RANCANG BANGUN SISTEM JENDELA OTOMATIS BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER TIPE OMRON ZEN 20C1AR-A-V1

ABSTRAK

RANCANG BANGUN SISTEM JENDELA OTOMATIS BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

TIPE OMRON ZEN 20C1AR-A-V1

Oleh Alfian B L Sinaga

Pada zaman modern seperti sekarang ini, teknologi berkembang sangat cepat. Perkembangan teknologi ini sangat bermanfaat bagi manusia disegala bidang.. Dalam kehidupan kita banyak ditemukan bangunan-bangunan di mana bangunan yang ada tidak lepas dari keberadaan jendela sebagai lubang sirkulasi udara dan sumber masuknya cahaya dari luar ke dalam ruangan, di mana kita harus membuka jendela di pagi hari dan akan menutup kembali di sore hari, yang kadang membuat kita lupa ataupun enggan membuka atau menutup jendela sehingga dapat menyebabkan penggunaan listrik yang berlebihan karena kita menyalakan lampu dan pengatur sirkulasi udara lebih lama.

PLC merupakan alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan

relay yang dijumpai pada sistem kendali proses konvensional. Pengguna membuat program yang kemudian dijalankan oleh PLC. Program yang digunakan untuk pembuatan ladder diagram bagi perintah PLC adalah menggunakan program ZEN Support Software. Komponen utama sebagai perintah input PLC dan sebagai pemicu program adalah Light Dependent Resistor (LDR), sensor suhu LM35 dan penggunaan weekly timer. Sedangkan

output yang digunakan sebagai perintah lanjutan dari keluaran PLC adalah relay

yang disusun membentuk H-Bridge sebagai pemicu kerja motor DC untuk menggerakkan jendela dan tirai.

Realisasi alat bekerja dengan baik dengan pengaturan program yang sesuai dan sistem hardware yang baik.. Namun pengaruh ekternal sangat mempengaruhi sehingga perlu ada pengaturan besar torsi motor agar sistem dapat menggerakkan jendela atau tirai yang lebih besar.

Kata kunci : Light Dependent Resistor, Relay, PLC.

ABSTRACT

The Development Of An Automatic Window System Based On Programmable Logic Controller Omron ZEN 20C1AR Type-A-V1

By:

Alfian B L Sinaga

Fast growing technology development in modern era at present gives many benefits for human in all sector. In our life there are many buildings in which that buildings have windows as their air circulation and entry of light from outside into the room, in which we must open it in the morning and close it at the afternoon, which occasionally make us forget or unwilling to open or close so that it can make electric use became over because we use lamp and air circulation longer. PLC is a tool used to replace a series of relay circuits encountered in the conventional process control systems. Users create a program (using a ladder diagram) which is then executed by the PLC. The program used for the manufacture of PLC ladder diagram for the command is using the ZEN Support Software program. The main components of the PLC and the command input as a trigger program is a Light Dependent resistor (LDR), temperature sensor LM 35 and weekly timer. While the outputs are used as advanced commands for the PLC inputs are relay to trigger the motor direction.

Realization tool works well with the appropriate program settings and hardware systems that either. But the influence of external influence, so there needs to be greater motor torque settings for the system to move the bigger window and drapery.

RANCANG BANGUN SISTEM JENDELA OTOMATIS

BERBASIS

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER

TIPE OMRON ZEN 20C1AR-A-V1

(Skripsi)

Oleh

Alfian B L Sinaga

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2013

RIWAYAT HIDUP

Penulis adalah anak sulung dari 5 (lima) bersaudarapasangan M. Sinaga dan H. Panggabean yang lahir di Sidikalang pada tanggal 23 November 1987.

Pada tahun 2000, penulis menyelesaikan pendidikan di SD Swasta ST Yosef Sidikalang, tahun 2003 penulis menyelesaikan pendidikan di SLTP Negeri 1 Sidikalang, dan tahun 2006 menyelesaikan pendidikan di SMK Telekomunikasi Shandy Putra Medan.

Sejak tahun 2006, penulis terdaftar sebagai mahasiswa jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur SPMB.

Selama menjadi mahasiswa penulis aktif dalam Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Lampung pada periode 2007-2009 sebagai anggota Departemen Pendidikan dan Pengkaderan, , penulis juga aktif dalam Unit Kegiatan Mahasiswa Kristen Unila periode 2008-2009 sebagai Sekretaris Umum. Pada tahun 2010, Penulis melaksanakan kerja praktik di PT. Telkom Kandatel Medan.

Dengan segala kerendahan hati, kupersembahkan karya sederhana

ini sebagai wujud Syukur dan Terima Kasih kepada:

Tuhan Yesus Kristus yang selalu membimbing,

memberkati dan menyertaiku dalam perjalanan

hidupku.

Ayahanda M. Sinaga dan Ibunda H. Panggabean yang

selalu penuh dengan rasa cinta dalam membesarkan,

membimbing,

mendidik

dan

berdoa

untuk

keberhasilanku.

Adik-adikku, Vita, Vera, Lordmen dan Mery

yang membantu dan memberi dukungan dalam

menyelesaikan jenjang pendidikanku dan berdoa

untuk keberhasilanku.

