BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Mesin plotter merupakan mesin yang memiliki prinsip dasar bekerja untuk menunjuk suatu titik berdasarkan input yang diberikan. Salah satu model mesin plotter adalah XY-Table. Secara 2 dimensi, sebuah sistem XY-Table dapat bergerak sepanjang koordinat X dan Y untuk menunjuk suatu titik koordinat tertentu, sesuai dengan kontrol input yang diberikan. Input tersebut dapat dikontrol melalui sebuah PC (Personal Computer) ataupun notebook. Karena kegunaannya, sistem ini semakin sering dikembangkan untuk berbagai bidang dan diteliti untuk banyak fungsi-fungsi dan tugas-tugas yang spesifik sesuai kebutuhan penggunanya. Pada bidang elektronik, dikembangkan sebagai alat untuk mengebor suatu titik di PCB. Sistem ini juga dikembangkan untuk mampu menggambar suatu objek secara real-time pada bidang gambar yang besar dengan dikontrol melalui PC. Pada industri tekstil, dimanfaatkan untuk menjahitkan benang dengan jarum pada suatu bahan kain dengan dikontrol oleh PC. Sistem serupa digunakan juga pada mesin arcade (alat permainan), dimana terdapat sebuah tangan mekanis yang dapat bergerak pada 2 sumbu untuk menuju suatu titik tertentu. Pada titik yang diinginkan pengguna, tangan mekanis bergerak turun untuk mengambil benda dibawahnya dan memindahkan ke suatu wadah. Benda-benda tersebut bervariasi seperti boneka, coklat, mobil mainan dan lain-lain. 1
2 Selain pengembangan di bidang-bidang tersebut, terdapat juga beberapa topik penelitian yang mengambil dasar-dasar XY-Table untuk tugas-tugas yang bermacam-macam, seperti sebagai plotter, alat permainan dan alat peraga untuk belajar. Oleh karenanya, sistem ini pun dapat berguna sebagai sarana belajar bagi mahasiswa Jurusan Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara. Komponen-komponen yang terdapat pada sistem XY-Table memiliki hubungan dengan materi perkuliahan di Jurusan Sistem Komputer. Dengan keberadaan sistem ini di Jurusan Sistem Komputer, mahasiswa/i akan tertarik untuk dapat meneliti dan mengembangkan lebih lanjut sistem ini, sehingga kemampuan mereka akan semakin terasah. Pada dunia industri dikenal sebuah sistem software yang dapat mengontrol mesin berat dengan nama EMC (Enhanced Machine Control). Sistem ini bekerja dengan sistem operasi linux debian dan merupakan hasil riset bertahun-tahun para programmer dari seluruh dunia. EMC menggunakan standarisasi bahasa pemrograman numerical control RS-274NGC atau G-Code yang banyak digunakan pada banyak mesin-mesin CNC sebagai inputnya. Seperti juga linux debian, perangkat lunak EMC ini bersifat open-source dan selalu di-update sehingga kemampuannya selalu berkembang. Sistem ini dapat bekerja dengan baik untuk mengontrol mesin-mesin bubut, mesin bor dan lain-lain. Ketertarikan untuk dapat mengadakan penelitian ilmiah dan perancangan terhadap sistem XY-Table dengan menggunakan perangkat lunak EMC (Enhanced Machine Control), dikarenakan masih terbukanya kesempatan untuk mengimplementasikan dan mengembangkan pengetahuan yang telah didapat selama masa perkuliahan. Penelitian ilmiah ini dimaksudkan untuk dapat merancang sebuah
3 sistem XY-Table 2 dimensi, yang kedua sumbunya digerakkan oleh motor stepper dengan menggunakan L297-L298 sebagai driver motor stepper. Gerakan kedua sumbu XY-Table dikontrol melalui sebuah PC yang terhubung dengan interface parallel, menggunakan perangkat lunak EMC. Rancangan sistem XY-Table ini diharapkan dapat digunakan sebagai sistem meja gambar elektronis. 1.2 Ruang Lingkup Ruang lingkup penelitian yang akan dilakukan selama perancangan sistem ini mencakup, antara lain: Perancangan modul mekanis XY-Table 2 sumbu (axes) dengan menggunakan batangan ulir dan bearing, LBB (Linear Ball Bearing) dan motor stepper, Implementasi dan penggunaan perangkat lunak EMC (Enhanced Machine Control) yang dikembangkan oleh NIST (National Institute of Standard and Technology), untuk dapat mengirimkan sinyal pada driver motor stepper dan menggerakkan mekanika sistem XY-Table sesuai dengan perancangan sistem, Inisialisasi awal perangkat lunak EMC dan penggunaan fitur-fitur yang dibutuhkan untuk dapat menggambar objek sederhana berupa segitiga, bujur sangkar, persegi panjang, lingkaran dan huruf kapital A sampai Z dengan menggunakan perintah G-Code.
