tugas akhir perancangan mesin bor otomatis

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
TUGAS AKHIR
PERANCANGAN MESIN BOR OTOMATIS
BERBASIS KOMPUTER
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
disusun oleh :
PAUL SUGIRI
NIM : 125114052
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2015
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
FINAL PROJECT
DESIGN OF COMPUTER BASED AUTOMATIC
DRILLING MACHINE
Presented as Partial Fullfillment of Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
PAUL SUGIRI
NIM : 125114052
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
2015
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
IIALA]V{AN PERSETUruAN
TUGAS AKHIR
PERANCAT{GA}I MESTN BOR OTOMATIS
BERBASIS KOMPUTER
Maxtanto, S.T., M.T.
Tanggal : 21 September 2015
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
HALAMAN PENGESAHAN
TIJGAS AKHIR
PERANCANGAN MESIN BOR OTOMATIS
BERBASIS KOMPUTER
disusw oleh
:
PAUL SUGIRI
NIM : 125114052,
Telah dipenahanJ<an didepan Panitia Penguji
Pada tanggal : 25 September 2015
Dan dinyatakan meme[uhi syarat
Susunan Panitia Penguji
Nama Lengkap
Ketua
;
Ir. 'Ijendro, M.kom
Sekretaris
:
Martanto, S.T., M.T.
Anggota
Petrus Setyo Prabowo, S.T.,
M.T.
Yogyakarta,
16 2ktoht aotl
Sains dan Teknologi
Ga, S.Si., M.Sc.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
"
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis
ini
tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,
kecuali yang telah disebutkan dalam kutipao dan daftar pustaka,
sebagaimana layaknya karya ilrniah."
Yogyakaxta 16 Oktober 2015
Paul Sugiri
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
Motto :
“Jangan menyerah sebelum mencoba dengan maksimal”
Skripsi ini kupersembahkan untuk…….
Yesus Kristus Tuhan Allahku
Ibunda tercinta
Istri dan Putri tercinta
vi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertandatangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Narna
Nn{
Demi
: Paul Sugm
:125114052
pengembangan
ilmu
pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universilas Saoata Dhanna karya ilmiah saya yang bedudul
:
PERANCANGAN MESIN BOR OTOMATIS
BERBASIS KOMPUTER
Besertra perargkat yang diperlukan
(bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dhama hak untuk menyimparL mengalilrkan dalam
bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk parykalan data, mendistribusikan secara
terbatas, dan mempublikasikannya di intemet atau media lain untuk kepentingan akademis
tanpa perlu meminta
ijin
saya mauprm membedkan royalti kepada saya selama tetap
me.ncantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pemyataan'irri yang saya buat dengan sebenamya.
Yogyakart4 16 Oktober 2015
N,
..t'Mb.
i\
Paul Sugiri
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
INTISARI
Pembuatan lubang pada suatu media tertentu bukanlah hal yang sulit dilakukan.
Akan tetapi, apabila lubang yang ingin dibuat memiliki jumlah yang cukup banyak, tentu
saja akan sedikit merepotkan. Ada beberapa bidang usaha yang membutuhkan proses
pelubangan dalam memproduksi barang-barang mereka, seperti pcb berlubang dan sangkar
burung. Oleh karena itu, penulis bermaksud untuk membuat mesin bor otomatis dengan
pengendali komputer yang dapat melakukan proses pelubangan pada suatu media tertentu,
sehingga dapat mempermudah dalam membuat lubang dalam jumlah yang cukup banyak.
Mesin bor otomatis menggunakan komputer dengan perangkat lunak Mach3
sebagai pengendalinya. Mesin ini akan digerakkan dengan motor stepper dan motor ac
sebagai motor spindle. Mesin dapat diperintah oleh software Mach3 dengan kode program
yang disebut G-Code. Benda yang akan dilubangi diletakkan pada meja mesin dan dijepit,
kemudian diatur letak dan jumlah lubang yang akan dibuat, setelah itu mesin akan
melakukan pengeboran sesuai dengan perintah yang diberikan.
Mesin bor otomatis dapat berfungsi dengan baik, sesuai dengan rancangan yang
telah dibuat sebelumnya. Mesin ini dapat melakukan pengeboran dengan diameter mata
bor 1mm hingga 3mm dan kedalaman pengeboran hingga 20mm. dari pengujian yang telah
dilakukkan, mesin ini dapat melakukan jarak pengeboran dengan ketelitian ±0,05mm dan
kecepatan gerak hingga 8 mm/detik.
Kata kunci : Mesin bor otomatis, Mach3, pengeboran.
viii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
ABSTRACT
Making holes in a particular media is not a difficult thing to do. However, if the
hole to be made to have a rather large amount, of course, will be a little inconvenient.
There are several businesses that require perforation process in producing their goods, such
as pcb holes and bird cage. Therefore, the authors intend to make automatic drilling
machine with a computer controller that can perform perforation process in a particular
medium, so it may be easier to make a hole in considerable amounts.
Automatic drilling machine using a computer with software Mach3 as controller.
This machine will be driven by stepper motors and ac motors as spindle motors. The
machine can be governed by a code Mach3 software program called G-Code. Perforated
objects that will be placed on the machine table and clamped, then set the location and
number of holes to be made, after which the machine will drill in accordance with the
instructions given.
Automatic drilling machine to function properly, according to the draft that was
created earlier. This machine can perform drilling with a diameter of 1mm to 3mm drill bit
and drilling depths of up to 20mm. from the testing that has been dilakukkan, this machine
can perform the drilling distance with accuracy of ± 0,05mm and velocity of up to 8 mm /
sec.
Keywords: automatic drilling machine, Mach3, drilling.
ix
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
KATA PENGANTAR
Syukur dan tedma kasih kepada Tuhan Yesus Kiistus, atas kasih karunia-Nya
sehingga tugas ak1ft dengan
judul "Perancangan Mesin Bor Otomatis Berbasis Komputer"
ini dapat diselesaikan dengan baik.
Selama menulis tugas
akiir ini, penulis menyadari
bahwa ada banyak pihak yang
telah membantu dan mendukung, sehingga tugas atrlir ini dapat diselesaikan. Oleh sebab
itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada
:
1.
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Univeisitas Sanata Dhama Yogyakarta.
2.
3.
Ketua Prograrn Studi Teknik Elektro Universitas Sanala Dharma Yogyakada.
Martanto,S.T.,M.T., selaku dosen pembimbing yang selalu memberi masukkan dan
dukungan selama menyelesaikan tulisan ini.
4.
Seluruh dosen teknik elektro yang telah membagi ilmunya kepada penulis selama
kuliah.
5.
Ibu tercinta. atas perhatian , kasih sayang, dukungan dan doa yang tiada henti.
6.
lstri dan putri tercint4 Nanik Kiswati dar Elliana Avril Sugiri, yarg
senantiasa
memberikan dukungan, perhatian dan doa kepada penulis.
7.
Teman-teman seperjuangan ATMI-SANATA DHARI\.IA angkatan 2012, teman-
teman ATMI-MDC bapak Nurhadi, bapak Aris, dan temar-teman ATMI-WAD
atas perhatjan dan dukungan dalam menyele\aikan lugas
8.
auir
ini.
Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu peNatu atas semua dukungan yang
telah diberikan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Dengan rendah hati penulib menyadari bahwa tugas akhir
ini masih jauh dari
sempuma, oleh karena itu ;egala l(Iitik dan sara-n yang membangun untuk perbaikan tugas
akhir ini sangat diharapkan.
Aklft
kata, semoga tugas akhir
ini dapal bermanfaat bagi
semua pihak. Terima kasih.
Yogyakarta, 16 Oktober 2015
.$Paul Sugiri
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ............................................................................................................. i
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................................ iv
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ................................................. vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ......................................................................... vii
INTISARI .......................................................................................................................... viii
ABSTRACT .......................................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ......................................................................................................... x
DAFTAR ISI ....................................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ xiv
DAFTAR TABEL ............................................................................................................. xvi
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang................................................................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ........................................................................................................ 1
1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian ....................................................................................... 2
1.4. Batasan Masalah ............................................................................................................. 2
1.5. Metode Penelitian ........................................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 5
2.1. Hukum Ohm ................................................................................................................... 5
2.2. Resistor ........................................................................................................................... 5
2.3. Transistor sebagai Saklar ............................................................................................... 9
2.4. Mach3 ........................................................................................................................... 11
2.5. Parallel Port DB-25 ..................................................................................................... 11
2.6. Breakout Board ............................................................................................................ 13
2.6.1. Optocoupler ........................................................................................................ 13
xi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2.7. Stepper Driver .............................................................................................................. 14
2.7.1. IC L297 .............................................................................................................. 14
2.7.2. IC L298 .............................................................................................................. 16
2.8. Motor Stepper ............................................................................................................... 18
2.9. Limit Switch .................................................................................................................. 20
2.10. Kode Pemrograman .................................................................................................... 21
2.10.1. G81 Canned Cycle Drilling Fast Pullback ..................................................... 23
2.10.2. G83 Canned Cycle Peck Drilling .................................................................... 24
BAB III PERANCANGAN ............................................................................................... 25
3.1. Keseluruhan Sistem ...................................................................................................... 25
3.2. Sistem Perangkat Keras ................................................................................................ 27
3.2.1. Perancangan Perangkat Keras Mekanik ............................................................. 27
3.2.2. Perancangan Perangkat Keras Elektronik .......................................................... 29
3.2.2.1. Breakout Board ...................................................................................... 29
3.2.2.2. Stepper Driver ........................................................................................ 32
3.2.2.3. Motor Stepper ........................................................................................ 34
3.3. Sistem Software ............................................................................................................ 35
3.3.1. Konfigurasi Mach3 ............................................................................................. 35
3.3.1.1. Langkah Setting Konfigurasi Input dan Output ..................................... 35
3.3.1.2. Langkah Setting Konfigurasi Tuning Motor ......................................... 38
3.3.1.3. Contoh Program ..................................................................................... 39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................... 25
4.1. Bentuk Fisik Mesin Bor Otomatis Berbasis Komputer ................................................ 41
4.2. Cara Mengoperasikan Mesin ........................................................................................ 43
4.3. Pengujian dan Analisa Hasil ......................................................................................... 46
4.3.1. Pengujian Repeatability ..................................................................................... 46
4.3.2. Pengujian Ketelitian ........................................................................................... 48
4.3.3. Pengujian Dimensi Area Kerja ........................................................................... 52
4.3.4. Pengujian Kecepatan Gerak (feeding) Maksimal ............................................... 53
4.3.5. Pengujian Pengeboran ........................................................................................ 56
4.3.6. Pengujian Breakout Board ................................................................................. 58
4.3.7. Pengujian Stepper Driver ................................................................................... 60
4.3.8. Lampu Indikator ................................................................................................. 61
xii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
4.4. Pembahasan Software ................................................................................................... 62
4.5. Contoh Program ............................................................................................................ 63
BAB V PENUTUP ............................................................................................................. 64
5.1. Kesimpulan ................................................................................................................... 66
5.2. Saran ............................................................................................................................. 66
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 68
LAMPIRAN ....................................................................................................................... 70
xiii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Kode Warna pada Resistor ........................................................................... 6
Gambar 2.2.
Jumlah Kode Warna Resistor ....................................................................... 8
Gambar 2.3.
Daerah Operasi Transistor ........................................................................... 9
Gambar 2.4.
Transistor Kondisi Cut-Off ......................................................................... 10
Gambar 2.5.
Transistor Kondisi Saturasi ........................................................................ 10
Gambar 2.6.
Tampilan Mach3 .......................................................................................... 11
Gambar 2.7.
Jalur Parallel Port ...................................................................................... 12
Gambar 2.8.
Rangkaian Optocoupler .............................................................................. 13
Gambar 2.9.
Diagram Alir Pengendalian Motor Stepper ................................................. 14
Gambar 2.10. Konfigurasi Pin IC L297 ............................................................................ 15
Gambar 2.11. Bentuk dan Konfigurasi Pin IC L298 ......................................................... 16
Gambar 2.12. Diagram Block IC L298 ............................................................................. 17
Gambar 2.13. Motor Stepper Lilitan Unipolar .................................................................. 18
Gambar 2.14. Motor Stepper Lilitan Bipolar ..................................................................... 19
Gambar 2.15. Simbol dan Bentuk Limit Switch ................................................................ 20
Gambar 2.16. Skema Limit Switch .................................................................................... 21
Gambar 2.17. Siklus Gerakan G81 ..................................................................................... 23
Gambar 2.18. Siklus Gerakan G83 ..................................................................................... 24
Gambar 3.1.
Konfigurasi Keseluruhan Sistem ................................................................ 25
Gambar 3.2.
Diagram Alir Proses Kerja ......................................................................... 26
Gambar 3.3.
Rancangan Hardware Mekanik .................................................................. 27
Gambar 3.4.
Batas Pergerakan Sumbu Y ........................................................................ 28
Gambar 3.5.
Batas Pergerakan Sumbu X dan Z .............................................................. 28
Gambar 3.6.
Masukkan Optocoupler .............................................................................. 29
Gambar 3.7.
Keluaran Optocoupler ................................................................................ 30
Gambar 3.8.
Rangkaian Lampu Indikator ....................................................................... 31
Gambar 3.9.
Rangkaian Pengendali Motor Stepper ........................................................ 33
Gambar 3.10. Parameter Motor Output ............................................................................. 36
Gambar 3.11. Parameter Input Signals .............................................................................. 37
xiv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 3.12. Konfigurasi Pin Lampu Indikator ............................................................... 37
Gambar 3.13. Koneksi Lampu Indikator dengan Spindle ................................................. 38
Gambar 3.14. Motor Tuning .............................................................................................. 38
Gambar 3.15. Gambar Benda Kerja .................................................................................. 39
Gambar 4.1.
Realisasi Mesin Bor Otomatis .................................................................... 41
Gambar 4.2.
Emergency Stop dan Penjepit Benda Kerja ................................................ 42
Gambar 4.3.
Rectangular Bolt Pattern ............................................................................ 43
Gambar 4.4.
Referensi Benda Kerja saat Mesin Koordinat Off ...................................... 44
Gambar 4.5.
Referensi Benda Kerja saat Mesin Koordinat On ...................................... 44
Gambar 4.6.
