Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL T eknik M esin
Vol. 16 No. 1 (2023) 83 - 91 ISSN Media Elektronik: 2655-5670
Perancangan Mesin Potong Torch Asetilen Dengan Gerak 2Axis Menggunakan Sistem Kontrol Arduino
Alfian 1
1 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang
1 alfian.asn.2005@gmail.com

## Abstract
The problem of the oxy-acetylene welding plate cutting tool that is commonly used today is still in a manual way, and is not equipped  with  driving  equipment.  This  results  in  the  performance  of  the  oxy-acetylene  welding  plate  cutting  tool  when cutting is not optimal and efforts need to be made to improve the cutting tool in order to facilitate work. The purpose of this research is to produce a construction design of an automatic oxy-acetylene welding plate cutting tool. and can determine the suitability of mechanical components with the arduino control system used. The working method of the tool design process includes work preparation, data collection and making the formulation of problems and objectives to be achieved. Literature study by looking for articles, which are updated to produce solutions to existing problems. Making component and assembly designs and simulations by making calculations and uses on the mechanical construction and control systems used. Using the application  of  the ZW3D  licensed  computer  aid  design  program,  this research  created  a design  for  oxy-acetylene  welding plate cutting tools by combining oxy-acetylene welding with stepper motors driven by Arduino control. Producing automatic motion with x and y axes, so that it can facilitate cutting work. The size of the designed tool is 700 mm x 700 mm x 800 mm. From the calculation,  the maximum  torque required  by  the  plasma cutting table  is 0.218 Nm,  and  the  maximum  power  is 6.845 Watt. The motor chosen is a Nema23 stepper motor because the price is relatively cheap and in accordance with the calculation specifications. Lead Screw is used as a converter of rotary motion from stepper motor into linear motion, with specifications used with diameter = 8 mm, length = 500 mm and pitch = 2 mm.
Keywords: oxy, acetylene, nema23, Arduino, torch.

## Abstrak
Permasalahan dari cutting tool plat las oxy-acetylene yang umum digunakan saat ini yaitu masih dengan cara manual, serta tidak  dilengkapi  dengan  peralatan  penggerak.  Hal  ini  mengakibatkan  kinerja  dari cutting  tool plat  las oxy-acetylene saat pemotongan belum optimal dan perlu upaya untuk melakukan peningkatan terhadap cutting tool agar dapat mempermudah pekerjaan.  Tujuan  penelitian  ini  untuk  menghasilkan  sebuah  rancangan  konstruksi  alat  pemotongan  plat  las oxy-acetylene otomatis,  dan  dapat  menentukan  kesesuaian  komponen  mekanik  dengan  sistem  kontrol  arduino  yang  digunakan.  Metode kerja proses perancangan alat meliputi persiapan kerja, pengumpulan data dan membuat rumusan masalah serta tujuan yang akan  dicapai.  Studi  literatur  dengan  mencari  artikel-artikel,  yang  terupdate  untuk  menghasilkan  solusi  dari  permasalahan yang  ada.  Membuat  desain  komponen  dan  assembly  serta  simulasi  dengan  membuat  hitungan  serta  penggunaan  pada konstruksi mekanik dan  sistem kontrol yang digunakan. Menggunakan aplikasi program gambar computer aided design yang berlisensi ZW3D. Pada penelitian ini dibuat suatu rancangan cutting tool plat las oxy-acetylene dengan memadukan las oxy- acetylene dengan motor stepper yang digerakkan oleh kontrol arduino. Menghasilkan gerak otomatis dengan sumbu x dan y, sehingga dapat mempermudah pengerjaan pemotongan. Ukuran dari alat yang dirancang yaitu 700 mm x 700 mm x 800 mm. Dari perhitungan, torsi maksimal yang diperlukan oleh meja plasma cutting adalah 0,218 Nm, dan daya maksimum sebesar 6,845 Watt. Motor yang dipilih adalah motor stepper Nema23 karena harganya relatif murah dan sesuai dengan spesifikasi perhitungan. Lead  Screw digunakan  sebagai  pengubah  gerakan  putar  dari  motor stepper menjadi  gerakan  linier,  dengan spesifikasi yang digunakan dengan diameter = 8 mm, panjang = 500 mm dan pitch = 2 mm.
