## KOMUNIKASI DUA ARAH MODUL PENGENDALI MOTOR ALAT TRIAXIAL DIGITAL
Ivan Heru Saputra 1) , Catur Hilman A.H.B.Baskoro 2) , Hendri Maja Saputra 2) *
1) Electrical Division, PT. Gerlink Utama Mandiri, Jl. Tangjungsari Raya no.16 Bandung 40291, Indonesia
2) Research Center for Electrical Power and Mechatronics, National Research and Innovation Agency Komplek LIPI Jl. Sangkuriang Bandung 40135, Indonesia
* email corresponding: hendri.maja@gmail.com

## INFORMASI ARTIKEL ABSTRAK
Diperbaiki: Revised 08/11/2021 Diterima: Accepted 13/11/2021 Publikasi Online:
Online-Published 22/11/2021
©2021 The Authors.  Published by
AUSTENIT
doi: http://doi.org/10.5281/ z enodo.5684108
Penelitian  ini  bertujuan  menerapkan  komunikasi  dua  arah  modul  untuk pengendali  motor  pada  alat  uji  triaxial  digital.  Pada  alat  uji  triaxial  digital, pengaturan kecepatan dan arah naik/turun motor pada versi sebelumnya masih di dikendalikan secara manual dengan cara menekan tombol push button pada control  panel.  Pada  penelitian  ini  dilakukan  digitalisasi  segala  proses  pada control  panel,  sehingga  segala  aktivitas  pengendalian  alat  dapat  dilakukan didepan  komputer.  Komunikasi  antara  komputer  dan  alat  uji  triaxial  digital menggunakan  komunikasi  serial  yang  terhubung  langsung  dengan  modul pengendali  motor,  dimana  komputer  hanya  mengirim  berupa  karakter  yang selanjutnya  akan  diproses  oleh  mikrokontroler.  Mikrokontroler  tersebut menterjemahkan karakter yang dikirim, memproses, dan memberikan perintah untuk  diteruskan  ke  display  dan  motor.  Pengujian  dilakukan  langsung menggunakan aplikasi Gerlink Triaxial pada komputer. Berdasarkan beberapa hasil  ujicoba  didapatkan  bahwa  karakter  yang  dikirim  oleh  komputer  dapat menggerakan dan merubah kecepatan motor, serta mengatur ulang pembacaan loadcell  pada  alat  uji  triaxial.  Kecepatan  data  yang  dikirim  setiap  karakter masing-masing adalah 1,04 milidetik.
Kata Kunci : kecepatan data, komunikasi serial, pengendali motor, triaxial digital

## ABSTRACT
This study aims to apply two-way communication module for motor controller on digital triaxial test equipment. In the triaxial digital test equipment, the speed and direction of up / down motors in the previous version is still manually controlled by  pressing  the  push  button  on  the  control  panel.  In  this  research  is  done digitalize  all process  at control panel, so that all  activity of control  tool can  be done in front of computer. The communication between the computer and the digital triaxial test device uses a serial communication directly connected to the motor controller module, where the computer sends only characters that will be processed by the microcontroller. The microcontroller translates characters sent, processed,  and  gives  commands  to  be  forwarded  to  displays  and  motors. Testing is done directly using Gerlink Triaxial application on computer. Based on some test results obtained that the character sent  by the computer  can  move and  change  the  speed  of  the  motor,  and  rearrange  the  loadcell  readings  on triaxial test equipment. The data rate sent each character is 1.04 milliseconds each.
Keywords : data speed, serial communication, motor controller, triaxial digital

## 1 PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi pada zaman sekarang  sangat  pesat,  teknologi  otomasi  yang telah  berkembang  bertujuan  meringankan  tugas operator mesin dan mengoptimalkan hasil produksi. Pada  era  revolusi  industri  4.0  banyak  sekali
terobosan  teknologi  baru  yang  berfokus  pada otomatisasi dan digitalisasi, hal ini dipengaruhi oleh perkembangan  komputer  yang  semakin  canggih dimana  setiap  mesin  dipengaruhi  oleh  peran komputer.  Salah  satu  alat  uji  yang  mengalami perkembangan  di  dunia  industri  adalah  alat  uji triaxial digital (Yahya, M., 2018).
