Sinyal Analog dan Digital

Apa yang dimaksud dengan sinyal ?

Sinyal

Secara umum, sinyal dapat diartikan sebagai besaran fungsi waktu, ruang, atau beberapa variabel. Menurut Stoneytiti, sinyal  merupakan kuantitas terukur yang rentang waktunya atau spasial yang bervariasi. Artinya sinyal dapat nyatakan sebagai fungsi waktu dan frekuensi

Apa definisi dari kedua sinyal tersebut ?

Sinyal Analog

Sinyal analog adalah sinyal yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik. Pengertian lain ialah sinyal analog merupakan bentuk dari komunikasi elektronik berupa proses pengiriman informasi pada gelobang elektromagnetik dan bersifat variabel serta berkelanjutan. Sinyal analog bekerja dengan mentransmisikan suara dan gambar dalam bentuk gelombang kontinu (continous varying). Dua kerakteristik terpenting pada isyarat analog adalah amplitudo dan frekuensi. Dengan menggunakan sinyal analog, maka jangkauan transmisi data mencapai jarak yang jauh, tetapi sinyai ini mudah terprngaruh oleh noise.

Gambar 1. Gelombang analog

Kecepatan dari gelombang ini disebut dengan hertz (Hz) yang diukur dalam satuan detik. Sistem transmisi menggunakan sinyal ini agak lambat dan mudah terjadi error/noise dibandingkan dengan data dalam bentuk digital.

 

Sinyal Digital

Sinyal digital atau yang biasanya juga dikenal dengan sinyal diskret  merupakan hasil teknologi yang dapat merubah sinyal menjadi kombnasi urutan bilangan 0 dan 1 (juga dengan biner), sehingga tidak mudah terpengaruhi oleh derau, proses informasinya pun mudah, cepat dan akurat, tetapi transimisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak  jangkauan pengiriman relatif dekat. Sinyal ini memiliki dua keadaan yang biasa disebut bit. Bit merupakan istilah khas pada sinyal digital, bit dapat berupa nol (0) atau satu (1).

Gambar 2. Sinyal Digital

Apa perbedaannya ?

Sinyal Analog

  1. Bersifat kontinu
  2. Berjangkauan jauh
  3. Mudah terkena noise
  4. Kapasitas informasi sedikit
  5. Menggunakan konsep frekuensi
  6. Perbaikan error sulit
  7. Boros bandwith

Sinyal Digital

  1. Bersifat Discrete ( 0 dan 1)
  2. Berjangkauan relatif dekat
  3. Lebih tahan terhadap noise
  4. Kapasitas informasi lebih luas
  5. Menggunakan konsep biner/bit
  6. Pebaikan error lebih mudah
  7. Lebih hemat bandwith

Pengubahan Analog ke Digital ?

Pengkonversi data pada elektronika ialah suatu alat yang menguba besaran sinyal dari analog ke digital atau sebaliknya. Umumnya sinyal analog berasal dari suatu sensor.

Sinyal dc/ac lemah yang biasanya diperkuat oleh op-amp dan diubah menjadi sinyal digital oleh perangkat pengkonversi data (ADC), atau sinyal digital yang pada umumnya sekitar 8-32 bit yang diubah menjadi sinyal analog (DAC) untuk tujuan tertentu. Misalnya pemutar musik MP4 kualitas istimewah yang mengeluarkan sinyal analog ke speaker dengan kualitas stereo sorround

Sedangkan sensor ialah alat yang berfungsi sebagai suatu keadaan, misalnya pengukur temperatur, kelembaman, jarak, kualitas udara, dan sebagainya. Sebanyak 80% aplikasi berbasis mikrokontroler menggunakan sensor sebagai sumber data untuk melakukan aksi.

Misal, suatu robot akan berhenti atau berbelok arah jika sensor jarak mendeteksi adanya penghalang , atau robot yang berusaha mencari sumber api untuk dipadamkan.

