BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Robot
Robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dulu (kecerdasan buatan). Istilah robot berawal bahasa Cheko “robota” yang berarti pekerja atau kuli yang tidak mengenal lelah atau bosan. Robot biasanya digunakan untuk tugas yang berat, berbahaya, pekerjaan yang berulang dan kotor. Biasanya kebanyakan robot industri digunakan dalam bidang produksi. Penggunaan robot lainnya termasuk untuk pembersihan limbah beracun, penjelajahan bawah air dan luar angkasa, pertambangan, pekerjaan "cari dan tolong" (search and rescue) dan untuk pencarian tambang. Belakangan ini robot mulai memasuki pasaran konsumen di bidang hiburan dan alat pembantu rumah tangga, seperti penyedot debu serta pemotong rumput.
Saat ini hampir tidak ada orang yang tidak mengenal robot, namun pengertian robot tidaklah dipahami secara sama oleh setiap orang. Sebagian membayangkan robot adalah suatu mesin tiruan manusia (humanoid), meski demikian humanoid bukanlah satu-satunya jenis robot.
Banyak terdapat tanggapan mengenai konsep robot, dimana robot diandalkan sebagai tiruan manusia. Karena itu dicoba dibuat sebuah definisi untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan. Definisi yang paling dapat diterima adalah dari “Robot Institute Of America”. “Sebuah robot adalah sesuatu yang dapat diprogram dan diprogram ulang, dengan memiliki manipulator mekanik/pengerak yang didisain untuk memindahkan barang-barang, komponen-komponen atau alat-alat khusus dengan berbagai program yang fleksibel/mudah disesuaikan untuk melaksanakan berbagai
Dari definisi tersebut dapat dikatakan robot sebagai automasi yang dapat diprogram ( Programmable Automation).
2.1.1. Komponen Dasar Sebuah Robot
1. Manipulator • Mekanik
• Penyangga gerakan (appendage) • Base (pondasi/landasan robot)
2. Controller
Adalah jantung dari robot untuk mengontrol (MP, RAM, ROM, Sensor dll).
3. Power Supply
Sumber tenaga yang dibutuhkan oleh robot, dapat berupa energi listrik, energi tekanan cairan (hidrolik), atau energi tekanan udara (Pneumatik).
4. End Effector
Untuk memenuhi kebutuhan dari tugas robot atau si pemakai.
2.1.2. Geometri Robot Dan Istilahnya 2.1.2.1. Geometri Robot
Sebuah robot memiliki beberapa istilah geometri, diantaranya adalah sebagai berikut:
a. Degrees Of Freedom (DOF) adalah setiap titik sumbu gerakan mekanik pada robot, tidak terhitung untuk End Effector.
b. Degrees Of Movement (DOM) adalah kebebasan/kemampuan untuk melakukan sebuah gerakan.
Sebagai contoh, robot dengan 6 derajat kebebasan : 1. Base Rotation (dudukan untuk berputar) 2. Shoulder Flex (lengan atas/pundak) 3. Elbow Flex (lengan bawah)
4. Wrist Pitch (pergelangan angguk) 5. Wrist Yaw (pergelangan sisi) 6. Wrist Roll (pergelangan putar)
Gambar. 2.1. Robot dengan gerak 6 axis. 2.1.2.2. Joint Dan Link
Joint memungkinkan terjadinya gerakan pada dua bagian tubuh robot, sedangkan Link menghubungkan tiap-tiap joint.
2.1.2.3. Tipe-Tipe Joint 1. Linear Joint
Gerakan antara In & Out, link adalah gerakan linear (tipe L-Joint). 2. Orthogonal Joint
Ini juga Linear Joint. Tetapi antara In & Out, Link-nya saling tegak lurus (tipe O-Joint).
3. Rotational Joint
Merupakan penghubung dimana perputaran terjadi tegak lurus terhadap In & Out Link (tipe R-Joint).
4. Twisting Joint
Mengakibatkan gerakan berputar, tapi putaran pararel dengan In & Out Link (tipe T-Joint).
5. Revolving Joint
Input Link, pararel dengan axis perputaran dari joint. Output tegak lurus dengan putaran.
2.1.3. Robot Konfigurasi
Dikarenakan robot mempunyai bermacam-macam bentuk dan ukuran, sehingga memiliki beragam kemampuan gerakan. Secara fisik, ada beberapa konfigurasi yang dapat dibentuk. Yaitu,
1. Konfigurasi Koordinat Kartesian
Sistem koordinat kartesian berbasis akan 3 sumbu atau bidang, yaitu sumbu x, y dan z.
