Produk elektronika dengan sistem kendali otomatis adalah suatu alat yang bekerja sesuai dengan keinginan pengguna. Kendali otomatis adalah suatu teknologi yang menghubungkan antara sistem mekanik, kelistrikan, dan elektronika secara bersama dengan sistem informasi untuk mengendalikan produksi. Contoh sederhana yang sering kita jumpai adalah penanak nasi ini mampu menukar sistem kerja dari kerja manusia menjadi kerja alat otomatis. Kemudahan, kesederhanaan, dan manfaat yang nyata, serta keuntungan dari sistem otomatis ini dapat meningkatkan keefektifan kerja sehingga pengguna dapat melakukan aktifitas yang lainnya.
Sistem mekanik dalam contoh di atas adalah penanak nasi sendiri, sedangkan sistem kelistrikan adalah tenaga (energi listrik) yang diberikan untuk memanaskan elemen pemanas. Dalam hal ini elemen pemanas dan juga thermostat dapat dikategorikan sebagai sistem elektronik. Komponen thermostat berfungsi membaca temperatur dan memberikan informasi ke sistem elektrik untuk memberikan tindakan. Sistem penanak nasi ini ada dua tindakan yaitu terus memberikan energi atau berhenti memberikan energi pada temperatur 100°C.
Program instruksi yang terdapat pada sistem pengendalian untuk menjalankan instruksi dan mengotomasikan suatu proses memerlukan energi, baik untuk menggerakan proses itu sendiri maupun untuk mengoperasikan program dan sistem kendali. Sistem pengendali yang menggunakan sensor memberikan informasi (sebagai input) ke pemroses (otak) untuk memberikan tindakan (output). Proses membaca (sensor), pengolahan data dari sensor (pemroses) dan tindakan merupakan elemen dari sistem kendali. Sistem kendali dapat digambarkan sebagai berikut:
Secara skematik sistem kendali tergambarkan, sedangkan umpan balik digunakan saat output hasil pemrosesan tidak sesuai dengan standar yang diinginkan, maka kembali ke input untuk diproses ulang dengan memperhatikan parameter yang ditetapkan. Sistem Pengendalian Otomatis adalah sistem pengendalian dimana subyek digantikan oleh suatu alat yang disebut controller. Dimana tugas untuk membuka dan menutup valve tidak lagi dikerjakan oleh operator, tetapi atas perintah controller. Sistem kendali otomatis terdiri atas tiga elemen yaitu: (1) sumber tenaga untuk menjalankan aksi, (2) sistem kendali umpan balik (feedback control), dan (3) machine programming.
Suatu sistem kendali umpan balik umumnya disusun dari 5 komponen utamanya. Komponen tersebut adalah (1) masukan (input), (2) proses yang dikendalikan (plant), (3) keluaran (output), (4) elemen pengukur (sensing elements) dan (5) Pengendali.
Perkembangan produk elektronika kendali otomatis banyak dijumpai pada peralatan rumah tangga atau lebil luas lagi produk industri kreatif dan produk elektronika memegang peran penting dalam berlangsungnya industri kreatif ini. Produk-produk yang dikembangkan diantaranya :
- Masukan atau input adalah rangsangan dari luar yang diterapkan ke sebuah sistem kendali untuk memperoleh tanggapan tertentu dari sistem pengaturan. Masukan juga sering disebut respon keluaran yang diharapkan.
- Proses yang dikendalikan (plant). Seperangkat peralatan atau objek fisik dimana variabel prosesnya akan dikendalikan, msalnya pabrik, reaktor nuklir, mobil, sepeda motor, pesawat terbang, pesawat tempur, kapal laut, kapal selam, mesin cuci, mesin pendingin (sistem AC, kulkas, freezer), penukar kalor (heat exchanger), bejana tekan (pressure vessel), robot dan sebagainya.
- Keluaran atau output adalah tanggapan sebenarnya yang didapatkan dari suatu sistem kendali.
- Elemen pengukur (sensing elements). Bagian paling ujung suatu sistem pengukuran atau sering disebut sensor. Sensor bertugas mendeteksi gerakan atau fenomena lingkungan yang diperlukan sistem kontroler. Sistem dapat dibuat dari sistem yang paling sederhana seperti sensor on/off menggunakan limit switch, sistem analog, sistem bus paralel, sistem bus serial serta si stem mata kamera. Contoh sensor lainnya yaitu thermocouple untuk pengukur temperatur, accelerometer untuk pengukur getaran, dan pressure gauge untuk pengukur tekanan.
- Alat pengendali sepenuhnya menggantikan peran manusia dalam mengendalikan suatu proses.