Menjalankan Program ................................................................................. 45
Gambar 4.7.
Repeatability Test Setting ........................................................................... 46
Gambar 4.8.
Pemilihan Axis Calibration ........................................................................ 55
Gambar 4.9.
Axis Calibration .......................................................................................... 56
Gambar 4.10. Pengujian Pengeboran pada Benda Kerja ................................................... 57
Gambar 4.11. Pengeboran pada Material Tebal ................................................................ 57
Gambar 4.12. Pengujian Frekuensi Sinyal ........................................................................ 59
Gambar 4.13. Relay Board ................................................................................................ 61
Gambar 4.14. Gambar Kerja Proses Pengeboran .............................................................. 63
xv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.
Kode Warna Resistor .................................................................................... 6
Tabel 2.2.
Nilai Resistor di Pasaran .............................................................................. 8
Tabel 2.3.
Konfigurasi Parallel Port DB-25 ............................................................... 12
Tabel 2.4.
Alamat Memori Parallel Port .................................................................... 13
Tabel 2.5.
Fungsi Pin Dari IC L297 ............................................................................. 15
Tabel 2.6.
Fungsi Pin IC L298 .................................................................................... 17
Tabel 2.7.
Urutan Eksitasi Pada Mode Yang Berbeda ................................................ 20
Tabel 2.8.
M-Codes ...................................................................................................... 21
Tabel 2.9.
G-Codes ...................................................................................................... 22
Tabel 2.10.
Initial Letters .............................................................................................. 22
Tabel 3.1.
Nomer Pin Untuk Motor Output ................................................................. 35
Tabel 3.2.
Nomer Pin Untuk Sinyal Input ................................................................... 36
Tabel 4.1.
Repeatability Test Sumbu X ....................................................................... 47
Tabel 4.2.
Repeatability Test Sumbu Y ....................................................................... 47
Tabel 4.3.
Repeatability Test Sumbu Z ....................................................................... 48
Tabel 4.4.
Pengujian Ketelitian Sumbu X ................................................................... 49
Tabel 4.5.
Pengujian Ketelitian Sumbu Y ................................................................... 50
Tabel 4.6.
Pengujian Ketelitian Sumbu Z .................................................................... 51
Tabel 4.7.
Pengujian Dimensi Area Kerja ................................................................... 52
Tabel 4.8.
Pengujian Kecepatan Gerak Sumbu X ....................................................... 53
Tabel 4.9.
Pengujian Kecepatan Gerak Sumbu Y ....................................................... 54
Tabel 4.10.
Pengujian Kecepatan Gerak Sumbu Z ........................................................ 54
Tabel 4.11.
Konfigurasi Pin Parallel Port .................................................................... 58
Tabel 4.12.
Pengujian Tegangan Pin Keluaran Parallel Port ....................................... 59
Tabel 4.13.
Data Pengujian Frekuensi Sinyal ................................................................ 60
Tabel 4.14.
Pengujian Arus Keluaran Stepper Driver ................................................... 61
xvi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR LAMPIRAN
L1.
Rangkaian Breakout Board .................................................................................L1-1
L2.
Datasheet Optocoupler PC817 ................................................................ L2-1 – L2-4
L3.
Datasheet L297 ..................................................................................... L3-1 – L3-10
L4.
Datasheet L298 ..................................................................................... L4-1 – L4-12
L5.
Datasheet Transistor BD139 .................................................................... L5-1 – L5-4
xvii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkembang pesat saat ini mulai
mempengaruhi gaya hidup manusia. Kebutuhan manusia akan teknologi yang lebih
modern dan praktis menjadi lebih meningkat, salah satunya adalah sistem pengendalian
otomatis. Pekerjaan yang pada awalnya dilakukan secara manual, diupayakan agar dapat
dikerjaan secara otomatis dengan penerapan komputer pada sistem pengendaliannya.
Perpaduan antara komputer dengan peralatan mekanis, tentu akan menjadi dimensi baru
yang diminati oleh banyak orang.
Salah satu pekerjaan yang akan diterapkan sistem otomasi adalah pembuatan
lubang atau proses pengeboran. Proses pengeboran yang dilakukan dalam jumlah yang
banyak tentu saja sangat dimungkinkan terjadi ketidaksesuaian dari tuntutan yang
diinginkan. Beberapa pekerjaan pengeboran yang membutuhkan kepresisian adalah
pengeboran Printed Circuit Board (PCB) dan pengeboran sangkar burung. Pekerjaan
tersebut membutuhkan proses pengeboran yang berulang-ulang dengan tuntutan jarak
tertentu. Apabila dilakukan dengan manual oleh tenaga manusia dalam jumlah yang
banyak, kesamaan dimensi yang dihasilkan akan sulit dicapai.
Peralatan mekanis dengan penggerak motor stepper dan dikendalikan dengan
komputer dapat menjadi jawaban atas permasalah tersebut. Setiap sumbu mesin dapat
digerakan dan dikontrol pergerakannya karena dapat diprogram dan dikendalikan dengan
komputer. Penggunaan kendali dengan komputer ini dikarenakan oleh penelitian yang
telah ada sebelumnya yaitu Kontrol Mesin Bor PCB Otomatis dengan Menggunakan
Programmable Logic Controller (PLC) Omron C200HG (Sugiarto, David Gunawan,
2004) yang tentu saja dibutuhkan pemahaman yang lebih dibanding dengan komputer.
Komputer yang digunakan adalah komputer dengan koneksi parallel port yang saat ini
juga mulai ditinggalkan oleh banyak pengguna pribadi pada umumnya ( koneksi lain
seperti Universal Serial Bus (USB) juga dapat digunakan, akan tetapi membutuhkan
rangkaian tambahan lagi). Hal ini memberi dampak posistif karena dapat memanfaatkan
barang yang sudah jarang dipakai menjadi lebih bermanfaat yaitu sebagai alat kontrol.
1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2
Sistem otomasi ini dapat menjamin kesamaan hasil pengeboran dan lebih efisien karena
menggunakan mesin yang waktu prosesnya relatif lebih cepat.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang ada, maka dapat dirumuskan beberapa masalah
sebagai berikut:
a.
Keterbatasan kemampuan manusia dalam membuat lubang dengan jarak yang
sama dan jumlahnya sangat banyak.
b.
Kesamaan hasil yang jauh lebih sulit apabila menggunakan alat bor manual serta
lamanya waktu proses.
1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan dari Tugas Akhir dengan judul Perancangan Mesin Bor Otomatis Berbasis
Komputer adalah menciptakan suatu alat otomasi untuk melakukan proses pengeboran
yang dikendalikan dengan komputer.
Manfaat Tugas Akhir ini bagi dunia industri adalah membantu mempermudah
pekerjaan manusia dan meningkatkan produktivitas terutama pada industri pembuatan PCB
berlubang dan industri sangkar burung, dan meningkatkan konsistensi dan kesesuiaan
terhadap spesifikasi kualitas produk.
1.4. Batasan Masalah
Penyusunan tugas akhir ini dibatasi dengan beberapa kriteria untuk menghindari
munculnya permasalahan yang lebih kompleks. Adapun batasan masalah sebagai berikut:
a.
Mesin 3 sumbu kerja (X,Y,Z) dengan maksimal pergerakan sumbu X290mm
Y320mm Z60mm dan dimensi material maksimal yang dapat dikerjakan 250mm
x 300mm x 30mm.
b.
Menggunakan motor stepper sebagai motor penggerak sumbu.
c.
Menggunakan motor dc sebagai penggerak alat potong.
d.
Kecepatan pergerakan axis 4mm/detik.
e.
Jarak pengeboran lubang teratur.
f.
Jenis material yang dapat dikerjakan adalah kayu, nilon, akrilik dan pcb dengan
diameter mata bor berkisar antara Ø1 – Ø3mm.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
g.
3
Pengendali mesin bor otomatis berbasis komputer dengan menggunakan
perangkat lunak Mach3.
h.
Komputer dengan koneksi parallel port.
1.5. Metode Pengerjaan
Metode pengerjaan Tugas Akhir
“Perancangan Mesin Bor Otomatis Berbasis
Komputer” dibagi menjadi 5, yaitu:
1.
Pengumpulan data dan pencarian referensi. Metode yang digunakan dalam
melakukan proses pengumpulan,antara lain:
a.
Wawancara
Proses wawancara dilakukan untuk mendapatkan informasi-informasi
secara langsung dari pelaku yang telah ahli di bidangnya. Informasi yang
didapat antara lain berupa detail mesin, harga-harga komponen, dan
kendala-kendala.
b.
Dokumen
Sumber informasi lain yang bukan dari manusia didapat dari buku,
laporan, artikel atau datasheet yang berhubungan dan dapat membantu
pengerjaan Tugas Akhir.
c.
Observasi
Dalam pelaksanaan observasi, penyusun mengamati, mencatat dan
mempertimbangkan berbagai macam hal yang berkaitan dengan Tugas
Akhir.
2.
Tahap Perancangan Sistem
Tahap perancangan sistem, meliputi proses perancangan perangkat
lunak, perancangan perangkat keras mekanik, perancangan perangkat keras
elektronik, dan proses simulasi menggunakan komputer dengan perangkat
lunak simulasi, sebelum masuk ke tahap selanjutnya. Dalam tahap ini, ide-ide
dan pengembangan tugas akhir dapat dilakukan.
3. Tahap Implementasi Perancangan Sistem
Pada tahap ini, penyusun mengimplementasikan rancangan yang telah
dilakukan pada tahap sebelumnya. Semua bahan yang telah dipersiapkan
sebelumnya akan diproses dan dirakit sesuai dengan kelompok masing-masing.
Perangkat keras elektonik, meliputi pembuatan PCB, etching, soldering.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
4
Perangkat keras mekanik, meliputi pembuatan frame, pembuatan kopling,
pembuatan housing ballscrew, pengeboran, dan finishing hardware. Pada
proses
implementasi
perangkat
lunak,
meliputi
parameterisasi,
mengembangkan user interface, dan sinkronisasi perangkat keras dengan
perangkat lunak. Koneksi kabel yang menghubungkan setiap bagian dilakukan
setelah semua bagian selesai dikerjakan. Proses pengkabelan ini perlu perhatian
ekstra karena jika terjadi kesalahan maka setiap bagian tidak dapat saling
berhubungan. Dalam tahap ini dilakukan pula proses perbaikan yang bersifat
langsung dan situasional dengan pertimbangan tidak merubah rancangan awal
secara menyeluruh.
4. Tahap Pengukuran dan Pengujian
Pada tahap ini, sinkronisasi perangkat keras dengan perangkat lunak
telah berhasil dan mesin sudah dapat beroperasi. Oleh sebab itu proses
pengukuran dan pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah mesin sudah
dapat beroperasi dan tingkat ketelitian yang diharapkan. Pengujian dilakukan
pada material dengan jenis bahan yang berbeda, diameter mata bor yang
berbeda, dan ketebalan material yang berbeda.
Teknik pengambilan data
dilakukan dengan membuat program pengeboran dengan jarak yang berbeda
dan teratur untuk dilakukan pengukuran pada hasilnya. Proses pengujian ini
nantinya akan bermanfaat dalam penyusunan kapasistas mesin dan spesifikasispesifikasi berdasarkan kondisi riil di lapangan. Pengukuran dan pengujian
dilakukan untuk menilai kemampuan mesin.
5. Analisis Data dan Kesimpulan Hasil
Analisa data dilakukan dengan mengamati fungsi dari setiap unit,
menganalisa singkronisasi pergerakan dari setiap sumbu mesin. Analisa data
juga dilakukan dengan melihat prosentase kesalahan yang mungkin terjadi dari
pergerakan setiap sumbu dengan memberikan perintah gerakan dengan nilai
jarak tertentu dan dibandingkan dengan hasil pergerakan yang dilakukan.
Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan mengamati sistem
pergerakan dari masing-masing sumbu.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Dalam bab ini, dijabarkan mengenai dasar teori dan keterangan mengenai
komponen–komponen yang digunakan dalam perancangan mesin bor otomatis berbasis
komputer. Beberapa komponen yang akan dijabarkan antara lain perangkat lunak
(software) , perangkat keras mekanik, perangkat keras elektronik dan komponen
pendukung lainnya.
2.1. Hukum Ohm[1]
Georgi Simon Ohm (1789-1854) menemukan hubungan proporsional antara beda
potensial pada konduktor dengan arus elektrik yang terjadi (V≈I). Hubungan tersebut
merupakan hubungan yang sangat sederhana. Jika ada dua variabel yang diketahui
nilainya, maka dapat menentukan nilai dari variable ketiga. Hal tersebut berarti bahwa
apabila tegangan dikondisikan pada nilai stabil, maka nilai arus akan berbanding terbalik
dengan hambatan. Jika nilai hambatan naik, nilai arus turun, dan jika nilai hambatan turun,
nilai arus naik. Pernyataan yang diungkapkan oleh Georgi Simon Ohm inilah yang
kemudian dikenal dengan hukum ohm.
Hukum ohm dapat dinyatakan dalam bentuk deret hitung untuk masing-masing
variable sebagai berikut :
(2.1)
Dengan :
V = Tegangan dalam Volt (V)
I = Arus dalam Ampere (A)
R = Hambatan dalam Ohm (Ω)
2.2. Resistor[1]
Resistor merupakan pasif komponen yang digunakan untuk melengkapi rangkaian
bersama sumber tegangan dan arus dan aktif komponen. Resistor diekspresikan dengan
huruf R dan besar nilai dengan satuan Ohm (Ω). Resistor disebut pasif komponen karena
resistor tidak dapat memperkuat atau mengolah sinyal listrik. Resistor memberikan
hambatan terhadap arus yang mengalir dalam rangkaian. Sebuah resistor adalah konduktor
5
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
6
dengan resistensi tertentu. Resistor menurunkan sejumlah tertentu tegangan, dengan
mengubah sejumlah tegangan menjadi panas. Ada beberapa jenis resistor untuk masingmasing aplikasi, dan tersedia dalam berbagai ukuran, bentuk, dan bahan.
