Manfaat Penerapan Mekatronika
Manfaat Penerapan Mekatronika
Beberapa manfaat penerapan mekatronik adalah sebagai berikut:
1. Meningkatkan fleksibilitas
Manfaat terbesar yang dapat diperoleh dari penerapan mekatronik adalah meningkatkan fleksibilitas mesin dengan menambahkan fungsi-fungsi baru yang mayoritas merupakan kontribusi mikro-prosesor. Sebagai contoh lengan robot industri dapat melakukan berbagai jenis pekerjaan dengan merubah program peranti lunak di mikro-prosesornya seperti halnya lengan manusia. Ini yang menjadi faktor utamadimungkinkannya proses produksi produk yang beraneka ragam tipenya dengan jumlah yang sedikit-sedikit.
2. Meningkatkan kehandalan
Pada mesin-mesin konvensional (manual) muncul berbagai masalah yang diakibatkan oleh berbagai jenis gesekan pada mekanisme yang digunakan seperti: keusangan, masalah sentuhan, getaran dan kebisingan. Pada penggunaan mesin-mesin tersebut diperlukan sarana dan operator yang jumlahnyabanyak untuk mencegah timbulnya masalah-masalah tersebut. Dengan menerapkan switch semikonduktor misalnya,maka masalah-masalah akibat sentuhan tersebut dapat diminimalkan sehingga meningkatkan kehandalan. Selain itu, dengan menggunakan komponen-komponen elektronika untuk mengendalikan gerakan, maka komponen-komponen mesin pengendali gerak bisa dikurangi sehingga meningkatkan kehandalan.
3. Meningkatkan presisi dan kecepatan
Pada mesin-mesin konvensional (manual) yangsebagian besar menggunakan komponen-komponen mesin sebagai pengendali gerak, tingkat presisi dan kecepatan telah mencapai garis saturasi yang sulit untuk diangkat lagi.Dengan menerapkan kendali digital dan teknologi elektronika, maka tingkat presisi mesin dan kecepatan gerak mesin dapat diangkat lebih tinggi lagi sampai batas tertentu. Batas ini misalnya adalah rigiditas mesin yang menghalangi kecepatan lebih tinggi karena munculnyagetaran. Hal ini melahirkan tantangan baru yaitu menciptakan sistem mesin yang memiliki rigiditas lebih tinggi. Struktur mekatronik dapat dipilah menjadi 2 buah dunia yaitu dunia mekanika dan dunia elektronika. Didunia mekanika terdapat mekanisme mesin sebagai objek yang dikendalikan.Di dunia elektronika terdapat beberapa elemen mekatronika yaitu: sensor, kontroler,rangkaian penggerak, aktuator dan sumber energi.
Komponen utama mekatronika
System mekatronika dapat dibagi dalam beberapa area khusus yaitu:
1. Physical system modeling (Konsep mekanikal)
2. Sensors and Actuators (sensor dan Aktuator)
3. Signal and system (Sistem Kontrol)
4. Computer and Logic system ( computer dan system logic)
5. Software and data acquisition (piranti lunak dan Akuisisi data)
Penggunaan
Begitu banyaknya penggunaan sistem mekatronika dalam kehidupan kita memperkuat salah satu sifatnya yang multiguna (aplikatif)
1.Teknik Otomotif
Sebagai contoh sistem mekatronik pada kendaraan bermotor adalah sistem rem ABS ( Anti-lock Breaking system) atau sistem pengereman yang menghindari terkuncinya roda sehingga mobil tetap dapat dikendalikan dalam pengereman mendadak, ESP ( Elektronik Stability Programm), ABC ( Active Body Control) dan Motor-Managemen-System.
Dalam teknologi penerbangan modern digunakan Comfort-In-Turbulence System sehingga dapat meningkatkan kenyamanan penumpang walau ketika terjadi turbulensi. Gust Load Alleviation serta banyak contoh lainnya.
Gust Load Alleviation
3. Teknik Produksi
Contoh dalam teknik produksi adalah penggunaan sensor pada robot. Sistem kendali umpan balik pada elektromotor berkecepatan rotasi tinggi dengan ‘pemegang as’ tenaga magnet.
Serta pemutar CD, Harddisk serta mesin pencetak berkecepatan tinggi, atau alat-alat elektronika yang biasa kita gunakan sehari-hari aplikasi mekatronika akan sangat sering kita jumpai.
Sensor pada robot
Serta pemutar CD, Harddisk serta mesin pencetak berkecepatan tinggi, atau alat-alat elektronika yang biasa kita gunakan sehari-hari aplikasi mekatronika akan sangat sering kita jumpai.
Sensor pada robot
Pemutar CD
Sistem Mekatronika
Secara sempit pengertian mekatronika mengarah pada teknologi kendali numerik yaitu teknologi mengendalikan mekanisme menggunakan aktuator untuk mencapai tujuantertentu dengan memonitor informasi kondisi gerak mesin menggunakan sensor danmemasukkan informasi tersebut kedalam mikro-prosesor.Sistem mekatronik sangat tekait erat dengan:
1.otomasi dari produk dan proses
Otomasi adalah aspek mental, seperti mengawasi, mengendalikan aktivasidilakukan oleh sistem, sedangkan mekanisasi adalah aspek fisik yangdigantikan oleh mesin Contoh: Mesin bubut adalah mekanisasi dari suatu proses pemesinan,sedangkan mesin bubut CNC (pengendalian proses bubutdilakukan oleh mesin) adalah otomasi suatu proses pemesian.