Perkembangan produk elektronika kendali otomatis banyak dijumpai pada peralatan rumah tangga atau lebil luas lagi produk industri kreatif dan produk elektronika memegang peran penting dalam berlangsungnya industri kreatif ini. Produk-produk yang dikembangkan diantaranya :
a. Peralatan Rumah Tangga dan Industri
Produk elektronika kendali otomatis hampir semuanya terdapat pada produk rumah tangga. Salah satu contohnya adalah lampu otomatis. Lampu otomatis bekerja dengan menggunakan sensor. Lampu
akan bekerja atau menyala ketika sensor menangkap pergerakan dan akan mati ketika lampu tersebut tidak ada pergerakan selama beberapa waktu dalam ruangan tersebut. Salah satu contohnya pada penerangan lampu rias, lampu dalam almari, lampu pada ruang tamu, kamar mandi, atau pada gudang dimana penggunaan lampu tersebut akan menyala bila diperlukan saja
Rangkaian lampu otomatis ini sebagai upaya penghematan penggunaan energi listrik dimana pengguna tidak harus secara manual menekan tombol switch pada rangkaian instalasi penerangan yang terpasang. Budaya sikap hemat energi secara otomatis terbangun dan energi listrik tidak terbuang sia-sia, serta merupakan tindakan yang sangat baik dalam upaya mengurangi pemanasan global.
Gambar di atas merupakan salah satu rangkaian kendali otomatis dari lampu. Pengembangan secara luas dari rangkaian elektronika dilakukan melalui pengamatan di sekitar atau lewat internet dan berdasarkan pada kebutuhan masing-masing pengguna.
b. Produk Elektronika Kendali Otomatis pada Robot
Proses produksi pada industri dapat dibantu dengan robot. Robot merupakan mesin hasil rakitan manusia yang dapat bekerja tanpa lelah untuk membantu pekerjaan manusia yang bersifat nonstop dan penjelajah lingkungan yang berbahaya misalnya untuk penelitian, membantu proses produksi di industri, transportasi, kesehatan.
Kendali pada robot dapat dilakukan secara otomatis dan teleoperasi. Kendali otomatis robot dapat bergerak berdasarkan perintahperintah yang telah diprogram pengendalinya yang dilengkapi dengan sensor dan semua input yang diterima oleh sensor akan memberikan data untuk diproses lebih lanjut oleh mikrokontroler. Program yang telah dibuat dan mikrokontroler melakukan aksi untuk menggerakkan roda, kaki, atau lengan robot. Kemampuan prosesor tergantung pada kecepatan, memori, dan fasilitas input /output (I/O). Karakteristik robot dapat digambarkan sebagai berikut :
Kendali teleoperasi robot dapat juga melakukan gerakan berdasarkan perintah-perintah yang dikirim secara manual baik dengan kabel maupun tanpa kabel (remote control). Secara umum karakteristik pada robot diantaranya: (1) mendeteksi lingkungan dengan menggunakan sensor-sensor panas, suhu, suara, halangan; (2) kemampuan bergerak menggunakan kaki dan/atau roda; (3) memiliki kecerdasan buatan untuk memutuskan gerakan yang tepat dan akurat dengan menggunakan unit pengotrol; dan (4) catu daya listrik menggunakan baterai, aki, atau sel surya.
b. Produk Elektronika Kendali Otomatis pada Robot
Proses produksi pada industri dapat dibantu dengan robot. Robot merupakan mesin hasil rakitan manusia yang dapat bekerja tanpa lelah untuk membantu pekerjaan manusia yang bersifat nonstop dan penjelajah lingkungan yang berbahaya misalnya untuk penelitian, membantu proses produksi di industri, transportasi, kesehatan.
Kendali pada robot dapat dilakukan secara otomatis dan teleoperasi. Kendali otomatis robot dapat bergerak berdasarkan perintahperintah yang telah diprogram pengendalinya yang dilengkapi dengan sensor dan semua input yang diterima oleh sensor akan memberikan data untuk diproses lebih lanjut oleh mikrokontroler. Program yang telah dibuat dan mikrokontroler melakukan aksi untuk menggerakkan roda, kaki, atau lengan robot. Kemampuan prosesor tergantung pada kecepatan, memori, dan fasilitas input /output (I/O). Karakteristik robot dapat digambarkan sebagai berikut :
Kendali teleoperasi robot dapat juga melakukan gerakan berdasarkan perintah-perintah yang dikirim secara manual baik dengan kabel maupun tanpa kabel (remote control). Secara umum karakteristik pada robot diantaranya: (1) mendeteksi lingkungan dengan menggunakan sensor-sensor panas, suhu, suara, halangan; (2) kemampuan bergerak menggunakan kaki dan/atau roda; (3) memiliki kecerdasan buatan untuk memutuskan gerakan yang tepat dan akurat dengan menggunakan unit pengotrol; dan (4) catu daya listrik menggunakan baterai, aki, atau sel surya.
