Volume 4 Nomor 2, Desember 2021 e-ISSN : 2614-1574 p-ISSN : 2621-3249

## RANCANG BANGUN 3 DIMENSION  PRINTER MENGGUNAKAN SMART LCD DENGAN ARDUINO MEGA 2560

## DESIGN AND BUILD 3 DIMENSION PRINTER USING SMART LCD WITH
ARDUINO MEGA 2560
Fikhri Rif’at Suhayri 1 , Oriza Candra 2
Jurusan Teknik Elektro, Fakltas Teknik, Universitas Negeri Padang work.fikhririfatsuhayri@gmail.com

## ABSTRACT
One of the regions that produces the best coffee in Indonesia is Bengkulu. Bengkulu Province already has  This research focuses on designing a 3D printer with smart lcd control. Aims to design a 3d printer using an arduino mega 2560 by using a smart lcd as a control. The benefit of this design is to produce a 3d printer with a smart control LCD which is equipped with several features to make it easier for users. The method used in this tool is an experiment. This tool works on a 3d design that has been created and will be passed to the lcd. Tool calibration can be done directly on the LCD without having to do it manually. Files can be printed via the LCD, the tool will work automatically. The test results of this tool show that this tool works in accordance with the design, and the features on the LCD smart control can work well.
Keywords: : 3D Printer, Smart LCD Control, Microcontroller.

## ABSTRAK
Penelitian  ini  berfokus  untuk  merancang  3D  printer  dengan  control  smart  lcd.  Bertujuan  untuk  merancang  3d printer  menggunakan  arduino  mega  2560  dengan  menggunakan  smart  lcd  sebagai  contronya.  Manfaat  dari perancangan  ini  menghasilkan  3d  printer  dengan  smart  control  lcd  yang  dilengkapi  dengan  beberpa  fitur  agar mempermudah penggunanya. Metode yang digunakan pada alat ini adalah percobaan. Alat ini bekerja pada desain yang 3d yang telah dibuat dan akan diteruskan ke lcd. Kalibrasi alat bisa langsung dilalukan pada lcd tampa harus melakukan secara manual. File bisa di print melalui lcd maka alat akan bekerja secara otomatis. Hasil pengjian dari alat ini menunjukan bahwa alat ini bekerja sesai dengan perancanga, serta fitur yang ada pada smart control lcd bisa bekerja dengan baik.
Kata Kunci : 3D Printer, Smart LCD Control, Microcontroller
. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi yang sangat maju  menjadikan  kebutuhan  di  industri manufaktur  menjadi  sangat  penting  dan berguna  untuk  meningkatkan  pasar  serta menambah  inovasi  agar  dapat  memikat konsumen.  Saat  ini  pembuatan  prototipe produk  masih  banyak  dilakukan  secara manual  dengan  menggunakan  kayu,  tanah liat,  resin  dan  lilin.  Proses  ini  memakan banyak  waktu,  bahan  baku  dan  dimensi yang beragam tidak akurat karena dilakukan dengan tangan. Teknologi prototipe  buatan  mesin  masih  langka  di Indonesia,  seperti  yang  kita  ketahui bersama,  produsen  produk  lebih  memilih
menggunakan teknologi yang cepat, efektif dan  efisien  untuk  membuat  prototipe sebagai  awal  dari  tahap  produksi.  (Aditya, 2019).
Sektor  industri  saat  ini  sedang memasuki  revolusi  Industri  4.0  berarti industri akan terus mengalami perkembangan  pesat  terutama  di  bidang manufaktur.  Dalam  proses  pengembangan produk,  realisasikan  desain  Prototipe  itu penting  Terutama  di  bidang  manufaktur. ada Biasanya, pembuatan prototipe membutuhkan  Cukup  lama,  jadi  industri Butuh mesin presisi tinggi Waktu pembuatan  yang  baik  dan  cepat  Membuat prototipe. Salah satu mesin Efisien sehingga
dapat  mengurangi  waktu  Prototipe  adalah mesin printer 3D (Nurul Amri & Sumbodo, 2018).
Salah  satu  metode  yang  umum  digunakan pada  3D printer adalah  metode Fused
Deposition Modelling (FDM). FDM
pertama  kali  diperkenalkan  oleh  Stratasys, sebuah perusahaan di Amerika Serikat pada tahun 1989 dan dipatenkan pada tahun 1992 (Firdaus et al., 2019).
Metode  FDM  bekerja  menggunakan filament yang  dipanskan  oleh heater
kemudian dimasukan lewat lubang ekstruder nozel . Heater mempertahankan suhu temperature tersebut dan
mendeformasikan  material  dari  padatan menjadi  semi  solid, nozel memanaskan filament untuk  melelehkan  material  dan bias  bergerak  baik  kea  rah  horizontal maupun  vertical  yang  dikontrol  secara numeric dan secara langsung dikontrol oleh software computer - aided manufacturing (CAM) (Yusandi, 2020).
Penggunaan 3D  printer di  Indonesia mulai disoroti karena 3D printer mempermudah  manusia  untuk  membuat prototype .  Pada  umumnya  untuk  membuat sebuah prototype membutuhkan  waktu yang  sangat  lama,  hal  ini  dikarenakan pembuatan prototype melalui  beberapa tahapan  dari  pembuatan  desain  hingga finishing. Sehingga  pada  saat  pembuatan prototype secara konvensional membutuhkan banyak pekerja dan membutuhkan  waktu  yang  lama  (Tseng, 2000).
Mikrokontroler merupakan otak dari segala perintah yang ada di suatu alat, mikrokontrole  atmega  2560  yang  biasa ditemukan pada Arduino mega  merupakan Arduino  yang  memili  port  yang  banyak, sehingga mikrokontroler ini banyak digunkan  karena  lebih  efisien  dan  mudah ditemui.(Fuadi & Oriza Candra, 2020). Mikrokontroler dapat memberikan kemudahan  bagi  penggunanya,  karena bentunya yang kecil dan compak,
mikrokontroler  dapat  diletakan  pada  alat sehingga mempermudah dan tidak menggangu kinerja alat yang digunakan.(Asmi & Candra, 2020)
Gambar 1. Hasil Produksi Mesin Cetak Tiga Dimensi
Perkembangan  teknologi  memnyebabkan banyakanya keinginan orang untuk mempermudah  segala  kegiatan.  Mengatur dan menjalanankan suatu alat membutuhkan suatu keahlian dan pengetahuan  yang  khusus.  Oarng  orang dipermudah  unutk  mengoperasikan  3D
Printer dengan dilengkapi smart LCD.
LCD  merupakan  perangkat  tampilan  yang menggunakan silicon cair atau gallium yang emancrkan  cahay  yang  digunakan  sebagai media  penampil  data  yang  sangat  efektif, selain  penampil  data  lcd  juga  digunakan sebagai ppusat control dari suatu alat.(Candra  &  Anggriawan,  2020). Smart LCD  dilengkapi  dengan  menu  menu  yang lengkap  dan  mudah  untuk  dipahami, sehingga lebih dipermudah untuk pengoperasian 3D printer .

