TEKNOLOGI ADAPTRONIC

Nikmati Mesin Mobil dan Industri yang tak Berisik

0
6

Sistem adaptronic merupakan salah satu teknologi penting abad ke-21. Lembaga Fraunhofer  telah melakukan penelitian fundamental dan berbagai proyek nyata—seperti mobil senyap dan beragam jenis industri dibuat tanpa suara deru mesin.

130914-02a

Pecahnya salah satu ban belakang mobil membuat sirna harapan pembalap Michael Schumacher untuk mengakhiri karier cemerlangnya dengan sebuah kemenangan di arena balap GP Brasil di Sao Paulo beberapa waktu lalu. Akhirnya, dia mencapai finish pada urutan keempat.

Advertisement

Akan tetapi,  seorang pilot Formula-1 bukan satu-satunya pengemudi yang harus berurusan dengan ban meledak. Secara teori, seorang pengemudi bisa memperkirakan kerusakan yang tiba-tiba menimpa mobil balapannya,  rata-rata sekali dalam lima sampai tujuh tahun atau setelah mengemudi antara 100.000 dan 150.000 kilometer.

Data di atas menjelaskan mengapa majalah otomotif terkemuka dan produsen ban menganjurkan pemeriksaan ban dua kali sebulan. Solusi lain yang ingin dicapai  adalah mengukur apa yang disebut run-flat tyre (RFT), yang berfungsi sebagai ban normal dan ban serep menggelinding menjadi satu.

Keuntungan utama pemeriksaan ban itu adalah hasil yang memungkinkan pengemudi terus mengemudi hingga jarak tertentu dengan ban meski meletus saat balapan. Hal itu tercapai berkat sebuah lapisan karet tambahan untuk mencegah ban mengalami kerusakan total setelah ban meletus.

Pembalap Michael Schumacher (Sumber foto : http://images5.fanpop.com/)
Pembalap Michael Schumacher (Sumber foto : http://images5.fanpop.com/)

Ketika ban meletus sebuah mobil yang dilengkapi dengan run-flat tyres, sebuah indikator visual pada dashboard menginstruksikan sopir untuk menurunkan kecepatannya hingga  tidak melebihi 80 kilometer per jam, dan berhenti di stasiun pelayanan berikutnya. Dengan begitu, lalu lintas di jalan raya tidak lagi terhambat  atau macet karena kendaraan  yang mogok, dan keamanan lebih baik bagi pengendara.

Meski alat run-flat tyres sudah beredar di pasar sejak tahun 2001, namun produk itu belum begitu menarik minat para pelanggan. Maklum harganya lebih mahal daripada ban standar dan juga menghasilkan lebih banyak suara atau terjadi suara berisik saat kendaraan melaju di atas jalan.

Untuk mengatasi suara berisik itu, solusi yang digunakan adalah dengan teknologi  adaptronic yang dikembangkan oleh para peneliti di lembaga Fraunhofer. Hasil teknologi  adaptronic  bisa membantu untuk mengurangi tingkat kebisingan di dalam kendaraan dengan cara meredam secara aktif penyebaran kebisingan yang disebabkan terjadinya getaran.

 

Pengembangan sistem atau struktur adaptronic cerdas dan komponennya adalah salah satu sektor penelitian menjadi fokus di Fraunhofer-Gesellschaft (Sumber foto/© : Fraunhofer LBF)
Pengembangan sistem atau struktur adaptronic cerdas dan komponennya adalah salah satu sektor penelitian menjadi fokus di Fraunhofer-Gesellschaft (Sumber foto/© : Fraunhofer LBF)

Pentingnya teknologi  adaptronic sebagai teknologi penting pada  abad ke-21 ini. Hal itu dari pengakuan  para pelaku industri semenjak tahun 1990-an.

“Di pabrik, suara yang bising dihasilkan oleh hentakan logam pada mesin, peralatan mesin menghasilkan getaran, dan pembangkit listrik dan motor menggunakan frekuensi berosilasi yang menciptakan gangguan kebisingan bagi pekerja dan mengganggu peralatan lainnya: ada korelasi langsung antara kemajuan teknologi, konstruksi ringan, getaran, keandalan dan kebisingan,” jelas Tobias Melz dari Institut Fraunhofer untuk Ketahanan Struktural dan Sistem Keandalan LBF di Darmstadt, Jerman. Dia juga mengelola kegiatan usaha Aliansi Adaptronic Fraunhofer.

