Pengertian Giroskop: Sejarah Singkat, Jenis dan Contoh

Secara umum, gyroscope atau giroskop adalah alat yang digunakan untuk mempertahankan rotasi dan gerakan.

Kalau sering main game online seperti PUBG Mobile atau PUBG New State, istilah gyroscope mungkin sudah tidak asing lagi ditelinga anda.

Dengan giroskop, player bisa menggerakan ponsel untuk membantu meningkatkan kontrol. Bahkan mayoritas player mengaktifkan fitur ini.

Tapi, fungsi gyroscope lebih jauh dari itu alias tidak saja untuk meningkatkan refleks gerak saat main game.

Tetapi juga dipakai untuk menstabilkan arah. Karena itu, perangkat ini juga dipakai untuk navigasi pelayaran dan rudal balistik.

Tapi, apa sih yang dimaksud dengan giroskop? Mengapa alat ini sangat berguna? Apa saja jenis-jenisnya? Bagaimana sejarah pembuatan giroskop? Fungsinya apa?

Jika penasaran jawaban dari semua pertanyaan diatas, simak artikel dibawah ini sampai habis.

Pengertian Giroskop

Pengertian Giroskop
via azosensors.com

Dalam kamus besar bahasa Indonesia [KBBI], giroskop punya dua pengertian dasar, yakni:

  • Alat berupa cakram yang sumbunya berputar antara dua penopang dan tetap dalam posisinya apabila tidak ada pengaruh kekuatan dari luar
  • Alat yang digunakan untuk mengendalikan roket atau alat pengendali roket

Secara etimologis, kata Gyroscope diambil dari bahasa Yunani, gyros yang berarti sebuah lingkaran dan skopos dari akar kata spek yang berarti untuk mengamati.

Dari dua definisi diatas bisa dipahami kalau giroskop adalah alat dengan dua penopang atau roda di kedua sisinya.

Roda tersebut dipasang sedemikian rupa sehingga bisa berputar dengan cepat pada satu sumbu sementara sumbu lainnya bebas bergerak.

Artinya, orientasi satu sumbu tidak dipengaruhi oleh kimiringan sumbu lainnya. Dari sini bisa diketahui kalau gyroscope adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur penyimpangan suatu objek.

Sehingga, saat penyimpangan itu terjadi baik ke kiri atau ke kanan, maka orientasinya akan dipertahankan ke sudut tersebut.

Jika dilihat dari bentuknya, giroskop ini sebenarnya adalah alat berupa roda atau piringan yang berputar pada porosnya.

Nantinya, alat tersebut akan dipasang pada bingkai logam atau gimbal yang dapat dipindahkan agar lebih presisi.

Disisi lain, ada juga giroskop yang sumbunya lebih dari satu atau multi-sumbu dengan orientasi yang lebih lebar dari perangkat sejenis berukuran kecil.

Karena fungsinya yang cukup banyak, gyroscope saat ini lazim dipakai pada kompas, pilot automatis pesawat dan kapal sampai mekanisme kemudi torpedo.

Juga dipakai pada sistem panduan inersia untuk pesawat luar angkasa, rudal balistik, satelit luar angkasa sampai game online atau offline.

Sejarah Singkat Gyroscope

Giroskop sebenarnya sudah ada ribuan tahun sebelumnya tapi pengaplikasiannya saat itu masih terbatas pada bidang astronomi saja.

Alat pertama yang diketahui sebagai giroskop adalah spekulan berputar (whirling speculum) atau spekulum serson yang ditemukan oleh John Serson pada 1743.

Alat tersebut, secara ajaib, bisa dipakai untuk menemukan posisi matahari secara akurat dalam kondisi berkabut atau mendung pekat.

Selanjutnya, pada 1817, Astronom asal Jerman, Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger menulis tentang pentingnya penggunaan instrumen seperti giroskop.

35 tahun setelahnya atau pada 1852, fisikawan Prancis Léon Foucault melakukan eksperimen menggunakan giroskop pertama kali untuk menunjukkan rotasi bumi.

Baca Juga:

Ia jugalah yang pertama kali memberi nama alat ini yakni Skopeein, yang diambil dari istilah Yunani dengan arti yang sama.

Penggunaan giroskop makin meningkat setelah munculnya motor listrik. Dan pada waktu itu, alat ini sudah bisa beputar tanpa batas.

Hal ini disebabkan karena rentetan improvisasi gyrocompass fungsional. Dan gyrocompass fungsional pertama dipatenkan pada 1904 oleh Hermann Anschütz-Kaempfe.

Pada akhirnya, kesadaran akan pentingnya penggunaan giroskop pada berbagai bidang, termasuk militer, mulai muncul.

Semuanya muncul dari fakta bahwa giroskop bisa digunakan sebagai kemudi otomatis dan korektor gerakan suatu objek.

Faktanya, selama perang dunia ke-II, Giroskop jadi komponen utama bagi pesawat dan persenjataan anti-pesawat.

Setelah perang, penggunaan giro mulai diperluas ke berbagai bidang mulai dari navigasi kapal, peluru kendali dan lain sebagainya.

