Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Ganjil tahun 20062007 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM MEJA GAMBAR DENGAN METODE XY-TABLE 2 SUMBU MENGGUNAKAN MOTOR STEPPER DAN EMC (ENHANCED MACHINE CONTROL) Otto Hidayat Imanullah 0600643151 A
________________________________________________________________
Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer
Semester Ganjil tahun 2006/2007
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM MEJA GAMBAR DENGAN METODE XY-TABLE
Abstrak Tujuan dilakukannya penelitian ini untuk menghasilkan Sistem Meja Gambar dengan metode XY-table 2 sumbu dan implementasi perangkat lunak EMC. Penelitian dilakukan pada fitur-fitur EMC yang dapat digunakan untuk menggambar objek-objek sederhana dan mengintegrasikannya dengan Modul Driver L297 dan L298 untuk mengendalikan Motor Stepper. EMC digunakan karena bersifat open-source, dan terus dikembangkan oleh banyak ahli diseluruh dunia. Selain itu EMC menggunakan standarisasi RS-274NGC yang banyak digunakan sebagai bahasa pemrograman mesin- mesin CNC. Metode penelitian yang digunakan selama penyusunan skripsi ini adalah metode kepustakaan, penelitian laboratorium dan rekayasa. Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa sistem dapat bekerja sesuai dengan input yang diberikan. Objek- objek sederhana yang dapat digambar antara lain bujur sangkar, segitiga, lingkaran dan huruf kapital A sampai Z. Kecepatan sistem untuk menggambar sebuah objek dapat di atur dan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan gambar tersebut sesuai dengan input. Sistem Meja Gambar ini dapat dikembangkan lebih lanjut lagi dengan menambahkan sumbu Z atau untuk implementasi selain yang telah diteliti.
Kata Kunci : EMC, G-code, Motor Stepper
________________________________________________________________
Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer
Semester Ganjil tahun 2006/2007
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF DRAWING TABLE SYSTEM
WITH 2-AXIS XY-TABLE METHOD USING
STEPPER MOTOR AND EMC (ENHANCED MACHINE CONTROL)
Otto Hidayat Imanullah 0600643151Arif Aldiansyah 0600625483 Daniel Sutanto 0600625880
Abstract The objective of the research is to produce a drawing table system with 2- axis XY-table method and EMC software implementation. The EMC features are integrated with L297 and L298 as a motor stepper driver to draw simple objects. The software uses RS-274NGC as an input which is a standardisation commonly used in CNC machines. EMC usage due to the open-source of the software and the continuity development around the world. Methods use in the research are bibliography, engineering and laboratory. The results concluded system can work properly to draw objects such as square, triangle, circle and capital letters A-Z according to the given input. The velocity of the system can be arrange desirely and the time required to draw an object is accurately according to the given input. System can be developed furthermore by adding Z-axis movement or other functions, for example cutting, milling, etc.
Keywords : EMC, G-code, Motor Stepper
PRAKATA
Dengan segala kerendahan hati, kami haturkan puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa. Karena hanya dengan berkah, karunia dan izin-Nya lah kami dapat menyelesaikan penyusunan skripsi kami yang berjudul “Perancangan dan Implementasi Sistem Meja Gambar dengan metode XY-Table 2 Sumbu menggunakan Motor Stepper dan EMC (Enhanced Machine Control)” sesuai batas waktu yang ditentukan, sebagai salah satu persyaratan kelulusan jenjang S1 Jurusan Sistem Komputer.
Dalam kesempatan ini, ungkapan terima kasih yang setulus-tulusnya patut kami berikan kepada pihak-pihak yang telah memberikan dukungan dan bantuan dalam berbagai bentuk selama proses penyusunan skripsi ini, yang antara lain : 1.
Salam hormat kami yang tulus kepada orang tua dan saudara-saudara kami yang memberikan bantuan moral, material dan spiritual selama masa perkuliahan kami termasuk proses penyusunan skripsi ini.
2. Bapak Ir. Sablin Yusuf, M.Sc, M.CompSc, selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer.
3. Bapak Wiedjaja, S,Kom, M.kom, selaku Ketua Jurusan Sistem Komputer yang telah banyak memberikan sumbangan pikiran, ide, kritikan dan motivasi.
4. Bapak Robby Saleh, S.Kom, M.T, selaku Sekretaris Jurusan Sistem Komputer yang telah banyak memberikan saran dalam penyusunan skripsi ini.