SANWACANA

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang maha Esa, karena atas segala rahmat, dan kasih-Nyalah, penulis akhirnya dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Jendela Otomatis Berbasis PLC OMRON ZEN 20C1AR-A-V1”.

Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung. Dalam penyusunan skripsi ini penulis telah banyak mendapat bantuan baik ilmu, petunjuk, materi, bimbingan dan saran dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih dari lubuk hati yang paling dalam kepada :

1. Ibu Dr. Lusmeilia Afriani selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.

2. Bapak Agus Trisanto, Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung dan sebagai Penguji yang telah memberikan pelajaran, ilmu, dan saran dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. Ibu Herlinawati, S.T., M.T. selaku Sekretaris Jurusan teknik Elektro Universitas Lampung.

4. Bapak Ir. Emir Nasrullah, M.Eng. selaku Pembimbing Utama yang telah memberikan bimbingan, ilmu dan saran selama penyelesaian Tugas Akhir ini.

Akhir ini.

6. Bapak Bapak Ir. Abdul Haris, M.T. selaku dosen pembimbing akademik. 7. Seluruh staf pengajar dan karyawan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Lampung.

8. Bapak Mamak, dan adik-adikku tercinta, atas kasih sayang, kesabaran, do’a yang tak pernah habis sepanjang masa.

9. Keluarga besarku di Wisma Sanabil : Goksa, Yohanes Tri, Timbo, Wawan, Midson, Iyan, Rio, Edi Ardul, Mbul, Hendra, Bolang, Bangkit, Tedi, Ade, bg Epan, Toman yang selalu mendukung penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini.

10.Teman-teman Teknik Elektro Universitas Lampung khususnya angkatan 2006. 11.Dytha dan Vio yang sudah mengingatkan penulis untuk mengerjakan tugas

akhir ini.

12.Semua pihak yang telah membantu serta mendukung penulis dari awal kuliah hingga terselesaikannya Tugas Akhir ini.

Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Bandar Lampung, Maret 2013

DAFTAR ISI

halaman

ABSTRAK ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR TABEL ... vii

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan Penelitian ... 3

C. Manfaat Penelitian ... 3

D. Batasan Masalah ... 3

E. Perumusan Masalah ... 4

F. Hipotesis ... 4

G. Sistematika Penulisan ... 4

II. TINJUAN PUSTAKA A. Programmable Logic Controller (PLC) ... 6

B. Rele ... 18

C. Motor DC ... 19

E. Sensor Suhu ... 24

III.METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian ... 26

B. Alat dan Bahan ... 26

C. Tahap-Tahap Perancangan Tugas Akhir ... 27

D. Blok Diagram ... 31

E. Perancangan Perangkat Keras ... 32

F. Perancangan Perangkat Lunak ... 37

G. Pembuatan Alat ... 40

H. Pengujian Alat ... 41

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengujian ... 43

1. Pengujian Perangkat Keras ... 45

2. Pengujian Perangkat Lunak... 52

3. Pengujian Sistem ... 58

V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 60

B. Saran ... 60 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel halaman

DAFTAR GAMBAR

Gambar halaman

2.1. Sistem PLC ... 8

2.2. Simbol input dan output Ladder Diagram. ... 13

2.3. Susunan Rele ... 19

2.4. Motor DC ... 20

2.5. Arah arus dan arah medan magnet... 21

2.6. Light Dependent Resitor (LDR).. ... 22

2.7. IC LM 35 ... 25

3.1. Diagram Alir Langkah Kerja Perancangan Alat ... 30

3.2. Blok Diagram Sistem Jendela Otomatis dengan Pengendali Utama PLC OMRON tipe ZEN-20C1AR-A-V1 ... 31

3.3. Perancangan Skematik H-Bridge ... 34

3.4. Motor Bergerak Searah Jarum Jam.. ... 34

3.5. Motor Bergerak Berlawanan Arah Jarum Jam.. ... 35

3.6. Rangkaian Power Supply Sederhana. ... 35

3.7. Rangkaian Sensor Cahaya ... 36

3.8. Rangkaian Sensor Suhu ... 37

3.9. Memindahkan Program dari PC Ke PLC atau dari PLC Ke PC... 38

3.10. Tampilan transfer to ZEN. ... 38

4.1. Model Sistem Jendela Otomatis berbasis PLC. ... 44

4.2. Power Supply ... 46

4.3. Rangkaian H_Bridge. ... 47

4.4. Skematik Rangkaian Sensor Cahaya ... 48

4.5. Skematik Rangkaian Sensor Suhu. ... 50

4.6. Program Pengaturan Buka/Tutup Jendela ... 53

4.7. Simulasi Pengaturan Buka/Tutup Jendela ... 54

4.8. Jendela Dalam Keadaan Terbuka ... 54

4.9. Program Pengaturan Motor Pengunci Jendela ... 55

4.10. Program Pengaturan Buka/Tutup Tirai ... 56

4.11. Tirai Dalam Keadaan Terbuka ... 56

4.12. Program Pengaturan On/Off Lampu Dan Kipas... 57

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pada zaman modern seperti sekarang ini, teknologi berkembang sangat cepat. Perkembangan teknologi ini sangat bermanfaat bagi manusia disegala bidang. Teknologi yang sangat membantu dalam kehidupan manusia adalah sistem otomatisasi. Sistem adalah kombinasi dari beberapa komponen yang bekerja bersama-sama dalam melakukan suatu sasaran tertentu. Sistem tidak dibatasi hanya untuk sistem fisik saja (Ogata, 1995). Otomatisasi ini adalah salah satu tujuan yang ingin dicapai dalam sistem pengendali yang bertujuan untuk mempermudah pekerjaan manusia.

