ALAT PEMOTONG GABUS BERBASIS MIKROKONTROLLERrepository.usd.ac.id/36736/2/155114016_full.pdf ·...
Transcript of ALAT PEMOTONG GABUS BERBASIS MIKROKONTROLLERrepository.usd.ac.id/36736/2/155114016_full.pdf ·...
-
TUGAS AKHIR
ALAT PEMOTONG GABUS BERBASIS
MIKROKONTROLLER
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Sharma
Disusun oleh :
KRISTA DWI ATMOJO
NIM : 155114016
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2019
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
FINAL PROJECT
MICROCONTROLLER-BASED STYROFOAM
CUTTERS
In a partial fulfilment of the requirements
for the degree of Sarjana Teknik
Departement of Electrical Engineering
Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University
KRISTA DWI ATMOJO
NIM : 155114016
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2019
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
v
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
MOTTO :
“belajar menjadi sukses adalah cara untuk sukses”
Persembahan :
Tugas Akhir ini kupersembahkan untuk
Tuhan Yang Maha Esa yang selalu memimpin setiap langkahku
Kedua orang tua, adik, dan keluarga yang selalu mendoakan
yang terbaik
Dosen-dosen dan teman-teman yang sudah berdinamika bersama
selama masa perkuliahan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
vii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
viii
INTISARI
Pada penelitian yang saya lakukan, saya membuat alat pemotong gabus berbasis
mikrokontroller dengan mengunakan mikrokontroller Arduino. Dengan mengunakan motor
stepper sebagai penggerak alat pemotong gabus yang akan memotong gabus tersebut. Alat
pemotong gabus mengunakan kawat nikelin yang dihubungkan dengan adaptor, sehingga
kawat nikelin tersebut panas dan dapat digunakan untuk memotong gabus.
Pertama-tama yang dilakukkan pada penelitian ini adalah membuat rancangan untuk
mekanik pada alat pemotong gabus, kemudian membuat rancangan untuk rangkaian pada
komponen-komponen yang diperlukan, pada tahap terakhir yaitu rancangan pada GUI di
prossesing dan program pada Arduino. Setelah selesai pada perancangan maka dilalkukkan
pengaplikasiannya dengan membuat model pada pemotong gabus dan kemudian memasang
komponen-komponen yang dibutuhkan seperti mikrokontroller, motor stepper dan kawat
pemanasnya.
Setelah melakukkan penelitian kami mendapatkan hasil penelitian dari hasil
pemotongan beberapa bentuk yaitu : pemotongan pada segitiga, persegi dan persegi panjang.
Dari hasil pemotongan tersebut dapat diukur pada panjang dan lebar serta sisi pada masing-
masing bentuk. Pada alat pemanasnya juga kita dapatkan pengukuran suhu saat digunakan
untuk pemotongan gabus yang telah dilakukan pada penelitian. kata kunci : Arduino, gabus, mikrokontroller, stepper, kawat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
ix
ABSTRACT
In the research I did, I made a microcontroller-based cork cutter using an Arduino
microcontroller. By using a stepper motor as a cork cutter tool that will cut the cork. The
cork cutter uses a nickel wire connected to an adapter, so that the nickel wire is hot and can
be used to cut the cork.
The first thing to do in this research is to design a mechanic for a cork cutter, then
make a design for a series of components needed, at the last stage, a design in the process of
processing and programming in Arduino. After completing the design, the application is
done by making a model on the cork cutter and then installing the required components such
as a microcontroller, stepper motor and heating wire.
After carrying out our research we get the results of the study of the results of cutting
several forms, namely: cutting on triangles, squares and rectangles. From the results of these
cuts can be measured in length and width and sides in each shape. In the heater we also get
temperature measurements when used for cutting cork that has been done in research.
Keyword : Arduino, cork, mikrokontroller, stepper, wire
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
x
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan penyertaan-Nya, sehingga
penulis dapat menyelesaikan pembuatan tugas akhir dan laporan tugas akhir ini dengan
lancar. Tujuan dari tugas akhir ini adalah sebagai salah satu syarat untuk mencapai derajat
sarjana Program Studi Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa yang selalu setia mendampingi dan memberikan berkat, serta
penyertaan kepada penulis.
2. Bapak Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc.,Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma.
3. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik
Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.
4. Bapak Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
yang selalu memberikan masukan dan dorongan, kepada penulis untuk berkembang
dan berproses, selalu sabar dan meluangkan waktunya untuk bimbingan sehingga
tugas akhir dapat diselesaikan dengan hasil yang memuaskan.
5. Bapak Dr. Ir. Linggo Sumarno, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik yang
selalu memberikan masukan dan dorongan, kepada penulis untuk berkembang dan
berproses selama berkuliah sehingga bisa sampai ditahap sekarang ini.
6. Ibu Ir.Theresia Prima Ari Setiyani M.T. selaku dosen penguji tugas akhir yang telah
memberi masukan, bimbingan serta saran untuk menyempurnakan penulisan tugas
akhir ini.
7. Bapak Ir. Tjendro, M.Kom., selaku dosen penguji tugas akhir yang telah memberi
masukan, bimbingan serta saran untuk menyempurnakan penulisan tugas akhir ini.
8. Bapak dan Ibu dosen yang mengajarkan banyak hal dan memberikan pengalaman
dalam proses pembelajaran selama penulis menempuh pendidikan di Program Studi
Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.
9. Orang Tua, adik, bude Lucy dan seluruh keluarga yang memberikan semangat,
dorongan dan doa untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Seluruh teman-teman yang sudah memberikan dukungannya selama penulisan tugas
akhir ini, khususnya untuk teman-teman Teknik Elektro angkatan 2015.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL(BAHASA INDONESIA) ................................................................. i
HALAMAN SAMPUL(BAHASA INGGRIS) ..................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................. Error! Bookmark not defined.
HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR .................. Error! Bookmark not defined.
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............. Error! Bookmark not defined.
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ..................................................... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................ Error! Bookmark not defined.
INTISARI ........................................................................................................................... viii
ABSTRACT ......................................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ........................................................................................................... x
DAFTAR ISI ...................................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL .............................................................................................................. xvi
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ............................................................................................................ 1
1.2. Tujuan dan Manfaat .................................................................................................... 2
1.3. Batasan Masalah ......................................................................................................... 2
1.4. Metodologi Penelitian ` .............................................................................................. 2
BAB II DASAR TEORI ....................................................................................................... 5
2.1. Mesin CNC ................................................................................................................. 5
2.2. Motor Stepper ............................................................................................................. 6
2.3. CNC Shield ................................................................................................................. 8
2.3. Arduino ...................................................................................................................... 9
2.3.1. Software Arduino ............................................................................................... 14
2.4. Software Open Prossesing ........................................................................................ 16
2.5. Gy-4988 A4988 Stepper Motor Driver Module ........................................................ 16
BAB 3 RANCANGAN PENELITIAN ............................................................................... 18
3.1. Proses Kerja Sistem .................................................................................................. 18
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xiii
3.2. Design Mekanik ........................................................................................................ 18
3.3. Perancangan Alat Pemotong ..................................................................................... 19
3.3. Perancangan Rangkaian Elektrik .............................................................................. 20
3.5. Perancangan Program Pada Arduino ........................................................................ 21
3.6. Perancangan GUI di Software Processing ................................................................ 22
3.6.1. Flow chart .......................................................................................................... 22
3.6.2. Perancangan GUI Processing ............................................................................ 23
3.7. Perancangan Pergerakan Pemotong Gabus .............................................................. 24
3.8. Perhitungan Pulsa yang Digunakan .......................................................................... 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................ 26
4.1. Bentuk Fisik Alat Pemotong Gabus ......................................................................... 26
4.2. Pemasangan Kawat Nikelin untuk Pemanas ............................................................. 28
4.3. Rangkaian Pengerak Motor Stepper ......................................................................... 28
4.4. Pengoperasian Alat ................................................................................................... 29
4.5. GUI pada Prosessing ................................................................................................. 29
4.6. Sistem Pergerakan Motor Stepper ............................................................................ 30
4.7. Sistem Pengiriman Data ........................................................................................... 34
4.8. Sistem Menerima Data pada Software Arduino ....................................................... 34
4.9. Pengujian pada Bentuk Persegi Panjang................................................................... 35
4.10. Pengujian pada Bentuk Persegi .............................................................................. 37
4.11. Pengujian Pada Bentuk Segitiga. ............................................................................ 38
4.12. Data Pengujian Arah Pergerakan ............................................................................ 41
4.13. Data Ketepatan Ukuran Pemotongan Kotak dan Segitiga ...................................... 42
4.14. Data Ketepatan Banyak Potongan Kotak dan Segitiga ........................................... 45
4.12. Perhitungan dan Pengukuran Arus pada Alat Pemanas .......................................... 46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 48
5.1. Kesimpulan ............................................................................................................... 48
5.2. Saran ......................................................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 49