4 1.3 Tujuan dan Manfaat Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah mampu mengontrol posisi dengan menggunakan motor stepper sesuai input yang diberikan melalui perangkat lunak EMC. Hasil akhir perancangan merupakan sistem meja gambar XY-Table 2 sumbu (axes) dengan menggunakan motor stepper dan L297-L298 sebagai driver, yang terhubung secara parallel dengan PC serta implementasi software EMC (Enhanced Machine Control). Manfaat yang diharapkan dari hasil perancangan dan penelitian sistem ini dapat membantu pembaca untuk memahami sistem kerja XY-Table, memahami kemampuan perangkat lunak EMC dan pemakaiannya, serta diharapkan mampu memacu keingin-tahuan untuk dapat mengembangkan kemampuan perangkat lunak EMC lebih lanjut. 1.4 Metodologi Penelitian Dalam perancangan sistem ini digunakan beberapa metodologi penelitian untuk membantu proses perancangan dan kegiatan penelitian. Metodologi penelitian yang dimaksud adalah sebagai berikut : 1. Metodologi Kepustakaan Pada metode ini, akan dilakukan studi literatur untuk pencarian buku, jurnal, artikel, maupun situs internet yang berhubungan dengan penelitian. 2. Metodologi Penelitian Laboratorium Melakukan percobaan berkali-kali berdasarkan analisa sistem secara keseluruhan untuk mendapatkan data-data yang diperlukan untuk menganalisa kinerja sistem.
5 3. Metodologi Rekayasa Pada metode ini, akan dilakukan perancangan perintah G-code untuk menggambar objek sesuai dengan kemampuan sistem. 1.5 Masalah Kritis Masalah kritis yang diperhitungkan dalam tahap perancangan dan penelitian akan dihadapi antara lain : Perancangan sistem mekanis, Ketersediaan suku cadang seperti gir atau bearing, bahan-bahan lain yang akan digunakan untuk pergerakan mekanik sistem, Kemampuan pergerakan mekanik yang akurat, Akurasi posisi dan respon waktu dari putaran motor stepper. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang kami gunakan dalam penyusunan buku skripsi sebagai bagian penelitian Tugas Akhir kami adalah sebagai berikut : BAB 1 PENDAHULUAN Pada bab ini dijelaskan tentang latar belakang dan gambaran umum dari keseluruhan isi penelitian ilmiah yang dilakukan. Dimana dalam bab ini dijelaskan juga tentang ruang lingkup dan batasan-batasannya, tujuan dan manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ilmiah, masalah kritis, metodologi penelitian yang digunakan selama perancangan dan penelitian, serta sistematika penulisan yang digunakan. BAB 2 LANDASAN TEORI
6 Bab ini berisi pengenalan sistem operasi yang digunakan, landasan teori mengenai Software EMC untuk mengontrol sistem mekanik, komunikasi antara sistem mekanik dengan PC, motor stepper dan driver-nya serta bahasa pemrograman Numerical Control RS274NGC G-CODE. BAB 3 PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini dijelaskan mengenai perancangan sistem yang akan dibuat. Mulai dari perancangan sistem mekanik, perangkat keras, pemrograman file.ngc menggunakan G-code, implementasi EMC, sampai pada akhirnya keseluruhan perancangan sistem. BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI Pada bab ini dijelaskan mengenai implementasi yang meliputi spesifikasi dari sistem, prosedur-prosedur dan pengoperasian dari sistem yang telah dibuat serta pengujian sistem dan evaluasinya. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisikan kesimpulan yang didapat selama perancangan sistem beserta saran-saran untuk pengembangan sistem lebih lanjut. BAB 6 DAFTAR PUSTAKA Bab ini berisikan daftar tinjauan kepustakaan seperti buku, jurnal, artikel, situs yang memuat informasi yang digunakan dalam perancangan sistem.