Kata kunci: oxy, asetilen, nema23, arduino, torch.
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 1 (2023) 83 - 91
1. Pendahuluan
Pada  era  serba  teknologi  ini  teknik  pemotongan dengan  las oxy-acetylene sangat  diperlukan  untuk berbagai proses pengerjaan industri, seperti pemotongan  material  konstruksi  permesinan  yang memang  tidak  dapat  dipisahkan  dengan  teknologi manufaktur.  Untuk  itu  semakin  berkembangnya zaman  menuju  ke  arah  yang  lebih  maju,  semakin berkembang teknologi  yang diciptakan oleh manusia, peralatan  yang  diciptakan  pun  semakin  memudahkan segala pekerjaan manusia.
Design  perkakas  bantu  pegang  dan  pengarah  untuk pembuatan disc  runner turbin  mikrohidro,  yang menggunakan torch sebagai alat potong terdapat pada Gambar  1,  yang  terdiri  dari  beberapa  komponen utama  sebagai  berikut:  Meja  kerja,  Kepala  pembagi, c lamping benda kerja, Pengarah torch las ( Pillar ) dan mekanismenya [1].
Gambar 1. Desain alat pembuatan disc runner turbin [1]
Teknologi besar dan kecil bermunculan dimana-mana. Perkembangan  tersebut  menyangkut  juga  bidang pemotong  plat  dengan  menggunakan  las oxy- acetylene .
Permasalahan dari cutting tool las oxy-acetylene yang umum  digunakan  saat  ini  yaitu  masih  dengan  cara manual,  serta  tidak  dilengkapi  dengan  peralatan penggerak. Hal ini mengakibatkan kinerja dari cutting tool las oxy-acetylene saat  pemotongan  belum maksimal  dan  untuk  gerakan  dari  torch  relatif  tidak konstan  karena  mesin  masih  dioperasikan  secara manual  (tangan),  sehingga  perlu  adanya  alat  bantu berupa  meja  dan  penggerak  otomatis  untuk mengoptimalkan kinerja cutting tool las oxy-acetylene pada saat proses pemotongan plat. Alat potong dengan torch secara manual dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Pemotongan torch manual [2]
Pemotong  plat  menggunakan  las oxy-acetylene dengan  sistem  kontrol  penting  digunakan  karena memiliki  beberapa  keuntungan  seperti  mesin  yang dibuat  dengan  teknik  pengelasan  menjadi  ringan  dan lebih sederhana dalam proses pengerjaannya. Kualitas dari  hasil  pemotongan  juga  sangat  tergantung  pada persiapan sebelum pelaksanaan memotong plat.
Berdasarkan  hal  yang  telah  disampaikan  di  atas, penulis  tertarik  untuk  mencoba  melakukan  sebuah perancangan  alat  pemotong  plat  menggunakan  las oxy-acetylene yang  sudah  dibuat  sebelumnya  yaitu pembuat disk  runner dengan  sistem jig  and  fixture yang mana proses pemotongannya masih menggunakan  las oxy-acetylene penggerak  manual dengan  tangan,  maka  dari  itu  dengan  memadukan antara  las oxy-acetylene dengan  motor stepper yang digerakkan  oleh  sistem  kontrol  Arduino.  Dalam melakukan pertimbangan hal tersebut maka dilakukan sebuah perancangan cutting tool plat las oxy-acetylene dengan gerak 2 axis x, y menggunakan motor stepper berbasis  sistem  kontrol  arduino.  Diharapkan  dengan adanya cutting tool plat dengan menggunakan las oxy- acetylene dengan sistem otomatis, dapat mempermudah pengerjaan pemotongan dan mengurangi  resiko  terjadinya  insiden  dalam pemotongan las oxy-acetylene .
