-
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