Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Penentu Axis Z Zero Setter Menggunakan Laser dan Kamera Sebagai Sensor T1 612006028 BAB IV
33
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari hasil pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh mana kinerja hasil perancangan penentu axis z zero setter yang telah dijelaskan pada Bab III dan mengetahui tingkat keberhasilan terhadap spesifikasi yang telah diajukan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian ketebalan bahan yang digunakan dan kedalaman pengeboran. Hasil pengujian diukur dan dibandingkan dengan menggunakan jangka sorong (caliper) dengan ketelitian 0,05 mm.
4.1 Pengujian dan Analisis Ketebalan Bahan
Pada pengujian ini akan diuji 5 ukuran kayu dengan ketebalan yang berbeda. Langkah pertama yang dilakukan adalah dengan mengukur ketebalan kayu secara manual menggunakan jangka sorong. Kayu pertama adalah kayu yang memiliki ketebalan 9,4 mm, kayu kedua memiliki ketebalan 15,6 mm, kayu ketiga memiliki ketebalan 18 mm, kayu keempat memiliki ketebalan 30,7 mm, dan kayu kelima memiliki ketebalan 41,1 mm. Masing-masing ketebalan akan diuji sebanyak 25 kali. Langkah kedua, akan dilakukan perbandingan dengan hasil perkiraan ketebalan kayu dari aplikasi desktop. Contoh pengukuran ketebalan dengan jangka sorong dapat dilihat pada Gambar 4.1. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.1 sampai Tabel 4.5.
Gambar 4.1. Pengukuran ketebalan 30,7 mm dengan jangka sorong. 30 mm
(2)
34
Tabel 4.1. Hasil pengujian ketebalan dengan tebal kayu 9,4 mm.
(3)
35
Tabel 4.3. Hasil pengujian ketebalan dengan tebal kayu 18 mm.
(4)
36
Tabel 4.5. Hasil pengujian ketebalan dengan tebal kayu 41,1 mm.
Dari 5 percobaan di atas didapatkan ralat maksimum tiap-tiap ketebalan yang berbeda-beda. Pada kayu berukuran 9,4 mm didapatkan ralat maksimum ±0,027 mm, kayu berukuran 15,6 mm didapatkan ralat maksimum ±0,081 mm, kayu berukuran 18 mm didapatkan ralat maksimum ±0,146, kayu berukuran 30,7 mm didapatkan ralat maksimum ±0,033, dan kayu berukuran 41,1 didapatkan ralat maksimum ±0,191 mm. Adanya perbedaan ralat maksimum pada setiap percobaan dikarenakan permukaan kayu yang kurang datar dan pengaruh cahaya yang masuk ke kamera (webcam) menimbulkan noise. 4.2 Pengujian dan Analisis Kedalaman Pengeboran
Pertama kali aplikasi desktop akan mengirim input kedalaman pengeboran ke mikrokontroler. Setelah melakukan proses pengeboran akan diukur kedalamannya dengan menggunakan jangka sorong. Pada pengujian ini akan diuji 5 kedalaman pengeboran dengan menggunakan kayu yang memiliki ketebalan 41,1 mm. Masing-masing kedalaman akan diujikan sebanyak 25 kali. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.6 sampai Tabel 4.10.
(5)
37
Tabel 4.6. Hasil pengujian kedalaman pengeboran kayu 2 mm.
(6)
38
Tabel 4.8. Hasil pengujian kedalaman pengeboran kayu 11 mm.
(7)
39
Tabel 4.10. Hasil pengujian kedalaman pengeboran kayu 23 mm.
Dari 5 percobaan di atas didapatkan nilai ralat maksimum kedalaman setiap pengeboran yang berbeda-beda. Ralat maksimum pada kedalaman 2 mm sebesar 0,3 mm, ralat maksimum pada kedalaman 5 mm sebesar 0,1 mm, ralat maksimum pada kedalaman 11 mm, 18 mm, dan 23 mm masing-masing sebesar 0,2 mm . Adanya ralat maksimum pada setiap pengeboran dikarenakan permukaan kayu yang tidak datar, tingkat kerapatan massa jenis kayu yang berbeda-beda, adanya noise dari kamera sehingga mempengaruhi jarak step, pada proses pengeboran timbul panas akibat gesekan mata bor dan kayu.
4.3 Pengujian dan Analisis Kalibrasi Mata Bor
Pengujian kalibrasi mata bor dilakukan dengan menyentuhkan ujung mata bor ke plat PCB di alas meja mesin. Ketika mata bor menyentuh plat PCB, maka jarak step mata bor ke alas meja sudah diketahui dan disimpan dalam file zero.txt. Setelah melakukan kalibrasi mata bor, laser akan menyala dan mesin bor akan naik secara perlahan untuk mengkalibrasi titik nol laser. Jarak step titik nol laser disimpan juga dalam file zero.txt.
(8)
40
Pada pengujian ini akan diuji 3 ukuran mata bor yang berbeda. Masing-masing ukuran mata bor akan diuji sebanyak 10 kali. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.11 sampai Tabel 4.13.
Tabel 4.11. Hasil kalibrasi mata bor ukuran 7 mm.
(9)
41
Tabel 4.13. Hasil kalibrasi mata bor ukuran 4 mm.