Triaxial  digital merupakan  alat  laboratorium yang  berfungsi  untuk  mengetahui  nilai-nilai  dari parameter  kekuatan  geser  tanah,  alat  ini  dapat melakukan  pengujian Unconsolidated  Undrained (UU), Consolidated Undrained (CU), dan Consolidated  Drained (CD),  hasil  dari  pengujian tersebut  dapat  diolah  dengan  komputer,  sehingga diagram, grafik, dan hasil pengukuran dapat tampil secara real  time dan  juga  secara  otomatis membuat report hasil  pengujian  tersebut  yang tercetak bersama dengan hasil perhitungan lainnya (Ruchimat, dkk, 2018). Bentuk alat uji triaxial digital yang  dibahas  pada  makalah  ini  dapat  dilihat  pada Gambar 1 (Katalog Gerlink, 2018).
Gambar 1 menunjukkan tampilan dari triaxial digital GLT-03 dimana terdapat suatu control panel yang terdapat pada alat dan terdapat pula tampilan aplikasi sebagai pengganti control panel . Pada  versi  sebelumnya, triaxial  digital memiliki control panel yang didalamnya memiliki 6 tombol kendali motor, dan satu tombol untuk reset nilai loadcell , 6 tombol tersebut  yaitu tombol untuk pergerakan  motor  ke  atas,  pergerakan  motor  ke bawah,  tombol  hentikan  motor,  tombol  naik  untuk kecepatan  motor,  tombol  turun  kecepatan  motor, dan  tombol  untuk  set  ulang  ke  kecepatan  awal motor.  Tombol-tombol pada control  panel tersebut dibuat dan ditampilannya secara visual grafis pada komputer,  dimana  untuk  pengendaliannya  tidak hanya menekan tombol pada control panel di alat uji triaxial digital tetapi bisa menekannya pada tombol tampilan yang ada dalam aplikasi pengendalian alat ini.  Penelitian  terkait  pengaruh  beban  terhadap kecepatan  motor  pada  alat  uji triaxial  digital telah dilakukan (H. Arafat, H. M. Saputra, 2017), dimana terjadi perubahan kecepatan akibat adanya beban vertikal ketika diatas 39,8 kg. Rata-rata penurunan kecepatan pada saat analisis geser adalah 63,45% dari steady state . Komunikasi yang digunakan yaitu komunikasi dengan memanfaatkan dua jalur serial data output (TX),  dan serial data input (RX). Pada
konsep komunikasi ini, baud rate harus disesuaikan antara  kedua  perangkat,  berbeda  dengan  jenis komunikasi  SPI  dan  I 2 C  yang  memerlukan clock signal contol . Pengembangan  suatu  perangkat  keras mendukung materi pembelajaran tentang mikroprosesor, dengan  membuat  suatu  perangkat yang  mempermudah    mahasiswa    merancang suatu personal  mikrokomputer (J. W. Jeon, 2020). Terdapat    penelitian  tentang  pengembangan perangkat    lunak,    yang  dilengkapi  tampilan  grafis untuk  mempermudah    pemahaman  tentang komunikasi  dan  fungsi database .  Perangkat lunak ini digunakan untuk  materi pembelajaran  tentang otomasi  sistem  manufaktur  (Y.  Chen,  1991).  Isu pedoman pokok pada kemajuan teknologi manufaktur  yaitu  inovasi  dan  kecepatan,  hal  ini ditandai  dengan  munculnya  beberapa  perangkat lunak yang memadukan proses desain, customizing dan pemesanan engineered product secara online melalui  media  internet  (Firdaus,  2009).  Sistem Informasi Preventive Maintenance
(SIPM) merupakan integrasi teori Preventive  Maintenance (PM)  dan  sistem database (A.  Junadi,  dkk,  2019). Antarmuka komunikasi serial umumnya digunakan dalam  transmisi  komunikasi  jarak  pendek.  Ada banyak  jenis  yang  biasa  digunakan  dan  sesuai dengan  lingkungan  eksternal,  seperti  SPI,  I 2 C, RS232, dan sejenisnya. Pemecahan masalah pada sistem  kendali  di  dunia  industri  tidak  diajarkan secara  maksimal  karena  keterbatasan  sumber belajar  dan  peralatan  di  laboratorium.  Masalah  ini muncul  karena  inovasi  pada  materi  pembelajaran yang  belum  berkembang  dalam  bidang  otomasi industri (Abdullah, A. G., 2014).

## 2 BAHAN DAN METODE
Teradapat beberapa jenis antarmuka standar komunikasi  serial,  seperti  RS-232,  RS-485, Antarmuka  USB,  IEEE-1394,  yang  memiliki  fitur- fitur bagus dan juga fokus pada bidang aplikasi. RS- 485  memiliki  data  transmisi  kapasitas anti-noise , sehingga biasanya digunakan dalam dunia industri. Antarmuka USB dan IEEE-1394 memiliki kecepatan yang  cepat,  tetapi  beberapa  komputer  dan  sistem operasi  tidak  mendukung  antarmuka  tersebut  (X. Han dan X. Kong, 2010).
