Ilmu pengetahuan dan teknologi (Iptek) Mekatronika tentunya sudah tidak asing lagi bagi dunia iptek, bahkan sampai ke masyarakat umum di Indonesia. Namun demikian sudahkah kita mengenal apa sejatinya iptek mekatronika itu? Dari sisi istilah, Mekatronika merupakan iptek gabungan antara iptek Mekanika, Elektronika, dan Informatika.
Mekanika
Benda benda bergerak maupun benda diam, hampir semuanya tidak terlepas dari fenomena fisika yang menyertainya, terutama berhubungan dengan perilaku benda tersebut, ketika dalam keadaan diam maupun bergerak. Melalui iptek Mekanika, perilaku benda dimaksud bisa diungkapkan.
Mekanika sendiri merupakan cabang ilmu fisika yang terkait dengan perilaku benda ketika diam dan atau bergerak dalam menerima beban pada dimensi ruang dan waktu. Dari perilakunya akan dapat diketahui apakah benda tersebut mampu menerima beban, baik berupa beban benda statik, maupun dinamik, atau pun beban non-benda berupa beban termal, karena lingkungan opersionalnya berada pada temperatur ruang, lebih tinggi atau pun temperatur di bawah nol derajat Celsius.
Aplikasi iptek Mekanika sangat luas, mulai dari teknik sipil semisal rancang bangun gedung, jembatan, maupun perumahan. Sedangkan dalam rancang bangun permesinan meliputi: perhitungan struktur komponen mesin yang menyangkut gaya dinamika, statika, kinematika, tegangan struktur, sampai ke pemilihan material sebagai bahan permesinan, dan manufaktur komponen mesin.
Elektronika
Peralatan elektronik sepertinya tidak bisa lepas dari pemenuhan kebutuhan rutin sehari-hari, mulai dari peralatan masak, mesin cuci, televisi, telepon genggam, komputer, ATM, sampai pada komponen sepeda motor, maupun mobil. Semua terkait erat dengan penggunaan peralatan elektronik, yang dihasilkan dari iptek Elektronika sebagai cabang ilmu fisika. Satu di antara pengertian umum dari Iptek Elektronika yaitu iptek yang mempelajari dan sekaligus menghasilkan segala macam iptek, dan berhubungan dengan listrik arus lemah, termasuk kendali dan kontrolnya. Beberapa contoh peralatan elektronik yang telah dikenal luas di masyarakat, misalnya : Transistor, Kapasitor dan Resistor.
Informatika
Pada dekade dewasa ini iptek Informatika telah melingkupi segala aspek yang berhubungan dengan iptek, baik untuk kebutuhan sehari-hari maupun untuk keperluan kesehatan, lingkungan, hiburan, pariwisata, bisnis, ekonomi, politik, keamanan, sampai ke pertahanan. Sebab sudah bisa dikatakan bahwa semuanya sangat tergantung pada penggunaan jasa komputer, baik mencakup : perangkat lunak, perangkat keras, maupun aplikasi praktis yang menyertainya. Jasa komputer ini juga melibatkan transformasi dan pengolahan data melalui proses logika tertentu.
Melalui Iptek Informatika hampir bisa menjawab semua kebutuhan penggunaan komputer yang tidak terbatas pada: proses perancangan, pengembangan, pengujian, evaluasi kinerja pemograman, komputasi, pembuatan aplikasi yang diperlukan oleh pengguna, beserta perbaikan perbaikan di masa yang akan datang.
Pengertian Umum Iptek Mekatronika
Seperti yang telah diinformasikan sebelumnya bahwa Mekatronika merupakan gabungan antara iptek Mekanika, Elektronika, dan Informatika. Hubungan ketiganya dalam membentuk iptek Mekatronika dapat digambarkan seperti diagram di bawah ini:
Sedangkan pengertian umum dari iptek Mekatronika menurut laman https://id.wikipedia.org/wiki/Mekatronika yang mengutip dari hasil Musyawarah Nasional Mekatronika, di Bandung, pada tanggal 28 Juli 2006, Komunitas Mekatronika Indonesia merekomendasikan definisi Mekatronika, adalah: sinergis iptek mesin, elektronika, informatika dan teknik pengaturan (teknik kendali) untuk merancang, membuat (memproduksi), mengoperasikan dan memelihara sebuah sistem untuk mencapai tujuan yang diinginkan.
