BAB V AKTUATOR 5.1 Definisi Aktuat Aktuator or adalah adalah sebuah sebuah perala peralatan tan mekanis untu untuk k meng mengge gerak rakka kan n atau atau mengontro mengontroll sebuah mekanisme mekanisme atau sistem. Aktuator Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem kontrol dan aktuator bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen kontrol terakhir. Aktuator diaktifkan dengan menggunakan lengan mekanis yang biasanya digerakkan oleh motor listrik motor listrik , yang dikendalikan oleh media pengontrol otomatis yang terprogram di antaranya mikrokontroler .
Gambar Aktuator
Aktuator dalam perspektif kontrol dapat dikatakan sebagai : •
Aktuator : Pintu kendali ke sistem
•
Aktuator : Pengubah sinyal listrik menjadi besaran mekanik
•
Batasan aktuator riil : Sinyal kemudi terkesil, saturasi.
5.2 Fungsi Aktuator Aktuator memiliki fungsi sebagai berikut: •
Penghasil gerakan
•
Gerakan rotasi dan translasi
•
Mayoritas aktuator sebagai motor based
•
Aktuator dalam simulasi cenderung dibuat linier
•
Aktuator riil cenderung non-linier
5.3 Tenaga Penggerak Aktuator Jenis tenaga penggerak pada aktuator, sebagai berikut: •
Aktuator tenaga elektris, biasanya digunakan solenoid, motor arus searah (Mesin DC). Sifat mudah diatur dengan torsi kecil sampai sedang
•
Aktuator tenaga hidrolik, torsi yang besar konstruksinya sukar.
•
Aktuator tenaga pneumatik, sukar dikendalikan.
•
Aktuator lainnya: piezoelectric, magnetic, ultra sound.
5.4 Klasifikasi Aktuator
5.4.1
Aktuator mekanik
Salah satu contoh aktuator mekanik adalah motor DC. Motor DC mengubah energilistrik berupa sinyal tegangan menjadi energi mekanik berupa putaran yang kontinyu.Prinsip kerja dari motor DC dijelaskan melalui sketsa berikut :
Rangkaian penguat medan yang menghasilkan medan magnet konstan melintangdari dua kutub. Diantara kutub terhubung suatu lilitan kawat yang dapat bebas berotasidan terhubung ke sumber arus dc yang melewati switch yang ada pada shaft (comutator)seperti anda lihat pada gambar (a). Pada kondisi tersebut arus pada coil akanmenghasilkan medan magnet dengan orientasi kutub utara/selatan seperti pada gambar (b). Tolakan dari medan magnet selatan dan coil selatan akan menyebabkan
torsi yangakan memutar coil. Jika komutator tidak terbelah coil akan berputar sampai medanmagnet dan coil utara dan kutub selatan sejajar, tetapi karena komutator dengan arah putaran arus melalui coil juga berubah maka dengan kondisi seperti pada gambar (c)torsi putar akan tetap ada dan coil akan terus berputar. Berikut ini adalah diagram skematik dari motor DC dengan penguat medan konstan :
5.4.2
Aktuator listrik/ elektrik
Merupakan alat yang digunakan untuk merubah sinyal listrk menjadi gerakan mekanik. Tipe aktuator listrik adalah sebagai berikut: 1. Solenoid. Solenoid merupakan peralatan dasar yang mengubah sinyal elektrik menjadi gerakan mekanik, biasanya rectilinear (dalam satu garis lurus). Solenoid terdiri dari coildan plunger, dengan plunger yang berkedudukan bebas. Coil akan memiliki beberapa tingkat tegangan atau arus (ac ataupun dc). Solenoid termasuk plungernya akan menarik atau memberikan suatu gaya jika dieksitasi dengan tegangan tertentu. 2. Motor stepper. Motor Stepper adalah sebuah perangkat pengandali yang menkonversikan bit-bit menjadi posisi rotor. Motor stepper memiliki pin-pin input yang menjadi kutubkutub magnet di dalam motor. Bila salah satu pin diberi sumber tegangan, pin tersebut akan mengaktitkan kutub di dalam magnet sebagai kutub utara dan kutub yang tidak diberi tegangan sebagai kutub selatan. Dengan terdapatnya 2 kutub di dalam motor ini, rotor di dalam motor yang memiliki kutub permanen akan
