BECKHOFF dan Microsoft menampilkan tongkat penyeimbang

Kemampuan pemrograman real-time Windows CE 6.0 diuji oleh microsoft dengan ditampilkannya tongkat penyeimbang (Stick pendulum) dengan sistem kontrol Beckhoff.

Sebuah tongkat dengan bola baja diujungnya diseimbangkan oleh dua sumbu berpenggerak servo motor pada bidang x/y dan dijaga vertikal dengan Beckhoff Embedded PC CX1020. Sistem kendali kompak dari Beckhoff ini didukung oleh Windows CE 6.0 R2 sebagai operating system, prosesor Intel® Celeron® dan 256 MB DDR RAM dan dihitung cycle timenya, baik dengan PLC maupun dengan Motion Control, 500 µs.

Selain cyclical control dari penggerak sumbu, PLC juga melakukan sistem monitoring: sebuah cara tradisional untuk menentukan parameter-parameter yang hilang dari sistem paralel. Semua I/O dan servo drives dikontrol menggunakan EtherCAT.

Untuk mendapatkan sistem kendali “super cepat” ini, database informasi disimpan didalam sebuah hard disk kemudian setiap devices didukung dengan berbeda operating ystems: CX1020 controller, berfungsi mengendalikan inverse pendulum, menggunakan Windows CE 6.0 R2, CP6203 Ethernet panel dengan standard Windows Embedded dan data storage (dalam SQL database) menggunakan Windows Embedded Server 2008. Sementara itu Web Services on Devices (WSD) digunakan untuk komunikasi ketiga device ini. WSD tersedia pada semua Microsoft operating systems.

Sistem Beckhoff CE digunakan hanya sekitar 20 % dari kemampuan CPU dimana ia melakukan monitoring system dan tugas komunikasi. CPU masih cukup untuk melakukan proses sentral yang lain. Microsoft mendemonstarsikan stick pendulum ke umun pertama kali saat Hanover fair 2009.

Motor DC Servo

Motor Dc Servo adalah suatu alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Magnit permanent motor DC Servo mengubah energi listrik ke dalam energi mekanik melalui interaksi dari dua medan magnit. Salah satu medan dihasilkan oleh magnit permanent dan yang satunya dihasilkan oleh arus yang mengalir dalam kumparan motor. Resultan dari dua medan magnit tersebut menghasilkan torsi yang membangkitkan putaran motor tersebut. Saat motor berputar, arus pada kumparan motor menghasilkan torsi yang nilainya konstan.

Diagram Rangkaian Motor servo DC

Pada motor DC Servo ini, ada tiga komponen utama, yaitu:
1. Armatur
2. Magnet Permanen
3. Komutator

Konstruksi motor DC

Prinsip kerja motor didasarkan pada peletakan suatu konduktor dalam suatu medan magnit. Pembahasan mengenai prinsip aliran medan magnit akan membantu kita memahami prinsip kerja dari sebuah motor. Jika suatu konduktor dililitkan dengan kawat berarus maka akan dibangkitkan medan magnit berputar. Kontribusi dari setiap putaran akan merubah intensitas medan magnit yang ada dalam bidang yang tertutup kumparan. Dengan cara inilah medan magnit yang kuat terbentuk. Tenaga yang digunakan untuk mendorong flux magnit tersebut disebut Manetomotive Force ( MMF ).
Flux magnet digunakan untuk mengetahui seberapa banyak flux pada daerah disekitar koil atau magnit permanent. Medan magnit pada motor DC Servo dibangkitkan oleh magnit permanent, jadi tidak perlu tenag untuk membuat medan magnit. Flux madan magnit pada stator tidak dipengaruhi oleh arus armature. Oleh karena itu, kurva perbandingan antara kecepatan dengan torsi adalah linier.
Pada prinsipnya jika sebuah penghantar dilalui arus listrik, Ia, ia akan menghasilkan medan magnet disekelilingnya. Kemudian bilamana penghantar ini ditempatkan dalam induksi magnetic B, akan memperoleh gaya FB. besarnya gaya yang ditimbulkan sebanding dengan arus listrik Ia dan panjang penghantar L yang memotong induksi magnetik B. atau biasa dinyatakan dengan persamaan, Induksi magnetik,