Mengacu pada definisi Mekatronika tersebut, dapat dipahami bahwa bidang garapan fungsional iptek Mekatronika akan menjadi sangat luas, yang bisa jadi meliputi segala upaya pemenuhan kebutuhan sehari-hari sampai kebutuhan yang paling rumit sekali pun, semisal kebutuhan di bidang kesehatan, maupun pertahanan Negara. Meskipun demikian, pada dasarnya komponen utama iptek Mekatronika, menurut laman https://ee.unud.ac.id/file_pendukung_data_riwayat/1448410232.pdf, adalah terdiri dari komponen sebagai berikut:
- Mekanisme mesin. Merupakan komponen objek kendali, bisa berupa lengan robot, mekanisme penggerak otomotif, dan generator pembangkit listrik.
- Sensor. Merupakan komponen pemantau objek kendali. Sensor ini dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal untuk memroses sinyal listrik menjadi sinyal yang mengandung informasi yang bisa dimanfaatkan.
- Kontroler. Merupakan komponen pengambil keputusan apakah keadaan ojek kendali telah sesuai dengan nilai referensi yang diinginkan atau belum, dan kemudian memproses infromasi untuk menetapkan nilai komando guna merevisi keadaan objek kendali.
- Rangkaian. Merupakan komponen penerima sinyal komando dari kontroler dan mengkonversinya menjadi energi yang mampu menggerakkan aktuator, untuk melaksanakan komando dari kontroler. Komponen ini selain menerima informasi dari kontroler juga menerima catu daya berenergi tinggi.
- Aktuator. Ini adalah komponen yang berfungsi mengkonversi energi dari energi listrik ke energi mekanik. Bentuk konkrit aktuator ini misalnya: motor listrik, tabung hidrolik, dan tabung peneumatik.
- Sumber energi. Merupakan komponen yang mencatu energi listrik ke semua komponen yang membutuhkannnya. Salah satu bentuk konkrit sumber energi adalah baterai untuk sistem berpindah tempat, atau adaptor AC-DC untuk sistem yang stasionari (tetap di tempat).
- Struktur mekatronik. Merupakan komponen sistem umpan balik (closed loop) yang meyerupai makhluk hidup, dalam hal setiap melakukan kegiatan selalu merevisi tindakannya berdasarkan informasi umpan balik yang dikirim oleh indra ke otak. Dengan demikian sebagai gambaran global bahwa fungsi dari Iptek Mekatronik adalah merealisasikan sistem mekanik yang mampu melakukan pekerjaan seperti halnya mahluk hidup atau bahkan bisa meniru fungsi manusia seutuhnya.
Penerapan Iptek Mekatronika
Beberapa contoh dari penerapan Iptek Mekatronika adalah sebagai berikut:
- Robot Ascento yang bisa melompat. Robot ini mampu berjalan tegak dengan dua roda, dan tetap berjalan seimbang ketika terkena hambatan jalan bergelombang.
- Robot Boston Dynamics. Robot ini mampu melakukan tugas bongkar muat dan mengidentifikasi kotak yang harus dipindah posisinya.
Seperti yang telah diketahui bahwa penerapan iptek Mekatronika meliputi segala upaya pemenuhan kebutuhan sehari hari sampai kebutuhan peralatan pertahanan Negara, bahkan sampai ke teknologi Penerbangan dan Antariksa. Jika contoh contoh penerapan di atas diteruskan ke segala bidang iptek, tentu akan sangat banyak. Oleh sebab itu dapat pula dipahami bahwa iptek Mekatronika ini sangat penting, dan kiranya wajib dipelajari, dipahami dan dikuasai oleh sebagian bangsa Indonesia yang berminat, dan berbakat di bidang iptek, khususnya iptek Mekatronika.
—
Penulis:
Atik Bintoro, Pemerhati Teknologi, tinggal di Rumpin, Bogor.