Dalam kehidupan kita banyak ditemukan bangunan-bangunan di mana bangunan yang ada tidak lepas dari keberadaan jendela sebagai lubang sirkulasi udara dan sumber masuknya cahaya dari luar ke dalam ruangan, di mana kita harus membuka jendela di pagi hari dan akan menutup kembali di sore hari, yang kadang membuat kita lupa ataupun enggan membuka atau menutup jendela sehingga dapat menyebabkan penggunaan listrik yang berlebihan karena kita menyalakan lampu dan pengatur sirkulasi udara lebih lama. Dengan menggunakan suatu sistem yang

2

menggunakan alat-alat kontrol dalam hal ini programmable logic controller (PLC), diharapkan mampu terciptanya alat kontrol otomatis yang dapat memenuhi harapan tersebut.

Programmable Logic Controller (PLC) merupakan pengendali yang umum dipakai dibidang industri. PLC adalah komputer elektronik yang mudah digunakan dan memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam. Definisi PLC adalah suatu sistem kendali logika terprogram, merupakan piranti elektronik yang dirancang untuk dapat beroperasi secara digital dengan menggunakan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal instruksi-instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan (timer), pencacahan (counter) dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O digital maupun analog (Sulistiyanti dan Setyawan, 2006) .

Penelitian untuk tugas akhir ini merupakan pengaplikasian PLC yang diterapkan dalam sistem jendela otomatis, dalam tugas akhir ini akan diaplikasikan PLC sebagai pengendali sistem jendela sehingga jendela dan tirai dapat membuka dan menutup serta lampu dan kipas angin dapat menyala dan padam secara otomatis.

B. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk membuat model sistem jendela otomatis dengan pengendali utama adalah PLC.

C. Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah model sistem ini dapat memudahkan orang dalam buka/tutup jendela dan tirai rumah, karena tirai dan jendela akan membuka dan menutup secara otomatis dengan PLC sebagai pengendali utama.

D. Batasan Masalah

Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah:

1. Penelitian yang dilakukan berbasis PLC menggunakan PLC jenis Omron ZEN 20C1AR-A-V1 dengan 10 I/O (12 masukan dan 8 keluaran).

2. Waktu yang telah diatur pada PLC untuk membuka atau menutup jendela. 3. Sensor cahaya sebagai masukan untuk membuka dan menutup tirai.

4. Sensor cahaya sebagai masukan untuk menghidupkan dan memadamkan lampu.

5. Sensor suhu sebagai masukan untuk menghidupkan atau memadamkan kipas angin.

4

E. Perumusan Masalah

Berdasarkan kondisi di atas maka timbul permasalahan yaitu bagaimana merancang sebuah sistem jendela otomatis yang menggunakan sistem kontrol PLC sebagai pengendali utama dan sensor suhu dan cahaya sebagai sumber masukan informasi untuk PLC.

F. Hipotesis

Hipotetis penelitian ini adalah PLC Omron Zen 20C1AR –A-V1dapat digunakan sebagai pengendali sistem jendela otomatis yang dapat membuka/tutup jendela dan tirai, menyalakan dan memadamkan lampu dan kipas secara otomatis berdasarkan kondisi waktu dan kondisi cahaya dan suhu.

G. Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Memuat latar belakang, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, perumusan masalah, hipotesis, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Berisi teori-teori yang mendukung dalam perancangan dan realisasi alat dalam perancangan.

BAB III METODE PENELITIAN

Berisi rancangan dan realisasi rangkaian alat, meliputi alat dan bahan, langkah-langkah pengerjaan yang akan dilakukan, penentuan spesifikasi rangkaian, blok diagram rangkaian, cara kerjanya, dan penjelasan masing-masing bagian blok diagram.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Menjelaskan prosedur pengujian, hasil pengujian dan analisa. BAB V SIMPULAN DAN SARAN

Memuat simpulan yang diperoleh dari pembuatan dan pengujian alat, dan saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut.

DAFTAR PUSTAKA

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Programmable Logic Controller (PLC)

Programmable Logic Controller (PLC) adalah suatu peralatan elektronika yang bekerja secara digital dan memiliki memori yang dapat diprogram, menyimpan perintah-perintah untuk melakukan fungsi-fungsi khusus seperti logic, sequencing, timing, counting dan arithmatik untuk mengontrol berbagai jenis motor atau proses melalui modul input output analog atau digital (Crispin, 1997). Di dalam PLC berisi rangkaian elektronika yang dapat difungsikan seperti contact relay (baik NO maupun NC) pada PLC dapat digunakan berkali-kali untuk semua intruksi dasar selain intruksi output. Jadi bisa dikatakan bahwa dalam suatu program PLC tidak diijinkan menggunakan output dengan nomor kontak yang sama.