Untuk lebih memahami tentang perbedaan dari kedua sinyal tersebut simak video berikut :

Sumber video : Youtube.com

 

Refernsi

(http://www.sistem-informasi.xyz/2017/02/pengertian-sinyal-analog-dan-digital.html)

(https://ekoprasetyoblog.wordpress.com/2012/04/18/sinyal-analog-dan-digital/)

(http://library.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2HTML/2012100552mtif2/body.html)

Budiharto, Widodo. 2006. Belajar sendiri membuat robot .jakarta : PT. Elex Media Komputindo.

Mekatronika

APA ITU MEKATRONIKA ?

Latar belakang

Mekatronika (Inggris: Mechatronic) berasal dari kata mekanika, elektronika dan informatika. Secara sedehana pembentukan ilmu mekatronika terdiri atas dua lapisan fisika dan logika. dan tiga dasar ilmu utama elektronika, informatika dan mekanika. Dengan melihat asal katanya dapat dengan mudah dipahami, bahwa ilmu ini menggabungkan atau mensinergikan disiplin ilmu Mekanika, ilmu Elektronika dan Informatika

Istilah Mechatronik (Mechanical Engineering-Electronic Engineering) pertama kali dikenalkan pada tahun 1969 oleh perusahaan jepang Yaskawa Electric Cooperation. Awalnya berkembang dalam bidang Feinwerktechnik, yaitu cabang dari teknik yang mengedepankan aspek ketelitian. Misalnya pada pembuatan jam, alat optik dan sebagainya. Lalu ditambahkan setelah munculnya Informatik sebagai disiplin ilmu baru. Hingga saat ini dipandang sebagai hubungan antara ilmu Mekanik, Elektronik dan Informatik. Dalam masa yang akan datang, aplikasi mekatronika akan digunakan hampir disemua bidang, seperti Otomotif, Pemutar CD, Stasiun luar angkasa atau pada fasilitas produksi.

dapat disimpulkan beberapa bidang ilmu yang menyumbangkan peranannya dalam perkembangan ilmu mekatronika, adalah:

  1. Sistem Mekanika
  2. Sistem Elektronika
  3. Sistem Kontrol, dan
  4. Sistem Komputer

Penggabungan beberapa bidang di atas, menghasilkan beberapa ilmu baru, yaitu: Elektro-mekanika yang merupakan penggabungan ilmu mekanika dan elektronika, Kontrol Elektronika yang memadukan ilmu elektronika dengan sistem kontrol, Sistem Kontrol Digital yang mempertemukan ilmu sistem kontrol dengan sistem komputer dan Mekanika CAD (Computer Aided Design) yang merupakan perpaduan ilmu mekanika dengan sistem komputer. Kemudian, integrasi keseluruhan ilmu tersebutlah yang menjadi akar dari perkembangan bidang mekatronika.

Struktur dan komponen Sistem Mekatronika

Di dunia mekanika terdapat mekanisme mesin sebagai objek yang dikendalikan. Di dunia elektronika terdapat beberapa elemen mekatronika yaitu: sensor, kontroler, rangkaian penggerak, aktuator dan sumber energi.

Sensor  adalah elemen yang bertugas memonitor keadaan objek yang dikendali. Sensor ini dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal yang berfungsi memproses sinyal listrik menjadi sinyal yang mengandung informasi yang bisa dimanfaatkan.

Kontroler  adalah elemen yang mengambil keputusan apakah keadaan objek kendali telah sesuai dengan nilai referensi yang diinginkan, dan kemudian memproses informasi untuk menetapkan nilai komando guna merefisi keadaan objek kendali.

Rangkaian penggerak  adalah elemen yang berfungsi menerima sinyal komando dari kontroler dan mengkonversinya menjadi energi yang mampu menggerakkan aktuator untuk melaksanakan komando dari kontroler. Elemen ini selain menerima informasi dari kontroler juga menerima catu daya berenergi tinggi.

Aktuator adalah elemen yang berfungsi mengkonversi energi dari energi listrik ke energi mekanik. Bentuk konkrit aktuator ini misalnya: motor listrik, tabung hidrolik, tabung pnematik, dan lain sebagainya.