Proses  komunikasi  serial  bekerja  dengan cara  mengirimkan  data bit per bit setiap  satuan waktu secara berurutan, agar dapat berkomunikasi antara dua perangkat maka diperlukan konfigurasi yang  sama,  terdapat  beberapa  parameter  yang memungkinkan  komunikasi  serial  bekerja,  yaitu baud rate, paket data, parity bit, dan synchronization bit . Baud  rate berpengaruh  terhadap  kecepatan transfer  data  melalui  komunikasi  serial,  semakin besar baud rate , maka semakin cepat data terkirim, baud  rate memiliki  standar  nilai  kecepatan  yaitu 1200, 2400, 4800, 9600,  19200, 38400, 57600, dan
Gambar 1. Triaxial digital GLT-03
115200. Paket data merupakan rangkaian bit yang disusun  sedemikian  rupa,  biasanya  paket  data  ini merupakan suatu karakter yang telah di konversikan  dalam  bentuk bit ,  pada  komunikasi serial  biasanya  panjang bit yang  di  kirim  yaitu  5 hingga  9 bit . Parity  bit merupakan  bilangan  biner yang  ditambahkan  untuk  memastikan  jumlah bit yang  di  kirim  apakah  ganjil  atau  genap,  namun parity bit ini  bersifat  opsional,  karena parity bit ini dapat  memperlambat  kecepatan  berkomunikasi. Synchronization bit atau disebut juga start dan stop bit , berfungsi untuk memisahkan antara paket data satu dengan yang lainnya. Start bit biasanya terdiri dari satu bit , sedangkan stop bit biasanya terdiri dari satu atau dua bit . Gambar 2 merupakan serial frame yang  mewakili  pengiriman  satu  karakter  yang dikirimkan melalui komunikasi serial (Wardana, K., 2018).
Salah  satu  contoh  pengiriman  karakter melalui komunikasi serial berdasarkan tampilan bit pada serial  frame adalah  dengan  menggunakan skenario baud rate 9600, paket data 8 bit , parity 0 bit dan stop 1 bit atau bisa disimbolkan juga menjadi 9600  8N1,  yang  mengirimkan  karakter  “HI”.  Oleh karena  terdapat  dua  karakter  (“HI”),  maka  harus dipisah  menjadi  masing-masing  karakter,  karakter tersebut  harus  diubah  menjadi  bentuk  biner  8 bit , dilihat pada tabel ASCII huruf “H” (kapital) didapat nilai desimal 72 jika di konversikan ke  biner  maka didapat  01001000,  kemudian  untuk  huruf  “I” (kapital)  didapat  nilai  desimal  yaitu  73  dan  nilai binernya 01001001, dengan demikian didapat paket data seperti yang terlihat pada Gambar 3.
Nilai baud  rate 9600  bps  dapat  dianalisis kecepatan transfer data untuk pengiriman karakter “HI” melalui komunikasi serial.
- = =
= 104 ! (1)
Satu paket data terdiri  dari 10 bit (termasuk bit start dan stop), maka di dapat perhitungan waktu pengiriman satu karakter ( t #_% ).
! &' =  × = 10   ×  104 ! = 1,04 *+ (2)
Berdasarkan  contoh  perhitungan  dengan persamaan  (1)  dan  (2),  maka  untuk  mengirimkan
dua  buah  karakter  “HI”  memerlukan  waktu  2,08 milidetik.
Penelitian  kali  ini  menggunakan  data  yang terkirim  ke  perangkat triaxial  digital ,  dimana penelitian  dilaksanakan  di  PT.  Gerlink  Utama Mandiri.  Pengambilan  data  dilakukan  secara kualitatif  dan  kuantitatif,  pengamatan  kualitatif dilakukan dengan mengamati keberhasilan komunikasi antara perangkat komputer dengan alat triaxial digital ,  indikatornya aktuator akan bergerak sesuai  perintah  dan  output  akan  tampil  sesuai urutan. Adapun kuantitatif dengan cara menganalisis kecepatan transfer data  per karakter.
