UNIVERSITAS BINA NUSANTARA

Transkripsi

1 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Ganjil tahun 2006/2007 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM MEJA GAMBAR DENGAN METODE XY-TABLE 2 SUMBU MENGGUNAKAN MOTOR STEPPER DAN EMC (ENHANCED MACHINE CONTROL) Otto Hidayat Imanullah Arif Aldiansyah Daniel Sutanto Abstrak Tujuan dilakukannya penelitian ini untuk menghasilkan Sistem Meja Gambar dengan metode XY-table 2 sumbu dan implementasi perangkat lunak EMC. Penelitian dilakukan pada fitur-fitur EMC yang dapat digunakan untuk menggambar objek-objek sederhana dan mengintegrasikannya dengan Modul Driver L297 dan L298 untuk mengendalikan Motor Stepper. EMC digunakan karena bersifat open-source, dan terus dikembangkan oleh banyak ahli diseluruh dunia. Selain itu EMC menggunakan standarisasi RS-274NGC yang banyak digunakan sebagai bahasa pemrograman mesinmesin CNC. Metode penelitian yang digunakan selama penyusunan skripsi ini adalah metode kepustakaan, penelitian laboratorium dan rekayasa. Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa sistem dapat bekerja sesuai dengan input yang diberikan. Objekobjek sederhana yang dapat digambar antara lain bujur sangkar, segitiga, lingkaran dan huruf kapital A sampai Z. Kecepatan sistem untuk menggambar sebuah objek dapat di atur dan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan gambar tersebut sesuai dengan input. Sistem Meja Gambar ini dapat dikembangkan lebih lanjut lagi dengan menambahkan sumbu Z atau untuk implementasi selain yang telah diteliti. Kata Kunci : EMC, G-code, Motor Stepper vii

2 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Ganjil tahun 2006/2007 DESIGN AND IMPLEMENTATION OF DRAWING TABLE SYSTEM WITH 2-AXIS XY-TABLE METHOD USING STEPPER MOTOR AND EMC (ENHANCED MACHINE CONTROL) Otto Hidayat Imanullah Arif Aldiansyah Daniel Sutanto Abstract The objective of the research is to produce a drawing table system with 2- axis XY-table method and EMC software implementation. The EMC features are integrated with L297 and L298 as a motor stepper driver to draw simple objects. The software uses RS-274NGC as an input which is a standardisation commonly used in CNC machines. EMC usage due to the open-source of the software and the continuity development around the world. Methods use in the research are bibliography, engineering and laboratory. The results concluded system can work properly to draw objects such as square, triangle, circle and capital letters A-Z according to the given input. The velocity of the system can be arrange desirely and the time required to draw an object is accurately according to the given input. System can be developed furthermore by adding Z-axis movement or other functions, for example cutting, milling, etc. Keywords : EMC, G-code, Motor Stepper viii

3 PRAKATA Dengan segala kerendahan hati, kami haturkan puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa. Karena hanya dengan berkah, karunia dan izin-nya lah kami dapat menyelesaikan penyusunan skripsi kami yang berjudul Perancangan dan Implementasi Sistem Meja Gambar dengan metode XY-Table 2 Sumbu menggunakan Motor Stepper dan EMC (Enhanced Machine Control) sesuai batas waktu yang ditentukan, sebagai salah satu persyaratan kelulusan jenjang S1 Jurusan Sistem Komputer. Dalam kesempatan ini, ungkapan terima kasih yang setulus-tulusnya patut kami berikan kepada pihak-pihak yang telah memberikan dukungan dan bantuan dalam berbagai bentuk selama proses penyusunan skripsi ini, yang antara lain : 1. Salam hormat kami yang tulus kepada orang tua dan saudara-saudara kami yang memberikan bantuan moral, material dan spiritual selama masa perkuliahan kami termasuk proses penyusunan skripsi ini. 2. Bapak Ir. Sablin Yusuf, M.Sc, M.CompSc, selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer. 3. Bapak Wiedjaja, S,Kom, M.kom, selaku Ketua Jurusan Sistem Komputer yang telah banyak memberikan sumbangan pikiran, ide, kritikan dan motivasi. 4. Bapak Robby Saleh, S.Kom, M.T, selaku Sekretaris Jurusan Sistem Komputer yang telah banyak memberikan saran dalam penyusunan skripsi ini. 5. Bapak Jimmy Linggarjati S.Kom, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing Skripsi kami yang telah mengorbankan waktunya dengan sabar untuk memberikan motivasi, materi, petunjuk, saran, kritik, ide, bimbingan serta arahan yang berharga selama penyusunan skripsi kami dari awal proses sampai dengan selesai. ix

