materi komponen utama dalam mekatronika

materi mekatronika

1. KOMPONEN UTAMA DALAM MEKATRONIKA

2. Komponen Mekanik ( Aktuator ) Aktuator adalah komponen kunci dalam sistem mekatronika yang bertanggung jawab untuk mengubah energi ( baik itu energi listrik , mekanik , atau hidraulik ) menjadi gerakan fisik . Aktuator memungkinkan sistem untuk melakukan tindakan yang diinginkan , seperti memutar roda , menggerakkan lengan robot, atau membuka katup berdasarkan perintah dari sistem kontrol . Komponen Utama Dalam Mekatronika

3. Posisi Aktuator pada sistem kontrol

4. Aktuator Elektrik Motor listrik: Seperti motor DC, motor AC, dan motor stepper. Solenoid: Menghasilkan gerakan linier dengan menarik atau mendorong elemen mekanis. Jenis- jenis Aktuator Motor DC Motor AC Motor Stepper Selenoid

5. 2. Pneumatik Digunakan untuk menghasilkan gerakan menggunakan tekanan udara . Biasanya digunakan dalam industri karena kecepatan dan respons yang tinggi . Jenis- jenis Aktuator

6. 3. Hidraulik Menggunakan tekanan cairan untuk menghasilkan tenaga besar . Cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan tinggi , seperti excavator.

7. Kapasitas Beban: Aktuator memiliki kemampuan mengangkat atau mendorong beban tertentu . Jenis Gerakan: Bisa berupa gerakan linier ( sejajar ) atau rotasi ( berputar ). Kecepatan dan Presisi: Aktuator tertentu dirancang untuk menawarkan kecepatan tinggi, sementara lainnya fokus pada kontrol presisi. Sumber Energi: Aktuator berbeda membutuhkan sumber energi spesifik seperti listrik , udara terkompresi , atau cairan hidraulik . Karakteristik Utama

8. Dalam robotika: Digunakan untuk menggerakkan lengan robot. Dalam otomasi industri: Mengontrol gerakan konveyor, membuka/menutup katup, dan menjalankan berbagai perangkat otomatis. Dalam transportasi: Contoh pada mobil adalah aktuator pada sistem pengereman anti-lock (ABS) dan sistem suspensi aktif. Dalam peralatan rumah tangga: Contoh seperti pada kursi pijat atau pintu garasi otomatis. Contoh Aplikasi

9. Keunggulan: Kemampuan untuk mentransformasi energi dengan efisiensi tinggi, fleksibilitas dalam desain, dan kemampuan untuk bekerja dalam berbagai skala Kelemahan: Bisa kompleks dalam pengaturan dan pemeliharaannya, serta kadang memerlukan sumber daya eksternal yang signifikan. Keunggulan dan Kelemahan

10. Sensor Sensor adalah komponen kritis dalam sistem mekatronika yang bertugas mendeteksi perubahan atau kondisi lingkungan , lalu mengubahnya menjadi sinyal yang dapat diproses oleh sistem kontrol . Sensor berfungsi sebagai " mata dan telinga " untuk sistem mekatronika , memberikan data real-time yang memungkinkan sistem bekerja secara cerdas dan responsif . Komponen Utama Dalam Mekatronika

11. Sensor Suhu: Mengukur perubahan suhu. Contoh: termokopel, RTD (Resistance Temperature Detector), dan sensor inframerah untuk suhu jarak jauh. Sensor Posisi: Mengukur lokasi atau sudut. Contoh: encoder, potensiometer, dan sensor Hall-effect Sensor Tekanan: Mendapatkan tekanan fluida atau gas. Contoh: strain gauge, sensor piezoresistif. Sensor Cahaya: Mengukur intensitas cahaya atau mendeteksi objek melalui sinyal optik. Contoh: fotodioda, fototransistor, dan sensor LDR (Light Dependent Resistor). 1. Jenis Sensor Berdasarkan Parameter yang Diukur

12. 5. Sensor Kecepatan: Mengukur kecepatan gerakan atau putaran. Contoh: tachometer, magneto resistive sensor. 6. Sensor Proksimiti: Mendekatkan objek tanpa kontak fisik. Contoh: sensor kapasitif, ultrasonik, dan induktif. 1. Jenis Sensor Berdasarkan Parameter yang Diukur

13. Elemen Pengindera: Bagian yang langsung merasakan perubahan kondisi fisik atau lingkungan. Transduser: Mengubah energi yang dirasakan oleh elemen pengindera menjadi sinyal elektrik, mekanik, atau optik. Penguat Sinyal: Memperkuat sinyal agar dapat diolah lebih lanjut oleh sistem kontrol. Antarmuka Output: Menyediakan data yang bisa digunakan oleh pengendali mikro atau sistem komputer. 2. Cara Kerja Sensor

