SISTEM AKTUATOR ELEKTROMEKANIK

    Definisi Aktuator

Aktuator adalah sebuah peralatan mekanis untuk menggerakkan atau mengontrol sebuah mekanisme atau sistem. Aktuator diaktifkan dengan menggunakan lengan mekanis yang biasanya digerakkan oleh motor listrik, yang dikendalikan oleh media pengontrol otomatis yang terprogram di antaranya mikrokontroler. Aktuator adalah elemen yang mengkonversikan besaran listrik analog menjadi besaran lainnya misalnya kecepatan putaran dan merupakan perangkat elektromagnetik yang menghasilkan daya gerakan sehingga dapat menghasilkan gerakan pada robot. Untuk meningkatkan tenaga mekanik aktuator ini dapat dipasang sistem gearbox. Aktuator dapat melakukan hal tertentu setelah mendapat perintah dari kontroller. Misalnya pada suatu robot pencari cahaya, jika terdapat cahaya, maka sensor akan memberikan informasi pada kontroller yang kemudian akan memerintah pada aktuator untuk bergerak mendekati arah sumber cahaya.

                                    

Fungsi aktuator

·         Penghasil gerakan

·         Gerakan rotasi dan translasi

II.    Jenis-jenis Aktuator

1.     Aktuator tenaga Pneumatik

        Aktuator yang menggunakan udara sebagai pemacu geraknya. Aktuator pneumatik ini sukar dekendalikan. Memiliki respon yang lebih cepat.

Prinsip kerja aktuator pneumatik yaitu menggunakan perbedaan volume udara yang ditekan atau dimampatkan untuk membangkitkan tekanan pada piston.

Kelebihan sistem pneumatik :

·         Udara mudah diperoleh

·         Udara bertekanan mudah dipindahkan melalui sistem perpipaan

·         Udara bertekanan tidak banyak dipengaruhi oleh perubahan temperature

·         Udara bertekanan bersih dan tidak dapat terbakar

·         Udara bertekanan dapat menghasilkan gerakan yang cepat/responsive

·         Dapat menghasilkan gerakan translasi secara langsung

·         Sistem pneumatik tidak memerlukan reservoir khusus.

Kekurangan sistem pneumatik :

·         Kesulitan untuk pengaturan posisi yang presisi akibat sifat kompresibilitas yang dimiliki udara.

·         Daya yang dihasilkan relatif kecil.

·         Membutuhkan investasi awal yang cukup besar untuk sistem pengadaan dan pendistribusian udara.

·         Udara bertekanan yang terlepas ke atmosfer menimbulkan suara berisik dan dapat mengandung minyak pelumas yang tercampur untuk keperluan pelumasan.

Beberapa contoh aplikasi pneumatik antara lain :

Ø  Penanganan benda kerja (handling of workpieces) seperti clamping, positioning, separating, stacking, rotating

Ø  Pengemasan (packing)

Ø  Filling

Ø  Metal forming (embossing dan pressing)

Ø  Stamping

Ø  Penggerak pintu pada kereta dan bis

2.     Aktuator tenaga Hidrolik

        Aktuator yang menggunakan fluida dalam bentuk cairan sebagai pemacu geraknya. Torsi yang besar konstruksinya sukar. Respon agagk lambat.

Prinsip kerja aktuator hidrolik yaitu menggunakan perbedaan volume cairan yang ditekan atau dimampatkan untuk membangkitkan tekanan pada piston.

Berikut ini adalah beberapa kelebihan dari penggunaan sistem hidrolik :

1        Sistem hidrolik sangat baik dalam mentransfer tenaga. Artinya memiliki efisiensi yang tinggi dalam mentransfer tenaga atau daya. hal ini daikarenakan :

·         Hanya sedikiy komponen yang bergerak

·         Losses atau kerugian yang sedikit pada penggunaan berjarak panjang.

·         Serta potrensi keausan yang rendah

2        Sistem hidrolik memiliki fleksibilitas yang tinggi. Maksudnya adalah :

·         Mudah didistribusikan pada berbagai penggunaan yang berbeda

·         Sistem hidrolik relative aman dan reliable untuk berbagai keperluan

·         Dapat disimpan pada tekanan tinggi untuk jangka waktu yang lama

3        Sistem speed control pada sistem hidrolik dapat divariasikan sesuai kebutuhan dengan respon yang cepat. Pada sistem hidrolik dengan aktuator aktuator motor hidrolik, hal ini menjadi leuntungan jika variasi kecepatan putaran menjadi komponen yang dibutuhkan.