4 6. Seluruh staf pengajar Fakultas Ilmu Komputer yang telah membekali kami dengan ilmu pengetahuan yang sangat berguna. Jasa-jasa ibu dan bapak akan selalu hidup dan menjadi bagian dari jalan pikiran kami serta menyatu dalam kehidupan kami saat terjun ke masyarakat. 7. Bapak Rudi S.Kom atas masukan, kritikan, ide dan dukungannya. 8. Bapak Sukandi Gunawan yang telah memberikan saran dan masukan dalam perancangan mekanika sistem. 9. Rekan-rekan UPT Perangkat Keras dan Lab.LitBang Universitas Bina Nusantara. 10. Budi, Ginting, Mahesa dan Edwin sebagai rekan diskusi dan berbagi pendapat. Dhana, A-1 Crew, Debby dan Adhe yang telah memberikan bantuan sarana selama penyusunan skripsi. Githa, Meta dan Iin yang telah memberikan dukungan dan perhatiannya yang berharga. 11. Dan kepada berbagai pihak lainnya yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu. Akhir kata, kami pun menyadari bahwa hasil penelitian kami ini masih jauh dari kesempurnaan, dengan adanya keterbatasan dan kekhilafan kami sebagai manusia. Oleh karenanya, kami mengharapkan peran serta sidang pembaca dan rekan-rekan sekalian kiranya bersedia mengembangkan lebih jauh penelitian ini untuk semakin mendekati kesempurnaan, baik dalam bentuk kritikan, saran ataupun ide-ide kreatif lainnya. Sehingga harapan kami agar penelitian ini dapat bermanfaat bagi kepentingan banyak orang, dapat segera terealisasikan di kemudian hari. Jakarta, Penulis x

5 DAFTAR ISI Halaman Judul Luar Halaman Judul Dalam Halaman Persetujuan Softcover... Abstrak iii vii Prakata.... ix Daftar Isi. xi Daftar Tabel.... xviii Daftar Gambar Daftar Lampiran xx xxiv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Ruang Lingkup Tujuan dan Manfaat Metodologi Masalah Kritis Sistematika Penulisan BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Komunikasi Komunikasi Paralel xi

6 2.2 Motor Stepper Half Step Full Step Sistem Operasi Linux Linux Debian CNC EMC Koneksi pada Port Parallel untuk Integrasi EMC INI File RS-274NGC/G-CODE Block Word Perintah-perintah Pergerakan Dasar G-Code Perintah G Perintah G Perintah G Perintah G Perintah G Perintah G Perintah G Perintah G Perintah G Perintah G L xii

7 2.8 L BAB 3 PERANCANGAN DAN ANALISA SISTEM 3.1 Perancangan Perangkat Keras Blok Diagram Sistem Diagram Alir EMC PC (Personal Computer) Perancangan Modul Driver Motor Stepper Perancangan Sistem Mekanik Perancangan Perangkat Lunak Perancangan File bjrskr.ngc Perancangan File segitiga.ngc Perancangan File lingkaran.ngc Perancangan File hrf_a..ngc Perancangan File hrf_b.ngc Perancangan File hrf_c.ngc Perancangan File hrf_d.ngc Perancangan File hrf_e.ngc Perancangan File hrf_f.ngc Perancangan File hrf_g.ngc Perancangan File hrf_h.ngc Perancangan File hrf_i.ngc Perancangan File hrf_j.ngc Perancangan File hrf_k.ngc. 60 xiii

8 Perancangan File hrf_l.ngc Perancangan File hrf_m.ngc Perancangan File hrf_n.ngc Perancangan File hrf_o.ngc Perancangan File hrf_p.ngc Perancangan File hrf_q.ngc Perancangan File hrf_r.ngc Perancangan File hrf_s.ngc Perancangan File hrf_t.ngc Perancangan File hrf_u.ngc Perancangan File hrf_v.ngc Perancangan File hrf_w.ngc Perancangan File hrf_x.ngc Perancangan File hrf_y.ngc Perancangan File hrf_z.ngc Integrasi EMC dengan modul mekanik Pengaturan Dasar INI File.. 78 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI 4.1 Spesifikasi Sistem Perangkat Keras Perangkat Lunak Prosedur Instalasi BDI Installer Prosedur Operasional xiv

