BAB 1 PENDAHULUAN. secara manual oleh manusia.tak terkecuali dalam hal pembuatan produk atau pola untuk

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Pada zaman dahulu sebelum ditemukannya mesin, segala pekerjaan dilakukan secara manual oleh manusia.tak terkecuali dalam hal pembuatan produk atau pola untuk tujuan tertentu yang membutuhkan sebuah ketepatan, dimana membutuhkan sebuah keahlian yang harus dipelajari terlebih dahulu.sejak ditemukannya mesin, mesin seolah menjadi bagian yang sangat penting dalam dunia industri.dengan adanya mesin, dunia industri semakin berkembang dan semakin banyak ragam barang yang dapat dihasilkan dengan waktu yang lebih singkat.industri desain maupun manufaktur merupakan industri yang membutuhkan sebuah mesin yang diharapkan dapat bekerja dengan efisien dan dapat menggantikan tenaga manusia karena selama ini pekerjaan tersebut dilakukan secara manual karena membutuhkan ketelitian yang tinggi dan pengetahuan yang memadai. Biaya pembuatan yang tinggi, waktu pengerjaan yang lama, serta tidak optimalnya hasil yang didapatkan merupakan alasan utama penggantian tenaga kerja manusia oleh mesin, di samping faktor faktor lain yang turut mempengaruhinya. Mesin yang diharapkan dapat menggantikan hal tersebut ternyata masih membutuhkan seorang operator mesin yang mahir untuk dapat menggerakan mesin tersebut.oleh karena itu hal tersebut menjadi kendala bagaimana untuk dapat menggabungkan pekerjaan tersebut yang selama ini dilakukan secara manual dengan mesin yang dapat mengerjakannya agar biaya ketika proses produksi menjadi berkurang dan semakin efisien pengerjaannya. Atas dasar itu maka dikembangkanlah sebuah mesin yang dapat menjawab permasalahan tersebut. 1

2 2 Teknologi NC pertama kali ditemukan oleh John T. Parson dan MIT (Arnold, 2001, pp ), dimana Parson sendiri pada awalnya mengembangkan teknik untuk memproduksi rancangan baling baling pada mesin milling namun masih membutuhkan data numeric yang dihasilkan oleh mesin punched-cardibm untuk memposisikan secara manual sekrup mesin milling pada dua sumbu. (50 Years Of Technological Development, 2005). Pada bidang manufaktur dan pengerjaan logam, teknologi NC ini telah menyebabkan revolusi, bahkan pada saat sebelum komputer menjadi standar pada setiap perusahaan dan setiap rumah. Perkembangan terkini dari micro electronic dan komputer yang tidak pernah berhenti menyebabkan dampak pada NC dan telah membuat perubahan yang signifikan pada bidang manufaktur dan pengerjaan logam pada khususnya. (Smid, 2003, p. 1) Smid (2003, p. 1) mengemukakan bahwa CNC merupakan perkembangan dari NC dimana menggunakan internal micro processor (contoh: komputer). Mesin CNC sendiri merupakan mesin perkakas yang mampu secara otomatis membentuk suatu bentuk maupun pola dengan bantuan komputer sebagai sarana masukan oleh pengguna.mesin CNC tersebut menggunakan perintah berupa kode kode dari komputer dan tidak lagi menggunakan tenaga manusia untuk menjalankannya.dengan mesin CNCyang diperlengkapi dengan perangkat lunak CAM (Computer Aided Manufacturing), maka seorang operator dapat membuat gambar kerja dari benda yang akan dibuat dengan mesin CNC pada komputer dengan bantuan perangkat lunak CAD (Computer Aided Design). Hasil gambar kerja dapat dieksekusi secara simulasi untuk melihat pelaksanaan pengerjaan benda kerja di mesin CNC melalui layar monitor. Jika hasil eksekusi simulasi sudah sesuai dengan yang diharapkan, maka program dilanjutkan dengan eksekusi program mesin. Dengan cara ini, waktu yang diperlukan untuk

3 3 menyelesaikan pekerjaan yang menggunakan model serupa menjadi jauh lebih cepat dan efisien. Untuk dapat menjalankan mesin CNC ini tentu diperlukan suatu perangkat lunak yang berhubungan.perangkat lunakini dinamakan EMC (Enhanced Machine Control) yang bekerja pada sistem operasi Linux. Mesin CNC menggunakan perangkat komputer sebagai alat masukan oleh pengguna untuk dapat mengontrol mesin dengan menggunakan kode yang disebut sebagai G-Code yang akan mengkonversi menjadi arus listrik untuk menjalankan mesin CNC. G-Code tersebut yang akan dibaca oleh mesin CNC sehingga dapat bergerak mengikuti pola atau bentuk yang telah dimasukkan oleh penggunanya. Karena sifatnya yang open source yang berarti terbuka untuk dikembangkan oleh karena itu, penulis tertarik untuk mengadakan penelitian dan merancang program tambahan untuk mengembangkan perangkat lunak yang terdapat versi terbarunya yaitu EMC2 dan untuk dapat menghasilkan gambar atau pola desain pada mesin CNC maka dapat digunakan fraktal yang dapat dibentuk dari beberapa metode yaitu Iterated Function Systems, Strange Attractors, Escape Time Fractals, Random Fractals, L-System. Pada skripsi ini, penulis bermaksud untuk mencoba memecahkan masalah atas pembuatan pola desain menggunakanfraktal yang dapat dibentuk dengan menggunakan metode L-System. 1.2 Perumusan Masalah Perumusan masalah pada pada skripsi ini adalah sebagai berikut: 1. Pola desain yang ada seringkali harus digambar terlebih dahulu lalu meminta bantuan operator mesin / pengguna untuk membuatnya dan hal tersebut

