Latar Belakang
Mekatronika (Inggris: Mechatronic) berasal dari kata mekanika, elektronika dan informatika. Secara sedehana pembentukan ilmu mekatronika terdiri atas dua lapisan fisika dan logika. dan tiga dasar ilmu utama elektronika, informatika dan mekanika. Dengan melihat asal katanya dapat dengan mudah dipahami, bahwa ilmu ini menggabungkan atau mensinergikan disiplin ilmu Mekanika, ilmu Elektronika dan Informatika
Istilah 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. Hingga saat ini dipandang sebagai hubungan antara ilmu Mekanik, Elektronik dan Informatik. Dalam masa yang akan datang, aplikasi mekatronika akan digunakan hampir disemua bidang, seperti Otomotif, Pemutar CD, Stasiun luar angkasa atau pada fasilitas produksi. Mekatronika dikategorikan oleh Majalah Technology Review pada tahun 2003 sebagai 10 Teknologi yang dalam waktu dekat dapat mengubah hidup kita!
Definisi
Menurut IEEE (IEEE Mechatronics Transaction, 1996), definisi mekatronika adalah sebagai berikut: Mechatronics is the synergistic integration of mechanical engineering with electronics and intelligent computer control in the design and manufacturing of industrial products and processes Berdasarkan 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.
Aplikasi
Begitu banyaknya penggunaan sistem mekatronika dalam kehidupan kita memperkuat salah satu sifatnya yang multiguna (aplikatif)
Teknik Otomotif . Sebagai 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.
Teknik Produksi. 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.
Mekatronika di Indonesia
Masyarakat mekatronik Indonesia adalah sebuah organisasi profesi yang bergerak di bidang mekatronik yang beranggotakan para peneliti, akademisi, praktisi, dan mahasiswa yang tertarik pada bidang mekatronik yang meliputi teknik mesin, teknik elektronika, teknik informatika, teknik telekomunikasi dan teknik kendali.
Apa Itu Mekatronika
Mechatronics adalah kata baru yang lahir di Jepang pada awal tahun 1970an yang merupakan gabungan antara 2 kata yaitu mechanics dan electronics. Sekarang kita sering melihat di sekeliling kita barang-barang mekatronik seperti robot, mesin bubut NC, kamera dijital, printer dan lain sebagainya. Persamaan dari barang-barang mekatronik ini adalah bahwa 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. Yang berarti, dengan bantuan micro-electronics mesin dapat bergerak dengan lebih cerdas. Jika seseorang memberikan sebuah perintah, lalu semua dapat dipasrahkan ke mesin yang dapat bergerak secara otomatis. Ini sangat membantu menciptakan mesin atau alat yang praktis dan mudah digunakan. Sehingga sumber daya pada manusia seperti waktu dan otak dapat dipakai untuk pekerjaan yang lain untuk lebih menciptakan nilai tambah.
Diagram Hubungan pembentuk pengetahuan bidang Mekatronika
Latar Belakang Lahirnya Mekatronik
Latar belakang lahirnya mekatronik dapat ditinjau dari dua sudut pandang, yaitu: sudut pandang sumber daya atau bibit dan sudut pandang kebutuhan atau permintaan.
Dari sudut pandang bibit sedikitnya ada 3 buah bibit yang mendorong lahirnya mekatronik yaitu:
(1) lahirnya device 4 bit pada tahun 1971 yang berkembang dengan pesat menjadi mikro-prosesor yang memiliki kemampuan yang semakin tinggi dan harga yang semakin rendah, (2) lahirnya motor listrik ukuran kecil yang memiliki torsi besar yang menggunakan permanen magnet rear-earth yang merupakan hasil sampingan program litbang luar angkasa NASA, dan (3) hasil-hasil teori kendali dijital.
Dari sudut pandang kebutuhan sedikitnya ada 2 buah tarikan kebutuhan yaitu:
(1) pada awal lahirnya mekatronik terdapat tarikan kebutuhan dari konsumen terhadap adanya sistem produksi yang mampu menjawab kebutuhan dengan tipe yang beraneka ragam dalam jumlah yang sedikit-sedikit, dan (2) tarikan kebutuhan akan barang-barang atau alat-alat pemroses informasi yang memiliki kecepatan tinggi dengan dimensi kecil untuk menjawab berkembangan masyarakat informasi yaitu masyarakat dimana peranan informasi menjadi semakin penting.
Contoh Barang Mekatronik
Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah contoh barang mekatronik yaitu sebuah mobil robot berlengan (mobile robot equipped with articulator). Konstruksi mekanikanya berupa lengan robot yang dipasang di sebuah mobil robot. Konstruksi mekanika ini ibarat fisik manusia yang mati yang tidak dapat melakukan kegiatan. Konstruksi ini akan hidup dan dapat melakukan kegiatan fisik jika kepadanya ditambahkan roh. Konstruksi mekanik dengan roh yang hidup inilah yang menjadi sebuah sistem mekatronika yang mampu berfungsi setelah ditambahkan kepadanya sebuah unit kontrol elektronika (electronic control unit / ECU) yang nampak di sebelah kanan. Unit kontrol elektronika inilah yang merupakan realisasi dari teknik elektronika, teknik informatika dan teknik kontrol. Di sebelah kiri nampak sebuah perangkat telekomunikasi yang bisa ditambahkan ke sistem mekatronik sehingga sistem ini dapat dikendalikan dari jarak jauh secara nir kabel (Sumber : LIPI). ( lebih detil )
Apa sih Mekatronika itu?
