MEKATRONIKA
A. PERSPEKTIF SEJARAH
Kemajuan
microchip dan teknologi komputer telah menjembatani kesenjangan antara
elektronika klasik, teknik control dan mekanikal. Mekatronika pada
industri memberikan tambahan masukan untuk para insinyur-insinyur yang
mampu bekerja sekaligus dalam disiplin ilmu elektronika, teknik control
dan mekanikal dalam mengidentifikasi dan menggunakan kombinasi teknologi
untuk mengoptimalkan penyelesaiaan masalah. Mekatronika diterapkan
secara luas dalam lingkungan kehidupan kita termasuk design produk,
instrumentasi, proses dan alat control, robot manipulator, simulasi
penerbangan, suspensi, otomatisasi system diagnosa, dan sebagainya.
· Definisi mekatronika telah ditingkatkan sejak definisi asli yang diperkenalkan oleh Yasakawa Electric Company pada tahun 1969,
Yasakawa mendefinisikan mekatronika dalam 2 definisi, sebagaimana yang
tercantum dalam dokumentasi trademark-nya yang menyebutkan bahwa kata "Mechatronic adalah kombinasi dari kata "mecha" dari Mechanism dan kata "tronic" dari electronics, dengan kata lain teknologi dan pengembangan produk akan sinergi dengan penggunaan elektronik dalam mekanikal yang saling terikat dan terstruktur".
· Buur (1990) juga telah mendefinisikan-nya bahwa " Mekatronika
adalah teknologi yang mengkombinasikan mekanika dengan elektronik dan
teknologi informasi untuk membentuk interaksi fungsi dan keterpaduan
ruang dalam komponen, modul, dan system produksi".
· Definisi
mekatronika selanjutnya ditingkatkan setelah yasakawa menyarankan
definisi asli. Orang seringkali mengutip definisi mekatronika seperti
yang telah di presentasikan oleh Harashima, Tomizuka dan Fukuda di tahun 1996, dengan kata lain definisi mekatronika adalah: "sinergisitas
yang terpadu antar ilmu mekanikal dengan elektronika, teknik pengatur
& control dalam design, industri manufaktur serta proses produksi".
· -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”
· -Dalam waktu yang bersamaan definisi lainya muncul seperti yang dikenalkan oleh Auslander dan Kemf yang mendefinisikan sbb: "mekatronika adalah aplikasi yang kompleks dalam membuat keputusan dalam operasi sistem mekanikal".
· - Definisi lain muncul di tahun 1997 oleh Shetty dan Kolk yang menyebutkan bahwa "mekatronika adalah suatu metodologi yang digunakan untuk mengoptimalkan design produk elektromekanikal".
· -Lebih lanjut kita dapat juga menemukan definisi yang diperkenalkan oleh W.Bolton yaitu " sistem
mekatronika tidak saja hanya memadukan electrical dengan system
mekanikal dan lebih dari pada system control tetapi mekatronika adalah
keterpaduan yang komplet dari semuanya",
· -Di Indonesia telah diadakan musyawarah Komunitas Nasional Mekatronika pada tanggal 28 juli 2008 di Bandung dan mendefinisikan "mekatronika
adalah sinergi IPTEK dari teknik mesin, teknik elektronika, teknik
informatika dan teknik pengaturan yang bermanfaat untuk merancang,
membuat/memproduksi,mengoperasikan dan memelihara sebuah sistem agar
dicapai tujuan yang diinginkan."
Mekatronika
telah menghasilkan banyak produk-produk baru dan membuat cara-cara yang
lebih jitu dalam memperbaiki effisiensi pada produk, juga mekatronika
banyak digunakan pada kehidupan sehari-hari kita. Saat ini tidak ada
keraguan tentang pentingnya mekatronika sebagi disiplin ilmu dan sains,
walau bagaimanapun mekatronika tidak mudah dipahami seperti
kelihatnya.munculnya pemahaman beberapa orang yang berfikir bahwa
mekatronika adalah salahsatu aspek sains dan teknologi yang di hadapkan
dengan sistem itu termasuk juga ilmu mekanika, elektronika, komputer,
sensor dan lain-lain. Kelihatanya orang paling banyak mendefinisikan
mekatronika hanya dengan mempertimbangkan komponen-komponen apa saja
yang termasuk didalam sistem dan atau bagaimana fungsi mekanikal
direalisasikandengan software computer, sebagaimana definisi yang
dijelaskan memberi kesan bahwa mekatronika hanya sebuah koleksi atau
aspek sains dan teknologi yang sudah ada sebelumnya seperti halnya
elektronika, mekanika, teknik control, teknik computer, intelejensi
buatan, mesin mikro, dsb., yang tidak mempunyai nilai orsinilitas
sebagai sebuah teknologi.