Bentuk fisik dari resistor umumnya kecil yang digunakan dalam rangkaian
elektronik, dan bahkan dalam rangkaian elektronik modern, sebagian besar resistor adalah
berbagai lempengan dan sangat kecil, sehingga tidak terlihat tanpa kaca pembesar. Nilai
resistor bervariasi mulai dari puluhan ratusan hingga ribuan ohm dan untuk memudahkan
untuk mengetahui nilai dari resistor tersebut, resistor diproduksi dengan kode warna untuk
menandai nilai resistor. Tabel 2.1 menunjukkan kode warna yang digunakan dalam
resistor.
Tabel 2.1. Kode Warna Resistor
Warna
Kode Warna 1
Kode Warna 2
Kode warna 3
Hitam
0
0
Coklat
1
1
0
Merah
2
2
00
Jingga
3
3
000
Kuning
4
4
0000
Hijau
5
5
00000
Biru
6
6
000000
Ungu
7
7
0000000
Abu-abu
8
8
Putih
9
9
Kode warna 4
Emas
Toleransi 5%
Perak
Kosong
Toleransi 10%
Toleransi 20%
Penempatan kode warna pada resistor ditunjukkan pada gambar 2.1.
Gambar 2.1. Kode Warna pada Resistor [1]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
7
Dua kode warna pertama dibaca sebagai jumlah angka yang signifikan. Kode warna
ketiga merupakan pengali (multiplier), yaitu jumlah nol yang mengikuti angka dari kode
warna pertama dan kedua. Dan kode warna terakhir merupakan toleransi dari nilai resistor.
Toleransi tersebut merupakan nilai batasan yang diperbolehkan terhadap nilai resistor yang
diharapkan dan dinyatakan dalam persen. Toleransi yang umumnya terdapat pada resistor
adalah kosong (tanpa warna) dengan besar nilai 20 persen (20%), perak (silver) dengan
besar nilai 10 persen (10%) dan emas (gold) dengan nilai 5 persen (5%). Sebuah resistor
dengan nilai 100 Ω dan toleransi 10 persen, memiliki nilai kisaran nilai antara 90Ω hingga
110Ω. Berikut adalah contoh cara menentukan nilai resistor :
Sebuah resistor dengan kode warna : Biru – Hijau – Kuning – Perak
Biru
=6
Hijau
=5
Kuning
= 0000
Nilai resistor adalah 650.000Ω.
Perak
= 10 persen
Toleransi resistor = 0,1 x 650.000 = 65.000 Ω.
Sehingga, nilai resistor berada pada kisaran nilai 585.000Ω (585 kΩ) hingga
715.000 Ω (715 kΩ).
Penandaan nilai resistor dengan menggunakan empat kode warna adalah skema
kode warna yang paling sering digunakan, seperti yang sudah dijelaskan. Penandaan nilai
resistor dengan lima dan enam kode warna juga ada dipasaran dengan bentuk fisik resistor
yang mirip dengan resistor empat kode warna. Resistor dengan lima dan enam kode warna
digunakan untuk resistor dengan presisi tinggi dengan penambahan kode warna toleransi (
ungu(±0,1%), biru(±0,25%), hijau(±0,5%), coklat(±1%), merah(±2%)) . Perbedaan lain
resistor dengan lima atau enam kode warna adalah nilai resistor diambil dari tiga kode
warna pertama, dan diikuti dengan multiplier, toleransi dan koefisien suhu (enam kode
warna). Contoh, resistor dengan kode warna kuning, ungu, hijau, merah dan coklat
memiliki nilai resistor sebesar 47500Ω atau 47,5KΩ dengan toleransi kurang lebih satu
persen (±1%). Pengelompokkan resistor dengan jumlah kode warna berbeda dapat dilihat
pada gambar 2.2.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
8
Gambar 2.2. Jumlah Kode Warna Resistor [2]
Dalam perhitungan nilai resistor juga perlu adanya penyesuaian nilai dari resistor
yang ada dipasaran. Tabel 2.2 menunjukkan nilai resistor yang tersedia dipasaran.
Tabel 2.2. Nilai Resistor Pasaran [3]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
9
Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resistor pada suatu
rancangan selain besar resistansi adalah besar daya resistor. Karena resistor bekerja dengan
dialiri arus listrik, maka akan terjadi disipasi daya (P) berupa panas sebesar :
(Watt)
(2.2)
Semakin besar ukuran fisik suatu resistor bisa menunjukkan semakin besar
kemampuan disipasi daya resistor tersebut. Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8, 1/4, 1,
2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya 5, 10 dan 20 watt umumnya
berbentuk kubik memanjang persegi empat berwarna putih, namun ada juga yang
berbentuk silinder.
2.3. Transistor Sebagai Saklar [4]
Salah satu fungsi dari transistor adalah sebagai pemutus dan penyambung arus
pada suatu rangkaian atau juga disebut sebagai saklar. Saklar transistor dapat digunakan
untuk mengontrol perangkat daya tinggi seperti motor, solenoid atau lampu, tetapi mereka
juga dapat digunakan dalam elektronik digital dan sirkuit gerbang logika. Transistor
memiliki tiga elektroda atau terminal yaitu : basis, collector, dan emitor.
Daerah operasi untuk saklar transistor dikenal sebagai daerah saturasi dan daerah
tersumbat (Cut-off). Transistor yang digunakan sebagai saklar maka, daerah operasi untuk
penguatan sinyal elektronik (daerah antara saturasi dan cut-off)
dapat diabaikan.
Penggunakan transistor sebagai saklar dapat mengemudi bolak-balik antara daerah yang
sepenuhnya terputus (cut-off) dan sepenuhnya tersambung (saturasi) seperti yang
ditunjukkan pada gambar 2.3.
Gambar 2.3. Daerah Operasi Transistor [4]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
10
Pada saat transistor berada pada kondisi cut-off , maka arus masukkan basis
bernilai nol (IB = 0), arus keluaran collector bernilai nol ( IC = 0), dan tegangan collector
emitor adalah maksimal (VCE = VCC). Karakteristik dari kondisi cut off adalah tegangan
masukkan (Vin) dan basis dihubungkan dengan 0 volt (ground) dan tegangan basis emitor
lebih kecil dari 0,7 Volt (VBE < 0,7V), seperti ditunjukkan pada gambar 2.4.
Gambar 2.4. Transistor Kondisi Cut Off [4]
Pada saat transistor berada pada kondisi saturasi, maka arus collector menjadi
terlalu besar dan tegangan collector emitor turun mendekati nol. Sehingga dapat
dirumuskan :
IC (saturasi) =
(2.3)
(2.4)
Rumusan tersebut menyatakan bahwa nilai maksimal arus collector sebanding
dengan tegangan catu collector dibagi dengan hambatan collector. Karakteristik lain pada
kondisi saturasi adalah tegangan masukkan (Vin) dan basis dihubungkan dengan tegangan
catu collector (Vcc) dan tegangan basis emitor lebih besar dari 0,7 Volt (VBE > 0,7V),
seperti ditunjukkan pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Transistor Kondisi Saturasi [4]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
11
2.4. Mach3 [5]
Mach3 adalah perangkat lunak yang dapat mengubah komputer biasa menjadi
pengontrol mesin CNC. Mach3 memiliki banyak fitur dan memberikan nilai lebih untuk
pengguna yang membutuhkan paket kontrol CNC. Gambar 2.6 adalah tampilan dari
perangkat lunak Mach3. Mach3 dapat bekerja pada kebanyakan komputer Windows untuk
mengontrol gerakan motor (stepper & servo) dengan mengolah kode perintah (G-Code).
Mach3 dapat disesuaikan dan telah digunakan pada banyak aplikasi dengan berbagai jenis
perangkat keras (hardware). Mach3 dapat bekerja pada komputer dengan jalur koneksi
parallel port dengan minimum sistem sebagai berikut:
a. Versi 32-bit dari Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, atau Windows 7
b. CPU 1Ghz
c. RAM 512MB
d. Kartu grafis dengan RAM 32MB.
Gambar 2.6. Tampilan Mach3 [5]
2.5. Parallel Port DB-25 [6]
Parallel port merupakan salah satu jenis terminal atau port yang digunakan
sebagai jalur transfer data atau sebagai I/O Port pada sebuah komputer sederhana.
Parallel port (seperti ditunjukkan pada gambar 2.7) terdiri dari 4 jalur kontrol, 5 jalur
status dan 8 jalur data. Jalur kontrol memiliki alamat register yang mengatur mode operasi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
12
dan memberitahukan informasi untuk menerima sinyal atau data masukan dari luar atau
mengirimkan sinyal atau data ke luar. Jalur status berfungsi untuk memberikan masukan ke
komputer mengenai status komunikasi siap atau tidaknya hubungan antar 2 peralatan, siap
atau tidaknya untuk memulai transmisi, dan telah berakhirnya transmisi data. Jalur data
merupakan isi data yang akan ditransmisikan.
Gambar 2.7. Jalur Parallel Port [7]
Tabel 2.3. Konfigurasi Parallel Port DB-25 [7]
Berdasarkan tabel 2.3 di atas, dijelaskan bahwa dalam sebuah parallel port DB-25
terdiri dari :
a. Masukan 5 buah : pin 10, 11, 12, 13 dan 15 . Bagian ini merupakan jalur sinyal
masukan menuju komputer yang kemudian diolah oleh perangkat lunak.
b. Keluaran 12 buah : pin 1-9, 14, 16 dan 17. Bagian ini merupakan jalur sinyal keluaran
dari perangkat lunak untuk diteruskan ke perangkat lainnya.
c. Ground 8 buah : pin 18-25.
Untuk dapat mengakses parallel port pada komputer biasanya digunakan alamat memori
seperti yang ditunjukan pada tabel 2.4 berikut:
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
13
Tabel 2.4. Alamat I/O Parallel Port [6]
LPT1
LPT2
LPT3
Data
378h
3BCh
278h
Status
379h
3BDh
279h
Kontrol
37Ah
3BEh
27Ah
2.6. Breakout Board [8]
Rangkaian Breakout Board digunakan untuk komunikasi antara komputer dan
komponen kontrol pada mesin CNC. Rangkaian ini mempunyai dua fungsi :
a. Menterjemahkan sinyal output dari komputer untuk menjalankan mesin CNC.
b. Pengaman atau isolator untuk komputer dari masalah listrik.
2.6.1. Optocoupler [9]
Optocoupler
yang
juga
dikenal
sebagai
optoisolator
adalah
perangkat
semikonduktor yang memungkinkan sinyal yang akan ditransfer antara sirkuit atau sistem
secara optis , sekaligus menjaga mereka sirkuit atau sistem elektrik terisolasi satu sama
lain. Optoisolator digunakan dalam berbagai macam komunikasi, kontrol, dan sistem
monitoring. Prinsip kerja dari optocoupler ditunjukkan pada gambar 2.8 berikut :
Gambar 2.8. Rangkaian Optocoupler [9]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
14
Optocoupler terdiri dari dioda pemancar cahaya (LED) , IRED ( inframerah emitting diode ) , atau dioda laser untuk transmisi sinyal , dan fototransistor untuk
penerimaan sinyal . Pemancar mengambil sinyal listrik dan mengubahnya menjadi pacaran
cahaya tampak atau inframerah (IR) . Cahaya dipancarkan melewati celah transparan dan
diterima oleh penerima , kemudian cahaya tersebut diubah kembali menjadi sinyal listrik .
Gelombang listrik keluar identik dengan gelombang listrik masuk, meskipun masukan dan
keluaran mempunyai amplitudo (kekuatan sinyal) yang sering berbeda. Optocoupler ini
tertutup dalam satu paket, dan memiliki penampilan seperti sirkuit terpadu ( IC ).
2.7. Stepper Motor Driver
Pengendali motor stepper (stepper motor driver) merupakan suatu rangkaian yang
digunakan untuk komunikasi antara komputer dengan motor stepper. Dengan rangkaian
pengendali ini, dapat mengendalikan kecepatan dan arah putaran dari motor stepper.
Rangkaian pengendali motor stepper menerima sinyal keluaran dari komputer, yang
kemudian sinyal tersebut diperkuat lagi supaya keluaran sinyal yang dihasilkan dapat
menggerakkan motor stepper dengan baik. Pada gambar 2.9 ditunjukkan prinsip kerja dari
rangkaian pengendali motor stepper.
Gambar 2.9. Diagram Alir Pengendalian Motor Stepper
2.7.1. IC L297 [10]
L297 adalah sirkuit terpadu (IC) pengendali motor stepper yang menghasilkan
sinyal pengendali empat fase untuk motor stepper bipolar dua fase dan motor stepper
unipolar empat fase dalam aplikasi yang dikendalikan komputer mikro. Motor dapat
digerakkan dalam mode setengah langkah (half step), mode langkah penuh (full step) dan
mode wave. L297 dapat bekerja hanya dengan membutuhkan sinyal pulsa (clock), sinyal
arah (direction) dan mode sinyal masukkan (enable). L297 dapat dikonfigurasikan dengan
IC L298A atau L293E, dan transistor diskrit dan darlington. Penggunaan modul ini
memiliki keuntungan antara lain pemakaian komponen yang relatif sedikit, sehingga
menghemat tempat dan biaya. Konfigurasi pin L297 dapat dilihat pada Gambar 2.10 dan
fungsi setiap pin dapat dilihat pada tabel 2.5.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 2.10. Konfigurasi Pin IC L297 [10]
Tabel 2.5. Fungsi Pin Dari IC L297 [10]
Nama
Fungsi
SYNC
Keluaran dari osilator internal di dalam L297. Jika digunakan lebih dari
satu IC L297 maka pin SYNC akan dihubungkan dengan pin SYNC
pada IC L297 yang lain.
GND
Ground.
HOME
A
INH1
Pin ini akan mengeluarkan logika tinggi jika motor stepper sudah
kembali ke posisi awalnya.
Sinyal pengendali fase motor A.
Kontrol inhibit bersifat aktif rendah untuk fase motor A dan B.
B
Sinyal pengendali fase motor B.
C
Sinyal pengendali fase motor C.
INH2
D
ENABLE
CONTROL
Vs
Kontrol inhibit bersifat aktif rendah untuk fase motor C dan D.
Sinyal pengendali fase motor D.
Jika pin ini mendapat logika rendah, maka INH1, INH2, A, B, C, dan D
juga akan rendah.
