APLIKASI MIKROKONTROLER PADA MESIN PLOTTER BATIK …eprints.umm.ac.id/41599/1/PENDAHULUAN.pdf · 2018-12-07 · Dalam penulisan tugas akhir ini penulis memberikan judul “Aplikasi

i

APLIKASI MIKROKONTROLER

PADA MESIN PLOTTER BATIK BERBASIS CNC

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademi

Dalam Meyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

Hery Siswanto

201410120311049

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

MALANG

2018

ix

KATA PENGANTAR

Bismillaahirrahmaanirrahiim

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat, taufik dan

hidayahNya yang selalu diimpahkan kepada kita tanpa pernah terputus. Shalawat

dan salam kita panjatkan kepada Junjungan Nabi Besar Muhammad SAW sebagai

Nabi dan Rasul akhir zaman yang membimbing kita agar kelak diakui menjadi

hamba Allah SWT.

Dalam penulisan tugas akhir ini penulis memberikan judul “Aplikasi

Mikrokontroler pada Mesin Plotter Batik Tulis Berbasis CNC”. Tugas akhir ini

dibuat dengan tujuan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar

kesarjanaan di Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas akhir ini tidak akan

tersusun tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak baik dalam segi

material maupun spiritual dan karenanya penyusun mengucapkan terima kasih

kepada :

1. Ibu, dan ayah saya tercinta, beserta seluruh keluarga dan orang-orang yang

penulis sayangi yang selalu memberikan doa, dan motivasi bagi penulis untuk

menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Murjito, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang.

3. Bapak Ir. A. Fauzan HS, MT. selaku dosen pembimbing I.

4. Bapak Ir. Ali Mochtar, MT. selaku dosen pembimbing II.

5. Bapak dan Ibu Dosen khususnya jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan

bekal ilmu pengetahuan dan juga wawasan yang luas pada saat perkuliahan.

6. Teman--teman jurusan Teknik Mesin. Terimakasih untuk dukungan, bantuan,

motivasi dan semangat.

7. Keluarga besar Laboratorium MATC (Muhammadiyah Apllied Technology

Center), yang selalu memberikan pengalaman, semangat, dorongan, dan

kenangan.

Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi

pembacanya. Sekali lagi penulis ucapkan puji dan syukur kepada ALLAH

x

S.W.T semoga ilmu yang diperoleh dapat bermanfaat dan bermakna

dikehidupan, terimakasih.

Malang, 17 Oktober 2018

Penulis

Hery Siswanto

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : Aplikasi Mikrokontroler pada Mesin Plotter Batik Berbasis CNC

Disusun Oleh : Hery Siswanto

Nim :2Al4lA12A3l1049

Fakultas : Teknik

Jurusan : Teknik Mesin

Telah diterima dan disetujui sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana

teknik pada fakultas teknikjurumn teknik mesin universitas Muhamnnadiyah

Malang

Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

p

Ir. Ahmad FauzanH.S, MT

NrP. 108.9208.W79

Ir. Ali Mochtar, MT

NIP. 108.91A9.0234

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin

,

ST, MT

NIP. 108.9404.0313

ilr

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

POSTER ................................................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii

LEMBAR KONSULTASI ................................................................................... iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ................................. vi

ABSTRAK ........................................................................................................... vii

ABSTRACT ........................................................................................................ viii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv

BAB I : PENDAHULUAN.................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 2

1.3 Tujuan ................................................................................................. 2

1.4 Manfaat ............................................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ................................................................................. 3

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 4

2.1 Tinjauan Umum Proses Pembuatan Batik .......................................... 4

2.2 Pengertian Ploter .............................................................................. 10

2.3 Computer Numerical Control ........................................................... 10

2.3.1 Pengertian CNC ..................................................................... 10

2.3.2 Keunggulan CNC ................................................................... 11

2.3.3 G-Code ................................................................................... 12

2.4 Mikrokontroler ................................................................................. 13

2.5 Mikrokontroler Arduino UNO R3 .................................................... 14

2.5.1 Pin Arduino ............................................................................ 14

2.5.2 Input & Output Arduino ......................................................... 15

2.5.3 Fungsi Pin Arduino ................................................................ 15

2.5.4 Power Arduino ....................................................................... 16

xii

2.5.5 Software Arduino ................................................................... 18

2.6 Bahasa C ........................................................................................... 19

2.7 Power Screw ..................................................................................... 19

2.8 Grafik Aliran Sinyal ......................................................................... 21

2.9 Motor stepper ................................................................................... 22

2.10 Metode Desain Pahl & Beitz .......................................................... 23

2.10.1 Perencanaan Proyek dan Penjelasan Tugas.......................... 25

2.10.2 Perancangan Konsep Produk................................................ 25

2.10.3 Perancangan Bentuk ............................................................. 26

2.10.4 Perancangan Detail .............................................................. 27

BAB III : METODOLOGI PERANCANGAN DAN PENELITIAN ............. 28

3.1 Diagram Alir Perancangan Plotter Batik Tulis Berbasis CNC ......... 28

3.2 Perencanaan dan Penjelasan Plotter Batik Tulis .............................. 30

3.3 Perencanaan Konsep Plotter Batik Tulis .......................................... 33

3.4 Perancangan Bentuk ......................................................................... 41

3.5 Perancangan Detail ........................................................................... 42

3.5.1 Cara Kerja Rangkaian Elektronik .......................................... 43

3.5.2 Input dan Output .................................................................... 44

BAB IV : HASIL DAN ANALISA DATA ........................................................ 46

4.1 Skematik Rangkaian Kontrol Mesin Plotter ..................................... 46

4.2 Pemasangan Komponen Elektronik ................................................. 47

4.3 Konfigurasi Mikrokontroler dan Driver Motor ................................ 48

4.3.1 Perhitungan Area Kerja .......................................................... 48

4.3.2 Kalibrasi Mikrokontroler ....................................................... 48

4.4 Pembuatan Pola Batik dan Konversi G-code ................................... 50

4.5 Hasil Pola Batik yang Terbentuk ...................................................... 52

4.6 Analisa Hasil .................................................................................... 54

BAB V : KESIMPULAN .................................................................................... 55

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 57

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : mendesain pola batik ......................................................................... 4