Gambar.2.2. Konfigurasi Koordinat Kartesian 2. Konfigurasi Koordinat Silinder
Sistem koordinat silinder memiliki 3 derajat kebebasan (DOF) atau 3 axis, yang terdiri dari θ (theta) mewakili sumbu putar, sumbu z mewakili gerakan naik-turun serta sumbu R yang mewakili gerakan memanjang atau memendek.
3. Konfigurasi Koordinat Polar
Konfigurasi koordinat polar/simetrikal juga memiliki 3 sumbu yaitu θ (theta), β (beta), dan R. dikatakan system simetrikal karena ruang gerakdari robot merupakan sphere (bola).
Gambar.2.4. Konfigurasi koordinat polar 4. Sistem Koordinat Articulate
Sistem koordinat articulate didefinisikan dengan 3 sumbu, yakni θ (theta), upper arm (w) dan elbow (U). Sumbu ini memberikan kefleksibelan lebih besar.
Gambar.2.5. Sistem Koordinat Articulate 5. SCARA ( Selective Compliance Assembly Robot Arm)
Sistem sumbu yang mirip koordinat Articulate tetapi berbasis pada gerakan horizontal. Memiliki kemampuan untuk “insektion”.
2.1.4. Work Volume
Arti kata Work Volume (area kerja) mengacu pada dimana robot itu dapat bekerja. Secara teknis dapat dikatakan adalah dimana ujung bagian masih digerakkan di bawah kontrol.
Work Volume diperhitungkan dari : • Konfigurasi Fisik
• Ukuran
• Jangkauan Lengan
• Lay Out
• Waktu Produksi • Area Kerja dan Safety • Program
2.1.5. Precision Of Movement
Ada tiga jenis kategori pada keakuratan gerakan dari ujung robot pada suatu penerapan, yaitu :
• Spatial Resolution
Dapat diartikan sebagai gerakan terkecil yang masih dapat dikontrol oleh si pemrogram, sehingga spatial resolution adalah jumlah dari resolusi kontrol dengan ketidakakuratan mekanik.
• Accuracy (akurasi)
adalah kemampuan dari ujung robot untuk mencapai titik yang dituju. Dengan kata lain akurasi adalah setengah resolusi spatial.
• Repeatability (pengulangan)
Adalah kemampuan dari ujung robot untuk mencapai titik yang sebelumnya dikontrol. Repeatability umumnya lebih kecil dari akurasi. 2.1.6. Weight Carrying Capacity
Adalah kemampuan robot untuk memindahkan beban. Merupakan faktor untuk berbagai macam keperluan, yaitu :
• Jenis tugas • Jenis barang • Produktivitas
2.1.7. Type Of Drive System
Ada tiga jenis dasar penggerak robot, yaitu : • Hydraulic
Menggunakan fluida/oli, kurang dalam segi kebersihan, beresiko kebakaran.
• Pneumatic
Menggunakan tekanan udara merupakan jenis yang termurah, terpraktis dan fixed points.
• Electric
Yang dimaksud adalah motor listrik. Ada dua jenis motor, yaitu motor DC dan motor stepper. Ciri khasnya adalah kecepatan.
Selain penggerak di atas, untuk mencapai presisi, kecepatan serta gerakan yang diinginkan, robot selalu dilengkapi dengan gear dan cam. 2.1.8. End Effectors
Memiliki tujuan untuk melaksanakan tugas tertentu. Faktor-faktor yang penting dalam end effector adalah sebagai berikut :
• Tugas • Design
• Kontrol program • Ukuran area kerja • Waktu siklus • Keselamatan kerja
Jenis end effector dapat dikelompokkan dalam dua jenis yaitu a. Gripper
Jenis-Jenis gripper : • Mechanical gripper
Fungsi : Untuk menjepit objek Tipe : Inside – Outside
Driver : Gear – Pneumatic
Perhitungan : Ukuran, gaya, kecepatan dan CG • Vaccum gripper
Fungsi : Permukaan halus dan rapuh Tipe : Single - Double
Driver : Pneumatic
Perhitungan : Daya hisap, luas „cups‟, tipe permukaan • Vaccum gripper
Fungsi : Permukaan datar dan metal Tipe : Single - Double
Driver : Electric
Perhitungan : Beban, panas dan arus listrik b. Tooling
Jenis-Jenis Tooling : • Drilling • Painting • Welding
• Surfacing
2.1.9. Robot ABB IRC5-M2004
IRC5-M2004 adalah robot yang merupakan generasi kelima robot kontroler yang dibuat oleh ABB. Robot ini merupakan unit standar terbaru yang didalamnya terdapat konsep modular, benar-benar baru yang dirancang dengan konsep ergonomis disertai unit antarmuka yang portabel, terdapat juga FlexPendant yang sepenuhnya sinkron (hingga empat) ke berbagai kontrol robot melalui fungsi MultiMove.