Batas formal antara berbagai disiplin ilmu rekayasa (engineering) saat ini semakin kabur seiring dengan perkembangan teknologi IC (Integrated Circuit = rangkaian elektronika terpadu) dan komputer. Hal ini terutama terlihat jelas pada bidang mekanik dan elektronik yaitu semakin banyak produk yang merupakan integrasi dari kedua bidang tersebut, sehingga berkembang suatu bidang yang disebut mekatronika, yang merupakan perluasan cakupan dari bidang elektromekanik.
Istilah “mekatronika” pada awalnya diperkenalkan di Jepang oleh Yaskawa Electronic Corp. pada awal 1970-an yang kemudian dikenal luas hingga Eropa dan Amerika Serikat. Istilah ini merupakan gabungan dari kata “mechanical” atau “mechanism” dengan “electronics”. Terdapat banyak definisi yang dapat menerangkan definisi mekatronika. Beberapa definisi dari yang diambil dari berbagai sumber di antaranya
“Integration of microprocessor control system, electrical systems and mechanical system” (Bolton, Mechatronics)
“The synergistic combination of precision mechanical engineering, electronic control and systems thinking in the design of products and manufacturing processes” (Journal of Mechatronics)
“the synergistic use of precision engineering, control theory, computer science, and sensor and actuator technology to design improved products and processes“ (ME Magazine)
“The interdisciplinary field of engineering dealing with the design of products whose function relies on the synergistic integration of mechanical and electronic components coordinated by a control architecture.“ (Alciatore, D.G. and Histand, M.B.)
Dari berbagai pengertian di atas maka dicoba disusun pengertian dari mekatronika yaitu integrasi dari sistem mekanik dan elektronik yang dikendalikan dengan komputer dan dimanfaatkan pada produk maupun proses produksi. Saat ini mekatronika sudah dianggap sebagai suatu bidang tersendiri, meskipun tidak terlepas hubungannya dari berbagai lainnya. Gambar 1 1 menunjukkan cakupan dari bidang mekatronika beserta bidang-bidang yang memanfaatkan perkembangan bidang mekatronika.
Gambar 1 1 Ilustrasi sistem mekatronika sebagai perpotongan dari sistem mekanik, elektronik, kontrol, dan komputer
(Sumber gambar : Alciatore & Hisdtand, 2003)
Saat ini pengendalian sistem mekanik hampir seluruhnya dilakukan menggunakan sistem kendali elektronik dan sebagian besar di antaranya menggunakan komputer. Contohnya adalah mesin mobil. Dahulu sistem pembakaran yang terjadi pada silinder dikendalikan sepenuhnya secara mekanis. Banyaknya bahan bakar dan udara diatur langsung dari pedal lewat perantaraan kabel dengan perbandingan yang telah disetel sebelumnya. Katup terbuka dan tertutup diatur secara mekanik menggunakan camshaft tergantung posisi piston.
Saat ini banyak sekali sensor yang terlibat pada sistem pembakaran mobil yaitu di antaranya sensor kecepatan dan posisi poros engkol, sensor temperatur udara dan bahan bakar, dan sensor pada pedal gas. Kesemua informasi dari sensor tersebut diolah oleh sistem pengendali berupa komputer yang disebut Engine Control Unit untuk digunakan mengatur waktu dan besarnya bukaan katup serta perbandingan bahan bakar – udara yang dapat disesuaikan dengan kondisi mesin ataupun pengendara.
Pada mobil juga terdapat berbagai sistem lain yang saat ini menerapkan sistem mekatronika, yaitu sistem transmisi automatis, sistem suspensi aktif, sistem anti-lock braking system (ABS), sistem pengkondisi udara, serta display kecepatan, putaran mesin dan level bahan bakar.
Selain pada kendaraan bermotor, mekatronika juga diterapkan pada berbagai hal antara lain
• perancangan sensor/transduser
• peralatan rumah tangga dan perkantoran : mesin cuci, mesin isap debu, timbangan digital, microwave, remote control, pembuat kopi, sistem HVAC, kamera, mesin foto kopi dan masih banyak lagi
• berbagai peranti pada komputer : mouse, printer, disk drive, CD ROM drive, keyboard
• dunia penerbangan : pengendalian pesawat terbang secara Fly By Wire (FBW)
• peralatan medis dan laboratorium
• bidang industri : monitoring dan kendali berbagai peralatan industri
• bidang robotika
Komponen utama pada suatu sistem mekatronika adalah sensor, aktuator, dan kontroler. Sensor digunakan untuk mendeteksi variabel pada sistem. Aktuator berfungsi untuk memberikan aksi pada sistem yang dikendalikan. Kontroler/pengendali digital dapat diibaratkan otak pada manusia untuk memproses data dari sensor untuk kemudian memberi perintah pada aktuator.
Mekatronika itu apa ci??????
