Motor Servo: Pengertian, Fungsi, Jenis dan Cara Kerjanya

Jika Anda senang berkecimpung di dunia kelistrikan, mungkin Anda sudah cukup familiar dengan motor servo. Dimana motor servo merupakan motor listrik yang berfungsi sebagai penggerak pada sebuah rangkaian.

Di era modern ini, penggunaan motor listrik tersebut sudah semakin populer dan banyak ditemukan. Diantaranya digunakan pada benda-benda seperti robot, mainan elektronik, hingga digunakan pada kegiatan industri, farmasi, layanan makanan dan banyak lainnya.

Mari ketahui apa yang dimaksud motor servo dengan pembahasan yang lebih spesifik. Mulai dari pengertian, fungsi, jenis dan juga cara kerjanya pada artikel berikut ini.

Pengertian Motor Servo

Motor servo adalah jenis motor listrik yang dalam proses kerjanya, menggunakan sistem closed loop. Jadi, motor ini bekerja dengan mekanisme servo. Dimana aktuator putar (motor) pada perangkat tersebut dibuat dengan sistem umpan balik sehingga bagian dari poros motor dan sudutnya dapat diatur dengan mudah.

Teknologi closed loop tertutup, juga memungkinkan motor untuk dapat mengendalikan akselerasi dan kecepatannya dengan tingkat keakuratan yang tinggi.

Kemudian motor listrik tersebut dapat memutar dan mendorong objek dengan presisi yang tinggi melebihi motor biasa. Kontrol servo inilah yang menjadi keutamaan dan membedakannya dari motor jenis lain.

Karena sistemnya yang sudah menggunakan teknologi kekinian, motor listrik tersebut dinyatakan sebagai teknologi modern.  Motor servo bahkan dianggap sebagai salah satu bagian penting dari Smart Factory Industri 4.0, Lho.

Fungsi Motor Servo

Servo motor merupakan perangkat listrik yang bekerja dengan prinsip closed loop tertutup. Dengan teknologi ini, maka motor dapat bekerja dengan presisi dan ketelitian yang tinggi dan akurat.

Tingkat akurasi dan presisi menjadi hal utama yang menjadi perhatian pada mesin industri. Karena alasan ini juga, motor servo pengaplikasiannya banyak dipakai untuk keperluan industri.

Fungsi motor servo secara lebih lengkap diantaranya sebagai berikut:

• Digunakan untuk keperluan penyusunan robotik.
• Digunakan untuk mesin pelabelan otomatis.
• Digunakan untuk mesin CNC.
• Digunakan untuk konversi percetakan.
• Digunakan untuk manufaktur otomatis.
• Digunakan pada drone atau alat sejenis.
• Digunakan pada penggerak CCTV.
• Digunakan pada mainan mobil atau pesawat terbang dengan remot kontrol.
• Digunakan pada mesin pengemas otomatis dan banyak lainnya.

Bagian-Bagian Motor Servo

Motor servo merupakan perangkat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Untuk dapat melakukan hal tersebut, motor membutuhkan adanya dua medan magnet permanen untuk membantu kinerjanya.

Sebelum membahas lebih jauh mengenai motor listrik tersebut, mari kita berkenalan terlebih dahulu dengan bagian-bagian motor servo.

Dengan mengetahui komponen dan cara kerjanya, maka akan memudahkan kita melakukan perbaikan jika terjadi kerusakan nantinya.

1. Housing

Bagian yang pertama dari motor servo adalah housing. Dimana housing merupakan komponen yang fungsinya untuk melindungi motor dari partikel-partikel eksternal.

Housing sendiri biasanya terbuat dari bahan logam aluminium yang didesain secara berlapis. Desainnya juga dibuat sedemikian rupa sehingga nantinya dapat dibongkar dan dipasang dengan lebih mudah.

2. Bearing

Bearing merupakan benda yang juga populer dengan sebutan laher. Bearing berfungsi untuk menjaga poros mesin agar tetap pada sumbunya.  Selain itu, komponen ini juga berfungsi untuk menjadi tumpuan perputaran dari kedua benda tersebut.

Bearing juga berfungsi untuk mengurangi terjadinya gesekan angular sehingga dapat menghasilkan getaran yang rendah, namun tetap memiliki akurasi tinggi. Pada motor servo, bearing yang sedang beroperasi biasanya memiliki getaran yang halus dan tidak berisik.

3. Rotor

Rotor merupakan komponen yang terletak di antara bagian poros motor, yaitu ditempatkan diantara dua bantalan.

Rotor adalah komponen motor servo yang bertugas untuk melakukan pergerakan. Jadi ketika mendapatkan tegangan, maka rotor akan bergerak dan melakukan perputaran.

4. Motor Shaft

Motor shaft merupakan bagian yang fungsinya sebagai alat penggerak. Dimana komponen yang satu ini biasanya terbuat dari baja tempa.

Motor shaft bekerja dengan gearbox dan juga belt. Dengan adanya motor shaft, maka kecepatan pada motor dapat dikurangi dan torsinya dapat ditingkatkan.