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Blok diagram ..................................................................................................... 3
Gambar 2.1. Motor stepper .................................................................................................... 7
Gambar 2.2. CNC Shield ....................................................................................................... 8
Gambar 2.3. CNC Shield Schematic ..................................................................................... 8
Gambar 2.4. Tampilan Arduino Uno R3 ............................................................................. 10
Gambar 2.5. Alokasi penempatan pin Arduino Uno R3 ...................................................... 11
Gambar 2.6. Skematik Arduino UNO R3 ............................................................................ 14
Gambar 2.7. Tampilan software IDE Arduino .................................................................... 15
Gambar 2.8. Tampilan dari software prossesing ................................................................. 16
Gambar 2.9. Konfigurasi aplikasi IC A4988 ....................................................................... 17
Gambar 2.10. Gy-4988 A4988 stepper motor driver module .............................................. 17
Gambar 3.1. Blok diagram .................................................................................................. 18
Gambar 3.2. Design alat tampak depan ............................................................................... 19
Gambar 3.3. Design alat tampak samping ........................................................................... 19
Gambar 3.4. Rangkaian elemen panas untuk memotong gabus .......................................... 20
Gambar 3.5. Rangkaian skematik ........................................................................................ 20
Gambar 3.6. Flowchart pada program Arduino ................................................................... 21
Gambar 3.7. Flowchart untuk processing ............................................................................ 22
Gambar 3.8. Tampilan processing ....................................................................................... 23
Gambar 3.9. Rancangan gui di processing .......................................................................... 23
Gambar 3.10. Tampilan gambar persegi lima dengan koordinat x dan y. ........................... 24
Gambar 3.11. Hasil g-code dari bentuk segi lima ............................................................... 24
Gambar 3.12. Jarak antar pitch ............................................................................................ 25
Gambar 4.1. Bentuk fisik pemotong gabus tampak depan .................................................. 26
Gambar 4.2. Bentuk fisik pemotong gabus tampak samping .............................................. 27
Gambar 4.3. Kawat Nikelin Sebagai Pemanas .................................................................... 28
Gambar 4.4. Rangkaian pengerak motor stepper ................................................................. 28
Gambar 4.5. GUI pada prosessing ....................................................................................... 30
Gambar 4.6. Program untuk mengerakkan pemanas ke atas ............................................... 30
Gambar 4.7. Program untuk mengerakkan pemanas ke bawah ........................................... 31
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xv
Gambar 4.8. Program untuk mengerakkan pemanas ke kanan ............................................ 31
Gambar 4.9. Program untuk mengerakkan pemanas ke kiri ................................................ 31
Gambar 4.10. Program pergerakan awal ............................................................................. 32
Gambar 4.11. Program pergerakan sisi miring segitiga ...................................................... 33
Gambar 4.12. Program untuk pergerakan panjang kotak .................................................... 33
Gambar 4.13. Program untuk pergerakan lebar kotak ......................................................... 33
Gambar 4.14. Program untuk kembali ke home .................................................................. 34
Gambar 4.15. Program pengiriman data .............................................................................. 34
Gambar 4.16. Program menerima data pada Arduino ......................................................... 35
Gambar 4.17. Gelombang pada bentuk persegi panjang ..................................................... 35
Gambar 4.18. Tampilan GUI pada percobaan persegi ........................................................ 36
Gambar 4.19. Hasil percobaan persegi panjang .................................................................. 36
Gambar 4.20. Hasil pengukuran lebar bentuk persegi panjang ........................................... 37
Gambar 4.21. Tampilan GUI pada percobaan persegi ........................................................ 37
Gambar 4. 22. Hasil pengukuran persegi pada satu sisi ...................................................... 38
Gambar 4.23. Hasil pengukuran persegi pada sisi lainnya .................................................. 38
Gambar 4.24.Tampilan gui pada pengujian segitiga ........................................................... 39
Gambar 4.25. Hasil pengukuran pada satu sisi segitiga ...................................................... 39
Gambar 4.26. Hasil pengukuran pada sisi lain segitiga ....................................................... 40
Gambar 4.27. Hasil pengukuran pada sisi miring segitiga .................................................. 40
Gambar 4.28. Tampilan GUI pada percobaan persegi panjang ........................................... 41
Gambar 4.29. Hasil pengukuran persegi panjang dengan panjang yang berbeda ............... 41
Gambar 4.30. GUI pada prosessing ..................................................................................... 42
Gambar 4.31. Pengukuran teganggaan pada kawat nikelin ................................................. 46
Gambar 4.32. Pengukuran hambatan pada kawat nikelin .................................................... 47
Gambar 4.33. Hasil pengukuran arus yang melewati kawat nikelin ................................... 47
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Keterangan pin Arduino ..................................................................................... 12
Tabel 2.2. Keterangan tombol pada tampilan Arduino IDE ................................................ 15
Tabel 4.1. Pergerakan pemanas............................................................................................42
Tabel 4.2. Pengukuran hasil pengujian panjang kotak ........................................................ 42
Tabel 4.3. (Lanjutan) Pengukuran hasil pengujian panjang kotak ...................................... 43
Tabel 4.4. Pengukuran hasil pengujian panjang kotak ........................................................ 43
Tabel 4.5. Pengukuran hasil pengujian alas segitiga ........................................................... 44
Tabel 4.6. Pengukuran hasil pengujian tinggi segitiga ........................................................ 44
Tabel 4.7. Jumlah banyak potongan kotak .......................................................................... 45
Tabel 4.8. Banyak jumlah potongan segitiga ....................................................................... 45
Tabel 4.9. (Lanjutan) Banyak jumlah potongan segitiga ..................................................... 46
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan industri kreatif semakin pesat saat ini. Salah satu contohnya adalah
industri kreatif dalam pembuatan dekorasi dari styrofoam. Dekorasi dari styrofoam bisa
digunakan dalam banyak hal, seperti: ucapan selamat pada pernikahan, wisuda, promosi
jabatan; ucapan bela sungkawa, tugas senirupa siswa, pembuatan bantalan pengaman barang,
dekorasi pada acara karnaval, festifal budaya, dan lain-lain. Alat pemotong styrofoam ada
yang bersifat manual dan otomatis. Contoh alat pemotong styrofoam manual yaitu cutter dan
hot wire. Saat ini banyak pengrajin styrofoam di Indonesia yang menggunakan alat
pemotong styrofoam manual, seperti yang terjadi di pasar bunga dan styrofoam di Jalan
Koyan, Gubeng, Surabaya. Pemotongan styrofoam secara manual yang baik dan terencana
melibatkan serangkaian aktivitas lain sebagai penunjang yang mendukung misalnya
pengukuran, sketsa, dan lain-lain. Selain itu, apabila dituntut bentuk pemotongan yang
seragam dalam jumlah yang cukup banyak, akan menjadi masalah karena perlu konsistensi
dalam pengukuran, sketsa, dan pemotongan[1]. Untuk mengatasi masalah tersebut perlu
mengunakan mesin pemotog gabus yang dapat diprogram.
Mesin pemotong gabus sebenarnya telah banyak dijumpai, dan telah banyak digunakan
untuk berbagai keperluan, namun harganya masih mahal dan juga ukuranya masih relatif
besar sehingga sulit untuk dipindah-pindahkan. Mendekorasi sebuah tempat biasanya
mengunakan gabus sebagai hiasan-hiasan, untuk memotong gabus tersebut diperlukan
pemotong gabus yang mudah untuk dibawa ke berbagai tempat misalkan untuk mendekorasi
sebuat tempat pernikahan maka mesin tersebut harus dibawa ke tempat tersebut, namun jika
mesinya berukuran besar maka akan sulit untuk membawanya.
Penelitian ini akan membuat mesin CNC pemotong gabus yang sederhana yang mudah
untuk di bawa, sehingga memudahkan pekerjaan dan ukuran pemotong gabus sendiri yang
akan dibuat berukuran kecil. Alat ini dapat memotong gabus sesuai gambar yang ada di
komputer, mengunakan Arduino sebagai mikrokontroller, pemotong mengunakan elemen
panas yang terbuat dari kawat, umtuk mengerakkan pemanasnya mengunakan motor stepper
yang dapat bergerak kearah x dan y.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
2
1.2. Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan prototipe pemotong gabus
sederhana yang dapat diprogram sehingga dapat memudahkan memotong gabus dalam
jumlah yang banyak dan seragam.
Manfaat :
a. Pemotong gabus ini dapat dimanfaatkan untuk mencetak tempat packing
barang yang mudah pecah atau mudah rusak agar tidak terbentur barang yang
lebih keras
b. Pemotong gabus ini juga dapat digunakan untuk membantu dekorasi pada
sebuah acara dengan memotong gabus sesuai angka atau huruf serta bentuk
yang diingginkan.
1.3. Batasan Masalah
Penelitian akan dibatasi pada pembuatan prototipe pemotong gabus dengan
menggunakan mikrokontroler Arduino dengan Spesifikasi alat yang digunakan :
a. Mengunakan mikrokontroller Arduino
b. Alat pemotong mengunakan pemanas
c. Mengunakan motor stepper
d. Daerah kerja ukuran A4 (21 cm x 29,7cm)
e. Aplikasi mengunakan Open Prossesing
f. Ketebalan maksimal gabus yang dapat di potong 5 cm
g. Memotong bentuk 2D.
h. Memotong gambar yang telah ditentukan arah pergerakanya.
1.4. Metodologi Penelitian `
Berdasarkan pada tujuan yang akan dicapai maka metode-metode yang
digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir adalah:
1. Studi Pustaka
Studi Pustaka dilakukan dengan mengumpulkan informasi dari berbagai
sumber sumber berupa buku, jurnal, datasheet, internet. Informasi yang
dikumpulkan terkait dengan mesin CNC, alat pemotong gabus, motor stepper, dan
aplikasi yang akan digunakan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
3
2. Eksperimen
Eksperimen dilakukan dengan melakukan praktek ataupun pengujian
terhadap kemiripan dan ukuran hasil dengan desain yang telah dibuat.
3. Perancagan hardware dan software
Perancangan ini bertujuan untuk membuat bentuk atau model yang untuk alat
pemotong gabus itu sendiri. Gambar 1.1 memperlihatkan blok diagram tentang
alat pemotong gabus yang akan dibuat.
Gambar 1.1. Blok diagram
4. Pembuatan hardware
Pada tahap ini dilakukan dengan membuat plan yang dapat bergerak kearah
sumbu x dan sumbu y. Plan tersebut mengunakan dua motor steeper, dan untuk
pemotong gabusnya sendiri mengunakan kawat yang dialiri arus listrik.
5. Pembuatan software
Pembuatan program pada open prosessing bertujuan untuk mengambar objek
pada open prosessing. Gambar tersebut kemudian menerjemahkannya menjadi g-
code yang akan mengoperasikan motor stepper.