“Struktur adaptronic aktif membantu mengurangi getaran yang disebabkan oleh mesin dan kendaraan – dan karenanya juga mengurangi kebisingan yang dihasilkan oleh keduanya. Manfaat adaptronic melampaui keuntungan yang ada bagi produsen run-flat tyre. Proses manufaktur dapat berjalan lebih efisien ketika mesin beroperasi secara lebih presisi.

Komponen dan produk yang digunakan dalam konstruksi ringan bisa mendapatkan keuntungan dari jangkauan sifat fungsional yang lebih luas. Secara garis besar, adaptronic mampu menghadirkan lebih banyak kenyamanan, keberfungsian dan keamanan di semua bidang teknik.”

Sebuah demonstrasi sederhana tentang  cara komponen adaptronic bekerja yang  melibatkan penempatan sebuah gelas berisi air di suatu tempat di bagian utama sebuah mobil.

Segera setelah mesin dihidupkan, pola gerak turbulen dapat diamati pada permukaan cairan. Hal yang sama terjadi di jalan, di mana setiap permukaan yang tidak rata dirasakan oleh pengendara kendaraan, dan juga bekerja pada struktur mekanik, komponen elektronik, dan sebagainya.

Kembali ke proses  percobaan dengan menghubungkan perangkat adaptronic aktif atau interface pada bagian utama mobil di mana gelas ditempatkan menyebabkan turbulensi pada permukaan air menjadi surut, membuktikan bahwa getaran yang mengganggu tidak lagi mencapai struktur kendaraan. Para penumpang bisa menikmati perjalanan yang lebih nyaman. Untuk mencapai hasil ini, para peneliti telah menemukan sistem yang menggabungkan sensor dan fungsi aktuator dengan sirkuit kontrol umpan balik elektronik.

Baca juga :   Ciptakan Tempat Kerja yang Efisien dan Ergonomis

Ilmuwan telah mengerjakan PR mereka

Sensor dan aktuator dirancang untuk merespon dengan cara yang ditentukan terhadap perubahan parametrik dalam lingkungan operasi mereka. Sifat mekanik suatu obyek, seperti kapasitas peredaman atau kekakuan, dapat dimodifikasi secara sintetis oleh perangkat lunak. Ini memungkinkan untuk mengurangi getaran, mengurangi kebisingan, atau bahkan mengatur bentuk komponen-komponen tertentu.

Kapasitas perangkat adaptronic tersebut untuk beradaptasi dengan cara yang ditentukan dengan lingkungannya terkadang membuatnya mendapatkan label “cerdas”. “Percobaan dengan segelas air menggambarkan betapa dekatnya keterkaitan antara getaran dan kebisingan. Bayangkan mesin cuci Anda, mesin di mobil Anda, atau mesin lainnya di lingkungan sekitar Anda,” saran Tobias Melz.

Kendaraan balap yang menggunakan sensor di dalam setiap mobil (Sumber foto: http://www.adaptronic.com.au/)
Kendaraan balap yang menggunakan sensor di dalam setiap mobil (Sumber foto: http://www.adaptronic.com.au/)

Di Aliansi Adaptronic Fraunhofer, tim proyek dari berbagai Institut Fraunhofer telah mengembangkan solusi untuk struktur mekanik, yang mencakup semua tahapan proses rekayasa, mulai dari sains material hingga keandalan sistem. Hasil penelitian mereka semakin meningkat dari waktu ke waktu dari segi kualitas, kecepatan, dan efisiensi biaya.

“Kami mampu menerapkan sirkuit kontrol kami di sistem terpasang pra-produksi, kami telah mengembangkan aktuator jenis baru, menemukan sensor regangan yang menggabungkan miniatur elektronik pemrosesan sinyal, merancang metode untuk mengevaluasi realibilitas struktur adaptif, mensistemasi dan mengkoordinasi metode dan peralatan pengembangan kami, dan kini telah mencapai tahap mengerjakan proses manufaktur praproduksi,” urai Profesor Holger Hanselka direktur LBF dan juru bicara aliansi Adaptronic Fraunhofer.

