SISWA SMK N.03 : Sistem Embedded Pada Mobil

Sistem Embedded Pada Mobil

Embedded system adalah kombinasi dari hardware dan software yang disisipkan (embedded) dalam suatu perangkat tertentu yang bertujuan melakukan suatu fungsi/tugas khusus.
Tujuan Sistem Embedded Pada Mobil
ADA dua faktor yang menjadi tujuan dari setiap pengembangan teknologi otomotif yaitu mempermudah pengendalian kendaraan dan meningkatkan keselamatan. Begitu pula yang terjadi pada sistem kemudi, dari semula hanya mengandalkan gerakan mekanik hingga yang tercanggih menggunakan otak elektronik. Sistem kemudi yang memiliki fungsi untuk mengarahkan kendaraan pun jadi lebih mudah digerakkan.
Cara pengoperasian sistem kemudi cukup mudah. Pengemudi yang berada di kabin tinggal memutar setir ke kiri atau ke kanan, tergantung arah yang hendak di tuju. Didalam sistem kemudi terdapat komponen yang bisa menerjemahkan gerakan memutar menjadi gerakan fleksibel batang ke roda. Umumnya pabrikan mobil memakai sistem kemudi rack and pinion.

Konstruksi rack & pinion menggunakan rak setir yang di dalamnya memiliki poros yang dapat bergerak ke kiri atau ke kanan menggunakan gigi logam. Hasilnya pengendalian di lingkar kemudi lebih presisi dan responsif. Dalam perkembangannya, sistem ini dirangkaikan dengan teknologi power steering untuk memperingan tenaga saat memutar lingkar kemudi. Kerja sistem kemudi yang menggunakan teknologi power steering ini berdasarkan mekanisme gabungan antara hidrolik dan mekanik. Keduanya bekerjasama untuk menghasilkan putaran kemudi yang ringan.
Komponen utama dari sistem mekanik adalah roda dan batang kemudi, batang torsi dan gigi yang berada dalam rumah gigi atau gear housing. Ilustrasi sederhana dari kerja model mekanik yaitu putaran setir akan diteruskan oleh batang kemudi atau main shaft ke steering gear housing. Di bagian ini, gerakan memutar tersebut akan diubah menjadi gerakan lurus batang penghubung ke tie rod untuk membelokkan roda. Konstruksi mekanisme inilah yang disebut dengan nama rack and pinion. Banyak dipakai karena memiliki keunggulan pada responnya yang cepat.
Cara termudah untuk mengetahui kemampuan memutar roda kemudi adalah melihat steering ratio. Misalnya angka 18 : 1, artinya putaran setir sebanyak 360 derajat akan menyebabkan roda kemudi berputar sejauh 20 derajat (360 : 18). Prinsipnya semakin tinggi angka rasio, putaran kemudi semakin tidak responsif. Itu sebabnya mobil sport memiliki angka steering ratio yang lebih rendah.
Teknologi power steering dipasang pada bagian atas gear housing dengan memakai mekanisme hidrolik. Komponen utamanya adalah tangki, filter oli, pompa, sistem saluran oli, katup pengatur, dan tabung khusus. Tepat di atas gear housing ada sebuah katup pengatur. Kerja katup ini dikendalikan oleh gerakan batang torsi yang terletak di antara batang kemudi dan pinion.
Saat batang kemudi bergerak, katup akan tertutup yang menyebabkan oli masuk ke dalam silinder. Tekanan minyak akan mendorong piston kiri atau kanan kemudian mendorong gerakan batang penghubung. Dengan alat tersebut tenaga yang dibutuhkan untuk memutar roda kemudi lebih ringan. Sebaliknya ketika batang kemudi diam, oli akan mengalir kembali ke tangki cadangan dan tekanan pun berkurang.

Didukung teknologi elektronik yang kian canggih, para pakar otomotif menciptakan sistem kemudi elektronik active steering. Dengan teknologi ini mengemudikan jadi lebih mudah.
Alasannya sudut putaran kemudi untuk kecepatan rendah tidak sama dengan kecepatan tinggi. Misalnya, ketika parkir perbandingan putaran setir dan sudut belok adalah 10 : 1. Ketika kendaraan dipacu pada kecepatan tinggi, angka berubah 16 : 1. Sistem kemudi memang tidak begitu responsif dengan alasan untuk menjaga keselamatan. Pada kecepatan tinggi sistem kemudi yang responsif amat berbahaya karena akan membuat kendaraan mudah oleng. Itu sebabnya angka rasionya dibuat lebih besar.
Teknologi setir aktif merupakan pengembangan dari konsep steer by wire yang diadopsi dari teknologi kemudi pesawat terbang, fly by wire. Komponen utamanya adalah motor listrik yang mempermudah gerakan roda kemudi. Kedepannya teknologi sistem kemudi diprediksi akan secanggih pesawat terbang.
Perkembangan Computer Embedded pada Dunia Otomotif