6. Pengambilan Data dan Pengujian
Pengambilan data dilakukan dengan cara menguji keseluruhan sistem dan
membandingkan hasil pemotogan gabus dengan gambar yang didesign apakah
sesuai dan apakah ukuran hasil dan gambar sesuai. Pengujian dengan cara
memberikan beberapa pulsa untuk motor stepper, apakah motor stepper akan
bergerak sesuai perhitungan dan plan telah bergerak sesuai dengan yang
ditentukan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
4
7. Analisis dan Kesimpulan
Analisis dan Kesimpulan dirumuskan berdasarkan data yang diperoleh dari
hasil pengujian. Analisa sistem mengacu pada kemiripan hasil degan gambar yang
diigginkan dan ukuran hasil sama dengan ukuran pada gambar. Jika terdapat
perbedaan ukuran dan tidak sesuainya atau tidak miripnya hasil dengan gambar
yang dibuat maka akan dijelaskan penyebabnya berdasarkan teori dan data
pengujian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
5
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Mesin CNC [2]
CNC singkatan dari Computer Numerically Controlled, merupakan mesin perkakas
yang dilengkapi dengan sistem mekanik dan kontrol b erbasis komputer yang mampu
membaca instruksi kode N, G, F, T, dan lain-lain, dimana kode-kode tersebut akan
menginstruksikan ke mesin CNC agar bekerja sesuai dengan program benda kerja yang akan
dibuat. Secara umum cara kerja mesin perkakas CNC tidak berbeda dengan mesin perkakas
konvensional. Fungsi CNC dalam hal ini lebih banyak menggantikan pekerjaan operator
dalam mesin perkakas konvensional. Misalnya pekerjaan setting tool atau mengatur gerakan
pahat sampai pada posisi siap memotong, gerakan pemotongan dan gerakan kembali
keposisi awal, dan lain-lain.
Demikian pula dengan pengaturan kondisi pemotongan (kecepatan potong, kecepatan
makan dan kedalaman pemotongan) serta fungsi pengaturan yang lain seperti penggantian
pahat, pengubahan transmisi daya (jumlah putaran poros utama), dan arah putaran poros
utama, pengekleman, pengaturan cairan pendingin dan sebagainya. Mesin perkakas CNC
dilengkapi dengan berbagai alat potong yang dapat membuat benda kerja secara presisi dan
dapat melakukan interpolasi yang diarahkan secara numerik (berdasarkan angka). Parameter
sistem operasi CNC dapat diubah melalui program perangkat lunak (software load program)
yang sesuai. Tingkat ketelitian mesin CNC lebih akurat hingga ketelitian seperseribu
millimeter, karena penggunaan ballscrew pada setiap poros transportiernya. Ballscrew
bekerja seperti lager yang tidak memiliki kelonggaran/spelling namun dapat bergerak
dengan lancar.
Mesin CNC dapat bekerja secara otomatis atau semiotomatis setelah diprogram
terlebih dahulu melalui komputer yang ada. Program yang dimaksud merupakan program
membuat benda kerja yang telah direncanakan atau dirancang sebelumnya. Sebelum benda
kerja tersebut dieksikusi atau dikerjakan oleh mesin CNC, sebaikanya program tersebut di
cek berulang-ualang agar program benar- benar telah sesuai dengan bentuk benda kerja yang
diinginkan, serta benar-benar dapat dikerjakan oleh mesin CNC. Pengecekan tersebut dapat
melalui layar monitor yang terdapat pada mesin atau bila tidak ada fasilitas cheking melalui
monitor (seperti pada CNC TU EMCO 2A/3A) dapat pula melalui plotter yang dipasang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
6
pada tempat dudukan pahat/palsu frais. Setelah program benar-benar telah berjalan seperti
rencana, baru kemudian dilaksanakan/dieksekusi oleh mesin CNC.
Dari segi pemanfaatannya, mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi dua, antara lain:
a. Mesin CNC Training unit (TU), yaitu mesin yang digunakan sarana pendidikan,
dosen dan training.
b. Mesin CNC produktion unit (PU), yaitu mesin CNC yang digunakan untuk
membuat benda kerja/komponen yang dapat digunakan sebagai mana mestinya.
Dari segi jenisnya, mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi tiga jenis, antara lain:
a. Mesin CNC 2A yaitu mesin CNC 2 aksis, karena gerak pahatnya hanya pada arah
dua sumbu koordinat (aksis) yaitu koordinat X, dan koordinat Z, atau dikenal
dengan mesin bubut CNC.
b. Mesin CNC 3A, yaitu mesin CNC 3 aksis atau mesin yang memiliki gerakan sumbu
utama kearah sumbu koordinat X, Y, dan Z, atau dikenal dengan mesin frsais CNC.
c. Mmesin CNC kombinasi, yaitu mesin CNC yang mampu mengerjakan pekerjaan
bubut dan freis sekaligus, dapat pula dilengkapi dengan peralatan pengukuran
sehingga dapat melakukan pengontrolan kualitas pembubutan/pengefraisan pada
benda kerja yang dihasilkan. Pada umumnya mesin CNC yang sering dijumpai
adalah mesin CNC 2A (bubut) dan mesin CNC 3A (frais).
2.2. Motor Stepper [3]
Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah pulsa
elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor stepper bergerak berdasarkan urutan
pulsa yang diberikan kepada motor. Karena itu, untuk menggerakkannya diperlukan
pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik. Penggunaan motor
stepper memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan penggunaan motor DC biasa.
Keunggulannya antara lain adalah:
a. Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan sehingga lebih mudah
diatur.
b. Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulai bergerak
c. Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi
d. Memiliki respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik (perputaran)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
http://www.rider-system.net/2011/10/mesin-cnc.html
-
7
e. Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor seperti
pada motor DC
f. Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat dikopel
langsung ke porosnya
g. Frekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range yang
luas.
Gambar 2.1. Motor stepper
Motor stepper merupakan perangkat pengendali yang mengkonversikan bit-bit
masukan menjadi posisi rotor. Bit-bit tersebut berasal dari terminal-terminal input yang ada
pada motor stepper yang menjadi kutub-kutub magnet dalam motor. Bila salah satu terminal
diberi sumber tegangan, terminal tersebut akan mengaktifkan kutub di dalam magnet sebagai
kutub utara dan kutub yang tidak diberi tegangan sebagai kutub selatan. Dengan terdapatnya
dua kutub di dalam motor ini, rotor di dalam motor yang memiliki kutub magnet permanen
akan mengarah sesuai dengan kutub-kutub input. Kutub utara rotor akan mengarah ke kutub
selatan stator sedangkan kutub selatan rotor akan mengarah ke kutub utara stator.
Prinsip kerja motor stepper mirip dengan motor DC, sama-sama dicatu dengan
tegangan DC untuk memperoleh medan magnet. Bila motor DC memiliki magnet tetap pada
stator, motor stepper mempunyai magnet tetap pada rotor. Adapun spesifikasi dari motor
stepper adalah banyaknya fasa, besarnya nilai derajat per step, besarnya volt tegangan catu
untuk setiap lilitan, dan besarnya arus yang dibutuhkan untuk setiap lilitan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
8
Motor stepper tidak dapat bergerak sendiri secara kontinyu, tetapi bergerak secara
diskrit per-step sesuai dengan spesifikasinya. Untuk bergerak dari satu step ke step
berikutnya diperlukan waktu dan menghasilkan torsi yang besar pada kecepatan rendah.
Salah satu karakteristik motor stepper yang penting yaitu adanya torsi penahan, yang
memungkinkan motor stepper menahan posisinya yang berguna untuk aplikasi motor stepper
dalam yang memerlukan keadaan start dan stop.
2.3. CNC Shield
Modul Shield CNC ini berguna untuk membantu merangkai driver stepper untuk
membuat alat pemotong gabus ini. Modul ini diletakkan di bord UNO. Shield ini memiliki
4 buah slot untuk stepper driver seperti A4988 driver, dengan penggunaan 2 pin I/O untuk
masing-masing driver.
Gambar 2.2. CNC Shield
Gambar 2.3. CNC Shield Schematic
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
9
2.3. Arduino [6]
Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan
dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara
khusus[2]. Sederhananya, cara kerja mikrokontroler sebenarnya hanya membaca dan
menulis data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk
mengontrol peralatan elektronik yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.
Dengan kata lain, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan intruksi-
intruksi yang diberikan. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem
terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang
programer.Program ini mengintruksikan komputer untuk melakukan tugas yang lebih
kompleks sesuai dengan yang diinginkan.
Mikrokontroler digunakan untuk mengolah perintah berupa program yang telah
dibuat sebelumnya dari sebuah masukan (input) menjadi keluaran (output) yang
diingkan. Mikrokontroler saat ini mengalami perkembanagan yang cukup pesat baik
dari bentuk, fungsi, dan kemampuannya sebagai kontroler.Perintah-perintah yang
diberikan pada mikrokontroler untuk mengontrol sebuah sistem ditulis dalam Bahasa
pemograman.Bahasa pemograman yang sering digunakan pada mikrokontroler antara
lain Bahasa C, C++, basic, dan assembly.Penggunaan Bahasa pemograman disesuaikan
dengan mikrokontroler yang digunakan.
Arduino adalah sebuah platform elektronik yang open source.Nama Arduino
tidak hanya digunakan untuk menamai board rangkaian saja, tetapi juga untuk menamai
Bahasa dan software pemogramannya, serta lingkungan pemogramannya atau yang
dikenal dengan sebutan Integrated Development Environment (IDE).Arduino memiliki
beberapa keunggulan dibandingkan dengan platform elektronik lainnya[3]. Beberapa
keunggulan tersebut antara lain:
1. Modul Arduino adalah sebuah platform elektronik yang open source yang
berbasis pada kemudahan dan fleksibilitas penggunaan hardware dan software.
Artinya pembaca dapat mengunduh software dan gambar rangkaian Arduino
tanpa harus membayar kepada pembuat Arduino.
2. Integrated Development Environment (IDE) Arduino merupakan
multiplatform yang dapat dijalankan di berbagai sistem operasi seperti
Windows, Macintosh, dan Linux.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
10
3. Modul Arduino mudah digunakan sebagai sebuah platform komputasi fisik
yang sederhana serta menerapkan bahasa pemograman processing.