Faktor–faktor yang mempengaruhi keputusan alternatif  adalah,  alternatif  keteknikan  yang  dapat dirancang  serta  desain  yang  dapat  diproduksi  atau dibuat  di  bengkel-bengkel  produksi.  Metode pembuatan  mesin  dengan  mensingkron  dengan peralatan  pemesinan  yang  dapat  dikerjakan.  Metode perakitan  dengan  melakukan  kemudahan  dalam asembly  baik  secara  langsung  ataupun  dengan  cara bongkar  pasang.  Biaya  pembuatan  ditekan  serendah mungkin sehingga harga dapat ditekan dan terjangkau, dan  perawatan  mesin  dapat  dilakukan  dengan  mudah dan bertahan lama [3].
Solusi  yang  ditawarkan  ini  juga  berkaitan  dengan ketelitian  dan  keterulangan  ( repeatability )  dari pengerjaan  alat  bantu molding nantinya.  Produk massal  yang  akan  dilaksanakan  membutuhkan  hasil yang  maksimal  dalam  pengerjaan molding nantinya. Selain  itu,  solusi  lain  yang  diberikan  adalah  yang berkaitan dengan human faktor yaitu aspek ergonomi dalam  pekerjaan.  Desain  alat  bantu molding yang akan dibuat telah memperhatikan aspek ergonomi dan analisa perancangan kerja (APK) [4].
Dari  latar  belakang  masalah  tersebut,  direncanakan cutting tool plat las oxy-acetylene dengan gerak 2 axis x,  y  menggunakan  motor stepper berbasis  sistem kontrol  arduino,  maka  dirumuskan  beberapa  masalah yang didapatkan yaitu: Bagaimana merancang cutting tool las oxy-acetylene yang  berbasis  sistem  kontrol dan bergerak 2 axis x, y? ( Merancang konstruksi alat potong  las oxy-acetylene dengan axis  drive vertikal dan horizontal dengan sistim kontrol ).
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 1 (2023) 83 - 91
Bagaimana menentukan tipe motor stepper yang akan digunakan sebagai penggerak cutting tool plat las oxy- acetylene berbasis  sistem  kontrol.  Bagaimana perencanaan  kesesuaian  terhadap  poros  dan  ulir penggerak  yang  digunakan  dengan  sistem  kontrol arduino?
Tujuan penelitian ini adalah:
Mendapatkan  sebuah  rancangan  konstruksi  alat pemotongan  plat  las oxy-acetylene otomatis. Mendapatkan  dan  menentukan  kesesuaian  komponen mekanik  dengan  sistem  kontrol  arduino  yang digunakan.

## 2. Metode Penelitian
Perancangan  mesin  potong torch asetilen  dengan gerak  2 axis menggunakan  sistem  kontrol  arduino  ini dilakukan  di  laboratorium  automasi  dan  computer serta  bengkel  mekanik  Jurusan  Teknik  Mesin Politeknik  Negeri  Padang.  Sedangkan  alur  kerja proses  perancangan  alat  dapat  dilihat  pada  diagram flow  chart  pada  Gambar  3.  Langkah  pertama  untuk memulai  Perancangan  mesin  potong torch asetilen dengan  gerak  2 axis menggunakan  sistem  kontrol arduino  ini  adalah:  melakukan  studi  literatur  dengan mencari  artikel-artikel,  yang  terupdate  tentang  mesin potong torch semi automatic dan yang automatic .
Gambar 3.  Diagram Flow Chart
Setelah  didapatkan  beberapa  artikel  dan  mengerti dengan  perancangan  yang  akan  dibuat,  selanjutnya dilakukan  beberapa  langkah  persiapan.  Membuat konsep  dan  sketsa  konstruksi  serta  sistem  kontrol, yang  akan  digunakan  pada  alat  potong torch yang akan  dibuat.  Rumusan  permasalahan  bagaimana desain modifikasi cutting tool yang bergerak terhadap sumbu  x,  y  dan  bagaimana  memilih  motor  agar pemotongan lebih stabil dan presisi.