## METODE
Dalam pembuatan sebuah alat, hal pertama yang  harus  dilakukan  yaitu  perancangan. Perancangan alat merupakan proses perencanaan sebelum melakukan pembuatan  alat.  Tujuam  dari  perancangan ini  adalah  untuk  mempermudah  dalam pembuatan  alat.  Karena  pada  perancangan akan  dilakukan  pemilihan  rangkaian  yang tepat  dan  perhitungan  serta  pemilihan komponen.  Pada  prinsipnya  perancangan
alat  yang  sistematik  akan  memberikan kemudahan dalam pembuatan alat.
1.
Langkah pertama pada perancangan adalah  membuat  blok  diagram  sebagai acuan, dimana setiap blok  memiliki fungsi tertentu  dan  saling  terkait  sehingga membentuk sistem alat yang dibuat

## Gambar 2. Blok Diagram
2. Langkah kedua membuat rangkaian
keseluruhan,  dapat  dilihat  dari  rangkaian keseluruhan  alat  tersebut  menggunakan control  board  berupa  Ramps  1.4  yang dihubungkan  ke  arduino  mega  2560, dipasok  tenaga  dari  power  supply  +12 VDC.  LCD  control  berfungsi  sebagai komponen yang mengontrol semua komponen bekerja.

## Gambar 3. Rangkaian Komponen

## 3.  Langkah  ketiga  membuat  flowchart.
Flowchart merupakan  urutan  logika  atau urutan  instruksi  program  dalam  suatu
diagram  (Kusuma  &  Candra,  2021). Flowchart dapat menunjukkan dengan jelas pengendalian  algoritma,  yaitu  bagaimana rangkaian  kerja  dari  sistem  yang  dibuat. Flowchart dari  tugas  akhir  ini  adalah sebagai berikut
Gambar 4. Flowcart Desain
Gambar 5. Flowcart 3D Printer
3. Langkah  keempat  membuat  desain hardware