Ada
beberapa buku-buku mekatronika yang kebanyakan hanyalah menjelaskan
subjek-subjek yang diambil dari teknologi yang sudah ada sebelumnya, dan
ini juga akan memberikan anggapan bahwa mekatronika tidak mempunyai
keunikan tersendiri pada teknologi. Mekatronika menyelesaikan
permasalahan teknologi dengan menggunakan penggabungan atau kombinasi
pengetahuan yang terdiri dari mekanikal, elektronika, dan teknologi
computer dalam menyelesaikan masalah.
Insinyur-insinyur
terdahulu hanya dapat menyelesaikan permasalahan satu dari beberapa
disiplin ilmu tersebut diatas, contohnya engineer mekanikal menggunakan
metode-metode mekanika dalam menyelesaikan masalah, kemudian karena
adanya kesukaran - kesukaran tambahan yang tidak bisa diselesaikan dan
dengan mengedepankan pengembangan produk, maka para peneliti dan
insinyur dituntut untuk menemukan solusi dalam penelitian dan
pengembangan, dan ini memotivasi para insinyur mekanika untuk
mempelajari pengetahuan lain dan teknologi pengembangan produk baru
contohnya insinyur mekanika mencoba mengenalkan elektonika dalam
menyelesaikan masalah - masalah mekanikal. Pengembangan mikroprosessor
juga memberikan banyak kontribusi dalam inovasi - inovasi yang berani
yang berdampak para insinyur dapat mempertimbangkan penyelesaian masalah
dengan pandangan luas dan lebih efisien, hasilnya diperoleh produk baru
berdasar integritas disiplin ilmu teknologi.
B. MANFAAT PENERAPAN MEKATRONIKA
Beberapa manfaat penerapan mekatronik adalah sebagai berikut:
1. Meningkatkan fleksibilitas.
Manfaat
terbesar yang dapat diperoleh dari penerapan mekatronik adalah
meningkatkan fleksibilitas mesin dengan menambahkan fungsi-fungsi baru
yang mayoritas merupakan kontribusi mikro-prosesor. Sebagai contoh,
lengan robot industri dapat melakukan berbagai jenis pekerjaan dengan
merubah program peranti lunak di mikro-prosesornya seperti halnya lengan
manusia. Ini yang menjadi faktor utama dimungkinkannya proses produksi
produk yang beraneka ragam tipenya dengan jumlah yang sedikit-sedikit.
2. Meningkatkan kehandalan.
Pada
mesin-mesin konvensional (manual) muncul berbagai masalah yang
diakibatkan oleh berbagai jenis gesekan pada mekanisme yang digunakan
seperti: keusangan, masalah sentuhan, getaran dan kebisingan. Pada
penggunaan mesin-mesin tersebut diperlukan sarana dan operator yang
jumlahnya banyak untuk mencegah timbulnya masalah-masalah tersebut.
Dengan menerapkan switch semikonduktor misalnya, maka masalah-masalah
akibat sentuhan tersebut dapat diminimalkan sehingga meningkatkan
kehandalan. Selain itu, dengan menggunakan komponen-komponen elektronika
untuk mengendalikan gerakan, maka komponen-komponen mesin pengendali
gerak bisa dikurangi sehingga meningkatkan kehandalan.
3. Meningkatkan presisi dan kecepatan.
Pada
mesin-mesin konvensional (manual) yangsebagian besar menggunakan
komponen-komponen mesin sebagai pengendali gerak, tingkat presisi dan
kecepatan telah mencapai garis saturasi yang sulit untuk diangkat
lagi.Dengan menerapkan kendali digital dan teknologi elektronika, maka
tingkat presisi mesin dan kecepatan gerak mesin dapat diangkat lebih
tinggi lagi sampai batas tertentu. Batas ini misalnya adalah rigiditas
mesin yang menghalangi kecepatan lebih tinggi karena munculnyagetaran.
Hal ini melahirkan tantangan baru yaitu menciptakan sistem mesin yang
memiliki rigiditas lebih tinggi.
Struktur
mekatronik dapat dipilah menjadi 2 buah dunia yaitu dunia mekanika dan
dunia elektronika. Di dunia mekanika terdapat mekanisme mesin sebagai
objek yang dikendalikan. Di dunia elektronika terdapat beberapa elemen
mekatronika yaitu: sensor, kontroler, rangkaian penggerak, actuator dan
sumber energi.
Komponen utama mekatronika
Sistem mekatronika dapat dibagi dalam beberapa area khusus yaitu:
1. Physical system modeling (Konsep Mekanikal)
2. Sensors and Actuators (Sensor dan Aktuator)
3. Signal and system (Sistem Kontrol)
4. Computer and Logic system ( Komputer dan Sistem logika)
5. Software and data acquisition (piranti lunak dan Akuisisi data)
C. 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. 