5. Bapak Jimmy Linggarjati S.Kom, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing Skripsi kami yang telah mengorbankan waktunya dengan sabar untuk memberikan motivasi, materi, petunjuk, saran, kritik, ide, bimbingan serta arahan yang berharga selama penyusunan skripsi kami dari awal proses sampai dengan selesai.
6. Seluruh staf pengajar Fakultas Ilmu Komputer yang telah membekali kami dengan ilmu pengetahuan yang sangat berguna. Jasa-jasa ibu dan bapak akan selalu hidup dan menjadi bagian dari jalan pikiran kami serta menyatu dalam kehidupan kami saat terjun ke masyarakat.
7. Bapak Rudi S.Kom atas masukan, kritikan, ide dan dukungannya.
8. Bapak Sukandi Gunawan yang telah memberikan saran dan masukan dalam perancangan mekanika sistem.
9. Rekan-rekan UPT Perangkat Keras dan Lab.LitBang Universitas Bina Nusantara.
10. Budi, Ginting, Mahesa dan Edwin sebagai rekan diskusi dan berbagi pendapat.
Dhana, A-1 Crew, Debby dan Adhe yang telah memberikan bantuan sarana selama penyusunan skripsi. Githa, Meta dan Iin yang telah memberikan dukungan dan perhatiannya yang berharga.
11. Dan kepada berbagai pihak lainnya yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu.
Akhir kata, kami pun menyadari bahwa hasil penelitian kami ini masih jauh dari kesempurnaan, dengan adanya keterbatasan dan kekhilafan kami sebagai manusia. Oleh karenanya, kami mengharapkan peran serta sidang pembaca dan rekan-rekan sekalian kiranya bersedia mengembangkan lebih jauh penelitian ini untuk semakin mendekati kesempurnaan, baik dalam bentuk kritikan, saran ataupun ide-ide kreatif lainnya. Sehingga harapan kami agar penelitian ini dapat bermanfaat bagi kepentingan banyak orang, dapat segera terealisasikan di kemudian hari.
Jakarta, Penulis
DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar Halaman Judul Dalam Halaman Persetujuan Softcover…………………………………………............. iii Abstrak……………………..……………………..…………………………....... vii Prakata……….………………………….………………………….……………. ix Daftar Isi………………………….……………………………………………… xi Daftar Tabel……………….…….…….…………………………………………. xviii Daftar Gambar…….…….…….…….…….…….…….…….…….…….…….… xx Daftar Lampiran…….……….…….…….…….…….…….…….…….…….…... xxiv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang…..…………………………………………………… 1
1.2 Ruang Lingkup…..…………………………………………………… 3
1.3 Tujuan dan Manfaat…..………………………………………............ 4 1.4 Metodologi………….…..…….………………………………............
4
1.5 Masalah Kritis....................................................................................... 5
1.6 Sistematika Penulisan.…..…….………………………………........... 5
BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Komunikasi...........................................................…............................
7
2.1.1 Komunikasi Paralel.............................................................…..... 8
2.2 Motor Stepper.................................................................….................. 13
2.6.3 Perintah-perintah Pergerakan Dasar G-Code……....................... 35
2.6.3.10 Perintah G21................................................................... 38 2.7 L297.......................................................................................................
2.6.3.9 Perintah G20..................................................................... 38
2.6.3.8 Perintah G19..................................................................... 38
2.6.3.7 Perintah G18..................................................................... 38
2.6.3.6 Perintah G17.................................………........................ 38
2.6.3.5 Perintah G4………........................................................... 37
2.6.3.4 Perintah G3………….................................................….. 37
2.6.3.3 Perintah G2………...........................................…............ 36
2.6.3.2 Perintah G1…...............................................…………… 35
2.6.3.1 Perintah G0…….............................................................. 35
33
2.2.1 Half Step….................................................................................. 15
33 2.6.2 Word………….............................................................................
2.6.1 Block…………................................................…………………
32
2.5.2 INI File......................................………....................................... 25 2.6 RS-274NGC/G-CODE………..............................................................
2.5.1 Koneksi pada Port Parallel untuk Integrasi EMC........................ 24
21
19 2.5 EMC………..........................................................................................
2.3.1 Linux Debian………................................................................... 19 2.4 CNC………..........................................................................................