Dalam proyek terbaru yang diberi nama mobil senyap, para peneliti mengintegrasikan setidaknya dua solusi adaptronic pada mobil kelas compact. Sebuah kendaraan Volkswagen Lupo tengah dilengkapi empat unit pendukung aktif di bagian belakang chassis, dan kemudian diuji di jalanan.

Produk e1280s adalah sistem tuning yang dikonfigurasi dan memungkinkan tuner untuk menerapkan dan melaksanakan fungsi kontrol APA PUN yang tidak dapat diartikulasikan dengan menggunakan sistem elemen dasar seperti peta/ tabel, PID controller, timer dan fungsi arithermetic dan logis dasar. Tuning perangkat lunak yang telah dirancang untuk membuat sebagian besar fungsi ini transparan kepada pengguna yang kurang canggih, sehingga ECU dapat diinstal oleh pemula dan tuner berpengalaman sama (Sumber foto: http://www.tunehouse.com.au/brand/adaptronic/)
Produk e1280s adalah sistem tuning yang dikonfigurasi dan memungkinkan tuner untuk menerapkan dan melaksanakan fungsi kontrol APA PUN yang tidak dapat diartikulasikan dengan menggunakan sistem elemen dasar seperti peta/ tabel, PID controller, timer dan fungsi arithermetic dan logis dasar. Tuning perangkat lunak yang telah dirancang untuk membuat sebagian besar fungsi ini transparan kepada pengguna yang kurang canggih, sehingga ECU dapat diinstal oleh pemula dan tuner berpengalaman sama (Sumber foto: http://www.tunehouse.com.au/brand/adaptronic/)

“Solusi yang kami uji bertujuan mengurangi transmisi getaran mekanik pada bagian utama, yang dianggap sebagai kebisingan di kompartemen penumpang, seperti kebisingan yang ditimbulkan oleh kontak antara ban dan jalan. Unit pendukung aktif mengatur transmisi getaran tersebut,” jelas Melz.

Pada saat yang sama, para peneliti menguraikan mekanisme peredaman aktif untuk “firewall” (pelindung) yang memisahkan kompartemen mesin dan penumpang. “Ini hanyalah sebagian dari banyak konsep desain struktural yang saat ini sedang dikembangkan oleh Fraunhofer-Gesellschaft. Konsep-konsep tersebut tidak hanya membantu membuat mobil lebih tenang dan lebih mudah dibuat tetapi juga dapat diterapkan pada berbagai produk di sektor peralatan mesin,” kata pakar ini.

Tujuan penelitian dari proyek mobil senyap adalah untuk menjawab pertanyaan yang berkaitan dengan integrasi sistem dalam konteks teknik yang kompleks. Ini juga memberi kesempatan kepada para insinyur untuk mempublikasikan teknologi baru tersebut, mengingat bahwa mereka diwajibkan untuk menjaga sebagian besar penelitian dan pengembangan sehari-hari mereka dengan tingkat kerahasiaan yang sangat  ketat.

Melz menjelaskan, “Mobil compact yang terpilih hanyalah salah satu contoh dari rekayasa produk yang telah kami kerjakan, yang tidak terbatas pada aplikasi otomotif. Secara garis besar, kami berharap ini membuka ruang bagi kami untuk mengkomunikasikan ketersediaan solusi teknis semacam itu.”

(Sumber foto : https://www.google.com/)
(Sumber foto : https://www.google.com/)

Lupo telah dipresentasikan di ajang Hannover Fair yang biasa diselenggarakan pada April tiap tahun, sebelum pengujian dimulai kemudian hari selama musim semi pada serangkaian tes yang digelar oleh LBF Fraunhofer dan Technische Universität Darmstadt di lapangan udara yang tak terpakai lagi di Griesheim.

Para peneliti juga sedang mengerjakan sebuah proyek lain, melalui kerjasama dengan galangan kapal Friedrich-Lürssen di Bremen, yang melibatkan penggunaan perangkat adaptronic untuk meminimalkan getaran yang dihasilkan oleh mesin kapal. Proyek semacam ini memberi Melz keyakinan bahwa “adaptronic berada di jalur yang tepat”.(Diolah dari tulisan Isolde Rötzer; www.fraunhofer.de/magazine)

Advertisement

Tulis Opini Anda