4. Arduino merupakan platform interraktif karena dapat mengambil masukan dari
berbagai tombola tau sensor, mampu mengendalikan berbagai lampu, motor,
dan output fisik lainnya.
5. Modul Arduino dapat berdiri sendiri, atau dapat melakukan komunikasi dengan
softwareyang berjalan dikomputer seperti Flash, Processing, dan MaxMSP.
6. Biaya yang dibutuhkan untuk membeli modul Arduino cukup murah, sehingga
tidak terlalu menakutkan untuk membuat kesalahan.
7. Proyek Arduino ini dikembangkan dalam dunia pendidikan, sehingga bagi
pemula akan lebih cepat dan mudah untuk mempelajarinya.
8. Memiliki begitu banyak pengguna dan komunitas di internet yang dapat
membantu setiap kesulitan yang dihadapi.Dalam penelitian yang dikerjakan
oleh penulis, akan digunakan salah satu produk Arduino yang dikenal dengan
nama Arduino Uno R3. Gambar 2.4 merupakan tampilan Arduino Uno R3.
Gambar 2.4. Tampilan Arduino Uno R3
Arduino Uno R3 seperti gambar 2.4 adalah board berbasis mikrokontroler pada
ATMegaBoard Arduino Uno R3 seperti yang ditunjukkan Gambar 2.4. memiliki 14 digital
input / output pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 inputanalog, 16
MHz osilator Kristal, koneksi USB, jack listrik dan tombol reset. Pin – pin ini berisi semua
yang diperluhkan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke computer
dengan kabel USB atau sumber tekanan bias didapat dari adaptor AC – DC atau baterai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
11
untuk menngunakannya (Arduino, Inc, 2009)[4]. Setiap digital pin pada board Arduino Uno
R3 beroperasi pada tegangan 5 volt. Pin – pin digital tersebut juga memungkinkan dapat
mengeluarkan atau menerima arus maksimal sebesar 40 mA dan memiliki internal pull-up
resistor (yang terputus secara default) antara 20 – 50 Kohm[5]. Spesifikasi Arduino Uno R3
ditunjukan pada alokasi penempatan pin – pin Arduino Uno R3 pada tabel 2.1.
Gambar 2.5. Alokasi penempatan pin Arduino Uno R3
Arduino Uno R3 seperti ditunjukan Gambar 2.5.memiliki 6 input analog diberi
label A0 sampai A5, masing-masing menyediakan 10-bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang
berbeda). Secara default sistem mengukur dari ground sampai 5 volt, meskipun
mungkin untuk mengubah ujung atas rentang menggunakan pin AREF dan fungsi
analogReference(). Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus :
a. TWI : A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin. Mendukung komunikasi TWI
menggunakan wire library.
b. AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan analogReference ().
c. RESET : memberikan logika LOW untuk mereset mikrokontroler[5].
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
12
Tabel 2.1. Keterangan pin Arduino
No. Parameter Keterangan
1 ATmega 328 IC mikrokontroler yang digunakan pada Arduino Uno R3.
IC ATmega 328 memiliki flash memory 32 KB (dengan 0.5
KB digunakan untuk bootloader). ATmega 328 juga
memiliki 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM yang dapat
ditulis dan dibaca dengan EEPROM library.
2 Jack USB Untuk komunikasi mikrokontroler dengan PC.
3 Jack Adaptor Masukan power eksternal bila Arduino bekerja mandiri
(tanpa komunikasi dengan PC melalui kabel serial USB).
4 Tombol Reset
Tombol reset internal yang digunakan untuk mereset modul
Arduino.
5 SDA dan SCL Komunikasi Two Wire Interface (TWI) atau Inter Integrated
Circuit (12C) dengan menggunakan Wire library.
6 GND dan
AREF
GND = Pin ground dari regulator tegangan board
Arduino.
AREF = Tegangan Referensi untuk input analog.
7 Pin Digital Pin yang digunakan untuk menerima input digital dan
memberi
output berbentuk digital (0 dan 1 atau low dan high).
8
Pin Serial
Digunakan untuk menerima dan mengirimkan data serial
TTL (Receiver (Rx), Transmitter (Tx)). Pin 0 dan 1 sudah
terhubung kepada pin serial USB to TTL sesuai dengan pin
ATmega.
9
Pin Power
Vin = Masukan tegangan input bagi Arduino
ketika menggunakan sumber daya ekstenal.
5 V = Sumber tegangan yang dihasilkan regulator
internal
board Arduino.
3.3 V = Sumber tegangan yang dihasilkan regulator
internal board Arduino. Arus maksimal pada pin ini
adalah 50 Ma..
GND = Pin ground dari regulator tegangan board
Arduino.
IOREF = Tegangan Referensi.
10 Pin Analog In Menerima input dari perangkat analog lainnya.
Arduino Uno R3 berbeda dengan semua board sebelimnya karena Arduino Uno
R3 ini tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Melainkan menggunakan
fitur dari ATMega 16U2 yang deprogram sebagai konverter USB-to-serial [6]. Board
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
13
Arduino Uno memiliki fitur – fitur baru seperti pada Tabel 2.1.yaitu :
a. Pin out : menambahkan SDA dan SCL pin yang dekat ke pin AREF dan dua pin
baru lainnya ditempatkan dekat ke pin RESET, dengan I/O REF yang
memungkinkan sebagai buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang
disediakan dari board sistem. Perkembangannya, sistem akan lebih kompatibel
dengan prosesor yang menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan
dengan Arduino karena beroperasi dengan 3,3V. Yang kedua adalah pin yang
tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan pengembangannya.
b. Sirkuit reset.
c. ATMega 16U2 ganti 8U yang digunakan sebagai konventer USB-to-serial.
Board Arduino Uno R3 dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 – 20 volt. Jika
diberikan dengan kurang dari 7V, bagaimanapun pin 5V dapat menyuplai kurang dari 5
volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator bias
panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7V - 12V. Selain itu,
beberapa pin memiliki fungsi khusus :
a. Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX)
data TTL serial.
b. Eksternal Interupsi : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi
pada nilai yang rendah, tepi naik atau jauh, atau perubahan nilai. Lihat
attchInterrupt() fungsi untuk rincian.
c. PWM : 3,5,6,9,10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan fungsi
analogWrite().
d. SPI : 10 (SS), 11(MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi
SPI menggunakan library SPI. SPI (Serial Peripherial Interface) adalah sebuah
sinkronisasi serial data protocol yang digunakan oleh mikrokontroler untuk
melakukan komunikasi dengan satu atau lebih peripheral device secara cepat
berjarak pendek. SPI dapat juga digunakan untuk melakukan komunikasi antara
dua mikrokontroler.
e. LED : 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah nilai
TINGGI, LED menyala, ketika pin adalah RENDAH, LED off.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
14
Gambar 2.6. Skematik Arduino UNO R3
2.3.1. Software Arduino[7]
Arduino diciptakan untuk para pemula bahkan yang tidak memiliki basic bahasa
pemrograman sama sekali karena menggunakan bahasa C++ yang telah dipermudah melalui
library. Arduino menggunakan Software Processing yang digunakan untuk menulis
program kedalam Arduino. Processing sendiri merupakan penggabungan antara bahasa C++
dan Java. Software Arduino ini dapat di-install di berbagai operating system (OS) seperti:
LINUX, Mac OS, Windows. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi
kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment
(IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis
program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory
microcontroller.Software IDE Arduino terdiri dari 3 (tiga) bagian:
a) Editor program, untuk menulis dan mengedit program dalam bahasa processing.
Listing program pada Arduino disebut sketch.
b) Compiler, modul yang berfungsi mengubah bahasa processing (kode program)
kedalam kode biner karena kode biner adalah satu–satunya bahasa program yang
dipahami oleh mikrocontroller.
c) Uploader, modul yang berfungsi memasukkan kode biner kedalam memori
mikrokontroller.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
15
Gambar 2.7. Tampilan software IDE Arduino
Keterangan mengenai simbol-simbol (icon) yang terdapat pada jendela Arduino
IDE dijelaskan pada Tabel 2.2.sebagai berikut :
Tabel 2.2. Keterangan tombol pada tampilan Arduino IDE
No Nama Fungsi
1 Verify Menguji apakah ada kesalahan pada program atau sketch. Apakah
sketch sudah benar, maka sketch tersebut akan dikompilasi.
Kompilasi adalah mengubah kode program ke dalam kode mesin.
2 Upload Mengirimkan kode mesin kompilasi keboard Arduino.
3 New Membuat sketch yang baru.
4 Open Membuka sketch yang sudah ada.
5 Save Menyimpan sketch
6 Serial Monitor Menampilkan data yang dikirim dan diterima memalui serial
monitor
Tugas dari Arduino software adalah menghasilkan sebuah file berformat hex yang
akan di-download pada papan Arduino atau papan sistem mikrokontroler lainnya. Ini mirip
dengan Microsoft Visual Studio, Eclipse IDE, atau Netbeans. Lebih mirip lagi adalah IDE
semacam Code˸˸Blocks, CodeLite atau Anjuta yang mempermudah untuk menghasilkan
program dari kode bahasa C (dengan GNU GCC) sedangkan Arduino Software (Arduino
IDE)menghasilkan file hex dari baris kode yang dinamakan sketch [8].
Sketch adalah nama dari program yang ditulis pada Arduino Software, kemudian
sketch merupakan kesatuan dari kode program yang akan di-upload dan dijalankan pada
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
16
papan Arduino. Pada umumnya sketch yang dibuat di Arduino Software di-compile dengan
perintah verify / compile (Ctrl+R) lalu hasilnya di-download ke papan Arduino seperti
Arduino R3. [8].
2.4. Software Open Prossesing
Prossessing dapat digunakan untuk membuat suatu gambar, animasi, GUI software
ini juga dapat dihubungkan ke Arduino sehingga dapat mengkontrol input ke Arduino dan
dapat melihat keluaran dari Arduino. Software ini serupa dengan software GUI yang lainya
yang dapat dihubungkan dengan hardware yang ada. Adapun tampilan pada processing
dapat dilihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.8. Tampilan dari software prossesing
2.5. Gy-4988 A4988 Stepper Motor Driver Module[9]
Gy-4988 A4988 Stepper Motor Driver Module adalah modul penggerak yang
digunakan untuk mengendalikan motor stepper mulai dari full step, half step,1/4 step,
1/8 step dan 1/16 step dengan mode pengoperasian motor stepper bipolar, kapasitas
drive output driver hingga 35 V dan ± 2A [10].