Dan berikut ada beberapa kelemahan dari penggunaan sistem hidrolik :

1        Dibutuhkan suatu tempat atau wadah untuk menyimpan fluida hidrolik.

2        Bahaya kebakaran bahkan ledakan apabila terjadi kebocoran.

3        Membutuhkan sistem filtrasi yang baik karena pada sistem hidrolik tidak diperbolehkan terdapat kotoran yang ikut bersirkulasi didalamnya.

4        Dibutuhkan manpower untuk membersihkan sistem secara intensif.

Aplikasi Silinder Hidrolik

Untuk memberikan suatu gambaran penuh dari bidang –bidang penerapan hidraulika , maka kita akan membagi dalam 5 sektor sebagai berikut:

1.     Hidraulika Industri    biasanya digunakan untuk :

Mesin Plastik (plastic machines)

Mesin Pres ( Pressing machines)

Mesin Berat(heavy machinery)

Mesin Pekakas

Mesin pengujian tarik  dll

2.     Perangkat hidraulik pada pabrik Baja , Tehnik sipil dan pusat Pembangkt Listrik

Untuk Kunci Gerbang dan Bendungan (Lock gates and Dams)

Peralatan  untuk Operasi Jembatan

Bidang Pertambangan

Turbin

Pusat tenaga Nuklir dll

3.     Hydraulik pada Mesin Mobil

Eksavator dan Crane mobil

Mesin konstruksi

Mesin untuk pertanian

Mesin Pencucian mobil( car washing)

Konstruksi mobil (shock absorber, Power steering)dll

4.     Hidraulik pada penerapan Teknik khusus

Teleskop

Operasi Antena

Alat pendaratan dan pengontrolan kemudi pesawat

Mesin khusus

Meja-meja operasi di rumah sakit dll

Hidraulik pada bidang Perkapalan

Pengontrol kemudi

Pintu kapal ( ram door)

Jembatan penyeberangan kapal 

Penarik jangkar dll

5.     Aktuator tenaga Elektrik

Jenis jenis Aktuator tenaga elektrik

a.      Selenoid

          Peralatan yang dipakai untuk mengkonversi signal elektrik atau arus listrik menjadi gerak linier mekanik. Terbuat dari kumparan dan inti besi yang dapat digerakan. Kekuatan menarik dan mendorong ditentukan oleh jumlah lilitan pada kumparan.

b.     Relay

          Relay Contactor adalah suatu peranti yang menggunakan elektromagnet untuk mengoperasikan seperangkat kontak sakelar. Susunan paling sederhana terdiri dari kumparan kawat penghantar yang dililit pada inti besi. Bila kumparan ini dienergikan, medan magnet yang terbentuk menarik armatur berporos yang digunakan sebagai pengungkit mekanisme sakelar. Relay Contactor digunakan sebagai alat penghubung pada rangkaian dan pada beberapa aplikasi pada industri dan kontrol proses memerlukan relay sebagai elemen kontrol penting.

Prinsip Kerja

          Relay Contactor pengendali adalah saklar magnetis. Relay ini menghubungkan rangkaian beban on dan off dengan pemberian energi elektro magnetis yang membuka dan menutup pada rangkaian. Relay biasanya mempunyai satu kumparan, tetapi Relay dari beberapa tipe lain dapat mempunyai beberapa kontak, sesuai dengan kegunaannya.

          Kontak-kontak atau kutub kutub dari relay umumnya memiliki tiga dasar pemakaian yaitu :

Bila kumparan di aliri arus listrik maka kontaknya akan menutup dan disebut sebagai kontak Normally Open (NO).

Bila kumparan dialiri listrik maka kontaknya akan membuka dan disebut sebagai Normally Close (NC)

Tukar sambung (Change Over / NO), relay jenis ini mempunya kontak tengah yang normalnya tertutup tetapi melepaskan diri dari posisi dan membuat kontak dengan yang lain bila relay di aliri listrik.

Berikut ini adalah keuntungan dan kerugian menggunakan relay/kontaktor.

Keuntungan:

·         Mudah diadaptasikan untuk tegangan yang berbeda.

·         Tidak banyak dipengaruhi oleh temperatur sekitarnya. Relay terus beroperasi pada temperatur 353 K (80°C) sampai 240 K (33°C).

·         Tahanan yang relatif tinggi antara kontak kerja pada saat terbuka.

·         Beberapa rangkaian terpisah dapat dihidupkan.

Kerugian:

·         Kontak dibatasi pada keausan dari bunga api atau dari oksidasi (material kontak yang terbaik adalah platina, emas, dan perak).

·         Menghabiskan banyak tempat dibandingkan dengan transistor.

·         Menimbulkan bunyi selama proses kontak.

·         Kecepatan kontak terbatas 3 ms sampai 17 ms.

·         Kontaminasi (debu) dapat mempengaruhi umur kontak.