Membuat printer 3D sederhana dengan biaya rendah menggunakan Arduino Uno

    Petunjuk lengkap untuk membangun printer 3D sederhana dengan biaya rendah menggunakan Arduino Uno dan komponen yang terjangkau. Saya akan memberikan rincian semua bahan, fungsi komponen, cara pembuatan, struktur rangkaian, dan cara menghubungkan semuanya.

1. Komponen dan Bahan yang Diperlukan

A. Komponen Elektronik:

Arduino Uno (Clone):

Fungsi: 

Sebagai otak utama printer 3D yang mengontrol semua pergerakan motor stepper, suhu hotend, dan sensor (endstop).

Harga: $2 - $5.

Pin yang Digunakan: 

Pin digital untuk mengendalikan motor stepper dan endstop, pin analog untuk sensor suhu (thermistor).

Driver Motor Stepper (L298N):

Fungsi: 

Mengendalikan motor stepper dengan menerima sinyal dari Arduino untuk menggerakkan sumbu X, Y, dan Z.

Harga: $2 - $3 per unit.

Jumlah: 3 unit (satu untuk setiap motor stepper).

##Keterangan: 

Menggunakan L298N karena lebih murah daripada A4988 atau DRV8825, meskipun kurang efisien untuk motor stepper.

Motor Stepper (NEMA 17 atau bekas):

Fungsi: 

Menggerakkan sumbu X, Y, dan Z pada printer 3D.

Harga: $3 - $5 per unit (bekas atau motor yang lebih murah).

Jumlah: 3 unit (satu untuk setiap sumbu).

Endstop (Push Button Sederhana):

Fungsi: 

Untuk menentukan batas pergerakan sumbu X, Y, Z.

Harga: $1 - $2 per unit.

Jumlah: 3 unit (satu untuk setiap sumbu).

Hotend (Murah atau Bekas):

Fungsi: 

Memanaskan dan mencetak filamen plastik (seperti PLA).

Harga: $5 - $10.

Jumlah: 1 unit.

Power Supply (12V):

Fungsi: 

Memberikan daya ke semua komponen elektronik dan motor stepper.

Harga: $5 - $10.

## Keterangan: 

Pastikan power supply dapat memberikan cukup daya untuk motor stepper dan hotend.

Thermistor (sensor suhu):

Fungsi: 

Untuk memantau suhu hotend dan mencegah overheating.

Harga: $2 - $5.

Jumlah: 1 unit.

Belt dan Pulley:

Fungsi: 

Menyediakan mekanisme penggerak untuk sumbu X dan Y.

Harga: $3 - $5.

Jumlah: 1 set (untuk sumbu X dan Y).

Rod dan Lead Screw (atau Threaded Rod):

Fungsi: 

Menggerakkan sumbu Z dengan memanfaatkan motor stepper.

Harga: $5 - $10.

Jumlah: 1 set.

B. Bahan Struktur:

Pipa PVC 

Fungsi: 

Menjadi struktur rangka untuk printer 3D.

Harga: $5 - $10.

Jumlah: 4-6 buah pipa PVC 1/2” atau 3/4”, masing-masing panjang sekitar 60 cm.

Keterangan: Pipa PVC ringan dan mudah dipotong, cocok untuk struktur printer 3D dasar.

Bracket dan Sambungan PVC:

Fungsi: Menghubungkan pipa PVC dan membentuk rangka printer 3D.

Harga: $5 - $10.

Jumlah: 4-6 unit (tergantung pada desain).

Baut dan Mur:

Fungsi: Untuk merakit dan mengikat bagian-bagian frame dan motor ke rangka.

Harga: $3 - $5.

Jumlah: Secukupnya.

2. Fungsi Setiap Komponen

Arduino Uno: 

Mengontrol segala aspek pergerakan dan kontrol suhu pada printer. Arduino mengirimkan sinyal ke driver motor untuk menggerakkan motor stepper, mengendalikan endstop untuk memeriksa batas sumbu, dan memantau suhu menggunakan thermistor.

L298N (Driver Motor): 

Menerima sinyal dari Arduino Uno dan memberikan arus yang cukup untuk menggerakkan motor stepper.

Motor Stepper: 

Menggerakkan sumbu X, Y, dan Z berdasarkan sinyal dari driver motor.

Endstop: 

Berfungsi sebagai pengaman untuk menghentikan pergerakan motor jika sumbu mencapai batas tertentu.

Hotend dan Thermistor:

 Menyuntikkan filamen dan menjaga suhu agar tetap stabil selama proses cetak.