1. Prinsip Kerja PLC

Data berupa sinyal dari peralatan input luar diterima oleh sebuah PLC dari sistem yang dikontrol. Peralatan input luar misalnya: saklar, sensor, tombol dan lain-lain. Data sinyal masukan yang masih berupa sinyal analog akan diubah oleh modul input

A/D (analog to digital input module) menjadi sinyal digital. Selanjutnya oleh unit prosesor sentral atau CPU yang ada di dalam PLC sinyal digital dan disimpan di dalam memory. Keputusan diambil CPU dan perintah yang diperoleh diberikan melalui modul output D/A (digital to analog output module) sinyal digital itu bila perlu diubah kembali menjadi menggerakkan peralatan output luar (external output device) dari sistem yang dikontrol seperti antara lain berupa kontaktor, relay,

solenoid, value, heater, alarm dimana nantinya dapat untuk mengoperasikan secara otomatis sistem proses kerja yang dikontrol tersebut.

Programmable Logic Controller memiliki karakteristik :

1. Kokoh dan dirancang untuk tahan terhadap getaran, suhu, kelembaban, dan kebisingan.

2. Antarmuka untuk input dan output telah tersedia secara built-in di dalamnya. 3. Mudah diprogram dan menggunakan bahasa pemrograman yang mudah

dipahami, yang sebagian besar berkaitan dengan operasi-operasi logika dan penyambungan.

PLC yang diproduksi oleh berbagai industri sistem kendali terkemuka saat ini biasanya mempunyai ciri-ciri sendiri yang menawarkan keunggulan sistemnya, baik dari segi aplikasi (perangkat tambahan) maupun modul utama sistemnya. Meskipun demikian, pada umumnya setiap PLC mengandung empat bagian, yaitu:

1. Modul catu daya.

2. Modul Central Processing Unit (CPU). 3. Modul program perangkat lunak. 4. Modul I/O.

8

Gambar 2.1. Sistem PLC. 1.1 Modul Catu Daya

Sistem PLC memiliki dua macam catu daya dibedakan berdasarkan fungsi dan operasinya yaitu catu daya dalam dan catu daya luar. Catu daya dalam merupakan bagian dari unit PLC itu sendiri sedangkan catu daya luar yang memberikan catu daya pada keseluruhan bagian dari sistem termasuk di dalamnya untuk memberikan catu daya dalam dari PLC. Catu daya dalam akan mengaktifkan proses kerja pada PLC. Besarnya tegangan catu daya yang dipakai disesuaikan dengan karakteristik PLC. Bagian catu daya dalam pada PLC sama dengan bagian-bagian yang lain dimana terdapat langsung pada satu unit PLC atau terpisah dengan bagian yang lain.

1.2 Modul Central Processing Unit (CPU)

CPU terdiri dari: 1. Mikroprosesor

Merupakan otak dari PLC, yang diifungsikan untuk operasi matematika, operasi logika, mengeksekusikan instruksi program, memproses sinyal I/O, dan berkomunikasi dengan perangkat external. Sistem operasi dasar disimpan dalam

Read Only Memory (ROM). ROM adalah jenis memori yang semi permanen dan tidak dapt diubah dengan pengubah program. Memori tersebut hanya digunakan untuk membaca saja dan jenis memori tersebut tidak memerlukan catu daya cadangan karena isi memori tidak hilang meski catu daya terputus.

2. Memori

Merupakan daerah dari CPU yang digunakan untuk melakukan proses penyimpanan dan pengiriman data pada PLC. Menyimpan informasi digital yang bisa diubah dan berbentuk tabel data, register citra, atau Relay Ladder Logic

(RLL) yang merupakan program pengendali proses. Untuk pemakaian, pembuatan program perlu disimpan dalam memori yang dapat diubah-ubah dan dihapus yang disebut Random Access Memory (RAM) dan disimpan tidak permanen. Jika sumber masukannya hilang maka programnya akan hilang. Selain ROM dan RAM, ada beberapa memori yang sering digunakan oleh PLC antara lain:

10

a. Programmable Read-Only Memory (PROM) pada dasarnya sama seperti ROM, kecuali pada PROM dapat deprogram oleh programmer hanya untuk satu kali.

b. Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM) adalah PROM yang dapat dihapus dengan memberi sinar ultraviolet (UV) untuk beberapa menit dan sering disebut UVPROM.

c. Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) mempunyai kelebihan dibandingkan dengan EPROM karena dapat dengan cepat direset dan mudah dihapus.

d. Nonvolatile Random Access Memory (NOVRAM) merupakan jenis memori yang sering digunakan pada CPU PLC. NOVRAM merupakan kombinasi dari EEPROM dengan RAM. Bila catu daya berkurang, maka isi memori RAM disimpan pada EEPROM, sebelum hilang memori dibaca kembali oleh RAM saat catu daya kembali normal.

1.3 Modul Program Perangkat Lunak

Terdapat beberapa bahasa pemrograman standar untuk menuliskan bahasa pemrograman PLC. Menurut International Electrotechnical Commission (IEC)— dikenal dengan IEC 1131-3—terdapat 5 bahsa pemrograman PLC (Crispin, 1997), yaitu:

1. Structured text (ST): sebuah bahasa berbasiskan teks tingkat tinggi yang serupa Pascal dalam membangun struktur kendali perangkat lunaknya.

2. Instruction List (IL): rangkaian instruksi bahasa tiingkat rendah berdasarkan

mnemonics yang sering digunakan untuk perintah utama PLC.

