Bab I Pendahuluan
1. 1
Latar Belakang Observatorium Bosscha merupakan salah satu peninggalan pemerintahan kolonial
Belanda, yang dibangun pada tahun 1923-1928. Pada tahun 1959, Observatorium Bosscha telah diserahkan pemerintah untuk menjadi bagian dari Institut Teknologi Bandung (ITB), yang saat ini berfungsi sebagai lembaga penelitian dan penelitian formal di Indonesia. Observatorium Bosscha saat ini termasuk observatorium yang terbesar se-Asia Tenggara, dengan dilengkapi lima unit teleskop, yaitu teleskop Refraktor Ganda Zeiss, teleskop Schmidt Bima Sakti, teleskop Cassegrain GOTO, teleskop Refraktor Bamberg, dan teleskop Refraktor Unitron. Di antara kelima unit teleskop tersebut, dua unit - yaitu teleskop Cassegrain GOTO dan teleskop Schmidt Bima Sakti - telah dilengkapi dengan pemasangan motor listrik AC dan DC yang dapat memudahkan pengontrolan posisi untuk dapat memenuhi kebutuhan penelitian masa kini. Teleskop refraktor Bamberg saat ini banyak digunakan pada saat kunjungan masyarakat umum yang tertarik untuk menyaksikan objek pengamatan astronomi. Selain untuk menera terang bintang dan menentukan skala jarak, teleskop Bamberg ini juga digunakan untuk mengukur fotometri gerhana bintang, mengamati citra kawah bulan, mengamati matahari, mengamati citra kawah bulan, dan untuk mengamati benda langit lainnya. Untuk melaksanakan tugas-tugasnya tersebut teleskop Refraktor Bamberg dilengkapi dengan fotoelektrik-fotometer untuk mendapatkan skala terang bintang dari intensitas cahaya listrik yang ditimbulkan. Diameter lensa 37 cm, titik api atau fokus 7 m.
1
Namun dalam penggunaannya, teleskop Refraktor Bamber ini membutuhkan waktu yang relatif lama pada saat penyetelan posisi teleskop terhadap objek pengamatan. Posisi awal teleskop diperoleh dari gerakan pointing, yaitu gerakan ujung teleskop dari posisi istirahatnya menuju posisi koordinat yang diinginkan. Gerakan ini dilaksanakan dengan menarik ujung eyepiece teleskop sampai pada koordinat yang kira-kira benar. Kemudian dilanjutkan dengan memutar kenop yang terhubung ke sistem transmisi (lebih lengkap mengenai sistem transmisi ini akan dijelaskan lebih lanjut pada bab IV). Setelah mencapai koordinat yang diinginkan, teleskop melakukan gerak tracking, yaitu gerakan mengikuti objek pengamatan sesuai dengan gerakan rotasi bumi. Dengan melaksanakan prosedur di atas, cukup banyak
Gambar 1. 1 Bagian Eyepiece dari Teleskop
waktu yang terbuang untuk penyetelan posisi teleskop yang berlangsung hampir setiap hari. Oleh karena itu, untuk mempersingkat waktu penyetelan posisi dimaksudkan untuk memasang perangkat gerak otomatis pada teleskop Refraktor Bamberg. Perangkat gerak otomatis ini direncanakan terhubung ke Personal Computer. Sehingga posisi teleskop dapat dikendalikan dengan mengubah koordinat ekuatorial atau koordinat azimuth yang terdapat pada komputer sesuai dengan tool yang tersedia pada interface software. Koordinat azimuth dan koordinat ekuatorial merupakan koordinat yang digunakan sebagai koordinat benda luar angkasa. Untuk memenuhi tujuan tersebut dimulai dengan tahap perancangan sistem penggerak. Perancangan yang dibutuhkan adalah sistem penggerak yang dapat mengakomodasi pergerakan teleskop dalam arah dua derajat kebebasan sesuai dengan kecepatan yang dibutuhkan. Untuk mendukung hasil perancangan diperlukan pemilihan komponen yang tepat. Komponen penggerak dipilih berdasarkan analisis kinematik gaya yang dibutuhkan untuk memutar teleskop pada sumbunya. Sementara komponen penunjang yang dibutuhkan mencakup komponen yang memungkinkan pergerakan komponen pada lintasannya dengan kekakuan yang memadai. Pemilihan komponen mencakup pertimbangan tegangan yang terjadi dan space yang tersedia pada konstruksi teleskop. Setelah pemilihan komponen yang tepat, selanjutnya dibutuhkan 2
pemasangan komponen yang dipilih dengan teknik yang tepat. Dengan demikian kesalahan gerak teleskop dapat diminimalkan. Keberlangsungan penelitian astronomi di Observatorium Bosscha perlu dipertahankan, karena merupakan satu-satunya observatorium di Indonesia yang terus aktif dalam melaksanakan penelitian
astronomi.