9 4.3.1 Pengaktifan Sistem Meja Gambar dengan EMC Mode Operasi Manual Mode Operasi MDI Mode Operasi Auto Rencana Implementasi Pengujian Sistem Penggunaan Mode Operasi Manual Penggunaan Mode Operasi MDI Pergerakan Pointer sejajar terhadap sumbu X Pergerakan Pointer sejajar terhadap sumbu Y Segitiga siku-siku Setengah Lingkaran Lingkaran Penuh Penggunaan Mode Operasi Auto Objek Bujur Sangkar Objek Lingkaran Objek Segitiga Objek Huruf Kapital A Objek Huruf Kapital B Objek Huruf Kapital C Objek Huruf Kapital D Objek Huruf Kapital E Objek Huruf Kapital F xv

10 Objek Huruf Kapital G Objek Huruf Kapital H Objek Huruf Kapital I Objek Huruf Kapital J Objek Huruf Kapital K Objek Huruf Kapital L Objek Huruf Kapital M Objek Huruf Kapital N Objek Huruf Kapital O Objek Huruf Kapital P Objek Huruf Kapital Q Objek Huruf Kapital R Objek Huruf Kapital S Objek Huruf Kapital T Objek Huruf Kapital U Objek Huruf Kapital V Objek Huruf Kapital W Objek Huruf Kapital X Objek Huruf Kapital Y Objek Huruf Kapital Z Objek Huruf Kecil Objek Tulisan Sambung Pengujian Kecepatan dan Waktu Pengujian Akurasi Waktu xvi

11 Pengujian Kinerja Maksimum Pengujian Pengaruh Feed Override Evaluasi Sistem BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA RIWAYAT HIDUP LAMPIRAN-LAMPIRAN xvii

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perbandingan Konfigurasi Pin pada Parallel Port D-Type 25 dan Centronics Type.. 12 Tabel 2.2 Alamat Memori dari Parallel Port 13 Tabel 2.3 Pergerakan Half Step Tabel 2.4 Pergerakan Full Step 17 Tabel 2.5 Pemetaan Parallel Port pada PC.. 25 Tabel 2.6 Daftar Instruksi G-Code Tabel 2.7 Fungsi pin-pin L Tabel 2.8 Fungsi pin-pin L Tabel 4.1 Pengujian Pergerakan Sumbu X menggunakan mode manual dengan Jarak Tempuh = 50 mm Tabel 4.2 Pengujian Pergerakan Sumbu Y menggunakan mode manual dengan Jarak Tempuh = 50 mm Tabel 4.3 Pengujian Pergerakan Sumbu X menggunakan mode MDI dengan Jarak Tempuh = 50 mm Tabel 4.4 Pengujian Pergerakan Sumbu X menggunakan mode MDI dengan Jarak Tempuh = 100 mm Tabel 4.5 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu X Menggunakan Mode MDI dengan Jarak Tempuh = 150 mm Tabel 4.6 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu X Menggunakan Mode MDI dengan Jarak Tempuh = 200 mm xviii

13 Tabel 4.7 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu Y Menggunakan Mode MDI dengan Jarak Tempuh = 50 mm Tabel 4.8 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu Y Menggunakan Mode MDI dengan Jarak Tempuh = 100 mm Tabel 4.9 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu Y Menggunakan Mode MDI dengan Jarak Tempuh = 150 mm Tabel 4.10 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu Y Menggunakan Mode MDI dengan Jarak Tempuh = 200 mm 91 Tabel 4.11 Hasil Uji Akurasi Waktu Tabel 4.12 Hasil Uji Kinerja Sistem Tabel 4.13 Hasil Uji Pengaruh Feed Override xix

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konektor D-Type 25 Female & Male Pin Gambar 2.2 Konektor D-Type 25 Male Pin Gambar 2.3 Sinyal Half Step Gambar 2.4 Sinyal Full Step Gambar 2.5 Sistem EMC Gambar 2.6 Proses yang dijalankan EMC Gambar 2.7 Arah pergerakan perintah G Gambar 2.8 Arah pergerakan perintah G Gambar 2.9 Arah pergerakan perintah G Gambar 2.10 Arah pergerakan perintah G Gambar 2.11 Konfigurasi pin-pin L Gambar 2.12 Konfigurasi pin-pin L Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Gambar 3.2 Diagram Alir EMC Gambar 3.3 Rangkaian Skematik Driver Motor Gambar 3.4 Sistem Mekanik Gambar 3.5 Diagram alir file objek bujur sangkar Gambar 3.6 Diagram alir file objek segitiga Gambar 3.7 Diagram alir file objek lingkaran Gambar 3.8 Diagram alir file objek huruf kapital A Gambar 3.9 Diagram alir file objek huruf kapital B xx

