Perancangan Automatic Bed Levelling Sensor Untuk Permukaan Cetak 3D Printer FDM Berbasis Sensor Strain Gauge dan Mikrokontroler LGT8F328P

Surya, Dalvin (2024) Perancangan Automatic Bed Levelling Sensor Untuk Permukaan Cetak 3D Printer FDM Berbasis Sensor Strain Gauge dan Mikrokontroler LGT8F328P. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5022201154-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (6MB) | Request a copy

Abstract

3D printer Fused Deposition Modelling (FDM) merupakan sebuah alat yang digunakan untuk mencetak objek tiga dimensi berbahan plastik atau sejenisnya. 3D printer FDM mengandalkan permukaan cetak atau build plate dengan surface flatness sekitar 25% ketinggian lapisan pertamanya agar objek yang dicetak akurat secara dimensi dan objek yang ingin dicetak tidak lepas dari build platenya. Automatic bed levelling (ABL) sensor digunakan pada 3D printer untuk mengkompensasi adanya permukaan yang tidak rata pada build plate. ABL sensor yang umumnya digunakan pada 3D printer memiliki trigger distance yaitu jarak dari sensor ke terdeteksinya build plate dengan nozzle. Hal ini menyebabkan pengguna perlu mengalibrasi ulang jarak z offset ketika melakukan penggantian nozzle. ABL sensor yang dirancang dengan menggunakan strain gauge dalam bentuk load cell, sebuah ADC dan mikrokontroller LGT8F328P dapat mengatasi masalah tersebut dengan menggunakan nozzlenya sebagai sensor untuk mendeteksi sentuhan pada build plate. Algoritma untuk mendeteksi sentuhan terdiri dari sebuah threshold adaptif dan kalkulasi gradien untuk memastikan terjadinya sentuhan dan mengurangi terjadinya false triggering hingga nilai error sekecil 0%. Threshold Adaptif memastikan pembacaan load cell terkompensasi dari drifting akibat perubahan suhu hot end atau build plate. Pengujian kemampuan kompensasi suhu dilakukan pada suhu ruangan dan dengan memanaskan hot end ke suhu 200°C, 225°C, 250°C dan 275°C, ditemukan perubahan akurasi pengukuran sekecil 12.54%. Kemampuan kompensasi perubahan suhu build plate dilakukan pada suhu 60°C, 70°C, 80°C dan 90°C, ditemukan ABL sensor yang dirancang memiliki variansi akurasi pengukuran lebih rendah sebesar 89.75% dibandingkan sensor PL-05N. ABL sensor yang dirancang juga berhasil mendeteksi surface flatness dari build plate. Dengan tingkat keberhasilan kompensasi sebesar 58.24% untuk kemiringan 0.479mm dan 87.40% untuk kemiringan 3.157mm.
====================================================================================================================================
Fused Deposition Modelling (FDM) 3D printer is a device used to print three-dimensional objects made of plastic or similar materials. FDM 3D printer relies on a build plate with a surface flatness of about 25% of the height of the first layer to ensure that the printed object is dimensionally accurate and remains adhered to the build plate. An Automatic Bed Leveling (ABL) sensor is used in 3D printers to compensate for any unevenness on the build plate surface. Typically, ABL sensors used in 3D printers have a trigger distance, which is the distance from the sensor to the detected build plate with the nozzle. This necessitates recalibrating the Z offset distance when changing the nozzle. An ABL sensor designed using a strain gauge in the form of a load cell, an ADC, and an LGT8F328P microcontroller can address this issue by using the nozzle as a sensor to detect contact with the build plate. The algorithm for detecting contact consists of an adaptive threshold and gradient calculation to ensure contact detection and reduce false triggering to an error value as low as 0%. The adaptive threshold ensures that the load cell readings are compensated for drift due to temperature changes in the hot end or build plate. Temperature compensation testing was conducted at room temperature and by heating the hot end to 200°C, 225°C, 250°C, and 275°C, resulting in a measurement accuracy change as small as 12.54%. Compensation capability for changes in build plate temperature was tested at 60°C, 70°C, 80°C, and 90°C, and it was found that the designed ABL sensor had a measurement accuracy variance 89.75% lower than the PL-05N sensor. The designed ABL sensor also successfully detected the surface flatness of the build plate, achieving compensation success rates of 58.24% for a tilt of 0.479mm and 87.40% for a tilt of 3.157mm.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Load cell, Automatic Bed Levelling, 3D printer, Drifting
Subjects:	T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK7871.674 Detectors. Sensors
Divisions:	Faculty of Intelligent Electrical and Informatics Technology (ELECTICS) > Electrical Engineering > 20201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Dalvin Surya
Date Deposited:	30 Jul 2024 01:38
Last Modified:	30 Jul 2024 01:38
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/109445

Actions (login required)

View Item