3 Aktuator pada robot sutikno

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 V_TM.

 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 15}0 _{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 0,9}0 _{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