## Gambar 6. Desain Hardware dan Dimensi

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Rangancan  alat  ini  diimplementasikan dalam  bentuk  rangka  kotak  dengan beberapa motor stepper sebagai penggerak, box hitam  sebagai  tempat  peletakkan komponen-komponen Kelistrikkan serta lcd yang digunakan sebagai pusat kontrol pada alat  ini.  Berikut  penjelasan  implementasi alat  yang  dilihat  dari  beberapa  sudut pandang :

## Tampilan keselurah 3D Printer
Tampilan  tamp[ak  keseluruhan,  alat  ini menggunakan frame al Humunium profil 30X30 dengan ukuran41cmX45cmX48cm, digerakan dengan  4  motor  stepper  pada  sumbu  X,Y dan  dua  buek  motor  pada  sumbu  Z.  serta motor  stepper  yang  digunkan  untuk mendorong filamen pergi ke nozzel.

## Gambar 7. Tampilan Printer Secara Keseluruhan
Black  box atau control  box ,  ini  berisikan arduino mega 2560 setra ramps 1.4 sebagai control board .disini adalah pusat kelistrikan yang ada di 3D printer .

## Gambar 8. Black Box
Lcd  yang  digunkan  yaitu  berupa  lcd touchscreen dari bigtreetech tft 35 yang di instalkan ke 3d printer ini sehingga lcd ini bisa  digunkan  sebagai  alat  kontrol  3d printer ini.

## Gambar 9. Tampilan Home LCD
Kalibrasi alas cetak dengan menggunakan system auto leveling
Bertujuan  untuk  mensejajarkan  alas cetak  atau  bed  dengan nozzel ,  posisi  alas cetak dan nozel yang sejajar mempermudah kita  dalam  mencetak.  Karena  printer  ini sudah dilengkapi dengan fitur auto leveling , sehingga  kita  hanya  perlu  mengaktifkan menu  ABL  pada  LCD control .  cara mengaktifkan  menu  tersebut  cukup  klik icon ABL pada menu movement , lalu ambil meu bed  level ,  lalu  menu  ABL,  setelah menu tersebut diaktifkan, maka limit switch pada  motor  servo  akan  turun  dan  muali membaca 9 titik pada bed .
‘ Gambar 10 Proses Touching Leveling
Setelah auto  leveling selesai  dan sukses,  selanjutnya  kita  mengatur Pprobe dengan  cara  mengaktifkan  menu  p offset pada menu auto bed leveling.
Gambar 11. Proses P Probe
Proses ini bertujuan untuk membersihkan permukaan bed , agar filemen bisa menempel dengan baik ke bed . Bed bisa  dibersihkan  bedngan  tisu  bila berdebu, serta membersihkan filamen yang masih tersisah pada bed .
Gambar 12. Membersihkan Bed
Tampilan Smart LCD
LCD control merupakan pusat kontrol dari alat ini sehingga operator harus memahami  cara  poengunaan  lcd,  lcd dengan  fitur  terbaru  menambahkan  ikon sehingga mudah di pahami. Lcd dilengkapi dengan dua mode yaitu medu touchscrreen yang terbaru dan mode marlin, mode marlin digunakan untuk operator lama yang sudah biasa  menggunakan  lcd  dengan  tampilan lama,  sehungga  operator  tersebut  tidak harus mempelajari lcd terbaru ini.

## Gambar 13. Pilihan Mode Tampilan pada LCD
Gambar 14. Tampilan Home LCD
Gambar 15. Tampilan Menu LCD
Pengujian ini terutama untuk menentukan parameter dari software Cura. Pada  printer  3D,  suhu  ruangan  sangat berpengaruh terhadap hasil pencetakan dan parameter printer .  Oleh  karena  itu,  untuk mendapatkan parameter terbaik dari proses pengujian,  harus  dilakukan  pada  suhu kamar  yang  stabil.  Pengujian  dilakukan dalam  bentuk  kalibrasi  parameter,  dengan mencetak objek tertentu, kemudian mengukur  hasil  jadi  dan  memeriksa tampilan secara visual. Jika hasil pengukuran  dan  hasil  visual  tidak  cocok, ubah parameter hingga diperoleh hasil yang
sesuai.  Berikut  ini  adalah  pengujian  yang dilakukan beserta hasil pengujiannya.