IRC5 memiliki kemampuan untuk mengendalikan beberapa robot dengan potensi yang sangat besar dalam mengurangi biaya, meningkatkan kualitas, produktifitas dan memperluas aplikasi dari robot. Fitur MultiMove menjadikan aplikasi yang sebelumnya tidak mungkin menjadi memungkinkan, semua ini berkat koordinasi yang sempurna dari pola pergerakan yang kompleks.
Gambar.2.6. Robot IRC5 beserta sumbu geraknya (A: tool center point; B: tool coordinates; C: base coordinates).
(a)
(b)
Gambar.2.7. IRC5 Compact Controller (a. Panel kontroler; b. Konfigurasi panel kontroller).
Robot IRC5 memiliki main computer yang terintegrasi sangat baik dengan komponen penting lainnya yang dapat dilihat pada diagram blok dibawah ini.
Gambar. 2.8. Diagram Blok Robot IRC5-M2004.
Berdasarkan gambar di atas, terdapat beberapa komponen dasar dari robot IRC5, antara lain yaitu:
1. Main computer
Main computer merupakan otak utama dari robot IRC5 yang mengerjakan berbagai operasi seperti mengeksekusi program, menyimpan dan mengambil data dari memori, membaca kondisi nilai input serta mengatur nilai output, memeriksa
adanya kerusakan (self-diagnostic), serta melakukan komunikasi dengan perangkat lain.
2. Power supply
Power supply berfungsi untuk menyuplai daya ke semua komponen robot. Biasanya tegangan operasi yang digunakan untuk power supply yaitu 220VAC atau 24VDC.
3. I/O unit
I/O unit merupakan bagian dari robot IRC5 yang digunakan untuk berhubungan dengan perangkat keras yang dijadikan sebagai input dan output.
4. Axis computer
Axis computer berfungsi sebagai otak kecil yang mengatur dan mengeksekusi pergerakan robot ke titik koordinat yang telah ditentukan.
2.1.10. FlexPendant
Robot IRC5 dapat diprogram melalui alat yang bernama FlexPendant.
FlexPendant (terkadang disebut TPU atau teach pendant unit) merupakan sebuah perangkat genggam (hand held) operator unit yang digunakan untuk melakukan banyak melibatkan pekerjaan saat mengoperasikan robot, misalnya: menjalankan progam, jogging manipulator, memodifikasi program robot, dan sebagainya.
Gambar.2.9. Tampilan utama layar FlexPendant.
FlexPendant ini dirancang untuk terus dapat beroperasi di dalam lingkungan industri yang keras, dimana layar sentuh yang dimiliki FlexPendant mudah dibersihkan serta tahan terhadap air, minyak dan percikan las yang disengaja. FlexPendant terdiri dari hardware dan software dan ini bagaikan komputer lengkap yang berada didalamnya. FlexPendant merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari IRC5, terhubung ke kontroler melalui kabel dan konektor yang terintegrasi.
Tabel.2.1. Komponen utama FlexPendant. A Connector
B Touch screen
C Emergency stop button D Joystick
E USB port F Enabling device G Stylus pen H Reset button
Pada FlexPendant terdapat hard buttons yang memiliki fungsi khusus, yaitu
Tabel.2.2. konfigurasi hard buttons A-D Tombol yang dapat diprogram, 1-4.
