Pengertian Mekatronika, Aplikasi dan Manfaatnya

Pengertian Mekatronika

Mekatronik merupakan teknologi atau rekayasa yang menggabungkan teknologi tentang mesin, elektronika, dan informatika untuk merancang, memproduksi, mengoperasikan dan memelihara sistem-sistem yang ada untuk mencapai tujuan yang inginkan. Definisi teknik mekatronika dapat dikatakan juga sebagai gabungan disiplin teknik mesin, teknik elektro, teknik informatika, dan teknik kendali.

Sebelumnya, secara khusus tidak terdapat disiplin teknik mekatronika. Untuk menggabungkan dari beberapa disiplin iptek tersebut, mekatronika memerlukan teori kendali dan juga teori sistem. Secara sempit pengertian mekatronika mengarah kepada teknologi kendali numerik yakni teknologi yang mengendalikan mekanisme menggunakan aktuator untuk mencapi tujuan tertentu dengan memonitor informasi kondisi gerak mesin menggunakan sensor, dan memasukkan informasi tersebut ke dalam mikro-prosesor. Hal ini menumbangkan kemajuan yang spektakuler jika dibandingkan dengan kontrol otomatis menggunakan instrumen analog, karena bisa merubah skenario kontrol secara fleksibel dan dapat mempunyai fungsi pengambilan keputusan tingkat tinggi.

Contoh dari barang mekatronik yaitu lengan robot dan mesin bubut kontrol numerik. Barang-barang ini bisa melakukan pekerjaan-pekerjaan yang berbeda-beda dengan cara merubah program mereka sesuai dengan kondisi yang diinginkan, karena telah ditambahkan kemampuan kendali aktif yang canggih pada mekanisme yang telah ada.

Manfaat Penerapan Teknik Mekatronika

1. Meningkatkan fleksibiltas

Manfaat terbesar yang dapat diperoleh dari penerapan mekatronik ialah meningkatkan fleksibilitas mesin dengan menambahkan fungsi-fungsi baru yang dimana mayoritasnya adalah kontribusi mikro-prosessor. Contohnya, lengan robot industri bisa melakukan bebagai jenis pekerjaan dengan merubah program peranti lunak di mikro-processornya seperti halnya pada lengan manusia. Ini yang menjadi faktor utama yang memungkinkan proses produksi produk yang beraneka ragam tipenya dengan jumlah yang sedikit-sedikit.

2. Meningkatakan Kehandalan

Pada mesin-mesin konvensional (manual) muncul berbagai masalah yang ditimbulkan oleh berbagai jenis gesekan pada mekanisme yang digunakan seperti: masalah sentuhan, keusangan, getaran dan kebisingan. Pada penggunaan mesin mesin tersebut diperlukan sarana dan operator yang jumlahnya tidak sedikit untuk mencegah timbulanya masalah-masalah tersebut. Misalnya dengan menerapkan switch semikonduktor, maka masalah-masalah akibat sentuhan tersebut bisa diminimalisir sehingga meningkatkan kehandalan. Selain itu dengan menggunakan komponen-komponen mesin untuk pengendali gerak, tingkat presisi dan kecepatan telah mencapai garis saturasi sehingga sulit untuk diangkat lagi. Dengan menerapkan kendali digital dan teknologi elektronika maka tingkat presisi mesin dan kecepatan gerak mesin bisa diangkat lebih tinggi lagi sampai batasan tertentu. Batas ini misalnya rigiditas mesin yang menghalangi kecepatan lebih tinggi karena munculnya getaran. Hal ini melahirkan tatangan baru yakni menciptakan sistem mesin yang mempunyaid rigiditas lebih tinggi. Struktur dari mekatronika dapat dipilah menjadi 2 buah dunia yaitu dunia mekanika dan dunia elektronika.