Keberlangsungan
penelitian
dapat
dipertahankan
dengan
terus
memperbaiki teknologi yang digunakan dalam kegiatan observasi. Dengan demikian, penelitian astronomi nasional tidak tertinggal dengan ilmu pengetahuan astronomi secara internasional.
1. 2
Tujuan Berdasarkan uraian di atas, penelitian tugas akhir ini bertujuan untuk melakukan
perancangan perangkat gerak otomatis dari teleskop Refraktor Bamberg dengan dua derajat kebebasan. Tahap perancangan dimulai dengan perancangan perangkat sistem gerak, pemodelan dengan menggunakan Autodesk Inventor 11, analisis tegangan, pemilihan komponen penggerak dan komponen pendukung gerak yang sesuai dengan kebutuhan sistem, perancangan mounting yang dapat mengatasi beban yang diakibatkan pergerakan teleskop. Tujuan yang ingin dicapai yaitu hasil perancangan berdasarkan analisis statik ini dapat digunakan pada kondisi teleskop refraktor Bamberg, dapat memenuhi kecepatan yang dibutuhkan.
1. 3
Batasan Masalah
Tugas akhir ini menggunakan batasan sebagai berikut: •
Teleskop yang digunakan dalam perancangan adalah teleskop rekfraktor Bamberg, dengan dua derajat kebebasan yang digerakkan dengan menggunakan motor yang terpisah.
•
Komponen yang dirancang dibatasi sampai dapat mengatasi kebutuhan torsi dengan menggunakan analisis statik.
•
Untuk memberi gambaran gerak, pemodelan akan dijalankan dalam Autodesk Inventor Dynamic Simulator.
•
Pembahasan dalam sistem kontrol dinamik hanya seputar penggunaan metode sistem kontrol berbasis PLC yang akan digunakan.
3
1. 4
Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang dilakukan yaitu: •
Melakukan observasi sistem transmisi yang banyak digunakan dalam perancangan pemesinan. Setelah menemukan sistem transmisi yang tepat, dilakukan kajian literatur untuk menemukan karakteristik komponen yang sesuai dengan kebutuhan operasi sistem.
•
Selanjutnya dilakukan analisis secara kinematika, nilai tegangan karena gaya reaksi yang terjadi pada batang. Dengan menggunakan gaya maksimum yang mungkin terjadi dirancang sistem pencekaman yang dapat menahan beban sekaligus tidak sulit untuk diaplikasikan.
1. 5
Sistematika Penelitian Laporan tugas akhir ini disusun dalam 5 bab dengan garis besar masing-masing bab
sebagai berikut: Bab I : PENDAHULUAN Pada bab ini dikemukakan tentang pendahuluan yang terdiri atas latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah, metode penelitian, dan sistematika pembahasan.
Bab II : KOMPONEN-KOMPONEN MESIN PRESISI Dalam bab ini dibahas tentang komponen-komponen yang banyak digunakan dalam mesin presisi. Pertimbangan pemilihan antar komponen yang dapat memenuhi fungsi yang sama.
Bab III : SISTEM TELESKOP Pada bab ini dijelaskan mengenai perangkat gerak yang selama ini digunakan pada mesin presisi, bagaimana sistem transmisi yang menggerakkan teleskop dalam dua derajat kebebasan. Selain itu dibahas pula mengenai sistem koordinat yang digunakan dalam peneropongan objek luar angkasa.
Bab IV : PERANCANGAN PERANGKAT GERAK OTOMATIS Dalam bab ini dipaparkan tentang analisis statik pada komponen-komponen penyusun perangkat gerak otomatis, kebutuhan torsi akibat pembebanan, serta pertimbangan-pertimbangan
4
yang mendasari pemilihan komponen dibandingkan komponen dengan fungsi yang sama pada jenis lainnya.
Bab V : KESALAHAN POSISI DARI PERANGKAT GERAK Pada bab ini dijelaskan mengenai kemungkinan terjadinya kesalahan posisi teleskop, karena backlash yang terjadi pada sistem transmisi dan solusi yang mungkin digunakan untuk mengatasinya.
Bab VI : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini menyimpulkan hasil dari penelitian tugas sarjana dan saran-saran untuk pelaksanaan tahap selanjutnya setelah tahap perancangan.
5