Mekatronika adalah suatu disiplin ilmu teknik yang mengkombinasikan sinergi dari teknik mesin, elektronika, teknik komputer yang seluruhnya diintegrasikan untuk melakukan perancangan produk. Keterkaitan disiplin ilmu yang terlibat dalam mekatronika tersebut diatas adalah teknik mesin dengan teknik elektro menghasilkan elektro mekanik, teknik mesin dengan teknik komputer menghasilkan software mesin dan teknik elektro dengan teknik komputer menghasilkan software elektro. Semua produk-produk modern saat ini yang ada dipasaran dibuat dengan latar belakang dari disiplin ilmu tersebut diatas. Dalam upaya untuk menunjang kebutuhan disiplin ilmu tersebut, maka Institut Teknologi Indonesia (ITI) menyelenggarakan program pendidikan diploma-III Mekatronika. Tujuan : Diploma-III Mekatronika ITI mampu mendidik pemuda-pemudi tamatan SMU dan SMK/STM agar menjadi lulusan diploma III yang ahli untuk memenuhi kebutuhan SDM yang siap pakai untuk pemeliharaan, penerapan dan pengembangan teknologi di dunia industri serba otomatis yang semakin berkembangdewasa ini. Lapangan Kerja : Lulusan Diploma III Mekatronika dapat bekerja diberbagai bidang industri seperti industri manufaktur, industri proses, industri otomitif, industri elektronika, Industri komputer, jasa perbankan, instrumentasi, lembaga penelitian , dan lain-lain. Program D3 mekatronika ITI bekerja sama juga dengan lembaga pendidikan tinggi lain, lembaga penelitian, dan industri untuk bersama-sama menyelenggarakan pendidikan dan pelatihan kejuruan seperti : SWISS GERMAN UNIVERSITY (SGU) - ASIA, ITB, UI, ITS, Moscow University of Services (MSUS) Rusia, Technical University Delft, BATAN, PUSPIPTEK, Mannheim University of Applied Sciences, Bumi Derpong Damai, Technical University Berlin, BPPT, PT Industri Telekomunikasi Indonesia, Pemerintah Provinsi Banten, LIA, dan lain-lain.
Definisi:
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.
Sejarah Mekatronika
Istilah “mechatronics” (diindonesiakan sebagai mekatronika) pertamakali muncul di Jepang pada tahun 1969 Istilah ini muncul dari kalangan industri, yaitu Yaskawa Electric. Kemudian pada tahun 1972, kata “mechatronics” menjadi merek dagang yang dimiliki oleh Yaskawa Electric. Istilah ini kemudian tersebar luas penggunaannya di kalangan industri. Agar banyak kalangan semakin bebas menggunakan kata “mechatronics” ini, pada tahun 1982 Yaskawa memutuskan untuk melepaskan haknya atas kata tersebut. Sejak saat itu kata tersebut mempunyai makna yang lebih luas, dan pada saat ini telah diterima sebagai istilah teknik untuk menggambarkan cara pandang atau pemikiran dalam bidang teknik /rekayasa.
Mekatronika mendapatkan legitimasinya secara akademis pada tahun 1996, yaitu sejak dterbitkannya jurnal ilmiah khusus mekatronika, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. Dan sejak itu pula banyak perguruan tinggi ternama dunia yang mendirikan departemen mekatronika. Mekatronika (Jerman: Mechatronik; Inggris: Mechatronic) berasal dari kata mekanika, elektronika dan informatika. Bagan Mekatronika:Diagram sedehana pembentukan ilmu mekatronika. Terdiri atas dua lapisan fisika dan logika. dan tiga dasar ilmu utama elektronika, informatika dan mekanika..
Dengan melihat asal katanya dapat dengan mudah dipahami, bahwa ilmu ini menggabungkan atau mensinergikan disiplin ilmu Mekanika, ilmu Elektronika dan Informatika
Hingga saat ini dipandang sebagai hubungan antara ilmu Mekanik, Elektronik dan Informatik. Dalam masa yang akan datang, aplikasi mekatronika akan digunakan hampir disemua bidang, seperti Otomotif, Pemutar CD, Stasiun luar angkasa atau pada fasilitas produksi.
Mekatronika dikategorikan oleh Majalah Technology Review pada tahun 2003 sebagai 10 Teknologi yang dalam waktu dekat dapat mengubah hidup kita!
Mekatronika: Skill abad 21
Kehidupan manusia di abad sekarang ini banyak dimanjakan oleh peralatan serba otomatis, yang belum pernah terbayangkan sebelum abad revolusi industri. Televisi, radio, pompa air listrik, dan mesin cuci hanyalah sebagian contoh kemajuan teknologi yang memberikan hiburan dan mempermudah pekerjaan kita di rumah. Berbicara tentang mesin cuci, sebagian besar dari kita tentu sudah terbiasa menggunakan atau paling tidak tahu apa itu mesin cuci. Namun tahukah kita bahwa dengan produksi mesin cuci dan peralatan home appliance lainnya, Jepang mampu mengeruk devisa dari ekspor, bahkan merajai pasar elektronika dunia? Mesin cuci hanyalah salah satu dari sekian banyak komoditas elektronika andalan Jepang, yang telah menyelamatkan negara tersebut dari ancaman resesi ekonomi pada pertengahan tahun 70-an. Pada saat itu dunia sedang dilanda krisis minyak. Harga minyak mentah melambung tinggi, dari $3.5 per barrel menjadi $30 per barrel. Saat itu industri yang tidak tergantung pada minyak bumi, untuk menyelamatkan perekonomian Jepang. Pilihan utama jatuh pada industri mikroelektronika, karena industri ini dirasa memiliki beberapa keunggulan. Keunggulan ekonomi bumi, misalnya industri baja, industri transportasi, dan industri alat berat. Dalam kondisi ekonomi seperti itu, muncul pemikiran untuk lebih mengembangkan industri mikroelektronika ini antara lain karena produk akhirnya yang kecil, ringan, dan memiliki nilai tambah yang sangat besar. Hingga saat ini hampir semua produk akhir industri Jepang, baik untuk keperluan rumah tangga dan kantor (mesin fotokopi, printer, mesin cuci, dan sebagainya), maupun untuk otomasi industri (robot industri, mesin terkendali komputer, kendali pnumatik dan hidrolik, dan sebagainya), sudah memanfaatkan. Peralatan-peralatan tersebut sudah dapat dikatakan sebagai peralatan mekatronika (mechatronics).Untuk aplikasi di bidang otomotif, pada tahun 1999 produsen mobil BMW Jerman telah mengeluarkan produknya (berupakendaraa n konsep), yang mereka sebut sebagai mobil mekatronik (mechatronic mikroelektronika car). Jepang sangat tergantung pada segala hal yang ada hubungannya minyak
Apa itu Mekatronika ?