3. Ladder Diagram (LD): sebuah bahasa pemrograman tipe grafik yang berkembang dari metode rangkaian logika relay listrik dan digunakan di seluruh PLC.

4. Function Block Diagram (FBD): sebuah bahasa pemrograman tipe grafik berdasarkan blok-blok fungsi yang dapat digunakan kembali di dalam bagian yang berbeda dalam sebuah aplikasi.

5. Sequential Function Chart (SFC): sebuah bahasa tipe grafik untuk membangun sebuah kendali program sekuensial untuk mengendalikan waktu dan keadaan berdasarkan grafik.

Semua bahasa pemrograman tersebut dibuat berdasarkan proses sekuensial yang terjadi di dalam plant (sistem yang dikendalikan). Semua instruksi dalam program akan dieksekusi oleh modul CPU, dan penulisan program itu bisa dilakukan pada keadaan on line maupun off line. Jadi PLC dapat dituliskan program kendali pada saat ia melakukan proses pengendalian sebuah plant tanpa mengganggu pengendalian yang sedang berjalan. Eksekusi perangkat lunak tidak akan mempengaruhi operasi I/O yang tengah berlangsung. Dari kelima bahasa pemrograman standar tersebut, yang dapat digunakan pada bahasan ini adalah

12

1.3.1 Ladder Diagram

Salah satu metode pemrograman PLC yang sangat umum digunakan adalah yang didasarkan pada penggunaan diagram tangga (Ladder Diagram). Menuliskan sebuah program, dengan demikian, menjadi sama halnya dengan menggambarkan sebuah rangkaian pensaklaran. Diagram-diagram tangga terdiri dari dua garis vertikal yang merepresentasikan rel-rel daya. Komponen-komponen rangkaian disambungkan sebagai garis-garis horizontal, yaitu anak-anak tangga, di antara kedua garis vertikal ini.

Dalam menggambarkan sebuah diagram tangga, diterapkan konvensi-konvensi tertentu:

1. Garis-garis vertikal diagram merepresentasikan rel-rel daya, dimana di antara keduanya komponen-komponen rangkaian tersambung.

2. Tiap-tiap anak tangga mendefinisikan sebuah operasi dalam proses kendali. 3. Sebuah diagram tangga dibaca dari kiri ke kanan. Anak tangga teratas dibaca

dari kiri ke kanan dan demikian seterusnya. Prosedur membaca semua anak tangga program ini disebut sebagai sebuah siklus.

4. Tiap-tiap anak tangga harus dimulai dengan sebuah input atau sejumlah input

dan harus berakhir dengan setidaknya sebuah output.

5. Perangkat-perangkat listrik ditampilkan dalam kondisi normalnya. Dengan demikian, sebuah sakelar yang dalam keadaan normalnya terbuka hingga suatu objek menutupnya, diperlihatkan sebagai terbuka pada diagram tangga, demikian pula sebaliknya.

6. Sebuah perangkat tertentu dapat digambarkan pada lebih dari satu anak tangga. Huruf-huruf atau nomor-nomor dipergunakan untuk memberi label bagi perangkat tersebut pada tiap-tiap situasi kendali yang dihadapinya.

7. Input dan output seluruhnya diidentifikasikan melalui alamat-alamatnya, notasi yang dipergunakan bergantung pada pabrikan PLC yang bersangkutan. 8. Pada Gambar 2.2 diperlihatkan simbol-simbol baku yang digunakan untuk

perangkat input dan output. Perhatikan bahwa input derepresentasikan oleh hanya dua simbol, yaitu kotak yang secara normal terbuka dan kotak yang secara normal tertutup. Hal ini berlaku untuk perangkat apapun yang tersambung ke PLC. Proses yang dilaksanakan oleh perangkat input sama halnya dengan membuka atau menutup sebuah sakelar. Output

direpresentasikan oleh hanya satu simbol, terlepas dari apapun perangkat

output yang disambungkan ke PLC.

Keterangan Gambar :

(a) kontak input normal-terbuka (c) sebuah instruksi khusus (b) kontak input normal-tertutup (d) dan (e) perangkat output

Gambar 2.2. Simbol input dan output Ladder Diagram.

(a) (b) (c)

14

1.4 Modul I/O.

Modul I/O merupakan modul masukan dan modul keluaran yang bertugas megatur hubungan PLC dengan piranti external atau peripheral yang dapat berupa suatu komputer host, sakelar-sakelar, unit penggerak motor, dan berbagai macam sumber sinyal yang terdapat dalam plant.

1. Modul masukan

Modul masukan berfungsi menerima sinyal dari unit pengindera periperal dan memberikan pengaturan sinyal, terminasi, isolasi, atau indikator sinyal masukan. Sinyal-sinyal piranti periperal itu di-scan dan dikomunikasikan melalui modul antarmuka (interface) dalam PLC.

Terminal masukan mengirimkan sinyal dari kabel yang diihubungkan dengan masukan sensor dan transduser, pada modul input sinyal masukannya dapat berupa sinyal digital maupun analog, sinyal tersebut sangat tergantung dengan perangkat input yang digunakan.

