Perancangan Perangkat Lunak (Software)

BAB II DASAR TEORI

3.2 Perancangan Perangkat Lunak (Software)

Secara keseluruhan diagram alir sistem perangkat lunak (software) dapat dilihat pada gambar 3.3. perangkat lunak yang digunakan dalam sistem ini adalah G-codesender untuk mentransfer file G-code ke arduino dan software Arduino IDE untuk mikrokontroler. G-codeSender untuk mentrasnfer file G-code yang terhubung dengan software Arduino IDE dengan komunikasi serial menggunakan USB. Sedangakan dari software Arduino IDE berhubungan dengan A4988 stepper motor driver. G-codesender digunakan agar Arduino dapat membaca perintah dalam g-code. Software Arduino IDE digunakan untuk menulis data dari pembacaan G-codesender dan mengolahnya menjadi pulsa-pulsa digital sebelum dikirim ke stepper controller untuk menggerakan motor stepper dan motor RC servo.

3.2.1 Perancangan Interface G-codesender

Gambar 3.4 Interface Software G-codesender

Gambar 3.4 merupakan perancangan dari interface software G-codesender untuk meng-generate file G-code ke dalam mikrokontroler Arduino Uno R3. Pada interface software G-codesender digunakan dua buah tombol yaitu tombol open yang digunakan untuk membuka file G-code kemudian file G-code yang dibuka akan dikenali setiap deret perintah yang tertulis pada G-code. Kemudian tombol generate yang akan di generate dan tombol generate yang digunakan untuk mengubah file g-code agar terbaca oleh mikrokontroler Arduino Uno R3.

Untuk memahami cara kerja sistem perangkat lunak (software) g-codesender untuk menerjemahkan file gcode ke dalam mikrokontroler Arduino Uno R3. Akan dijelaskan langkah-langkah dari sistem software g-codesender seperti dibawah ini :

1. Pilih file g-code yang akan digenerate dalam bentuk txt.

2. Setelah itu tombol generate ditekan maka program file gcode akan muncul pada frame. 3. Kemudian file gcode tersebut akan di generate menjadi program arduino.

File : OPEN Generate File G-code N0 G00 X1 Y1 Z5 File : OPEN Generate File G-code File g-code.txt

Gambar 3.5 Tampilan program file g-code Gambar 3.5 Tampilan file g-code pada frame gambar. Selanjutkan akan muncul program Arduino Uno R3 seperti gambar 3.6.

Gambar 3.6 tampilan prorgam Arduino Uno R3

Konsep perancangan program menggambar bidang dua dimensi secara umum pada software Arduino IDE yang dijelaskan dalam bentuk diagram alir seperti Gambar 3.7. Software Arduino IDE digunakan untuk menulis program pada mikrokontroler Arduino Uno R3. Program diawali dengan meng-generare file G-code kedalam program Arduino. Setelah mikrokontroler dalam posisi on maka hal pertama adalah melakukan inisalisasi untuk komunikasi serial.

Gambar 3.7 Diagram Alir Sistem Secara Umum Pada Arduino IDE.

Diagram alir sistem lengan robot penggambar bidang 2 dimensi dengan software Arduino IDE secara umum ditunjukkan pada Gambar 3.8. Gerakan lengan robot berdasarkan diagram alir Gambar 3.8. terdiri dari gerakan menuju posisi awal dan gerakan menggambar

bidang 2D. Gerakan menuju posisi awal adalah gerakan lengan-lengan robot ketika sistem pertama kali diaktifkan. Lengan robot akan bergerak ke posisi awalnya (home position/ nesting) sesuai dengan posisi yang telah ditentukan pada program Arduino IDE. Gerakan menggambar bidang 2D adalah gerakan lengan-lengan robot untuk melakukan proses menggambar bidang 2D di papan gambar sesuai dengan perintah berupa bentuk gambar bidang 2D yang dibaca dari softwaregcodesender. Gerakan menggambar bidang 2D diawali dengan gerakan lengan robot menuju titik referensi yang sudah ditentukan menuju ke papan gambar.

Gerakan menggambar bidang 2D di software Arduino IDE secara lebih jelas ditunjukkan dengan diagram alir program menggambar bidang 2D pada Gambar 3.8. Program diawali dengan pembacaan input pulsa. Kemudiann lengan robot akan diperintahkan mikrokontroler dengan pulsa-pulsa digital menuju titik referensi pada papan gambar. Selanjutnya mikrokontroler akan mengirimkan output pulsa-pulsa digital ke setiap motor RC stepper dan motor RC servo berdasaarkan pembacaan data yang dikirimkan dari software Arduino Uno. Secara terus menerus sampai proses menggambar bidang 2D dinyatakan selesai.