Kontrol masukkan yang menentukan aksi dari pemotong.
Tegangan masukkan sebesar 5 Volt.
15
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
16
Tabel 2.5. Fungsi Pin Dari IC L297 [10] (lanjutan)
Nama
Fungsi
SENS2
Masukan untuk beban tegangan saat ini dari fase motor C dan D.
SENS1
Masukan untuk beban tegangan saat ini dari fase motor A dan B.
Vref
Tegangan referensi untuk rangkaian konverter.
OSC
Rangkaian RC dengan menghubungkan hambatan ke Vcc dan
kapasitor ke ground terhubung pada pin ini untuk menentukan nilai
konversi. f=1/0,69 RC
CW/CCW
kontrol masukan arah pergerakan dari motor stepper. Jika tinggi,
bergerak searah jarum jam. Jika rendah, berlawanan arah jarum jam.
CLOCK
Clock untuk setiap pergerakan motor stepper. Step terjadi ketika
pulsa berubah dari rendah menjadi tinggi.
HALF/FULL
Jika logika tinggi maka akan dipilih mode half step, dan jika logika
rendah maka akan dipilih mode full step.
RESET
Masukkan untuk reset. Pulsa aktif rendah ini menyimpan translator
untuk kembali ke posisi HOME.
2.7.2. IC L298 [11]
IC L298 adalah jenis IC driver motor yang dapat mengendalikan arah putaran dan
kecepatan motor dc ataupun motor stepper. IC l298 terdiri dari transistor-transistor logic
(TTL) dengan gerbang NAND (gerbang logika dengan satu keluaran dan dua atau lebih
masukkan) yang memudahkan dalam menentukkan arah putaran suatu motor dc dan motor
stepper. IC L298 dapat mengendalikan 2 motor dc, namun hanya dapat mengendalikan 1
motor stepper. Bentuk dan konfigurasi pin dari IC L298 dapat dilihat pada gambar 2.11
dan tabel 2.6.
Gambar 2.11. Bentuk dan Konfigurasi Pin IC L298 [11]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
17
Tabel 2.6. Fungsi Pin IC L298 [11]
Pin
Fungsi
1 ; 15
Antara pin ini dan ground dihubungkan dengan resistor pengaman
untuk mengatur besar arus beban.
2;3
Keluaran dari jembatan A. arus yang mengalir melalui beban
terhubung antara dua pin dipantau pada pin 1.
4
Suplai tegangan. Kapasitor 100nF harus dihubungkan antara pin ini
dengan ground .
5 ; 7 Masukkan 1 dan 2 untuk jembatan A.
6 ; 11 Masukkan Enable .
8
Ground .
9
Suplai tegangan untuk blok logika. Kapasitor 100nF harus
dihubungkan antara pin ini dengan ground .
10 ; 12 Masukkan 3 dan 4 untuk jembatan B.
13 ; 14
Keluaran dari jembatan B. arus yang mengalir melalui beban
terhubung antara dua pin dipantau pada pin 15.
IC L298 memiliki dua buah rangkaian H-Bridge di dalamnya, sehingga dapat
digunakan untuk mengendalikan dua buah motor DC. IC L298 masing-masing dapat
menghantarkan arus hingga 2A. Namun dalam penggunaannya, IC ini dapat digunakan
secara paralel sehingga kemampuan menghantarkan arusnya menjadi 4A.
Gambar 2.12. Diagram Block IC L298 [11]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
18
Pada gambar 2.12 IC L298 mengintegrasikan dua jalur keluaran daya (A, B).
Jalur keluaran daya adalah konfigurasi jembatan dan keluaran daya tersebut
dapat
mengendalikan sebuah beban induktif. Arus yang mengalir melalui beban, keluar dari
jembatan pada jalur deteksi keluaran (the sense output). Resistor eksternal ( RSA, RSB)
memungkinkan untuk mendeteksi intensitas saat ini.
IC L298 memiliki empat jalur (channel) masukan yang didesain untuk dapat
menerima masukan level logika TTL. Setiap jalur masukan ini memiliki jalur keluaran
yang bersesuaian. Dengan memberi tegangan 5 volt pada pin Enable A dan Enable B,
setiap jalur keluaran akan menghasilkan logika tinggi (1) atau rendah (0) sesuai dengan
nilai masukkan pada jalur masukkan.
2.8. Motor Stepper [12]
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. Untuk menggerakkan motor stepper diperlukan
pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik.
Berdasarkan metode perancangan rangkain pengendalinya, motor stepper dapat
dibagi menjadi jenis yaitu unipolar dan bipolar. Rangkaian pengendali motor stepper
unipolar lebih mudah dirancang karena hanya memerlukan satu switch / transistor setiap
lilitannya. Untuk menjalankan dan menghentikan motor ini cukup dengan menerapkan
pulsa digital yang hanya terdiri atas tegangan positif dan nol (ground) pada salah satu
terminal lilitan motor dan pada bagian tengah dari lilitan dicatu dengan tegangan positif
konstan (VM). Skema pengendali motor stepper unipolar dapat dilihat pada gambar 2.13.
Gambar 2.13. Motor Stepper Lilitan Unipolar [12]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
19
Untuk motor stepper dengan lilitan bipolar, diperlukan sinyal pulsa yang berubahubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. Jadi pada setiap terminal lilitan (A & B) harus
dihubungkan dengan sinyal yang mengayun dari positif ke negatif dan sebaliknya.
Pengendali motor stepper bipolar ini membutuhkan rangkaian pengendali yang agak lebih
kompleks daripada rangkaian pengendali untuk motor unipolar. Motor stepper bipolar
memiliki keunggulan dibandingkan dengan motor stepper unipolar dalam hal torsi yang
lebih besar untuk ukuran yang sama. Skema pengendali motor stepper bipolar dapat dilihat
pada gambar 2.14.
Gambar 2.14. Motor Stepper Lilitan Bipolar [12]
Tabel 2.7 menunjukkan urutan eksitasi dari langkah pergerakan motor stepper dengan
beberapa mode yang berbeda. Langkah pergerakan motor stepper terbagi menjadi beberapa
mode step diantaranya :
1. Wave Drive ( 1 phase on )
Pada mode ini hanya satu lilitan stator saja yang diberi energi. Torsi keluaran motor
tidak maksimal, karena pada pengendali unipolar hanya menggunakan 25% dan
bipolar 50% lilitan stator saat terenergi.
2. Langkah Penuh (Full Step)
Pada mode ini ada dua lilitan stator yang diberi energi, sehingga posisi salah satu
kutub rotor berada diantara dua lilitan stator yang terenergi. Torsi keluaran pada
pengendali unipolar lebih kecil dibandingkan dengan pengendali bipolar karena
pengendali unipolar hanya menggunakan 50% lilitan yang ada sedangkan pengendali
bipolar menggunakan seluruh lilitan stator.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
20
3. Langkah Setengah (Half Step)
Langkah Setengah (Half Step) merupakan kombinasi antara Wave Drive dan
Langkah Penuh (Full Step). Langkah setengah (Half Step) dapat mengurangi
fenomena yang disebut sebagai resonansi atau getaran yang dialami pada mode Wave
Drive dan Langkah Penuh (Full Step).
4. Langkah Mikro (Microstepping)
Pada mode Langkah Mikro, arus yang mengalir pada lilitan terus bervariasi untuk
dapat memecah satu langkah penuh menjadi langkah diskrit yang lebih kecil.
Tabel 2.7. Urutan Eksitasi Pada Mode Yang Berbeda [12]
Normal
Full Step
Wave Drive
Phase
A
B
C
D
3
4
1
2
3
Half Step Drive
1
2
4
1
2
3
4
5
6
7
8
•
•
• •
• •
•
• •
• • •
•
• •
• • •
•
• •
• • •
2.9. Limit Switch [13]
Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan tuas yang berfungsi
menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar tombol tekan (push
button) yaitu hanya akan menghubung pada saat tuasnya ditekan pada batas penekanan
tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch
termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan
elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch
adalah sebagai sensor posisi suatu benda yang bergerak. Bentuk dan simbol limit switch
ditunjukan pada gambar 2.15 dibawah ini :
Gambar 2.15. Simbol dan Bentuk Limit Switch [13]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
21
Limit switch umumnya digunakan untuk :
a. Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain.
b. Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil.
c. Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek.
Prinsip kerja limit switch adalah dengan menekan atau melepas tombol atau tuas
pada batas yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau
penghubungan rangkaian. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu kontak NO (Normally
Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika
tombolnya tertekan. Konstruksi dan simbol limit switch dapat dilihat seperti gambar 2.16 di
bawah ini:
Gambar 2.16. Skema Limit Switch [13]
2.10. Kode Pemrograman [14]
Mesin CNC merupakan perangkat yang bergerak dengan mengikuti instruksi yang
diberikan oleh komputer. Instruksi atau perintah kerja ini biasa disebut sebagai program.
Program merupakan kode perintah yang mendefinisikan bagaimana langkah pergerakan
dari mesin atau bagaimana suatu benda akan dikerjakan. Program tersusun dari beberapa
blok atau baris data, dimana dalam setiap blok tersebut terdapat kode perintah yaitu Kode
M (M-codes), Kode G (G-codes), dan Huruf Inisial (Initial Letter). Tabel 2.8, 2.9, dan 2.10
akan menjelaskan kode perintah yang akan dipakai dalam membuat sebuah program.
Tabel 2.8. M-Codes
Kode M
Fungsi
M1
Program berhenti sementara
M3
Spindel berputar searah jarum jam
M30
Program selesai dan kembali ke awal
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Tabel 2.9. G-Codes
Kode G
Fungsi
G0
Gerak cepat
G1
Gerak linear
G4
Penahanan gerak
G28
Kembali ke titik referensi mesin 1
G30
Kembali ke titik referensi mesin 2
G80
Membatalkan mode siklus
G81
Siklus pengeboran tanpa tahapan
G82
Siklus pengeboran dengan penahanan
G83
Siklus pengeboran secara bertahan
G90
Mode jarak absolut
G91
Mode jarak inkremental
G94
Mode langkah per menit
G98
G99
Level inisial kembali setelah siklus
Level Titik R setelah siklus
Tabel 2.10. Initial Letters
Huruf
Arti
F
Kecepatan pemakanan
N
Alamat
P
Waktu penahanan siklus
R
Level kembali siklus
S
Kecepatan spindel
T
Nomer alat potong
X
Sumbu X
Y
Sumbu Y
Sumbu Z
Z
22
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
23
2.10.1. G81 Canned Cycle Drilling Fast Pullback
Kode perintah program G81 adalah kode perintah untuk melakukan proses
pengeboran dengan gerak pembebasan cepat. Berikut adalah penjelasan mengenai kode
program G81:
Format penulisan :
(G90/G91) (G98/G99) G81 X… Y… Z… R… F… ;
Definisi variable :
Gambar 2.17. Siklus Gerakan G81 [14]
Urutan siklus pergerakan G81 dari gambar 2.17. :
a. Gerakan cepat menuju posisi X , Y dan Z (titik inisial).
b. Gerak cepat menuju titik R sebagai titik bebas.
c. Langkah pengeboran dengan kecepatan yang terprogram menuju titik
kedalaman pengeboran.
d. Gerak cepat untuk pembebasan menuju titik inisial (dengan G98) atau titik
bebas R (dengan G99).
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
24
2.10.2. G83 Canned Cycle Peck Drilling
Kode perintah program G83 adalah kode perintah untuk melakukan proses
pengeboran dengan gerak pembebasan berulang. Berikut adalah penjelasan mengenai kode
program G81:
Format penulisan :
(G90/G91) (G98/G99) G83 X… Y… Z… Q… R… F… ;
Definisi variable :
Gambar 2.18. Siklus Gerakan G83 [14]
Urutan siklus pergerakan G83 dari gambar 2.18. :
a. Gerakan cepat menuju posisi X , Y dan Z (titik inisial).
b. Gerak cepat menuju titik R sebagai titik bebas.
c. Langkah pengeboran dengan kecepatan yang terprogram menuju titik
kedalaman pengeboran yang sesuai dengan nilai Q.
d. Gerak cepat menuju titik bebas (R). gerak cepat kembali dan berhenti 1mm
sebelum kedalaman pengeboran Q. Proses ini dilakukan berulang hingga
kedalaman pengeboran Z terpenuhi.
e. Gerak cepat untuk pembebasan menuju titik inisial (dengan G98) atau titik
bebas R (dengan G99).
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB III
PERANCANGAN
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai sistem dari mesin bor otomatis berbasis
komputer dengan menggunakan perangkat lunak (software) Mach3 sebagai pengendali
motor stepper untuk penggerak sumbu x, y, z, dan motor dc untuk penggerak spindle.
3.1. Keseluruhan Sistem
Mesin bor otomatis berbasis komputer ini menggunakan perangkat lunak Mach3
sebagai pengendali gerak dari motor stepper untuk menggerakkan sumbu-sumbu mesin.
Agar motor dapat bergerak, maka operator harus memberikan perintah dengan
memasukkan kode-kode perintah berupa G-Codes yang selanjutkan akan diubah ke dalam
bentuk sinyal atau pulsa agar motor stepper dapat berputar. Sinyal keluaran diteruskan
kedalam rangkaian penterjemah sinyal (breakout board) melalui terminal paralel (parallel
port) dimana pengaturan jalur masuk atau keluar (input/output) harus diatur terlebih dahulu
dalam perangkat lunak Mach3. Sinyal keluaran dari komputer yang telah diterima oleh
breakout board kemudian akan diterima oleh stepper driver untuk dilakukan penguatan
sinyal, sehingga stepper driver dapat memberi perintah pada motor stepper untuk berputar.
Gambaran dari keseluruhan sistem dapat dilihat pada gambar 3.1 dan diagram alir proses
dapat dilihat pada gambar 3.2.
Gambar 3.1. Konfigurasi Keseluruhan Sistem
25
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
26
Gambar 3.2. Diagram Alir Proses Kerja
Pada gambar 3.2 ditunjukkan alur proses untuk pembuatan benda dengan mesin bor
otomatis berbasis komputer. Urutan proses tersebut adalah persiapan mesin, persiapan
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
27
benda kerja, seting mesin dan menjalankan program. Alur program tersebut akan menjadi
pemandu operasi apabila akan melakukan proses kerja, sehingga dapat meminimalkan
kesalahan proses, kesalahan kerja dan kerusakan mesin atau benda kerja.