Gambar 4.  Sketsa pemotong torch
Setelah  melakukan  studi  literatur  dan  perumusan masalah adalah penentuan desain, yaitu sket awal dari cutting tool las oxy-acetylene . Sket yang dibuat adalah sket  pada  bagian  mekanik.  Sket  dilakukan  dengan menggambar  diatas  kertas  terlebih  dahulu  seperti Gambar  4.  Kemudian  menggambarkan  dengan menggunakan  aplikasi  CAD,  sehingga  didapatkan desain alat. [5],[6]
Setelah  mendapatkan  desain  mekanik,  langkah selanjutnya  yaitu  menentukan  peletakan  komponen elektronik pada cutting tool agar sesuai dengan desain mekanik  yang  telah  dibuat.  Pembuatan  bagian komponen  gambar  konstruksi  dan  sistem  kontrol dengan  bentuk,  dimensi,  dan  aturan  suaian  pada  part yang  saling  berhubungan.  Penentuan  dimensi didapatkan  dari  rumusan  masalah  yang  telah ditentukan  di  awal,  yaitu  perancangan cutting  tool yang dapat bergerak dengan 2 axis . Pemilihan bahan- bahan  yang  akan  digunakan  dalam  perancangan, sebagai referensi untuk melakukan langkah selanjutnya  dalam  perancangan.  Setelah  elemen mesinnya  ditentukan,  maka  dilakukan  perhitungan dan  perancangan  pada  mesin  potong torch . Perhitungan  komponen  mekanik  berdasarkan  definisi masalah  yang  telah  disebutkan  diatas.  Perhitungan dilakukan  untuk  mendapatkan  kapasitas  yang  sesuai dengan  desain  dan  aman  saat  menjalan cutting  tool . Apabila  saat  melakukan  perhitungan  ada  beberapa komponen  yang  tidak  sesuai  maka  akan  melakukan re-desain  agar  komponen  yang  akan  dibuat  tidak mengalami  masalah.  Jika  perhitungan  telah  selesai dilakukan,  langkah  selanjutnya  adalah  menggambar desain  mesin  potong torch ,  dengan  menggunakan CAD  ( Computer  Aided  Design )  ZW3D  yang berlisensi [7-8] yang terdapat di laboratorium automasi dan computer Teknik Mesin PNP. Setelah melakukan pembuatan  desain  dan  melakukan  perhitungan terhadap komponen-komponen mekanik yang digunakan,  barulah  didapat  hasil  simulasi  dan rancangan yang baik. Tahap ini merupakan ujung dari proses  pembuatan  penelitian,  yaitu  dengan  menarik
kesimpulan yang didapat dari hasil perancangan yang telah  dilakukan.  Setelah  itu  dilakukan  penulisan terhadap laporan dari penelitian yang telah dilakukan. Jika  sudah  selesai  membuat  desain  gambar  teknik, maka  perancangan  mesin  potong torch asetilen dengan  gerak  2 axis menggunakan  sistem  kontrol Arduino selesai dilakukan.

## 3.   Hasil dan Pembahasan
Hasil  desain  dan  komponen  yang  terdapat  pada, rancangan  mesin  potong torch asetilen  dengan  gerak 2axis  menggunakan  sistem  kontrol  arduino  sudah dapat  dibuat.  Spesifikasi  konstruksi  rangka [12] dan system penggerak ditentukan dari beberapa komponen yang  mudah  didapat,  untuk  memudahkan  dalam menentukan  dimensi  alat.  Material  konstruksi  rangka dasar  terbuat  dari  besi  ST37,  dengan  profil  L,  siku 4mm  x  40mm  x  40mm,  dan  pelat  penyanggah  serta dudukan komponen dari sistem penggerak. Konstruksi sistem  penggerak  difokuskan  untuk  menghasilkan gerakan  linier  tiap  sumbu.  Sistem  penggerak  terdiri dari stepper motor, linier screw , linear shaft , kopling, pillow  block  bearing dan  linier motion  ball  bearing . Dilihat  dari  ukuran  rangka  dan  Panjang lead  screw yang digunakan adalah 500 mm, maka direncanakan: Dimensi rangka alat p x l x t = 700 mm x 700 mm x 800  mm,  Batasan  gerak  sumbu  x  sejauh  300  mm, Batasan gerak sumbu  y sejauh 400 mm.  Desain  dan komponen  yang  digunakan  pada  mesin  dapat  dilihat pada gambar 6 dan Tabel 1.