mengarah sesuai dengan kutub—kutub input. Kutub utara rotor akan mengarah ke kutub selatan stator sedangkan kutub selatan rotor akan mengarah ke kutub utara stator. 3. Brushless DC-motors. 4. Motor Induksi. 5. Motor Sinkron. Keunggulan aktuator listrik adalah sebagai berikut: 1. Mudah dalam pengontrolan 2. Mulai dari mW sampai MW. 3. Berkecepatan tinggi, 1000 – 10.000 rpm. 4. Banyak macamnya. 5. Akurasi tinggi 6. Torsi ideal untuk pergerakan. 7. Efisiensi tinggi
5.4.3
Aktuator Hidrolik Aktuator hidrolik merupakan silinder hidrolik maupun motor hidrolik, dimana silinder hidrolik bergerak secara translasi sedangkan motor hidrolik bergerak secara roatasi. Prinsip kerja aktuator hidrolik milupti prinsip tekanan hidrolik. Ph= F1/A1 Ph= tekanan hidrolik (Pa) F1= gaya piston (N) A1= Luas penampang piston (m 2)
Gambar Prinsip Kerja Aktuator Hidrolik
Kelebihan Aktuator Hidrolik 1.
Fluida hidrolik bisa sebagai pelumas dan pendingin.
2. Dengan ukuran kecil dapat menghasilkan gaya/torsi besar 3. Mempunyai kecepatan tanggapan yang tinggi 4. Dapat dioperasikan pada keadaan yang terputus-putus 5. Kebocoran rendah 6. Fleksibel dalam desain Kekurangan Aktuator Hidrolik
1. Daya hidrolika tidak siap tersedia dibanding dengan daya listrik 2. Biaya sistem lebih mahal 3. Bahaya api dan ledakan ada 4. Sistem cenderung kotor 5. Mempunyai karakteristik redaman yang rendah
5.4.4
Aktuator pneumatik
Aktuator pneumatik prinsip kerjanya menggunakan perbedaan tekanan. Aktuator pneumatik sering digunakan untuk mentranslasikan sinyal kontrol menjadi suatu gaya atau torsi yang besar untuk memanipulasi elemen kontrol.
Gambar Aktuator Pneumatik
Aktuator pneumatik dapat digolongkan menjadi 2 kelompok : gerak lurus dan putar . 1. Gerakan lurus (gerakan linear) : Prinsip kerja aktuator linier adalah bahwa ada sebuah motor yang berputar sekrup drive yang menggunakan timing belt drive sinkron. Beberapa aktuator linier juga dapat menggunakan drive atau drive worm gear langsung. Yang pernah pilihan, berputar sekrup mendorong kacang berkendara sepanjang sekrup, yang pada gilirannya mendorong keluar batang dan memutar sekrup di arah yang berlawanan akan menarik kembali batang. Menurut Asosiasi Ilmu, sekrup drive baik thread ACME atau bola atau belt-driven yang adalah apa yang memberikan mesin gerakannya. Sebuah tabung penutup melindungi mur sekrup dari unsur-unsur lingkungan dan kontaminasi sehingga memungkinkan untuk menggunakan mesin terus menerus tanpa kes empatan itu bangun dilekatkan. Dorong bantalan radial izin sekrup untuk memutar secara bebas dalam kondisi dimuat dan aktuator linier memberikan kekuatan.
Ada berbagai bentuk energi yang dijalankan aktuator. Bentuk-bentuk energi meliputi, hidrolik, pneumatik, mekanik dan listrik. Aktuator linier banyak digunakan di robotika dan otomatisasi pabrik.