15 Gambar 3.10 Diagram alir file objek huruf kapital C Gambar 3.11 Diagram alir file objek huruf kapital D Gambar 3.12 Diagram alir file objek huruf kapital E Gambar 3.13 Diagram alir file objek huruf kapital F Gambar 3.14 Diagram alir file objek huruf kapital G Gambar 3.15 Diagram alir file objek huruf kapital H Gambar 3.16 Diagram alir file objek huruf kapital I Gambar 3.17 Diagram alir file objek huruf kapital J Gambar 3.18 Diagram alir file objek huruf kapital K Gambar 3.19 Diagram alir file objek huruf kapital L Gambar 3.20 Diagram alir file objek huruf kapital M Gambar 3.21 Diagram alir file objek huruf kapital N Gambar 3.22 Diagram alir file objek huruf kapital O Gambar 3.23 Diagram alir file objek huruf kapital P Gambar 3.24 Diagram alir file objek huruf kapital Q Gambar 3.25 Diagram alir file objek huruf kapital R Gambar 3.26 Diagram alir file objek huruf kapital S Gambar 3.27 Diagram alir file objek huruf kapital T Gambar 3.28 Diagram alir file objek huruf kapital U Gambar 3.29 Diagram alir file objek huruf kapital V Gambar 3.30 Diagram alir file objek huruf kapital W Gambar 3.31 Diagram alir file objek huruf kapital X Gambar 3.32 Diagram alir file objek huruf kapital Y Gambar 3.33 Diagram alir file objek huruf kapital Z xxi

16 Gambar 3.34 Integrasi parallel port PC dengan driver motor pada EMC Gambar 3.35 Perhitungan nilai Input dan Output Scale Gambar 4.1 Penggunaan Mode Operasi Manual Gambar 4.2 Penggunaan Mode Operasi MDI Gambar 4.3 Penggunaan Mode Operasi Auto Gambar 4.4 Hasil Uji Gambar Segitiga dengan Mode MDI Gambar 4.5 Hasil Uji Gambar Setengah Lingkaran dengan Mode MDI Gambar 4.6 Hasil Uji Gambar Lingkaran Penuh dengan Mode MDI Gambar 4.7 Rancangan Gambar Bujur Sangkar Gambar 4.8 Hasil Uji Gambar Bujur Sangkar dengan Mode Auto Gambar 4.9 Rancangan Gambar Lingkaran Gambar 4.10 Hasil Uji Gambar Lingkaran dengan Mode Auto Gambar 4.11 Rancangan Gambar Segitiga Gambar 4.12 Hasil Uji Gambar Segitiga dengan Mode Auto Gambar 4.13 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital A dengan Mode Auto Gambar 4.14 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital B dengan Mode Auto Gambar 4.15 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital C dengan Mode Auto Gambar 4.16 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital D dengan Mode Auto Gambar 4.17 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital E dengan Mode Auto Gambar 4.18 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital F dengan Mode Auto Gambar 4.19 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital G dengan Mode Auto Gambar 4.20 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital H dengan Mode Auto Gambar 4.21 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital I dengan Mode Auto Gambar 4.22 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital J dengan Mode Auto xxii

17 Gambar 4.23 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital K dengan Mode Auto Gambar 4.24 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital L dengan Mode Auto Gambar 4.25 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital M dengan Mode Auto Gambar 4.26 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital N dengan Mode Auto Gambar 4.27 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital O dengan Mode Auto Gambar 4.28 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital P dengan Mode Auto Gambar 4.29 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital Q dengan Mode Auto Gambar 4.30 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital R dengan Mode Auto Gambar 4.31 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital S dengan Mode Auto Gambar 4.32 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital T dengan Mode Auto Gambar 4.33 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital U dengan Mode Auto Gambar 4.34 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital V dengan Mode Auto Gambar 4.35 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital W dengan Mode Auto Gambar 4.36 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital X dengan Mode Auto Gambar 4.37 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital Y dengan Mode Auto Gambar 4.38 Hasil Uji Gambar Huruf Kapital Z dengan Mode Auto Gambar 4.39 Hasil Uji Gambar Huruf Kecil a dengan Mode Auto Gambar 4.40 Hasil Uji Gambar Tulisan Sambung yth dengan Mode Auto Gambar 4.41 Grafik Pengujian Akurasi Waktu Gambar 4.42 Grafik Pengujian Pengaruh Feed Override Gambar 5.1 Sketsa Desain Sumbu Z xxiii

18 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Listing G-Code... L-A Lampiran B Databook... L-B xxiv