Jurnal Teknik Elektr, Vl. 9, N. 1, Maret 2016, 8-12 ISSN 1411-870X DOI: 10.9744/jte.9.1.8-12 Mesin Pemtng Fil Otmatis Laurensius Nurhadi Wnkusum Prgram Studi Teknik Elektr,Universitas Kristen Petra Jl.Siwalankert 121-131, Surabaya 60236, Indnesia E-Mail: m23411017@jhn.petra.ac.id Abstrak Di dunia percetakan, pemtngan aluminium fil dilakukan dengan cara manual. Pertama-tama, aluminium fil akan diberi tanda ptng sesuai dengan keinginan pembeli. Kemudian, peratr harus menggerakkan tuas pisau untuk memtng aluminium fil. Mesin pemtng fil tmatis dibuat agar dapat membantu prses pengukuran, serta pemtngan tersebut. Pada mesin pemtng fil, terdapat rtary encder untuk dapat mengukur jarak. Fungsi dari rtary encder adalah menrubah rtasi menjadi jarak. Saat rtary encder yang berlubang dipasang dengan ptcupler, maka akan timbul pulsa yang dapat dihitung melalui cntrller arduin. Dengan adanya pulsa tersebut, maka jarak ptng dapat dihitung secara tmatis. Untuk dapat melakukan pemtngan, peratr akan memasukkan panjang fil, panjang ptng, dan banyak ptng melalui keypad 4x4. Setelah data tersebut dimasukkan, maka arduin akan secara tmatis memulai pemtngan dengan cara memberikan perintah kepada masing-masing mtr. Dari hasil percbaan, rtary encder dengan tingkat ketelitian 20 PPR, yang dijalankan secara n/ff, dapat mencapai jarak 0,205 mm/pulsa dengan tingkat err berkisar antara 5-7%. Kata Kunci Arduin, aluminium fil, mtr DC reducer, rtary encder I. PENDAHULUAN Seiring dengan berkembangnya suatu usaha, diperlukan suatu sistem yang dapat memenuhi kebutuhan permintaan knsumen dengan cepat. Salah satu cara untuk melakukan hal tersebut adalah dengan membuat prses yang dilakukan secara manual, menjadi suatu prses yang berjalan secara tmatis. Dengan semakin berkembangnya teknlgi saat ini, membuat semakin banyak cara untuk membuat prses tmatis tersebut. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan teknik tmasi. Secara umum teknik tmasi dapat didefinisikan sebagai suatu teknlgi yang berkaitan dengan aplikasi mekanik elektrnik dan sistem berbasis kmputer, yang semuanya bergabung menjadi satu untuk memberikan fungsi terhadap manipulatr (mekanik) sehingga akan memiliki fungsi tertentu. Tk Astika merupakan salah satu tk yang bergerak di bidang percetakan. Di dalam dunia percetakan ada barang yang merupakan alat untuk mencetak, ada pula barang yang merupakan bahan untuk mencetak. Salah satu barang yang digunakan sebagai bahan untuk htprint adalah aluminium fil. Aluminium fil dapat dicetak menjadi stiker, atau bungkus makanan/minuman (chiki, kpi, teh, dll). Setiap knsumen yang ingin membeli, dapat memilih apakah mau membeli dalam bentuk satu rll, atau diptng menjadi beberapa rll kecil. Mesin pemtng fil yang ada di tk Astika saat ini berperasi secara semi tmatis, karena tuas pemtng pisau digerakkan leh peratr. Dalam hal ini, faktr umur dan tenaga dari peratr dapat mempengaruhi hasil pemtngan (besar kecilnya human errr). Dengan membuat mesin pemtng fil yang dapat berperasi secara tmatis penuh, diharapkan dapat meminimalisir tingkat human errr dalam prses pemtngan fil. Cntrller yang digunakan pada mesin pemtng fil tmatis ini adalah Arduin Mega 2560 dengan alasan penggunaan yang simpel serta sftware yang bersifat pensurce [1]. penggerak yang digunakan pada mesin ini adalah mtr DC reducer, dimana setiap mtr memiliki perbandingan gear yang