Printed
Rancang Bangun Penggerak Motor DC Dengan Kendali PID Pada Spindle Mesin CNC Engraving 3D Berabasis Raspberry PI 3 B+ Dan Arduino Nano
Mesin CNC Engraving 3D merupakan mesin yang mampu melakukan proses pengukiran terhadap permukaan benda kerja sesuai dengan bentuk atau pola yang diinginkan pengguna. Terdapat empat buah penggerak pada mesin, yaitu tiga buah motor stepper dua fasa untuk menggerakkan sumbu X, sumbu Y, dan sumbu Z serta sebuah motor DC untuk memutarkan spindle. Mesin ini menggunakan mikrokomputer Raspberry Pi 3 B+ sebagai pengendali dan Visual Studio 2015 sebagai antarmuka.
Penggerak motor DC akan menggerakkan spindle sesuai dengan sinyal masukan dari pengendali utama. Rangkaian dasar dari penggerak motor DC adalah rangkaian h-bridge, rangkaian tersebut menggunakan komponen utama berupa optocoupler (PC817) sebagai rangkaian isolator, IC gate driver sebagai pengatur output signal gate (IR2110), dan IGBT (RJP63F3A) sebagai rangkaian daya atau rangkaian switching. Kestabilan putaran motor diatur dengan metode kendali Proportional Integral Derivative (PID) berbasis program pada mikrokomputer Raspberry Pi 3 B+ dan mikrokontroler Arduino Nano.
Hasil yang didapat dari proyek akhir ini adalah perancangan dan pembuatan rangkaian penggerak sudah dapat terlaksana dengan kemampuan menggerakkan spindle searah jarum jam maupun berlawanan jarum jam. Input pulsa PWM yang dapat dimasukkan kedalam rangkaian penggerak untuk menggerakkan spindle berada pada rentang duty cycle 20% hingga 99% mampu menghasilkan tegangan output 2,553V hingga 20,780V dengan kecepatan putar motor pada rentang 544 RPM hingga 4710 RPM. Kendali PID sendiri menggunakan penalaan metode empiris dengan spesifikasi respons sistem berupa settling time = 1 detik dan error steady state = 1,59%. Konstanta kendali yang paling optimal adalah Kp = 2,1, Ki = 0,69 dan Kd = 2,96.
Kata kunci: Mesin CNC Engraving 3D, CNC, Motor DC, IGBT, PID
Tidak tersedia versi lain