Gambar 5. Desain 3D Mesin Potong Torch Berbasis Kontrol
Tabel 1. Keterangan Komponen Alat

## 3.1. Perencanaan Daya Motor Pada Sumbu X
Perencanaan  pemilihan  motor stepper Nema23 sebagai  data  awal  untuk  menghitung  daya  yang dibutuhkan untuk sumbu X. Spesifikasi dan nilai dari tegangan,  kuat  arus  listrik,  beban  dan  langkah  sudut dapat dilihat pada Tabel 2.

## Tabel 2 Identifikasi Motor Stepper Sumbu  X
No Spesifikasi Nilai 1 Tegangan listrik (V) 3,36 V 2 Kuat arus listrik (I) 2,8 A 3 Beban dudukan brander + brander 1,985 kg 4 Langkah Sudut 1,8° Daya Input pada motor stepper X dapat dilihat pada persamaan rumus (1)
(1)
Besar  daya  input  pada  motor stepper arah  sumbu  X setelah melakukan perhitungan adalah 9,408 Watt.
Torsi yang dibutuhkan untuk menggerakan sumbu X dapat dilihat pada persamaan rumus
(2)
Besar nilai torsi dilihat dari persamaan rumus
(3)
Sedangkan untuk daya output yang dibutuhkan pada
motor stepper adalah dengan menghitung kecepatan sudut ) terlebih dahulu dengan nilai n, (4) Keterangan: n = Kecepatan putar motor (rpm)
pps  = Kecepatan pulsa masuk (pulsa/detik)
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 1 (2023) 83 - 91
Np  =Banyak pulsa 1xputar (pulsa/rotasi)
Kemudian menghitung kecepatan sudut
(5)
Sehingga dapat diketahui daya motor yang dibutuhkan pada sumbu X, dilihat pada persamaan rumus
(6)
Dengan  daya  output  yang  diperoleh  sebesar
, maka dipilih motor stepper nema 23 yang memiliki kapasitas daya input
.
3.2. Perencanaan Daya Motor Pada Sumbu Y
Perencanaan  pemilihan  motor stepper  Nema23 sebagai  data  awal  untuk  menghitung  daya  yang dibutuhkan untuk sumbu Y. Spesifikasi dan nilai dari tegangan,  kuat  arus  listrik,  beban  sumbu  X,  beban dudukan dan langkah sudut dapat dilihat pada Tabel 3.

## Tabel 3. Identifikasi Motor Stepper Sumbu Y
No Spesifikasi Nilai 1 Tegangan Listrik (V) 3,36 V 2 Kuat Arus (I) 2,8 A 3 Beban Sumbu X 4,105 kg 5 Beban Dudukan Brander + Brander 1,625 kg 6 Langkah Sudut 1,8° Daya Input pada motor stepper Y dapat dilihat pada persamaan rumus (2.1) (7)
Besar  daya  input  pada  motor stepper arah  sumbu  Y setelah melakukan perhitungan adalah 9,408 Watt.