Power Supply: 

Memberikan daya yang dibutuhkan oleh motor dan komponen elektronik printer.

3. Struktur dan Pembuatan

A. Struktur Rangka Printer 3D:

Buat frame dari pipa PVC: 

Potong pipa PVC sesuai ukuran dan rakit menjadi kotak besar yang akan menampung semua komponen. Gunakan bracket PVC dan baut untuk menyambungkan pipa-pipa ini. Usahakan frame kokoh agar motor dan komponen lain bisa dipasang dengan stabil.

Sumbu X dan Y: 

Gunakan belt dan pulley untuk menggerakkan sumbu X dan Y. Sumbu X dan Y akan bergerak dengan bantuan motor stepper dan belt yang dikendalikan oleh driver motor L298N. Tempatkan motor stepper di sisi kiri atau kanan frame untuk menggerakkan sumbu tersebut.

Sumbu Z: 

Sumbu Z menggerakkan hotend naik dan turun, menggunakan lead screw dan motor stepper. Pastikan rod dan lead screw dipasang dengan tepat di sumbu Z.

B. Cara Pemasangan Komponen:

Pasang Motor Stepper: 

Pasang motor stepper pada sumbu X, Y, dan Z dengan menggunakan bracket dan baut. Sambungkan motor ke L298N driver sesuai dengan petunjuk.

Endstop: 

Pasang endstop di posisi yang sesuai pada sumbu X, Y, dan Z untuk membatasi pergerakan. Endstop ini akan dihubungkan ke Arduino Uno.

Hotend: 

Pasang hotend di sumbu Z, pastikan termistor dan heater terpasang dengan baik untuk menjaga suhu. Sambungkan hotend ke Arduino Uno dan pastikan termistor mengukur suhu dengan akurat.

Thermistor: 

Pasang thermistor di dekat hotend untuk memonitor suhu dan mengirimkan data ke Arduino.

4. Struktur Rangkaian dan Koneksi Komponen

A. Rangkaian Elektronik (Wiring):

Motor Stepper ke L298N:

Sambungkan pin IN1, IN2, IN3, dan IN4 dari driver L298N ke pin digital pada Arduino Uno (misalnya, pin 2-5).

Sambungkan motor stepper ke terminal output L298N.

Sambungkan ground L298N ke ground Arduino Uno.

Endstop (Push Button) ke Arduino:

Sambungkan satu terminal push button (endstop) ke pin digital (misalnya, pin 8, 9, dan 10) di Arduino Uno.

Terminal lain sambungkan ke ground (GND).

Hotend dan Thermistor ke Arduino:

Thermistor (sensor suhu) disambungkan ke pin analog pada Arduino Uno (misalnya, pin A0).

Hotend heater disambungkan ke pin digital Arduino yang mendukung PWM (misalnya, pin 6).

Pastikan thermistor memiliki resistor untuk membaca suhu yang akurat.

Power Supply:

Sambungkan power supply 12V ke input power driver L298N dan juga ke Arduino untuk memberikan daya ke motor dan hotend. Jangan lupa untuk menyambungkan ground power supply ke ground Arduino Uno dan L298N.

5. Firmware dan Pengaturan

Firmware Marlin:

Marlin adalah firmware open-source yang dapat diunduh dan diubah sesuai dengan spesifikasi printer 3D Anda. Unduh firmware Marlin dari GitHub.()

Sesuaikan Configuration.h untuk printer Anda (misalnya, jumlah motor, ukuran bed, pinout untuk endstop dan motor, serta parameter suhu hotend).

Kompilasi firmware menggunakan Arduino IDE dan unggah ke Arduino Uno.

Kalibrasi:

Kalibrasi sumbu X, Y, Z secara manual dengan memindahkan motor stepper secara perlahan.

Uji endstop untuk memastikan motor berhenti saat mencapai batas.

Kalibrasi suhu hotend dan pastikan termistor membaca suhu dengan akurat.

Kesimpulan :

Printer 3D sederhana ini dapat dibuat dengan biaya sekitar $35 - $60, menggunakan Arduino Uno dan komponen yang lebih murah atau bekas. Dengan menggunakan pipa PVC sebagai frame dan komponen motor stepper bekas, Anda dapat membuat printer 3D yang fungsional meskipun dengan anggaran terbatas.

Namun, perhatikan bahwa meskipun printer ini dapat membuat objek 3D, kualitas dan kecepatan cetak mungkin terbatas dibandingkan dengan printer 3D komersial.