Jenis-jenis dan Karakteristik Listrik

Jenis-Jenis Listrik

Listrik dapat dibagi menjadi listrik statis dan listrik dinamis, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Listrik dinamis dapat dibagi lagi menjadi arus searah dan arus bolak-balik.

Klasifikasi Listrik

1. Listrik Statis

Bahan dan Bentuk Isolator Listrik (Insulator)

BAHAN ISOLATOR

Bahan isolator adalah bahan yang sukar atau tidak dapat sama sekali menghantarkan aliran listrik. Sangat baik bila dipakai untuk menyekat atau mengisolasi bahan penghantar atau memisahan bagian-bagian yang bertegangan atau bagian-bagian yang aktif. Sehingga untuk bahan isolator ini perlu diperhatikan mengenai sifat-sifat dari bahan tersebut, seperti sifat listrik, sifat mekanis, sifat termal , ketahanan terhadap bahan-bahan kimia dan lain-lain.

Sifat Dasar Listrik

Pengertian Energi Listrik

Energi adalah "kemampuan untuk melakukan pekerjaan". Energi ada dalam berbagai bentuk, seperti "energi potensial", "energi kinetik", "energi panas", "energi cahaya", dan "energi kimia". Listrik adalah salah satu bentuk energi.

Berbagai bentuk Energi

Relay Differensial

Pengertian Relay Differensial

Relay differensial merupakan suatu relay yang prinsip kerjanya berdasarkan kesimbangan (balance), yang membandingkan arus-arus sekunder transformator arus (CT) terpasang pada terminal-terminal peralatan atau instalasi listrik yang diamankan. Penggunaan relay differensial sebagai relay pengaman, antara lain pada generator, transformator daya, bus bar, dan saluran transmisi. Relay differensial digunakan sebagai pengaman utama (main protection) pada transformator daya yang berguna untuk mengamankan belitan transformator bila terjadi suatu gangguan. Relay ini sangat selektif dan sistem kerjanya sangat cepat.

Pengenalan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

Masyarakat pertama kali mengenal tenaga nuklir dalam bentuk bom atom yang dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki dalam Perang Dunia II tahun 1945. Sedemikian dahsyatnya akibat yang ditimbulkan oleh bom tersebut sehingga pengaruhnya masih dapat dirasakan sampai sekarang.

Di samping sebagai senjata pamungkas yang dahsyat, sejak lama orang telah memikirkan bagaimana cara memanfaatkan tenaga nuklir untuk kesejahteraan umat manusia. Sampai saat ini tenaga nuklir, khususnya zat radioaktif telah dipergunakan secara luas dalam berbagai bidang antara lain bidang industri, kesehatan, pertanian, peternakan, sterilisasi produk farmasi dan alat kedokteran, pengawetan bahan makanan, bidang hidrologi, yang merupakan aplikasi teknik nuklir untuk non energi. Salah satu pemanfaatan teknik nuklir dalam bidang energi saat ini sudah berkembang dan dimanfaatkan secara besar-besaran dalam bentuk Pembangkit Listrik Tenaga nuklir (PLTN), dimana tenaga nuklir digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik yang relatif murah, aman dan tidak mencemari lingkungan.

Prinsip Dasar dan Cara Kerja Motor DC

Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor.

Gambar Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor .

Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan dengan jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan menunjukkan arah garis fluks. Gambar dibawah menunjukkan medan magnet yang terbentuk di sekitar konduktor berubah arah karena bentuk U.

Pengertian Motor DC

Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.

Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.

Energi Potensial Dan Potensial Listrik

1. Energi Potensial Listrik

Konsep energi sangat berguna dalam mekanika. Hukum kekekalan energi memungkinkan kita memecahkan persoalan-persoalan tanpa perlu mengetahui gaya secara rinsi. Sebagai contoh gaya gravitasi menarik suatu benda menuju ke permukaan bumi. Baik gaya gravitasi Fg maupun kuat medan gravitasi (percepatan gravitasi=g) berarah vertikal ke bawah.

Jika mengangkat sebuah benda melawan gaya gravitasi bumi, itu berarti kita melakukan usaha pada benda, dan sebagai akibatnya energi potensial gravitasi benda bertambah.

