Sistem Bilangan

         Data - data yang dikirim pada sistem mekatronik ataupun pada saat komunikasi antar kontroler melibatkan angka - angka yang komplex, sedangkan kemampuan sebuah kontroler dan sistem komunikasi hanya dapat mengirim data berupa bit yang bentuk bilangannya adalah bilangan biner. Kita perlu mengetahui perubahan bilangan, karena kontroler melakukan konversi bilangan yang komplek. Sehingga data dapat ditampilkan, diproses dan dapat diolah kembali untuk menjalankan sebuah sistem mekatronika.

1. Decimal
2. Binary
3. Octal
4. Hexadecimal

            Decimal adalah Perhitungan yang sering kita pakai sehari - hari adalah bilangan pencacah atau penghitung yang sama dengan sistem perhitungan decimal. Decimal mempunyai 10 macam nomer digit yaitu 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. Decimal dikatakan sebagai base 10 karena punya 10 jenis nomer digit. Alasan kenapa orang lebih memilih decimal, karena jari tangan kita ada 10 agr lebih mudah untuk menghitungnya dengan jari kita.

             Binary hanya menggunakan 2 macam nomer digit yaitu 0 dan 1 yang kita kenal sebagai base number 2. Binary adalah digit yang digunakan pada computer yang berguna seperti swich OFF atau ON (0 atau 1). Angka 2 diletakkan setelah binary number seperti yang dituliskan ( 1001₂ ) _.

                  

             _{Octal mempunyai 8 macam nomer didit yaitu 0,1,2,3,4,5,6,7 dan disebut dengan base 8. Tiga digit angka biner dapat mewakili 1 angka octal. Gunakan angka 8 diakhir penulisan octal : 2758}

              _{Hexadecimal berasal dari 2 kata yaitu hex (6) dan decimal (10). jika kita menambahkan 6 dan 10 bersamaan kita akan mendapatkan 16 angka. Hexadecimal bisa disebut dengan hex atau angka base 16. Untuk mendapatkan hingga 16 digit maka harus ditambahkan huruf alphabet dan hingga ada 16 macam digit dan menjadi sebagai berikut 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F. Dua digit hexadecimal dapat membuat angka yang sama dengan 8 digit binary yang nantinya disebut dengan byte. Angka 16 digunakan setelah penulisan hexadecimal adalah sebagai berikut : 7F16}

Read more »

Mikrokontroler

     Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umumnya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintergrasi di dalamnya.

       Kelebihan utama dari mikrokontroler adalah tersedianyan RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas. Mikrokontroler MCS51 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash PEROM (Programmable and Erasable Only Memory) yang dapat dihapus dan ditulis sebanyak 1000 kali. Mikrokontroler ini dapat diproduksi dengan menggunakan teknologi high density non-volatile memory. Flash PEROM on-chip tersebut memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system programing) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory konvensional. Kombinasi CPU 8 bit serba guna dan flash PEROM, menjadikan mikrokontroler MCS51 menjadi microcomputer handal yang fleksibel.

     Arsitektur perangkat keras mikrokontroler MCS51 mempunyai 40 kaki, 32 kaki digunakan untuk keperluan 4 buah port pararel. 1 port terdiri dari 8 kaki yang dapat dihubungkan untuk interfacing ke paralel device, seperti ADC, sensor dan sebagainya, atau dapat juga digunakan secara sebdiri setiap bitnya untuk interfacing single bit seperti switch, LED, dll.

Karakteristik lainnya dari mikrokontroler MCS51 sebagai : Low - power, 32 jalur masukan / keluaran yang dapat diprogram, dua timer counter 16 bit, RAM 128 byte, lima interupt.

Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi ( misalnya pegolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), mikrokontroler haya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja (hanya satu program saja yang bisa disimpan). Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM. Pada sitem komputer perbandingan RAM dan Rom-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang elatif besar, sedangkan Rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada Mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar, artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukuran relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.