Gambar 2.2 : Melukis di kain .................................................................................. 5

Gambar 2.3 : Menutupi bagian putih ...................................................................... 6

Gambar 2.4 : Pewarnaan kain ................................................................................. 7

Gambar 2.5 : Nglorot .............................................................................................. 8

Gambar 2.6 : Mesin CNC ..................................................................................... 11

Gambar 2.7 : Arduino UNO .................................................................................. 14

Gambar 2.8 : Power Supply Arduino Port ............................................................ 17

Gambar 2.9 : (a) Bidang miring pada ulir dengan membandingkan diameter dan

kisar (b) Skema pembebanan power screw. ........................................................ 19

Gambar 2.10 : Contoh Grafik Aliran Sinyal ......................................................... 22

Gambar 2.11 : Motor stepper ................................................................................ 22

Gambar 2.12 : Bagian-bagian motor stepper ........................................................ 23

Gambar 2.13 : Diagram Alir Perancangan menurut Pahl & Beitz ........................ 24

Gambar 3.1 : Diagram Alir Metode Pahl and Beintz ............................................ 29

Gambar 3.2 : Prinsip Proses Kerja Plotter Batik .................................................. 31

Gambar 3.3 : Diagram Alir Perancangan Plotter Batik Tulis ............................... 32

Gambar 3.4 : Desain Mesin Batik ......................................................................... 33

Gambar 3.5 : Desain Eretan Atas .......................................................................... 34

Gambar 3.6 : (a) Desain Eretan Samping ; (b) Desain Transmisi Eretan Samping

............................................................................................................................... 36

Gambar 3.7 : (a) Desain Eretan Bawah ; (b) Desain Transmisi Eretan Bawah .... 38

Gambar 3.8 : Datasheet NEMA17 HS4401 .......................................................... 40

Gambar 3.9 : Sistem Kerja Rangkaian Elektronik ................................................ 41

Gambar 3.10 : Skematik Rangkaian Elektronik .................................................... 42

Gambar 3.11 : CNC Coding Arduino ................................................................... 43

Gambar 3.12 : Blok Fungsi Plotter Batik Tulis .................................................... 44

Gambar 3.13 : Diagram sub fungsi plotter batik tulis ........................................... 44

Gambar 4.1 : Skematik Rangkaian Sistem Kontrol .............................................. 46

Gambar 4.2 : Topologi Penempatan Komponen ................................................... 47

Gambar 4.3 : Penataan Kabel dan Motor .............................................................. 47

Gambar 4.4 : Pemasangan CNC Shield ................................................................ 49

Gambar 4.5 : Wiring Diagram ............................................................................... 49

Gambar 4.6 : Pemasangan Kabel Connector ........................................................ 50

Gambar 4.7 : Pembuatan Pola Batik ..................................................................... 50

Gambar 4.8 : Pengaturan Feed Rate ...................................................................... 51

Gambar 4.9 : Contoh G-code ................................................................................ 51

Gambar 4.10 : G-code yang Digunakan ................................................................ 52

Gambar 4.11 : Interface GRBL ............................................................................. 53

Gambar 4.12 : Hasil Gambar Plotter dengan Canting dan Spidol ........................ 53

Gambar 5.1 : Durasi Pengerjaan ........................................................................... 55

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Lettering G-Code .................................................................................. 12

Tabel 2.2 Spesifikasi Arduino UNO R3 ............................................................... 16

Tabel 3.1 Spesifikasi Teknis ................................................................................. 31

57

DAFTAR PUSTAKA

[1] Kuldip S., Deepak Sood. Intel 8097 based controller for an XY plotter. Computers in Industry. 2003; 12(1): 73-84.

[2] Antunes Simoes. T.J Coole. Analysis of multi-axis milling in an anthropomorphic robot, using the design of experiments methodology. Journal of Materials Processing Technology. 2003; 135(2-3); 235-241.

[3] Pradana, Dityo Kurniawan. Rancang Bangun CNC Milling Machinehome Made untuk Membuat PCB. Jurnal Teknik Elektro. 2011; 10(1).

[4] Krar, Steve dan Gill, Arthur. Computer Numerical Control Programing Basics. Industrial Press. Inc.: New York..

[5] Pabla. 2004. Sistem Distribusi Tenaga Listik. Abdul Hadi. Jakarta: Erlangga. 2007.

[6] Pahl, G. and Beitz, W. Engineering Design A Systematic Approac. Spriner-Verlag : The Design Counciln, New York: McGraw-Hill 1996.

[7] Anonymous. Batik Menurut Para Pakar [Internet]. Wordpress. 2018 [cited 21 February 2016]. Available from: https://cantingcanting.wordpress.com/2016/02/21/batik-menurut-para-pakar/

[8] Juan. DIY CNC for Less of 160€ with Arduino [Internet]. Instructable. 2018 [cited 2017]. Available from: https://www.instructables.com/id/DIY-CNC-for-Less-of-160-With-Arduino/#discus