Fb=B . I . L

Motor DC adalah salah satu alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, magnet permanen motor DC servo mengubah energi listrik kedalam energi mekanik melalui interaksi dari dua medan magnet salah satu medan dihasilkan oleh magnet permanent dan satunya dihasilkan oleh arus yang mengalir dalam kumparan motor resultan dan medan magnet tersebut menghasilkan torsi yang membangkitkan putaran motor tersebut. Pada saat motor berputar arus pada kumparan motor menghasilkan torsi yang nilainya konstan. Pada motor DC servo ini ada tiga kumparan utama yaitu :
1. Armatur
2. Magnet Permanen
3. Komutator
Jika suatu konduktor (besi) dililitkan dengan suatu kawat berarus maka akan dibangkitkan medan magnet berputar, kontribusi dari setiap putaran akan merubah intensitas medan magnet yang adadalam bidang yang tertutup kumparan dengan cara ini medan magnet tersebut disebut Magnet Motive Force (MMF). Fluks magnet digunakan untuk mengetahui seberapa banyak fluks yang ada pada daerah disekitar koil atau manet permanent. Medan magnet pada motor servo dibangkitkan oleh magnet permanent, jadi tidak perlu tenaga untuk membuat medan magnet. Fluk pada medan stator tidak dipengaruhi oleh arus dari motoroleh karena itu, kurva perbandingan antara kecepatan dengan torsi adalah linear.
Model dasar rangkaian motor servo :

Pengenalan bahasa pemrograman PLC berbasis Ladder Diagram

PLC atau Programmable Logic Controller memiliki definisi sebagai berikut:

Programmable logic controllers typically contain a variable number of input/output (I/O) ports, and are usually Reduced Instruction Set Computer (RISC) based. They are designed for real-time use, and often must withstand harsh environments on the shop floor. The programmable logic controller circuitry monitors the status of multiple sensor inputs, which control output actuators, which may be things like motor starters, solenoids, lights and displays, or valves (source: www.wisegeek.com) Hal ini berarti PLC adalah suatu sistem yang mampu mengolah informasi yang diterima melalui input module nya untuk kemudian dikirimkan kepada output module yang biasanya dipakai untuk menggerakkan aktuator/sinyal lampu/motor listrik, dengan tujuan proses pergerakan ini sesuai dengan yang kita inginkan didalam program yang ditanamkan ke dalam PLC.

Agar dapat mengoperasikan PLC kita perlu mempelajari dasar-dasar dalam proses pemerograman PLC tersebut. Adapun pengetahuan dasar yang harus kita miliki adalah prinsip dari “Gerbang Logika/Logic Gates”.

Tulisan ini akan mengetengahkan dasar-dasar gerbang logika. Sebelum kita memulai lebih jauh, baiklah kita sepakati dahulu beberapa symbol yang akan dipakai dalam penjelasan ini.

A kita akan mensimbolkan A sebagai input 1
B kita akan mensimbolkan B sebagai input 2, dan
X output/sebagai hasil dari kolaborasi input 1 dan input 2
1/TRUE logika adalah benar
0/FALSE logika adalah salah

Gerbang logika dasar terdiri dari 3 jenis yaitu AND, OR, dan NOT. Untuk memperjelas konsep ini, saya akan membahasnya satu per satu.