Mekatronika adalah suatu disiplin ilmu teknik yang mengkombinasikan sinergi dari teknik mesin, elektronika, teknik komputer yang seluruhnya diintegrasikan untuk melakukan perancangan produk. Keterkaitan disiplin ilmu yang terlibat dalam mekatronika tersebut diatas adalah teknik mesin dengan teknik elektro menghasilkan elektro mekanik, teknik mesin dengan teknik komputer menghasilkan software mesin dan teknik elektro dengan teknik komputer menghasilkan software elektro. Semua produk-produk modern saat ini yang ada dipasaran dibuat dengan latar belakang dari disiplin ilmu tersebut diatas. Dalam upaya untuk menunjang kebutuhan disiplin ilmu tersebut
Tujuan Program Keahlian Mekatronika;
Membekali peserta didik dengan keterampilan, pengetahuan dan sikap agar kompeten dalam :
a. Mengoperasikan dan menginstal sistem kontrol Pneumatik dan Elektro-Pneumatik, Hydroulik dan Elektro Hydroulik serta PLC –Pneumatik.
b. Merawat dan memperbaiki sistem menginstalasi sistem Pneumatik dan Elektro-Pneumatik, Hydroulik dan Elektro hydroulik serta PLC –Pneumatik.
c. Memelihara dan memperbaiki sistem Robotik dan CNC.
Ruang Lingkup Pekerjaan Mekatronika
No.
Dunia usaha/industri
Lingkup pekerjaan
1
Dunia Usaha
Teknisi Otomasi
2
Perkantoran dan Industri-lndustri
Teknisi Otomasi
3
Maitenance & Repair Provider (RSP) Teknisi Otomasi Level 1 Teknisi Mesin Level 2 & 3
4
Hotel dan Perbankan Teknisi Otomasi Level 1 Teknisi Mesin Level 2 & 3
MEKATRONIKA
Mekatronika (Jerman: Mechatronik; Inggris: Mechatronic) berasal dari kata mekanika, elektronika dan informatika.
Bagan Mekatronika:Diagram sedehana pembentukan ilmu mekatronika. Terdiri atas dua lapisan fisika dan logika. dan tiga dasar ilmu utama elektronika, informatika dan mekanika..
Dengan melihat asal katanya dapat dengan mudah dipahami, bahwa ilmu ini menggabungkan atau mensinergikan disiplin ilmu Mekanika, ilmu Elektronika dan Informatika
Istilah 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.
Hingga saat ini dipandang sebagai hubungan antara ilmu Mekanik, Elektronik dan Informatik. Dalam masa yang akan datang, aplikasi mekatronika akan digunakan hampir disemua bidang, seperti Otomotif, Pemutar CD, Stasiun luar angkasa atau pada fasilitas produksi.
Mekatronika dikategorikan oleh Majalah Technology Review pada tahun 2003 sebagai 10 Teknologi yang dalam waktu dekat dapat mengubah hidup kita!
Berdasarkan 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.
Begitu banyaknya penggunaan sistem mekatronika dalam kehidupan kita memperkuat salah satu sifatnya yang multiguna (aplikatif)
Teknik Otomotif
Sebagai 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 moderen digunakan Comfort-In-Turbulence System sehingga dapat meningkatkan kenyamanan penumpang walau ketika terjadi turbulensi. Gust Load Alleviation serta banyak cntoh lainnya.
Teknik Produksi
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-atal elektronika yang biasa kita gunakan sehari-hari aplikasi mekatronika akan sangat sering kita jumpai.
Mekatronika di Indonesia
Masyarakat mekatronik Indonesia adalah sebuah organisasi profesi yang bergerak di bidang mekatronik yang beranggotakan para peneliti, akademisi, praktisi, dan mahasiswa yang tertarik pada bidang mekatronik yang meliputi teknik mesin, teknik elektronika, teknik informatika, teknik telekomunikasi dan teknik kendali
id.wiki.detik.com/wiki/Mekatronika
ROBOTIKA
Sejarah Robotika
Keunggulan dalam teknologi robotik tak dapat dipungkiri telah lama dijadikan ikon kebanggan negara-negara maju di dunia. Kecanggihan teknologi yang dimiliki, gedung-gedung tinggi yang mencakar langit, tingkat kesejahteraan rakyatnya yang tinggi, kota-kotanya yang modern, belumlah terasa lengkap tanpa popularitas kepiawaian dalam dunia robotik.
Kata robot yang berasal dari bahasa Czech, robota, yang berarti pekerja, mulai menjadi populer ketika seorang penulis berbangsa Czech, (Ceko), karl Capek, membuat pertunjukan dari lakon komedi yang ditulisnya pada tahun 1921 yang berjudul RUR (Rossum’s Universal Robot). Ia bercerita tentang mesin yang menyerupai manusia, tapi mampu bekerja terus-menerus tanpa lelah. Istilah robot ini kemudian memperoleh sambutan dengan diperkenalkannya robot jerman dalam film Metropolis tahun 1926 yang sempat dipamerkan dalam New York World’s Fair 1939. Film ini mengisahkan tentang robot berjalan mirip manusia beserta hewan peliharaannya. Kembali atas jasa insane film, istilah robot ini makin popular dengan lahirnya robot C3Po dalam film Star Wars pertama pada tahun 1977.