2.Sistem Kontrol
Sistem kontrol adalah sistem yang menjaga suatu besaran keluaran(temperatur,ketinggian air,putaran)relatif konstan.Defenisi sistem pada sistem kontrol ditunjukkan pada suatu kotak hitamyang memiliki input dan ou put.Misalnya motor dapat dipandang sebagai suatu sistem dengan in putenergi listrik dan energi mekanik(gerak rotasi)sebagai out put.Sistem kontrol dibedakan menjadi dua, yaitu sistem sistem kendali loopterbuka dan sistem kendali loop tertutup.
1.Sistem kontrol terbuka
Sistem kontrol terbuka adalah proses pengendalian dimana variabel in put mempengaruhi out put yang dihasilkan.
Dari gambar diatas dapat dipahami tidak ada informasi yang dibeikan oleh peralatan out put kepada bagian proses sehingga tidak diketahui apakahhasil out put sesuai dengan yang kita kehendaki.
2.Sistem kontrol loop tertutup
Sistem kontrol loop tertuup adalah suatu proses pengendalian dimanavariabel yang dikendalikan(out put) disensor secara kontiniu,kemudiandibandingkan dengan besaran acuan.Misalnya pada pendingin ruangan AC (sistem slip dengan pengaturantemperatur) temperatur diset 20 maka AC akan mati atau stand-by sendiri.
Sensor
Sensor adalah suatu elemen yang menghasilan sinyal yang berhubungan dengankuantitas yang diukur. Sensor disebut juga dengan tranduser.Istilah tranduser banyak dipakai pada sistem yang mengkonversi suatu sinyal dari suatu bentuk kebentuk yang lainAda 6 tipe isyarat, diantara lain:
1.Mechanical, contoh: panjang, luas, mass flow, gaya, torque, tekanan,kecepatan, percepatan, panjang gel acoustic, dll
2.Thermal, contoh: temperature, panas, entropy, heat flow
3.Electrical, contoh: tegangan, arus, muatan, resistance, frekuensi, dl
4.Magnetic, contoh: intensitas medan, flux density, dll
5.Radiant, contoh: intensitas, panjang gelombang, polarisasi, dll
6.Chemical, contoh: komposisi, konsentrasi, pH, kecepatan reaksi, dll\
Jenis- jenis sensor
Jenis sensor secara garis besar bisa dibagi menjadi 2 jenis yaitu :
Ø Sensor fisika
Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum-hukum fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika yaitu:
1.Sensor proximity
Merupakan sensor yang mendeteksi keberadaan dari suatu objek tanpam elakukan kontak fisik atau bisa juga disebut dengan sensor untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu objek
Sensor proximiy terbagi dua:
Ø Sensor proximity optik Sensor ini terdiri dari sumber cahaya atau detektor cahaya Sensor ini digunakan dalam kondisi:
· Objek yang di deteksi terlalu kecil
· Tidak ada kontak secara fisik antara sensor dan objek
· Kontak secara cepat
· Tidak sensitif terhadap getaran
· Dapat tepengaruh oleh cahaya lain
Ø Sensor proximity induktif
Sensor proximity induktif adalah peralatan yang diaktifkan oleh objek logam. Perinsip kerjanya mengguakan perubahan flux magnet untuk mendeteksi keberadaan objek.
2.Sensor cahaya
Sensor cahaya adalah sensor yang diguakan untuk merubah besaran cahaya menjad besaran listrik.Prinsip kerja alat ini adalah mengubah energi dari foton menjadi elektron .Idealnya satu foton dapat membangkitkan satu elektron. Sensor cahaya sangat luas penggunaannya salah satu yang paling populer adalah kamera digital.Jnis-jenis snsor cahaya:
· Detektor kimiawi, seperti plat fotgrafis,dimana molekul silver halida dibagi menjdi sebuah atom perak mealiknao hologen.Pengembangan fotografis menyebabkan terbaginya molekul yang berdekatan secara sama.
· Foto resistor atau Ligh Dependend Resistor (LDR) yang berubah resistansinya bila dikenai cahaya.
· Tabung cahaya yan gmengandung foto katoda yang memancarkan elektron ketika dikenai cahaya dan umumnya bersifat sebagi fotorsisor.
3.Sensor suara
Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya.Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu :
· MicrophoneMicropone adalah komponen elektronika dimana cara kerjanya yaitu membran yang digetarkan oleh gelombang suara akan menghasilkan sinyal listrik.
4.Sensor suhu
Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas menjadi besaran listik yang dapat dengan mudah dianalisis besarannya. Ada beberapa metode yang digunakan untuk membuat sensor ini, salah satunya dengan cara menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap aruslistrik sesuai dengan suhunya.
· NTC NTC adalah komponen elektronika dimana jika dikenai panas maka tahanannya akan naik.
· TCPTC adalah komponen elektronika dimana jika terkena panas maka tahannanya akan semakin turun
· Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik.Biasanya ini melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu :
- Sensor PH
- Sensor Gas
- Sensor oksigen
- Sensor Ledakan
0 komentar:
Posting Komentar