Gerbang AND

Notasi matematikanya:

X = A AND B

Tabel logika:

A	B	X
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Deskripsi:
X hanya bernilai satu jika A dan B bernilai 1

Gerbang OR

Notasi matematikanya:

X = A OR B

Tabel logika:

A	B	X
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Deskripsi:
X hanya bernilai 0 jika A dan B bernilai 1

Gerbang NOT

Notasi matematikanya:

X = NOT A

X = NOT B

Tabel logika:

A	X
0	1
1	0

B	X
0	1
1	0

Deskripsi:
X akan selalu bernilai kebalikan dari A atau B

Jika anda sudah memahami konsep dari 3 gerbang logika utama di atas, maka langkah selanjutnya adalah memahami kombinasi dari gerbang logika dalam beberapa persamaan matematika, baiklah kita ambil satu contoh persamaan:

X = NOT(A AND B) AND B

Jika kita memiliki persamaan di atas, coba buatkan tabel yang memuat kemungkinan nilai X dengan beragam kombinasi input A dan B.

Baiklah akan saya bahas satu persatu bagian untuk menganalisis persamaan di atas:

Kita akan membagai 3 segmen persamaan yaitu A AND B, NOT (), dan terakhir adalah () AND B. Inisial () berarti hasil dari persamaan sebelumnya, contoh NOT () berarti () adalah nilai dari A AND B, begitu seterusnya.

Coba perhatikan gerbang logika berikut

Jika persamaan ini kita NOT maka hasilnya adalah

A	B	()1
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

NOT()

1

1

1

0

Persamaan kedua kemudian kita kombinasikan kembali dengan input awal untuk menghasilkan persamaan akhir

NOT ()	B	X
1	0	0
1	1	1
1	0	0
0	1	0

Jadi hasil persamaan bisa dilihat pada tabel di atas. Dengan mengetahui metode analisis kita bisa menentukan hasil akhir dari suatu logika.

Alfi

Sejarah dan perkembangan robot

1920

Ide robot bukanlah hal yang baru. Cukup lama manusia memimpikan adanya mekanik pintar yang dapat menggantikan tugas manusia. Penemuan mainan dan peralatan otomatis yang kemudian menginspirasi robot dalam bentuk gambar, cerita dan film, menjadi awal dimulainya perkembangannya. Istilah robot pertama kali dipakai tahun 1920 oleh penulis Czech Karel Capek (dibaca “Chop’ek”) dengan karyanya “R.U.R” atau Rossum’s Universal Robot dimana seorang laki-laki membuat robot dan robot membunuh penciptanya. Banyak kemudian film menggambarkan robot sebagai alat yang tidak bersahabat atau sebagai mesin perusak yang berlawanan dengan arti robot (robota) dalam bahasa Czech yang berarti pekerja paksa.

Beberapa film terkenal seperti starwar tahun1977 dengan menampillan robot C3PO dan R2D2 justru menampilkan robot sebagai pembantu manusia sekaligus juga musuh manusia. Robot dalam film ini terlihat menyerupai manusia atau istilahnya “Android”

1941

Tahun 1941, barulah istilah robotics digunakan dalam teknologi robot oleh penulis fiksi ilmiah Isaac Asimov. Dia juga memprediksi akan munculnya robot-robot industri canggih dimasa datang. Jika kita lihat hari ini, maka apa yang dibayangkan olehnya terbukti dimana begitu pesatnya perkembangan robot-robot industri saat ini. Istilah revolusi robot, robot age atau era robot sudah menjadi hal biasa untuk menjelaskan perkembangan itu. Robotics diterima sebagai istilah atau kata untuk mendeskripsikan semua kemajuan teknologi yang berhubungan dengan robot.

1956

Georde Devil dan Joseph Engelberger membentuk perusahaan robot pertama kali tahu 1956. Devil memprediksi robot akan menjadi bagian penting di industri sebagai operator pabrik dan membantu pekerja dalam menjalankan mesin-mesin pabrik. Beberapa tahun kemudian atau tepatnya 1961, General Motor pertama kali menggunakan robot untuk pabrik otomotifnya. Robot industri kemudian berkembang dan mulai banyak digunakan tahun 1980 oleh perusahaan selain otomotif dimana perkembangan elektronik dan computer membuat robot modern lahir.