3.2. Sistem Perangkat Keras
Pada perancangan sistem perangkat keras (hardware) ini, terbagi menjadi 2
kelompok yaitu perangkat keras mekanik dan perangkat keras elektronik.
3.2.1. Perancangan Perangkat Keras Mekanik
Dalam perancangan perangkat keras mekanik ini menggunakan bahan dasar dari
aluminium untuk komponen rangka atau bodi mesin. Komponen pada bagian-bagian
seperti bantalan gelinding (bearing), poros ulir bulat (ball screw) dan batangan as
(linear shaft) menggunakan bahan dasar logam. Bahan-bahan tersebut relatif mudah
di dapatkan dengan harga cukup murah, kecuali untuk bahan dasar alumunium yang
lebih mahal. Hasil perancangan sistem mekanik kemudian dikerjakan dengan proses
permesinan untuk
mendapatkan hasil yang cukup presisi sesuai kebutuhan sistem.
Gambaran perancangan dari sistem mekanik yang akan direalisasikan ditunjukkan pada
gambar 3.3.
Gambar 3.3. Rancangan Hardware Mekanik
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
28
Mesin bor otomatis ini bergerak dalam 3 sumbu, yaitu sumbu x, sumbu y, sumbu z
dan pada setiap sumbunya digerakkan oleh sebuah motor stepper. Setiap sumbu terdapat
limit switch yang akan membatasi pergerakan setiap sumbu mesin. Batas-batas pergerakan
sumbu mesin dapat dilihat lebih jelas pada gambar 3.4 dan gambar 3.5 berikut ini :
Gambar 3.4. Batas Pergerakan Sumbu Y
Gambar 3.5. Batas Pergerakan Sumbu X dan Z
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
29
3.2.2. Perancangan Perangkat Keras Elektronik
3.2.2.1. Breakout Board
Fungsi breakout board dalam perancangan mesin bor otomatis ini adalah untuk
komunikasi komputer dengan kontrol motor dan untuk memisahkan aliran listrik
komputer dengan aliran listrik kontrol motor stepper dan motor, sehingga saat terjadi
kerusakan pada aliran listrik motor stepper, tidak merusak komponen-komponen pada
komputer. Komponen utama dari breakout board ini adalah optocoupler seperti
ditunjukkan pada gambar 3.6. Proses sinyal didalam breakout board terbagi menjadi tiga
bagian utama, yaitu masukkan breakout board dari parallel port, masukan breakout board
dari limit switch dan keluaran breakout board. Dalam perancangan breakout board
diperlukan pemilihan komponen yang tepat, sehingga fungsi utama dari breakout board
dapat berjalan dengan optimal.
Gambar 3.6. Masukkan Optocoupler [15]
a. Masukkan Optocoupler Breakout Board dari Parallel Port dan Limit Switch
Breakout board mendapatkan masukkan sinyal dari parallel port melewati pin
keluaran (Output Pin) dan dari limit switch. Sinyal tersebut kemudian akan melewati
sebuah resistor pengaman (RD) sebelum masuk pada komponen utama breakout board
yaitu optocoupler (gambar 3.6.). Optocoupler yang digunakan adalah optocoupler tipe
PC817 karena selain memiliki kemampuan switching yang cepat ( 3-4 µs ) juga karena
sangat mudah didapat dipasaran. Resistor digunakan sebagai hambatan agar tegangan
dan
arus
yang
masuk
tidak
merusak
komponen optocoupler tersebut. Untuk
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
30
menentukan nilai resistor, dapat menggunakan perhitungan yang mengacu dari persamaan
(2.1) sebagai berikut:
Tegangan keluaran dari parallel port = 5 V.
Arus yang dipakai (typical datasheet) = 20 mA.
Tegangan Led (typical datasheet) = 1,2 V.
Sehingga :
Vcc
= VLED + VRESISTOR
VRESISTOR
= Vcc - VLED
VRESISTOR
= 5V – 1,2V = 3,8V
VRESISTOR
= I x RD
Maka,
RD
= VRESISTOR / I
= 3,8 V / 20 mA
= 190 Ω
Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh batas nilai resistor untuk masukan dari
optocoupler adalah 190Ω. Dalam kaitannya dengan ketersediaan nilai resistor dipasaran,
maka dipilih nilai resistor sebesar RD = 200Ω.
Sehingga arus yang masuk ke dalam optocoupler menjadi :
I
= VRESISTOR / RD
= 3,8 V / 200 Ω
= 0,019 A
= 19 mA
b. Keluaran Optocoupler Breakout Board
Gambar 3.7. Keluaran Optocoupler
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
31
Keluaran optocoupler ditunjukkan pada gambar 3.7. Transistor pada optocoupler
berfungsi sebagai saklar kontak, sehingga ketika LED menyala, arus mengalir dari sumber
5V menuju ground karena kaki kolektor dan emitor terhubung. Pada keluaran optocoupler
juga terdapat resistor yang nilainya harus diperhitungkan agar kinerja optocoupler dapat
bekerja maksimal. Perhitungan nilai resistor berdasarkan nilai tegangan dan arus collector
sehingga respon frekuensi dapat terjadi dengan baik . Perhitungan untuk menentukan nilai
resistor RL yang mengacu dari persamaan (2.1) adalah sebagai berikut :
Tegangan masukkan Vcc = 5 Volt
Arus Ic = 7 mA
RL
= Vcc / Ic
= 5V / 7 mA
= 714 Ω
Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh, batas nilai resistor untuk keluaran dari
optocoupler adalah 714 kΩ. Dalam kaitannya dengan ketersediaan nilai resistor dipasaran,
maka dipilih nilai resistor sebesar RL = 660 Ω.
c.
Lampu Indikator
Pada rangkaian breakot board ditambahkan rangkaian untuk lampu indikator proses
untuk menandai keadaan suatu mesin pada kondisi proses atau tidak. Lampu indikator
menggunakan lampu led 24 V dengan warna kuning sebagai indikator proses dan lampu
berwarna hijau sebagai indikator mesin kondisi aman atau standby. Gambar 3.8
menunjukan rangkaian untuk lampu indikator.
Gambar 3.8. Rangkaian Lampu Indikator
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
32
Pada rangkaian lampu indikator menggunakan transistor NPN D313 yang
digunakan sebagai saklar otomatis untuk menghidupkan lampu indikator. Perhitungan
untuk nilai resistor pada kaki basis menggunakan rumus berdasarkan persamaan (2.4)
sebagai berikut :
Tegangan masukkan basis
= 5V
Penguatan transistor (β)
= 40 – 320
Arus lampu indikator (Ic)
= 20mA
IB
=
IB
=
IB
= 0,0004 A
RB
= V / IB
Maka;
= 5V / 0,0004
= 12,5 kΩ
≈ 13 kΩ
3.2.2.2. Stepper Driver
Perancangan modul pengendali motor stepper berfungsi untuk menerima sinyal
masukkan dari parallel port berupa pulsa (clock) dan arah pergerakan (direction) yang
digunakan untuk mengatur motor stepper agar dapat bergerak sesuai yang diinginkan.
Modul ini diperlukan karena arus dan tegangan yang keluar dari parallel port kurang besar
untuk dapat menggerakkan motor stepper.
Pengendali motor stepper ini terdiri dari IC L297 yang berfungsi sebagai
penterjemah sinyal masukkan dari komputer dan mengubahnya menjadi sinyal sekuensial
yang digunakan untuk menggerakkan motor stepper. Keluaran dari IC L297 akan diberikan
kepada L298 yang berfungsi sebagai pengatur arus dan tegangan masukkan untuk motor
stepper.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
33
Gambar 3.9. Rangkaian Pengendali Motor Stepper
Rangkaian pengendali motor stepper pada gambar 3.9 diatas, pada pin osilator
terhubung dengan resistor dan kapasitor yang nilai dari masing-masing komponen
dipengaruhi oleh frekuensi yang ditimbulkan oleh motor stepper. Mode pergerakan dari
motor stepper yang akan dipakai adalah full step karena mode tersebut sudah memiliki
ketelitian yang sudah baik, yaitu 0,0125 mm per step. Nilai itu didapat dari perhitungan
dibawah ini :
Sudut step motor
= 1,8 derajat
Step per revolusi
= 360 / 1,8
= 200 step
Jarak gang ulir bola
= 2,5mm
Step
= 2,5 / 200
= 0,0125mm
Rumus frekuensi adalah f= 1/T , maka frekuensi motor dapat diketahui lewat kecepatan
pergerakan sumbu yaitu 4mm/detik dengan mengubahnya dalam satuan step/detik.
Sehingga besar frekuensi motor adalah :
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
34
(step/detik)
Untuk perhitungan nilai resistor dan kapasitor yang terhubung dengan osilator (dengan
besar nilai R > 10kΩ) dirumuskan dengan :
Selain nilai resistor dan kapasitor yang tersambung pin osilator pada IC l297, pada
IC L298 juga terdapat resistor yang yang tersambung pada pin 1 dan 15 (pin Sen_A dan
Sen_B) dan terhubung dengan ground untuk membatasi arus beban yang mengalir pada
rangkaian. Besar nilai resistor adalah 0,5Ω yang diambil sesuai dengan nilai pada
datasheet. Dengan adanya tegangan sensor beban maksimal 0,5V (dipilih 0,5V dari
ketentuan -1V hingga 2V pada datasheet), maka perhitungan daya dari resistor yang
mengacu dari persamaan (2.3) adalah :
watt
3.2.2.4. Motor Stepper
Semua motor sumbu yang digunakan adalah produk dari Sanyo Denki tipe
103H7126-1441 dengan spesifikasi DC 3.35 A dan 1.8 derajat/step.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
35
3.3. Sistem Software
Perangkat lunak yang dipakai pada perancangan mesin bor otomatis ini adalah
Mach3, yang memiliki peranan penting dalam hal pengoperasian mesin, karena semua
kontrol dilakukan dengan software ini. Pengendalian yang dilakukan oleh perangkat lunak
ini adalah pergerakan sumbu x, sumbu y, sumbu z dan spindel. Perangkat lunak ini juga
mendeteksi pergerakan maksimal dari masing-masing sumbu melalui limit switch yang
terpasang pada setiap sumbu mesin.
3.3.1. Konfigurasi Mach3
Pengoperasian mesin bor otomatis berbasis komputer menggunakan perangkat
lunak Mach3 Mill karena memiliki kesamaan karakteristik gerakan. Setting ports dan pins
antara perangkat lunak dengan perangkat keras harus disamakan terlebih dahulu supaya
perintah yang diberikan sesuai dengan hasil gerakan dari mesin.
3.3.1.1. Langkah Setting Konfigurasi Input dan Output
a. Memilih menu Ports and Pins pada Toolbar Config.
b. Menentukan parameter pada Tab Motor Outputs.
Pada bagian ini, parameter yang perlu disetting adalah kolom pengaktifan
sumbu yang akan dipakai (Enable) , pin untuk jalur sinyal langkah motor stepper
yang akan digunakan (Step Pin#) dan pin untuk jalur sinyal arah gerak sumbu (Dir
Pin#). Nomer pin yang akan digunakan untuk jalur motor sumbu dan spindle dapat
dilihat pada tabel 3.1 dan aplikasi penggunaan pin dapat dilihat pada gambar 3.10.
Tabel 3.1. Nomer Pin Untuk Motor Output
Sinyal
Pin Pulsa
Pin Arah
Sumbu X
2
3
Sumbu Y
4
5
Sumbu Z
6
7
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
36
Gambar 3.10. Parameter Motor Output
c. Menentukan Parameter pada Tab Input Signals
Sinyal masukkan dilewatkan melalui pin 10-13. Sinyal masukkan berasal dari
limit switch, titik referensi mesin (homing) dan tombol darurat (emergency stop).
Jumlah pin untuk masukkan sinyal lebih sedikit dibanding jumlah sumber masukkan
sinyal, sehingga beberapa sumber masukkan sinyal yaitu sinyal dari limit switch,
dipasang secara seri. Nomer pin untuk jalur sinyal masukkan dalam perancangan ini
dapat dilihat pada tabel 3.2 dan aplikasi penggunaan pin dapat dilihat pada gambar
3.11.
Tabel 3.2. Nomer Pin Untuk Sinyal Input
Sinyal
Nomer Pin
X ++
10
X--
10
Home X
11
Y ++
10
Y--
10
Home Y
12
Z ++
10
Z--
10
Home Z
13
Estop
10
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
37
Gambar 3.11. Parameter Input Signals
d. Menentukan Parameter pada Tab Ouput Signals
Sinyal keluaran digunakan untuk menghidupkan lampu indikator proses
pada mesin yang akan dilewatkan melalui pin nomer 8 dan 9. Gambar 3.12 dan
gambar 3.13 dibawah menunjukkan konfigurasi untuk seting keluaran sinyal lampu
indikator.
Gambar 3.12. Konfigurasi Pin Lampu Indikator
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
38
Gambar 3.13. Koneksi Lampu Indikator dengan Spindle
3.3.1.2. Langkah Setting Konfigurasi Tuning Motor
Hal pertama yang harus dilakukan dalam proses tuning motor adalah menentukan
berapa banyak step per unit dari pergerakan, dalam hal ini unit yang dipakai adalah
millimeter atau metris. Sebagai parameter perhitungan untuk motor stepper adalah jumlah
step per revolusi dari motor stepper, resolusi step dari driver motor yang dipakai dan jarak
gang (pitch) ulir yang digunakan. Perhitungan data untuk tuning motor sudah dijelaskan
pada bab sebelumnya.
Gambar 3.14. Motor Tuning
Pada gambar 3.14 diatas, akan diisikan semua parameter yang dibutuhkan dalam
tuning motor stepper. Hal pertama yang harus lakukan adalah menentukan sumbu yang
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
39
akan di tuning dan simpan setingan yang sudah dilakukan untuk setiap setingan sumbu.