Menurut fu, et al. (1987) penelitian dan pengembangan pertama yang berbuah produk robotik dapat dilacak mulai dari tahun 1940-an ketika Argone National Laboratories di Oak Ridge, Amerika, memperkenalkan sebuah mekanisme robotik yang dinamai master-slave manipulator. Robot ini digunakan untuk menangani material radioaktif. Kemudian produk pertama robot komersial diperkenalkan oleh Unimation Incorporated, Amerika pada tahun 1950-an. Hingga belasan tahun kemudian langkah komersial ini telah diikuti oleh perusahaan-perusahaan lain. Namun demikian, seperti ditulis dalam beberapa sumber, penelitian intensif dibidang teknologi robotika dan niatan menjadikan robotik sebagai sebuah disiplin ilmu kala itu belum terpikirkan.
Baru setelah dunia mulai menapak ke jaman industri pada pertengahan tahun 60-an kebutuhan akan otomasi makin menjai-jadi. Pada saat itulah robotik diterima sebagai disiplin ilmu baru yang mendampingi ilmu-ilmu dasar dan teknik yang telah mapan sebelumnya. Di negara-negara yang telah mapan kala itu, seperti Amerika, Inggris, Jerman dan Perancis mulai bermunculan grup-grup riset yang menjadikan robotik sebagai temanya, kemudian diikuti oleh Jepang, yang dipelopori oleh ilmuwan-ilmuwan yang baru pulang dari menimba ilmu di Amerika. Bahkan, di kemudian hari Jepang-lah yang tercatat sebagai negara yang paling produktif dalam mengembangkan teknologi robot. Hal ini tidak lain karena jepang gigih dalam melakukan penelitian teknologi infrastruktur seperti komponen dan piranti mikro (microdevices) yang akhirnya bidang ini terbukti sebagai inti dari pengembangan robot modern.
Dewasa ini mungkin definisi robot industri itu sudah tidak sesuai lagi karena teknologi mobile robot sudah dipakai secara meluas sejak tahun 80-an. Seiring itu pula kemudian muncul istilah robot humanoid, animaloid, dan sebagainya. Bahkan kini dalam industri spesifik seperti industri perfilman, industri angkasa luar dan industri pertahanan atau mesin perang, robot arm atau manipulator bisa jadi hanya menjadi bagian saja dari sistem robot secara keseluruhan.
Penelitian di Bidang Robotik
Robotik memiliki unsur yang sedikit berbeda dengan ilmu-ilmu dasar atau terapan yang lain dalam berkembang. Ilmu dasar biasanya berkembang dari suatu asa atau hipotesis yang kemudian diteliti secara metodis. Ilmu terapan dikembangkan setelah ilmu-ilmu yang mendasarinya berkembang dengan baik. Sedangkan ilmu robotik lebih sering berkembang melalui pendekatan secara praktis pada awalnya. Kemudian melalui suatu pendekatan atau perumpamaan dari hasil pengamatan perilaku mahluk hidup atau benda/mesin/peralatan bergerak lainnya dikembangkanlah penelitian secara teoritis. Dari teori kembali kepada praktis, dan dari robot berkembang menjadi lebih canggih.
Mekatronik vs Robotik
Mekatronik adalah istilah umum yang menjadi popular seiring dengan perkembangan padu mekanik dan elaktronik. Mekatronik terdiri dari 4 disiplin ilmu, yaitu mekanik (mechanics), elektronik, teknik kontrol berbasis prosesor serta pemrograman seperti halya dalam bidang robotik. Sebuah produk mekatronik belum tentu robotik, namun robot pasti mekatronik. Banyak produk mekatronik disekeliling kita, misalnya mesin cuci, CD/DVD/ video/cassette player, walkman hingga vacuum cleaner. Dalam bidang otomotif produk mekatronik yang diterapkan pada mobil yaitu ABS (anti lock breaking Sistem), active suspension sistem, dsb. Dalam dunia industri, perdagangan dan gedung-gedung perkantoran dikenal berbagai peralatan otomatis seperti pintu otomatis, lift, escalator, mesin fotocopy, dan masih banyak lagi.
Robotik vs Bio-Science
Penelitian bidang robotik dalam kehidupan organik (bio science) juga semakin mendalam dan bahkan cenderung tak teduga arahnya. Jika dalam dunia kedokteran telah dikenal teknik kloning mahluk hidup yang kontroversial itu, maka dalam dunia robotik juga dikenal suatu proyek penelitian yang disebut sebagai implant sensor/actuator atau implant interface. Interface berupa chip IC berukuran micro ditanamkan ke dalam mahluk hidup dengan tujuan agar komputer dapat di luar dapat mengendalikan dan atau memonitor kegiatan saraf organic manusia secara langsung di dalam pembuluh darah atau saraf tubuh.
Macam-macam Robott
- Berdasarkan sifat-sifat fisik terdiri dari:
Non-mobile
Robot Arm (Manipulator)
Sendi-lengan
Planar
Polar
Cartesian
Selinder
Mobile
Mobile robot beroda
Tipe holonomic
Tipe non-holonomic
Mobile robot berkaki
Jumlah kaki
Jumlah DOF
Kombinasi Mobile dan Non-mobile
Mobile manipulator
Walking robot dengan manipulator
Humanoid, Animaloid
Under water robot
Flying robot
- Berdasarkan cara pengontrolan terdiri dari:
Manual
Otomatis
Sistem Robot dan Orientasi Fungsi
Sistem Sistem
Roda Kaki
Sistem Aktuator
Sistem Kontroler
Mekanik Robot
Sistem Tangan
Sistem Robot
Untuk Navigasi (gerak berpindah)
Ujung tangan
• Mengikuti urutan perintah
• Mengikuti obyek (berbasis vision, proximity, dll.