Hukum Gauss

Hukum Gauss adalah hukum yang menentukan besarnya sebuah fluks listrik yang melalui sebuah bidang. Hukum gauss menyatakan bahwa besar dari fluks listrik yang melalui sebuah bidang akan berbanding lurus dengan kuat medan listrik yang menembus bidang, berbanding lurus dengan area bidang dan berbanding lurus dengan cosinus sudut yang dibentuk fluks listrik terhadap garis normal.

Hukum Coulomb

Hukum Coulomb merupakan salah satu hukum dasar dalam Ilmu Fisika khususnya yang berkaitan dengan kelistrikan. Hukum ini berbicara tentang gaya yang muncul diantara dua partikel bermuatan. Seiring dengan peningkatan jarak, medan dan gaya listrik akan mengecil. Gagasan dasar ini kemudian diformulasikan oleh Coulomb menjadi persamaan matematis. Gaya antara partikel bermuatan ini dapat bernilai postif ataupun negatif, bergantung pada apakah kedua partikel tersebut saling tarik menarik atau tolak menolak.

Robotics Technology - Mobility

Industrial robots are rarely mobile. Work is generally brought to the robot. A few industrial robots are mounted on tracks and are mobile within their work station. Service robots are virtually the only kind of robots that travel autonomously. Research on robot mobility is extensive. The goal of the research is usually to have the robot navigate in unstructured environments while encountering unforeseen obstacles. Some projects raise the technical barriers by insisting that the locomotion involve walking, either on two appendages, like humans, or on many, like insects. Most projects, however, use wheels or tractor mechanisms. Many kinds of effectors and actuators can be used to move a robot around. Some categories are:

·    legs (for walking/crawling/climbing/jumping/hopping)

·    wheels (for rolling)

·    arms (for swinging/crawling/climbing)

·    flippers (for swimming)

Robotics Technology - Artificial Intelligence

The term "artificial intelligence" is defined as systems that combine sophisticated hardware and software with elaborate databases and knowledge-based processing models to demonstrate characteristics of effective human decision making. The criteria for artificial systems include the following: 
1) functional: the system must be capable of performing the function for which it has been designed; 
2) able to manufacture: the system must be capable of being manufactured by existing manufacturing processes; 
3) designable: the design of the system must be imaginable by designers working in their cultural context; and 
4) marketable: the system must be perceived to serve some purpose well enough, when compared to competing approaches, to warrant its design and manufacture. 

Robotics Technology – Arms

The robot arm comes in all shapes and sizes and is the single most important part in robotic architecture. The arm is the part of the robot that positions the End Effector and Sensors to do their pre-programmed business. Many (but not all) resemble human arms, and have shoulders, elbows, wrists, even fingers. This gives the robot a lot of ways to position itself in its environment.

Many robots resemble human arms, and have shoulders, elbows, wrists, even fingers. This gives a robot lots of options for moving, and helps it do things in place of a human arm. In order to reach any possible point in space within its work envelope, a robot uses a total of 7 degrees of freedom. Each direction a joint can go gives an arm 1 degree. So, a simple robot arm with 3 degrees of freedom could move in 3 ways: up and down, left and right, forward and backward. Many robots of today are designed to move with these 7 degrees of freedom.

Robotics Technology - Controllers

The robot connects to a computer, which keeps the pieces of the arm working together. This computer is the controller. The controller functions as the "brain" of the robot. The controller can also network to other systems, so that the robot may work together with other machines, processes, or robots. 

Given that the robot arm movement is appropriate to its application, that the arm strength and rigidity meet the payload needs and that servo drives provide the necessary speed of response and resolution, a robot controller is required to manage the arm articulations, its End Effector, and the interface with the workplace.  The simplest type of control, still widely used, is "record-playback," or "lead-through".  An operator positions arm articulations to desired configurations. At each desired location the articulation encoder positions are recorded in memory.  Step by step, an entire work-cycle sequence is recorded.  Then in playback mode the sequence is observed and modified.