Today

Bentuk robot seperti manusia tidak lagi diperhatikan meski perkembangan robot android atau humanoid tetap berlangsung dan mengalami penyempurnaan. Kini robot adalah pekerja industri atau berupa tangan dan lengan yang dikontrol oleh computer dan dapat dirubah fungsinya dengan mengedit program robot. Bentuk robot industri ini lebih dikenal sekarang dibanding robot menyerupai manusia.

Pertanyaannya sekarang apakah robot akan menggantikan manusia? Kemampuan robot untuk melakukan semua pekerjaan manusia masih jauh baik dari sisi ketrampilan dan kecerdasan maupun kebebasannya. Robot sekarang adalah model industri bukan Android dan kita tidak bisa menyamakan kecerdasan ke robot karena ia bekerja berdasarkan perintah yang dimasukan oleh manusia sebagai program. Robot bisa melakukan semua gerakan manusia seperti mengambil, menyentuh, menarik dll tapi robot tidak bisa berfikir. Ilmuwan dan Insinyur mencoba mengembangan kecerdasan buatan buat robot (AI= Artificial Intelegent) tapi untuk membuat robot berfikir seperti layaknya manusia masih sangat jauh.

Kemampuan robot untuk melakukan gerakan manusia sangat membantu dunia industri seperti industri mobil, proses pengelasan, perakitan, pemindahan dan banyak lagi. Gerakan berulang yang presisi adalah salah satu keunggulan robot daripada manusia sehingga didapat hasil produksi yang konstan dan standard.

Robot industri harus diprogram untuk melakukan semua step gerakan atau kerja sebelum ia digunakan. Tahap awal ini bisa disebut merangkai atau membangun pola berfikirnya robot. Benda kerja harus ditempatnya ditempat yang pasti dan tidak berubah-ubah selama proses (meski sekarang kemajuan object recognition sudah maju namun dalam prakteknya benda kerja masih harus diposisikan ditempat yang tetap). Jika benda kerja meleset dari posisinya maka proses akan salah dan robot tidak bisa mengkoreksinya. Robot tidak bisa melihat dan mendengar. Dia tidak bisa merasakan objek dan meprediksi adanya kesalahan dan robot tidak memiliki kemampuan mengadopsi situasi baru yang terjadi disekitarnya.

Robot memberikan keuntungan tersendiri bagi pekerja industri dan suatu negara dimana ia bisa memperbaiki kualitas hidup manusia karena bebas dari pekerjaan yang menjenuhkan, kotor dan penuh resiko atau dalam istilahnya 3D= Dull, Dirty and Dangerous. Benar bahwa robot akan menimbulkan pengangguran tapi jangan lupa robot juga menciptakan lapangan pekerjaa; Insinyur robot, Teknisi, Sales, Programmer dan Pengawas/supervisor. Robot memberikan keuntungan bagi industri karena adanya peningkatan output dan perbaikan kualitas. Industri robot tidak mengenal lelah dan keluhan, ia bisa bekerja tanpa lelah siang malam dengan performance yang sama. Akibatnya, biaya produk per unit akan turun, menaikan keuntungan dan memberi dampak positif terhadap pasar serta ekonomi dunia secara keseluruhan.