Langkah pertama untuk menghitung jarak total step mata bor dengan plat PCB adalah dengan cara manual yaitu dengan cara mengukur manual jarak mata bor ke plat PCB memakai alat ukur penggaris. Berikut adalah cara untuk menghitung jarak total step mata bor :
= ℎ
( 0,053) ( 4.1)
Sebagai contoh ukuran mata bor 5 mm, didapatkan hasil pengukuran manual 89,3 mm dan gerak per step diketahui 0,053 mm/step, maka jarak total step mata bor :
= 89,3
0,053 = 1684,905
Karena pada nilai step hasilnya harus bulat (tidak ada angka dibelakang koma), maka angka dibelakang koma jika lebih besar dari 5 (>5) akan dibulatkan ke atas. Jadi jarak total step mata bor adalah 1685 step. Hasil ini yang nantinya digunakan sebagai pembanding pada pengukuran kalibrasi.
Langkah kedua adalah mengukur jarak titik nol laser ke mata bor. Seperti langkah pertama yaitu mengukur secara manual jarak titik nol laser dengan mata bor.
(10)
42
Berikut rumus untuk menghitung jarak titik 0 (nol) laser :
0 = −
( , ) (4.2) Sebagai contoh ukuran mata bor 5 mm, didapatkan hasil pengukuran manual jarak titik nol laser sebesar 28 mm, jarak total step mata bor 1685 step, maka jarak titik nol laser:
= 1685− 28
0,053
= 1685−528,301
= 1685−528
= 1157
Jadi, jarak titik nol laser adalah 1157 step. Hasil yang didapatkan ini akan digunakan sebagai pembanding jarak titik nol laser pada pengukuran kalibrasi.
Adanya ralat saat kalibrasi disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya adalah pemasangan mata bor yang kurang pas, plat PCB yang digunakan untuk kalibrasi kurang datar, adanya noise pada kamera sehingga jarak titik nol laser berubah-ubah.
(1)
37
Tabel 4.6. Hasil pengujian kedalaman pengeboran kayu 2 mm.
(2)
38
Tabel 4.8. Hasil pengujian kedalaman pengeboran kayu 11 mm.
(3)
39
Tabel 4.10. Hasil pengujian kedalaman pengeboran kayu 23 mm.
Dari 5 percobaan di atas didapatkan nilai ralat maksimum kedalaman setiap pengeboran yang berbeda-beda. Ralat maksimum pada kedalaman 2 mm sebesar 0,3 mm, ralat maksimum pada kedalaman 5 mm sebesar 0,1 mm, ralat maksimum pada kedalaman 11 mm, 18 mm, dan 23 mm masing-masing sebesar 0,2 mm . Adanya ralat maksimum pada setiap pengeboran dikarenakan permukaan kayu yang tidak datar, tingkat kerapatan massa jenis kayu yang berbeda-beda, adanya noise dari kamera sehingga mempengaruhi jarak step, pada proses pengeboran timbul panas akibat gesekan mata bor dan kayu.
4.3 Pengujian dan Analisis Kalibrasi Mata Bor
Pengujian kalibrasi mata bor dilakukan dengan menyentuhkan ujung mata bor ke plat PCB di alas meja mesin. Ketika mata bor menyentuh plat PCB, maka jarak step mata bor ke alas meja sudah diketahui dan disimpan dalam file zero.txt. Setelah melakukan kalibrasi mata bor, laser akan menyala dan mesin bor akan naik secara perlahan untuk mengkalibrasi titik nol laser. Jarak step titik nol laser disimpan juga dalam file zero.txt.
(4)
40
Pada pengujian ini akan diuji 3 ukuran mata bor yang berbeda. Masing-masing ukuran mata bor akan diuji sebanyak 10 kali. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.11 sampai Tabel 4.13.
Tabel 4.11. Hasil kalibrasi mata bor ukuran 7 mm.
(5)
41
Tabel 4.13. Hasil kalibrasi mata bor ukuran 4 mm.
Langkah pertama untuk menghitung jarak total step mata bor dengan plat PCB adalah dengan cara manual yaitu dengan cara mengukur manual jarak mata bor ke plat PCB memakai alat ukur penggaris. Berikut adalah cara untuk menghitung jarak total step mata bor :
= ℎ
( 0,053) ( 4.1) Sebagai contoh ukuran mata bor 5 mm, didapatkan hasil pengukuran manual 89,3 mm dan gerak per step diketahui 0,053 mm/step, maka jarak total step mata bor :
= 89,3
0,053 = 1684,905
Karena pada nilai step hasilnya harus bulat (tidak ada angka dibelakang koma), maka angka dibelakang koma jika lebih besar dari 5 (>5) akan dibulatkan ke atas. Jadi jarak total step mata bor adalah 1685 step. Hasil ini yang nantinya digunakan sebagai pembanding pada pengukuran kalibrasi.
Langkah kedua adalah mengukur jarak titik nol laser ke mata bor. Seperti langkah pertama yaitu mengukur secara manual jarak titik nol laser dengan mata bor.
(6)
42
Berikut rumus untuk menghitung jarak titik 0 (nol) laser :
0 = −
( , ) (4.2) Sebagai contoh ukuran mata bor 5 mm, didapatkan hasil pengukuran manual jarak titik nol laser sebesar 28 mm, jarak total step mata bor 1685 step, maka jarak titik nol laser:
= 1685− 28
0,053
= 1685−528,301
= 1685−528
= 1157
Jadi, jarak titik nol laser adalah 1157 step. Hasil yang didapatkan ini akan digunakan sebagai pembanding jarak titik nol laser pada pengukuran kalibrasi.
Adanya ralat saat kalibrasi disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya adalah pemasangan mata bor yang kurang pas, plat PCB yang digunakan untuk kalibrasi kurang datar, adanya noise pada kamera sehingga jarak titik nol laser berubah-ubah.