Robotics Technology - Actuators

Actuators, also known as drives,  are mechanisms for getting robots to move. Most actuators are powered by pneumatics (air pressure), hydraulics (fluid pressure), or motors (electric current). Most actuation uses electromagnetic motors and gears but there have been frequent uses of other forms of actuation including NiTinOL"muscle-wires" and inexpensive Radio Control servos. To get a motor under computer control, different motor types and actuator types are used. Some of the motor types are Synchronous, Stepper, AC servo, Brushless DC servo, and Brushed DC servo.  Radio Control servos for model airplanes, cars and other vehicles are light, rugged, cheap and fairly easy to interface. Some of the units can provide very high torque speed. A Radio Control servo can be controlled from a parallel port.  With one of the PC’s internal timers cranked up, it is possible to control eight servos from a common parallel port with nothing but a simple interrupt service routine and a cable. In fact, power can be pulled from the disk drive power connector and the PC can run all servos directly with no additional hardware. The only down side is that the PC wastes some processing power servicing the interrupt handler. 

Robotics Technology - Effectors

An effector is any device that affects the environment. Robots control their effectors, which are also known as end effectors. Effectors include legs, wheels, arms, fingers, wings and fins. Controllers cause the effectors to produce desired effects on the environment.  An actuator is the actual mechanism that enables the effector to execute an action. Actuators typically include electric motors, hydraulic or pneumatic cylinders, etc.  The terms effector and actuator are often used interchangeably to mean "whatever makes the robot take an action." This is not really proper use. Actuators and effectos are not the same thing. And we'll try to be more precise in the class.  Most simple actuators control a single degree of freedom, i.e., a single motion (e.g., up-down, left-right, in-out, etc.). A motor shaft controls one rotational degree of freedom, for example. A sliding part on a plotter controls one translational degree of freedom.  How many degrees of freedom (DOF) a robot has is going to be very important in determining how it can affect its world, and therefore how well, if at all, it can accomplish its task. Just as we said many times before that sensors must be matched to the robot's task, similarly, effectors must be well matched to the robot's task also.

Robotics Technology – Sensors

Most robots of today are nearly deaf and blind.  Sensors can provide some limited feedback to the robot so it can do its job.  Compared to the senses and abilities of even the simplest living things, robots have a very long way to go. 

The sensor sends information, in the form of electronic signals back to the cfontroller.  Sensors also give the robot controller information about its surroundings and lets it know the exact position of the arm, or the state of the world around it. 

What is Robotics?

Roboticists develop man-made mechanical devices that can move by themselves, whose motion must be modelled, planned, sensed, actuated and controlled, and whose motion behaviour can be influenced by “programming”. Robots are called “intelligent” if they succeed in moving in safe interaction with an unstructured environment, while autonomously achieving their specified tasks.

This definition implies that a device can only be called a “robot” if it contains a movable mechanism, influenced by sensing, planning, actuation and control components. It does not imply that a minimum number of these components must be implemented in software, or be changeable by the “consumer” who uses the device; for example, the motion behaviour can have been hard-wired into the device by the manufacturer.

Transducer

Pengertian dan Macam Transducer

Transducer merupakan suatu perangkat / alat yang dapat merobah suatu besaran menjadi besaran lain, atau sebaliknya.

Gbr. Transducer sebagai pengalih besaran

Contoh-contoh transducer:

·        Mikrofon : besaran akustik menjadi besaran listrik

·        Loudspeaker: besaran listrik menjadi besaran akustik

·        Tabung sinar katoda :besaran listrik menjadi besaran gambar

·        Foto sel: besaran cahaya menjadi besaran listrik

Sinyal Informasi

Ditinjau dari perangkat pengirim dan penerima yang secara umum dikatakan juga sebagai terminal / alat ujung komunikasi , maka sinyal informasi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1.    Sinyal telegrap

2.    Sinyal telepon

3.    Sinyal musik

4.    Sinyal facsimile

5.    Sinyal video

1.   Sinyal Telepon 

Sistem telepon digunakan para pelanggan untuk berkomunikasi tidak lain adalah untuk mendapatkan informasi, sehingga dengan demikian sinyal telepon tersebut adalah sinyal informasi.

Secara umum didefinisikan bahwa informasi adalah sesuatu yang tidak diketahui sebelumnya, sehingga bila diminta menampilkan sinyal tersebut secara grafis, maka  berarti harus menggambarkan sesuatu yang tidak diketahui; bagaimana wujudnya ?