Cara Kerja Giroskop 

Pengertian Giroskop
via wikimedia.org

Jika bicara soal giroskop dalam arti yang spesifik maka kata tersebut hanya merujuk pada rotor, yang pada gambar diatas berwarna kuning.

Hanya saja, karena semua komponen tersebut saling terkait, maka ia bisa diartikan sebagai perangkat masukkan dan keluaran yang saling terhubung.

Rotor tersebut akan dipasang pada tiang kecil tegak yang disebut spin axis dan ditutupi dengan cincin yang disebut gimbal.

Gimbal tersebut memiliki bantalan agar tidak tergesek komponen lain dan berfungsi untuk mengisolasi rotor dari pusat torsi.

Untuk sumbu putarannya ditentukan oleh roda yang berputar pada porosnya. Rotor sendiri hanya berputar pada satu sumbu, dengan tiga derajat rotasi.

Setelah stabilitas didapat, dalam keadaan apapun, giroskop akan mempertahankan sumbu rotasi dari rotor yang ada di pusat.

Apabila torsi eksternal dan rotasi sumbunya diterapkan pada titik tertentu, seseorang bisa mengukur rentang orientasi pakai fenomena presisi.

Fenomena presisi sendiri mengacu pada perubahan orientasi sumbu rotasi dan benda yang berputar.

Artinya, sepanjang arah tegak lurus terhadap sumbu rotasi atau pada objek yang berputar pada sumbunya, akan terjadi presisi.

Oh iya, rotasi sumbu putaran ini akan diidentifikasi dan informasi ini kemudian diteruskan ke motor atau perangkat lain yang menerapkan torsi ke arah berlawanan.

Tindakan ini pada akhirnya akan membatalkan presisi namun orientasinya tetap dipertahankan dengan baik.

Jenis Giroskop

Jika dilihat dari cara kerja dan fungsinya, giroskop terbagi dalam beberapa jenis, diantaranya:

1. Giroskop Microelectromechanical systems (MEMS)

Giroskop Microelectromechanical systems (MEMS) atau giroskop sistem mikro elektromekanis adalah giroskop mini yang banyak ditemukan pada perangkat elektronik.

Ide dasar pembuatan giroskop jenis ini berasal dari bandul Foucault atau foucault pendulum yang menggunakan getaran untuk mengukur atau menentukan arah.

Dalam praktiknya, MEMS banyak dipakai untuk mengetahui rotasi bumi dengan data-data lain yang terkait seperti osilasi, laju rotasi sampai garis lintangnya.

2. Hemispherical Resonator Gyroscope (HRG)

Hemispherical Resonator Gyroscope (HRG) atau giroskop resonator hemispherical adalah giroskop yang menggunakan cangkang hemispherical solid-state yang tipis.

Cangkang itu ditambahkan oleh batang tebal lalu didorong ke resonansi lentur oleh gaya elektrostatik yang dihasilkan elektroda.

Elektroda tersebut diendapkan langsung ke struktur kuarsa leburan yang terpisah dan menyelubungi cangkang.

Sifat inersia gelombang akan berdiri lentur yang pada akhirnya akan menghasilkan efek giroskopis sebagaimana yang dikenal.

3. Vibrating Structure Gyroscope

Vibrating Structure Gyroscope atau Giroskop Struktur Bergetar yang kadang juga disebut Coriolis Vibratory Gyroscope (CVG) adalah giroskop yang menggunakan struktur bergetar untuk menentukan laju rotasi.

4. Dynamically Tuned Gyroscope (DTG)

Lalu ada Dynamically Tuned Gyroscope (DTG) atau Giroskop yang Disetel Secara Dinamis (DTG) adalah rotor yang digantung oleh sambungan universal dengan poros lentur.

Kekakuan pegas lentur ini tidak bergantung pada kecepatan putaran tetapi kelembanan dinamis yang dihasilkan dari efek reaksi gimbal.

Nantinya, akan menghasilkan kekakuan pegas secara negatif yang sebanding dengan kuadrat kecepatan putaran.

Artinya, pada kecepatan tertentu, kedua momen tersebut akan menciptakan momen sehingga membebaskan rotor dari torsi dan menjadikannya seperti giroskop.

5. Ring Laser Gyroscope

Ring Laser Gyroscope atau Cincin Laser Giroskop adalah giroskop yang menggunakan efek Sagnac untuk menghitung rotasi dengan mengukur pola interferensi gerakan.

Pergeseran dari balok itu akan dibagi jadi dua bagian, bahkan saat dua bagian tersebut bergerak ke arah yang berlawanan.

Pada efek Sagnac, berkas cahaya dibelah dan kedua berkas tersebut dibuat mengikuti jalur yang sama tetapi dalam arah yang berlawanan.

Saat kembali ke titik masuk cahaya, dua berkas tersebut diizinkan keluar dari ring dan akhirnya mengalami interferensi.

6. Fibre Optic Gyroscope

Terakhir ada fibre optic gyroscope atau giroskop optik serat adalah giroskop yang menggunakan interferensi cahaya untuk mendeteksi rotasi mekanis.