Penelitian  dimulai  dengan  perancangan modul  kendali  motor  yang  diatur  agar  dapat berkomunikasi dengan perangkat komputer melalui komunikasi serial, modul motor tersebut dilengkapi dengan  konverter  USB  ke  TTL,  menggunakan  IC FTDI  dengan  seri  FT232,  IC  tersebut  berfungsi sebagai  perantara  antara  perangkat  komputer dengan perangkat mikrokontroler, setelah itu mulai tahap  pemograman  chip  mikrokontroler,  seri  chip mikrokontroler yang digunakan yaitu ATMEGA328P yang  memungkinkan  diprogram  menggunakan aplikasi  Arduino  IDE,  pemograman  terfokus menambahkan  algoritma  untuk  menerima  data yang  masuk,  kemudian  ditambahkan  perintah perbandingan  antara  data  yang  masuk  dengan program yang telah diatur, selanjutnya ditambahkan perintah keluaran dari hasil program perbandingan,
Gambar. 3. Serial frame dengan paket data
Gambar 2. Serial Frame
Mulai Inisalisasi Program Baca Serial Input Setting karakter dan proses Apakah ada karakter yang sama Membandingkan data yang sesuai Output Pergerakan Motor/ Kecepatan Motor /Reset nilai load cell Stop Ya Tidak
Gambar 4. Flowchart Program Input Serial
Data
langkah  selanjutnya  merancang  aplikasi  pada komputer. Pada pemrograman modul motor dibagi menjadi  sub-program  kecepatan  motor,  sub- program menggerakan motor, sub-program membandingkan data serial yang masuk, dan sub- program display . Gambar 4 menjelaskan flowchart dari sub-program pembacaan nilai serial.

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan  komunikasi  dua  arah  memiliki bagian-bagian  utama  dalam  perancangan  sistem secara  keseluruhan,  seperti  pada  Gambar  5  dan penjelasan sebagai berikut.
Bagian  1  merupakan  bagian  komputer berfungsi sebagai pengendali dari modul mikrokontroler  pada triaxial  digital ,  didalamnya terdapat aplikasi yang telah di program agar dapat berkomunikasi  dengan  modul  mikrokontroler, terdapat  pula  tampilan GUI ( Graphical  User Interface ) yang didalamnya terdapat tombol-tombol seperti  pada control  panel ,  tombol-tombol  telah diprogram  agar  dapat  mengirmkan  karakter ketika ditekan.
Bagian 2 merupakan bagian media transfer data, dimana terdapat kabel USB dan modul FT232 sebagai  penghubung  antara  komputer  dan  modul motor triaxial digital . Gambar 6 menunjukkan FT232 dirancang dengan komponen-komponen pendukung  lainnya  seperti  kapasitor,  resistor, dioda, led, dan push button .
Bagian  3  didalamnya  terdapat  dua  modul yaitu  modul  motor  dan  modul loadcell yang  ini terhubung  secara inter  integrated  circuit (I 2 C). Modul  motor  diprogram  agar  dapat  menggerakan motor  dengan  kecepatan  yang  berbeda-beda, sedangkan modul loadcell berfungi untuk mengukur nilai  dari  sensor loadcell .  Program  pada  modul motor telah diatur agar dapat menerima data serial, kemudian data yang masuk tersebut dibandingkan dengan  karakter  yang  telah  diatur  pada  program modul motor, setiap karakter memiliki keluarannya masing-masing.  Tabel  1  menunjukkan  daftar  dari masing-masing karakter beserta keluarannya.
Bagian  4  merupakan  keluaran  dari  semua perintah  karakter  yang  dikirim,  terdapat  dua keluaran  yaitu  motor stepper dan display  seven segmen .  Penjelasan  diatas  merupakan  bagian- bagian yang menyusun sistem dari komunikasi dua arah,  pada  bagian  komunikasi  diatur  kecepatan baud  rate yaitu  9600  bps,  karena  menggunakan
ATMEGA328P,  maka  panjang  paket  data  8 bit , dengan menggunakan persamaan (1) dan (2) dapat
Gambar 5. Blok diagram komunikasi dua arah
Tabel 1 . Daftar karakter dan keterangannya No  Karakter Keluaran Keterangan 1 C Serial.println (“Nomor Id”) Mengirim Id ke Komputer 2 P btnMin=0 Mode Kecepatan Motor -1 3 M btnPlus=0 Mode Kecepatan Motor +1 4 R btnReset=0 Mode Awal Kecepatan Motor 5 1 Mode1=true Mode 1 Kecepatan Motor 6 2 Mode2=true Mode 2 Kecepatan Motor 7 3 Mode3=true Mode 3 Kecepatan Motor 8 4 Mode4=true Mode 4 Kecepatan Motor 9 U btnUp=0 Motor Bergerak ke Atas 10 D btnDown=0 Motor Bergerak ke Bawah 11 S btnStop=0 Motor Berhenti 12 A ledUp=true Menyalakan Indikator Led Up 13 B ledDown=true Menyalakan Indikator Led Down 14 Y disp=true Menerima Data Sensor 15 N Disp=false Berhenti Menerima Data Sensor 16 Z Wire.write(‘z’) Kirim Karakter Ke modul Loadcell 17 # Calmod() Aktifkan mode kalibrasi motor 18 * calLoadCell() Mengaktifkan Mode Kalibrasi Loadcell
dianalisis kecepatan perhitungan setiap pengiriman satu karakter.