Banyak pulsa atau step ditentukan untuk data yang dibutuhkan komputer untuk dikirimkan
ke pengendali motor untuk menggerakkan motor stepper. Data step sudah didapat dari
paragraf sebelumnya yaitu 200 step per unit dan dimasukkan pada kotak kiri bawah. Data
pergerakan motor stepper (velocity) sesuai dengan batasan masalah yang ditentukan yaitu
4mm/detik atau 240mm/menit. Percepatan motor stepper adalah suatu pertimbangan
penting saat bekerja dengan beban. Mengatur percepatan terlalu tinggi dapat
mengakibatkan motor terhambat untuk mencapai kecepatan maksimal, terutama dengan
beban berat. Percepatan atau akselerasi dipilih 90mm/detik2 untuk menghindari hambatan
motor tersebut. Tombol pengaturan pergerakkan dan percepatan juga dimungkingkan
selain dari data perhitungan yang ada untuk mendapatkan setingan yang lebih baik.
3.3.1.3. Contoh Program
Gambar 3.15 berikut adalah contoh program pengeboran dengan menggunakan
kode perintah yang tersedia pada software Mach3 :
Gambar 3.15. Gambar Benda Kerja
Contoh program :
N10 T01
N20 G90 G00 X25 Y17.5 Z50 S1000 M03
N30 G99 G81 X25 Y17.5 Z-12 R10 F75
(Lubang 1)
N40 Y42.5
(Lubang 2)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
N50 X75 Y17.5
(Lubang 3)
N60 Y42.5
(Lubang 4)
40
N70 G00 Z50
N80 G00 X125 Y17.5
N90 G98 G83 X125 Y17.5 Z-12 Q2 R10 F60
(Lubang 5)
N100 Y42.5
(Lubang 6)
N110 G80
N120 G28 X0 Y0 Z0
N130 M30
Penjelasan :
N10
Memanggil alat nomer 1 (T01).
N20
Gerak cepat menuju titik X25 Y17.5 Z50, Spindel berputar searah jarum
jam (M03) dengan kecepatan 1000rpm (S1000).
N30
Pengeboran dimulai (G81) pada titik X25 Y17.5 dengan kecepatan
pemotongan (F75). Bor akan kembali ke titik bebas R setelah operasi
pengeboran.
N40
Pengeboran dititik Y42.5 ( G99 adalah mode g-code drill akan
mempertahankan alat potong kembali ke titik bebas R sampai G98
diberikan).
N50
Pengeboran berikutnya pada titik X75 Y17.5.
N60
Pengeboran pada titik Y42.5.
N70
Gerak cepat untuk pembebasan alat potong menuju Z50.
N80
Menuju posisi lubang selanjutnya (lubang 5) dititik X125 Y17.5.
N90
Pengeboran dengan mode G83 (Peck drilling) pada titik X125 Y17.5. (G98
menunjukkan bahwa alat potong akan bebas menuju titik inisial.
N100
Pengeboran pada titik Y42.5 dan kembali ke titik inisial.
N110
Perintah pengeboran dibatalkan (G80).
N120
Kembali ke titik referensi mesin.
N130
Program berhenti dan kembali ke awal program (M30).
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi mengenai hasil pengamatan dari mesin bor otomatis berbasis
komputer dengan menggunakan perangkat lunak Mach3 yang telah direalisasi. Hasil
pengamatan berupa analisa dan pengujian performa mekanik, performa elektronik dan
hasil pengujian pada benda kerja.
4.1. Bentuk Fisik Mesin Bor Otomatis Berbasis Komputer
Bentuk fisik mesin bor otomatis berbasis komputer ditunjukkan pada gambar 4.1.
Hardware Mekanik
Komputer
Hardware Elektronik
Gambar 4.1. Realisasi Mesin Bor Otomatis
41
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
42
Mesin bor otomatis ini memiliki tiga bagian utama yaitu hardware mekanik,
hardware elektronik (panel kontrol) dan komputer. Pada komputer telah terinstalasi
software Mach3 yang digunakan sebagai kontrol utama dari mesin bor otomatis. Pada
kotak hardware elektronik terdapat semua komponen-komponen yang telah terhubung satu
dengan yang lain yang diperlukan untuk menggerakkan hardware mekanik. Hardware
elektronik terhubung dengan komputer lewat parallel port, dan akan mengolah sinyal dari
software Mach3 untuk diteruskan pada hardware mekanik. Pada hardware mekanik,
terpasang motor-motor sumbu dan motor spindle yang akan mengubah sinyal-sinyal
perintah menjadi gerakan. Dari gerakan-gerakan yang dapat diperintah ini nantinya akan
dapat diterapkan proses pengerjaan pada benda kerja.
Mesin bor otomatis ini memiliki tiga sumbu gerak yaitu sumbu x, sumbu y dan
sumbu z. Setiap sumbu digerakkan oleh sebuah motor step (stepper motor) yang
tersambung dengan poros ulir bulat (ball screw) sebagai pengubah gerak putar motor
menjadi gerakkan lurus. Jarak gang ulir dari poros ulir bulat adalah 2,5mm. Sumbu gerak
posisi adalah sumbu x dan sumbu y (sumbu koordinat), sedangkan sumbu z digunakan
sebagai tempat untuk meletakkan motor spindle dan juga sumbu gerak untuk kedalaman
pengeboran. Meja mesin bor otomatis dilengkapi dengan mur tanam untuk memudahkan
pencekaman benda kerja dan tombol pengaman (Emergency Stop) apabila terjadi
ketidaksesuaian proses pengerjaan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.2.
Benda Kerja
Mur Tanam
Emergency Stop Button
Gambar 4.2. Emergency Stop dan Penjepit Benda Kerja
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
43
4.2. Cara Pengoperasian Mesin
Berikut ini adalah langkah-langkah pengoperasian mesin bor otomatis:
1. Menghubungkan koneksi sambungan dari terminal listrik dan koneksi parallel port
antara komputer dengan panel kontrol.
2. Menghidupkan komputer dan membuka software Mach3 (pilih Mach3 Mill).
Apabila pada kolom status terdapat tulisan Estop Button Pressed, tekan tombol
Reset.
3. Memilih Wizard dan Pick Wizard pada toolbar, kemudian mengaktifkan proses
Rectangular Bolt Pattern dengan menekan mouse bagian kiri sebanyak dua kali.
4. Pada bagian ini, user dapat memasukkan semua parameter yang dibutuhkan seperti
menentukan titik referensi, jumlah dan jarak lubang pada sumbu x dan y, satuan unit
yang dipakai (mm/inchi), tipe proses pengeboran, kecepatan pengeboran (feedrate)
dan jarak bebas mata bor ketika melakukan proses pengeboran.
Gambar 4.3. Rectangular Bolt Pattern
5. Mengakhiri dan menyimpan data parameter yang sudah dimasukkan dengan
menekan kotak Post Code. Pada saat mengakhiri langkah ini, maka program akan
otomatis terbuat dan ditampilkan pada halaman muka (Program Run Alt-1).
6. Menghidupkan rangkaian pada panel kontrol dengan memutar Power Switch pada
posisi hidup (On).
7. Memasang dan menjepit benda kerja pada meja mesin dan mata bor pada spindle.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
44
8. Mengembalikan posisi semua sumbu pada referensi mesin dengan menekan Ref All
Home.
9. Mendekatkan mata bor dengan benda kerja (sumbu x dan y) sesuai dengan titik
referensi yang telah ditentukan sebelumnya (pada Rectangular Bolt Pattern) dan
menyentuhkan ujung mata bor pada permukaan benda kerja. Langkah ini adalah
menentukan titik referensi atau titik nol benda kerja.
10. Masukkan data titik referensi benda kerja dengan mengaktifkan kolom Offsets Alt5
yang ada dibawah kolom toolbar. Sebelum memasukkan titik referensi benda kerja,
tombol koordinat mesin harus dipastikan pada kondisi tidak aktif dengan menekan
tombol Machine Coord’s dan indikator lampu merah tidak menyala.
11. Memasukkan nilai yang sama dari sumbu x, y, z pada mesin koordinat ke kolom
Current Work Offset. Setelah nilai offset dimasukkan, maka nilai koordinat mesin
akan berubah menjadi nol. Apabila tombol koordinat mesin diaktifkan maka nilai
yang sama tampil pada koordinat mesin dan koordinat offset.
Mesin Koordinat
Gambar 4.4. Referensi Benda Kerja saat Mesin Koodinat Off
Mesin Koordinat
Gambar 4.5. Referensi Benda Kerja saat Mesin Koodinat On
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
45
12. Mengaktifkan tampilan muka Program Run Alt-1 dan mengembalikan semua
sumbu pada referensi mesin.
13. Memulai menjalankan program dengan menekan terlebih dahulu tombol Rewind
CTRL-W untuk memastikan program berjalan dari awal. Apabila user ingin
mengedit program terlebih dahulu, semua urutan program akan ditampilkan
tersendiri dengan menekan tombol Edit G-Code.
14. Menjalankan program dengan menekan tombol Cycle Start dan menghentikan
jalannya program dengan menekan tombol Stop (apabila terjadi kesalahan).
Program
Gambar 4.6. Menjalankan Program
Saat pengoperasian mesin, masih terdapat kendala yang berkaitan dengan power
supply. Ketika program dijalankan, saat perintah motor spindle dihidupkan terkadang
power supply mengalami gangguan sehingga terkondisi mati (switching off). Hal tersebut
disebabkan tegangan induksi akibat penggunaan motor ac sebagai motor spindle.
Kemungkinan lain adalah karena penggunaan power supply bukan merupakan produk baru
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
46
melainkan menggunakan power supply bekas komputer lama yang sangat dimungkinkan
performa yang sudah mulai menurun (drop). Dengan menggunakan perangkat power
supply yang baru, diharapkan dapat mengatasi hal tersebut mengingat bahwa gangguan
yang ada tidak selalu terjadi.
4.3. Pengujian dan Analisa Hasil
4.3.1. Pengujian Repeatability
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan tiap sumbu x, y, z
kembali pada posisi yang sama (tetap) setelah melakukan suatu pergerakan serta
untuk mengetahui kapan mesin harus melakukan homing sehingga kepresisian tetap
terjaga. Pengujian dilakukan dengan menggerakkan salah satu sumbu pada jarak tertentu
dan meletakkan outside dial pada kondisi nol seperti ditunjukkan gambar 4.7. Sumbu
diperintahkan menjauh menuju jarak tertentu dan kembali ke titik semula. Setelah itu dapat
dilihat apakah jarum pada outside dial kembali pada angka nol atau terjadi pergeseran.
Apabila terjadi penyimpangan dengan jarak awal sebelum digerakan, berarti hardware
masih kurang presisi. Pergerakan ini dilakukan secara berulang-ulang untuk mengetahui
kestabilan pergeseran mesin seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.1, tabel 4.2, dan tabel
4.3.
Gambar 4.7. Repeatability Test Setting
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Tabel 4.1. Repeatability Test Sumbu X
Percobaan
Sumbu X
Pergeseran (mm)
20
40
60
Penyimpangan (mm)
1
-0.015
0.005
0.005
2
0.005
0
0.005
3
0.005
0
0
4
0.005
0.005
0.005
5
0.005
0
0.005
6
0.005
0.005
0.005
7
0.01
0.005
0
8
0.005
0.005
0.005
9
0.005
0.005
0
10
0.005
0.005
0.005
Rata-rata (mm)
0.007
0.004
0.004
Persentase (%)
0.033
0.009
0.006
Tabel 4.2. Repeatability Test Sumbu Y
Percobaan
Sumbu Y
Pergeseran (mm)
20
40
60
Penyimpangan (mm)
1
-0.02
0.005
0.02
2
-0.01
0.015
0.005
3
-0.02
0
0.005
4
-0.02
0
0.01
5
-0.01
0
0
6
-0.01
0.015
0.005
7
0
0.005
0.01
8
0
0.015
0.02
9
0
0.01
0.01
10
0
0.015
0.015
Rata-rata (mm)
0.009
0.008
0.01
Persentase (%)
0.045
0.02
0.017
47
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
48
Tabel 4.3. Repeatability Test Sumbu Z
Percobaan
Sumbu Z
Pergeseran (mm)
15
30
45
Penyimpangan (mm)
1
0
0.01
0
2
0
0
0
3
-0.005
0
-0.005
4
0
0.01
-0.005
5
0
0.005
-0.005
6
-0.005
0.005
-0.005
7
0
0
-0.005
8
0
0.005
-0.005
9
-0.005
0
0
10
0
0.01
-0.01
Rata-rata (mm)
0.002
0.005
0.004
Persentase (%)
0.01
0.015
0.009
Pada pengujian repeatability yang telah dilakukan dan ditunjukkan pada tabel 4.1,
tabel 4.2, tabel 4.3, menunjukkan bahwa pada setiap sumbu mengalami penyimpangan.
Penyimpangan terbesar rata-rata dari sumbu x adalah 0,0065mm pada pergeseran 20mm,
sumbu y adalah 0,01mm pada pergeseran 60mm dan sumbu z adalah 0,0045mm pada
pergeseran 40mm. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa
repeatability mesin bor otomatis ini sangat baik. Hal tersebut dikaitkan akan tujuan awal
perancangan bahwa mesin bor ini dibuat untuk mempermudah pekerjaan seperti
pembuatan sangkar burung dan pembuatan pcb berlubang.
4.3.2. Pengujian Ketelitian
Pengujian ketelitian dilakukan dengan memasang outside dial di sisi sumbu yang
akan diuji, kemudian menggeser tiap sumbu yang diuji sejauh jarak tertentu selama
berulang-ulang (gerak maju dan mundur), serta membandingkan antara pergeseran yang
diminta dengan pergeseran aktual yang terjadi. Selama sumbu bergerak maju atau mundur,
posisi dari outside dial harus selalu menempel pada bidang kontak. Pergerakan pengujian
dengan interval 1mm, 3mm, dan 5mm seperti yang ditunjukkan pada tabel 4.4, tabel 4.5,
dan tabel 4.6.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Tabel 4.4. Pengujian Ketelitian Sumbu X
Perintah Gerak
Aktual Gerak
Penyimpangan
(mm)
(mm)
(mm)
1
-1
-0.99
-0.01
2
-1
-1
0
3
-1
-1.025
0.025
4
-1
-1.04
0.04
5
-1
-1.01
0.01
6
-1
-0.98
-0.02
7
-1
-1.01
0.01
8
-1
-1.035
0.035
9
-1
-1.04
0.04
10
-1
-1.01
0.01
11
1
0.96
0.04
12
1
0.96
0.04
13
1
0.99
0.01
14
1
1.02
-0.02
15
1
0.985
0.015
16
1
0.96
0.04
17
1
0.98
0.02
18
1
1
0
19
1
1.01
-0.01
20
1
0.985
0.015
21
-3
-3.02
0.02
22
-3
-2.98
-0.02
23
-3
-3.035
0.035
24
3
3.02
-0.02
25
3
2.98
0.02
26
3
2.99
0.01
27
-5
-5.01
0.01
28
-5
-5.01
0.01
29
5
4.99
0.01
30
5
4.99
0.01
No.