4 4 membutuhkan keahlian dan ketepatan yang tinggi sehingga biaya yang dibutuhkan bertambah dan tidak ada efisiensinya. 2. Mesin CNC ada untuk menjawab masalah tersebut dan dapat dijalankan dengan bantuan perangkat lunak EMC2 namun EMC2 tersebut memiliki keterbatasan karena tidak menyediakan fungsi / fitur untuk dapat membuat gambar atau pola desain menggunakan fraktal yang diubah menjadifileg-code. 1.3 Ruang Lingkup Perancangan program aplikasi pembuatan poladesain ini difokuskan pada hal hal sebagai berikut: 1. Pola desain yang dihasilkan adalah berupa pola fraktal yang dibentukdengan menggunakanl-systemdan interpretasi turtle. 2. Penulis menggunakan mesin CNC yang berada di Computer Engineering Lab, kampus Syahdan BINUS University, Jakarta Barat sebagai ujicoba pada mesin secara langsung setelah melakukan simulasi menggunakan program VMware. 3. Mesin CNC tersebut menggunakan 3 sumbu yaitu sumbu X, Y dan Z untuk dapat menggambarpola desain yang diinginkan. 4. Program aplikasi yang dirancang dibatasi pada penambahan fungsi berupa GUI(Graphical User Interface) tambahan di program yang sudah ada untuk pengguna membuat gambar atau pola desaintersebut. 5. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah Python 2.6 dengan tambahan library lxml.

5 5 1.4 Tujuan dan Manfaat Tujuan Tujuan dari perancangan program aplikasi ini adalah sebagai berikut: 1. Pembuatan pola desaindua dimensi (2D)menggunakanfraktal yang dibentuk dengan menggunakan metodel-system dan interpretasi turtle. 2. Pengunaan mesin CNC untuk dapat membuat pola desaindua dimensi (2D) menggunakan fraktal tersebut Manfaat Manfaat dari perancangan program aplikasi ini adalah sebagai berikut: 1. Pengembangkan fungsi dari mesin CNC untuk pembuatan pola desainmenggunakan fraktal pada bidang industri manufaktur ataupun desain yang diharapkan dapat membuat pekerjaan menjadi efisien dan menghemat biaya yang dikeluarkan. 2. Memudahkan pengguna untuk membuat pola desain menggunakan fraktal pada mesin CNC menggunakan program EMC2. 3. Menjadi sumber referensi bagi orang / komunitas yang ingin mengembangkan program EMC2 tersebut lebih lanjut. 1.5 Metodologi Penelitian Metodologi yang digunakan dalam skripsi ini merupakan cara yang digunakan penulis agar dapat memecahkan masalah yang dihadapi. Pada skripsi ini, penulis menggunakan model Prototyping yang terbagi menjadi beberapa langkah yaitu: 1. Communication

6 6 Pada tahap ini dilakukan analisa kebutuhan mengenai software yang akan dibuat, fungsi serta fitur yang akan dibuat dan juga bagaimana mengenai rancangan program pada awalnya. 2. Quick Plan Pada tahap ini dilakukan perencanaan dengan cepat dimana dilakukan studi literatur yaitu membaca dan mempelajari buku buku, artikel artikel, dan jurnal jurnal yang membahas tentang mesin CNC, perangkat lunak EMC, metode L-System serta mempelajari bahasa pemrogramanpython untuk membuatnya. Penulis juga melakukan observasi langsung ke Computer Engineering Lab, kampus Syahdan BINUS University, Jakarta Barat untuk mengamati mesin CNC secara langsung dan melakukan wawancara kepada narasumber yang memiliki wewenang untuk mengoperasikan mesin CNC tersebut untuk mendapatkan informasi yang diperlukan. 3. Modelling Quick Design Pada tahap ini dilakukan perancangan mengenai tampilan GUI (Graphical User Interface) program aplikasi yang akan dibuat serta bagaimana penerapannya pada perangkat lunak EMC2. 4. Construction Of Prototype Pada tahap ini dilakukan pembuatan program dimana rumus dan algoritma yang ada akan diimplementasikan ke dalam bahasa pemrograman Phyton 2.6 yang akan menghasilkan file G-Code. 5. Deployment, Delivery & Feedback Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap aplikasi yang sudah dibuat untuk memastikan tidak ada bug /kesalahanyang terjadi. Lalu akan berulang ke tahapan