E Tombol pilihan mekanikal unit
F Tombol pilihan mode: Reorient atau Linear G Tombol pilihan axis mode: 1-3 atau 4-6 H Tombol tambahan
J Tombol langkah mundur; mengeksekusi satu langkah instruksi di belakang jika tombol ditekan
K Tombol start; mulai mengeksekusi program jika tombol ditekan L Tombol langkah maju; mengeksekusi satu langkah instruksi di
depan jika tombol ditekan
M Tombol stop; berhenti mengeksekusi program
Dengan adanya FlexPendant pada robot IRC5 banyak memudahkan programmer dalam mengoperasikan dan memrogram robot, fitur-fitur yang dimiliki FlexPendant yaitu:
Mematikan dan me-Restart robot kontroler.
Menjalankan dan mengontrol program robot (misal: jogging robot dan start/stop program robot).
Memprogram robot dan mengkonfigurasi sistem parameter robot.
Mengkalibrasi fitur robot. 2.1.11. Pemrograman Robot
Jika Anda ingin komputer melakukan sesuatu, maka dibutuhkan sebuah program. RAPID adalah bahasa pemrograman untuk menulis
mustahil untuk dipahami oleh manusia. Oleh karena itu, komputer diajarkan untuk memahami bahasa yang relatif mudah dipahami yaitu dengan bahasa pemrograman tingkat tinggi. RAPID adalah bahasa pemrograman tingkat tinggi dengan menggunakan beberapa kata dari bahasa inggris untuk dimengerti manusia (misal: IF dan FOR).
Gambar.2.11. Contoh singkat bahasa pemrograman RAPID Pada bahasa pemrograman RAPID terdapat beberapa tipe data, namun terdapat tipe data utama yang sering digunakan, diantaranya adalah sebagai berikut:
Tabel.2.3. Tipe data pada bahasa pemrograman RAPID Tipe Data Deskripsi
Num Data numerik, dapat menjadi bilangan bulat dan bilangan desimal. Misal: 10 atau 3,14159
dnum Data numerik dengan resolusi yang lebih tinggi daripada num. Keduanya dapat menjadi bilangan bulat dan bilangan desimal
string Sebuah rangkaian teks dengan jumlah maksimal 80 karakter. Misal: “This is a string”.
bool sebuah variabel boolean (logika). Hanya memiliki nilai TRUE (benar) atau FALSE (salah).
2.2. Sistem Pneumatik
Pneumatik berasal dari bahasa Yunani yang berarti udara atau angin. Semua sistem yang menggunakan tenaga yang disimpan dalam bentuk udara yang dimampatkan untuk menghasilkan suatu kerja disebut dengan sistem pneumatik. Dalam penerapannya, sistem pneumatic banyak digunakan sebagai sistem automasi.
Sebelum tahun 1950 pneumatik telah banyak digunakan sebagai media kerja dalam bentuk energi tersimpan. Era tahun 1950-an kebutuhan sensor dan prosesor berkembang sejalan dengan kebutuhan penggerak. Perkembangan ini membantu operasi kerja yang dikontrol dengan menggunakan sensor untuk mengukur keadaan dan kondisi mesin. Pengembangan sensor, prosesor dan aktuator memungkinkan munculnya berbagai sistem pneumatik.
Sejalan dengan munculnya system tersebut, berbagai komponen terus dikembangkan baik berupa perubahan material, proses manufaktur, dan proses disainnya. Silinder pneumatik banyak dipakai sebagai penggerak linear, karena harganya yang relatif murah, mudah dipasang, sederhana dan konstruksi yang kokoh serta mudah diperoleh dalam berbagai ukuran dan langkah kerja.
Karakteristik umum dari silinder pneumatic adalah sebagai berikut: A. Diameter : 6 sampai 320 mm
B. Panjang Langkah : 1 sampai 2000 mm C. Gaya : 2 sampai 50000 N
D. Kecepatan Piston : 0.02 sampai 1 m/s Sifat-sifat fisika dari udara:
Oksigen 21 %. Sisanya adalah campuran Karbondioksida, argon, hydrogen neon, helium, krypton dan xenon. Untuk memahami susunannya dengan baik, berikut disertakan besaran fisikanya. Data-data ini berdasarkan “Sistem Satuan International” atau yang disingkat SI.