• Memegang, mengambil, mengangkat, memindahatau mengolah obyek
• Mengikuti jalur
• Berdasarkan obyek static atau bergerak (menuju obyek,menghindari objek/halangan)
berbasis vision, proximity, dll.
• Berdasarkan urutan perintah
Real world
Mata
Kamera
Mata
Kamera
Aktuator
Sensor
Sistem Kontroler
Adalah rangkaian elektronik yang setidak-tidaknya terdiri dari rangkaian prosesor (CPU, Memori, komponen interface Input/output), signal conditioning untuk sensor (analog dan atau digital), serta driver untuk aktuator. Bila diperlukan bisa dilengkapi dengan sistem monitor seperti seven segment, LCD (liquid crstal display) ataupun CRT (cathode ray_tube).
Mekanik Robot
Adalah sistem mekanik yang dapat terdiri dari setidak-tidaknya sebuah sistem gerak. Jumlah fungsi gerak disebut sebagai derajat kebebasan atau degree of freedom (DOF). Sebuah sendi yang diwakili oleh sebuah gerak actuator disebut sebagai satu DOF. Sedangkan derajat kebebasan pada struktur roda dan kaki diukur berdasarkan fungsi holonomic atau non-holonomic.
Sensor
Adalah perangkat atau komponen yang bertugas mendeteksi (hasil) gerakan atau fenomena lingkungan yang diperlukan oleh sistem kontroller. Dapat dibuat dari sistem yang paling sederhana seperti sensor ON/OFF menggunakan limit switch, sistem analog, sistem bus parallel, sistem bus serial, hingga sistem mata kamera.
Aktuator
Adalah perangkat elektromekanik yang menghasilkan daya gerakan. Dapat dibuat dari sistem motor listrik(motor DC (permanent magnet, brushless, motor DC servo, motor DC stepper, solenoid, dsb.), sistem pneumatic (perangkat kompresi berbasis udara atau gas nitrogen), dan perangkat hidrolik (berbasis bahan cair seperti oli). Untuk meningkatkan tenaga mekanik aktuator atau torsi gerakan dapat dipasang sistem gearbox, baik sistem direct-gear (sistem lurus, sistem ohmic/worm-gear dsb.), sprochet-chain (gir-rantai, gir-belt, ataupun sistem wire-roller, dsb.)
Sistem Roda
Adalah sistem mekanik yang dapat menggerakkan robot untuk berpindah posisi. Dapat terdiri dari sedikitnya sebuah roda penggerak (drive atau steer) dua roda deferensial (kiri kanan independent ataupun sistem belt seperti tank), tiga roda (synchro drive atau sistem holonomic), empat roda (Ackermann model/car like mobile robot atau sistem mecanum wheels) ataupun lebih.
Sistem Kaki
Pada dasarnya sistem kaki adalah gerakan ‘roda’ yang didesain sedemikian rupa hingga memiliki kemampuan gerak seperti makhluk hidup. Robot berjalan dengan sistem dua kaki atau biped robot memiliki struktur kaki seperti manusia setidak-tidaknya memiliki sendi-sendi yang mewakili pergelangan kaki, lutut dan pinggul. Dalam konfigurasi yang ideal pergerakan pada pinggul dapat terdiri dari multi DOF dengan kemampuan gerakan memutar seperti orang menari jaipong. Demikian juga pada pergelangan kaki, idealnya adalah juga memiliki kemampuan gerakan polar. Untuk robot binatang, (animaloid) seperti serangga, jumlah kaki dapat didesain lebih dari empat. Bahkan robot ular yang memiliki DOF yang lebih dari 8 sesuai dengan panjang robot (ular) yang didefinisikan.
Sistem Tangan
Adalah bagian atau anggota badan robot selain sistem roda atau kaki. Dalam konteks mobile robot, bagian tangan ini dikenal sebagai manipulator yaitu sistem gerak yang berfungsi untuk memanipulasi (memegang, mengambil, mengangkat, memindah atau mengolah) obyek. Pada robot industri fungsi mengolah ini dapat berupa perputaran (memasang mur-baut, mengebor/ drilling, dll.), tracking (mengelas, membubut, dsb) ataupun mengaduk (control proses). Untuk robot tangan didesain sendi lengan diukur berdasarkan DOF. Lengan dapat dibuat kaku atau tegar (rigid) ataupun fleksibel (flexible manipulator).
Real World
Real world atau dunia nyata didefinisikan sebagai daerah kerja (workspace) daripada robot. Robot yang tersusun dari tangan/manipulator saja memiliki workspace yang terbatas sesuai panjang jangkauan tangannya. Untuk robot beroda/berkaki, workspacenya menjadi relatif tak terbatas tergantung kemampuan jelajahnya. Dengan menggabung robot tangan ke atas mobile robot maka daerah kerja untuk navigasi dasar dapat berupa mengikuti jalur di jalan (seperti linefollower atau route-runner robot, model labirin pada robot tikus, robot marka jalan berbasis vision, dsb.), berjalan menuju ke obyek atau sasaran (menggunakan sensor radar, sonar, kamera, proximity, dsb.), ataupun berjalan menuju sasaran dengan menghindari halangan (obstacle). Untuk bagian tangan, tugasnya dapat berupa tracking mengikkuti referensi trajektori, menuju atau menghindari obyek berupa vision, dan segala terminology manipulasi yang mungkin dilakukan sesuai dengan tool pada posisi TIP atau ujung/pergelangan tangan.
