu pilih tombol Connect untuk mengaktifkan koneksi
Comport. Selanjutnya isi nilai PWM maksimal (255), kemudian klik set, dan terakhir klik Run maka motor DC akan berputar.
Gambar 4

## Output Grafik Kecepatan Motor DC
d. Tombol About berfungsi  untuk  memperlihatkan  informasi  kepada pengguna. Tombol About digunakan untuk memperlihatkan informasi tentang  biodata  pembuat  dan  gambaran  umum  tentang  sistem  yang dibuat.
e. Nilai  RPM  akan  otomatis  berubah  sesuai  dengan  putaran  kecepatan motor DC.
Gambar 7

## Ouput RPM Motor DC
f. Tombol  Forward  berfungsi  untuk  memutarkan  motor  DC  ke  arah putaran kiri.
g. Sedangkan tombol Backward berfungsi kebalikannya yaitu memutarkan motor DC ke arah putaran kanan.
3. Pengujian Perangkat Lunak
Pengujian dilakukan dengan dua cara,  yakni  pengujian melalui black box dan white box. Adapun tahapan dari kedua cara tersebut adalah:
a. Pengujian Black Box
Pengujian Black  Box  Testing terfokus  pada  pemenuhan kebutuhan  (requirement)  yang  disebut  dalam  spesifikasi.  Penujuan dengan Black Box Testing dilakukan dengan mengeksekusi dan/atau mengoperasikan  unit  atau  modul,  setelah  proses  tersebut  unit kemudian diamati.
1) Rencana pengujian
Berikut  adalah  hasil  pengujian Black  Box yang  peneliti dapatkan dari penelitian ini:
Tabel 1 Rencana Pengujian Rrequirement yang diuji Butir Uji Kontrol motor DC Pengontrolan kecepatan motor DC Atur Port Setup Port Koneksi Koneksi  antara  PC  dengan Mikrokontroller About Menampilkan  data  tentang penulis dan deskripsi alat Grafik Kecepatan Menampilkan grafik kecepatan motor DC RPM Menampilkan Kecepatan motor  DC  dalam  bentuk angka Forward Mengatur  putaran  motor  ke kiri Backward Mengatur  putaran  motor  ke kanan 2) Kasus dan Hasil Pengujian
Berikut ini uraian hasil pengujian dengan teknik pengujian black box berdasarkan requirement pada rencana pengujian :
Tabel 2 Pengujian Black Box No Fungsi yang diuji Cara menguji Hasil yang diharapkan Hasil yang keluar Kesi mpu lan 1. Kontrol motor DC Menjalan kan motor DC Motor DC dapat berputar Sesuai harapan Vali d 2. Mengat Melakuk User dapat Sesuai Vali
No Fungsi yang diuji Cara menguji Hasil yang diharapkan Hasil yang keluar Kesi mpu lan ur port an konfigur asi  port yang akan di gunakan untuk menghub ungkan PC ke Mikroko ntroller melakukan konfigurasi port yang sesuai dengan mikrokontroll er harapan d 3. Mengo neksika n komput er User melakuk an koneksi antara PC dengan mikroko ntroller User dapat mengkoneksi kan PC dengan mikrokontroll er Sesuai harapan Vali d 4. Grafik kecepat an Melihat perubaha n  grafik kecepata n  motor DC User dapat melihat perubahan kecepatan motor DC dalam  bentuk grafik pada PC Sesuai harapan Vali d 5. RPM Melihat perubaha n kecepata n  motor DC User dapat melihat perubahan kecepatan motor DC Sesuai harapan Vali d 6. Tombol forward Merubah putaran motor DC ke kiri Motor DC berputar ke arah kiri Sesuai harapan Vali d 7. Tombol backwa rd Merubah putaran motor DC ke kanan Motor DC berputar ke arah kanan Sesuai harapan Vali d
No Fungsi yang diuji Cara menguji Hasil yang diharapkan Hasil yang keluar Kesi mpu lan 8. Tombol about User membuk a data tentang penulis dan deskripsi alat User dapat mengetahui tentang identitas penulis dan penjelasan sistem alat yang digunakan Sesuai harapan Vali d b. Pengujian White Box
White box testing yang kerap disebut dengan clear box testing atau glass  box  testing ini  adalah test  case yang  memanfaatkan  struktur kendali dari design prosedural.
1) Metode ini menjamin beberapa hal, seperti:
- Semua path atau  jalur  yang  terpisah  dapat  dites  paling sedikit satu kali.
- Semua  logika  keputusan  dapat  dites  menggunakan path yang salah ataupun benar.
- Semua loop dapat  dites  terhadap  batasannya  serta  ikatan- ikatan operasionalnya.
- Semua  struktur  internal  data  dapat  dites  guna  mendapat kepastian dari kevalidannya.
2) Seringkali w hite box testing diasosiasikan dengan pengukuran cakupan  tes  ( test  coverage  metrics ),  yang  mengukur persentase  jalur-jalur  dari  tipe  yang  diplih  untuk  dieksekusi oleh test cases.
3) Setelah timbul pertanyaan, kenapa harus melakukan white box testing sedang black box testing sendiri memiliki fungsi testing pemenuhan kebutuhan/spesifikasi?
- Kesalahan  logika  serta  asumsi  kerap  dilakukan  saat coding untuk  “kasus  tertentu”.  Merujuk  dari  hal  tersebut,
dibutuhkan  suatu  kepastian  dan/atau  apakah  jalur  ini  telah dites, atau belum.
- Dengan  pemanfaatkan white  box  testing seseorang  dapat mengetahui jawaban atas eksekusi jalur yang tidak benar.
- Beberapa  kesalahan  penulisan  yang  kerap  acak.  Seperti berada  pada path logika  yang  cukup  membingungkan kendati sedang ada pada jalur normal.
Dari  pengujian  white  box  diatas  dapat  dibuat  diagram  pohon  sebagai berikut:
Gambar 8