berbeda-beda sesuai dengan trsi yang diperlukan. Driver mtr untuk mtr DC reducer tersebut adalah 4 channel mtr driver yang memiliki kemampuan untuk mengatur arah gerak dari mtr [2]. Untuk dapat mengetahui perpindahan jarak, digunakan rtary encder yang terhubung dengan ptcupler, kemudian sinyal utput dari ptcupler tersebut akan dihubungkan dengan rangkaian p-amp agar sinyal yang dihasilkan lebih stabil [3]. Interface yang digunakan untuk menginputkan data adalah keypad 4x4 [4] yang hasilnya ditampilkan pada LCD 16x2 [5]. A. Gambaran Umum Sistem II. PERANCANGAN SISTEM Mesin pemtng fil tmatis ini dibuat untuk meminimalisir kesalahan yang dilakukan leh manusia saat melakukan prses pemtngan dan dengan menggunakan alat ini, peratr hanya perlu memasukkan data panjang ptng yang diinginkan. Sistem yang digunakan pada mesin pemtng fil ini dimulai dari pembacaan input melalui keypad. Ada tiga macam input angka yang perlu dimasukkan leh peratr, yaitu panjang dari fil yang akan diptng, panjang ptng fil yang diinginkan, dan berapa banyak ptngan fil yang diinginkan. Panjang dari fil digunakan untuk mengetahui kapan prses pemtngan berakhir. Sedangkan panjang ptng fil/banyak ptngan fil digunakan untuk mengetahui berapa kali prses ptng akan diulang. Hasil dari input yang telah dimasukkan leh peratr akan ditampilkan juga pada LCD. Nilai yang tersimpan pada memri Arduin, akan digunakan untuk pembacaan panjang yang dilakukan dengan menggunakan rtary encder dan ptcupler. 8
Mesin Pemtng Fil Otmatis [Wnkusum] Dari lubang yang ada pada rtary encder, maka saat berputar akan terjadi pulsa saat rtary encder dipasang dengan ptcupler. Hasil pulsa yang terjadi dari ptcupler akan dilah terlebih dahulu dengan menggunakan p-amp. Dalam hal ini, p-amp akan berfungsi untuk menguatkan sinyal yang dikeluarkan leh ptcupler agar hasil yang digunakan untuk dilah leh arduin dapat menjadi lebih baik. Dengan p-amp, sinyal yang lemah akan dikuatkan sehingga dapat menjadi pasti apakah ada sinyal atau tidak. Gambar 1. Blk diagram sistem B. Hardware Mesin Pemtng Fil Otmatis Pada mesin pemtng fil tmatis, terdapat beberapa hardware yang dipakai, yaitu LCD 16x2, kepad 4x4, arduin mega 2560, mtr DC reducer, driver mtr, rtary encder, ptcupler, dan p-amp. LCD 16x2 dan keypad 4x4 berfungsi sebagai tampilan antar muka antara peratr dengan mesin. Dengan menggunakan keypad 4x4, peratr dapat memasukkan panjang fil, panjang ptng, dan banyak ptng yang diinginkan leh pembeli. Setelah ketiga data tersebut dimasukkan, maka data angka terkirim ke arduin mega 2560 untuk dilah dan juga akan ditampilkan pada layar LCD 16x2. Dengan demikian, jika terjadi kesalahan pengetikkan, maka peratr dapat membatalkan prses pemtngan. Gambar 4. Skematik ptcupler dan p-amp yang digunakan pada mesin pemtng fil tmatis ini adalah mtr DC reducer. DC reducer merupakan mtr DC yang telah dilengkapi dengan gear, sehingga memiliki trsi yang lebih kuat daripada mtr DC biasa. Ada 4 buah mtr DC reducer yang digunakan pada mesin ini, yaitu mtr DC reducer 12,6 kgcm/75 rpm, 10,8 kgcm/295 rpm, 5 kgcm/700 rpm, 18,8 kgcm/5 rpm. Keempat buah mtr ini akan dihubungkan dengan sebuah driver mtr agar kecepatan, arah, serta waktu n/ff dari setiap mtr dapat diatur leh cntrller. Driver mtr yang digunakan pada mesin ini adalah 4 channel mtr cntrl unit, yang memiliki ketahanan arus hingga 4 A serta tegangan kerja mtr hingga 12 VDC. Gambar 2. Desain pemasangan LCD 16x2 dan keypad 4x4 Rtary encder dan ptcupler merupakan hardware yang berfungsi untuk menentukan jarak yang harus dicapai leh lengan pisau mesin pemtng fil tmatis. Rtary encder dibuat dengan menggunakan bahan akrilik berwarna gelap, dan diberi sejumlah lubang. Dengan banyaknya lubang tersebut, maka dapat menentukan berapa tingkat ketelitian yang diinginkan Gambar 5. 4 channel mtr cntrl unit Gambar 3. Desain rtary encder manual 9