Robot Timeline

• ~270BC Ctesibus, teknisi yunani kuno membuat organ dan jam air dengan gambar yang dapat bergerak.
• 1818 – Mary Shelley menulis ”Frankenstein” yang bercerita tentang penciptaan manusia oleh Dr. Frankenstein.
• 1921 – Istilah “robot” pertama kali dipakai dalam sebuah drama “R.U.R.” (Rossum’s Universal Robots) oleh penulis Czech, Karel Capek. Ceritanya sederhana: seorang manusia menciptakan robot dan kemudian robot tersebut membunuh penciptanya!
• 1941 – Penulis fiksi ilmiah Isaac Asimo, pertama kali menggunakan kata “robotics” untuk menjelaskan teknologi robot dan ia memprediksi kebangkitan dari robot industri.
• 1942 – Asimov menulis ”Runaround”, sebuah cerita robot yang memiliki 3 aturan/hukum (Three Laws of Robotics):
  • Robot tidak boleh melukai atau menyakiti manusia.
  • Robot harus patuh terhadap perintah manusia agar robot terhindar dari perbuatan melukai manusia.
  • Robot harus melindungi keberadaannya selama dia tidak melanggar aturan pertama dan kedua.
• 1948 – “Cybernetics”, hasil penelitian kecerdasan buatan (artificial intelligence) yang dipublikasikan oleh Norbert Wiener
• 1956 – George Devol dan Joseph Engelberger membentuk perusahaan pertama didunia yang bergerak di bidang robotika.
• 1959 – CAM (Computer-assisted manufacturingg) ditampilkan di laboratorium Servomechanisms MIT.
• 1961 – Robot industri pertama yang online di pabrik otomotif General Motor New Jersey dengan sebutan UNIMATE.
• 1963 – Robot tangan cerdas pertama yang dikontrol dengan komputer dirancang. Robot dengan namaThe Rancho Arm ini dirancang sebagai alat bagi penyandang cacat. Robot dengan 6 join memberikan fleksibiltas seperti layaknya tangan manusia.
• 1965 – DENDRAL adalah sistem atau program keahlian pertama yang dirancang untuk melakukan topik-topik pengetahuan yang terkumpul dari para ahli.
• 1968 – Robot octopus-seperti tangan gurita dikembangkan oleh Marvin Minsky.
• 1969 – Robot arm Stanford Arm pertama kali menggunakan tenaga listrik dan komputer (computer-controlled robot arm).
• 1970 – Shakey memperkenalkan robot bergerak pertama yang dikontrol dengan kecerdasan buatan(artificial intellence). Robot ini kemudian diproduksi oleh SRI International.
• 1974 – Arm robot (the Silver Arm) yang melakukan tugar perakitan sederhana menggunakan sensor sentuh dan sensor tekanan (pressure sensors).
• 1979 – Robot keranjang (cart) Standford dapat melewati ruangan yang penuh dengan kursi tanpa bantuan manusia. Robot ini memiliki kamera TV didekat roda yang akan mengambil gambar dari beberapa sudut kemdian komputer akan menganalisa jarak ke setiap objek didepannya.
• 
  
• 
  
• 
  
• By Salman

Apa itu Mechatronics?

Definisi umum mechatronics atau mekatronika yang dikenal adalah disiplin ilmu yang merupakan kombinasi dari prinsip-prinsip desain mekanika dan elektronika. Kombinasi filosofi desain ini muncul 40 tahun lalu oleh seorang engineer Jepang ditahun 1960an dimana istilah mekatronika digunakan pertama kali dalam kontrol motor listrik diperusahaan Yaskawa Electric Jepang. Istilah ini kemudian berkembang di Jepang hingga digunakan umum di eropa beberapa tahun kemudian. Mekatronika tidak mudah untuk didefinisikan karena ia memiliki pengertian yang tidak sama dari satu literatur dengan literatur lainnya. Beberapa definisi itu dapat dilihat sebagai berikut:

Shetty dan Kolk memberikan pengertian mekatronika:

• Sebuah metodologi yang dipakai untuk mengoptimalkan desain sebuah produk elektromekanika.
• Metodologi desain mekatronika didasari pada proses kerja parallel dan bukan berurutan/serial serta adanya pendekatan pada perancangan, hasil akhir produk yang bersinergi.
• Sistem mekatronika tidaklah sama dengan sistem elektromekanika. Dia lebih dari sekedar sistem kontrol.
• Mekatronika adalah multidisiplin, integrasi dari empat dasar ilmu/disiplin: electric, mekanik(mechanical), ilmu computer (computer science) dan teknologi informatika (information technology).

Hsu dan Wang dari Universitas San Jose mendefinisikan:

• Mekatronika adalah sebuah proses engineering (desain dan manufaktur) yang memiliki sistem kecerdasan dan produk yang dihasilkannya merupakan penggabungan (hybrid) dari fungsi-fungsimechanical dan electronics.