Karakteristik lainya dari mikrokontroler MCS51 sebagai berikut : Low-power 32 jalur masukan/keluaran yang dapat diprogram* Dua timer counter 16 bit RAM 128 byte Lima interrupt

Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/pengertian-dan-kelebihan-mikrokontroler/
Copyright © Elektronika Dasar

 

Karakteristik lainya dari mikrokontroler MCS51 sebagai berikut : Low-power 32 jalur masukan/keluaran yang dapat diprogram* Dua timer counter 16 bit RAM 128 byte Lima interrupt

Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/pengertian-dan-kelebihan-mikrokontroler/
Copyright © Elektronika Dasar

Arsitektur perangkat keras mikrokontroler MCS51 mempunyai 40 kaki, 32 kaki digunakan untuk keperluan 4 buah port pararel. 1 port terdiri dari 8 kaki yang dapat di hubungkan untuk interfacing ke pararel device, seperti ADC, sensor dan sebagainya, atau dapat juga digunakan secara sendiri setiap bitnya untuk interfacing single bit septerti switch, LED, dll.

Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/pengertian-dan-kelebihan-mikrokontroler/
Copyright © Elektronika Dasar

Arsitektur perangkat keras mikrokontroler MCS51 mempunyai 40 kaki, 32 kaki digunakan untuk keperluan 4 buah port pararel. 1 port terdiri dari 8 kaki yang dapat di hubungkan untuk interfacing ke pararel device, seperti ADC, sensor dan sebagainya, atau dapat juga digunakan secara sendiri setiap bitnya untuk interfacing single bit septerti switch, LED, dll.

Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/pengertian-dan-kelebihan-mikrokontroler/
Copyright © Elektronika Dasar

 

Read more »

Sensor

Sensor Magnet Atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on / off ) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, Kelembapan, asap ataupun uap.

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia. Variabel keluaran dari sensor yang diubah menjadi besaran listrik disebut Transduser. Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran sangat kecil dengan orde nanometer. Ukuran yang sangat kecil ini sangat memudahkan pemakaian dan menghemat energi.

Sensor Biologi 

• sensor pengukuran molekul dan biomolekul: toxin, nutrient, pheromone
• sensor pengukuran tingkat glukosa, oxigen, dan osmolitas
• sensor pengukuran protein dan hormon

Sensor Proximity Merupakan sensor atau saklar yang dapat mendeteksi adanya target jenis logam dengan tanpa danya kontak fisik. Biasanya sensor ini terdiri dari alat solid-state yang terbungkus rapat untuk melindungi dari pengaruh getaran, cairan, kimiawi, dan korosif yang berlebihan. Sensor proximity dapat diaplikasikan pada kondisi penginderaan pada objek yang dianggap terlalu kecil atau lunak untuk menggerakkan suatu mekanis saklar.

Sensor Sinar Terdiri dari 3 katagori. Fotovoltaic atau sel solar adalah alat sensor sinar yang mengibah energi sinar langsung menjadi energi listrik, dengan adanya penyinaran cahaya akan menyebabkan pergerakan elektron dan menghasilkan tegangan. Demikian pula dengan fotokonduktif (fotoresistif) yang akan memberikan perubahan tahanan (resistansi) pada sel - selnya, semakin tinggi intensitas cahay yang diterima, maka akan semakin kecil pula nila tahanannya. Sedangkan Fotolistrik adalah sensor yang berperinsip kerja berdasarkan pantulan karena perubahan posisi / jarak suatu sumber sinar ( inframerah atau laser ) ataupun target pemantulanya, yang terdiri dari pasangan sumber cahaya dan penerima.

Sensor Ultrasonik Bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menagkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaan waktu antara gelombang suara dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yang dapat diindera diantaranya adalah : Objek padat, cair, butiran maupun tekstil.

Sensor Tekanan Sensor ini memiliki transduser yang mengukur ketegangan kawat, di mana mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Dasar penginderaannya pada perubahan tahanan pengantar ( transduser ) yang berubah akibat perubahan panjang dan luas penampangnya.