## Diagram Pohon
Dari gambar diagram pohon diatas maka didapat:
a. 7 node atau 7 fortex
b. 7 edge
Rumus Region/Complexity:
V(G) = E (Edge) – N (Node) + 2 = 7 – 7 + 2  = 2

## B. Pembahasan
Jika merujuk dari uraian dan penjelasan yang disampaikan di atas, dapat dikatakan  bahwa  kontrol  kecepatan  motor  DC  dapat  dilakukan  dengan program  Arduino  Uno  R3s.  Di  samping  dapat  digunakan,  penggunaan program  pun  terbilang  baik  dan  lancar,  sehingga  sangat support untuk mengontrol kecepatan motor DC.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
Dengan  memperhatikan  hal-hal  yang  telah  diuraikan  dalam  laporan  dan hasil  penelitian  kontrol  kecepatan  motor  DC  dengan  basis  mikrokontroler menggunakan  arduino  uno  R3,  maka  penulis  dapat  menyimpulkan  sebagai berikut :
1. Arduino  Uno  R3  dapat  digunakan  dalam  pengontrolan  kecepatan  motor DC.
2. Motor DC dapat berputar sesuai dengan fungsi yang digunakan meliputi :
a. Backward : berputar ke arah kiri
b. Forward : berputar ke arah kanan
3. Program  mampu  beroprasi  dengan  cukup  baik  dan  dapat  digunakan dalam  proses  pengujian  kontrol  kecepatan  motor  DC  dengan  basis mikrokontroller menggunakan arduino uno R3.

## B. Saran
Dalam  kesempatan  ini,  penulis  memberikan  sedikit  saran  atau  masukan yang  dapat  dijadikan  pertimbangan  dalam  memanfaatkan  kontrol  kecepatan motor DC berbasis mikrokontroller yang penulis buat :
1. Adanya  penggunaan  fitur-fitur  seperti  routing  (penggunaan  jaringan), penghematan  daya  (RFD),  ataupun  pelayanan  keamanan  (security service),  namun  perlu  di  ingat  bahwa  penambahan  fitur-fitur  tersebut akan menambah waktu delay komunikasi.
2. Pengembangan  aplikasi  untuk  pengendalian  secara  MIMO  ataupun pengendalian secara multirate.
3. Penambahan  fitur  suhu  untuk  motor  dc  maupum  mikrokontroller,  yang perlu  diingat  untuk  perubahan  suhu  motor  dc  harus  mempunyai  beban sehingga terukur suhu motor yang signifikan.

## BIBLIOGRAFI
Bintoro, Gatot A. 2008. Dasar-Dasar Pekerjaan Las. Yogyakarta: Penerbit Kansius
Malik,  Ibnu,  Mohammad  &  Mohammad  Unggul  Juwana.  2009. Aneka  Proyek Mikrokontroler  P1C16f84/A:  Rakit  Segera  13  Proyek  Menarik  Dengan Mikrokontroler P1C16f84/A. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.
Sugiyono. (2010). MetodePenelitian Kuantitatif Kualitatif & RND. Bandung: Alfabeta
Sugiyono. (2005). Metode Penelitian Administratif. Bandung: Alfabeta
Wirartha,  I  Made.  2006.  Metode  Penelitian  Sosial  Ekonomi.  Yogyakarta:  Andi Offset
Zakariya,  Arif. Tiga  Komponen  Utama  Motor  DC. Disudur  taggal  28  Maret  2017 pukul 13.51 WIB. http://arifzakariya.blog.ugm.ac.id/2011/05/02/tiga- komponen-utama-motor-dc/