Gambar Aktuator Linier
Gerak linier adalah ketika objek bergerak dalam garis lurus. Ini adalah konsep dasar yang menggerakkan aktuator linier. •
Silinder kerja tunggal.
Silinder kerja tunggal mempunyai seal piston tunggal yang dipasang pada sisi suplai udara bertekanan. Pembuangan udara pada sisi batang piston silinder dikeluarkan ke atmosfir melalui saluran pembuangan. Jika lubang pembuangan tidak diproteksi dengan sebuah penyaring akan memungkinkan masuknya partikel halus dari debu ke dalam silinder yang bisa merusak seal. Apabila lubang pembuangan ini tertutup akan membatasi atau menghentikan udara yang akan dibuang pada saat silinder gerakan keluar dan gerakan akan menjadi tersentak-sentak atau terhenti. Seal terbuat dari bahan yang fleksibel yang ditanamkan di dalam piston dari logam atau plastik. Selama bergerak permukaan seal bergeser dengan permukaan silinder.
Gambar Silinder Kerja Tunggal Gambar konstruksi silinder kerja tunggal sebagai berikut :
•
Silinder kerja ganda.
Prinsip kerja dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston yaitu arah maju, sedangkan sisi lain terbuka ke atmosfir yaitu arah mundur. Maka gaya diberikan pada sisi permukaan piston tersebut sehingga batang piston akan terdorong maju. Gerakan silinder kembali masuk, diberikan oleh gaya pada sisi permukaan batang piston (arah mundur) dan sisi permukaan piston (arah maju) udara terbuka ke atmosfer.
Gambar Silinder Kerja Ganda
Simbol-simbol aktuator linear sebagai berikut :
1. Gerakan putar : Aktuator putar atau Rotary Motion Actuator merupakan motor pneumatik mengubah energi pneumatik menjadi gerakan putar mekanik secara kontinyu. Motor pneumatik dengan sudut putar tanpa batas telah menjadi salah satu elemen kerja yang paling banyak dipakai. •
Piston Motor Pneumatik
•
Sliding Vane Motor
•
Gear Motor
•
Turbines (High Flow)
•
Aktuator Putar Terbatas
Simbol aktuator gerakan putar :
Kelebihan Aktuator Pneumatik •
Kecepatan putaran dan tenaga dapat diatur secara tak terbatas
•
Batas kecepatan cukup lebar
•
Ukuran kecil sehingga ringan
•
Memiliki pengaman beban lebih
•
Tidak peka terhadap debu, cairan, panas, dan dingin
•
Tahan terhadap ledakan
•
Mudah dalam pemeliharaan
•
Arah putaran mudah dibolak-balik
DAFTAR PUSTAKA Anonim.2012. Pembelajaran Pneumatik. (online) tersedia dalam http://pembelajaranpneumatik.com/materi/presentasi3.swf diakses pada 28 Desember 2012. Burhanudin, Hilman. 2011. Aktuator Sistem Pneumatik –Rotary Motion Actuator. (online) tersedia dalam http://hilmanburhanudin.blogspot.com/2011/09/aktuator-sistem-pneumatikrotary-motion.html diakses pada 28 Desember 2012. Junior, Floriano. 2011. Liniear Aktuator dan Liniear Motion. (online) tersedia dalam http://icon-blogger.blogspot.com/2011/10/linear-aktuator-dan-linearmotion.html diakses pada 27 Desember 2012 Gamayanti, Nurlita. 2011. Aktuator. (online) tersedia dalam http://id.scribd.com/doc/58696748/aktuator diakses pada 27 Desember 2012 Anonim. 2011. Motor stepper Prinsip Kerja. (online) tersedia dalam http://allthewin.blogspot.com/2011/11/motor-stepper-prinsip-kerja-motor.html diakses pada 28 Desember 2012