49
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Tabel 4.5. Pengujian Ketelitian Sumbu Y
Perintah Gerak
Aktual Gerak
Penyimpangan
(mm)
(mm)
(mm)
1
-1
-1
0
2
-1
-1.02
0.02
3
-1
-1.025
0.025
4
-1
-1.015
0.015
5
-1
-1
0
6
-1
-1.01
0.01
7
-1
-1.025
0.025
8
-1
-1.03
0.03
9
-1
-1.02
0.02
10
-1
-1.02
0.02
11
1
0.98
0.02
12
1
0.97
0.03
13
1
0.985
0.015
14
1
1
0
15
1
1.01
-0.01
16
1
0.99
0.01
17
1
0.995
0.005
18
1
1
0
19
1
1.01
-0.01
20
1
1.025
-0.025
21
-3
-2.995
-0.005
22
-3
-2.99
-0.01
23
-3
-2.99
-0.01
24
3
3.025
-0.025
25
3
3.02
-0.02
26
3
3.05
-0.05
27
-5
-4.97
-0.03
28
-5
-4.97
-0.03
29
5
5.04
-0.04
30
5
5.05
-0.05
No.
50
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Tabel 4.6. Pengujian Ketelitian Sumbu Z
Perintah Gerak
Aktual Gerak
Penyimpangan
(mm)
(mm)
(mm)
1
-1
-0.99
-0.01
2
-1
-1
0
3
-1
-1
0
4
-1
-1
0
5
-1
-1
0
6
-1
-1.015
0.015
7
-1
-1
0
8
-1
-1
0
9
-1
-0.995
-0.005
10
-1
-1
0
11
1
1.005
-0.005
12
1
0.995
0.005
13
1
1
0
14
1
0.99
0.01
15
1
1
0
16
1
1
0
17
1
1.005
-0.005
18
1
1
0
19
1
1.01
-0.01
20
1
1
0
21
-3
-3
0
22
-3
-3.01
0.01
23
-3
-2.99
-0.01
24
3
2.99
0.01
25
3
3
0
26
3
3.005
-0.005
27
-5
-4.99
-0.01
28
-5
-5.005
0.005
29
5
5.005
-0.005
30
5
5.005
-0.005
No.
51
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
52
Dari pengujian ketelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa penyimpangan
terbesar sumbu x adalah 0,04mm, sumbu y adalah 0,05mm, dan sumbu z adalah 0,01mm.
Dengan data tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa mesin bor otomatis ini memiliki
ketelitian ± 0,05mm. Nilai ketelitian ± 0,05mm diambil dari penyimpangan terbesar yang
terjadi dan diasumsikan pada kedua arah pergerakan yaitu plus dan minus. Sehingga total
penyimpangan yang boleh terjadi berada pada rentang jarak 0,1mm.
4.3.3. Pengujian Dimensi Area Kerja
Pengujian dimensi area kerja ini dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar
jauh pergerakan yang dapat dilakukan oleh mesin bor otomatis dan seberapa besar dimensi
benda kerja yang dapat dikerjakan pada mesin bor otomatis ini. Pengujian ini dilakukan
dengan menggerakkan semua sumbu menuju titik referensi mesin (home), kemudian
menggerakkan setiap sumbu menjauh dari titik referensi mesin hingga menyentuh limit
switch yang terpasang pada setiap sumbu. Posisi referensi mesin berada diantara dua limit
switch, sehingga perlu menggerakkan sumbu ke kanan dan kiri. Panjang langkah total
dapat diketahui dengan menjumlahkan panjang langkah ke kanan dan panjang langkah ke
kiri. Pada setiap sumbu sudah terpasang skala linier berupa penggaris besi, sehingga
panjang langkah yang dilakukan sumbu dapat langsung terbaca. Pengujian dimensi area
kerja dapat dilihat pada tabel 4.7 berikut ini :
Tabel 4.7. Pengujian Dimensi Area Kerja
Sumbu
Titik Posisi (mm)
Panjang
Batas Kiri
Home
Batas Kanan
Langkah (mm)
X
56
276
336
280
Y
28
316
395
367
Z
31
96
104
73
Dari hasil pengujian dimensi area kerja yang telah dilakukan menunjukkan bahwa,
panjang lintasan area kerja sumbu x adalah 280mm, sumbu y adalah 367mm dan sumbu z
adalah 72mm. Hasil pengujian tersebut membuktikan bahwa dimensi area kerja awal yaitu
250mm x 300mm x 20mm (x,y,z) dapat terrealisasi dengan baik.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
53
4.3.4. Pengujian Kecepatan Gerak (Feeding) Maksimal
Pengujian kecepatan gerak maksimal ini dilakukan untuk mengetahui seberapa
cepat gerak yang mampu dilakukan oleh mesin bor otomatis. Selain untuk mengetahui
kecepatan maksimal gerak mesin, pengujian ini juga untuk membuktikan apakah perintah
kecepatan gerak yang diminta program juga sesuai dengan realisasinya. Pengujian ini
dilakukan dengan menggerakkan sumbu dengan jarak tertentu dan menghitung waktu yang
dibutuhkan untuk mencapai tujuan tersebut. Pengujian dilakukan berulang-ulang dengan
meningkatkan perintah kecepatan gerak (feeding) hingga mesin tidak mampu lagi
melakukan kecepatan gerak yang lebih tinggi. Pengujian akan dilakukan dengan interval
peningkatan kecepatan gerak 50mm/min. Pengujian kecepatan gerak dapat dilihat pada
tabel 4.8, tabel 4.9, dan tabel 4.10 berikut :
Tabel 4.8. Pengujian Kecepatan Gerak Sumbu X
No.
Feeding Program Jarak Tempuh
Waktu
Feeding Aktual
(mm/min)
(mm)
(detik)
(mm/min)
1
50
200
250
48
2
100
200
124
96.77
3
150
200
83
144.58
4
200
200
63
190.48
5
250
200
49
244.90
6
300
200
41
292.68
7
350
200
35
342.86
8
400
200
31
387.10
9
450
200
27
444.44
10
500
200
25
480
11
550
200
25
480
12
600
200
25
480
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Tabel 4.9. Pengujian Kecepatan Gerak Sumbu Y
Feeding Program
Jarak Tempuh
Waktu
Feeding Aktual
(mm/min)
(mm)
(detik)
(mm/min)
1
50
200
250
48
2
100
200
124
96.77
3
150
200
83
144.58
4
200
200
63
190.48
5
250
200
49
244.90
6
300
200
41
292.68
7
350
200
35
342.86
8
400
200
31
387.10
9
450
200
27
444.44
10
500
200
25
480
11
550
200
25
480
12
600
200
25
480
No.
Tabel 4.10. Pengujian Kecepatan Gerak Sumbu Z
No.
Feeding Program Jarak Tempuh
Waktu
Feeding Aktual
(mm/min)
(mm)
(detik)
(mm/min)
1
50
50
63
47.62
2
100
50
31
96.77
3
150
50
21
142.86
4
200
50
16
187.5
5
250
50
13
230.77
6
300
50
11
272.73
7
350
50
9
333.33
8
400
50
8
375
9
450
50
7
428.57
10
500
50
6
500
11
550
50
6
500
12
600
50
6
500
54
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
55
Dari hasil pengujian kecepatan gerak yang telah dilakukan menunjukkan bahwa
sumbu x, sumbu y dan sumbu z tidak mengalami perubahan waktu tempuh pada kecepatan
diatas 500mm/menit yang dikarenakan kemampuan driver yang terbatas (hanya mode full
step). Sehingga dapat disimpulkan bahwa kecepatan maksimal tiap sumbu adalah
500mm/menit atau 8,33mm/detik
Feeding aktual yang dihasilkan menunjukkan sedikit perbedaan dengan feeding
program. Perbedaan yang dihasilkan, karena penyelarasan gerak mesin hanya berdasarkan
ukuran linier berupa penggaris secara visual. Penyelarasan dilakukan dengan feature
Mach3 yang disebut kalibrasi sumbu (axis calibration) seperti yang ditunjukkan pada
gambar 4.8.
1
2
3
Gambar 4.8. Pemilihan Axis Calibration
Gambar 4.8 menunjukkan langkah kalibrasi sumbu dengan software Mach3. Pada
langkah ketiga, memilih sumbu yang akan dikalibrasi, karena kalibrasi sumbu hanya bias
dilakukan tiap sumbu. Setelah pemilihan sumbu, selanjutnya akan muncul pertanyaan
untuk menggerakkan sumbu seberapa jauh. Kemudian sumbu akan bergerak seperti yang
diperintahkan (perhatikan posisi awal sebelum sumbu bergerak). Setelah berhenti, akan
muncul lagi pertanyaan bahwa seberapa jauh aktualisasi gerak sumbu yang terjadi dengan
melihat skala linier yang ada pada mesin. Dengan memasukkan aktual gerak yang terjadi,
maka software Mach3 akan otomatis menghitung nilai stepper pada motor tuning, seperti
yang ditunjukkan gambar 4.9.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
56
1
2
3
Gambar 4.9. Axis Calibration
Dengan cara kalibrasi yang telah dilakukan tersebut, penyimpangan kecepatan
maksimal terjadi karena pembacaan skala hanya secara visual bukan dengan menggunakan
alat ukur yang sesuai. Perbaikan lain juga dimungkinkan dengan cara merubah step per
pada motor tuning sehingga diperoleh penyimpangan feeding yang lebih kecil.
4.3.5. Pengujian Pengeboran
Pengujian pengeboran dilakukan untuk mengetahui pergerakan setiap sumbu ketika
diperintah dalam suatu program kerja. Pengujian ini juga dapat memberikan data secara
visual yaitu kesesuaian dan kesamaan gerak dari setiap sumbu. Pengujian ini dilakukan
dengan proses pengeboran pada benda kerja (akrilik) dengan mata bor berdiameter 2 mm,
seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.10.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
57
Gambar 4.10. Pengujian Pengeboran pada Benda Kerja
Pengujian pengeboran yang dilakukan tersebut menunjukkan bahwa ada dua proses
pengeboran yang berbeda (kanan dan kiri). Pada pengujian sebelah kiri, proses pengeboran
memiliki jarak yang sama pada sumbu x dan jarak yang berubah-ubah pada sumbu y.
Sedangkan pada pengujian disebelah kanan, proses pengeboran dilakukan dengan jarak
yang sama pada sumbu x maupun sumbu y. Pengujian pada benda kerja yang tebal juga
dilakukan untuk memenuhi tuntutan awal yaitu dapat melakukan proses pengeboran pada
ketebalan benda kerja hingga 20mm. Pengujian yang telah dilakukan membuktikan bahwa
mesin bor otomatis mampu melakukan proses pengeboran lebih dari 20mm seperti yang
ditunjukkan pada gambar 4.11. Pengujian dilakukan dengan menggunakan mata bor yang
memiliki diameter 2mm dan pergeseran hanya pada salah satu sumbu saja.
Gambar 4.11. Pengeboran pada Material Tebal
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
58
4.3.6. Pengujian Breakout Board
Pengujian ini dilakukan untuk memastikan jalur koneksi yang diperintah sesuai
dengan keluaran yang ada pada parallel port dengan menggunakan osiloskop digital.
Adapun langkah pertama yang dilakukan adalah menentukan konfigurasi dan fungsi dari
tiap-tiap pin yang telah tersambung pada parallel port seperti ditunjukkan tabel 4.11.
Tabel 4.11. Konfigurasi Pin Parallel Port
Pin 1
Enable
Pin 10
Limit Switch + Estop
Pin 2
Step X
Pin 11
Home X
Pin 3
Direction X
Pin 12
Home Y
Pin 4
Step Y
Pin 13
Home Z
Pin 5
Direction Y
Pin 14
−
Pin 6
Step Z
Pin 15
−
Pin 7
Direction Z
Pin 16
−
Pin 8
Spindle On
Pin 17
−
Pin 9
−
Pin 18 - 25
Ground
Dari data konfigurasi koneksi tersebut pin nomer 1 hingga nomer 8 adalah jalur
keluaran dari komputer yang akan memberikan perintah kerja dalam bentuk tegangan.
Pengujian tegangan pada pin parallel port dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar
tegangan yang dikeluarkan oleh parallel port dengan menggunakan alat multitester.
Pengujian tidak dilakukan pada semua pin, tetapi hanya akan diukurkan pada pin keluaran,
yaitu pin 1, 3, 5, 7, 8. Untuk pin 2, 4, 6 akan dipakai pada pengujian frekuensi karena pin
tersebut digunakan sebagai jalur pulsa (clock).
