Motor ultrasonik ditemukan pada tahun 1965 oleh V.V Lavrinko. Secara umum kita menyadari fakta bahwa gaya gerak diberikan oleh medan elektromagnetik pada motor konvensional. Tapi, disini untuk memberikan tenaga penggerak, motor ini memanfaatkan efek piezoelektrik di ultrasonik rentang frekuensi, yaitu dari 20 kHz hingga 10 MHz dan tidak dapat didengar oleh manusia normal. Oleh karena itu, ini disebut sebagai teknologi USM piezoelektrik. Teknologi ultrasonik digunakan oleh USM yang memanfaatkan kekuatan getaran ultrasonik dari suatu komponen untuk pengoperasiannya.

Motor Ultrasonik

Sebelum membahas secara detail tentang teknologi ini kita perlu mengetahui tentang informasi mengenai sensor ultrasonik , sensor piezoelektrik dan aktuator piezoelektrik.

“jumlah gerbang logika produk ”

Sensor piezoelektrik

sensor piezoelektrik

Perubahan besaran fisik seperti regangan, gaya, tegangan, dan percepatan dapat diukur dengan mengubahnya menjadi energi listrik. Perangkat atau sensor yang digunakan untuk proses ini disebut sensor piezoelektrik. Dan proses ini disebut sebagai efek piezoelektrik . Jika tegangan diberikan melintasi kristal, maka tekanan akan diberikan pada atom kristal yang menyebabkan deformasi atom hanya 0,1%.

Sensor ultrasonik

Transduser yang menghasilkan frekuensi tinggi - frekuensi sekitar 20 kHz hingga 10 MHz gelombang suara - dan, mengaitkan target dengan membaca interval waktu antara menerima gema setelah mengirim sinyal disebut sebagai sensor Ultrasonik. Karenanya, Sensor ultrasonik dapat digunakan untuk deteksi rintangan dan untuk menghindari tabrakan.

Aktuator piezoelektrik

aktuator piezo

Untuk penyesuaian halus lensa kamera, cermin, peralatan mesin, dan peralatan serupa lainnya, diperlukan kontrol gerakan yang presisi, kontrol gerakan yang tepat ini dapat dicapai oleh aktuator piezoelektrik. Sinyal listrik dapat diubah menjadi perpindahan fisik yang dikontrol secara tepat dengan menggunakan aktuator piezoelektrik. Ini digunakan untuk mengendalikan katup hidrolik dan motor tujuan khusus.

Teknologi Motor Ultrasonik Piezoelektrik

Sederhananya kita dapat menyebut teknologi ultrasonik sebagai kebalikan dari efek piezoelektrik karena, dalam hal ini, energi listrik diubah menjadi gerak. Oleh karena itu, kita dapat menyebutnya sebagai Teknologi USM Piezoelektrik.

Bahan piezoelektrik bernama Timbal zirkonat titanat dan kuarsa digunakan sangat sering untuk USM dan juga untuk aktuator piezoelektrik meskipun aktuator piezoelektrik berbeda dari USM. Bahan seperti lithium niobate dan beberapa bahan kristal tunggal lainnya juga digunakan untuk USM dan teknologi piezoelektrik.
Perbedaan utama antara aktuator piezoelektrik dan USM dinyatakan sebagai getaran stator yang bersentuhan dengan rotor, yang dapat diperkuat dengan menggunakan resonansi. Amplitudo gerakan aktuator berada di antara 20 hingga 200nm.

Jenis Motor Ultrasonik

USM diklasifikasikan ke dalam jenis yang berbeda berdasarkan kriteria yang berbeda, yaitu sebagai berikut:

Klasifikasi USM berdasarkan jenis operasi putaran motor

Motor tipe putar
Motor tipe linier

Klasifikasi USM berdasarkan bentuk vibrator

“Kalkulator filter lolos tinggi orde pertama ”

Jenis batang
Berbentuk П
Berbentuk silinder
Jenis cincin (persegi)

Klasifikasi gelombang berdasarkan jenis getaran

Jenis gelombang berdiri - selanjutnya diklasifikasikan menjadi dua jenis:

Searah
Dua arah

Jenis gelombang propagasi atau jenis gelombang perjalanan

Cara Kerja Motor Ultrasonik

Motor Ultrasonik Bekerja

Getaran diinduksi ke dalam stator motor, dan digunakan untuk menyampaikan gerakan ke rotor dan juga untuk memodulasi gaya gesekan. Amplifikasi dan deformasi (mikro) bahan aktif digunakan untuk menghasilkan gerakan mekanis. Gerakan makro dari rotor dapat dicapai dengan perbaikan gerakan mikro menggunakan antarmuka gesekan antara stator dan rotor .