Jurnal Teknik Elektr, Vl. 9, N. 1, Maret 2016: 8-12 C. Flwchart Mesin Pemtng Fil Otmatis dilakukan knversi data dari decimal menjadi char pada saat Arduin menglah data input.setelah data satuan dan puluhan tersebut dikenali, maka data satuan dan puluhan (untuk masing-masing data panjang fil, panjang ptng, dan banyak ptng) akan ditambahkan, dengan demikian hasilnya akan sesuai dengan data yang telah dimasukkan leh peratr. Setiap hasil penambahan tersebut akan disimpan dalam memri Arduin sebagai data hasil panjang fil, panjang ptng, dan banyak ptng. Pada prses pengiriman data, Arduin akan menglah data yang telah terkumpul pada pembacaan data dan mengirimkan perintah pada masing-masing mtr agar dapat berjalan sesuai dengan prses yang diinginkan. Pada prses pertama, mtr 1 akan bergerak dan secara tmatis rtary encder 1 juga akan berputar dan ptcupler yang membaca rtary encder 1 akan mengirimkan data pengukuran rtasi (rtatin) yang akan diubah menjadi jarak (distance). Pada sistem ini, setiap rtary encder bergerak bersamaan dengan mtr. Ketika mtr berputar, secara tmatis rtary encder juga ikut berputar dan memberikan pulsa yang terbaca leh ptcupler. Prgram yang digunakan untuk membaca pulsa tersebut adalah attachinterrupt. Cara kerja dari prgram ini adalah prgram akan secara tmatis membaca pulsa yang dikirim leh ptcupler, setiap kali rtary encder berputar. III. PENGUJIAN SISTEM Gambar 6. Flwchart system mesin pemtng fil tmatis Pembuatan sftware untuk mesin pemtng fil terdiri dari dua prses, yaitu pembacaan data dan pengiriman data. Pembacaan data adalah prses yang terjadi pada saat peratr memasukkan angka dengan keypad, hingga data angka tersimpan pada memri Arduin. Sedangkan pengiriman data adalah prses dimana Arduin menggerakkan mtr untuk melakukan prses pemtngan, dengan menggunakan pembacaan data dari memri dan pembacaan data dari rtary encder. Pada bagian pembacaan data, Arduin akan membaca berapa nilai input yang dimasukkan leh user melalui keypad. Ada tiga hal yang akan dimasukkan leh peratr dengan menggunakan keypad, yaitu panjang fil, panjang ptng, dan banyak ptng. Panjang fil adalah panjang ttal dari fil yang akan diptng. Panjang ptng adalah panjang dari setiap bagian fil yang akan diptng dan diinginkan leh pembeli. Sedangkan banyak ptng adalah berapa banyak bagian ptngan dari fil yang diinginkan leh pembeli. Setelah muncul tampilan tersebut, prgram akan dibuat untuk mengenali dan memberi identitas dari setiap digit yang bisa dimasukkan (dalam hal ini dua digit), yaitu digit untuk puluhan, dan digit untuk satuan. Pemberian identitas dapat dilakukan dengan cara memasukkan data ke dalam suatu variabel. Selain itu, karena tipe data yang digunakan untuk mengambil angka input dari user adalah int, maka perlu A. Pengujian Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui besar arus kerja dari masing-masing mtr, sehingga dapat menentukan driver mtr yang