BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Dasar

2.1.1 Pengertian Mekatronika

Mekatronika adalah interaksi yang sinergis antara

disiplin ilmu mekanika, elektronika dan sistem kontrol

untuk menghasilkan suatu produk yang dapat dikontrol

secara otomasi dengan tujuan meringankan pekerjaan

manusia.

.Gambar 2.1 Skema Mekatron

2.1.2 Sistem Mekatronika

Sistem Mekatronika secara umum merupakan sistem

sederhana yang membentuk suatu fungsi yang cerdas, yang

terdiri dari sensor, kontroller, dan aktuator.

Secara khusus terbagi atas :

Open loop

Sensor

Amplifier

ADC Controller

DAC Aktuator

Gambar 2.2 Open loop

Sensor yang dapat menangkap dan menerima

rangsangan dari lingkungan luar dan meneruskan

rangsangan dalam bentuk sinyal, namun sewaktu-waktu

rangsangan dari lingkungan tidak selalu kuat sehingga

sinyal yang dihasilkan oleh sensor menjadi lemah, maka

untuk mengantisipasikan hal tersebut digunakan

Amplifier untuk memperkuat sinyal lemah dari sensor

agar tidak terjadi kesalahan pada tahapan lebih lanjut.

Kemudian sinyal yang berupa sinyal analog sebelumnya

dikonversikan terlebih dahulu menjadi sinyal digital

karena pada tahapan lebih lanjut yaitu Controller hanya

dapat membaca sinyal digital sehingga ADC (Analog Digital

Conventer) akan mengkonversikan sinyal analog menjadi

sinyal digital untuk dibaca. Lalu Controller sebagai

pusat pengendali suatu sistem atau proses akan

memutuskan suatu perintah dari sinyal yang telah

tersebut akan diterima oleh Aktuator untuk dilaksanakan

suatu tindakan sesuai dengan perintah dari controller

namun sebelum dibaca oleh aktuator, perintah yang

berupa sinyal digital tersebut haruslah dikonversikan

menjadi sinyal analog karena Aktuator hanya dapat

membaca sinyal analog.

Closed loopE.

KontrolE.Pengkoreksi

VariabelYang dikontrol

Elemen pembanding

E. Pengukur(Alat

ukur)

Sinyal erorlerror

E.Proses

Nilaiterukur

Input

output

Gambar 2.3 Closed loop

Sistem kendali lup tertutup (closed loop system)

memanfaatkan variabel yang sebanding dengan selisih

respon yang terjadi terhadap respon yang diinginkan.

Sistem kontrol loop tertutup adalah suatu proses

pengendalian dimana variabel yang dikendalikan

(output) disensor secara kontiniu, kemudian

dibandingkan dengan besaran acuan.

2.1.3 Sensor

A. Pengertian Sensor

Sensor adalah suatu komponen atau alat yang dapat

mendeteksi suatu besaran atau nilai dan dapat

menghasilkan sinyal berdasarkan kuantitas dan kualitas

yang diukur.

B. Karakteristik Sensor

1. Kecermatan

Ukuranterkecil (skala) yang dapatdirasakanoleh

sensor.

2. Keterulangan/ketepatan

Variasi nilai yang hampir sama dari pengukuran yang

berulang-ulang.

3. Ketelitian

Kesesuaian harga yang terukur dengan harga

sebenarnya.

Gambar 2.4 Ketelitian

4. Sensitivitas

Kemampuan sensor merasakan suatu perubahan yang

kecil.

Gambar 2.5 Sensitivitas

5. Histerisis

Kesalahan atau eror yang terjadi pada pengukuran

secara kontinu dari 2 arah yang berlawanan.

Gambar 2.6 Histerisis

6. Non-linearity error

Kesalahan yang terjadikarena sensor tidak linier

(walaupun secara teoritis sensor dinyatakan linier).

Gambar 2.7 Non linearity error

7. Range

Jangkauan nilai atau besaran yang dapat dirasakan

oleh sensor.

C. Jenis-jenis Sensor

Berdasarkan kondisi kerja :

1. Sensor kontak

Antara sensor dan besaran atau nilai yang diukur

saling berinteraksi dan saling mempengaruhi.

Contoh : metal sensor detector

Gambar 2.8 Metal Sensor Detector

2. Sensor non kontak

Antara sensor dan besaran atau nilai yang diukur

tidak saling berinteraksi dan besaran atau nilai

yang diukurmempengaruhisensor.

Contoh :Light Emitting Diode (LED), Photocell, termometer.

Gambar 2.9 Photocell

Berdasarkan prinsip kerja :

1. Sensor mekanik

Sensor yang berpengaruh terhadap perubahan mekanik.

Contoh : Strain gage, LVDT Load cell

Gambar 2. 10 Strain gage

2. Sensor optik

Sensor yang berpengaruh terhadap perubahan cahaya.

Contoh : Photocell.

Gambar 2.11 Photocell

3. Sensor magnetik

Sensor yang berpengaruh terhadap perubahan secara

magnetik.

Contoh : metal sensor detector

Gambar 2.12 Metal Sensor Detector

4. Sensor elektrik

Sensor yang berpengaruh terhadap perubahan secara

elektrik(arus, tegangan)

Contoh : potensiometer, sensor kapasitif

Gambar 2.13 Potensiometer

5. Sensor temperatur

Sensor yang berpengaruh terhadap perubahan

temperatur.

