Perancangan Sistem Kendali Pada Alat Liquid Handling System (LHS) 3-Axis Modifikasi Mesin 3D Printing Fused Deposition Modeling (FDM)

Abstract

Perkembangan Sistem pipetting manual masih sering digunakan, sehingga berisiko terhadap kontaminasi akibat kontak langsung dengan tangan manusia. Liquid Handling System (LHS) merupakan solusi otomatis untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi risiko kontaminasi, tetapi harganya mahal karena sistem kendali dan mekaniknya yang kompleks. Oleh karena itu, penelitian ini mengembangkan prototipe LHS dengan memanfaatkan mesin 3D printing tipe fused deposition modeling (FDM) berbasis sistem gerak kartesius pada sumbu X, Y, dan Z, sehingga menjadi lebih ekonomis dan efisien. Penelitian ini menggunakan metode research and development (R&D) yang meliputi pengembangan desain, pembuatan prototipe, uji coba, dan analisis data. Sistem kendali dirancang berbasis open-loop menggunakan Arduino Nano ATmega168 sebagai pengendali utama, dan ESP32 untuk komunikasi Bluetooth antara joystick dan gerakan LHS. Variasi kecepatan motor stepper (High, Medium, dan Low) diuji untuk mengevaluasi pengaruhnya terhadap kecepatan dan akurasi pipetting. Motor stepper NEMA 8 digunakan sebagai aktuator utama, dengan dukungan CNC shield dan driver motor stepper. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kecepatan Low dan Medium menghasilkan stabilitas volume cairan yang baik (2,71–12,29 mL dan 2,96–12,42 mL), sedangkan kecepatan High memberikan throughput lebih tinggi (4,25–17,21 mL), tetapi kurang stabil pada step angle besar. Prototipe ini direkomendasikan untuk aplikasi pipetting dengan penyesuaian kecepatan berdasarkan kebutuhan akurasi atau throughput.