Torsi yang dibutuhkan untuk menggerakan sumbu Y dapat dilihat pada persamaan rumus
(8)
Besar nilai torsi dilihat dari persamaan rumus
(9)
Sedangkan untuk daya output yang dibutuhkan pada motor stepper adalah dengan menghitung kecepatan sudut ) terlebih dahulu dengan nilai n,
(10)
Keterangan:
n = Kecepatan putar motor (rpm) pps  = Kecepatan pulsa masuk (pulsa/detik)
Np  = Banyaknya pulsa 1 kali putar (pulsa/rotasi)
Kemudian menghitung kecepatan sudut
(11) Daya motor yang dibutuhkan pada sumbu Y dapat dilihat pada persamaan rumus
(12)
Dengan  daya output yang  diperoleh  sebesar , maka dipilih motor stepper nema 23 yang memiliki kapasitas daya input
.
3.3. Perhitungan Sistem Mekanik
Pada perhitungan sistem mekanik ini akan membahas perhitungan  dari  poros  yang  akan  menerima  momen dan  ulir  penggerak  ( lead  screw )  yang  nantinya  akan mentransmisikan  putaran  dari  motor stepper ke  pelat base (lengan  penggerak).  Maka  dari  itu  perlu beberapa perhitungan untuk menentukan perencanaan poros  dan  ulir  penggerak  sumbu  yang  akan digunakan.  Poros  diberikan  beban  pada  waktu mentransmisikan putaran dapat dilihat gambar 6.
Menentukan diameter poros
Gambar 6 diagram beban [9]
Diketahui:
W = 56,26 N Berat total beban 5,735 kg W = m . g = 5,735 kg . 9,8 m/s2
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 1 (2023) 83 - 91
W = 56,26 N
L = 550 mm a = 275 mm
= 365 Mpa maka,
(13)
d = diameter poros
Momen lentur maksimum dari persamaan
(14)
Maka  untuk  diameter  poros  yang  digunakan  sebagai pendukung beban adalah ≥ 7,56 mm.
Perencanaan Ulir Penggerak Sumbu X [11]
Ulir  penggerak torch yang  direncanakan,  dapat diperhitungkan dari beban  yang terdapat pada  sumbu X. Beban yang teridentifikasi pada lead screw sumbu
X dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 Identifikasi Beban Lead Screw Sumbu X No. Nama Jumlah Massa 1 Brander 1 0,72 kg 2 Lead screw 1 0,2 kg 3 Coupling 1 0,025 kg 6 Dudukan brander 1 0,8 kg 7 Bracket bearing 2 0,04 kg 8 Linier bearing 2 0,2 kg Jumlah 8 1,985 kg Menentukan Diameter Untuk sumbu X
Menurut  R.S  Khurmi,  dengan  mempertimbangkan safety factor (sf) maka besarnya gaya tarik/tekan:
(15)
Sehingga:
Dengan  perhitungan  diatas  didapatkan  diameter core poros  ulir  adalah  =  0,69  mm.  Untuk  pembuatannya direncanakan  diameter  yang  digunakan  adalah  8  mm dengan  diameter core nya  6  mm,  ini  dikarenakan proses  pemesinan  konvensional  tidak  mampu menjangkau  pembuatan  diameter  ulir  penggerak tersebut  sehingga  pembuatan  ulir  penggerak menggunakan diameter luar 8 mm.
Torsi Untuk Memutar Screw Sumbu X
Menurut  R.S  Khurmi,  torsi  yang  diperlukan  untuk memutar screw dihitung dengan menggunakan rumus:
(16)
dan untuk Dengan d adalah: Maka didapatkan nilai torsi yang dibutuhkan (17)
Tegangan Pada screw sumbu X Menurut R.S Khurmi, tengangan yang terjadi terhadap ulir berupa tegangan Tarik dan tegangan geser.