akan dipakai pada sistem mesin pemtng fil tmatis. Metde yang digunakan untuk menguji mtr DC reducer adalah dengan cara menggabungkan mtr dengan besi menggunakan kpel, kemudian memberi pada ujung lain pada besi. Panjang besi yang digunakan adalah 29 cm, dan berat ttal dari kpel dan besi adalah 684 gram. Tegangan yang diberikan pada mtr adalah tegangan maksimal yaitu 12 VDC. 1 (12,6 2 (10,8 3 (5,8 4 (18,8 Tabel 1. Hasil Pengujian 0 0,05 0,1 0.2 0,5 1 2 0,264 0,317 0,504 0,674 2,4 2,44 x 0,255 0,49 1,9 2,4 x x x 0,12 0,24 0,51 x x x x 0,02 0,04 0,06 0,08 0,144 0,4 0,9 10
Mesin Pemtng Fil Otmatis [Wnkusum] B. Pengujian Pengiriman Data Keypad ke Arduin Mega 2560 dan LCD Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui hasil pengiriman data yang dimasukkan leh peratr melalui keypad, apakah data dapat terbaca leh Arduin, ditampilkan pada LCD, dan tersimpan pada memri Arduin, sebelum data input tersebut dilah dan dikirim ke mtr DC reducer. Pengujian ini dilakukan dengan cara memasukkan data panjang fil, panjang ptng, dan banyak ptng melalui keypad, kemudian melihat hasil input di LCD dan serial mnitr Arduin. Dari hasil pengujian pengiriman data menggunakan keypad, setiap angka yang dimasukkan dapat terbaca dan tersimpan sesuai dengan apa yang telah dimasukkan. Agar dapat mengenali angka yang dimasukkan leh peratr, maka dilakukan pemisahan data antara angka pertama sebagai puluhan dengan angka kedua sebagai satuan dapat dilakukan dengan memberikan id pada angka pertama dan angka kedua, kemudian dilakukan penjumlahan angka pertama dengan angka kedua. Prses pemisahan data ini dilakukan setiap kali peratr memasukkan data untuk panjang fil, panjang ptng, dan banyak ptng. pada setiap jarak 1 cm dan dilakukan sebanyak 20 kali. Untuk mengetahui panjang perpindahannya, pada setiap pisau jatuh pada titik 1 cm diberi tanda dengan blpin, kemudian mengukur setiap titik tersebut dengan menggunakan jangka srng. Gambar 9. Cnth pengukuran panjang dengan menggunakan jangka srng Dengan mengetahui bahwa 1 pulsa rtary encder akan melakukan perpindahan 0,205 mm, maka dapat dilakukan perhitungan pulsa untuk mendapatkan pulsa yang harus dikirim ke rtary encder 1 untuk melakukan perpindahan 1 cm. pulsa untuk perpindahan 1 cm = = 48,78 pulsa 10 mm 0,205 mm Tabel 2. Hasil perpindahan mtr 1 dengan menggunakan cara manual Gambar 7. Hasil pemisahan data panjang fil, panjang ptng, dan banyak ptng Gambar 8. Hasil tampilan data inputan pada LCD 16x2 C. Pengujian Perpindahan Jarak 1 cm pada 1 dengan Menghitung Jumlah Pulsa jalan Pengujian ini dilakukan untuk melihat, apakah saat mtr 1 diberi perintah dari Arduin untuk berpindah 1 cm, mtr dapat berpindah dengan tepat sebanyak 1 cm. Pengujian ini dilakukan dengan memprgram Arduin agar mtr berhenti 1 cm ke - hasil (cm) 1 0,94 2 0,85 3 0,8 4 0,93 5 0,88 6 0,9 7 0,93 8 0,87 9 0,83 10 1 11 0,9 12 0,83 13 0,95 14 0,9 15 0,89 16 0,9 17 0,86 18 0,88 19 0,88 20 0,84 rata-rata 0,888 11