## Pengujian Keluaran Plastik pada Nozel
Pengujian  ini  dilakukan  dengan  cara mencetak  adalah  objek  berbentuk  selimut kubus setebal 0,5mm dengan luas 20 mm x 20 mm dan tinggi 10 mm. Tebal selimut 0,5 mm tersebut harus didapat dalam satu kali proses ekstrusi dan dengan toleransi sesuai spesifikasi  yakni  0,1  mm.  Parameter  yang terkait di pengujian ini adalah layer height,
layer width , dan resolusi motor extruder . Table 1. Tabel Hasil Percobaan Keluaran Nozzel Tujuan Parameter Hasil Uji 1 = mendapatkan tebal selimut kubus 0,5 mm - Layer  Height = 0.1mm - Layer  Width = 0.3mm Hasil ukur selimut  kubus 0.32 Uji 2 = mendapatkan tebal selimut kubus 0,5 mm - Layer  Height = 0.15mm - Layer  Width = 0.35mm Hasil ukur selimut  kubus 0.41 Uji 3 = mendapatkan tebal selimut kubus 0,5 mm - Layer Height = 0.2mm
- Layer Width = 0.4mm Hasil ukur selimut  kubus 0.51mm, terlihat pada Gambar w3
Gambar 16. Hasil Pencetakan Selimut Kubus

## Gambar 17. Hasil Pengukuran Selimut Kubus

## Akurasi dan Presisi
Proses ini dilakukan untuk memeriksa apakah  printer  3D  memiliki  akurasi  dan presisi  yang  baik.  Akurasi  merupakan indikator  untuk  mengukur  efektifitas  kerja alat.  Akurasi  adalah  sejauh  mana  alat bekerja  sesuai  dengan  kebutuhan.  Cara untuk memeriksa akurasi dan presisi adalah dengan  membuat  beberapa  objek  dengan ukuran yang sama. Apabila perbedaan hasil pengukuran  antar  benda  sangat  kecil,  dan jarak  antar  benda  sekitar  0,1  mm,  maka dapat  dikatakan  bahwa  hasil  cetakan memiliki akurasi dan presisi yang baik.
Hasil  yang  sudah  didapatkan,  kemudian dihitung : Benda 1 sumbu x dan y = 30.1 mm dan 29.84 mm  20 mm dan 20 mm 20 mm dan 20 mm 20.1 mm dan 20.09 20.02 mm dan 20.01 Benda 2 sumbu x dan y = 20.06 mm dan 19.9 mm Benda 3 sumbu x dan  y  =  20.1  mm  dan  19.8  mm  Benda  4 sumbu  x  dan  y  =  20.1  mm  dan  19.8  mm Benda 5 sumbu x dan y = 20.08 mm dan 19.92  mm  Perhitungan  mengabil  contoh menggunakan data sumbu x, (20,1 + 20,06 +  20,1  +  20,1  +  20,08)/5  =  20.09  mm Selisih data dari rata – rata = +0.01, -0.03, +0.03, +0.01, -0.01).
Table 2. Hasil PercobaanAkurasi Tujuan Parameter yang diatur Hasil Mendapatkan  ukuran yang tepat untuk sumbu X = 30mm Sumbu  Y=  30mm dari  3  benda  yang dicetak secara bersama. - Layer  Height = 0.2 mm Didapatkan ukuran  benda menjadi presisi

## SIMPULAN
3d printer ini  dilengkapi  dengan smart LCD control bigtreetech ftf35, lcd ini dilengkapi  dengan  fitur  icon  yang  menari serta touchscreen , LCD ini juga dilengkapi dengan  dua  mode  yaitu touchscreen dan marlin.  Sehingga printer bisa  digunakan oleh  operator  baru  dan  operator  lama.  3D Printer berbasis  Arduino  MEGA  2560 dapat berfungsi dengan  baik  dengan parameter  :  Extruder  step  terbaik  pada angka  60  step/mm,  Tinggi  layer  terbaik pada 0.2 mm, Lebar layer terbaik pada 0,4 mm.,  Kemampuan  Bridging  maximum pada  speed  50mm/s  adalah  15mm.  Hasil cetak prototype ini memiliki akurasi0.1 mm dengan kepresisian 0,018 mm. Alat ini bias menggunakan 1 filamen yang berjenis PLA dengan suhu 200.