Karena dapat melakukan hingga 1/16 step maka ketelitian setiap step makin
bertambah. Driver ini memiliki internal sircuit protection meliputi thermal shutdown,
undervoltage lockout (UVLO) dan crossover-current protection.Sehingga menambah
keamanan pada driver motor stepper [10]. Gy-4988 A4988 Stepper Motor Driver
Module memiliki kemampuan untuk beroperasi dalam slow atau mixed decay mode
seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.9.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
17
Gambar 2.9. Konfigurasi aplikasi IC A4988
Bentuk asli IC A4988 dapat dilihat pada Gambar 2.8. IC A4988memiliki 8 buah kaki
yang terdapat pada sisi kanan dan sisi kirinya.
Gambar 2.10. Gy-4988 A4988 stepper motor driver module
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
18
BAB 3
RANCANGAN PENELITIAN
3.1. Proses Kerja Sistem
Memotong gabus dengan mengunakan alat yang diprogram harus melalui tahap-tahap
yang dibutuhkan seperti terlihat pada gambar 3.1. Pertama-tama harus membuat design
gambar untuk bentuk gabus itu sendiri, kemudian gambar tersebut harus dikonversikan
kedalam program g-code untuk dapat mengerakkan motor stepper, untuk program motor
stepper harus mengunakan driver motor agar motor stepper dapat dijalankan dengan baik
sehingga plant dapat bergerak sesuai dengan gambar. Setelah plant dapat bergerak sesuai
dengan gambar alat pemanas yang digunakan untuk memotong gabus pun harus mencapai
suhu yang tepat agar gabus dapat terbentuk dengan baik.
Gambar 3.1. Blok diagram
3.2. Design Mekanik
Pada perancangan mekanik mengunakan dua motor stepper , motor stepper digunakan
untuk pergerakan pada sumbu x dan sumbu y. Pada tahap ini dilakukan dengan membuat
plan yang dapat bergerak kearah sumbu x dan sumbu y. Plan tersebut mengunakan dua motor
steeper. Gabus yang akan dipotong diletakkkan di penjepit gabus agar mudah untuk dipotong
dan agar menjaga pada posisi awal. Pada saat pemotongan gabus ada kemungkinan untuk
gabus bergerak maka dengan adanya penjepit gabus diharapkan tidak bergerak.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
19
Gambar 3.2. Design alat tampak depan
Gambar 3.3. Design alat tampak samping
3.3. Perancangan Alat Pemotong
Alat yang digunakan untuk memotong gabus sendiri mengunakan elemen panas,
elemen panas yang digunakan adalah kawat nikelin yang dapat diatur suhunya mengunakan
kontroller. Pengaturan suhu dapat diatur dengan mengunakan kontroller PWM yang akan
dihubungkan ke aruino. PWM tersebut memberikan pulsa pada plan. Rangkaian pemanas
dapat di lihat pada gambar 3.4.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
20
Gambar 3.4. Rangkaian elemen panas untuk memotong gabus
3.3. Perancangan Rangkaian Elektrik
Perancangan rangkaian elektrik dapat dilihat pada gambar 3.5 data dari komputer
dimasukkan kedalam Arduino sebagai kontroller dengan transfer data serial melalui kabel
USB. Didalam Arduino data diolah menjadi pulsa-pulsa yang akan mengerakan motor
stepper. Arduino tidak dapat langsung mengerakkan motor stepper maka diperlukan driver
motor stepper dapat mengerakkan motor stepper.
Gambar 3.5. Rangkaian skematik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
21
3.5. Perancangan Program Pada Arduino
Pada perancagan program Arduino pertama-tama yang perlu dilakukan adalah
membaca file g-code tersebut. Setelah file g-code dapat dibaca maka selanjutnya perintah
file g-code tersebut akan diartikan menjadi program yang dapat mengerakakan motor
stepper. Secara umum diagram alir dari perangkat tersebut dapat dilihat pada gambar 3.5
berikut ini.
Gambar 3.6. Flowchart pada program Arduino
Mulai
File
selesai
dibaca ?
Membaca file gcode
Selesai
Ya
Tidak
Inisialisasi
Artikan perintah Gcode
tiap baris
Ubah G-code menjadi
gerak motor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
22
3.6. Perancangan GUI di Software Processing
3.6.1. Flow chart
Perangkat lunak (software) yang digunakan untuk men-generate gambar menjadi g-
code adalah processing. Secara umum diagram alir dari perangkat tersebut dapat dilihat pada
gambar 3.6 berikut ini.
Gambar 3.7. Flowchart untuk processing
selesai ?
Gambar atau pilih gambar
Selesai
Ya
Tidak
Inisialisasi
Simpan koordinat
Generate G code
Mulai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
23
3.6.2. Perancangan GUI Processing
Pada gambar 3.6 dapat kita lihat listing program untuk software processing. Pada
software processing untuk membuat gambar kita harus membuatnya dengan menuliskan
programnya.
Gambar 3.8. Tampilan processing
Gambar 3.9. Rancangan gui di processing
Gambar 3.9 merupakan rancangan yang digunakan untuk mengoperasikan plan.
Tombol Bersihkan digunakan untuk membersihkan layar .Tomboh G-code digunakan untuk
mengubah gambar menjadi g-code. Tombol START digunakan untuk memulai memotong
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
24
sesuai gambar yang telah dipilih. Tombol STOP digunakan untuk menghentikan
pemotongan yang belum selesai secara tiba-tiba.
3.7. Perancangan Pergerakan Pemotong Gabus
Gambar 3.10. Tampilan gambar persegi lima dengan koordinat x dan y.
Pada gambar 3.10 merupakan tampilan gambar persegi lima dengan koordinat
X dan Y yang akan didapat file G-code seperti pada gambar 3.11. G-code tersebut yang
nantinya akan digunakan untuk mengerakkan plan yang telah dibuat.
Gambar 3.11. Hasil g-code dari bentuk segi lima
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
25
3.8. Perhitungan Pulsa yang Digunakan
Gambar 3.12. Jarak antar pitch
1 pitch = 2 mm
200 step = 2 mm
1 step ( 1 pulsa) = 2
200 mm
= 0,01 mm
=0,001 cm
Untuk mencapai jarak 1 cm membutuhkan 1000 pulsa
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
26
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini menjelaskan tentang hasil pengujian dari perancangan yang telah
dilakukan sebelumnya. Pengujian yang akan dilakukan adalah pengujian terhadap bentuk
dan ukuran gabus yang dipotong apakah sesuai dengan yang diprogram di komputer. Alat
yang dirancang telah dapat memotong beberapa bentuk yang sederhana seperti kotak,
persegi, dan segitiga. Alat yang dibuat juga dapat digerakan dengan tombol navigasi
kekanan, kekiri, keatas dan kebawah.
Untuk pemotong gabusnya sendiri mengunakan kawat nikelin yang dialiri arus
sebesar 2A dan teganggan 5 Volt. Gabus dijepit mengunakan penjepit yang telah dibuat,
kemudian kedua motor stepper mengerakkan pemanas sesuai bentuk yang akan dipotong
pada gabus. Pengujian dan pengambilan data dilakukan dengan membandingkan pulsa yang
diberikan pada motor stepper dengan panjang atau ukuran bentuk yang telah dipotong
mengunakan alat peotong ini.
Untuk mengerakkan pemanas tidak mengunakan G-code seperti yang ada di
perancangan karena pada program Arduinonya dibuat untuk membaca karakter yang dikirim
dari prosessing.
4.1. Bentuk Fisik Alat Pemotong Gabus
Gambar 4.1. Bentuk fisik pemotong gabus tampak depan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
27
Gambar 4.2. Bentuk fisik pemotong gabus tampak samping
Pada gambar 4.1 menunjukkan bentuk fisik tampak depan dan gambar 4.2
menunjukkan bentuk fisik tampak samping, ada beberapa perubahan ukuran antara
perancangan dan pembuatan alat karena beberapa pertimbangan. Salah satu perubahan pada
lebar dimensi, pada perancangan lebar 8 cm pada pelaksanaan menjadi 15 cm karena
pertimbangan jika terlalu kecil alat tidak dapat berdiri tegak. Untuk panjang dan tingginya
berubah dan ditambah dengan ukuran yang lebih besar karena bahan yang digunakan.
Perubahan tinggi dari 22 cm menjadi 30 cm dan untuk perubahan panjang alat pada
perancangan 33 cm menjadi 39 cm. Stepper untuk x berfungsi untuk mengerakkan pemanas
kekanan ataupun kekiri, sedangkan steper z untuk mengerakkan pemanas ke atas ataupun
kebawah. Pergerakan pemanas tergantung seberapa banyak pulsa yang diberikan pada motor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
28
stepper x dan z. Semakin banyak pulsa yang diberikan maka semakin jauh pergerakan
pemanas tersebut.
4.2. Pemasangan Kawat Nikelin untuk Pemanas
Gambar 4.3. Kawat Nikelin Sebagai Pemanas
Pada gambar 4.3 kawat nikelin dihubung pada adaptor 5 volt 2 ampere yang
digunakan untuk memotong gabus, saat dihubungkan ke adaptor maka kawat nikelin
tersebut akan menjadi panas dan dapat memotong gabus dengan baik.
