MATERI PERKULIAHAN MEKATRONIK

olehYunus Yakub

Definisi Mekatronik

• Mekatronik digunakan untuk menunjukan perkembangan cepat antar cabang ilmu pengetahuan dibidang ilmu teknik (engineering) berkaitan dengan desain produk yang fungsinya bersandar pada integrasi komponen-komponen mekanikal dan elektronik , fungsi tersebut dikoordinasi oleh sebuah arsitektur kendali.

Definisi Mekatronik

Mekatronika (Jerman: Mechatronik; Inggris: Mechatronic) berasal dari kata mekanika, elektronika dan informatika.Dengan melihat asal katanya dapat dengan mudah dipahami, bahwa ilmu ini menggabungkan atau mensinergikan disiplin ilmu Mekanika, ilmu Elektronika dan InformatikaIstilah Mechatronik (Mechanical Engineering - Electronic Engineering) pertama kali dikenalkan pada tahun 1969 oleh perusahaan jepang Yaskawa Electric Cooperation. Awalnya berkembang dalam bidang Feinwerktechnik, yaitu cabang dari teknik yang mengedepankan aspek ketelitian. Misalnya pada pembuatan jam, alat optik dan sebagainya. Lalu ditambahkan setelah munculnya Informatik sebagai disiplin ilmu baru.

DEFINISI MEKATRONIKABerdasarkan hasil Musyawarah nasional mekatronika, Bandung 28 Juli 2006, komunitas mekatronika indonesia merekomendasikan definisi Mekatronika sebagai berikut :

Mekatronika adalah sinergis IPTEK teknik mesin, teknik elektronika, teknik informatika dan teknik pengaturan (atau teknik kendali) untuk merancang, membuat atau memproduksi, mengoperasikan dan memelihara sebuah sistem untuk mencapai tujuan yang diinginkan.

PenggunaanBegitu banyaknya penggunaan sistem mekatronika dalam kehidupan kita memperkuat salah satu sifatnya yang multiguna (aplikatif)Teknik OtomotifSebagai 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.

Teknologi Penerbangan

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.Penerbangan adalah perpindahan dari satu tempat ke tempat lain di atmosfer dengan menggunakan alat bantu yang disebut pesawat.

Teknik ProduksiProduksi merupakan suatu kegiatan yang dikerjakan untuk menambah nilai guna suatu benda atau menciptakan benda baru sehingga lebih bermanfaat dalam memenuhi kebutuhan. Kegiatan menambah daya guna suatu benda tanpa mengubah bentuknya dinamakan produksi jasa. Sedangkan kegiatan menambah daya guna suatu benda dengan mengubah sifat dan bentuknya dinamakan produksi barang. Produksi bertujuan untuk memenuhi kebutuhan manusia untuk mencapai kemakmuran. Kemakmuran dapat tercapai jika tersedia barang dan jasa dalam jumlah yang mencukupi. 

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.

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi.

Alat-alat yang menggunakan dasar kerja elektronika ini biasanya disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Contoh peralatan/ piranti elektronik ini : Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube, CRT), radio, TV, perekam kaset, perekam kaset video (VCR), perekam VCD, perekam DVD, kamera video, kamera digital, komputer pribadi desk-top, komputer Laptop, PDA (komputer saku), robot, smart card, dll.

Bagan Mekatronika :Diagram sedehana pembentukan ilmu mekatronika, terdiri atas dua lapisan fisika dan logika. dan tiga dasar ilmu utama elektronika, informatika dan mekanika..

Sistem Mekatronik

• Sistem Mekatronik adalah smart devices yaitu inklusi dari elemen-elemen antara lain logik, feedback, dan komputasi dalam bentuk desain yang rumit ,serta dapat tampil/berperan untuk mensimulasi proses berpikir manusia

• Sistem mekatronik adalah mencakup bermacam macam alat dan sistem

Contoh Sistem Mekatronik

• Mesin Cuci• Electronic fuel injection• Antilock brake system• Peralatan untuk manufaktur sistem secara

otomasi antara lain mesin CNC atau Robot• Toys dengan kendali elektronik• dll

KOMPONEN SISTEM MEKATRONIK

LCD : Liquid Crystal DisplayTampilan Kristal Cair (bahasa Inggris: Liquid Crystal Display) juga dikenal sebagai LCD adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang misalnya dalam alat-alat elektronik seperti televisi, kalkulator ataupun layar komputer.Pada LCD berwarna semacam monitor terdapat banyak sekali titik cahaya (pixel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan kristal cair tadi.

Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring.

Cathode Ray Tube (Tabung sinar katoda)Tabung sinar katoda (bahasa Inggris: cathode ray tube atau CRT), ditemukan oleh Karl Ferdinand Braun, merupakan sebuah tabung penampilan yang banyak digunakan dalam layar komputer, monitor video, televisi dan oskiloskop.

CRT dikembangkan dari hasil kerja Philo Farnsworth yang dipakai dalam seluruh pesawat televisi sampai akhir abad 20, dan merupakan dasar perkembangan dari layar plasma, LCD dan bentuk teknologi TV lainnya.Gambar dari CRT adalah sebagai berikut ini :

LED (Light-Emitting Diode) atau Dioda cahaya Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju.LED dalam aplikasi sebagai alat penerangan lampu langit-langitGejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.

Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.

Gambar Contoh LED

Gambar Simbol LED

Sistem Pengukuran

• Komponen utama mekatonik adalah sistem pengukuran dengan komponen :

tranducers Signal processors recorder

Buku Ajar• David G Alciatore, Michael B. Histands ”Introduction Mechatronics and

Measurements Systems “ Mc Graw-Hill• Tai – Ran Hsu “ MEMS & MICROSYSTEMS Design and Manufacture” Mc

Graw-Hill