Contoh : Thermistor, termokopel

Gambar 2.14 Thermistor

Jenis-jenis sensor industry, terbagi atas :

1. Proximity, biasanya sensor digital ini mendeteksi

keberadaan dari objek. Sensor proximity terbagi

atas :

Proximity mekanik. Sensor ini membutuhkan kontak

secara fisik dan mudah diintegrasikan pada

mesin.Biasanya dipakai pada limit switch,indicator

ada/tidak ada,pintu tertutup/terbuka.

Gambar 2.15 Sensor proximity mekanik

Proximity optik. Pada sensor ini tidak terjadi

kontak antara sensor dengan objek dan tidak

sensitif terhadap getaran.

Gambar 2.16 Sensor proximity optic

Proximity induktif. Sensor ini berfungsi

mendeteksi ketebalan

,level ketinggian,deteksi tabrakan.

Gambar 2.17 Sensor proximity induktif

2. Sensor Posisi dan Kecepatan, yaitu sensor yang

mendeteksi posisi dan kecepatan dari objek.

Sensor posisi dan kecepatan terbagi atas:

Potensiometer. Prinsip kerjanya yaitu ujung

dari poros potensiometer berfungsi sebagai

sensor (mis: untuk suatu bukaan suatu gerakan

rotasional ). Perubahan bukaan tersebut akan

mengubah harga tahanan listrik yang

mengakibatkan perubahan Voltase listrik

(Vout).

Gambar 2.18 Potensiometer

Linier Variable Differential Transformer (LVDT). LVDT

memiliki sensor dengan prinsip kerja induktif

(perubahan tegangan imbas).

Gambar 2.19 LVDT

Rotary Encoder. Rotary Encoder adalah sensor

digital untuk mengetahui posisi yang sudah

dicapai pada suatu gerakan rotasi.

Gambar 2.20 Rotary Encoder

3. Sensor Gaya dan Tekanan. Umumnya gaya dan tekanan

diukur secara tidak langsung dengan memanfaatkan

defleksi/ deformasi/ regangan dari suatu

permukaan. Contohnya : Strain gage

Gambar 2.21 Strain gage

2.1.4 Kontroller

Kontroller adalah suatu komponen atau alat yang

berfungsi menerima sinyal dari sensor ,mengolah

sinyal tersebut, dan mengambil keputusan dari sinyal

yang diterima, dan memberikan sinyal kepada

aktuator.

Jenis-jenis kontroller :

1. IC (intergrate circut)

Gambar 2.22 IC(intergrate circut)

2. MC (micro controller)

Gambar 2.23 MC (micro controller)

3. PLC

Gambar 2.24 PLC

4. MP (mikro processor)

Gambar 2.25 MP (mikro processor)

6. PC(personal komputer)

Gambar 2.26 PC (personal komputer)

2.1.5 Aktuator

Aktuator adalahsuatu komponen atau alat sebagai

pengeksekusi sinyal yang diterima dari kontroller

atau menghasilkan sebuah perubahan secara fisik.

Jenis-jenis aktuator :

1. Aktuator mekanik.Pada aktuator mekanik terjadi

perubahan fisik berupa gerakan mekanik.

Contoh : roda gigi, belt

Gambar 2.27 Roda gigi

2. Aktuator elektrik.biasanya digunakan solenoid,

motor arus searah. Sifat mudah diatur dengan

torsi kecil sampai sedang.Aktuator ini memanfaat

kan tenaga listrik atau elektrik.

Contoh : selenoid, motor listrik

Gambar 2.28 Selenoid

3. Aktuator Fluid Power,yaitu aktuator yang

memanfaatkan fluida cair maupun gas.

- Hidrolik.Aktuator yang memanfaatkan fluida

cair. Contoh : excavator

Gambar 2.29 Aktuator hidrolik

- Pneumatik.Aktuator yang memanfaatkan fluida

gas.Contoh : pneumatik silinder

Gambar 2.30 Pneumatik silinder

4. Aktuator material aktif ,pada aktuator material

aktif keluaran yang terjadi dapat berupa cahaya.

Contohnya : LED

Gambar 2.31 LED

5. Aktuator Piezoelektrik. Material Piezo elektrik

menghasilkan arus listrik bila terdeformasi

Contohnya : Piezo load cell

Gambar 2.32 Aktuator piezo elektrik

2.1.7 Sinyal

Sinyal terbagi atas:

1. Sinyal Analog, level sinyal kontinu terhadap

waktu. Misalnya: sinyal yang keluar dari sensor

analog atau sinyal radio.

Sinyal Digital, Sinyal tidak kontinu

(diskrit) terhadap fungsi waktu. Biasanya

terdiri dari hanya 2 level sinyal seperti

hidup/mati, ya/tidak, true/false, open/closed.

Misalnya: sinyal yang keluar dari

mikroprocessor.

.

I

0 0

T

1 2 3 4

5 Gambar 2.36 Sinyal Digital

2.1.1 Sistem Bilangan

Sistem bilangan terdiri atas :

1. Bilangan Desimal : tiap digit pangkat bilangan

dasar sepuluh.

Rumus