Dari pengujian tegangan yang dilakukan, nilai tegangan aktif dari pin parallel port
mendekati 5 volt. Untuk nilai tegangan tidak aktif adalah mendekati 0 volt. Hal ini sesuai
dengan teori logika 1 (high) dan logika 0 (low) yang menyatakan bahwa nilai tegangan
berlogika 1 berada pada kisaran 2,0 volt sampai 5,0 volt, sedangkan tegangan berlogika 0
berada pada kisaran 0 volt hingga 0,8 volt. Berikut adalah tabel 4.12 yang menunjukkan
hasil pengujian tegangan dari pin keluaran parallel port :
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
59
Tabel 4.12. Pengujian Tegangan Pin Keluaran Parallel Port
No. Pin Tegangan ( V )
1
3
5
7
8
Keterangan
4,935
aktif
0,086
non aktif
4,939
Clockwise
0,088
Counter clockwise
4,940
Clockwise
0,087
Counter clockwise
4,940
Clockwise
0,088
Counter clockwise
4,938
aktif
0,088
non aktif
Pada breakout board juga dilakukan pengujian frekuensi dari sinyal (clock) yang
digunakan untuk menggerakkan motor step. Pengujian sinyal ini dimaksudkan untuk
mengetahui berapa besar frekuensi yang dihasilkan untuk menggerakkan motor step pada
kecepatan tertentu. Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan PC oscilloscope
seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.12, dengan mengukurkannya pada kaki kolektor
optocoupler yang digunakan sebagai jalur sinyal. Pengujian dilakukan dengan mengambil
tiga data kecepatan yaitu 50mm/menit, 100mm/menit dan 300mm/menit. Data pengujian
sinyal dapat dilihat pada tabel 4.13 berikut:
Gambar 4.12. Pengujian Frekuensi Sinyal
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
60
Tabel 4.13. Data Pengujian Frekuensi Sinyal
Sumbu
X
Y
Z
Kecepatan
Tegangan
Frekuensi
(mm/min)
( Volt )
( Hz )
50
5,37
63,9
100
5,37
128
300
5,37
386,1
50
5,37
64,27
100
5,37
127,9
300
5,37
384,6
50
5,38
79,81
100
5,38
159
300
5,38
478,5
Dari data pengujian frekuensi tabel 4.9, ditunjukkan bahwa frekuensi sinyal yang
yang dihasilkan berbanding lurus dengan kecepatan pergerakan sumbu. Semakin cepat
gerak pergeseran sumbu, maka frekuensi yang dihasilkan juga akan semakin cepat.
Apabila kecepatan pergerakan dipercepat dua kali lebih cepat dari kecepatan awal, maka
frekuensi yang dihasilkan juga akan meningkat dua kali lebih cepat.
4.3.7. Pengujian Stepper Driver
Pada pengujian stepper driver ini, akan diukur besar arus keluaran pada masingmasing driver pada keempat kabel keluarannya yang terhubung dengan motor dengan
menggunakan multitester. Dari pengujian arus yang dilakukan, menunjukkan bahwa arus
terbesar terjadi pada saat motor stepper tidak bergerak (holding). Hal ini disebabkan motor
harus ditahan untuk tetap berhenti sebelum ada perintah bergerak. Data arus yang diukur
menunjukkan bahwa arus terbesar bernilai 1,9 Ampere. Besar arus yang dihasilkan stepper
driver sesuai dengan datasheet dari IC L298 yang merupakan komponen utama dari
stepper driver yang hanya memberikan arus keluaran maksimal sebesar 2 Ampere. Berikut
adalah tabel pengujian arus keluaran stepper driver yang ditunjukkan pada tabel 4.14 :
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
61
Tabel 4.14. Pengujian Arus Keluaran Stepper Driver
Driver
Kabel
Sb. X
Sb. Y
Sb. Z
Arus ( A )
Holding
Run
1
1,7
-0,098
2
1,9
-0,046
3
1,7
-0,039
4
1,9
0,035
1
1,4
0,002
2
1,4
0,002
3
1,5
0,002
4
1,5
0,003
1
1,3
0,008
2
1,3
0,005
3
1,3
0,008
4
1,3
0,005
4.3.8. Lampu Indikator
Lampu indikator berfungsi sebagai penanda bahwa mesin sedang dalam keadaan
proses, standby atau emergency. Pada awal perancangan, lampu indikator diletakkan pada
rangkaian breakout board. Oleh karena rangkaian control dimasukkan kedalam kotak
panel, maka ada perubahan rangkaian lampu indikator. Rangkaian lampu indikator
dinamakan relay board karena komponen utamanya adalah sebuah relay dc 5v seperti yang
ditunjukkan pada gambar 4.13.
Gambar 4.13. Relay Board
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
62
Dalam satu pcb terdapat dua rangkaian relay dan kedua rangkaian (x1-1 dan x1-2)
terpicu secara bersamaan. Salah satu rangkaian digunakan untuk menghidupkan motor
spindle, dan yang lain untuk lampu indicator. Saat motor tidak diperintah, maka lampu
(hijau) yang terhubung dengan terminal NC (normally closed ) relay akan menyala. Dan
saat motor diperintah, terminal NO (normally open) akan terhubung sehingga lampu proses
(kuning) menyala. Dengan adanya perubahan rangkaian, maka perhitungan nilai R1 dan
R2 yang sebelum telah diperhitungkan pada bab III juga mengalami perubahan. Pada
rangkaian yang telah mengalami perubahan menggunakan transistor NPN BD139. Berikut
adalah perhitungan nilai R1 dan R2, dengan menggunakan rumus berdasarkan persamaan
(2.4) :
Tegangan masukkan basis
= 5V
Penguatan transistor (β)
= 100 – 250
Arus kolektor maksimal (Ic) = 1,5A
IB
=
IB
=
IB
= 0,004375 A
(ditentukan 160)
(ditentukan 0,7A)
Maka;
RB
= V / IB
= 5V / 0,004375
= 1142,85 Ω ≈ 1,2 kΩ
4.4. Pembahasan Software
Mesin bor otomatis berbasis komputer ini dioperasikan dengan menggunakan
perangkat lunak Mach3. Mach3 dapat berkerja pada hampir semua komputer Windows
untuk mengkontrol pergerakan motor (stepper dan servo) dengan G-Code. G-Code
merupakan bahasa program yang digunakan Mach3 untuk memberikan sinyal-sinyal
perintah sehingga motor dapat bergerak maju atau mundur secara bergantian ataupun
secara bersamaan. Mach3 terhubung dengan mesin menggunakan jalur parallel port.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
63
Parallel port sendiri memiliki 25 pin yang mana setiap pin dapat dikonfigurasikan untuk
jalur sinyal yang berlainan.
Proses pengerjaan yang dilakukkan mesin bor otomatis ini hanya proses
pengeboran saja. Untuk membuat program pengeboran benda kerja, user dapat langsung
menggunakan fasilitas yang diberikan Mach3. Mach3 sudah memberikan fasilitas instan
untuk proses pengeboran yang dapat dipilih melalui Wizard. Dari proses pengeboran yang
telah disediakan oleh Mach3, user hanya diminta memberikan data jumlah lubang, jarak
lubang dan titik referensi untuk awal pengeboran.
4.5. Contoh Program
Pada contoh program yang akan diperlihatkan berikut, merupakan contoh program
yang digunakan dalam proses pengeboran yang telah ditunjukkan pada gambar 4.5 bagian
kiri. Pada gambar 4.14 berikut menunjukkan ukuran jarak lubang pada sumbu x dan y,
dengan variasi jarak pada sumbu y. Ukuran pada gambar kerja menggunakan satuan
millimeter.
Gambar 4.14. Gambar Kerja Proses Pengeboran
Program G-Code untuk proses pengeboran gambar 4.11 :
N001 G00 G49 G40 G17 G80 G50 G90
N002 M6 T1
N003 G21 (mm)
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
N004 G54 X0 Y0
N005 M03 S1000
N006 G90
N007 G00 G43 H0 Z3
N008 G83 X-10 Y-10 Z-10 Q0.5 R3 F20
N009 X-20
N010 X-30
N011 X-40
N012 X-50
N013 X-60
N014 X-70
N015 X-80
N016 Y-15
N017 X-70
N018 X-60
N019 X-50
N020 X-40
N021 X-30
N022 X-20
N023 X-10
N024 Y-25
N025 X-20
N026 X-30
N027 X-40
N028 X-50
N029 X-60
N030 X-70
N031 X-80
N032 Y-40
N033 X-70
N034 X-60
N035 X-50
N036 X-40
(siklus pengeboran)
64
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
65
N037 X-30
N038 X-20
N039 X-10
N040 Y-60
N041 X-20
N042 X-30
N043 X-40
N044 X-50
N045 X-60
N046 X-70
N047 X-80
N048 Y-85
N049 X-70
N050 X-60
N051 X-50
N052 X-40
N053 X-30
N054 X-20
N055 X-10
N056 G80
(mengakhiri siklus pengeboran)
N057 M5 M9
N058 G28 X0 Y0 Z0
N059 M30
Dari program yang telah dituliskan, user dapat mengolah kembali program apabila
diperlukan. Hal ini berkaitan dengan penyesuaian program dengan mesin atau
meminimalkan penggunaan baris program. Mesin bor otomatis ini hanya menggunakan
satu alat potong (pada baris N002) sehingga perintah penggantian alat M6 dapat
dihilangkan. Demikian juga, motor spindle mesin hanya menggunakan putaran tunggal M3
(pada baris N005) sehingga perintah berputar dapat dihilangkan.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB V
PENUTUP
Pada bab ini akan menjelaskan mengenai pengambilan kesimpulan berdasarkan
implementasi sistem dan data pengamatan yang telah dilakukan pada bab IV, serta
beberapa saran yang berguna untuk pengembangan sistem dikemudian hari.
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan yang telah dilakukan, maka
pengambilan kesimpulan dari pembuatan Mesin Bor Otomatis Berbasis Komputer adalah
sebagai berikut :
1. Mesin dapat direalisasikan sesuai dengan desain perancangan awal.
2. Dimensi area kerja mesin bor yang terrealisasi adalah 280mm x 367mm x 72mm
(x,y,z), dari dimensi rancangan awal 250mm x 300mm x 20mm.
3. Pengeboran dapat dilakukan hingga kedalaman 25mm dari tujuan awal yang
mampu melakukan pengeboran hingga kedalaman 20mm.
4. Mesin bor otomatis ini memiliki ketelitian ± 0,05mm.
5. Mesin bor otomatis ini memiliki kecepatan maksimal 8,33mm/detik. Kecepatan
gerak yang dihasilkan mesin bor otomatis ini adalah dua kali lebih cepat dari
rancangan awal.
5.2. Saran
Supaya mesin dapat lebih optimal dan layak jual, maka tidak hanya diperlukan
rangkaian elektronik yang stabil. Tetapi juga membutuhkan suatu tampilan mekanik
yang menarik, kuat, serta tahan lama. Mesin yang ada saat ini dapat disempurnakan
menjadi sistem yang lebih baik. Pengembangan yang mungkin dilakukan antara lain :
1. Bodi mesin dibuat lebih kokoh (rigid) karena ini berkaitan dengan kesejajaran dan
ketegaklurusan dari komponen gerak (sumbu) dan spindle.
2. Putaran spindle dapat digunakan untuk putaran M3 (clockwise) sekaligus M4
(counter clockwise).
66
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
67
3. Motor spindle menggunakan motor yang memang khusus digunakan untuk motor
spindle mesin. Dengan menggunakan motor spindle yang lebih baik, maka mesin
bor ini dapat juga digunakan sebagai mesin cnc yang dapat membuat kontur benda.
4. Penambahan sistem pengaman pada proses pengeboran, dengan menambahkan
pelindung samping dan bawah untuk menghalangi kotoran hasil proses mengenai
operator ataupun komponen elektronik.
5. Material yang digunakan tidak hanya untuk material bukan logam yang tingkat
kekerasannya rendah atau lunak, tetapi ditingkat untuk material logam lunak seperti
aluminium dan kuningan.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR PUSTAKA
[1]
M. Thompson, L., 2006, Bacis Electricity and Electronics for Control, Fundamentals
and Applications, 3rd ed, ISA—Instrumentation, Systems, and Automation Society,
United States of America.
[2]
Tyo, 2014, Cara Membaca Nilai Resistor
http://komponenelektronika.biz/resistor , diakses 23 juni 2014
[3]
Kusuma, D., 2014,2013, Nilai Resistor Yang Ada Di Pasaran
http://herydwikusuma.blogspot.com/2013/09/nilai-resistor-yang-ada-di-pasaran.html,
diakses 23 juni 2014
[4]
Storr, W., 2014, The Transistor as a Switch
http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_4.html, diakses 9 Juni 2014
[5]
Newfangled Solutions LLC, 2005, Mach3, Livermore Falls
http://www.machsupport.com/software/mach3/, diakses 3 Februari 2014
[6]
V. Ghadre, Dhananjay,1998, Programming the Parallel Port, Interfacing the PC for
Data Acquisition and Process Control, R&D Books an imprint of Miller Freeman,
Inc. 1601 West 23rd Street, Suite 200, Lawrence, KS 66046, USA.
[7]
Keralaguest, 2011, Parallel Port
http://www.docstoc.com/docs/81702435/The-Parallel-Port, diakses 3 Februari 2014
[8]
Warfield, B., 2010-2014, CNC Breakout Board, 3470 Merrill Rd, Aptos
http://www.cnccookbook.com/CCBreakoutBoards.htm, diakses 10 Februari 2014
[9]
Rouse, M., 2005, Optoisolator (optical coupler or optocoupler), New York
http://searchnetworking.techtarget.com/definition/optoisolator, diakses 8 Mei 2014
[10] STMicroelectronics, 2001, Datasheet Stepper Motor Controllers L297, Italy
[11] STMicroelectronics, 2001, Datasheet Dual Full-Bridge Driver L298, Italy
[12] Industrial Circuits Application Note, Stepper Motor Basics
http://www.solarbotics.net/library/pdflib/pdf/motorbas.pdf
[13] Purnama, A., 2012, Limit Switch dan Saklar Push On
http://elektronika-dasar.web.id/komponen/limit-switch-dan-saklar-push-on/, diakses
26 Mei 2014
68
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
69
[14] Denford, G and M Programing for CNC Milling Machine, Denford Limited, Birds
Royd, Brighouse, West Yorkshire, England
[15] Chun, 2005, Technical Data Sheet Photocoupler-RoHS Compliant, Everlight
Electronics Co., Ltd.
[16] Unisonic Technologies CO., LTD, 2001, Datasheet UTC D313
Planar Transistor, Sun-Chung City, Taiwan.
NPN Epitaxial
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L1-1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L2-1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L2-2
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L2-3
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L2-4
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-2
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-3
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-4
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-5
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-6
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-7
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-8
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-9
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L3-10
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-2
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-3
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-4
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-5
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-6
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-7
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-8
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-9
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-10
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-11
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L4-12
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L5-1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L5-2
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L5-3
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
L5-4