14. Rentang Pengukuran: Batas nilai yang dapat diukur, misalnya sensor suhu dengan rentang -40°C hingga 200°C. Resolusi: Kemampuan sensor untuk mendeteksi perubahan kecil dalam parameter yang diukur. Kecepatan Respons: Waktu yang diperlukan sensor untuk memberikan hasil pengukuran setelah perubahan kondisi terjadi. Akurasi dan Presisi: Seberapa dekat nilai yang diukur dengan nilai sebenarnya (akurasi), dan konsistensi hasil pengukuran (presisi). 3. Karakteristik Sensor

15. Robotika: Untuk navigasi, penghindaran rintangan, dan pemetaan lingkungan. Otomasi Industri: Memantau suhu mesin, tekanan hidraulik, dan posisi komponen. Transportasi: Digunakan dalam sistem ABS (Anti-lock Braking System), kontrol stabilitas, dan sistem navigasi. Medis: Mengukur denyut jantung, tekanan darah, atau kadar oksigen dalam tubuh. Rumah Tangga: Sensor gerak untuk lampu otomatis, sensor suhu untuk AC, atau sensor tekanan untuk mesin cuci. 4. Aplikasi Sensor

16. Keunggulan: Membantu sistem untuk mengambil keputusan secara otomatis berdasarkan kondisi lingkungan. Sensor modern sering kali kecil, murah, dan efisien Tantangan: Memerlukan kalibrasi yang tepat untuk menjaga akurasi, serta rentan terhadap gangguan lingkungan seperti suhu ekstrem atau medan magnet yang kuat. 5. Keunggulan dan Tantangan

17. Sistim Elektronik dan Kontrol Sistem elektronik dan kontrol adalah elemen vital dalam mekatronika yang berfungsi sebagai " otak " dari sistem . Sistem ini mengatur hubungan antara sensor, aktuator , dan elemen lainnya untuk menjalankan tugas secara otomatis dan efisien berdasarkan input dari lingkungan . Komponen Utama Dalam Mekatronika

18. Kontroler Mikrokontroler: Seperti Arduino atau STM32, untuk tugas kontrol sederhana hingga kompleks. PLC (Programmable Logic Controller): Digunakan dalam otomasi industri untuk mengontrol proses yang berulang. Komputer Industri: Untuk aplikasi yang memerlukan pemrosesan data dalam jumlah besar dan cepat. 1. Komponen Utama dalam Sistem Elektronik dan Kontrol

19. 2. Sirkuit Elektronik Termasuk amplifier, filter, dan modul pengolahan sinyal untuk memastikan data dari sensor diolah dengan akurat. Komponen seperti resistor, kapasitor, dan transistor membantu dalam perancangan sirkuit yang spesifik untuk aplikasi tertentu

20. 3. Pengolahan Sinyal Sistem elektronik membutuhkan algoritma pengolahan sinyal untuk membersihkan dan menganalisis data dari sensor sebelum dikirim ke aktuator. 4. Sumber Daya dan Pengaturan Tegangan Sistem elektronik membutuhkan catu daya yang stabil untuk menghindari gangguan. Komponen seperti regulator tegangan dan konverter daya memainkan peran besar di sini.

21. Stabilitas: Memastikan sistem berjalan sesuai dengan parameter yang ditentukan. Otomasi: Melakukan tugas tanpa intervensi manual. Adaptasi: Menyesuaikan output berdasarkan input lingkungan yang berubah. Keakuratan: Mengontrol sistem dengan presisi tinggi. 2. Fungsi Sistem Kontrol

22. Kontrol Terbuka (Open Loop): Tidak ada umpan balik, misalnya pemanas listrik tanpa sensor suhu. Kontrol Tertutup (Closed Loop): Menggunakan umpan balik untuk memantau dan menyesuaikan output, seperti pengendalian suhu AC berdasarkan sensor. 3. Jenis Kontrol dalam Sistem Mekatronika

23. Robotika: Mengatur gerakan robot dan memproses data sensor untuk navigasi. Otomasi Industri: Mengontrol jalur produksi, mengatur suhu, dan tekanan dalam mesin. Kendaraan Modern: Kontrol sistem seperti ABS, kontrol traksi, dan navigasi otomatis. Peralatan Medis: Memproses data dari alat pemantau tubuh seperti EKG dan MRI. 4. Aplikasi Sistem Elektronik dan Kontrol

24. Keunggulan: Kemampuan untuk memberikan otomatisasi cerdas, integrasi yang fleksibel, dan presisi tinggi. Kelemahan: Memerlukan perawatan dan kalibrasi yang tepat, serta bisa mahal pada sistem yang kompleks. 5. Keunggulan dan Kelemahan Sistem Elektronik dan Kontrol