Kontrol Robotik
Kontrol adalah bagian yang amat penting dalam robotik, tanpa kontrol hanya akan menjadi benda mekatronik yang mati. Dalam system kontrol robotik, terdapat dua bagian, yaitu perangkat keras elektronik dan perangkat lunak yang berisi program kemudi serta algoritma kontrol.
Mekanik
Mekanik
Kontrol
Sistem Robotik
Artificial Intelligent
Dalam gambar diatas, kontrol adalah bagian yang tak terpisahkan dalam sistem robotik. Dalam hal ini, system control bertugas mengkolaborasikan system elektronik dan mekanik dengan baik agar mencapai fungsi seperti yang dikehendaki. Tanda dalam interseksi adalah posisi atau bagian dimana terjadi interaksi antara ketiga bagian itu.
Sistem kontroler sendiri memiliki mekanisme kerja seperti yang diilustrasikan berikut ini. Tiga prosedur utama, yaitu baca sensor, memproses data sensor, dan mengirim sinyal aktuasi ke aktuator adalah tugas utama kontroler. Ilustrasi ini mengisyaratkan bahwa sebenarnya tugas kontroler adalah sederhana. Dengan membaginya menjadi tiga bagian maka seorang enginer akan lebih mudah dalam melakukan analisa tentang bagaimana kontroler yang didesainnya bekerja. Meski dalam program kemudi robot secara kompleks namun sebenarnya tetap dapat dibagi ke dalam tiga bagian besar itu
Baca sensor
Memproses data (algorithma kontrol dalam program kemudi)
Tulis data (sinyal aktuasi ke aktuator)
Algorithma Artificial Intelligent
Dalam aplikasi, prosedur “baca sensor” dapat terdiri dari berbagai teknik yang masing-masing membawa dampak kerumitan dalam pemrograman. Setidak-tidaknya ada dua macam teknik yang digunakan kontroler dalam menghubungi sensor, yaitu polling dan interrupt. Teknik polling adalah prosedur membaca data berdasarkan pengalamatan langsung yang dapat dilakukan kapan saja kontroler menghendaki. Sedang pada teknik interrupt, kontroler melakukan pembacaan jika sistem sensor melakukan interupsi, yaitu dengan memberikan sinyal interrupt ke kontroler (via perangkat keras) agar kontroler (CPU) melakukan proses pembacaan. Selama tidak ada interrupt maka kontroler tidak akan mengakses sensor tersebut.
Bagian yang berfungsi untuk memproses data sensor adalah bagian yang paling penting dalam program kontroler. Di sinilah para peneliti dan enginer dapat dengan leluasa mengembangkan berbagai ide, teori dan teknik bagaimana membuat robot dapoat bekerja sesuai harapan. Berbagai algoritma kontrol mulai dari teknik klasik dapat diterapkan. Jika dikehendaki kontrol yang lebih pintar dan dapat beradaptasi dapat memasukkan berbagai algorithma kontrol adaptive hingga teknik artificial intelligent.
Bagian ketiga, yaitu prosedur “tulis data” adalah bagian yang berisi pengalamatan ke aktuator untuk proses penulisan data. Dalam konteks rangkaian elektronik, data ini adalah sinyal aktuasi ke kontroler seperti berapa besar tegangan dan arus yang masuk ke motor, dsb.
Macam-macam sistem kontrol
Kontrol Konvensional
ON/Off
Sequential
Proportional (P)
Proportional dan Integral (PI)
Proportional dan Derivatif (PD)
Proportional, Integral dan Derivatif (PID)
Kontrol Cerdas
Neural Networks
Artificial Fuzzy Control
Expert Systems
Genetic Control
Hybrid Systems
Hybrid Systems
Kontrol On/Off
Sistem kontrol On/Off, kadangkala disebut sebagai “bang-bang control”, adalah kontrol yang paling dasar dalam robotik input sensor dan output pada aktuator dinyatakan dalam dua keadaan yaitu ON/OFF atau logika 1 dan 0. kestabilan gerak gerak yang diperoleh hanya hanya berdasarkan pada rule sederhana tetapi mampu menjaga robot dari gerakan yang menyebabkan tracking error (TE) menjadi membesar. Sebagai contoh, robot-robot yang dibuat untuk mengikuti garis atau line follower, serta robot pada Kontes Robot Indonesia (KRI).
Gambar berikut mengilustrasikan diagram kontrol loop tertutup berdasarkan ON/OFF.
Kontroler ON/Off
Robot
1/0
1/0
1/0
1/0
+
-
Sebagai contoh bahasan, berikut ini ditampilkan sebuah kasus control ON/OFF pada robot line follower.
SL
SR
MR
ML
Emitter
Line
Algorithma dari robot line follower diatas adalah:
IF SL=0 AND SR=0 THEN {ML=1; MR=1}
IF SL=0 AND SR=1 THEN {ML=1; MR=0}
IF SL=1 AND SR=0 THEN {ML=0; MR=1}
IF SL=1 AND SR=1 THEN {ML=0; MR=0}
Mekatronika menyenangkan lho...