Dengan sistem kendali otomatis (autopilot), jarak antar kendaraan di jalan bebas hambatan dapat diperpendek sehingga kapasitas jalan bisa bertambah dan kemacetan lalu lintas lebih bisa dihindarkan. Mobil-mobil yang autopilot bergerak lebih efisien dengan polusi udara lebih rendah.
Kejenuhan mengemudi pun bisa dibuang karena pengemudi bebas menggunakan waktunya untuk kegiatan lain. Akan tetapi, untuk sampai pada kemampuan sistem seperti itu secara penuh, sistem kendali otomatis memerlukan perubahan, konsesi, serta kompromi dari pemakai dan penciptanya.
Perusahaan otomotif harus bekerja sama memproduksi peralatan komunikasi yang cocok satu dengan yang lainnya sehingga semua mobil di jalanan dapat bergerak selaras. Pemerintah juga harus menyediakan prasarana elektroniknya pada jalan-jalan yang juga bakal memerlukan lebih banyak penanganan dan perhatian. Sementara itu, “pengemudi” pun harus mengubah perilaku mengemudinya. Ia perlu belajar memercayai kendaraannya. Kita pun harus mau mengeluarkan dana lebih banyak untuk membeli mobil yang dilengkapi peralatan khusus.

IVHS (Inteligent Vehicle and Highway System) Amerika memperkirakan, kreasi dan penggunaan mobil, serta sistem jalan raya “pinter” ini di AS akan membutuhkan dana sedikitnya 200 miliar dolar AS (l.k. Rp 400 triliun) selama 20 tahun lebih. Sebagian besar akan dibebankan pada harga mobil yang harus dibayar masyarakat.
Langkah ini sudah dimulai sejak tahun 1991, AS sudah mengalokasikan dana sekitar 660 juta dolar AS (l.k. Rp 1,32 triliun) selama 6 tahun untuk IVHS. Di Jepang pun, industri dan pemerintah bergandengan tangan mengadakan uji lalu lintas otomatis.

Selama ini mesin mobil tergantung sepenuhnya pada penglihatan, pendengaran, dan daya reaksi manusia yang mengemudi. Bila mobil Anda telah memiliki antilock brakes system/ABS (sistem rem antiterkunci) dan traction control (pengendalian tenaga penggerak), kendaran berarti telah mengambil alih sebagian tugas Anda. Pada akhirnya nanti, mobil akan me-ngam-bil alih total pengendalian lewat peralatan yang me-monitor kecepatan, sudut belokan, jumlah bahan bakar yang mengalir ke dalam me-sin, dan tingkat pengereman yang diterapkan. Radar mendeteksi posisi dan meng-hitung kece-patan ken-daraan di sekitar Anda.
Saat ken-daraan Anda “melihat” rintangan, “merasakan” kekasaran jalan aspal dan “ngobrol” dengan pos-pos informasi di sisi jalan, atau dengan kendaraan lain, otak mikroprosesornya akan mengaktifkan motor elektromekanik yang mengendalikan kemudi, akselerasi, penurunan kecepatan, dan menentukan kecepatan.
Di jalan-jalan prioritas, seperti jalan bebas hambatan dalam kota, terowongan dan jembatan, “otak” mobil Anda mungkin kadang-kadang harus mengalah dengan komando dari pusat pemantauan lalu lintas. Berkat pusat pemantauan ini, semua kendaraan dikoordinasikan seperti halnya pengendalian lalu lintas udara.

Keuntungan
Mencegah tabrakan
Evolusi mobil berpikir mulai ketika rem antiterkunci (ABS) muncul di pertengahan tahun 1980-an diikuti oleh pengendalian tenaga penggerak. Keduanya melawan perintah pengendara, agar ban tetap di bawah kontrol. ABS secara otomatis mengurangi tekanan rem bila sistem itu memperkirkan salahsatu roda akan terkunci mati pada pengereman mendadak. Anda tentu tahu jika ini terjadi kendaraan akan selip, sedangkan pengendali tenaga penggerak kebalikannya. Ia mencegah selip selama penambahan kecepatan.
“Satu alasan teknologi ini begitu menarik adalah karena relatif tidak mahal, begitu komponen dasarnya diletakkan,” kata Gene Farber, penentu strategi dan perencanaan IVHS untuk Ford. Bila sensor, penggerak, dan tenaga pemrosesannya sudah berhasil dipasang untuk membuatnya jadi sistem pengendalian cuma soal pemograman komputer.
Dua komponen dasar kunci yang masih diusahakan adalah radar penghindar tabrakan dan pengendali tenaga penggerak yang terintegrasi. Dengan pengendali tenaga penggerak terintegrasi mobil tak perlu pedal gas lagi. Penambahan kecepatan cukup dilakukan secara elektronika, seperti halnya video game. Langkah nyata ke arah sana adalah skselerator elektronika pada sedan luks BMW 750iL. Pedal gasnya memutar sebuah potensiaometer, seperti tombol volume radio. Sistem drive-by-wire/DBW (mengemudi lewat kabel) tersebut membuat kita lebih mudah melakukan pengendalian kecepatan secara otomatis penuh karena mekanisme fisik mesin sepenuhnya diatur komputer.
Pada mobil sekarang, kaki pengemudilah yang paling menentukan cepat-lambatnya laju kendaraan. Itu tidak boleh terjadi dalam iring-iringan rapat di mana kecepatan ditentukan secara tepat dan otomatis, supaya setiap kendaraan sinkron dengan yang lain. Dengan DBW, komputer dapat mematikan kerja pedal gas bila perlu.