Tabel  2  adalah  hasil  pengujian  kecepatan data  yang  dikirim  setiap  karakter  masing-masing didapatkan  nilai  rata-rata  kecepatan  sebesar  1,04 milidetik.

## 4 KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  di  PT.  Gerlink Utama  Mandiri,  didapat  kesimpulan  berdasarkan data  kualitatif  dan  kuantitatif,  dimana  perangkat komputer  dan  modul  motor  pada triaxial  digital dapat  berkomunikasi  dengan  baik  yakni  saling menerima  dan  mengirim  data,  motor  dapat bergerak  sesuai  perintah  yang  dikirimkan  oleh komputer,  begitu  pula  tampilan seven  segmen berubah  seiring  dengan  kecepatan  motor  yang diatur oleh komputer. Kecepatan data yang dikirim setiap karakter masing-masing memiliki kecepatan 1,04 milidetik.

## 5 UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  ucapkan  terimakasih  kepada Direktur dan supervisor PT. Gerlink Utama Mandiri yang telah mengizinkan kami melakukan penelitian terhadap  alat Triaxial  Digital ,  terkhusus  kepada bapak  Ghozalfan  Farabi  Basarah  dan  bapak Ruchimat yang mendukung penulis dalam menyelesaikan penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Yahya,  M.  2018.  Era  Industri  4.0:  Tantangan  Dan Peluang  Perkembangan  Pendidikan  Kejuruan Indonesia. Universitas Negeri Makassar, Makassar.
Ruchimat,  G.  F.  Basarah,  H.  M.  Saputra.    2018. Mengenal  Perbedaan  Antara  Alat  Triaxial  Digital Dengan  Triaxial  Manual.  GL/art/001/mar2018. Bandung.
Katalog  Gerlink,  http://gerlink.id/katalog/gerlink- catalogue.pdf, (diakses 2 Juli 2018)
H. Arafat, H. M. Saputra, The Effect of Motor Speed on  Pressure:  5000N  Triaxial  Digital.  prosiding AMTeQ. hal. 217-220, 2017.
J.  W.  Jeon,  2000,  Designing    and    Implementing Personal    Microcomputer,    IEEE    Trans.    on Education, vol. 43 no 4.
Firdaus,  2009.  Integrasi  Product  Design  and Manufacturing  dengan  Teknologi  Informasi  dan Komunikasi (TIK). Jurnal Austenit Vol.1, No.2. pp. 38-47
A.  Junaidi,  I.  Gunawan,  Taufikurrahman,  S.  Riza.
2019. Pembuatan Sistem Preventive Maintenance pada Bengkel Produksi Politeknik Negeri Sriwijaya  Berbasis  Aplikasi.    Jurnal  Austenit  Vol. 11, No.1. pp 16-20
Y. Chen,    A  Real  Time  Control Simulator  Design for    Automated  Manufacturing    System    Using Petri    Nets,  Proceeding  of  the  1991  IEEE International  Conference    on    Robotics    and Automation  Sacramento,  California,  1991.[E- book]
Abdullah,  A.  G.,  Preliminary  Design  of  Industrial Automation Training Kit Based Real Mobile Plant,
ICAET 2014. X.  Han,  X.  Kong,  The  Designing  of  Serial Communication Based on RS232. ACIS International Conference, 2010. Wardana, K. Dasar Komunikasi Serial. https://tutorkeren.com/artikel/dasar-komunikasi- serial.htm (diakses 3 Juni 2018).
Tabel 2. Kecepatan pengiriman satu karakter
No Karakter Nilai Biner Kecepatan Pengiriman (milidetik) 1 C 01000011 2 1,04 2 P 01010000 2 1,04 3 M 01001101 2 1,04 4 R 01010010 2 1,04 5 1 00110001 2 1,04 6 2 00110010 2 1,04 7 3 00110011 2 1,04 8 4 00110100 2 1,04 9 U 01010101 2 1,04 10 D 01000100 2 1,04 11 S 01010011 2 1,04 12 A 01000001 2 1,04 13 B 01000010 2 1,04 14 Y 01011001 2 1,04 15 N 01001110 2 1,04 16 Z 01011010 2 1,04 17 # 00100011 2 1,04 18 * 00101010 2 1,04