Jurnal Teknik Elektr, Vl. 9, N. 1, Maret 2016: 8-12 D. Pengujian Perpindahan Jarak 1 cm pada 1 dengan Memprgram untuk Menghitung Pulsa Pengujian ini dilakukan untuk melihat, apakah saat mtr 1 diberi perintah dari Arduin untuk berpindah 1 cm, mtr dapat berpindah dengan tepat sebanyak 1 cm. Pengujian ini dilakukan dengan memprgram Arduin agar mtr berhenti pada setiap jarak yang telah ditentukan dan diulang beberapa kali. Untuk mengetahui panjang perpindahannya, pada setiap titik pisau jatuh diberi tanda dengan blpin, kemudian mengukur setiap titik tersebut dengan menggunakan jangka srng. Agar mtr 1 dapat melakukan perpindahan secara tmatis, maka diperlukan penggabungan prgram antara perpindahan mtr dengan penghitungan pulsa. Rumus yang digunakan untuk melakukan penghitungan dari putaran mtr (yang terhubung dengan ulir) menjadi jarak adalah jumlah pulsa 2. π. r.. reslusi N Dimana: 2 r = keliling besi ulir N = jumlah PPR pada rtary encder 1 (yang ada di mtr 1) Reslusi = perpindahan antar pitch pada ulir = 1,5 mm (jarak antar pitch) 2πr (keliling besi ulir) Sehingga: jumlah pulsa 2. π. r.. N 1,5 jumlah pulsa =. 1,5 2. π. r N Tabel 3. Hasil perpindahan mtr 1 dengan menggunakan cara tmatis 1 cm ke - panjang (cm) 1 0,95 2 1 3 0,95 4 0,97 5 0,99 6 0,94 7 0,97 8 0,97 9 1 10 0,97 11 0,94 12 0,95 13 0,9 14 0,9 15 0,94 16 0,9 17 0,9 18 0,92 19 0,94 20 0,9 Rata-rata 0,945 IV. KESIMPULAN Dari hasil beberapa percbaan pada mesin pemtng fil tmatis dapat disimpulkan beberapa hal: Perpindahan jarak dari satu pulse yang dihasilkan leh rtary encder 20 PPR (dengan desain lubang seperti bentuk val) dan diameter 4,5 cm adalah 0,205 mm. Persentase err yang terjadi dari hasil perpindahan jarak dengan menggunakan rtary encder 20 PPR (dengan desain lubang seperti bentuk val) adalah adalah sebagai berikut: Saat target 1 cm, rata-rata perpindahan jarak yang dicapai adalah 0,945, sehingga err yang terjadi adalah 5,5%. Saat target 2 cm, rata-rata perpindahan jarak yang dicapai adalah 1,8696, sehingga err yang terjadi adalah 6,52%. Saat target 3 cm, rata-rata perpindahan jarak yang dicapai adalah 2,838, sehingga err yang terjadi adalah 5,4%. Saat target 4 cm, rata-rata perpindahan jarak yang dicapai adalah 3,748, sehingga err yang terjadi adalah 6,3%. Saat target 5 cm, rata-rata perpindahan jarak yang dicapai adalah 4,735, sehingga err yang terjadi adalah 5,3%. Saat target 10 cm, rata-rata perpindahan jarak yang dicapai adalah 9,4366, sehingga err yang terjadi adalah 5,63%. Salah satu penyebab err yang terjadi adalah dikarenakan mtr yang hanya digunakan secara n/ff, tapi tidak disertai dengan penggunaan fungsi break (pengereman). DC reducer dengan trsi 5,8 kgcm dan kecepatan putar 700 rpm tidak dapat memiliki trsi dan kecepatan putar yang mencukupi untuk melakukan pemtngan aluminum fil. Dari perhitungan didapatkan mtr trsi dan kecepatan putar minimal mtr yang dapat melakukan pemtngan adalah mtr dengan trsi 180 kgcm dan kecepatan putar 191 rpm. DAFTAR PUSTAKA [1] Arduin. (2014). Retrieved February 3, 2015, frm arduin.cc [2] Dagurbt. (n.d.). 4 channel instructin manual. Retrieved May 25, 2015, frm www.dagurbt.cm: http://www.dagurbt.cm/manual/4%20channel%20instructin%20m anual.pdf [3] Texas Instrument. (2000, January). LMx58-N Lw-Pwer, Dual- Operatinal Amplifiers. Retrieved April 24, 2015, frm http://www.ti.cm/prduct/lmv358/descriptin&lps=middle_cntainer &lid=alternative_devices [4] Depk Instruments. (2011, 7 27). Retrieved April 5, 2015, frm Teri Keypad Matriks 4x4 dan Cara Penggunaannya: http://depkinstruments.cm/2011/07/27/teri-keypad-matriks-4x4-dancara-penggunaannya/ [5] Elektrnika Dasar. (2013). Retrieved March 15, 2015, frm LCD (Liquid Cristal Display) Dt Matrix 2 16 M1632: http://elektrnika- dasar.web.id/kmpnen/lcd-liquid-cristal-display-dt-matrix-2x16- m1632/ 12