7 7 awal lagi dimana dilakukan komunikasi mengenai fitur yang akan ditambahkan untuk menyempurnakan program dan terus berulang hingga program aplikasi sudah memenuhi kebutuhan. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari 5 (lima)bab yang berisi sebagai berikut: a. BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini akan dibahas mengenai latar belakang penulisan skripsi ini, perumusan masalah, ruang lingkup,tujuan yang akan dicapai danmanfaat yang diharapkan, metodologi penelitian yang digunakan selama perancangan dan penulisan, serta sistematika penulisan. b. BAB II LANDASAN TEORI Dalam bab ini akan dibahas mengenai teori teoriyang akan mendukung dalam penulisan skripsi ini. Diantaranya pengenalan mengenai mesin CNC, perangkat lunak EMC2, G-Code, fraktal, metode L-System dan bahasa pemrograman Python. c. BAB III ANALISISDAN PERANCANGAN Dalam babiniakan dibahas mengenai rancangan sistem yang dibuat,flowchart program, serta perancangan layar program aplikasi menggunakan bahasa pemrogramanpython yang akan ditambahkan di perangkat lunak EMC2.

8 8 d. BAB IV IMPLEMENTASI Dalam bab ini akan dibahas mengenai implementasi dari aplikasi yang sudah dibuat meliputi spesifikasi sistem, prosedur penggunaan, dan beberapa contoh hasil yang sudah dibuat. e. BAB V S IMPULAN DAN S ARAN Dalam bab ini akan dibahas kesimpulan yang diperoleh dari bab bab sebelumnya dan saran yang berguna untuk pengembangan aplikasi ini lebih lanjut di masa yang akan datang. 1.7 Makalah Relevan T. Staroveski, Brezak, T. Udiljak, D. Majetic ( Starovešk, Brezak, Udiljak, & Majetić, 2009) menyebutkan bahwa diantara banyaknya Open Architecture Controller (OAC),pemilihan EMC sebagai OAC sangatlah baik karena EMC berjalan di Linux dan karakteristiknya sebagai perangkat lunak yang menyediakan stabilitas dan performa merupakan alasan yang mendukung. EMC tersebut dapat digunakan untuk menghubungkan pola desaintersebutmenggunakan fraktal dengan mesin CNC. Sejak ditemukkannya mesin CNC oleh John T. Parson dan MIT (Arnold, 2001, pp ),permasalahan yang terus dipikirkan tersebut akhirnya dapat dipecahkan dan sekarang fungsi mesin CNC sudah berkembang untuk menjawab kebutuhan yang ada.dengan adanya mesin CNC, maka tidak diperlukan lagi operator mesin yang mahir untuk menjalankannya namun cukup orang yang dapat mengoperasikannya karena kemudahan yang ada pada mesin CNC.Mesin CNC sendiri terbagi menjadi beberapa jenis tergantung dari jumlah sumbunya.

9 9 Konsep fraktal sendiri pertama kali dipopulerkan pada tahun 1960, Benoit Mandelbrot memulai investigasnya mengenai self-similarity pada jurnalnya How Long Is the Coast Of Britain? Statistical Self Similarity And Fractional Dimension dan mendefinisikan fraktal. Bovill (2000, p. 1) menyebutkan bahwa fraktal menyediakan ukuran dari kekompleksan sebuah struktur dan dengan bantuan metode box counting dimension dapat menentukan dimensi fraktal dari bentuk natural yang ada sehingga dapat membantu dalam desain.selanjutnya Soo (p. 1) mengatakan bahwa banyak produk perhiasan banyak mengadopsi pola pola yang menarik di alam, sedangkan objek alam tersebut dapat dideskripsikan dengan geometri fraktal, oleh karena itu untuk memproduksinya maka model fraktal tersebut diperlukan.untuk dapat menghasilkan gambar atau pola desain fraktal tersebut, banyak metode yang bisa diterapkan namun salah satunya yaitu L-System merupakan salah satu metode untuk dapat menghasilkan gambar atau pola fraktal yang dimaksud dengan bantuan interpretasi oleh turtle. Banyak penelitian yang sudah dilakukan terkait dengan implementasi L-System dengan turtle ini, seperti contoh Zammouri (2007, p. 1) yang sudah mengimplementasikannya. Prusinkiewicz (2004, p. 1) menuliskan bahwa konsep utama dari L-System adalah penulisan ulang (rewriting).secara umum penulisan ulang adalah teknik untuk mendefinisikan objek yang kompleks menggunakan aturan penulisan ulang.