Keunggulan dan karakteristik khas dari udara bertekanan :
a) Ketersediaan: Udara praktis terdapat dimana-mana dalam jumlah yang tidak terbatas.
b) Transportasi: Udara dengan sangat mudah ditransportasikan melalui pipa saluran sampai jarak yang jauh. c) Penyimpanan: Udara bertekanan dari kompresor dapat disimpan
dalam tabung untuk dipergunakan, sehingga kompresor tidak perlu hidup terus menerus. Selain itu tangki (botol/dispenser) penyimpanan mudah dipindah-pindahkan.
d) Temperatur: Udara-bertekanan relatif tidak peka terhadap perubahan temperatur. Hal ini menjamin pengoperasian yang handal, bahkan dalam kondisi yang ekstrim sekalipun.
e) Tahan Ledakan: Udara bertekanan tidak mengandung resiko terbakar atau meledak.
f) Bersih: Udara bertekanan tanpa lubrikasi adalah bersih. Meskipun ada yang keluar (dari kebocoran pipa atau komponen) tidak menyebabkan pencemar terhadap lingkungan. Ini penting sekali dalam industri makanan, kayu dan tekstil.
g) Konstruksi: Elemen kerja mempunyai konstruksi komponen yang sederhana dengan demikian harganya murah.
h) Kecepatan: Udara bertekanan merupakan media kerja yang cepat. Kecepatan kerja yang tinggi dapat tercapai. i) Pengaturan: Dengan menggunakan komponen-komponen udara
bertekanan, kecepatan dan gaya dapat diatur.
j) Beban berlebih: Perkakas dan elemen kerja pneumatic aka tetap aman terhadap beban berlebih yang diberikan. Peralatan akan berhenti, tanpa ada kerusakan sedikitpun.
2.2.1. Hal-Hal Yang Perlu Diketahui Dalam Udara Bertekanan
Agar dapat lebih cermat menentukan cakupan dari aplikasi pneumatic, tentu harus diketahui pula kekurangan-kekurangannya.
a) Pengadaan: Udara yang bertekanan harus disiapkan dengan baik untuk mencegah timbulnya resiko keausan komponen pneumatik yang terlalu cepat karena partikel debu dan kondensasi.
b) Mampu dimampatkan: Udara bertekanan dapat dimampatkan, sehingga tidak mungkin diperoleh kecepatan piston yang teratur dan konstan.
c) Gaya: Udara bertekanan hanya efisien sampai kebutuhan gaya tertentu. Pada tekanan kerja normal antara 6 sampai 7 bar ( 600- 700 pKa) dan kondisi lintasan dan kecepatan tertentu, maka gaya berkisar antara 20.000 sampai dengan 30.000 Newton.
d) Gangguan Suara: Udara buangan menimbulkan suara yang sangat bising. Tetapi masalah ini dapat diatasi secara baik dengan adanya material peredam suara dan silencer.
e) Biaya: Pemakaian udara yang bertekanan memerlukan biaya yang relatif mahal. Biaya energi yang mahal dikompensasikan oleh harga komponen yang murah dan prestasi kerja yang tinggi.
Berikut ini merupakan perbandingan antara sistem kontrol elektrik, hydraulik dan pneumatik
2.2.2. Komponen Sistem Pneumatik
Pada sistem pneumatik terdapat komponen-komponen penting, diantaranya adalah sebagai berikut:
a) Kompresor
Kompresor digunakan untuk menghisap udara di atmosfer dan menyimpannya kedalam tangki penampung atau receiver. Kondisi udara dalam atmosfer dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Supaya dapat menjamin keandalan pengendalian pneumatik,harus disediakan udara yang kualitasnya memadai. Termasuk di dalamnya adalah faktor-faktor sebagai berikut: udara yang bersih, kering dan tekanan yang tepat. Pemilihan jenis kompresor tergantung dari jumlah udara yang dibutuhkan, tekanan, kualitas, kebersihan dan bagaimana pengeringannya.
Kompresor adalah penyedia udara bertekanan ke semua unit pneumatik, dan kompresor dapat juga berfungsi untuk mengisi tangki atau tabung udara dan sebagai cadangan udara dalam jangka waktu tertentu. Bagian utama dari kompresor terdiri dari motor dan tabung udara.