Mekatronika jurusan yang menyenangkan walaupun sulit tapi tetap senang,, isi prktek mengenai alat-alat elktronik,mekanik,dan informatik.... jadi buat kalian yang senang dengan jenis-jenis praktek yang ada diatas lebih baik kalian masuk jurusan mekatronaka yan ada di Universitas Sanata dharma........ slah satu hasil dari Mekatronika
<=== ROBOT
Robot
Apa yang terlintas di benak Anda saat mendengar kata "robot"? Mesin dengan bentuk menyerupai manusia seperti Robocop, android dalam film The Terminator, atau mungkin mesin seperti yang ada di film Daryl, atau Bicentennial Man?Meski banyak orang membayangkan robot sebagai mesin dengan rupa seperti manusia, pada kenyataannya banyak sekali robot berpenampilan “datar” dan kaku—sama sekali tak mirip manusia. Mereka umumnya dibuat untuk menjalankan tugas-tugas berisiko tinggi yang tak mungkin dilakukan oleh manusia. Misalnya untuk memelajari dan menjelajah Mars, mengangkat objek-objek berat, atau mengerjakan tugas-tugas pemasangan barang yang menuntut presisi tinggi di pabrik perakitan hardware.Robot banyak digunakan untuk keperluan di bidang manufaktur, militer, transportasi, kesehatan, dan eksplorasi luar angkasa. Tak mengherankan, mereka tak kenal lelah dan telah diprogram sedemikian rupa agar tidak melakukan kesalahan saat mengerjakan tugas-tugas rumit dan berulang.Untuk bidang robotika, salah satu negara yang bisa dijadikan kiblat adalah Jepang. Di sana, robot bahkan telah menggantikan fungsi asisten rumah tangga. Dibandingkan dengan Jepang atau negara-negara maju lainnya, dunia robotika Tanah Air memang masih terbatas, meski sudah dimulai sejak sekitar tahun 1985-an.
Intelligent Electro-Mechatronics Lab.
Quadruped and Hexapode
Kit ini adalah salah satu bentuk walking robot kit dengan empat kaki dimana setiap kaki memiliki dua derajat kebebasan (2 DOF). Robot dikontrol dari sebuah PC (tethered connection) atau dengan sebuah micro-controller. Total motor servo untuk empat kaki adalah 8 servo motor dengan satu card Mini SSC-II sebagai unit kontrol robot. Robot memiliki 2 mode gerak dan tiga posisi kaki (up, mid dan down). Kit dapat berputar kekiri dan kekanan, mundur serta maju menggunakan keyboard atau mouse. Apabila menggunakan micro-controller, robot dapat dengan fleksible diprogram sesuai keinginan dan bergerak tanpa eksekusi dari programmer. Kit ini dapat dikembangkan hingga menjadi 6 kaki dan 3 derajat kebebasan per kakinya (hexapod walking kit). Seluruh konstruksi robot terbuat dari plastik akrilik transparan atau plastik lexan dengan warna kuning atau hitam. Kit sangat gampang untuk dirakit dan dimodifikasi sesuai keinginan.
Salah satu microcontroller yang cukup populer yaitu Basic Stamp digunakan sebagai pilihan lain untuk pengendaliannya sehingga dengan penambahan sensor kendala (bumper switch atau infra red) maka kit dapat menjelajahi medan tanpa hambatan. Beberapa type untuk kit ini adalah: Quadruped walker kit 2 DOF, Quadruped walker kit 3 DOF, Hexapod walker kit 2 DOF dan Hexapod walker kit 3 DOF.
Arm Servo Robot
Arm servo robot adalah salah satu bentuk manipulator industri dengan geometri anthropomorphic (menyerupai tangan manusia). Kit ini cukup cepat, akurat dan memiliki kepresisian yang cukup baik. Dengan 4 sumbu gerak dan satu gripper sebagai end-effector-nya membuat kit ini sangat tepat untuk pelatihan teknologi kontrol, implementasi elektronika (mekatronika), pemrograman dan otomasi industri. Keempat sumbu gerak itu adalah: base, shoulder, elbow, dan wrist dengan sudut gerak masing-masing 180 derajat. Arm dikontrol oleh PC secara manual atau dengan program baik on-line maupun off-line dan arm dapat pula dikombinasikan dengan arm lain dalam satu kontrol unit sehingga dapat digunakan sebagai alat peraga saat pameran atau model saat perancangan sistem kontrol otomasi. Sebagai objek pelatihan, kit ini juga dapat dikontrol dengan micro-controller sehingga siswa dapat mempraktekan kemampuan pemrogramannya sekaligus mempelajari aspek-aspek penting dalam pengontrolan robotics melalui micro-controller.
Walking Robot
Kit ini adalah rancangan terbaru yang lebih memberikan tantangan kepada pecinta robotics dimana ada 12 servo motor yang harus dikendali dan dikoordinasi hanya untuk sebuah kaki. Gerakan robot sama halnya dengan kaki manusia. Berjalan maju-mundur, putar kanan dan kiri serta gerakan kesamping. Kit belum dilengkapi sensor dan hanya dikontrol langsung dari PC atau micro-controller. Penekanan dilakukan pada sinkronisasi joint dan link dalam satu sistem kontrol. Kit ini diperuntukkan bagi pelatihan lanjut atau bagi pecinta robot yang menginginkan pengetahuan baru dalam koordinasi multiservo motor.
Arm Stepper Robot
Sama halnya dengan arm servo kit tetapi berbeda dalam motor penggeraknya. Kit ini menggunakan stepper motor untuk semua joint-nya dan dikontrol menggunakan PC atau basic stamp microcontroller. Teknik pengontrolan motor stepper berbeda dengan servo motor dan pengguna akan dituntun mulai dari prinsip dasar stepper motor hingga pemrograman.
Teleoperate Robot
Sesuai namanya, kit ini dikontrol dari jarak jauh menggunakan radio kontrol atau dapat juga menggunakan PC melalui transmitter. Kit ini dilengkapi dengan arm 2DOF atau 3 DOF dan camera 2 DOF. Dengan rangka dan wheel berkualitas tinggi, kit ini dapat berjalan dilintasan sulit (off-road) dengan 2WD atau 4WD dan dilengkapi dengan independent suspention.
