Aktuator digunakan untuk mengerakkan mekanik pada robot
1
Aktuator adalah elemen yang
mengkonversikan besaran listrik analog menjadi besaran lainnya misalnya
kecepatan putaran
Perangkat elektromagnetik yang
RHex Rough-Terrain Robot: https://www.youtube.com/watch?v=ISznqY3kESI
Robot Arm on How it's Made: https://www.youtube.com/watch?v=tkDbmWAyHYw How Hydraulic Ram Works : https://www.youtube.com/watch?v=svdsbL4PLL4 Snake robot : https://www.youtube.com/watch?v=v6W-sEpJEqY
Autonomous mobile robot: https://www.youtube.com/watch?v=F2q5wi2bfBc Robot ant: https://www.youtube.com/watch?v=XwM9P-pdf7k
Electrical
Hydraulic
Pneumatic
Others
Mudah dikontrol
Kecepatan biasanya 1000 - 10000 rpm
Ada beberapa tipe
Pengontrolan akurat
Effisiensi sangat baik
•Tersedia yang berputar atau yang linier
•Gerakan linier dg gigi
DC-motors
asynchronous motors
synchronous motors
reluctance motors (stepper motors)
Mengubah energi listrik arus searah
menjadi energi gerak atau energi mekanik
Ada 2 bagian : rotor dan stator
Rotor : bagian yang berputar, berupa koil
dimana arus listrik dapat mengalir
Stator : bagian yang tetap, menghasilkan
medan magnet
• Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz,
• ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam
Pengendalian kecepatan putar motor DC dapat dilakukan dengan
mengatur besar tegangan terminal motor VTM.
Metode lain yang biasa digunakan untuk mengendalikan kecepatan
Controller +
H-bridge
PWM-control
Speed control by
controlling motor current=torque
H-bridge adalah sebuah perangkat keras berupa rangkaian yang
berfungsi untuk menggerakkan motor.
Rangkaian ini diberi nama H-bridge karena bentuk rangkaiannya yang
Hardware Implementation with
Microcontroller:
2 Digital output pins from microcontroller,
[one at Gnd, one at Vcc] feed into a power amplifier
Alternative: use only 1 digital output pin plus
very simple, very popular in industry
0,5kW - 500kW
More difficult to control (frequency)
nowadays as accurate control as DC-motors
Pada motor besar 100 kW - XXMW
also small ones ~ brushless DC-motors from
50W to 100 kW
Pengontrolan sama dengan motor
asynchronous
Digunakan pada kapal, industri
Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang
bekerja dengan mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit.
Motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang
diberikan kepada motor.
Karena itu, untuk menggerakkan motor stepper diperlukan
pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik.
Penggunaan motor stepper memiliki beberapa keunggulan
Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan sehingga lebih
mudah diatur.
Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulai
bergerak
Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi
Memiliki respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik
(perputaran)
Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan
rotor seperti pada motor DC
Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat
dikopel langsung ke porosnya
Frekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada
Motor stepper tipe Variable reluctance (VR)
Motor stepper tipe Permanent Magnet (PM)
Motor ini terdiri atas sebuah rotor
besi lunak dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan stator.
Ketika lilitan stator diberi energi
dengan arus DC, kutub-kutubnya menjadi termagnetasi.
Perputaran terjadi ketika gigi-gigi
Memiliki rotor yang berbentuk seperti kaleng
bundar (tin can) yang terdiri atas lapisan magnet permanen yang diselang-seling dengan kutub yang berlawanan
Dengan adanya magnet permanen, maka
intensitas fluks magnet dalam motor ini akan meningkat sehingga dapat menghasilkan torsi yang lebih besar.
Motor jenis ini biasanya memiliki resolusi
langkah (step) yang rendah yaitu antara
7,50 hingga 150 per langkah atau 48 hingga 24
Memiliki struktur yang merupakan kombinasi
dari kedua tipe motor stepper sebelumnya.
Memiliki gigi-gigi seperti pada motor tipe VR
dan juga memiliki magnet permanen yang tersusun secara aksial pada batang porosnya seperti motor tipe PM.
Paling banyak digunkan dalam berbagai aplikasi
karena kinerja lebih baik.
Menghasilkan resolusi langkah yang tinggi yaitu
antara 3,60 hingga 0,90 per langkah atau
Pengontrolan sudut
Lambat
Biasanya tidak ada feedback
Posisi akurat
Mudah dikontrol
Mengetahui jumlah putaran
motor
Piringan memiliki celah-celah di
mana cahaya inframerah dari LED bisa melewati dan mengenai
phototransistor saat sejajar dengan celah dan cahaya akan terhalang saat celah bergeser.
Proses ini akan menimbulkan
Pada saat lubang piringan tidak melalui celah
tersebut, maka cahaya terhalang dan photo transistor berada dalam kondisi terbuka.
Tegangan pada keluaran rangkaian ini (kaki 1 dari connector 3 pin) adalah sebesar VCC
Pada saat lubang piringan berada pada celah,
cahaya tidak lagi terhalang dan photo transistor akan berada dalam kondisi saturasi. Arus
mengalir dari VCC ke emitor melalui R 1K yang mengakibatkan keluaran dari rangkaian ini
terhubung ke Ground atau tegangan 0 Volt.
Putaran dari piringan encoder akan membuat
Pada motor yang memiliki 10 celah encoder
maka akan diperoleh perhitungan bahwa
setiap celah mewakili sudut sebagai berikut Sudut celah = 360/jumlah celah = 36º
Apabila terdeteksi adanya 3 pulsa maka
Untuk pengendalian kecepatan motor
Cara memanipulasi lebar sinyal atau
tegangan yang dinyatakan dengan pulsa dalam suatu perioda
Mengatur tegangan sumber yang konstan
linear movement
big forces without gears
actuators are simple
in mobile machines
Bad efficiency
like hydraulic except power from
compressed air
fast on/off type tasks
big forces with elasticity
no leak problems
piezoelectric
magnetic
ultra sound
SMA
inertial