Sumber energi adalah elemen yang mencatu energi listrik ke semua elemen yang membutuhkannya. Salah satu bentuk konkrit sumber energi adalah batere untuk sistem yang berpindah tempat, atau adaptor AC-DC untuk sistem yang stasionari (tetap di tempat)

APA MANFAAT SISTEM MEKATRONIKA ?

Manfaat Sistem Mekatronika

Beberapa manfaat penerapan mekatronik adalah sebagai berikut:

  1. Meningkatkan fleksibilitas

Manfaat terbesar yang dapat diperoleh dari penerapan mekatronik adalah meningkatkan fleksibilitas mesin dengan menambahkan fungsi-fungsi baru yang mayoritas merupakan kontribusi mikro-prosesor. Sebagai contoh, lengan robot industri dapat melakukan berbagai jenis pekerjaan dengan merubah program peranti lunak di mikro-prosesornya seperti halnya lengan manusia. Ini yang menjadi faktor utama dimungkinkannya proses produksi produk yang beraneka ragam tipenya dengan jumlah yang sedikit-sedikit.

  1. Meningkatkan kehandalan

Pada mesin-mesin konvensional (manual) muncul berbagai masalah yang diakibatkan oleh berbagai jenis gesekan pada mekanisme yang digunakan seperti: keusangan, masalah sentuhan, getaran dan kebisingan. Pada penggunaan mesin-mesin tersebut diperlukan sarana dan operator yang jumlahnya banyak untuk mencegah timbulnya masalah-masalah tersebut. Dengan menerapkan switch semikonduktor misalnya, maka masalah-masalah akibat sentuhan tersebut dapat diminimalkan sehingga meningkatkan kehandalan. Selain itu, dengan menggunakan komponen-komponen elektronika untuk mengendalikan gerakan, maka komponen-komponen mesin pengendali gerak bisa dikurangi sehingga meningkatkan kehandalan.

  1. Meningkatkan presisi dan kecepatan

Pada mesin-mesin konvensional (manual) yang sebagian besar menggunakan komponen-komponen mesin sebagai pengendali gerak, tingkat presisi dan kecepatan telah mencapai garis saturasi yang sulit untuk diangkat lagi. Dengan menerapkan kendali dijital dan teknologi elektronika, maka tingkat persisi mesin dan kecepatan gerak mesin dapat diangkat lebih tinggi lagi sampai batas tertentu. Batas ini misalnya adalah rigiditas mesin yang menghalangi kecepatan lebih tinggi karena munculnya getaran. Hal ini melahirkan tantangan baru yaitu menciptakan sistem mesin yang memiliki rigiditas lebih tinggi.

Aplikasi

Begitu banyaknya penggunaan sistem mekatronika dalam kehidupan kita memperkuat salah satu sifatnya yang multiguna (aplikatif)

Teknik Otomotif . Sebagai contoh sistem mekatronik pada kendaraan bermotor adalah sistem rem ABS ( Anti-lock Breaking system) atau sistem pengereman yang menghindari terkuncinya roda sehingga mobil tetap dapat dikendalikan dalam pengereman mendadak, ESP ( Elektronik Stability Programm), ABC ( Active Body Control) dan Motor-Managemen-System. Teknologi Penerbangan Dalam teknologi penerbangan modern digunakan Comfort-In-Turbulence System sehingga dapat meningkatkan kenyamanan penumpang walau ketika terjadi turbulensi. Gust Load Alleviation serta banyak contoh lainnya.

Teknik Produksi.  Contoh dalam teknik produksi adalah penggunaan sensor pada robot. Sistem kendali umpan balik pada elektromotor berkecepatan rotasi tinggi dengan ‘pemegang as’ tenaga magnet. Serta pemutar CD, Harddisk serta mesin pencetak berkecepatan tinggi, atau alat-alat elektronika yang biasa kita gunakan sehari-hari aplikasi mekatronika akan sangat sering kita jumpai.