Sakelar Elektronik & Driver Motor

Memahami cara Arduino mengendalikan beban berarus besar menggunakan relay dan transistor, serta mengatur kecepatan dan arah motor DC menggunakan driver L298N.

90 Menit
Modul 3: Aktuator & Antarmuka Display
Pertemuan 6

TPTujuan Pembelajaran

  1. Peserta didik dapat menjelaskan mengapa Arduino tidak bisa langsung menggerakkan motor besar
  2. Peserta didik dapat menjelaskan cara kerja relay dan transistor sebagai sakelar elektronik
  3. Peserta didik dapat menggunakan relay module untuk mengontrol beban AC/DC
  4. Peserta didik dapat mengontrol kecepatan dan arah motor DC menggunakan L298N driver

Keterbatasan Pin Arduino

Pin digital Arduino dirancang untuk mengirimkan sinyal data, bukan tenaga (power). Sebuah pin digital pada Arduino Uno maksimum hanya mampu menyuplai arus sekitar 20-40 mA pada tegangan 5V.

Sebagai perbandingan:

  • LED biasa: butuh 15 mA (Aman!)
  • Motor DC kecil: butuh 300 mA - 1000 mA (Bahaya!)
  • Pompa Air Mini: butuh 500 mA - 2000 mA (Bahaya!)

Relay Module

Untuk mengontrol beban besar, Arduino membutuhkan "tangan bantuan". Salah satunya adalah Relay. Relay adalah sakelar mekanik yang digerakkan oleh elektromagnet.

Prinsip kerja Relay mengisolasi Arduino dari arus besar

Transistor sebagai Sakelar

Selain relay, kita juga bisa menggunakan Transistor (seperti TIP120, MOSFET) sebagai sakelar elektronik. Berbeda dengan relay yang menggunakan gerakan mekanik dan bersuara "cetek-cetek", transistor murni elektronik sehingga sunyi dan bisa hidup-mati ribuan kali per detik.

Driver Motor L298N

Jika kita ingin membuat mobil robot, kita tidak hanya ingin motor berputar atau mati, tapi juga ingin motor bisa maju, mundur, dan diatur kecepatannya. Transistor tunggal hanya bisa mengatur satu arah. Untuk itu, kita menggunakan komponen H-Bridge seperti Modul L298N.

L298N memungkinkan kita mengatur 2 motor DC sekaligus (Motor A dan Motor B). Modul ini bekerja sebagai jembatan: menyalurkan tenaga dari Baterai besar menuju Motor, sementara Arduino cukup "memberikan perintah".

Kontrol Kecepatan dan Arah

Pada Driver L298N, untuk satu motor (misal Motor A) terdapat 3 pin kontrol:

  • IN1 & IN2: Menentukan arah putaran (maju/mundur)
  • ENA (Enable A): Menentukan kecepatan dengan sinyal PWM (0 - 255)
KontrolMotorL298N.ino
cpp
// L298N Motor Driver
#define IN1 8
#define IN2 9
#define ENA 10  // PWM speed control

void setup() {
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);
  pinMode(ENA, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Motor Driver L298N siap!");
}

void putarMaju(int kecepatan) {
  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  analogWrite(ENA, kecepatan); // kecepatan: 0-255
  Serial.print("Maju - Kecepatan: "); Serial.println(kecepatan);
}

void putarMundur(int kecepatan) {
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, HIGH);
  analogWrite(ENA, kecepatan);
  Serial.print("Mundur - Kecepatan: "); Serial.println(kecepatan);
}

void berhenti() {
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  analogWrite(ENA, 0);
  Serial.println("BERHENTI");
}

void loop() {
  putarMaju(150);   // Kecepatan sedang
  delay(2000);
  berhenti();       // Jeda sejenak sebelum berbalik arah
  delay(500);
  putarMundur(200); // Kecepatan agak cepat
  delay(2000);
  berhenti();
  delay(500);
}
Serial Monitor Output
Motor Driver L298N siap! Maju - Kecepatan: 150 BERHENTI Mundur - Kecepatan: 200 BERHENTI

Kuis Evaluasi

Mengapa kita tidak boleh menyambungkan motor DC secara langsung ke pin digital Arduino?

Mudah

Jika pada modul L298N kita memberikan nilai IN1 = LOW dan IN2 = LOW, apa yang terjadi pada motor?

Sedang

Latihan Praktik

Membuat Fungsi Navigasi Dasar

Berdasarkan kode di atas, cobalah untuk:

  1. Tambahkan kabel untuk Motor B (gunakan pin IN3, IN4, ENB).
  2. Buatlah fungsi belokKiri() dengan cara membuat Motor A (kiri) berputar mundur, dan Motor B (kanan) berputar maju.
  3. Rangkai sebuah urutan dalam loop(): Maju 2 detik -> Belok Kiri 1 detik -> Maju 2 detik -> Berhenti.
Kesimpulan Pertemuan 6
  • Arduino adalah perangkat pengendali ("otak"), bukan sumber tenaga ("otot").
  • Relay digunakan untuk menyalakan/mematikan alat listrik besar (termasuk listrik rumah) dengan aman melalui isolasi mekanik.
  • Transistor digunakan untuk switching elektronik cepat, sangat cocok dipadukan dengan sinyal PWM.
  • L298N merupakan Driver Motor yang memungkinkan kita mengontrol kecepatan dan arah putaran pada 2 buah motor DC sekaligus.

RRefleksi Belajar

Luangkan 2–3 menit untuk menjawab pertanyaan di bawah secara jujur.

Kejutan & Penemuan

Apa yang paling mengejutkan atau menarik hari ini?

Kini kamu mengerti kenapa mobil robot butuh modul tambahan. Apa bagian paling berkesan hari ini?

Masih Membingungkan

Apa yang masih membingungkan atau ingin kamu pahami lebih dalam?

Apakah ada logika kombinasi pin (IN1/IN2) yang masih membuatmu bingung?

Rencana Selanjutnya

Apa yang ingin kamu coba atau pelajari minggu depan?

Selain membuat mobil robot, benda apa lagi yang bisa digerakkan menggunakan motor DC dan L298N?

Refleksi tidak dinilai — ini adalah ruang jujurmu untuk berpikir.