Dunia Listrik - Prinsip Kerja Motor Stepper

Motor stepper adalah jenis motor yang dirancang memiliki tingkat presisi yang tinggi. Motor ini memiliki gerak diskrit (patah – patah) yang mampu menjangkau sudut besar maupun kecil. Jenis motor ini dapat digunakan untuk kendali posisi tanpa perlu memakai sensor. Hal ini menjadi kelebihan motor stepper untuk bisa dimanfaatkan di industri dengan biaya murah. Contoh aplikasi motor stepper adalah pada mesin CNC dan printer.

Gambar 1. Prinsip kerja motor stepper

Prinsip kerja motor stepper selanjutnya akan kita bahas. Motor ini merupakan kelompok motor DC. Dapat dilihat pada gambar diatas, Stator terdiri dari coil yang dihubungkan dengan sumber eksternal untuk membentuk electromagnet. Rotor bisa dibuat dari electromagnet maupun dengan permanen magnet.

Ketika switch A terkoneksi dengan sumber DC maka pole 1 akan berubah menjadi magnet sehingga rotor tertarik ke pole 1. Selanjutnya jika switch A dibuka dan switch B ditutup maka rotor akan tertarik ke pole 2. Perubahan switch ini diatur dengan sistem switching.

Gambar 2. Foto riil motor stepper

Berdasarkan jenis rotornya, motor stepper dibagi menjadi tiga yaitu:

1. Variable reluctance stepper motor
2. Permanent magnet stepper motor 
3. Hybrid stepper motor

Untuk mendapatakn kepresisian yang tinggi maka banyak pole di rotor dan stator yang dipakai. Kebanyakan pole stator memanfaatkan electromagnet. Jika pole rotor juga menggunakan electromagnet maka disebut tipe variable reluctance. Jika polenya memakai permanent magnet maka disebut permanent magnet. Sedang jika polenya gabungan electromagnet dan permanent magnet maka disebut hybrid.

Gambar 3. Variable reluctance stepper motor

Sedangkan menurut kutub di stator dibedakan menajdi bipolar dan unipolar. Untuk yang bipolar berarti kutubnya saling berpasangan, seperti gambar 3, sehingga dalam satu pole hanya terdapat 1 coil. Sedangkan untuk yang unipolar, artinya dalam satu pole ada dua coil, gambar 4.

Gambar 4. Unipolar stepper motor

Selanjutnya, akan sedikit dibahas proses pengaturan switching pada motor tipe bipolar. Gambar 5 menunjukkan ilustrasi switch pada stator motor stepper bipolar, Gambar 3. Secara sederhana anggap motor mampu berputar dalam 4 step. Gambar 6 menunjukkan urutan switch on untuk masing – masing stepnya. Sedangkan gambar 7 menunjukkan pole yang terjadi akibat switching yang dilakukan untuk step 1 dan step 2.

Gambar 5. Switch pada stator motor stepper

Gambar 6. Tabel switching

Gambar 7. Pole hasil switching