INTRODUKSI Apakah Mekatronika ?.

Presentasi berjudul: "INTRODUKSI Apakah Mekatronika ?."— Transcript presentasi:

1 INTRODUKSI Apakah Mekatronika ?

2 Cuplikan definisi mekatronik dari berbagai pakar dibidangnya

3 Takashi Yamaguchi (Hitachi Ltd. ’s Mechanical Engineering Lab
Takashi Yamaguchi (Hitachi Ltd.’s Mechanical Engineering Lab., Ibaraki, Japan) Mechatronics is “a methodology for designing products that exhibit fast, precise performance. These characteristics can be achieved by considering not only the mecahnical design but also the use of servo controls, sensors, and electronics”

4 Giorgio Rizzoni (associate prof
Giorgio Rizzoni (associate prof. Of Mecahnical Engineering at Ohio State Univ., Colombus) Mechatronics is “the confluence of traditional design methods with sensors and instrumentation technology, drive and actuator technology, embedded real-time microprocessor systems, and real-time software”

5 Masayoshi Tomizuka (Prof
Masayoshi Tomizuka (Prof. Of Mechanical Engineering at the University of California, Berkeley) Mechatronics is really nothing but good design practice. The basic idea is to apply new controls to extract new levels of performance from mechanical device; By having a good idea of what can be done using other than mechanical means, design freedom increases dan result improve.

6 KOMENTAR

7 David M. Auslander (Prof. Of Mech. Eng. At Berkeley)
Today we have mechanical systems for which performance is defined by what’s in a computer, wether it’s software algorithms, neural networks, or fuzzy logic. That alone makes it different from anything you could do (more than) 25 years ago! Any system in which you control or modulate power is a candidate for computer control. For any mechanical component you can ask the question: What is its purpose ? Does it transmit power ? Or is its purpose control and coordination ? Computers, software, and electronics can generally do this second function more efficiently – simpler, cheaper, with much more flexibility!

8 Hendrik M.J. Van Brussel (Belgian Robotics Researcher)
In the past, machine and product design has, almost exclusively, been the preoccupation of mechanical engineers. Recently, machine design has been profoundly influenced by the evolution of microelectronics, control engineering, and computer science. What is needed, as a solid basis for designing high-performance machines, is a synergetic cross- fertilization between the different engineering diciplines. This is exactly what mechatronics is aiming at; it is a concurrent-engineering view of machine design. Mechatronics encompasses the knowledge base and the technologies required for the flexible generation of controlled motion.

9 HISTORI MEKATRONIKA

10 Tahun 1960-an Istilah mekatronika digunakan dalam kendali komputer untuk motor-motor elektrik (Yaskawa Electric Co., Japan); Perkembangannya tidak berasal dari robotika, justru robotika-lah yang banyak mengambil keunggulan2 teknologi kinematika, dinamika, kendali, teknologi sensor dan pemrograman aras-tinggi.

11 Tahun 1970-an Konsentrasi mekatronika pada teknologi servo yang digunakan produk–produk seperti: pembuka pintu otomatis, mesin penjaja dan kamera-kamera autofokus.

12 Tahun 1980-an Penggunaan teknologi informasi, para insinyur mulai memadukan mikroprosesor dalam sistem mekanik (embedded system) untuk meningkatkan unjuk-kerja.

13 Tahun 1990-an Penggunaan teknologi komunikasi, agar suatu produk dapat terhubungkan dalam suatu jaringan yang lebih besar atau luas.

14 DEFINISI MEKATRONIKA Bagian Interdisipliner (antar cabang ilmu pengetahuan) yang berhubungan dengan studi & perancangan dari sistem & peralatan yang melibatkan elektronik sensor aktuator dan arsitektur pengendalian

15 RUANG LINGKUP MEKATRONIKA

16

17 DIAGRAM BLOK

18 IMPLEMENTASI MEKATRONIKA

19 CONTOH APLIKASI

20 BAGIAN-BAGIAN Mekanis posisi Motor Pemutar Sensor Posisi Motor Head

21 BAGIAN-BAGIAN (Cont.) Mekanik Cardrige Cardrige Head Switch Cover

22 PUBLIK

23 INDUSTRI OTOMASI

24 ELEMEN2 PENDUKUNG

25 Elektronik Komponen dasar Komponen analog Komponen semikonduktor
resistor, kapasitor, induktor Komponen analog op-amp, relay Komponen semikonduktor transistor, diode, gerbang logika (and, or, not), flip-flop

26 SENSOR Proximity Temperatur Posisis dan kecepatan Akselerasi
switch, photoelectric, capacitive, inductive Posisis dan kecepatan potensiometer, LVDT, enkoder, tachometer Force & Strain strain gage, load cell Temperatur termokopel, RTD, termistor Akselerasi piezzo electric accelerometer Aliran & Tekanan

27 AKTUATOR Selenoida & voice coil Motor Hidrolik & penumatik
AC, DC, Servo, Stepper Hidrolik & penumatik Smart material device piezzo electric

28 ARSITEKTUR KENDALI Rangkaian logika PLC Mikrokendali Mikroprosesor
kombinasional, sekuensial, PAL, PLA PLC Mikrokendali Mikroprosesor Software

29 RANGKAIAN ELEKTRONIKA

30 KOMPONEN DASAR Resistor Kapasitor (Kondensator) Induktor
Fungsinya melawan/menghambat Kapasitor (Kondensator) Penyimpan Induktor mengimbas

31 RESISTOR Bahan dasar terbuat dari komposisi karbon
Nilai : 1  M Daya : 1/8 W – 2 W Perubahan harga menurun karena umur 5% solderan 2% panas uap 15% Jenis resistor ini kurang stabil dibanding lainnya

