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).