Tegangan Tarik
(18)
Tegangan Geser
(19)
Tegangan maksimum pada screw sumbu X Menurut  R.S  Khurmi,  Tegangan  maksimum  yang terjadi  pada screw berupa  tegangan  tarik  maksimum dan tegangan geser maksimum [10]
Tegangan tarik maksimum (20)
Tegangan geser maksimum
(21) Periksa tegangan maksimum terhadap tegangan izin
Tegangan tarik izin
(22)
Tegangan geser izin
(23)
Perbandingkan  tegangan  yang  terjadi  pada screw dengan tegangan izin: dan
Maka  untuk  pemakaian  diameter  luar  8  dengan diameter core 6, aman digunakan

## 3.4 Perencanaan Ulir Penggerak Sumbu Y
Ulir  penggerak torch yang  direncanakan,  dapat diperhitungkan dari beban  yang terdapat pada sumbu Y. Beban yang teridentifikasi pada lead screw sumbu Y dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5  Identifikasi Beban Lead Screw Sumbu Y No. Nama Jumlah Massa 1 Brander 1 0,72 kg 2 Motor stepper 1 0,68 kg 3 Lead screw 1 0,2 kg 4 Coupling 2 0,050 kg 5 Linier shaft 1 0,47 kg 6 Dudukan brander 1 0,8 kg 7 Bracket bearing 2 0,04 kg 8 Linier bearing 6 0,6 kg 9 Pelat Penyangga 2 2,2 kg Jumlah 17 5,735 kg
Menentukan Diameter Untuk Sumbu Y Menurut R.S Khurmi, dengan mempertimbangkan safety factor (sf) maka besarnya gaya tarik/tekan:
(24)
Sehingga:
Torsi Untuk Memutar Screw Sumbu Y Menurut R.S Khurmi, torsi yang diperlukan untuk memutar screw dihitung dengan menggunakan rumus:
(25)
,
dan untuk
Dengan d adalah:
Maka didapatkan nilai torsi yang dibutuhkan
(26)
Tegangan Pada screw Sumbu Y Menurut R.S Khurmi, tengangan yang terjadi terhadap ulir berupa tegangan tarik dan tegangan geser.
Tegangan Tarik (27) Tegangan Geser (28) Tegangan maksimum pada screw Sumbu Y
Menurut  R.S  Khurmi,  Tegangan  maksimum  yang terjadi  pada screw berupa  tegangan  tarik  maksimum dan tegangan geser maksimum:
Tegangan tarik maksimum
(29)

## Tegangan geser maksimum
(30)
Periksa tegangan maksimum terhadap tegangan izin Tegangan tarik izin
(31)
Tegangan geser izin
(32)
Perbandingkan  tegangan  yang  terjadi  pada screw dengan tegangan izin:
dan
Maka  untuk  pemakaian  diameter  luar  8  dengan diameter core 6, aman digunakan
3.5 Perencanaan Sistem Kontrol
Perancangan elektronika yang dipakai sebagai system kontrol untuk cutting tool las oxy-acetylene yang akan dibuat.  Mikrokontroler  Arduino  Uno  yang  mengatur gerakan  pada  sumbu  X  dan  sumbu  Y.  Spesifikasi Arduino uno yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6.  Spesifikasi Arduino Uno Mikrokontroler Atmega328 Operasi voltage 5V Input voltage 7-12 V (rekomendasi) Output voltage 6-20 V (limit) I/O 14 pin (6 untuk PWM) Arus 50 mA Flash memori 30KB Bootloader SRAM 2 KB EEPROM 1 KB Kecepatan 16 Mhz
Rangkaian Sistem Kontrol
Sistem  yang  dirancang  oleh  penulis  adalah  untuk mendapatkan  gerakan  2  axis  dari  sebuah  cutting  tool plat  las oxy-acetylene dengan  sistem  mekanik mengadaptasi  2  axis  CNC.  Proses  pergerakan dikendalikan dengan Grbl  controller yang diprogram dari laptop/PC layaknya pengendali CNC.
