Cara Mengatur Kecepatan Motor DC dengan PWM Raspberry Pi dan TB6612FNG

Motor DC sering digunakan dalam proyek Raspberry Pi seperti robot, kipas otomatis, conveyor mini, dan berbagai sistem mekanik lainnya. Namun, mengontrol motor bukan hanya soal membuatnya berputar atau berhenti. Ada kondisi di mana motor perlu berjalan lebih pelan, lebih cepat, atau berada pada kecepatan tertentu agar gerakannya sesuai dengan kebutuhan proyek. Karena itu, Raspberry Pi perlu menggunakan metode khusus untuk mengatur kecepatan motor tanpa memberikan daya motor secara langsung dari GPIO.

Salah satu cara yang praktis adalah menggunakan PWM (Pulse Width Modulation) melalui modul TB6612FNG. Modul ini berfungsi sebagai motor driver yang menerima sinyal kontrol dari Raspberry Pi, kemudian mengatur kerja motor DC berdasarkan sinyal tersebut. Pada channel A, pin AIN1 dan AIN2 digunakan untuk menentukan arah putaran, sedangkan PWMA dapat menerima sinyal PWM untuk mengatur kecepatan motor. Dengan kombinasi ini, Raspberry Pi bisa mengontrol arah sekaligus mengatur seberapa cepat motor berputar.

Pada artikel sebelumnya, kita sudah membahas cara menghubungkan TB6612FNG dengan Raspberry Pi untuk mengontrol arah motor DC. Jika wiring dasar seperti VCC, GND, VM, AIN1, AIN2, PWMA, STBY, dan output motor sudah dipahami, tahap berikutnya adalah membuat kontrol kecepatannya. Pada artikel ini, kita akan fokus menggunakan PWM pada Raspberry Pi untuk mengatur kecepatan motor DC yang terhubung ke channel A TB6612FNG, mulai dari memahami duty cycle sampai membuat program Python untuk menguji beberapa tingkat kecepatan motor.

Apa Itu PWM untuk Mengatur Kecepatan Motor DC?

PWM atau Pulse Width Modulation adalah cara untuk mengatur sinyal digital dengan mengubah lama waktu sinyal berada pada kondisi HIGH dalam satu periode. Perbandingan waktu HIGH tersebut disebut duty cycle. Pada proyek ini, PWM dari GPIO18 Raspberry Pi akan dikirim ke pin PWMA pada modul TB6612FNG untuk mengatur kecepatan motor. Jika ingin melihat detail fungsi pin dan karakteristik TB6612FNG, kamu bisa merujuk ke datasheet resmi TB6612FNG dari Toshiba.

Cara kerjanya sebenarnya cukup mudah dipahami. Saat duty cycle dibuat kecil, misalnya 25%, sinyal HIGH hanya aktif selama sebagian kecil dari satu periode sehingga daya rata-rata yang diberikan ke motor menjadi lebih rendah. Ketika duty cycle dinaikkan menjadi 50% atau 75%, waktu sinyal HIGH juga semakin lama dan motor biasanya akan berputar lebih cepat. Jadi, kita tidak perlu mengubah tegangan sumber motor secara manual, cukup mengubah nilai PWM yang dikirim ke pin PWMA.

Sebagai gambaran, kita bisa mencoba beberapa nilai seperti 25% untuk kecepatan rendah, 50% untuk kecepatan sedang, dan 75% untuk kecepatan tinggi. Hasil putaran motor tidak selalu persis mengikuti angka tersebut karena kecepatan sebenarnya juga dipengaruhi oleh jenis motor, beban, tegangan sumber, dan kondisi mekaniknya. Namun, semakin besar nilai duty cycle yang diberikan, umumnya semakin besar pula kecepatan motor yang dihasilkan.

Wiring TB6612FNG dengan Raspberry Pi untuk PWM Motor DC

Pada contoh ini kita menggunakan channel A pada modul TB6612FNG. Raspberry Pi mengirimkan sinyal kontrol melalui GPIO17, GPIO27, GPIO18, dan GPIO22, sedangkan motor mendapatkan daya dari sumber eksternal melalui pin VM. GPIO18 digunakan sebagai PWM untuk mengatur kecepatan motor, GPIO17 dan GPIO27 menentukan arah putaran, sementara GPIO22 digunakan untuk mengaktifkan pin STBY.