Sensor Kecepatan  Proses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari suatu motor, dimana suatu poros/object yang berputar pada suatu generator akan menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan kecepatan putar object. kecapatan putar sering pula diukur dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis terjadi.

Sensor Suhu  Terdapat 4 jenis utama sensor suhu yang umum digunakan, yaitu thermocouple (T/C), resistance temperature detector (RTD), termistor dan IC sensor. Thermocouple pada intinya terjadidari sepasang transducer panas dan dingin yang disambungkan dandilebur bersama, di mana terdapat perbedaan yang timbul antara sambungan tersebut dengan sambungan referensi yang berfungsi sebagai pembanding. Resistance Temperature Detector (RTD) memiliki prinsip dasar pada tahana listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu. Kesembandingan variasi ini adalah presisi dengan tingkat konsisten/kestabilan yang tinggi pada pendekteksian tahanan. Platina adalah bahan yang sering digunakan karena memiliki tahanan sushu, kelinearan, stabilitas dan reproduksibilitas. Termistor adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu negatif, karena saat suhu meningkat maka tahanan menurun atau sebaliknya. jenis ini sangat peka dengan perubahan tahan 5% per C sehingga mampu mendeteksi perubahan suhu yang kecil. Sedangkan IC Sensor adalah sensor suhu dengan rangkaianterpadu yang menggunakan chipsilikon untuk kelemahan penginderanya. Mempunyai konfigurasi output tegangan dan arus yang sangat linear.

Sensor Penyandi (Encoder) Encoder digunakan untuk mengubah gerakan linear atau putaran menjadi sinyal digital, dimana sensor putaran memonitor gerakan putar dari suatu alat. Sensor ini biasanya terdiri dari 2 lapis jenis penyandi, yaitu ; penyandi rotari tambahan (yang mentransmisika jumlah tertentu dari pulsauntuk masing - masing putaran) yang akan membangkitkan gelombang kotak pada objek yang diputar. penyandi absolut (yang memperlengkapi kode binary tertentu untuk masing - masing posisi sudut) mempunyai cara kerja sama dengan perkecualian, lebih banyak atau lebih rapat pulsa gelombang kotak yang dihasilkan sehingga membentuk suatu pekodean dalam susunan tertentu.



  

 

 

 

Read more »

Aktuator

Aktuator adalah sebuah peralatan mekanis untuk menggerakkan atau mengontrol sebuah mekanisme atau sistem. Aktuator diaktifkan dengan menggunakan lengan mekanis yang biasanya digerakkan oleh motor listrik, yang dikendalikan oleh media pengontrol otomatis yang terprogram di antaranya mikrokontroler. Aktuator adalah elemen yang mengkonversikan besaran listrik analog menjadi besaran lainnya misalnya kecepatan putaran dan merupakan perangkat elektromagnetik yang menghasilkan daya gerakan sehingga dapat menghasilkan gerakan pada robot. Untuk meningkatkan tenaga mekanik aktuator ini dapat dipasang sistem gearbox. Aktuator dapat melakukan hal tertentu setelah mendapat perintah dari kontroller. Misalnya pada suatu robot pencari cahaya, jika terdapat cahaya, maka sensor akan memberikan informasi pada kontroller yang kemudian akan memerintah pada aktuator untuk bergerak mendekati arah sumber cahaya.

Aktuator dalam perspektif kontrol dapat dikatakan sebagai :

• Aktuator : Pintu kendali ke sistem
• Aktuator : Pengubah sinyal listrik menjadi besaran mekanik
• Batasan aktuator riil : Sinyal kemudi terkesil, saturasi.

Fungsi aktuator adalah sebagai berikut.

• Penghasil gerakan
• Gerakan rotasi dan translasi
• Mayoritas aktuator > motor based
• Aktuator dalam simulasi cenderung dibuat linier
• Aktuator riil cenderung non-linier

Jenis tenaga penggerak pada aktuator

• Aktuator tenaga elektris, biasanya digunakan solenoid, motor arus searah (Mesin DC). Sifat mudah diatur dengan torsi kecil sampai sedang
• Aktuator tenaga hidrolik, torsi yang besar konstruksinya sukar.
• Aktuator tenaga pneumatik, sukar dikendalikan.
• Aktuator lainnya: piezoelectric, magnetic, ultra sound.