5. Stator

Stator menjadi bagian penting dari motor servo, fungsinya adalah sebagai stationer. Dimana stationer merupakan komponen yang berguna untuk menghasilkan medan magnet.

Komponen tersebut umumnya terdiri dari 12 lilitan yang akan dihubungkan pada kawat tembaga tunggal. Selain berfungsi untuk menghasilkan medan magnet, stator juga menjadi komponen yang bertugas untuk menghasilkan torsi.

6. Snap Ring

Dengan adanya snap ring, maka kerusakan pada motor dapat dicegah atau setidaknya lebih terminimalisir. Snap ring sendiri merupakan komponen yang berfungsi untuk melindungi poros motor.

Dengan adanya komponen ini, maka poros motor tidak akan meluncur begitu saja. Selain itu juga dapat menghindar dari terjadinya tumbukan yang tidak diinginkan. Dengan demikian, kerusakan pada motor akan lebih dapat terminimalisir.

7. Rem

Pada saat mesin dimatikan, maka motor servo akan ditahan menggunakan rem. Jadi komponen yang satu ini berfungsi untuk mengerem atau menahan agar motor tidak lepas kendali. Utamanya yakni begitu motor dalam kondisi e-stop yang menyala.

8. Bearing Keeper

Bearing keeper merupakan komponen yang berfungsi untuk melindungi bearing. Jadi, kegunaannya adalah untuk mencegah agar bearing tidak mudah terlepas dari wadahnya.

9. O Ring

Pada sebuah motor servo, Anda juga akan mendapati beberapa komponen O ring. Dimana O ring merupakan bagian yang fungsinya untuk seal atau penyekat.

Komponen O ring terbuat dari bahan plastik polimer, serta biasanya ditempatkan diantara dua bagian. Dengan adanya O ring, maka cairan yang berasal dari luar tidak akan mudah masuk ke dalam motor.

10. Encoder

Sebagai perangkat elektromekanis, encoder fungsinya adalah untuk melakukan pengaturan kecepatan. Encoder atau yang dikenal juga dengan istilah detektor putaran ini merupakan komponen yang letaknya berada di bagian belakang mesin poros motor.

Encoder fungsinya untuk mendeteksi kecepatan dan juga posisi rotor. Dengan adanya econder, motor dapat menghasilkan resolusi tinggi dan juga respon yang cepat.

Bagaimana Cara Kerja Motor Servo?

Untuk mengetahui lebih jauh mengenai apa itu motor servo, tentu kita juga perlu mengetahui terlebih dahulu mengenai cara kerja dari alat tersebut. Cara kerja motor servo bisa digambarkan melalui penjelasan berikut ini :

Untuk dapat bekerja, motor servo dikendalikan oleh komponen yang bernama econder. Jadi, econder menggunakan sinyal PWM untuk menentukan putaran poros dan juga sudut putaran dari servo.

Ketika motor servo mendapatkan sinyal PWM, maka secara otomatis econder akan memutar poros motor untuk bergerak menuju posisi yang ditargetkan. Econder yang berperan sebagai potensiometer  bertugas untuk mencari sudut paling tepat bagi posisi motor servo.

Jadi sebelum terdeteksi sudut yang tepat, econder akan terus mencari dan mengarahkan poros motor sehingga ditemukan titik sudut yang benar. Ketika sudah dalam posisi yang tepat, maka sistem closed loop akan membuat sudut putaran poros berada dalam posisi tetap untuk beberapa waktu.

Dengan begitu, walaupun mendapatkan gangguan dari luar, namun faktor internal servo akan mempertahankan agar posisi sudut tetap dalam kondisi diam untuk waktu tertentu.

Namun posisi tersebut tidak berlangsung dalam waktu lama. Karena hanya berlaku sekitar 20 ms saja. Jadi, agar posisi porosnya tetap berada dalam posisi yang tepat. Motor harus diberi sinyal secara terus menerus.

Cara kerja motor servo inilah yang disebut sebagai metode close loop. Dimana motor secara otomatis akan mencari sudut yang tepat dengan menggunakan teknik umpan balik. Hal ini juga menjadi kelebihan motor servo yang membedakannya dari jenis motor biasa.

Jenis – jenis Motor Servo

Motor servo diklasifikasikan menjadi berbagai macam jenis. Yaitu dilihat dari arus yang digunakan serta dari jenis putarannya.

Simak informasi mengenai jenis-jenis motor servo berikut ini :

1. Jenis Motor Servo Berdasarkan Putarannya

Berdasarkan jenis putarannya, motor servo dibedakan menjadi :

• Potensional Rotation

Jenis yang satu ini digunakan untuk motor yang memiliki putaran 180°. Yang menarik, motor jenis ini ternyata dapat diatur posisinya sesuai keinginan. Hal ini berlaku baik posisi searah jarum jam ataupun berlawanan dengan jarum jam.

Pada motor yang menggunakan metode potensional rotation, juga terdapat komponen yang bernama gearbox. Dimana gearbox ini berfungsi untuk menentukan posisi sudut, serta mencegah putaran agar tidak melewati batas.