Pada dunia mekanika terdapat mekansime mesin sebagai objek yang dikendalikan. Dan pada dunia elektronika terdapat beberapa elemen mekatronika yaitu: sensor, kontroler, rangkaian pengerak aktuator dan sumber energi. Elemen-elemen mekatronika dapat dijelaskan sebagai berikut ini:

• Mekanisme mesin. Ini merupakan objek kendali yang bisa berupa lengan robor, mekanisme penggerak otomotif, generator pembangkit listrik dan lain sebagainya.
• Sensor. Ini merupakan elemen yang bertugas memonitor keadaan objek yang dikendali. Sensor ini dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal yang berfungsi untuk memproses sinyal listrik menjadi sinyal yang mengandung informasi yang bisa dimanfaatkan.
• Kontroler. Ini merupakan 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 merupakan 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 kontroler juga menerima daya yang berenergi tinggi.
• Aktutor. Ini merupakan elemen yang berfungsi mengkonversi energi dari energi listrik ke energi mekanik. Bentuk konkrit aktuator ini misalnya seperti motor listrik, tabung hidrolik, tabung penematik.
• Sumber energi. Ini merupakan elemen yang mencatu energi listrik ke semua element yang membutuhkannnya. Salah satu bentuk konkrit sumber energi yaitu batere untuk sistem berpindah tempat, atau adaptor AC-DC untuk sistem yang stasionari (tetap di tempat).
• Struktur mekatronik yang digambarkan disini dari segi teori kendali disebut sebagai sistem umpan balik (closed loop). Sistem umpan balik ini meyerupai makhluk hidup, dimana dalam melakukan kegiatan selalu merevisi tindakannya berdasarkan informasi umpan balik yang dikirim oleh indra ke otak. Dengan demikian mekatronik ialah merealisasikan sistem mekanik yang mampu melakukan pekerjaan seperti halnya seorang manusia yang mempunyai kondisi yang sempurna.

Aplikasi-Aplikasi Mekatronika

Saat ini pengendalian pada sistem mekanik hampir seluruhnya dilakukan dengan menggunakan sistem kendali elektronik dan sebagian besar diantaranya menggunakan komputer. Contohnya seperti pada mesin mobil.

Dulu sistem pembakaran yang terjadi pada silinder seluruhnya dikendalikan secara mekanis. Banyak bahan bakar dan udara diataur langsung dari pedal lewat perantraaan kabel dengan perbandingan yang telah ditentukan sebelumnya. Katup terbuka dan tertutup diatur secara mekanik dengan menggunkana camshaft tergantung posisi piston.

Saat ini banyak sekali sensor yang terlibat di dalam sistem pembakaran mobil yaitu di antaranya sensor kecepatan dan posisi poros engkol, sensor temperatur udara dan juga bahan bakar, serta sensor pada pedal gas. Semua informasi dari sensor tersebut diolah oleh sistem pengendali berupa komputer yang disebut Engine Control Unit yang berfungsi untuk mengatur waktu dan besarnya bukaan katup serta perbandingan bahan bakar-udara yang dapat disesuaikan dengan kondisi mesin ataupun dengan kondisi pengendara.

Pada mobil juga terdapat berbagai sistem lain yang pada saat ini menerapkan sistem mekatronika, yaitu sistem transmisi automatis, sistem suspensi aktif, sistem antilock braking system (ABS), sistem pengkondisi udar, serta display kecepatan, putraran mesin dan level bahan bakar. Selain diterapkan pada kendaraaan bermotor, mekatronika juga diterapkan pada berbagai hal antra lain:

• Perancancang sensor/transduser
• Peralatan rumah tangga dan juga perkantoran seperti mesin cuci, mesin isap debut, timbangan digital, micarowave, remote control, pembuat kopi, sistem HVAC, kamera, mesin foto kopi dan masih banyak lagi
• Berbagai komponen pada komputer seperti mouse, printer. Disk drive, CD ROM drive, keyboard.
• Dunia penerbangan seperti pengendalian pesawat tebang secara Fly By Wire (FBW)
• Peralatan medis dan laboratorium
• Bidang Industri seperti monitoring dan kendali pada berbagai peralatan industri
• Bidang robotika

Komponen utama dalam suatu sistem mekatronika adalah sensor, aktuator, dan kontroler. Sensor berfungsi untuk mendeteksi variabel pada sistem. Aktuator befungsi memberikan aksi pada sistem yang dikendalikan.

Previous

Next