32 RESISTOR (Cont.) Bahan dari selaput karbon (carbon film)
Terbuat dari selaput korbon yang diendapkan pada substrat keramik Nilai : 10  - 10 M Toleransi : > 5% Daya : s/d 2 W

33 RESISTOR (Cont.) Bahan dari lilitan kawat yang dililitkan pada gelondong keramik atau material lain Kawatnya dari campuran alumunium-kromium- nikel, atau alumunium-kromium-besi Oleh karena berbentuk lilitan maka resistor ini mengandung induktansi & kapasitansi Merupakan jenis resistor yang presisi Nilai : 0,22  - 10 M  Toleransi : < 0,5% Daya : 2 W

34 RESISTOR (Cont.) Satuan : ohm () Cara penulisan
Jika dalam ohm dinyatakan dengan R 0R5 = 0,5  atau 0,5 Jika dalam kilohm dinyatakan dengan K 2K2 = 2,2 K  atau 2,2 K Jika dalam megohm dinyatakan dengan M 1M5 = 1,5 M  atau 1,5 M

35 SIMBOL RESISTOR

36 KODE WARNA

37 BERBAGAI APLIKASI

38 CAPASITOR Kegunaannya Simbol menyimpan tenaga listrik
Menahan arus rata-rata Menghubungsingkat sebuah hambatan bagi arus AC Penapis (Filtering) Pengkopel sinyal dari satu rangkaian ke rangkaian lain Pembangkit gelombang non-sinus misal saw tooth Simbol Biasa Elektrolit

39 Aplikasi

40 Merubah DC ke AC Menghilangkan spike: pasanglah 0,1 mF melintang thd. Sumber daya (power) dan ground pada IC logik. Integrator: merubah sinyal kotak (square) menjadi sinyal segitiga (konstanta waktu RC >> periode pulsa) sekitar 10 kali lipat. Diferensiator: merubah sinyal kotak menjadi sinyal spike dalam hal ini Konstanta waktu RC << pulsa periode (sekitar 1/10 kali lipat).

41 Capasitor (Cont.) Capasitor khusus atau Kapasitas liar yang tidak diinginkan, ini terdapat antara Penghantar2 yang berdekatan Badan2 komponen yang berdekatan Lilitan2 kawat di dalam kumparan Elektroda2 di dalam dioda, transistor dsb Kapasitas liar ini hanya beberapa pF (piko farad), tidak berpengaruh pada frekuensi rendah kecuali frekuensi tinggi

42 Capasitor (Cont.) Macam2 Capasitor Keramik Mika (Mylar) Polyster
Digunakan baik untuk frekuensi rendah maupun tinggi Toleransi ± 1% Polyster Kapasitas 1 pF – 1 µF Toleransi ± 10% Elektrolit Tantalum

43 Capasitor (Cont.) Umumnya kapasitas dinyatakan dalam µF atau pF
Ada kalanya huruf k dipakai sebagai pengganti nF Contoh : 10k = 10nF = 0,01 µF

44 KODE WARNA Warna yang diterapkan seperti pada hambatan
Jenis kapasitas kecil Jalur A, B & C digunakan untuk pengkodean dalam pF Jalur D Hitam = 20% Putih = 10% Jalur E Merah = 250 Vdc Kuning = 400 Vdc A B C D E

45 Kondensator Elektrolit Tantalum
Warna untuk Faktor Perkalian 3 Jalur 4 (Volt) Jalur 1 Jalur 2 Hitam - 10 Coklat 1 Merah 2 100 Jingga Kuning 4 6,3 Hijau 5 16 Biru 6 20 Unggu 7 Abu-Abu 8 0,01 25 Putih 9 0,1 Merah muda 35 1 2 3 4

46 KAPASITAS Penyimpan Muatan : q = Cv Konstanta waktu (t) : t = RC
q : banyaknya muatan (Coulomb) v : tegangan antara dua keping (volt) C : Kapasitas (farad) Konstanta waktu (t) : t = RC Charging Discharging

47 Hubungan V-A C ic _ + vc Berdasar perubahan waktu, v=v(t) dan i=i (t)
Berdasar eksponensial, v=Vest dan i=Iest

48 Kapasitor Pengganti Seri C1 C2 C3 Paralel C1 C2 Cp=C1+C2+C3 C3

49 INDUKTOR Kegunaan Elemen elektronika yang dipakai untuk menghadirkan energi yang tersimpan dalam medan magnet i

50 Implementasi

51 Mutual Induktansi M ۰ ۰ + L1 L2 v2 v1 - dan

52 SOURCE V & I Independent source Dependent source atau controlled
Sumber tegangan atau arus yang tidak bergantung pada sesuatu sumber lain Dependent source atau controlled Sumber tegangan atau arus yang dikendalikan oleh sumber lain

53 Independent Voltage Source
+ + + Beban v (t ) V v (t ) i _ _ _ ideal

54 Independent Current Source
a + Beban i (t ) i (t ) v _ b ideal

55 Sumber Tegangan dalam Praktek

56 Sumber Arus dalam Praktek
i (t ) b

57 DEPENDENT SOURCE Voltage Controlled Current Controlled a a + + + + v1
i1 ri1 _ _ _ _ b b Voltage Controlled Current Controlled

58 KIRCHHOFF’S LAW Hukum Arus Kirchhoff Hukum Tegangan Kirchhoff
Jumlah semua arus yang menuju ke suatu simpul harus sama dengan nol pada setiap saat Hukum Tegangan Kirchhoff Jumlah penurunan tegangan diseputar lingkar (untai) harus nol pada setiap saat

59

60 Contoh Rangkaian R-C

61 Komponen Pendukung Function Generator

62

63

64