MESIN PEMOTONG AKRILIK BERBASIS MIKROKONTROLER

Transkripsi

1 MESIN PEMOTONG AKRILIK BERBASIS MIKROKONTROLER FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA JL. DIPONEGORO SALATIGA 50711

2

3

4

5 INTISARI Pada skripsi ini dirancang dan direalisasikan suatu alat pemotong yang digunakan untuk memotong akrilik. Proses pemotongan akrilik dilakukan berdasarkan pola gambar yang disimpan dalam file plotter dengan file ekstensi.plt. Dalam perancangannya, alat terdiri dari sebuah aplikasi desktop, mikrokontroler dan mekanik penggerak 3 axis. Data dikirim dari Aplikasi Desktop melalui sebuah mikrokontroler yang berfungsi menggerakkan motor stepper. Motor stepper terhubung dengan ulir pada mekanik penggerak sehingga gerakan ulir tergantung pada gerakan motor stepper. Alat yang direalisasikan mempunyai area pemotongan dengan ukuran 50 cm x 50 cm. Dengan menggunakan mesin trimmer sebagai pengganti mesin bor dan mata bor menggunakan jenis endmill, alat ini dapat memotong akrilik dengan ketebalan maksimal 5 mm. Alat yang direalisasikan dapat memotong mengikuti pola gambar. Selain itu dapat mengatur kedalaman potongan. Dengan menggunakan mata bor ukuran 2 mm, ralat maksimum yang dapat dicapai adalah 4 mm untuk pola bagian dalam dan 2.60 mm untuk pola bagian luar. i

6 ABSTRACT The purpose of this final project is to design and build an acrylic cutting tools. Acrylic cutting process based on an image. The image is stored in a file with the extension.plt. The machine consists of a desktop application, microcontroller and 3 axis mechanical system. The desktop application is used to control the cutting process. Microcontroller is used to receive the image data from the application desktop and transform it into an electrical pulses which is used to control the stepper motor movement. There are 3 stepper motor connected to 3 axis mechanical system. The axis movement depend on the rotation of stepper motor. This machine has a maximum cutting area of 50 cm x 50 cm. It uses a trimmer machine and end-mill drill as cutting tools. It can cut acrylic with a maximum thickness of 5 mm and set the cutting depth as the user requests. By using the drill size of 2 mm, the maximum error that can be achieved is 4 mm for the pattern and 2.60 mm for the outer pattern. ii

7 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya kepada penulis sampai selesainya tugas akhir ini. Merupakan suatu kebanggaan bagi penulis atas apa yang telah dicapai dalam mengerjakan tugas akhir dengan judul Mesin Pemotong Akrilik Berbasis Mikrokontroler ini. Banyak pelajaran berharga yang penulis dapatkan dalam proses pembuatannya. Semua usaha yang penulis lakukan tentu tidak akan berarti tanpa doa, bantuan, dorongan serta bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak dan Ibu yang telah memberikan segalanya yang mana tidak mungkin bisa penulis balas. 2. Kakak dan Adik-adikku Mbak Nur, Mas Bani dan Mbak Dian yang selalu memberikan semangat. 3. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc dan Bapak Deddy Susilo S.T selaku pembimbing skripsi penulis. 4. Seluruh pengajar FTEK UKSW yang telah memberikan bekal ilmu dan bimbingan kepada penulis selama mengikuti perkuliahan di UKSW 5. Mbak Tien, Mbak Rista, Mbak Dita, Pak Bambang, segenap laboran yang telah membantu selama kuliah dan pengerjaan skripsi ini. 6. Teman - teman satu kasur di LAB-XT, Danus Indra, Aryo Udin, Dhika Mariadi Muftia, Yahya, Ditya Bagong. 7. Teman - teman kontrakan Patimura, Pemandangan dan Jambe Wangi 37, Rea Mbahe, Demas Gondrong, Aldo Bang Pek Chun, Ariadi, Aditya Tolgung, Simon, Daniel Kawab DK. 8. Teman teman FTEK yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. iii

8 Salatiga, Januari 2013 Penulis iv

9 DAFTAR ISI INTISARI... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... ix BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Spesifikasi Sistem Spesifikasi Sistem Sistematika Penulisan... 4 Bab II. SISTEM MESIN PEMOTONG AKRILIK Gambaran Alat Sistem Kerja Mesin Pemotong Akrilik Komponen Pembentuk Sistem BAB III. PERANCANGAN SISTEM Perancangan Perangkat Keras Mekanik Elektronik Perancangan Perangkat Lunak Aplikasi Desktop Pengiriman Data Menentukan Koordinat Pemotongan Menghitung Jarak dan Putaran Motor Stepper Spesifikasi Sistem Diagram Alir Pengolahan Data pada Aplikasi Desktop Pengiriman Data dari Aplikasi Desktop ke Mikrokontroler v