Itu motor ultrasonik terdiri dari stator dan rotor. Pengoperasian USM mengubah rotor atau penerjemah linier. Stator dari USM terdiri dari keramik piezoelektrik untuk menghasilkan getaran, logam stator untuk memperkuat getaran yang dihasilkan dan bahan gesekan untuk melakukan kontak dengan rotor.

“skema catu daya mode sakelar ”

Setiap kali tegangan diberikan, gelombang berjalan dibangkitkan pada permukaan logam stator yang menyebabkan rotor berputar. Karena rotor bersentuhan dengan logam stator, seperti yang disebutkan di atas - tetapi hanya pada setiap puncak gelombang yang bergerak - yang menyebabkan gerakan elips - dan, dengan gerakan elips ini, rotor berputar ke arah yang berlawanan dengan arah gelombang perjalanan.

Fitur & Keunggulan Motor Ultrasonik

Ini berukuran kecil dan sangat baik dalam menanggapi.
Ini memiliki kecepatan rendah sepuluh hingga beberapa ratus rpm dan torsi tinggi, oleh karena itu roda gigi reduksi tidak diperlukan.
Ini terdiri dari daya penahan tinggi, dan meskipun daya dimatikan, tidak perlu rem dan kopling.
Mereka kecil, tipis dan memiliki bobot yang lebih ringan dibandingkan dengan motor elektromagnetik lainnya.
Motor ini tidak mengandung bahan elektromagnetik dan tidak menghasilkan gelombang elektromagnetik. Jadi, ini dapat digunakan bahkan di area medan magnet tinggi karena tidak terpengaruh oleh medan magnet.
Motor ini tidak memiliki roda gigi, dan getaran frekuensi yang tidak terdengar digunakan untuk menggerakkan motor ini. Jadi, mereka tidak menimbulkan suara apa pun dan pengoperasiannya sangat sunyi.
Kontrol kecepatan dan posisi yang akurat dimungkinkan dengan motor ini.
Konstanta waktu mekanik untuk motor ini kurang dari 1ms dan kontrol kecepatan untuk motor ini adalah langkah kurang.
Motor-motor ini memiliki efisiensi yang sangat tinggi, dan efisiensinya tidak sensitif terhadap ukurannya.

Kekurangan Motor Ultrasonik

Catu daya frekuensi tinggi diperlukan.
Karena motor ini beroperasi pada gesekan, daya tahannya sangat berkurang.
Motor-motor ini memiliki karakteristik torsi kecepatan yang terkulai.

Aplikasi Motor Ultrasonik

Digunakan untuk fokus otomatis lensa kamera.
Digunakan dalam perangkat dan jam tangan penanganan kertas kompak.
Digunakan untuk menyampaikan bagian-bagian mesin.
Digunakan untuk pengeringan dan pembersihan ultrasonik.
Digunakan untuk menyuntikkan oli ke dalam pembakar.
Digunakan sebagai motor terbaik yang dikenal menawarkan potensi tinggi untuk miniaturisasi peralatan.
Digunakan dalam pemindaian pencitraan resonansi magnetik MRI dalam pengobatan.
Digunakan untuk mengontrol kepala disk komputer seperti disket, hard disk, dan drive CD.
Digunakan dalam banyak aplikasi di bidang kedokteran, dirgantara dan robotika .
Digunakan untuk mengontrol layar Bergulir secara otomatis.
Di masa depan, motor ini dapat menemukan aplikasi di bidang-bidang seperti industri otomotif, penentuan posisi nano, mikroelektronika, Teknologi Micro Electro Mechanical System dan barang konsumsi.

Artikel ini membahas tentang motor ultrasonik piezoelektrik, sensor ultrasonik, sensor piezoelektrik, aktuator piezoelektrik, cara kerja USM, manfaat, kerugian dan aplikasi USM secara singkat. Untuk informasi lebih lanjut mengenai topik di atas, silahkan posting pertanyaan Anda dengan berkomentar di bawah ini.

Kredit Foto: