BAB 1 PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Mesin CNC (computer numerical controlled) adalah sebuah mesin yang diperintah oleh manusia untuk mengerjakan sesuatu yang telah di desain oleh computer. Mesin ini memiliki hubungan dengan CAD (Computer Aided Desain) dimana software CAD digunakan untuk mendesain dan mesin CNC mewujudkannya menjadi nyata. Mesin CNC menggunakan motor servo DC yang berguna untuk menggerakan mesin ke beberapa arah. Setiap motor servo DC dikendalikan oleh driver motor servo yang berguna untuk membuat perputaran motor menjadi teliti dan presisi sehingga menghasilkan suatu output yang baik. Jianxin Tang, divisi electrical engineering dari universitas Alfred, New York membuat PID Controller menggunakan TMS320c31 untuk mengatur kecepatan secara real-time
dari motor DC dan position control. Pada hasil
pengujian nya, sebagai pengatur kecepatan menghasilkan steady state error yang telah di eliminasi dan ouput pada kecepatan motor DC menghasilkan kecepatan yang sama dengan input yang telah dimasukan. Sedangkan sebagai position controller menghasilkan ouput posisi yang presisi tanpa ada overshoot. Kontroller ini memiliki kekurangan, yaitu untuk men-set PID nya harus dari programming assembly, tidak dapat di set secara langsung PID nya. Pada tahun 2008, Nurul Izzati Binti Pandak Jabo dari Universitas Malaysia membuat kontrol kecepatan motor DC menggunakan PID untuk di implementasikan dengan visual basic. Penelitian ini lebih cenderung untuk membuat GUI dari speed control untuk memberikan input PID nya dan 1
2
disimulasikan hasilnya. Hasil yang didapat yaitu grafik dari PID nya memiliki respon yang baik sehingga bisa untuk dianalisa. Kekurangannya adalah GUI yang dibuat hanya bisa untuk motor DC tertentu saja. Pada
tahun 1998 Herman Effenfy dari Universitas Petra, Surabaya
membuat modul pengendali motor DC berbasiskan mikrokontroller 8031 dengan metode PID. Kekurangan dari alat yang dibuat adalah sering terjadi osilasi yang mengakibatkan posisi akhir bergeser dari posisi yang telah ditentukan sebelumnya. ATMega8 merupakan mikrokontroler dari Atmel. Atmega8 memerlukan tegangan yang rendah tetapi memiliki kecepatan yang tinggi. Dengan 28 pin IO, atmega8 memiliki kemudahan untuk menjalankan berbagai proses. Kami merancang sebuah driver motor yang menggunakan mikrokontroler atmega8 untuk mengendalikan salah satu motor DC pada CNC. Driver kami akan mendapatkan perintah dari komputer untuk menjalankan motor DC. Sebuah encoder pada motor DC tersebut akan memberi feedback terhadap pergerakan motor agar mikrokontroller dapat menyesuaikan outputnya ke motor dengan pergerakan yang sudah dilakukan.
1.2
Ruang Lingkup Ruang lingkup driver motor servo DC yang kami rancang adalah sebagai berikut:
Driver motor disambungkan secara serial ke komputer, ke motor DC untuk output dan Encoder untuk input.
3
Perintah akan diberikan oleh komputer melalui parallel port kepada Atmega yang kemudian akan menggerakkan motor DC sesuai dengan perintah dari komputer.
Atmega akan mendapatkan feedback dari encoder yang memberitahukan pergerakan yang dilakukan oleh motor DC dan Atmega akan menyesuaikan perintahnya sesuai dengan input dari encoder.
Atmega akan menghentikan motor setelah motor DC selesai menjalankan perintah dari komputer.
Motor DC yang digunakan berjenis Motor DC servo dengan encoder sebesar 200 c/t.
1.3
Tujuan dan Manfaat
1.3.1
Tujuan Tujuan pembuatan driver motor servo DC ini adalah untuk diterapkan pada mesin CNC yang telah dibuat sebelumnya.
1.3.2
Manfaat Driver motor servo DC akan diaplikasikan kedalam mesin CNC. Mesin CNC (Computer Numerical Controller) menerima perintah dari komputer untuk melakukan gerakan tertentu berdasarkan gambar yang ingin dihasilkan dari software AXIS EMC2 pada komputer. Mesin CNC akan menghasilkan bentuk fisik sesuai dengan bentuk yang diperintahkan oleh komputer sehingga posisi dari motor servo DC sangat dibutuhkan.
4
1.4
Metodologi Penelitian Metodologi yang kami gunakan untuk skripsi ini adalah: a. Konsultasi dengan dosen pembimbing dan orang lain untuk mencari modul pengendali motor DC yang terbaik. b. Mencari info tentang jenis-jenis pengendali motor DC di internet. c. Mempelajari teori pembuatan driver motor dan cara kerja pengendali motor DC di internet. d. Pembuatan modul pengendali motor DC dan mem-burn mikrokontroller nya dengan source-code yang telah di-download. e. Pemasukan nilai Kp dan Ki yang tepat pada modul pengendali motor DC. f. Pengetesan modul pengendali motor DC dengan dihubungkan ke motor DC yang tidak terhubung dengan mesin CNC. g. Pengujian pada mesin CNC dan pengambilan data. h. Pengujian ulang pada mesin CNC dengan menambahkan modul differensial dan Schmitt trigger, lalu melakukan pengambilan data kembali.
1.5
Sistematika Penulisan Sistematika yang digunakan dalam penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut : BAB 1 :
Membahas tentang latar belakang, definisi masalah, ruang lingkup, tujuan dan manfaat, dan metodelogi penelitian yang diterapkan.
BAB 2 :
Membahas tentang teori-teori pendukung dan metode yang akan digunakan dalam perancangan ini.
5
BAB 3 :
Membahas tentang perancangan sistem meliputi perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).
BAB 4 :
Membahas tentang implementasi sistem, evaluasi sistem, hasil implementasi, analisa hasil implementasi, dan presentasi error.
BAB 5 :
Membahas tentang kesimpulan dari hasil penelitian dan saransaran untuk pengembangan lebih lanjut.