Gambar 3.8. Diagram Alir program “menggambar bidang 2D” pada Arduino IDE.

Software Arduino IDE digunakan untuk menulis program pada mikrokontroler Arduino Uno R3. Program diawali dengan mengaktifkan mikrokontroler terlebih dahulu setelah mikrokontroler dalam posisi on maka hal pertama adalah melakukan inisialisasi pada papan Arduino Uno R3. Berikut contoh program inisialisasi pada papan Arduino IDE :

3.3. Perancangan step (microstep) driver motor stepper

Gambar 3.9 Tampilan Gambar Kotak dengan Koordinat X dan Y.

Gambar 3.8 merupakan tampilan gambar kotak dengan koordinat X dan Y yang akan didapat file G-code seperti dibawah ini :

N0 G00 X1 Y1 Z5 N5 G01 X1 Y1 Z0 N10 G01 X1 Y5 Z0 N15 G01 X5 Y5 Z0 N20 G01 X5 Y5 Z0 N25 G01 X5 Y1 Z0 N30 G01 X1 Y1 Z0 N35 G01 X1 Y1 Z5

Untuk menggambar kotak seperti Gambar 3.8 dengan cara menghubungkan setiap koordinat-koordinat yang ada dan untuk menghubungkan setiap koordinat satu dengan koordinat yang lain dibutuhkan masukan step pada driver motor untuk menggerakan motor stepper. Modul penggerak yang digunakan untuk mengendalikan motor stepper mulai dari full step, half step,1/4 step, 1/8 step dan 1/16 step dengan perhitungan step sebagai berikut :

(1,5)

(1,1) (5,1)

Jarak antar sumbu X dapat dicari dengan : ∆x = 5 – 1

= 4 cm

Jarak antar sumbu Y dapat dicari dengan : ∆y = 5 – 1

= 4 cm

 Mode full step pada driver motor stepper untuk membuat gambar kotak didapat perhitungan step yang dibutuhkan sebagai berikut :

Fs = 200 step/mm 1 step = ��^mm 4 cm = 40 mm 40 mm = 40 x 200 = 800 step

 Mode Half step pada driver motor stepper untuk membuat gambar kotak didapat perhitungan step yang dibutuhkan sebagai berikut :

½

step = 400 step/mm 1 step = ��^mm 4 cm = 40 mm 40 mm = 40 x 400 = 1600 step

 Mode

¼

step pada driver motor stepper untuk membuat gambar kotak didapat perhitungan step yang dibutuhkan sebagai berikut :

¼

step = 800 step/mm 1 step = 8 ^mm 4 cm = 40 mm 40 mm = 40 x 800 = 32000 step

 Mode 1/8 step pada driver motor stepper untuk membuat gambar kotak didapat perhitungan step yang dibutuhkan sebagai berikut :

1/8 step = 1600 step/mm 1 step = 6 ^mm 4 cm = 40 mm 40 mm = 40 x 1600 = 64000 step

 Mode 1/16 step pada driver motor stepper untuk membuat gambar kotak didapat perhitungan step yang dibutuhkan sebagai berikut :

1/16 step = 3200 step/mm 1 step = mm

4 cm = 40 mm 40 mm = 40 x 3200

= 128000 step

Dari perhitungan step diatas dapat diketahui bahwa setiap mode step mengalami peningkatan step berdasarkan mode step yang akan digunakan. Seperti ditunjukkan pada Tabel 2.5.

Tabel 3.1 Resolution Mode Step

Mode RESOLUSI

FULL STEP 200 step/mm

HALF STEP 400 step/mm

1/4 STEP 800 step/mm

1/8 STEP 1600 step/mm 1/16 STEP 3200 step/mm

Perancangan Pulsa Motor Stepper

Motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang diberikan kepada motor. Dan mengubah pulsa-pulsa input menjadi gerakan mekanis diskrit. Oleh karena itu untuk menggerkkan motor stepper diperluhkan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik untuk mengendalikan motor stepper. Dalam penelitian ini menggunakan dua tipe pulsa motor dengan kategori cepat dan lambat untuk menggerakkan motor stepper.

Gambar 3.10 Gelombang Pulsa Motor Stepper.

Penerapan pulsa pada motor stepper untuk menghasilkan arah putaran yang bersesuaian dengan pulsa kendali ditunjukkan pada Tabel 2.6.

Tabel 3.2 Penerapan Pulsa Motor Stepper G-Code ^{Periode Pulsa}

Motor ^Kategori G00 50 μs Cepat G01 10 ms Lambat G02 10 ms Lambat G03 10 ms Lambat 50 μs 10 ms

Dalam dokumen Kontroler lengan robot menggunakan motor servo dan motor stepper dengan masukan 3 AXIS. (Halaman 44-54)