Motor servo yang menggunakan sistem kerja dengan metode ini, biasanya diaplikasikan untuk beberapa keperluan. Salah satunya yaitu digunakan untuk penyusunan sistem robotik. Misalnya saja untuk lengan robot, lutut, dan juga bagian-bagian persendiannya.

• Linier Rotation

Linier rotation memiliki mekanisme yang hampir mirip dengan potensional rotation. Namun pada tipe linear, penggunaan gearbox yang dipakai sedikit berbeda. Dimana gearbox yang digunakan disini memakai mekanisme rack and pinion sehingga membuat gearbox tersebut dapat bergerak maju dan mundur.

Motor tipe linier rotation penggunaannya cukup jarang. Karenanya pemakaiannya hanya digunakan pada jenis industri tertentu saja.

• Countinios Rotation

Jenis motor servo yang satu ini memiliki kelebihan, yaitu sudut putarannya yang dapat diatur hingga posisi 360°. Jadi, motor tersebut dapat diatur dengan fleksibel, serta dapat berputar ke segala arah.

Meskipun sekilas cara kerjanya tidak beda jauh dengan motor biasa. Namun motor servo tetap memiliki kelebihan yang layak untuk dipertimbangkan. Salah satunya yaitu karena memiliki torsi dan tingkat keakuratan yang tinggi.

2. Jenis Motor Servo Berdasarkan Arus Yang Digunakan

Selain dibedakan berdasarkan putarannya, jenis motor servo juga dibedakan berdasarkan arus yang digunakan. Berikut ini klasifikasi lengkap dengan pembahasannya:

• Motor Servo AC

Motor servo AC merupakan aktuator putar yang bekerja dengan menggunakan arus AC. Pada motor listrik tersebut, terdapat komponen yang bernama econder. Dimana econder merupakan alat yang berfungsi untuk mengontrol sistem kerja dari sebuah motor listrik.

Econder memberikan kontrol loop tertutup, sehingga motor dapat menggunakan tegangan dan torsi yang lebih besar.

Hasilnya, servo dapat menghasilkan akurasi dan juga toleransi yang tinggi. Karena spesifikasi yang dimilikinya, motor jenis AC ini biasanya digunakan untuk keperluan besar. Salah satunya yaitu dipakai untuk keperluan industri.

Contoh pengaplikasiannya yakni umum dipakai untuk otomatisasi robotika, mesin CNC dan perangkat-perangkat lainnya yang membutuhkan tingkat akurasi tinggi.

• Motor Servo DC

Motor servo DC juga merupakan motor yang bekerja dengan menggunakan arus DC. Dibanding dengan yang sebelumnya, motor DC memiliki reaksi induktif amature yang rendah.

Selain itu, daya, torsi dan baterai yang dimilikinya juga lebih kecil. Sehingga penggunaannya hanya dipakai untuk mesin-mesin sederhana. Misalnya seperti remote control, mainan anak dan lain-lain.

Kelebihan dan Kekurangan Motor Servo

Apapun itu pasti ada kekurangan dan kelebihannya, begitu juga dengan motor servo. Maka dari itu, simak kelebihan dan kekurang motor servo dibawah ini.

1. Kelebihan Motor Servo

Motor servo dianggap sebagai terobosan dari teknologi modern dan memiliki kelebihan yang tidak dipunyai oleh jenis motor lainnya. Nah, apa saja kelebihan motor servo? Mari simak daftarnya di bawah ini:

• Dapat beroperasi dengan torsi dan kecepatan tinggi.
• Tidak menimbulkan suara berisik meskipun bekerja dengan Rpm tinggi.
• Memiliki resolusi yang terbilang tinggi.
• Arus listrik yang dikeluarkan sebanding dengan kinerjanya.
• Memiliki akurasi tinggi.
• Efesiensi tinggi.
• Fleksibel.
• Mudah diprogram dan dikontrol menggunakan output digital dan lain-lain.

2. Kelemahan Motor Servo

Namun selain beberapa kelebihan-kelebihan di atas, motor servo juga memiliki kekurangan, diantaranya yaitu :

• Ketika ada kerusakan dengan tingkat tertentu, motor sulit untuk diperbaiki.
• Harga motor tersebut lebih mahal dibandingkan produk sejenisnya.
• Karena tersedia dalam satu paket, bentuk fisik motor menjadi lebih besar.

Kesimpulan

Motor servo merupakan motor listrik yang digunakan dalam sistem penggerak rangkaian.  Motor ini menggunakan sistem kerja dengan metode closed loop.

Yang mana dapat menghasilkan kecepatan, akselerasi, serta keakuratan yang tinggi. Kemudian dapat berkerja secara otomatis untuk melakukan putaran serta menentukan titik sudut yang tepat.

Karena kecanggihan serta tingkat efisiensinya yang tinggi, motor servo diaplikasikan untuk berbagai keperluan. Baik untuk keperluan industri, farmasi, manufaktur dan lain sebagainya.