2. Modul keluaran

Modul keluaran berfungsi mengaktifasi berbagai macam piranti seperti lampu, motor, tampilan status titik periperal yang terhubung dengan sistem,

conditioning, terminasi, dan pengisolasian. Pada modul keluaran menyediakan tegangan keluaran untuk aktuator atau indikator alat modul output-nya, keluaran PLC dapat berupa sinyal analog atau digital tergantung perangkat

Dalam penelitian ini penulis akan menggunakan PLC OMRON tipe ZEN-20C1AR-A-V1 yang mempunyai 20 I/O yaitu 12 inputs dan 8 outputs dengan sumber tegangan 220 VAC dan sumber tegangan output 12 VDC. Bahasa pemrograman yang digunakan yaitu ladder diagram (diagram tangga).

Pada PLC OMRON tipe ZEN-20C1AR-A-V1 terdapat dua macam pewaktu, yaitu Pewaktu atau Timer dan Pewaktu Tahan atau Holding Timer dengan perbedaan sebagai berikut:

a. Pewaktu: Nilai pewaktu saat ini akan di-reset saat pewaktu diubah dari

modeRUN ke mode STOP atau catu daya ZEN dimatikan. Terdapat empat macam operasional pewaktu jenis ini, yaitu tundaan ON, tundaan OFF, pulsa tunggal dan pulsa kedip.

1. Tundaan ON (ON Delay): Bit pewaktu terkait akan ON setelah sekian waktu yang ditentukan dari saat masukan pemicuan ON dan akan ON

terus selama masukan pemicuan ON.

2. Tundaan OFF (OFF Delay): Bit pewaktu yang terkait akan ON pada saat masukan pemicu ON. Saat masukan pemicuan OFF, maka bit pewaktu akan OFF setelah sekian waktu yang ditentukan.

3. Pulsa tunggal (One-shot pulse): Bit pewaktu akan ON hanya selama waktu yang ditentukan mulai dari saat masukan pemicuan ON (tidak peduli ON hanya sesaat atau lama).

16

4. Pulsa kedip (Flashing): Meng-ON-kan dan meng-OFF-kan berulang-ulang bit pewaktu selama masukan pemicuan ON.

b. Pewaktu tahan (Holding Timer): Nilai pewaktu saat ini akan disimpan walaupun terjadi pengubahan mode RUN menjadi STOP atau catu daya dimatikan. Pewaktuan akan dilanjutkan kembali jika masukan pemicu ON, selain itu status ON pada bit pewaktu tahan ini akan disimpan jika waktu yang dikehendaki sudah selesai. Bit pewaktu tahan ini hanya bisa beroperasi dengan fungsi tundaan ON saja.

c. Pencacah (Counter): terdapat 16 pencacah yang dapat digunakan dalam mode naik (increment) maupun turun (decrement). Nilai saat ini dari pencacah akan disimpan jika mode operasi ZEN diubah atau catu daya dimatikan. Bit pencacah akan ON jika nilai cacah sudah melampaui nilai yang ditentukan. Nilai pencacah kembali ke 0 (nol) jika di-reset.

Jenis-jenis counter antara lain:

1. Counter up: yaitu counter yang melakukan pencacahan naik (incremental).

2. Counter down: melakukan pencacahan secara menurun (decremental). 3. Counter set: counter yang setelah aktif maka akan memerintahkan set

operasi.

PLC OMRON sudah pernah digunakan dalam penelitian yaitu:

Tabel 1. Penelitian Yang Menggunakan PLC Omron Sebagai Pengendali. No Nama Peneliti Tahun Penelitian Hasil Penelitian

1 Afri Yudamson 2011 Rancang bangun model lift

cerdas 3 lantai dengan menggunakan PLC Omron ZEN 20C1AR-A-V2

2 Dedi Rustiawan 2011 Rancang bangun sistem cerdas pintu ruangan berbasis PLC Omron ZEN 10C1AR-A-V1

3 K. Ramdhani 2010 Rancang Bangun Prototipe

Sistem Pengendalian Konveyor Penyortiran Dan Pengisian Barang Berbasis PLC.

Penelitian ini menggunakan PLC Omron ZEN 10C1AR-A-V1

Pada penelitian ini digunakan PLC OMRON tipe ZEN-20C1AR-A-V1 sebagai pengendali utama sistem jendela otomatis dengan menggunakan timer untuk mengatur buka/tutup jendela, sensor cahaya untuk buka/tutup tirai dan hidup/padam lampu dan sensor suhu untuk menyalakan/memadamkan kipas angin.

18

B. Rele

Rele adalah sakelar elektronik yang dapat membuka atau menutup rangkaian dengan menggunakan kontrol dari rangkaian elektronik lain. Rele dikendalikan oleh arus. Rele memiliki sebuah kumparan tegangan rendah yang dililitkan pada sebuah inti. Ada sebuah armatur besi yang akan tertarik menuju inti apabila arus mengalir melewati kumparan (Bishop, 2004). Sebuah rele tersusun atas kumparan, pegas, sakelar (terhubung pada pegas) dan 2 kontak elektronik (normally close dan normally open).

a. Normally close (NC) : saklar terhubung dengan kontak ini saat relay tidak aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi terbuka.

b. Normally open (NO) : saklar terhubung dengan kontak ini saat relay aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi tertutup.

Berdasarkan pada prinsip dasar cara kerjanya, rele dapat bekerja karena adanya medan magnet yang digunakan untuk menggerakkan sakelar. Saat kumparan diberikan tegangan sebesar tegangan kerja rele maka akan timbul medan magnet pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik sakelar dari kontak NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar ke kontak NC.