Jenis kompresor :
A. Kompresor torak, terbagi atas : 1). Kompresor piston 2). Kompresor diafragma
B. Kompresor piston rotary, terbagi atas : 1). Kompresor rotasi sudut geser 2). Kompresor ulir aksial ganda 3). Roots blower
C. Kompresor alir, terbagi atas : 1). Kompresor aliran radial 2). Kompresor aliran aksial
b) Oil and Water Trap
Fungsi dari oil and water trap adalah sebagai pemisah oli dan air dari udara yang masuk dari kompresor. Jumlah air persentasenya sangat kecil dalam udara yang masuk kedalam sistem Pneumatik, tetapi dapat menjadi penyebab serius dari tidak berfungsinya sistem.
c) Dehydrator
Fungsi unit ini adalah sebagai pemisah kimia untuk memisahkan sisa uap lembab yang mana boleh jadi tertinggal waktu udara melewati unit oil and water trap.
d) The Air Filter
Setelah udara yang dikompresi melewati unit oil and water trap dan unit dehydrator, akhirnya udara yang dikompresi akan melewati filter untuk memisahkan udara dari kemungkinan adanya debu dan kotoran yang mana munkin tedapat dalam udara.
e) Pressure Regulator
Sistem tekanan udara siap masuk pada tekanan tinggi menambah tekanan pada bilik dan mendesak beban pada piston. f) Restrictors
Restrictor adalah tipe dari pengontrol klep yang digunakan dalam sistem pneumatik. Restrictor yang biasa digunakan ada dua (2) tipe, yaitu tipe orifice dan variable restrictor.
2.2.3. Tingkatan Utama Sistem Pneumatik
Sistem pneumatik memiliki beberapa tingkatan utama, yaitu: a. Catu daya (energy supply)
Pasokan energi biasanya didapat dari kompresor, tangki, pengatur tekanan dan peralatan pelayanan udara.
Simbol :
Gambar.2.12. Simbol catu daya sistem pneumatik b. Elemen masukan (sensor)
Elemen yang termasuk kedalam sensor yaitu katup kontrol arah, katup batas, tombol, dan sensor proksimitas.
Simbol :
Gambar.2.13. Simbol elemen masukan sistem pneumatik c. Elemen pengolah (prosesor)
Elemen yang termasuk kedalam prosesor yaitu katup kontrol arah, elemen logika, katup dan kontrol tekanan
Simbol :
Gambar.2.14. Simbol elemen pengolah sistem pneumatik d. Elemen kerja (aktuator)
Elemen yang termasuk kedalam aktuator yaitu silinder pneumatik, aktuator rotari, indikator. Elemen kontrolnya adalah katup kontrol arah.
Simbol :
(a) (b)
Gambar.2.15. (a) Aktuator dan (b) Elemen Kontrol.
Elemen-elemen dalam sistem pneumatik diwakili oleh simbol-simbol yang menunjukkan fungsi dari elemen tersebut. Pada
struktur. Kontrol elemen mengontrol aksi dari aktuator setelah menerima sinyal yang dikirim oleh elemen pengolah.
Katup kontrol arah dapat sebagai sensor, pengolah atau pengontrol aktuator. Perbedaaan fungsi biasanya berdasarkan cara pengoprasiannya dan bergantung pada letak katup kontrol arah di dalam gambar rangkaian berikut :
Gambar.2.16. Diagram rangkaian dari elemen-elemen pneumatik
2.3. Peralatan Pengaman
Peralatan pengaman merupakan suatu peralatan yang dimanfaatkan untuk mengamankan suatu sistem rangkaian. Adapun salah satu contoh dari peralatan pengaman yaitu MCB (miniature circuit breaker).
MCB (Miniature Circuit Breaker) adalah saklar atau perangkat elektromekanis yang berfungsi sebagai pelindung rangkaian instalasi listrik dari arus lebih (over current). Terjadinya arus lebih ini, mungkin disebabkan oleh beberapa gejala, seperti: hubung singkat (short circuit) dan beban lebih (overload). MCB sebenarnya memiliki fungsi yang sama dengan sekring (fuse), yaitu akan memutus aliran arus listrik circuit ketika terjadi gangguan arus lebih. Yang membedakan keduanya adalah saat terjadi gangguan, MCB akan trip dan ketika rangkaian sudah normal, MCB bisa di ON-kan lagi (reset) secara manual, sedangkan fuse akan terputus dan tidak bisa digunakan lagi.
Gambar.2.18. Miniature Circuit Breaker (MCB).
MCB biasa diaplikasikan atau digunakan pada instalasi rumah tinggal, pada instalasi penerangan, pada instalasi motor listrik di industri dan lain sebagainya.
Prinsip kerja MCB sangat sederhana, ketika ada arus lebih maka arus lebih tersebut akan menghasilkan panas pada bimetal, saat terkena panas bimetal akan melengkung sehingga memutuskan kontak MCB (Trip). Selain bimetal, pada MCB biasanya juga terdapat solenoid yang akan mengtripkan MCB ketika terjadi grounding (ground fault) atau hubung singkat (short circuit).