10 3.7.3 Proses Mikrokontroler Proses Inisialisasi Proses Pemotongan BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pengujian Garis Pengujian Bentuk Segitiga siku- siku Pengujian Bentuk Lingkaran Pengujian Bentuk Bujur Sangkar Analisa Hasil Pengujian Garis dan Pola Sederhana Pengujian Kedalaman Pengujian Dengan Gambar Uji BAB V. KESIMPULAN Kesimpulan Saran Pengembangan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Akrilik... 1 Gambar 1.2. Tempat Brosur Akrilik... 2 Gambar 2.1. Mesin CNC Cutting... 5 Gambar 2.2. Sumbu Kartesian 3 Dimensi... 6 Gambar 2.3. Mekanik Penggeratk 3 Axis... 7 Gambar 2.4. Cara Kerja Mesin Pemotong Akrilik... 8 Gambar 2.5. Motor terhubung ulir... 9 Gambar 2.6. Putaran motor stepper vs gerakan ulir Gambar 3.1. Blok diagram alat Gambar 3.2. Rancangan Gambar Gambar 3.3. Mekanik Gambar 3.4. Penggerak X Gambar 3.5. Penggerak Y Gambar 3.6. Penggerak Z Gambar 3.7. Blok Besi tempat linear bearing Gambar 3.8. Mesin Trimmer Makita MT Gambar 3.9. Mikrokontroler Atmega Gambar Skematik modul pengendali Mikrokontroler Atmega Gambar Skematik modul transistor sebagai saklar Gambar Grafik hubungan VDS, ID dan VGS MOSFET Gambar Skematik modul driver motor stepper Gambar Skematik modul sensor photo interrupter Gambar Sensor photo interrupter pembatas atas dan bawah Gambar Sensor photo interrupter X Gambar Motor Stepper Sanyo Denki Gambar Lilitan motor berdasarkan warna kabel Gambar Lilitan motor berdasarkan urutan kabel Gambar Aplikasi Desktop Gambar Garis dengan 2 titik vii

12 Gambar Garis X dan Y Gambar Garis X dan Y dalam step Gambar Gerakan motor X dan Y Gambar Diagram alir Pengolahan data pada aplikasi desktop Gambar Diagram alir pengiriman data dari aplikasi desktop ke untai mkrokontroler Gambar Diagram Alir proses mikrokontroler Gambar Diagram alir proses inisialisasi Gambar Diagram Alir proses pemotongan Gambar 4.1. Segitiga siku-siku Gambar 4.2. Lingkaran Gambar 4.3. Segiempat 10 cm x 10 cm Gambar 4.4. Pemotongan garis Gambar 4.5. Ilustrasi pemotongan pada garis miring Gambar 4.6. Pergeseran mata bor pada garis Gambar 4.7. Pergeseran mata bor pada segiempat bagian luar Gambar 4.8. Pergeseran mata bor pada segitiga bagian dalam Gambar 4.9. Pergeseran mata bor pada segitiga bagian luar Gambar Gambar Uji Gambar Hasi pemotongan Gambar Uji viii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Kode perintah HPGL... 6 Tabel 3.1. Ukuran ball screw Tabel 3.2. Spesifikasi mesin trimmer Makita MT Tabel 3.3. Konfigurasi port mikrokontroler Tabel 3.4. Half Step Tabel 4.1. Pengukuran garis vertikal pada akrilik 2 mm Tabel 4.2. Pengukuran garis vertikal pada akrilik 5 mm Tabel 4.3. Pengukuran garis horizontal pada akrilik 2 mm Tabel 4.4. Pengukuran garis horizontal pada akrilik 5 mm Tabel 4.5. Pengukuran segitiga siku-siku 5 cmx 5 cm dengan tebal 2 mm Tabel 4.6. Pengukuran segitiga siku-siku 5 cmx 5 cm dengan tebal 5 mm Tabel 4.7. Pengukuran lingkaran diameter 9 cm dengan tebal 2 mm Tabel 4.8. Pengukuran lingkaran diameter 9 cm dengan tebal 5 mm Tabel 4.9. Pengukuran segiempat 10 cm x 10 cm dengan tebal 2 mm Tabel Pengukuran segiempat 10 cm x 10 cm dengan tebal 5 mm Tabel Pengukuran Kedalaman ix