4.3. Rangkaian Pengerak Motor Stepper
Gambar 4.4. Rangkaian pengerak motor stepper
Pada gambar 4.3 dapat dilihat rangkaian untuk mengerakkan motor stepper, power
supplay yang digunakan mengunakan power supplay 12 volt 5 Ampere. Mengunakan cnc
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
29
shield yang digunakan untuk menghubungkan Arduino dengan driver motor yang digunakan
untuk mengerakkan motor stepper. Untuk driver motornya sendiri mengunakan driver motor
Gy-4988 A4988 Stepper Motor Driver Module yang berguna untuk mengendalikan motor
stepper mulai dari full step, half step,14 step, 18 step dan 116 step dengan mode
pengoperasian motor stepper bipolar, kapasitas drive output driver hingga 35 V dan ± 2A
[10]. Karena dapat melakukan hingga 116 step maka ketelitian setiap step makin bertambah.
Driver ini memiliki internal sircuit protection meliputi thermal shutdown, undervoltage
lockout UVLO dan crossover-current protection.Sehingga menambah keamanan pada driver
motor stepper.
4.4. Pengoperasian Alat
Agar alat berjalan dengan baik dan sesuai dengan fungsinya masing-masing harus
mengikuti petunjuk berikut:
1. Pastikan semua terhubung dengan baik dan sesuai tempatnya.
2. Pastikan semua komponen mendapatkan suplay listrik.
3. Pasang gabus pada tempatnya dan dijepit pada penjepit yang telah disediakan.
4. buka aplikasi prosessing dan software Arduino untuk menjalankan progam.
4.5. GUI pada Prosessing
Pada gambar 4.4 dapat dilihat GUI pada prosessing, GUI sendiri berfungsi sebagai
antarmuka pengguna yang menggunakan metode interaksi antara pengguna dan komputer
secara grafis dan bukan perintah teks semata untuk membuat sistem operasi yang mudah
digunakan. Didalam GUI prosessing ini ada beberapa tombol yang digunakan untuk
mengoperasikan alat pemotong gabus baik secara manual dan otomatis. Pada tombol “ Atas
“ berfungsi untuk mengerakkan pemanas secara manual ke arah atas. Tombol “ Kanan “
digunakan untuk mengerakkan pemanas kearah kanan. Tombol “ Bawah “ digunakan untuk
mengerakkan pemanas kearah bawah. Tombol “ Kiri “ digunakan untuk mengerakkan
pemanas kearah kiri. Sedangkan tombol “persegi panjang” digunakan untuk membuat
bentuk persegi panjang. Tombol “persegi” digunakan untuk membuat bentuk persegi, dan
tombol segitiga digunakan untuk membuat bentuk segitiga. Panjang Persegi dan Luas
persegi dapat ditentukan dengan cara memasukkan angka pada text box yang telah
disediakan. Pada pemotongan segitiga di sediakan tempat untuk menentukkan panjang sisi
segitiga, segitiga yang dapat dipotong adalah segitiga siku-siku sama kaki.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
30
Gambar 4.5. GUI pada prosessing
4.6. Sistem Pergerakan Motor Stepper
Motor stepper adalah perangkat elektromekanis yang bekerja dengan mengubah
pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor stepper bergerak berdasarkan
urutan pulsa yang diberikan kepada motor. Karena itu, untuk menggerakkannya diperlukan
pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik.
Motor stepper dapat digerakkan mengunakan program yang dapat memindahkan
on/off pada masukkan motor stepper secara berkala dan berurutan. Beda halnya seperti
motor dc yang lain yang hanya membutuhkan suplay dari adaptor ataupun baterai saja dapat
bergerak selama arus listrik terus mengalir.
Gambar 4.6. Program untuk mengerakkan pemanas ke atas
Pada gambar 4.6 dapat dilihat program untuk mengerakkan motor stepper bagian z
yang dapat mengerakkan pemanas kearah atas yang dapat memotong gabus kearah atas.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
31
Pada saat alat belum mencapai batas atas maka motor stepper tetap berputar untuk
mengerakkan pemanas kearah atas.
Gambar 4.7. Program untuk mengerakkan pemanas ke bawah
Pada gambar 4.7 dapat dilihat program untuk mengerakkan motor stepper bagian z
yang dapat mengerakkan pemanas kearah bawah yang dapat memotong gabus kearah
bawah. Pada saat alat belum mencapai batas bawah maka motor stepper tetap berputar untuk
mengerakkan pemanas kearah bawah.
Gambar 4.8. Program untuk mengerakkan pemanas ke kanan
Pada gambar 4.8 dapat dilihat program untuk mengerakkan motor stepper bagian x
yang dapat mengerakkan pemanas kearah kanan yang dapat memotong gabus kearah kanan.
Pada saat alat belum mencapai batas kanan maka motor stepper tetap berputar untuk
mengerakkan pemanas kearah kanan.
Gambar 4.9. Program untuk mengerakkan pemanas ke kiri
Pada gambar 4.6 dapat dilihat program untuk mengerakkan motor stepper bagian x
yang dapat mengerakkan pemanas kearah kiri yang dapat memotong gabus kearah kiri. Pada
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
32
saat alat belum mencapai batas kiri maka motor stepper tetap berputar untuk mengerakkan
pemanas kearah kiri.
Pada pemotongan bentuk segitiga dan kotak ada beberapa pergerakkan yang harus
dikerjakan terlebih dahulu agar menjadi bentuk kotak atau segitiga pertama dari titik home
akan bergerak kebawah dan ke kanan sebanyak 1 cm atau 250 pulsa. Pergerakan ini
digunakan untuk menempatkan posisi pemanas agar pemanas dapat mengenai gabus.
Gambar 4.10. Program pergerakan awal
Pada gambar 4.10 dapat dilihat motor x dan motor y bergerak bersamaan
menghasilkan pergerakan miring sejauh 250 pulsa atau 1 cm sehingga pemanas yang
digunakan untuk memotong gabus telah mengenai gabus sehingga bentuk segitiga atau kotak
yang di hasilkan tepat pada gabus yang akan dipotong. Variabel “bentuk” menyatakan
bentuk yang akan dipotong jika bentuk sama dengan 0 maka akan memotong bentuk
segitiga, jika bentuk sama dengan 1 maka akan memotong bentuk kotak. Variable p dan u
digunakan untuk memulai agar batas atas dan batas bawah tidak terbaca nilai 1 karena jika
terbaca nilai 1 maka motor stepper tidak akan berjalan, motor stepper tidak dapat berjalan
ke atas jika batas bawah bernilai 1, dan motor stepper tidak dapat berjalan kearah kanan jika
batas kiri bernilai 1, maka untuk awalan diberi masukkan nilai 0.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
33
Gambar 4.11. Program pergerakan sisi miring segitiga
Pada gambar 4.11 variabel “I_B” digunakan untuk menyatakan berapa banyak
potongan segitiga atau kotak sedangkan variabel “P_S_F” digunakan untuk menyatakan
panjang sisi alas dan tinggi segitiga.
Gambar 4.12. Program untuk pergerakan panjang kotak
Pada gambar 4.12 variabel “I_B” digunakan untuk menyatakan berapa banyak
potongan segitiga atau kotak sedangkan variabel “P_P_F” digunakan untuk menyatakan
panjang kotak.
Gambar 4.13. Program untuk pergerakan lebar kotak
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
34
Pada gambar 4.13 variabel “I_B” digunakan untuk menyatakan berapa banyak
potongan segitiga atau kotak sedangkan variabel “L_P_F” digunakan untuk menyatakan
lebar kotak.
Gambar 4.14. Program untuk kembali ke home
Pada gambar 4.14 untuk kembali ke home diperlukkan limit swich pada bagian atas
dan bagian kiri pada plan, saat pemanas belum menyentuh limit swich maka pemanas akan
bergerak kearah atas hingga menyentuh limit swich atas, saat bagian dari pemanas
menyentuh limit swich atas maka pergerakan pemanas ke atas akan berhenti dan dilanjutkan
dengan pergerakan ke kiri hingga menyentuh bagian limit swich kiri.
4.7. Sistem Pengiriman Data
Pada pengiriman data, data dari prosessing dikirim ke software Arduino melalui
pengiriman serial, data yang dikirim berbentuk karakter.
Gambar 4.15. Program pengiriman data
4.8. Sistem Menerima Data pada Software Arduino
Data dari prosessing diterima Arduino dalam bentuk karakter misalnya karakter a, b,
c, atau 1, 2, 3 seperti pada gambar 4.16, yang akan diproses oleh Arduino dalam bentuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
35
gerakan motor stepper dan output lainnya. Dalam program yang dibuat karakter digunakan
untuk mengkontrol gerakan motor stepper. Data yang dikirim juga merupakan data untuk
bentuk yang akan dipotong panjang dan lebar persegi, panjang sisi segitiga serta banyaknya
entuk yang akan dipotong. Misalnya karakter 1 digunakan untuk mengirimkan data bentuk
yang akan dipotong merupakan persegi.
Gambar 4.16. Program menerima data pada Arduino
4.9. Pengujian pada Bentuk Persegi Panjang
Persegi panjang adalah bangun datar dua dimensi yang dibentuk oleh dua pasang
rusuk yang masing-masing sama panjang dan sejajar dengan pasangannya, dan memiliki
empat buah sudut yang kesemuanya adalah sudut siku-siku.
Pada pengujian bentuk persegi panjang telah dapat membentuk persegi panjang
namun karena pada mekaniknya tidak sempurna maka bentuk kotaknya pun tidak sempurna
atau bergelombang karena pada mekaniknya saat bergerak tidak bergerak dengan baik.
Gelombang pada pemotongan dapat dilihat seperti pada gambar 4.17. Pada gambar 4.17
terlihat jelas bagaimana gelombang pada persegi panjang yang dibentuk. Bentuk persegi
panjang dapat terbentuk dengan baik jika pada mekaniknya berjalan dengan baik, pada
programnya sendiri untuk membuat persegi panjang tidak ada masalah hanya saja pada
mekaniknya. Gelombang yang terjadi tidak hanya terjadi pada bentuk persegi panjang saja
namun setiap memotong ada bagian-bagian yang bergelombang karena pada mekanik tidak
semua bergerak dengan baik, ada yang bergerak dengan baik namun juga ada yang bergerak
dengan tidak baik.