Namun penting juga untuk di ingat, bahwa MCB juga bisa trip dengan panas (over heating) yang diakibatkan karena kesalahan desain/perencanaan instalasi, seperti ukuran kabel yang terlalu kecil untuk digunakan dalam arus yang tinggi, sehingga menghasilkan panas, yang lama-kelamaan akan melekungkan bimetal dan mengtripkan MCB. Oleh karena itu penggunaan kabel instalasi juga harus memperhatikan standar maksimum arus (A) kabel yang akan digunakan, dan arus kabel tersebut tidak boleh lebih kecil dari arus maksimum rangkaian/circuit.
2.4. Power Supply
Power Supply adalah sebagai alat atau perangkat keras yang mampu menyuplai tenaga atau tegangan listrik secara langsung dari sumber tegangan listrik ke tegangan listrik yang lainnya. Power supply biasanya digunakan untuk komputer sebagai penghantar tegangan listrik secara langsung kepada komponen-komponen atau perangkat keras lainnya yang ada di komputer tersebut, seperti hardisk, kipas, motherboard dan lain sebagainya. Power supply memiliki input dari tegangan yang berarus alternating current (AC) dan mengubahnya menjadi arus direct current (DC) lalu menyalurkannya ke berbagai perangkat keras yang ada dikomputer kita. Karena memang arus direct current (DC)-lah yang dibutuhkan untuk perangkat keras agar dapat beroperasi, direct current biasa disebut juga sebagai arus yang searah sedangkan alternating current merupakan arus yang berlawanan.
2.5 Komponen Rangkaian
Komponen rangkaian yang digunakan dalam perancangan prototype auto spray robot yaitu:
Saklar (switch)
Lampu tanda (pilot lamp) Sensor
Solenoid valve, dan Relay
2.5.1. Saklar (Switch)
Saklar atau switch adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai penghubung dan pemutus arus listrik. Dalam rangkaian elektronika dan rangkaian listrik saklar berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus listrik yang mengalir dari sumber tegangan menuju beban (output) atau dari sebuah sistem ke sistem lainnya.
Berikut ini adalah bebarapa saklar yang digunakan dalam perancangan prototype auto spray robot:
a) Saklar putar (Selector switch) b) Saklar tekan (Push button)
c) Saklar darurat (Emergency push button)
a) Saklar putar (Selector switch)
Pada dasarnya Selector Switch adalah kontak/saklar yang digerakkan oleh tombol atau tuas putar untuk memilih satu dari dua atau lebih posisi. Ada yang berlaku seperti toggle switch dimana selektor dapat berhenti pada satu posisi, dan ada yang berlaku seperti push button, dimana setelah melakukan pemilihan maka seletor akan kembali ke posisi semula atau posisi netral.
Gambar.2.20. Selector Switch.
Ada model selector switch yang disesuaikan dengan pengunaannya, seperti selector switch untuk mengukur tegangan fasa atau arus fasa yang terhubung dengan voltmeter dan ampermeter. Dan masih banyak lagi.
b) Saklar tekan (Push button)
Swich Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian-bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start. Stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open).
Gambar.2.21. Push Button.
Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop dan kontak NO akan
berfungsi sebagai start biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor–motor induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri–industri.
c) Saklar darurat (Emergency push button)
Emergency switch digunakan untuk memutuskan listrik pada saat darurat, kontaknya selalu menggunkana normaly close. Biasanya jika ditekan dia mengunci terbuka, dan di normalkan dengan cara di putar.
Gambar.2.22. Emergency Push Button. 2.5.2. Pilot Lamp
Pilot Lamp adalah sinyal indikator berupa lampu/cahaya dengan warna tertentu pada sebuah sistem kontrol. Misalnya motor sudah running, sinyal lsitrik R,S,T sudah masuk, sinyal bahaya, dan lain-lain. Pada umumnya berbentuk lingkaran dan berwarna RED, GREEN dan YELLOW. Dalam perkembangannya ada yang dibuat berbentuk kotak.