Gambar 7.  Blok Diagram Komponen Elektrik [13]

## 4.   Kesimpulan
Dari  hasil  kalkulasi  dan  perancangan  pada  mesin potong torch berbasis  sistem  kontrol  Arduino, dihasilkan dimensi rangka alat p x l  x t =  700 mm  x 700  mm  x  800  mm.  Panjang lead  screw yang digunakan  adalah  500  mm. Lead  Screw digunakan sebagai  pengubah  gerakan  putar  dari  motor stepper menjadi  gerakan  linier,  dengan  spesifikasi  yang digunakan    dengan  diameter  =  8  mm,  dan pitch =  2 mm., batasan gerak sumbu x sejauh 300 mm, Batasan gerak  sumbu  y  sejauh  400  mm.  Konstruksi  sistem penggerak  menghasilkan  gerakan  linier  tiap  sumbu, yang  terdiri  dari stepper motor,  linier screw , linear shaft , kopling, pillow block bearing dan linier motion ball bearing .

## Ucapan Terimakasih
Terima  kasih  kepada  divisi  P3M  Politeknik  Negeri Padang  yang  sudah  mendanai,  dan  Laboratorium
Automasi  &  Komputer,  Bengkel  Mekanik  Jurusan Teknik Mesin yang telah memfasilitasi penelitian ini.

## Daftar Rujukan
[1] Agus  Sutanto,  Nota  Effiandi,  Alfian.,  2014.  Rancangan Teknologi  Tepat  Guna  untuk  Pembuatan  Cakram  Pemutar Turbin Aliran  Silang Skala Bengkel, Jurnal TeknikA, Vol.  21 No. 1 Thn. 2014, ISSN: 0854-8471, 1-8.
[2] Alfian,  Fardinal,  Islamiati  dan  Andri.,  2019.  Rekayasa  Alat Pembuat  Disk  Runner  Dengan  Sistim  Jig  Dan  Fixture,  Jurnal Ilmiah  Poli  Rekayasa  Volume  15,  Nomor  1,  Oktober  2019, ISSN : 1858-3709, 1-9.
[3] Alfian., 2018. Rancangan Teknologi Tepat Guna untuk Mesin Penggiling  Kopi  Sistim  Poros  Vertikal,  POLI  REKAYASA Volume 13, Nomor 2, April 2018, ISSN : 1858-3709, 11-20.
[4] Alfian,  Rina,  Azri,  Riki,  Randa.,  2021,  Rancang  Bangun Molding  Souvenir Logo Politeknik Negeri Padang Pada Mesin Cetak Injeksi Plastik Bertekanan 1.960 Kg/Cm², Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume 16, Nomor 2, April  2021, ISSN : 1858- 3709, 93-100.
[5] Ayi ruswandi, 2018. Autodesk CAD CAM 360 Tutorial,  July 2018.
[6] CAD, K. (2015). Kursus CAD. Retrieved 2022.
[7] ZW3D, 2019. Basic Training-V2019.
[8] Sularso,  Kiyokatsu  Suga.,  2004,  Dasar  perencanaan  dan pemilihan elemen mesin. Pradnya Paramita. Jakarta. 2004.
[9] Mardani, A. Y. (2020). Analisis Perencanaan Sistem Penggerak Cnc Plasma Cutting Pada 3 Axis X, Y, Z Menggunakan Motor Stepper Nema-23. Jakarta: Universitas Gunadarma.
[10] R.S Khumri, J. G. (2005). a Textbook Of Machine Desain (S.I Units). New Delhi: Eurasia Publishing House (Pvt.) Ltd.
[11] Kalong, P. (2018). Ulir Penggerak ( Power Screw ). Retrieved from  Mechanical  Engineering  Website:  http://poetra- kalang.blogspot.com/2018/11/ulir-penggerak-power- screw.html.
[12] Mustofa, R. (2015). Laporan Praktikum Pengelasan. Retrieved from http://rozaqml.blogspot.com/: http://rozaqml.blogspot.com/2015/01/laporan-praktikum- pengelasan.html
[13] Siregar, P. (2012, Juni 19). Jenis Motor Stepper. Retrieved from http://obilparulian.blogspot.com/: http://obilparulian.blogspot.com/2012/06/motorstepper-motor- stepper-adalah.html