Gambar 2.3. Susunan Rele. Sumber: Bishop, 2004

C. Motor DC

Motor DC (arus searah) adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah (DC) menjadi tenaga gerak atau putaran dimana tenaga gerak tersebut berupa putaran rotor. Motor DC umumnya bekerja dengan tegangan rendah. Motor ini biasanya membutuhkan arus beberapa milliampere untuk mengaktifkannya (Bishop, 2004). Motor DC magnet permanen adalah motor yang menggunakan magnet permanen sebagai fluk magnet utama. Sedangkan elektromagnetik digunakan untuk medan sekunder atau fluks jangkar. Motor DC memerlukan suplai tegangan searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor DC disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar).

20

Gambar 2.4. Motor DC.

Catu tegangan DC menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Spesifikasi dari motor DC 3 V antara lain :

Range tegangan 1.5 - 6VDC

8700+/-12% RPM saat tanpa beban, 5800+/-12% RPM saat efisiensi kecepatan maksimum

Arus sampai dengan 1,5 A

1.1Prinsip Dasar Motor DC

Prinsip dasar dari motor arus searah adalah bila sebuah kawat berarus diletakkan antara kutub magnet ( U – S ), maka pada kawat itu akan bekerja suatu gaya yang mengerakkan kawat itu. Arah gerak kawat itu dapat ditentukan dengan Kaidah tangan kiri, yaitu apabila tangan kiri terbuka diletakkan diantara kutub U dan S, sehingga garis-garis gaya yang keluar dari kutub utara menembus telapak tangan kiri

dan arus di dalam kawat mengalir searah dengan arah keempat jari,maka kawat itu akan mendapat gaya yang arahnya sesuai dengan arah ibu jari (Sumanto, 1995).

Kerja motor DC terjadi jika suatu lilitan jangkar dialiri arus listrik searah dengan arah i didalam medan magnet B, maka akan terbangkit gaya F sebesar :

F = B.i.l

Keterangan:

F = gaya yang dihasilkan motor (N)

B = kuat medan magnet sekitar (T)

i = arus yang mengalir pada kumparan jangkar (A)

l = panjang kumparan (m)

Gambar 2.5. Arah arus dan arah medan magnet. Sumber: Sumanto, 1995

Persamaan di atas merupakan prinsip dari sebuah motor arus searah, dimana terjadi proses perubahan energi listrik menjadi energi mekanik. Bila jari-jari rotor adalah r, maka torsi yang akan dibangkitkan adalah :

22

T = F.r = B.i.l.r

Keterangan:

T = torsi yang dibangkitkan (Nm)

r = jari-jari rotor (m)

D. Sensor Cahaya

Komponen utama dari rangkaian sensor cahaya ini adalah Light Dependent Resitor

(LDR). LDR atau light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. Sebuah LDR terdiri dari sebuah piringan semikonduktor dengan dua buah elektroda pada permukaanya. LDR ini memiliki karakteristik bahwa bila ada cahaya yang jatuh padanya maka nilai tahanannya akan berkurang dan akan naik tahanannya apabila intensitas cahayanya berkurang (Bishop, 2004).

LDR akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat tidak ada cahaya yang mengenainya (gelap). Dalam kondisi ini hambatan LDR, mampu mencapai 1 MΩ. Akan tetapi saat terkena sinar, hambatan LDR akan turun secara drastis hingga nilai beberapa puluh ohm saja. Dalam aplikasi, dianjurkan untuk mengukur nilai Rmax dan

Rmin dari LDR. Pengukuran Rmax dilakukan saat LDR berada pada tempat gelap,

sebaliknya pengukuran Rmin dilakukan pada tempat terang.

Komparator merupakan rangkaian elektronik yang akan membandingkan suatu input

dengan referensi tertentu untuk menghasilkan output berupa dua nilai (high dan low). Suatu komparator mempunyai dua masukan yang terdiri dari tegangan acuan (Vreference) dan tegangan masukan (Vinput) serta satu tegangan ouput (Voutput). Nilai low

dan high dari keluaran akan ditentukan oleh desain dari komparator itu sendiri. Keadaan output ini disebut sebagai karakteristik output komparator.

Prinsip kerja dari rangkaian LDR ini adalah LDR akan ditembak cahaya terus menerus, dan apabila keadaan sudah gelap maka nilai tahanan LDR tersebut akan naik dan rangkaian bekerja untuk mengaktifkan rele dan menjadi input PLC.

Dipilihnya komponen ini karena mudah didapat dan harganya terjangkau. Sepasang sensor yang berfungsi sebagai pembangkit atau pengendali saklar magnetik pada rele dihubungkan dengan input PLC.

24

E. Sensor Suhu

Sensor suhu bekerja untuk mendeteksi temperatur dari objek dan mengirimkan sinyal tegangan yang sesuai dengan keadaan suhu objek yang dipantau tersebut. Ada empat jenis utama sensor suhu yang biasa digunakan yaitu termocouple, detector suhu tahanan (Resistance Temperature Detector = RTD), termistor dan sensor IC.