## DAFTAR PUSTAKA
Aditya,  L.  (2019).  Prototipe  3D  Printer Berbasis Mikrokontroler Arduino
Mega  2560. Doctoral  Dissertation, President University .
Asmi,  J.,  &  Candra,  O.  (2020).  Prototype Solar  Tracker  Dua  Sumbu  Berbasis Microcontroller Arduino Nano dengan Sensor  LDR. JTEV  (Jurnal  Teknik Elektro  Dan  Vokasional) , 6 (2),  54.
https://doi.org/10.24036/jtev.v6i2.108 504 Candra,  O.,  &  Anggriawan,  R.  (2020). Rancang  Bangun  Pengaman  Pintu Ruang  Kuliah  Menggunakan  Sensor Fingerfrint Berbasis Arduino Mega2560. JTEV  (Jurnal  Teknik
Elektro  Dan  … , 6 (1), 25–34.
http://ejournal.unp.ac.id/index.php/jte
v/article/view/107575
Firdaus, M. B., Ulum, M., Ibadillah, A. F., Alfita, R., Wibisono, K. A., Elektro, P. T.,  Teknik,  F.,  Trunojoyo,  U., Trunojoyo,  U.,  Raya,  J.,  &  Timur,  J.
(2019).  Rancang  Bangun  Printer  3D Berbasis Mikrokontroller
Dan.
SinarFe7 , 51–58.
Fuadi,  S.,  &  Oriza  Candra.  (2020). Prototype  Alat  Penyiram  Tanaman Otomatis dengan Sensor Kelembaban dan Suhu Berbasis Arduino.pdf (p. 5).
Kusuma,  Y.  P.,  &  Candra,  O.  (2021).
Rancang  Bangun  Alat  Pengering Pisang  Sale  Berbasis  Mikrokontroler dan  Internet  of  Things  (  IoT  ) . 2 (2),
210–216.
Nurul Amri, A. A., & Sumbodo, W. (2018).
Perancangan 3D Printer Tipe Core XY Berbasis  Fused  Deposition  Modeling (FDM) Menggunakan Software Autodesk  Inventor  2015. Jurnal Dinamika  Vokasional  Teknik  Mesin , 3 (2), 110–115. https://doi.org/10.21831/dinamika.v3i 2.21407 Tseng,  A.  A.  (2000).  Apparatus  and methods  for  freeform  fabrication  of three  dimensional  object. US  Patent No. 6030199 , 19 , 14.
Yusandi,  M.  F.  (2020).  Rancang  bangun sistem  kontrol  pada  mesin  3D  printer nozzel ganda berbasis FDM. SKRIPSI- 2018 . repository.trisakti.ac.id
Aditya,  L.  (2019).  Prototipe  3D  Printer Berbasis Mikrokontroler Arduino Mega  2560. Doctoral  Dissertation,
President University .
Asmi,  J.,  &  Candra,  O.  (2020).  Prototype Solar  Tracker  Dua  Sumbu  Berbasis Microcontroller Arduino Nano dengan Sensor  LDR. JTEV  (Jurnal  Teknik
Elektro  Dan  Vokasional) , 6 (2),  54.
https://doi.org/10.24036/jtev.v6i2.108 504 Candra,  O.,  &  Anggriawan,  R.  (2020).
Rancang  Bangun  Pengaman  Pintu
Ruang  Kuliah  Menggunakan  Sensor Fingerfrint Berbasis Arduino Mega2560. JTEV  (Jurnal  Teknik Elektro  Dan  … , 6 (1), 25–34.
http://ejournal.unp.ac.id/index.php/jte
v/article/view/107575
Firdaus, M. B., Ulum, M., Ibadillah, A. F., Alfita, R., Wibisono, K. A., Elektro, P. T.,  Teknik,  F.,  Trunojoyo,  U.,
Trunojoyo,  U.,  Raya,  J.,  &  Timur,  J. (2019).  Rancang  Bangun  Printer  3D Berbasis Mikrokontroller Dan. SinarFe7 , 51–58.
Fuadi,  S.,  &  Oriza  Candra.  (2020).
Prototype  Alat  Penyiram  Tanaman Otomatis dengan Sensor Kelembaban dan Suhu Berbasis Arduino.pdf (p. 5). Kusuma,  Y.  P.,  &  Candra,  O.  (2021). Rancang  Bangun  Alat  Pengering Pisang  Sale  Berbasis  Mikrokontroler dan  Internet  of  Things  (  IoT  ) . 2 (2),
210–216.
Nurul Amri, A. A., & Sumbodo, W. (2018).
Perancangan 3D Printer Tipe Core XY Berbasis  Fused  Deposition  Modeling (FDM) Menggunakan Software Autodesk  Inventor  2015. Jurnal Dinamika  Vokasional  Teknik  Mesin , 3 (2), 110–115. https://doi.org/10.21831/dinamika.v3i
2.21407
Tseng,  A.  A.  (2000).  Apparatus  and methods  for  freeform  fabrication  of three  dimensional  object. US  Patent No. 6030199 , 19 , 14.
Yusandi,  M.  F.  (2020).  Rancang  bangun sistem  kontrol  pada  mesin  3D  printer nozzel ganda berbasis FDM. SKRIPSI-
2018 . repository.trisakti.ac.id