Rancang Bangun Mesin CNC Router Engraving 3D Berbasis Motor Servo AC (Pengendali Kecepatan Spindle dengan Metode Kontrol PID)

Mesin CNC router engraving 3D merupakan perangkat yang berfungsi untuk membantu proses pengukiran pada benda kerja secara otomatis. Dengan mesin ini, proses pengukiran pada desain yang rumit sekalipun dapat dilakukan secara mudah hanya dengan memasukkan perintah kode yang sesuai, yaitu G-code. Mesin CNC router engraving 3D ini tersusun atas empat buah aktuator, yang terdiri dari tiga unit motor servo AC sebagai penggerak sumbu X, Y, dan Z, serta satu unit motor DC sebagai penggerak spindle. Sistem kendali utama pada mesin ini menggunakan software Mach3, sedangkan Arduino Uno digunakan sebagai pengendali kecepatan pada spindle.Penggerak spindle motor DC pada mesin CNC ini menerapkan metode H-Bridge yang terdapat pada driver BTS7960. Dengan mengendalikan sinyal PWM dari Arduino Uno, keluaran tegangan pada rangkaian akan berubah sesuai dengan duty cycle yang diberikan. Tegangan keluaran yang dikendalikan inilah yang menjadi metode untuk mengatur kecepatan putar motor DC spindle. Sementara itu, kontrol PID (Proportional-Integral-Derivative) diterapkan untuk mempertahankan dan menjaga kestabilan kecepatan putar motor DC spindle ketika mesin sedang melakukan proses pengukiran benda kerja.Hasil pengujian menunjukkan bahwa driver BTS7960 dapat berfungsi dengan baik sebagai pengendali kecepatan sekaligus pengatur arah putar motor DC spindle dengan efisiensi H-Bridge maksimum mencapai 83%. Perbandingan antara input PWM dengan output RPM menunjukkan grafik yang linear dengan rata-rata error sebesar 0,38%, sehingga kontrol PID pada motor DC dapat beroperasi secara optimal. Namun, ketika driver motor servo AC diberi tegangan sebesar 24 VDC untuk pengendalian menggunakan Mach3, terjadi interferensi atau gangguan pada sensor rotary encoder. Gangguan tersebut mengakibatkan pembacaan sensor menjadi tidak akurat, sehingga kendali PID tidak dapat diimplementasikan dengan baik pada mesin CNC router engraving 3D ini.