Cara kerjanya pun tetap berangkat dari Sagnac Efek dimana alat ini bisa mendeteksi perubahan posisi atau arah.

Dengan demikian, giro optik ini agak mirip dengan giro mekanik meski tidak operasinya tidak menggunakan cahaya yang lewat ke kumparan serat optik.

Contoh penggunaan Giroskop

Diatas sudah disebutkan beberapa kali soal penggunaan giroskop. Agar jelas, berikut disajikan contoh penggunaan Giroskop, diantaranya:

a. Stabilizer kamera

Contoh paling sederhana bisa nonton film Star Wars Episode VI: Return of the Jedi, saat adegan kejar-kejaran, kameramen menggunakan rig steadicam dan giroskop sekaligus.

Tujuannya tak lain adalah untuk memberikan stabilitas ekstra ke kamera. FYI, steadicam sendiri adalah alat yang digunakan untuk menstabilkan gerakan kamera.

b. Indikator arah pesawat terbang

Giroskop juga digunakan sebagai indikator arah untuk pesawat terbang yang secara tidak langsung dipakai pilot untuk melihat instrumen penerbangan.

Indikator heading memiliki sumbu rotasi yang diatur secara horizontal dan mengarah ke utara. Dan cara kerjanya berbeda dengan kompas magnetik karena tidak mencari arah utara.

Di pesawat, indikator arah perlahan menjauh dari utara dan perlu diorientasikan kembali secara berkala, pakai kompas magnetik sebagai referensi.

c. Kompas

Gyrocompass adalah giro yang mengarah ke utara dan ini berbeda dengan gyro directional, seperti yang dipakai pesawat terbang karena tidak berpatokan ke arah tersebut.

Pada dasarnya, giro ini digunakan untuk mendeteksi rotasi bumi pada porosnya dan kemudian mencari arah utara yang sebenarnya secara magnetis.

Dalam beberapa kasus, giro tersebut punya peredam bawaan yang dipakai untuk mencegah benturan atau gerakan tiba-tiba dan memudahkan proses kalibrasi ulang.

d. Akselerometer

Giroskop juga dipakai pada akselerometer, untuk mengukur akselerasi dan ketepanan koordinat secara presisi.

Cara kerja alat tersebut cukup sederhana hanya saja, tetap diperlukan integrasi alat dari waktu ke waktu untuk memperoleh data kecepatannya, yang kemudian dihitung sesuai dengan posisi objek.

e. Peralatan elektronik

Pada peralatan elektroni, bentuknya berupa sensor, yang digunakan untuk menghitung orientasi dan rotasi sekaligus mempertahankan arah referensi.

Jadi, selain digunakan pada kompas, pesawat terbang, perangkat penunjang komputer, giroskop sekarang juga digunakan dalam perangkat elektronik seperti HP.

Dan orang pertama yang mempopulerkan penggunaan Giroskop ke perangkat elektronik adalah Steve Jobs, pendiri Apple.

Teknologi ini kemudian dimasukkan ke iPhone dan sejak saat itu, Giroskop seolah jadi bagian penting dari Smartphone.

Bahkan beberapa fitur Android juga tak lepas dari Giroskop dan ini bisa dilihat dari fitur foto panorama, kamera 360 dan lain sebagainya.

Coba bayangkan jika tak ada giroskop di dalamnya? Pasti fitur-fitur tersebut tidak akan pernah ada di ponsel.

Karena bisa mendeteksi kecepatan dan akselerasi rotasi sudut maka untuk menggerakan objek di dalam ponsel, pengguna tinggal perlu menggoyakannya ke kiri, kanan, atas atau bawah.

f. Pada mainan

Giroskop juga digunakan pada mainan, atau yang lebih disebut giroskop mainan yang memungkinkan anak-anak memahami cara kerja giroskop.

Contohnya sendiri ada banyak mulai dari super gyroscope gimbals (add-on kit), super precision gyroscope tanpa gimbal, luxury box for super gyroscope dan lain sebagainya.

Kalau di Indonesia, bentuk mainan giroskop ini hanya terbatas pada beberapa jenis mulai dari gasing dan fidget spinner 3D.

g. Pada kapal pesiar

Pada kapal, giroskop tidak saja digunakan untuk membantu navigasi tetapi lebih jauh dari itu. Apalagi jika kapal tersebut adalah kapal Pesiar.

Mengapa? Karena ada beberapa akomodasi di kapal pesiar yang menggunakan giro seperti meja meja biliar atau perlengkapan lain.

Penggunaannya tentu bukan tanpa alasan karena giroskop bisa digunakan untuk meratakan meja yang peka terhadap gerakan tiba-tiba.

Penutup

Seperti yang sudah dijelaskan di atas yang mana alat ini sangat membantu dalam pengukuran dan penentuan orientasi.

Inilah yang jadi alasan mengapa sebagian besar perangkat navigasi modern menyertakan atau menggunakan alat kecil ini.

Demikian artikel tentang pengertian giroskop termasuk sejarah, cara kerja, jenis dan contoh. Semoga artikel ini bisa bermanfaat untuk anda. ***

Tinggalkan komentar