Pastikan sumber tegangan motor pada VM sesuai dengan kebutuhan motor yang digunakan. Motor tidak boleh mengambil daya langsung dari GPIO Raspberry Pi karena GPIO hanya digunakan sebagai sinyal kontrol. Ground Raspberry Pi, modul TB6612FNG, dan sumber daya motor juga perlu terhubung bersama agar sinyal kontrol dapat bekerja dengan baik.

Program Python PWM untuk Mengatur Kecepatan Motor DC

Setelah wiring selesai, kita bisa mulai mengatur kecepatan motor menggunakan PWM. Pada program ini, GPIO18 digunakan untuk menghasilkan sinyal PWM yang dikirim ke PWMA, sedangkan GPIO17 dan GPIO27 digunakan untuk menentukan arah putaran motor. Kita akan mencoba beberapa nilai duty cycle agar perbedaan kecepatan motor bisa terlihat dengan jelas.

from gpiozero import DigitalOutputDevice, PWMOutputDevice
from time import sleep

# Pin Raspberry Pi
ain1 = DigitalOutputDevice(17)
ain2 = DigitalOutputDevice(27)
pwma = PWMOutputDevice(18)
stby = DigitalOutputDevice(22)

# Aktifkan driver dan tentukan arah motor
stby.on()
ain1.on()
ain2.off()

try:
    while True:
        print("Kecepatan 25%")
        pwma.value = 0.25
        sleep(3)

        print("Kecepatan 50%")
        pwma.value = 0.50
        sleep(3)

        print("Kecepatan 75%")
        pwma.value = 0.75
        sleep(3)

        print("Kecepatan 100%")
        pwma.value = 1.0
        sleep(3)

        print("Motor berhenti")
        pwma.value = 0
        sleep(2)

except KeyboardInterrupt:
    print("Program dihentikan")

finally:
    pwma.value = 0
    ain1.off()
    ain2.off()
    stby.off()

Setiap nilai pada pwma.value menunjukkan duty cycle PWM yang digunakan untuk mengatur kecepatan motor. Nilai 0.25 berarti 25%, 0.50 berarti 50%, 0.75 berarti 75%, sedangkan 1.0 berarti 100%. Program akan menjalankan motor pada setiap tingkat kecepatan selama tiga detik, lalu menghentikannya selama dua detik sebelum mengulang kembali. Jika motor belum mau berputar pada duty cycle rendah, itu masih normal karena setiap motor memiliki karakteristik dan beban awal yang berbeda.

Menguji Kecepatan Motor DC dengan PWM Raspberry Pi

Setelah program dijalankan, motor akan melewati beberapa tingkat kecepatan mulai dari 25%, 50%, 75%, hingga 100%. Perhatikan perubahan putaran motor pada setiap tahap untuk melihat pengaruh duty cycle terhadap kecepatannya. Jika motor tidak berputar pada 25% tetapi mulai bergerak pada 50%, itu bukan berarti programnya salah karena motor membutuhkan daya awal tertentu untuk mulai berputar. Kamu juga bisa mengubah nilai pwma.value untuk mencari kecepatan yang paling sesuai dengan kebutuhan proyek.

Kesimpulan

Mengatur kecepatan motor DC dengan Raspberry Pi dan modul TB6612FNG bisa dilakukan dengan memanfaatkan PWM pada pin PWMA. GPIO Raspberry Pi digunakan untuk mengirim sinyal kontrol, sedangkan daya motor tetap berasal dari sumber eksternal. Dengan mengubah nilai duty cycle, kecepatan motor dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan, sementara AIN1 dan AIN2 tetap digunakan untuk menentukan arah putaran.

Dengan kombinasi kontrol arah dan PWM, modul TB6612FNG bisa menjadi solusi praktis untuk berbagai proyek Raspberry Pi yang menggunakan motor DC. Selanjutnya, konsep ini bisa dikembangkan untuk membuat kontrol kecepatan yang lebih interaktif, misalnya menggunakan potensiometer, sensor, joystick, atau input dari aplikasi untuk mengubah kecepatan motor secara real-time.