2.3 Sistem Operasi Linux........................................................................... 18
2.2.2 Full Step……............................................................................... 17
38
2.8 L298.......................................................................................................
40 BAB 3 PERANCANGAN DAN ANALISA SISTEM
3.1 Perancangan Perangkat Keras…………….........................……........... 42
3.1.1 Blok Diagram Sistem…………………………........................… 42
3.1.2 Diagram Alir EMC……..................................................……….. 43
3.1.3 PC (Personal Computer)……........................................................ 44
3.1.4 Perancangan Modul Driver Motor Stepper……………………… 45
3.1.5 Perancangan Sistem Mekanik........................................................ 47
3.2 Perancangan Perangkat Lunak................................................................ 49
3.2.1 Perancangan File bjrskr.ngc…………………………………....... 49
3.2.2 Perancangan File segitiga.ngc…………………………………... 50
3.2.3 Perancangan File lingkaran.ngc………………………………..... 50
3.2.4 Perancangan File hrf_a..ngc……………………………………... 51
3.2.5 Perancangan File hrf_b.ngc……………………………………... 52
3.2.6 Perancangan File hrf_c.ngc……………………………………... 53
3.2.7 Perancangan File hrf_d.ngc……………………………………... 54
3.2.8 Perancangan File hrf_e.ngc ……………………………………... 54
3.2.9 Perancangan File hrf_f.ngc ……………………………………... 55
3.2.10 Perancangan File hrf_g.ngc ……………………………………. 56
3.2.11 Perancangan File hrf_h.ngc ……………………………………. 57
3.2.12 Perancangan File hrf_i.ngc ……………………………………. 58
3.2.13 Perancangan File hrf_j.ngc ……………………………………. 59
3.2.14 Perancangan File hrf_k.ngc ……………………………………. 60
3.2.15 Perancangan File hrf_l.ngc ……………………………………. 61
3.2.16 Perancangan File hrf_m.ngc …………………………………... 62
3.2.17 Perancangan File hrf_n.ngc ……………………………………. 63
3.2.18 Perancangan File hrf_o.ngc ……………………………………. 64
3.2.19 Perancangan File hrf_p.ngc ……………………………………. 65
3.2.20 Perancangan File hrf_q.ngc ……………………………………. 66
3.2.21 Perancangan File hrf_r.ngc ……………………………………. 67
3.2.22 Perancangan File hrf_s.ngc ……………………………………. 68
3.2.23 Perancangan File hrf_t.ngc ……………………………………. 69
3.2.24 Perancangan File hrf_u.ngc ……………………………………. 70
3.2.25 Perancangan File hrf_v.ngc ……………………………………. 71
3.2.26 Perancangan File hrf_w.ngc ……………………………………. 72
3.2.27 Perancangan File hrf_x.ngc ……………………………………. 73
3.2.28 Perancangan File hrf_y.ngc ……………………………………. 74
3.2.29 Perancangan File hrf_z.ngc…………………………………….. 75
3.3 Integrasi EMC dengan modul mekanik……………………………….. 76
3.4 Pengaturan Dasar INI File…………………………………………….. 78
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI
4.1 Spesifikasi Sistem......……………………............................................. 80
4.1.1 Perangkat Keras………………...................……….…................. 80
4.1.2 Perangkat Lunak...............................………………..................... 81
4.2 Prosedur Instalasi BDI Installer 4.50................….................................. 81
4.3 Prosedur Operasional……................................….................................. 83
4.3.1 Pengaktifan Sistem Meja Gambar dengan EMC........................... 83
4.3.2 Mode Operasi Manual…............................................................... 84
4.3.3 Mode Operasi MDI……………………………………………… 84
4.3.4 Mode Operasi Auto....................................................................... 85
4.4 Rencana Implementasi........................................................................... 86
4.5 Pengujian Sistem.................................................................................... 87
4.5.1 Penggunaan Mode Operasi Manual .............................................. 87
4.5.2 Penggunaan Mode Operasi MDI................................................... 88
4.5.2.1 Pergerakan Pointer sejajar terhadap sumbu X.................. 88
4.5.2.2 Pergerakan Pointer sejajar terhadap sumbu Y................. 90
4.5.2.3 Segitiga siku-siku............................................................. 91
4.5.2.4 Setengah Lingkaran.......................................................... 92
4.5.2.5 Lingkaran Penuh............................................................... 93
4.5.3 Penggunaan Mode Operasi Auto.................................................. 94
4.5.3.1 Objek Bujur Sangkar........................................................ 95
4.5.3.2 Objek Lingkaran.............................................................. 95
4.5.3.3 Objek Segitiga................................................................. 96
4.5.3.4 Objek Huruf Kapital ”A”................................................. 97
4.5.3.5 Objek Huruf Kapital ”B”................................................. 98
4.5.3.6 Objek Huruf Kapital ”C”................................................. 99
4.5.3.7 Objek Huruf Kapital ”D”................................................. 99