Gambar 4.17. Gelombang pada bentuk persegi panjang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
36
Gambar 4.18. Tampilan GUI pada percobaan persegi
Gambar 4.19. Hasil percobaan persegi panjang
Pada percobaan bentuk persegi panjang, bentuk persegi panjang sudah terlihat jelas
dan dapat membentuk dengan baik, namun tetap bergelombang pada pingir persegi
panjangnya, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya gelombang terjadi karena masalah
pada mekaniknya. Pada gambar 4.19 hasil peercobaan diukur mengunakan pengaris yang
panjangnya mencapai 8 cm dengan memberikan nilai masukan pada program untuk panjang
persegi sebesar 8. Sedangkan pada lebar persegi panjang diukur mengunakan pengaris
panjangnya mencapai 4 cm pada saat diberikan masukkan nilai 4 pada GUI. Hasil
pengukuran pada lebar persegi panjang dapat dilihat pada gambar 4.20.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
37
Gambar 4.20. Hasil pengukuran lebar bentuk persegi panjang
4.10. Pengujian pada Bentuk Persegi
Persegi adalah bangun datar dua dimensi yang dibentuk oleh empat buah rusuk yang
sama panjang dan memiliki empat buah sudut yang kesemuanya adalah sudut siku-siku.
Bangun ini disebut juga sebagai bujur sangkar.
Pada pengujian bentuk persegi didapatkan hasil dengan bentuk persegi namun, hasil
potongan tersebut sama seperti pada pengujian bentuk persegi panjang sebelumnya yaitu
terdapat gelombang pada bentuk persegi. Hal ini disebabkan karena mekanik tidak presisi.
Hasil percobaan pemotongan gabus dengan bentuk persegi dengan nilai masukkan panjang
4 dan lebar 4 pada GUI seperti pada gambar 4.21 dapat dilihat pada gambar 4.22 dan gambar
4.23.
Gambar 4.21. Tampilan GUI pada percobaan persegi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
38
Gambar 4. 22. Hasil pengukuran persegi pada satu sisi
Gambar 4.23. Hasil pengukuran persegi pada sisi lainnya
4.11. Pengujian Pada Bentuk Segitiga.
Segitiga atau segi tiga adalah nama suatu bentuk yang dibuat dari tiga sisi yang
berupa garis lurus dan tiga sudut. Hal ini memungkinkan kita menghitung besarnya salah
satu sudut bila dua sudut lainnya sudah diketahui.
Pada pengujian bentuk segitiga berbeda dengan pengujian pada bentuk persegi
panjang dan bentuk persegi, jika untuk membentuk persegi dan persegi panjang
mengerakkan motor stepper satu persatu jika kearah x maka motor stepper x yang di
gerakkan dan jika kearah z maka motor stepper z yang digerakkan, namun untuk pengujian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
39
pada bentuk segitiga ada yang berbeda yaitu pada salah satu sisinya ada saat kedua motor
stepper bergerak bersamaan yang menghasilkan gerakan miring. Hasil pengujian pada
bentuk segitiga dengan masukkan 5 pada GUI dapat dilihat pada gambar 4.24, gambar 4.25
dan pada gambar 4.26.
Gambar 4.24.Tampilan gui pada pengujian segitiga
Gambar 4.25. Hasil pengukuran pada satu sisi segitiga
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
40
Gambar 4.26. Hasil pengukuran pada sisi lain segitiga
Gambar 4.27. Hasil pengukuran pada sisi miring segitiga
4.11. Pengujian Bentuk Persegi Panjang dengan Panjang yang Berbeda
Pada pengujian kali ini membentuk persegi panjang dengan ukuran panjang yang
berbeda pada bagian masukkan nilai panjang diberikan nilai 12 dan pada bagian masukkan
nialai lebar 4 seperti pada gambar 4.28. Untuk hasil tetap bergelombang pada pingir persegi
panjangnya, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya gelombang terjadi karena masalah
pada mekaniknya. Hasil pengukuran dapat dilihat pada gambar 4.29.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
41
Gambar 4.28. Tampilan GUI pada percobaan persegi panjang
Gambar 4.29. Hasil pengukuran persegi panjang dengan panjang yang berbeda
4.12. Data Pengujian Arah Pergerakan
Motor stepper dapat bergerak jika diberikan pulsa, pulsa tersebut yang dapat
mempengaruhi berapa jauh pergerakan pemanas, dan kearah mana pemanas tersebut
bergerak apakah kearah atas, bawah, kanan atau ke arah kiri. Motor x digunakan untuk
mengerakkan pemanas ke kanan dan ke kiri sedangkan motor z digunakan untuk
mengerakkan pemanas kearah atas atau ke arah bawah. Pada GUI terdapat tombol yang
digunakan untuk mengerakkan pemanas, tombol dapat dilihat pada gambar 4.22.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
42
Gambar 4.30. GUI pada prosessing
Tombol yang terdapat pada GUI memiliki fungsinya masing-masing, seperti tombol
untuk mengerakkan pemanas yang terlihat pada gambar 4.30. Hasil pergerakan pemanas
dengan menekan sekali pada tombol tersebut dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Pergerakan pemanas
no Tombol Arah pergerakkan pemanas
1 Atas Pemanas bergerak ke atas sampai menyentuh limit swicth atas
2 Bawah Pemanas bergerak ke bawah sampai menyentuh limit swicth bawah
3 Kanan Pemanas bergerak ke kanan sampai menyentuh limit swicth kanan 4 Kiri Pemanas bergerak ke kiri sampai menyentuh limit swicth kiri
5 Home Pemanas bergerak ke home atau titik awal pemanas
4.13. Data Ketepatan Ukuran Pemotongan Kotak dan Segitiga
Memotong bentuk kotak dan segitiga dengan mengunakan alat ini kita perlu
memasukkan nilai ukuran masing-masing bentuk yang akan dimasukkan di dalam GUI.
Hasil pengukuran panjang dan lebar kotak dibandingkan dengan nilai yang dimasukkan
dalam GUI dapat dilihat pada tabel 4.2 dan tabel 4.4.
Tabel 4.2. Pengukuran hasil pengujian panjang kotak
no Panjang kotak yang
diberikan pada GUI
Hasil pengukuran
panjang kotak (cm)
Error (%)
1 1 0,9 10
2 2 1,8 10
3 3 2,9 3,33
4 4 3,8 5 5 5 4,8 4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
43
Tabel 4.3. (Lanjutan) Pengukuran hasil pengujian panjang kotak
no Panjang kotak yang
diberikan pada GUI
Hasil pengukuran
panjang kotak (cm)
Error (%)
6 6 6 0
7 7 6,9 1,43 8 8 7,8 2,50
9 9 8,8 2,22
10 10 9,8 2 11 11 10,8 1,82
12 12 11,8 1,67 13 13 12,8 1,54
14 14 13,8 1,43
15 15 15 0 16 16 15,7 1,88
17 17 16,6 2,35
18 18 17,8 1,11 19 19 18,7 1,58
20 20 19,7 1,50
Tabel 4.4. Pengukuran hasil pengujian panjang kotak
no Lebar kotak yang
diberikan pada GUI
Hasil pengukuran
lebar kotak (cm)
Error (%)
1 1 0,9 10
2 2 1,8 10
3 3 2,9 3,33
4 4 3,8 5 5 5 4,8 4
6 6 6 0
7 7 6,9 1,43 8 8 7,8 2,50
9 9 8,8 2,22
10 10 9,8 2 11 11 10,8 1,82
12 12 11,8 1,67
13 13 12,8 1,54 14 14 13,8 1,43
15 15 15 0
16 16 15,7 1,88 17 17 16,6 2,35
18 18 17,8 1,11
19 19 18,7 1,58 20 20 19,7 1,50
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
44
Pada perbandingan panjang sisi alas dan tinggi segitiga di GUI dan dengan hasil
pengukuran sama seperti dengan pada pengujian pada panjang dan lebar kotak hasil
pengujian diukur apakah sesuai dengan angka yang dimasukkan didalam GUI. Pengukuran
hasil pengujian pada panjang alas dan tinggi segitiga dapat dilihat pada tabel 4.5 dan tabel
4.6.
Tabel 4.5. Pengukuran hasil pengujian alas segitiga
no Panjang alas segitiga
yang diberikan pada GUI
Hasil pengukuran alas
segitiga(cm)
Error (%)
1 1 0,7 30
2 2 1,7 15
3 3 3,7 10
4 4 4,6 10 5 5 4,6 8
6 6 5,6 6,67
7 7 6,7 4,29 8 8 7,5 6,25
9 9 8,7 3,33
10 10 9,5 5 11 11 10,5 4,55
12 12 11,5 4,17
13 13 12,6 3,08 14 14 13,6 2,86
15 15 14,6 2,67
Tabel 4.6. Pengukuran hasil pengujian tinggi segitiga
no Tinggi segitiga yang di
masukkan pada GUI
Hasil pengukuran
panjang kotak (cm)
Error (%)
1 1 0,7 30
2 2 1,7 15
3 3 3,7 10 4 4 4,6 10
5 5 4,6 8
6 6 5,6 6,67 7 7 6,7 4,29
8 8 7,5 6,25
9 9 8,7 3,33 10 10 9,5 5
11 11 10,5 4,55
12 12 11,5 4,17 13 13 12,6 3,08
14 14 13,6 2,86
15 15 14,6 2,67
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
45
4.14. Data Ketepatan Banyak Potongan Kotak dan Segitiga
Untuk mengetahui data ketepatan jumlah potongan kotak dan segitiga yang
dimasukkan di dalam GUI dengan hasil pengujian dapat di lihat pada tabel 4.7 dan tabel 4.8.