Tipe aktuator elektrik adalah sebagai berikut:

1. Solenoid.
2. Motor stepper.
3. Motor DC.
4. Brushless DC-motors.
5. Motor Induksi.
6. Motor Sinkron.

Keunggulan aktuator elektrik adalah sebagai berikut:

1. Mudah dalam pengontrolan
2. Mulai dari mW sampai MW.
3. Berkecepatan tinggi, 1000 – 10.000 rpm.
4. Banyak macamnya.
5. Akurasi tinggi
6. Torsi ideal untuk pergerakan.
7. Efisiensi tinggi 

Read more »

Pengenalan Mekatronika

POKOK BAHASAN:

 

1.   Pendahuluan

2.   Pengertian Mekatronika

3.   Aplikasi-Aplikasi Mekatronika

TUJUAN BELAJAR:

Setelah mempelajari materi dalam bab ini, mahasiswa diharapkan mampu:  Memahami  tentang   Mekatronika  dan  dapat  menjelaskan  contoh- contoh aplikasi yang termasuk mekatronika. 

1.1.  Pendahuluan

          Mekatronika  adalah  kata baru  yang  lahir  di  Jepang  pada awal  tahun 1970an yang merupakan gabungan antara 2 kata yaitu mechanics dan electroinics. Sekarang ini   sering terlihat barang barang mekatronik seperti robot, mesin bubut NC, kamera digital, printer dan lain sebagainya. Persamaan dari barang-barang mekatronik ini adalah objek yang dikendalikan adalah gerakan mesin. Jika dibandingkan dengan gerakan mesin konvensional maka gerakan mesin tersebut lebih bersifat fleksibel dan lebih memiliki kecerdasan. Hal ini dimungkinkan karena memanfaatkan kemajuan iptek micro-electronics. Artinya dengan bantuan micro-electronics mesin dapat bergerak dengan lebih cerdas. Jika seseorang memberikan sebuah perintah, lalu semua dapat dipasrahkan ke mesih yang dapat bererak secara otomatis. Ini santat membantu menciptakan  mesiha  tau  alat  yang  praktis  dan  mudah  digunakan. Sehigga sumber daya manusia seperti waktu dan otak dapat dipakai untuk pekerjaan yang lain, sehingga daapt menciptakan nilai tambah

              Pada awalnya mekatronik diarahkan pada 3 target yaitu: penghematan energi (energi saving), pengecilan dimensi dan peringanan berat dan peningkatan kehandalan (reliability). Sekarang, setelah 30 tahun lebih berlalu dari kelahirannya, perlu dirumuskan kembali arah mekatronik sesuai dengan perkembangan jaman. Dan khususnya untuk Indonesia sebagai negara yang masih berkembang dengan segudang permasalahnnya, rasanya arah mekatronik perlu ditentukan agar dapat membantu memecahkan masalah-masalah yang ada dengan tetap memperhatikan lingkungan regional dan global.

          1.2     Pengertian Mekatronika

          Mekatronik   adalah   teknologi   atau   rekayasa   yang   menggabungkan      teknologi tentang mesin, elektronika, dan informatika untuk merancang, memproduksi, mengoperasikan dan memelihara sistem untuk mencapai tujuan yang   diamanatkan.   Seperti   diketahui   dari   definisi  mekatronika   adalah gabungan disiplin teknik mesin, teknik elektro, teknik informatika, dan teknik kendali. Pada awalnya, secara khusus tidak ada disiplin mekatronika. Untuk menggabungkan beberapa  disiplin  iptek  tersebut,  mekatronika  memerlukan teori kendali dan teori sistem.