4.5.3.8 Objek Huruf Kapital ”E”................................................. 100
4.5.3.9 Objek Huruf Kapital ”F”................................................. 101
4.5.3.10 Objek Huruf Kapital ”G”................................................ 101
4.5.3.11 Objek Huruf Kapital ”H”................................................ 102
4.5.3.12 Objek Huruf Kapital ”I”................................................. 103
4.5.3.13 Objek Huruf Kapital ”J”................................................. 103
4.5.3.14 Objek Huruf Kapital ”K”................................................ 104
4.5.3.15 Objek Huruf Kapital ”L”................................................ 105
4.5.3.16 Objek Huruf Kapital ”M”............................................... 105
4.5.3.17 Objek Huruf Kapital ”N”................................................ 106
4.5.3.18 Objek Huruf Kapital ”O”................................................ 107
4.5.3.19 Objek Huruf Kapital ”P”................................................. 107
4.5.3.20 Objek Huruf Kapital ”Q”................................................ 108
4.5.3.21 Objek Huruf Kapital ”R”................................................ 109
4.5.3.22 Objek Huruf Kapital ”S”................................................. 109
4.5.3.23 Objek Huruf Kapital ”T”................................................ 110
4.5.3.24 Objek Huruf Kapital ”U”................................................ 111
4.5.3.25 Objek Huruf Kapital ”V”................................................ 111
4.5.3.26 Objek Huruf Kapital ”W”............................................... 112
4.5.3.27 Objek Huruf Kapital ”X”................................................ 113
4.5.3.28 Objek Huruf Kapital ”Y”................................................ 113
4.5.3.29 Objek Huruf Kapital ”Z”................................................ 114
4.5.3.30 Objek Huruf Kecil.......................................................... 114
4.5.3.31 Objek Tulisan Sambung................................................. 115
4.5.4 Pengujian Kecepatan dan Waktu................................................... 115
4.5.4.1 Pengujian Akurasi Waktu.................................................. 116
4.5.4.2 Pengujian Kinerja Maksimum.......................................... 118
4.5.4.3 Pengujian Pengaruh Feed Override................................... 121
4.6 Evaluasi Sistem…….............................................................................. 123
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan…………………………………………………..….......... 125
5.2 Saran…………………………………………………………….......... 126 DAFTAR PUSTAKA…………………………………………….......................... 128 RIWAYAT HIDUP………………………………………………………….......... 130 LAMPIRAN-LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbandingan Konfigurasi Pin pada Parallel PortD-Type 25 dan Centronics Type…………………………………….. 12
Tabel 2.2 Alamat Memori dari Parallel Port…………………………………… 13Tabel 2.3 Pergerakan Half Step………………………………………………... 16Tabel 2.4 Pergerakan Full Step………………………………………………… 17Tabel 2.5 Pemetaan Parallel Port pada PC…………………………………….. 25Tabel 2.6 Daftar Instruksi G-Code ..................................................................... 34Tabel 2.7 Fungsi pin-pin L297............................................................................ 40Tabel 2.8 Fungsi pin-pin L298............................................................................ 41Tabel 4.1 Pengujian Pergerakan Sumbu X menggunakan mode manual dengan Jarak Tempuh = 50 mm.........…………………………......... 87Tabel 4.2 Pengujian Pergerakan Sumbu Y menggunakan mode manual dengan Jarak Tempuh = 50 mm.........…………………………......... 87Tabel 4.3 Pengujian Pergerakan Sumbu X menggunakan mode MDI denganJarak Tempuh = 50 mm........…………………………...........…........ 89
Tabel 4.4 Pengujian Pergerakan Sumbu X menggunakan mode MDI denganJarak Tempuh = 100 mm.…………………...........….......................... 89
Tabel 4.5 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu X Menggunakan ModeMDI dengan Jarak Tempuh = 150 mm................................................. 89
Tabel 4.6 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu X Menggunakan ModeMDI dengan Jarak Tempuh = 200 mm................................................. 89
Tabel 4.7 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu Y Menggunakan ModeMDI dengan Jarak Tempuh = 50 mm.................................................. 90
Tabel 4.8 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu Y Menggunakan ModeMDI dengan Jarak Tempuh = 100 mm……………………………... 90
Tabel 4.9 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu Y Menggunakan ModeMDI dengan Jarak Tempuh = 150 mm……………………………... 91
Tabel 4.10 Pengujian Pergerakan Pointer Sejajar Sumbu Y Menggunakan ModeMDI dengan Jarak Tempuh = 200 mm……………………………… 91