VCD
Rancang Bangun Pengendali Dan Penggerak Motor Spindle Mesin CNC Grafir 3D Berbasis Mikrokontroler Arduino Dengan Kendali PID
Mesin CNC grafir 3D merupakan mesin yang mampu membuat pola interpolasi pada 3 level ketinggian (Sumbu X, Y, dan Z) dan melakukan proses pengukiran terhadap permukaan benda kerja sesuai bentuk atau pola yang diinginkan pengguna. Dengan pergerakan sumbu X, Y dan sumbu Z mesin, bentuk atau pola tersebut dapat terbentuk. Pemakanan permukaan dikarenakan adanya alat potong yang terpasang pada spindle yang diputar oleh motor DC.
Mesin CNC yang disediakan sudah memiliki motor DC yang berfungsi sebagai pemutar cutter pada spindle namun tidak memiliki penggerak (driver) dan kendali (controller). Oleh karena itu penulis merancang dan membuat penggerak motor DC yang berfungsi untuk menggerakkan motor DC yang sudah ada pada Mesin CNC beserta kendalinya. Pembuatan penggerak motor DC untuk spindle pada mesin CNC Grafir 3D ini menggunakan konsep H-Bridge yang terdapat pada IC IR2110. Motor dapat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam. Pengendalian kecepatan putar motor diatur dengan menggunakan Pulse Width Modulation (PWM). Kestabilan putaran motor diatur dengan metode pengendalian PID. Pengendalian PID pada spindle berbasis program pada mikrokontroller Arduino Nano. Feedback pengendali berupa kecepatan putar motor dari hasil pembacaan oleh sensor rotary encoder.
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, penggerak motor DC dapat menggerakkan motor DC 24V dengan arah putaran searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam. Input pulsa PWM dapat dimasukkan pada rangkaian penggerak untuk menggerakkan motor DC berada pada rentang duty cycle 11,8% s.d. 53% dengan frekuensi 500Hz menghasilkan kecepatan putar motor pada rentang 510 RPM s.d. 4800 RPM. Pengendalian yang digunakan pada motor spindle adalah kendali PID (Proportional Integral Derivative) menggunakan penalaan PID metode Ziegler Nichols 1 dan metode empiris (trial and error) dengan parameter Kp = 1, Ki = 0.39, dan Kd = 10.
Kata Kunci : Mesin Grafir 3D, Motor DC, Spindle, PWM, PID.
Tidak tersedia versi lain