Histand dan Alciatore mendefinisikan:

• Mekatronika adalah bidang interdisplin engineering dalam bentuk produk desain yang fungsinya merupakan integrasi sinergi dari mechanical, electrical dan komponen elektronika yang dikendalikan oleh sebuah sistem kontrol.

Ditahun 1997, Ashley, sebuah majalah mechanical engineering membahas terminologi mekatronika didalam artikelnya. Dua akademisi dan satu praktisi industri mencoba memberikan definisi mekatronika. Takashi Yamaguchi, seorang mechanical engineer Hitachi, mendefinisikan mekatronika sebagai sebuah metodologi desain produk agar performance produk menjadi lebih cepat dan presisi. Hal ini dapat dicapai tidak hanya dengan mempertimbangkan aspek mekanik saja tapi juga pada penggunaan kontrol servo, sensor dan elektronika. Giorgio Rizzoni, seorang profesormechanical engineering dari Universitas Ohio, mendefinikan mekatronika sebagai pertemuan desain tradisional dengan sensor/teknologi instrumentasi, drivedan teknologi actuator (actuator), embedded real time microprocessor system dan real time software. Produk mekatronika memiliki fitur yang berbeda dengan produk umumnya dimana fungsi mekanik digantikan dengan fungsi elektronika sehingga produk memiliki fleksibilitas yang tinggi dari sistem aslinya. KemudianMasayoshi Tomizuka, professor mechanical engineering dari Universitas Californiam, mendefiniskan bahwa mekatronika sesungguhnya tidak ada namun rancangan produknya sangat baik. Ide dasarnya adalah bagaimana mengaplikasikan sebuah sistem kontrol baru ke produk yang ada sehingga dihasilkan produk dengan performance yang lebih baik. Mekatronika diaplikasikan ke teknologi saat ini untuk memperbaiki biaya produk, kehandalan dan fleksibilitasnya.

Dari semua pengertian diatas, ada persamaan dalam filosofi perancanganya dimana mekatronika merupakan kombinasi dari mekanika, electrical, kontrol dan komunikasi sistem yang berperan sama terhadap keseluruhan proses desain mulai dari konsep desain hingga desain akhirnya. Produk desain tidaklah harus cerdas seperti yang dinyatakan oleh Hsu dan Wang dan tidak harus optimal seperti pernyataan Shetty dan Kolk. Histand dan Alciatore mendefiniskan mekatronika sebagai bidang engineering dan bukan sebuah filosofi desain dan mereka juga menyatakan bahwa kontrol sistem merupakan bagian dari mekatronika yang terhubung ke sistem. Jadi ada persamaan dan perbedaan dari beberapa definisi diatas. Semuanya setuju bahwa mekatronika berarti proses desain yang bersamaan (concurrent) dan bukan berurutan. Mekatronika multidisiplin dan merupakan filosofi desain yang dapat dihandalkan.

RTU (Remote Terminal Unit)

modul RTU ini merupakan bagian dari system SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition) yang digunakan untuk membaca data dari transmitter dan dapat men-trigger actuator (motor, hydraulic/pneumatic system etc).

Analog Input: 6 channel, 10 bit
Digital Input: 6 channel
Digital Output: 4 channel
Protocol: Adam
Communication: RS 232 or RS 485
Compatible with HMI Software (Citect, Indusoft, ect)

Sumber: sukarobot.com

Teleoperate Robot

Sesuai namanya, kit ini dikontrol dari jarak jauh menggunakan radio kontrol atau dapat juga menggunakan PC melalui transmitter. Kit ini dilengkapi dengan arm 2DOF atau 3 DOF dan camera 2 DOF. Dengan rangka dan wheelberkualitas tinggi, kit ini dapat berjalan dilintasan sulit (off-road) dengan 2WD atau 4WD dan dilengkapi dengan independent suspention.

Aplikasi: Inspection robot, pengambilan foto jarak jauh dll.
Spect: Basic stamp microcontroller, NiCd, 6 ch radio control, speed control.

Sember: sukarobot.com