Tabel 4.7. Jumlah banyak potongan kotak
no Jumlah banyak potongan
yang dimasukan di GUI
Jumlah banyak potongan
pada pengujian
Error
(%)
1 1 1 0
2 2 2 0
3 3 3 0 4 4 4 0
5 5 5 0
6 6 6 0 7 7 7 0
8 8 8 0
9 9 9 0 10 10 10 0
11 11 11 0
12 12 12 0 13 13 13 0
14 14 14 0
15 15 15 0 16 16 16 0
17 17 17 0
18 18 18 0 19 19 19 0
20 20 20 0
Tabel 4.8. Banyak jumlah potongan segitiga
no Jumlah banyak potongan
yang dimasukan di GUI
Jumlah banyak potongan
pada pengujian
Error
(%)
1 1 1 0
2 2 2 0
3 3 3 0
4 4 4 0 5 5 5 0
6 6 6 0
7 7 7 0 8 8 8 0
9 9 9 0
10 10 10 0 11 11 11 0
12 12 12 0
13 13 13 0
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
46
Tabel 4.9. (Lanjutan) Banyak jumlah potongan segitiga
no Jumlah banyak potongan
yang dimasukan di GUI
Jumlah banyak potongan
pada pengujian
Error
(%)
14 14 14 0
15 15 15 0
4.12. Perhitungan dan Pengukuran Arus pada Alat Pemanas
Perhitungan arus pada alat pemanas dilakukan untuk mengetahui berapa besar arus
yang dibutuhkan untuk memanaskan kawat nikelin agar dapat memotong gabus. Pada
pengukuran pada teggangan di kawat nikelin didapatkan nilai sebesar 4.16 volt seperti
gambar 4.23 dan pada resistansi kawat nikelin disapat nilai sebesar 5,8 ohm seperti gambar
4.24, maka arus yang melewati kawat nikelin tersebut dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan 4.1.
𝑖 =𝑣
𝑟 (4.1)
𝑖 =4.16
5,8
I = 0,717 A
I = 717 mA
Dari hasil perhitungan didapat yang melewati kawat nikelin adalah 717 mA
sedangkan yang terukur adalah 1,14 A seperti pada gambar 4.25 hampir setengah dari
perhitungan yang dilakukkan.
Gambar 4.31. Pengukuran teganggaan pada kawat nikelin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
47
Gambar 4.32. Pengukuran hambatan pada kawat nikelin
Gambar 4.33. Hasil pengukuran arus yang melewati kawat nikelin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
48
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, didapatkan ukuran-ukuran pada setiap
bentuk yang telah dapat dibentuk dan dapat dibandingkan dengan pulsa yang diberikan pada
motor stepper. Dengan membandingkan pulsa yang diberikan dengan jarak pergerakan
pemanas yang dihasilkan dapat disimpulkan bahwa:
1. Pada alat ini untuk bergerak 1 cm memerlukan pulsa sebanyak 250 pulsa.
2. Alat ini telah dapat memotong gabus dengan beberapa bentuk seperti
persegi panjang, persegi dan segitiga.
3. Alat ini belum bisa memotong gabus berdasarkan gambar.
4. Alat ini dapat memotong gabus dengan bentuk kotak dan segitiga.
5. Menentukan ukuran dan banyak potongan dilakukan di dalam GUI.
6. Data pengujian dengan ukuran yang dimasukkan didalam GUI telah sesuai
namun ada sedikit error yang disebabkan oleh error mekanik.
5.2. Saran
Saran yang diajukan untuk memperbaiki sistem ini dalah sebagai beriku:
1. Pada mekanik dibuat dengan lebih presisi agar saat pemotongan tidak
adanya gelombang pada bentuk yang dihasilkan.
2. Pengembangan selanjutnya diharapkan dapat memotong gabus sesuai
dengan gambar yang di masukkan didalam GUI.
3. Pengaturan pada suhu diharapkan dapat dilakukkan didalam GUI.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
49
DAFTAR PUSTAKA
[1] Wijaya,D,Putut.,Rivai,M.,Tasripan,2017, Rancang Bangun Mesin Pemotong
Styrofoam 3 Axis Mengunakan Hot Cutting Pen dengan Kontrol PID, Jurnal Teknik
ITS, Vol.6, No.2
[2] Taufan, Muhammad,2011, Mesin CNC, http://www.rider-
system.net/2011/10/mesin-cnc.html , diakses 17 November 2018
[3] ---------,2016, Motor Stepper, http://elektronika-dasar.web.id/motor-stepper/ ,
diakses 5 Desember 2018
[4] --------,2015,Teori Motor Stepper : Jenis Dan Prinsip Motor Stepper
,http://zonaelektro.net/motor-stepper/ , diakses 5 Desember 2018
[5] ----, ----, Board Arduino Uno. http;//Arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno.
diakses pada tanggal 27 Mei 2019
[6] ----, ----, Arduino Uno, http://febriadisantosa.weebly.com/2/post/2013/05/Arduino-
Uno.html diakses pada tanggal 27 Mei 2019
[7] Deni, A., 2017, Kontroler Lengan Robot Menggunakan Motor Servo Dan Motor
Stepper Dengan Masukan 3 Axis, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Elektro, FST,
Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta
[8] Arifin,Jauhari.,Zulita,L,N.,Hermansyah,2016, Perancangan Murottal Otomatis
Menggunakan Mikrokontroller Arduino Mega 2560, Jurnal Media Infotama.
Bengkulu, Vol. 12, No.1
[9] ----, ----, GY-4988 A4988 3D Printer Stepper Motor Driver Module
http://www.dx.com/p/gy-4988-a4988-3d-printer-stepper-motor-driver-
module- 272515#.V3uGPSLD_1U diakses pada tanggal 27 Mei 2019
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
http://www.rider-system.net/2011/10/mesin-cnc.htmlhttp://www.rider-system.net/2011/10/mesin-cnc.htmlhttp://febriadisantosa.weebly.com/2/post/2013/05/arduino-uno.htmlhttp://febriadisantosa.weebly.com/2/post/2013/05/arduino-uno.htmlhttp://www.dx.com/p/gy-4988-a4988-3d-printer-stepper-motor-driver-module-272515#.V3uGPSLD_1Uhttp://www.dx.com/p/gy-4988-a4988-3d-printer-stepper-motor-driver-module-272515#.V3uGPSLD_1Uhttp://www.dx.com/p/gy-4988-a4988-3d-printer-stepper-motor-driver-module-272515#.V3uGPSLD_1U
-
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
L-1
LAMPIRAN 1
LISTING PROGRAM BAGIAN PROSESSING
// Panjang Max 20, Lebar Max 15
import static javax.swing.JOptionPane.*;
import processing.serial.*;
Serial myPort;
ArrayList textboxes = new ArrayList();
String P_K="0";
String L_K="0";
String P_S="0";
String BP="0";
String K_P_K;
String K_L_K;
String K_P_S;
String K_BP;
String bentuk;
String Kirim;
int i_P_K;
int i_L_K;
int i_P_S;
int i_BP;
int panjangP;
int panjangS;
int panjangL;
int pprint;
String P_B;
void setup() {
String portName = Serial.list()[0];
myPort = new Serial(this, portName, 9600);
size(800, 600);
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
L-2
// USERNAME TEXTBOX
// CONFIGURED USING THE GLOBAL VARS
TEXTBOX P = new TEXTBOX();
P.X = 160;
P.Y = 203;
P.W = 200;
P.H = 35;
P.BorderWeight = 3;
P.BorderEnable = true;
// PASSWORD TEXTBOX
// CONFIGURED USING THE CLASS CONSTRACTOR
TEXTBOX L = new TEXTBOX(160, 253, 200, 35);
L.BorderWeight = 3;
L.BorderEnable = true;
TEXTBOX PS = new TEXTBOX(560, 203, 200, 35);
PS.BorderWeight = 3;
PS.BorderEnable = true;
TEXTBOX B = new TEXTBOX(160, 403, 200, 35);
B.BorderWeight = 3;
B.BorderEnable = true;
textboxes.add(P);
textboxes.add(L);
textboxes.add(PS);
textboxes.add(B);
}
void draw() {
background(40, 160, 40);
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
L-3
// LABELS
fill(250, 250, 250);
rect(10, 10,780,80);// kotak judul
fill(0, 0, 250);
text("ALAT PEMOTONG GABUS BERBASIS MIKROKONTROLLER", (width -
textWidth("ALAT PEMOTONG GABUS BERBASIS MIKROKONTROLLER")) / 2,
60);
textSize(15);
text("Krista Dwi Atmojo (155114016)", (width - textWidth("Krista Dwi Atmojo
(155114016)")) / 2, 80);
textSize(24);
rect(10, 160,75,25);// tombol persegi
rect(410, 160,75,25);// tombol segitiga
rect(470, 370,75,25);
rect(392, 406,75,25);
rect(470, 440,75,25);
rect(550, 406,75,25);
rect(474, 406,70,25); // home
text("PERSEGI", 115, 180);
text("Panjang : ", 20, 230);
text("Lebar : ", 20, 280);
text("SEGITIGA", 515, 180);
text("Sisi : ", 400, 230);
text("BANYAK POTONG", 115, 380);
text("Jumlah : ", 20, 430);
// DRAW THE TEXTBOXES
for (TEXTBOX t : textboxes) {
t.DRAW();
}
}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
L-4
void mousePressed() {
for (TEXTBOX t : textboxes) {
t.PRESSED(mouseX, mouseY);
}
if(mouseX>474 && mouseX 406 && mouseY
470 && mouseX 370 && mouseY 392 && mouseX 406 && mouseY 470 && mouseX 440 && mouseY
550 && mouseX 406 && mouseY
-
L-5
i_P_K=int(P_K);
i_L_K=int(L_K);
i_P_S=int(P_S);
i_BP=int(BP);
panjangP=i_BP*i_P_K;
panjangS=i_BP*i_P_S;
panjangL=i_L_K;
int lP_K = P_K.length();
int lL_K = L_K.length();
int lP_S = P_S.length();
int lBP = BP.length();
if (lP_K==1){
K_P_K='0'+P_K;}
else{
K_P_K=P_K;}
if (lL_K==1){
K_L_K='0'+L_K;}
else{
K_L_K=L_K;}
if (lP_S==1){
K_P_S='0'+P_S;}
else{
K_P_S=P_S;}
if (bentuk=="0"){
pprint=panjangS;
K_P_K="00";
K_L_K="00";
}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
-
L-6
else{
pprint=p