Dilengkapi sistem navigasi

Teknologi lainnya juga berperan besar. Misalnya sistem navigasi yang dapat mengetahui posisi kendaraan dan jalan yang harus dilalui untuk menccapai tujuan. Cara kerjanya adalah kombinasi antara teknologi sateit dengan teknologi yang terpasang di mobil. Hasilnya berupa gambar pergerakan kendaraan pada peta komputer.
Dalam projek pengujian TravTek yang sedang berlangsung baru-baru ini di Orlando, layar video dalam mobil Oldmobile Toronados menampilan informasi lalu lintas dan peta penuntun ke tujuan.

Di masa mendatang, sistem navigasi kendaraan dapat dihubungkan dengan pusat pengendali kendaraan otomatis. Ditambah dengan rambu-rambu komunikasi di sisi jalan, mobil dapat “tahu sendiri” kapan harus keluar dari jalan tol, untuk menuju ke salah satu tempat. Tentu masih banyak halangan menghadang otomatisasi jalanan. Yang paling besar justru bukan pada masalah teknis, tapi pada masalah sosial, misalnya polusi kendaraan. Para produsen juga ngeri bila sampai terjadi kesalahan produksi dan mereka dituntut konsumen.

Bayangkan, sistem kendali otomatis akan memungkinkan Anda main catur, menikmati satu bab dari sebuah novel, bahkan tidur sejenak. Ada yang bilang, bila dilihat kecepatan kemajuan tek-nologinya, bisa-bisa sistem kendali otomatis bakal tiba jauh lebih cepat dari pada yang kita perkirakan. Bila demikian halnya, sudah siapkah kita? (edi r panjunan/Int’s)
Konsep Embedded System pada Mobil

Mobil Masa Depan dengan Kecerdasan Buatan

SAN FRANSISCO – Pada tahun 2030-an, profesi sopir mungkin akan mulai tergusur. Pasalnya, sejumlah peneliti robotika saat ini sedang berlomba-lomba mengembangkan mobil terkendali otomatis yang dapat melalui jalanan-jalanan kota secara mandiri.
Mobil-mobil generasi awal akan dijajal kemampuannya dalam lomba the Grand Challenge yang digelar DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) pada bulan November. Mobil-mobil tersebut didesain tidak hanya terkendali otomatis, namun paham aturan lalu lintas bahkan memilih rute terdekat. Dalam lomba tersebut, mobil-mobil tersebut harus bersaing agar dapat melewati trafik lalu lintas jalanan yang didesain seperti sebuah jalanan kota.

Salah satu yang telah siap berlaga adalah mobil modifikasi tim Universitas Stanford, AS yang diberi nama Junior. Mobil dari jenis Volkswagen Passat 2006 ini direkayasa agar gas, rem, dan perpindahan giginya dapat dikendalikan melalui komputer. Perangkat global positioning system (GPS), radar, dan laser dipasang di sekitar badan mobil untuk memberitahu komputer lokasi dan posisi mobil terhadap benda-benda di sekitarnya.
“Hari ini kami dapat membiarkannnya melaju hingga 100 mil (sekitar 160 kilometer), tapi pada 2020 saya berharap akan mampu hingga seribu mil hingga satu juta mil,” ungkap Sebastian Thrun, guru besar ilmu komputer dan teknik elektro di Universitas Stanford. Ia yakin pengembangan mobil robot akan bersaing ketat sejak tahun 2015 sebelum mencapai tahap komersial dan siap melewati jalanan kota sebenarnya.
Thrun memprediksi lompatan kemajuan dalam pengembangan kecerdasan buatan akan menghasilkan mobil otomatis tanpa sopir di jalanan pada tahun 2030. Bahkan, ia menambahkan, pada tahun 2030, kita akan melihat mobil-mobil otomatis bersaing kecepatan dengan mobil-mobil biasa di jalan tol. Ia sangat antusias dengan manfaat teknologi ini karena dapat membantu orang yang tidak dapat mengendarai mobil seperti para penyandang cacat.