Secara sempit pengertian mekatronika mengarah pada teknologi kendali numerik yaitu teknologi mengendalikan mekanisme menggunakan aktuator untuk  mencapi  tujuan  tertentu dengan  memonitor  informasi  kondisi  gerak mesin  menggunakan  sensor,  dan  memaukan informasi  tersebut  ke  dalam mikro-prosesor. Ini menumbangkan kemajuan yang spektakuler jika dibandingkan dengan kontrol otomatis menggunakan instrumen analog, karena dapat merubah skenario kontrol secara fleksibel dan dapat memiliki fungsi pengambilan keputusan tingkat tinggi.

Contoh klasik barang mekatronik adalah lengan robot dan mesin bubut kontrol numerik. Barang-barang ini dapat melakukan pekerjaan-pekerjaan yang berbeda-beda dengan cara merubah program mereka sesuai kondisi yang diminta, karena telah ditambahkan kemampuan kendali aktif yang canggih terhadap mekanisme yang telah ada. Beberapa manfaat penerapan mekatronik adalah sebagai berikut: 

1. Meningkatakan fleksibiltas

Manfaat terbesar yang dapat diperoleh dari penerapan mekatronik adalah

meningkatkan  fleksibilitas  mesin  dengan  menambahkan  fungsi-fungsi  baru yang mayoritas merupakan kontribusi mikro-prosessor. Sebagai contoh, lengan robot industri dapat melakukan bebagai jenis pekerjaan dengan merubah program peranti lunak di mikro-processornya seperti halnya lengan manusia. Ini  yuang  menjadi  faktor  utama  dimungkinkannya  proses  produksi  produk yang beraneka ragam tipenya dengan jumlah yang sedikit-sedikit.

2. Meningkatakan 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 jumlahnya banyak untuk mencegah timbulanya 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 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 munculnya getaran. Hal ini melahirkan tantangan baru yaitu menciptakan sistem mesin yang memiliki rigditas mesin yang menghalangi kecepatan lebih tinggi karena munculnya getaran. Hal ini melahirkan tatangan baru yaitu menciptakan sistem mesin yang memiliki rigiditas lebih tinggi.

Struktur mekatronika dapat dipilah menjadi 2 buah dunia yaitu dunia mekanika dan dunia elektronika. Di dunia mekanika terdapat mekansime mesin sebagai  objek  yang  dikendalikan.  Di  dunia  elektronika  terdapat  beberapa elemen mekatronika yaitu : sensor, kontroler, rangkaian pengerak aktuator dan sumber energi.

Mekanisme mesin. Ini adalah objek kendali yang bisa berupa lengan robor, mekanisme penggerak otomotif, generator pembangkit listrik dan lain sebagainya.  Sensor.  Ini  adalah  elemen  yang  bertugas  memonitor  keadaan objek yang dikendali. Sensor ini dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal berfungsi memproses sinyal listrik menjadi sinyal yang mengandung informasi yang bisa dimanfaatkan.

Kontroler. Ini adalah elemen yang mengambil keputusan apakah keadaan ojek kendali telah sesuai dengan nilai referensi yang diinginkan, dan kemudian memproses infromasi untuk menetapkan nilai komando guna merefisi keadaan objek kendali.

Rangkaian. Ini adalah elemen yang berfungsi menerima sinyal komando dari  kontroler  dan  mengkonversinya  menjadi  energi  yang  mampu menggerakkan aktuator untuk melaksanakan komando dari kontroler. Elemen ini selain menerima informasi dari konroler juga menerima catu daya berenergi tinggi.

Aktutor. Ini adalah elemen yang berfungsi mengkonversi energi dari energi listrik ke energi mekanik. Bentuk konkrit aktuator ini misalnya:motor listrik, tabung hidrolik, tabung penematik. Dan lain sebagainya.

  Sumber energi. Ini adalah elemen yang mencatu energi listrik ke semua element yangmembutuhkannnya.  Salah  satu  bentuk  konkrit  sumber energi adalah  batere  untuk  sistem  berpindah  tempat,  atau  adaptor  AC-DC  untuk sistem yang stasionari(tetap di tempat).

 

Read more »