2.5.3. Proximity Switch
Proximity Switch atau Sensor Proximity adalah alat pendeteksi yang bekerja berdasarkan jarak obyek terhadap sensor. Karakteristik dari sensor ini adalah menditeksi obyek benda dengan jarak yang cukup dekat, berkisar antara 1 mm sampai beberapa centimeter saja sesuai tipe sensor yang digunakan. Proximity Switch ini mempunyai tegangan kerja antara 10-30 Vdc dan ada juga yang menggunakan tegangan 100-200VAC.
Gambar.2.24. Proximity switch.
Hampir di setiap mesin mesin produksi sekarang ini menggunakan sensor jenis ini, sebab selain praktis sensor ini termasuk sensor yang tahan terhadap benturan ataupun goncangan, selain itu mudah pada saat melakukan perawatan ataupun perbaikan penggantian.
2.5.4. Relay
Relay adalah saklar elektronik yang dapat membuka atau menutup rangkaian dengan menggunakan kontrol dari rangkaian elektronik lain. Sebuah relay tersusun atas kumparan, pegas, saklar (terhubung pada pegas) dan 2 kontak elektronik (normally close dan normally open).
a. Normally close (NC) : saklar terhubung dengan kontak saat relay tidak aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi terbuka.
b. Normally open (NO) : saklar terhubung dengan kontak saat relay aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi tertutup.
Berdasarkan pada prinsip dasar cara kerjanya, relay dapat bekerja karena adanya medan magnet yang digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan diberikan tegangan sebesar tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar ke kontak NC.
2.5.5. Solenoid Valve
Solenoid valve merupakan sebuah komponen pneumatik yang bekerja berdasarkan input tegangan dan arus, yang mana saat solenoid valve ini bekerja tegangan yang diterima pada solenoidnya kurang lebih 24 volt dengan syarat tidak ada pembebanan dan arus yang diterima kurang lebih 0,2 ampere.
Jadi berdasarkan data tersebut solenoid dapat menjadi suatu input yang dapat merubah keadaan switch bagian dalam dari valve dengan menggunakan tegangan dan arus tersebut bukan lagi menggunakan input trigger tekanan pneumatik.
Dalam solenoid valve sistem kerjanya berdasarkan tegangan dan arus yang mengakibatkan menarik konstruksi khusus bagian dalam dari valve yang mempunyai saluran untuk mengeluarkan output berupa tekanan pneumatik dan pada solenoid itu sendiri mendapat arus dan tegangan yang mengakibatkan terjadinya induksi dalam solenoid ini. Solenoid ada yg menggunakan LED sebagai indikator, adapula yang tanpa indikator LED. Jenis solenoid dengan LED berdasarkan katupnya diantaranya :
a. 3/2-Way Single Solenoid Valve With LED
Gambar.2.25. 3/2-Way single solenoid valve
Solenoid jenis ini mempunyai satu solenoid dan dan spring, yang mana fungsi dari spring itu sendiri sebagai penarik batang plat yang ada pada valve agar pada saat tidak ada arus ada tegangan supply yang masuk pada sumber tidak dapat menyalurkan supplynya pada output dan pada saat ada arus dan tegangan yang masuk pada solenoidnya input ini akan menarik batang plat yang ada dalam valve yang mempunyai gaya tarikan lebih besar dari pada gaya spring, yang akibatnya output pada solenoid valve ini akan aktif. Pengaktifan solenoid valve ini dutunjukkan oleh indikator yang berupa LED (Light Emitting Dioda) yang cara kerjanya pada saat solenoid ini aktif maka LED tersebut akan menyala dan memberikan indikator bahwa output berupa tekanan pneumatik telah aktif.
Gambar.2.26. 5/2-Way single solenoid valve
Solenoid jenis ini mempunyai bagian dalam yang terdiri dari lima saluran dan dua ruangan. Dalam solenoid valve ini terdapat dua output yang mana kesalah satu outputnya bekerja sebelum solenoidnya mendapat tegangan dan arus dan system solenoid valve ini terdapat spring yang mempunyai fungsi sebagai penarik kembali batang plat yang ada dalam valvenya untuk menyalurkan tekanan pneumatik pada fungsi output yang bekerja pada saat solenoid tidak mendapat tegangan dan arus, waktu solenoidnya mendapat tegangan dan arus, induksi yang terjadi dalam solenoid tersebut menarik batang plat yang mempunyai gaya tarik lebih besar dari gaya spring dan akibatnya sumber supply input menyalurkan supplynya pada output yang lainnya, akibatnya output yang satunya dapat aktif.