IC (Integrated Circuit) adalah rangkaian elektronis lengkap yang dimasukkan dalam satu chip silikon. Walaupun bentuknya biasanya tidak lebih besar dari transistor, IC dapat berisi sedikitnya ratusan atau ribuan transistor, diode, tahanan.

IC LM35 merupakan rangkaian terpadu sensor suhu yang mana tegangan keluarannya berbanding lurus dengan suhu yang ditera dalam satuan derajat celcius (°C). Adapun spesifikasi dari IC LM35 adalah sebagai berikut:

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mV/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam Celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC 3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. 4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 μA.

6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. 8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Waktu : November 2011 – Maret 2013

Tempat : Laboratorium Teknik Kendali Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung

B. Alat dan Bahan

Peralatan dari penelitian tugas akhir ini mencakup berbagai instrumen, komponen, perangkat kerja serta bahan-bahan yang digunakan dalam proses penelitian adalah sebagai berikut:

1. PLC Omron Zen 20C1AR-A-V1 2. Multimeter digital

3. Motor DC 4. Gear 5. IC LM324 6. LM 35 7. LDR 8. Relay

10.Transformator

11.IC Regulator 5V, 9V, 12V 12.Dioda Bridge

13.LED

14.Kipas angin

Perangkat kerja, yang terdiri dari: 1. Komputer pribadi (PC) 2. Power supply

3. Papan projek (Project Board) 4. Bor PCB

5. Kabel penghubung

6. Solder, timah, dan beberapa peralatan pembersih solder dan timah

Ada pun bahan-bahan yang diperlukan dalam perancangan ini yaitu : 1. PCB kosong

2. Papan plastik mika 3. Kayu

4. Timah solder

5. Feriklorit

C. Tahap-Tahap Perancangan Tugas Akhir

Langkah-langkah kerja yang dilakukan pada perancangan model sistem secara keseluruhan adalah sebagai berikut:

28

1. Studi literatur

Studi literatur digunakan untuk mempelajari berbagai sumber referensi (buku dan internet) yang berkaitan dan yang mendukung perancangan model sistem ini, seperti:

a. Karakteristik PLC, sistem kerja, pemrograman, dan aplikasinya. b. Sitem kerja dan komponen dari sebuah sistem jendela otomatis. 2. Perancangan blok diagram sistem.

Perancangan blok diagram sistem bertujuan untuk mempermudah realisasi rancang bangun jendela otomatis.

3. Implementasi rangkaian jendela otomatis. Implementasi rangkaian dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut :

a. Menentukan komponen dan rangkaian sistem yang digunakan.

b. Membuat program menggunakan diagram ladder dan kemudian

men-download program tersebut ke PLC Omron.

c. Melakukan pengujian rangkaian dari setiap blok diagram di project board. d. Menggabungkan setiap rangkaian blok diagram yang telah diuji dan

melakukan pengujian ulang.

e. Merangkai rangkaian di PCB setelah diuji coba dan dinyatakan berhasil. 4. Pengujian alat.

Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui tingkat keberhasilan alat yang dirancang dan dapat dilakukan dengan cara pengambilan data terhadap parameter referensi yang telah ditentukan.

5. Analisa dan Kesimpulan

Analisa dilakukan terhadap data-data yang diperoleh dari hasil pengujian dan kemudian disimpulkan. Langkah terakhir, akan dilakukan penulisan dalam bentuk laporan.

Tahap perancangan dan realisasi alat yang dilakukan dalam penelitian ini dijelaskan dalam diagram alir pada Gambar 3.1.

30

Membuat blok diagram

Menentukan rangkaian dan komponen

Menentukan spesifikasi rangkaian keseluruhan

Mulai

Uji coba rangkaian per blok diagram

Berhasil ?

Berhasil ?

Membuat Ladder Diagram

Menggabungkan software dan hardware

Uji coba rangkaian

Realisasi di PCB

Uji coba keseluruhan

Berhasil ?

Selesai

Tidak

Ya

Tidak Ya

Tidak

Ya

D. Blok Diagram Sistem

Blok diagram perancangan jendela otomatis dengan pengendali utamanya adalah PLC OMRON tipe ZEN-20C1AR-A-V1 ditunjukkan pada gambar 3.2.

Gambar 3.2. Blok Diagram Sistem Jendela Otomatis dengan Pengendali Utama PLC OMRON tipe ZEN-20C1AR-A-V1.

Dari Gambar 3.2 dapat dijelaskan bahwa PLC sebagai pengendali memiliki 3 (tiga) masukan dan 7 (tujuh) keluaran.

a. Masukkan (input)

Terdapat tiga masukkan yang digunakan yaitu timer, sensor suhu dan sensor cahaya. Timer berfungsi untuk mengatur jadwal buka dan tutup jendela secara otomatis. Sensor cahaya dan sensor suhu berfungsi untuk mengatur buka/tutup tirai, nyala/padam lampu dan kipas berdasarkan keadaan yang sudah ditentukan.

Sensor LM

35 Operational _Amplifier

Sensor cahaya (LDR)

Motor buka/tutup jendela

Motor buka/tutup tirai

Kipas Angin PLC ZEN- 20C1AR-A-V1 Operational Amplifier

Motor pengunci jendela

Lampu Rele

32

b. Keluaran (output)

Output PLC yang digunakan berjumlah tujuh. Untuk keluaran pertama dan kedua menjadi pengendali motor 1 yang merupakan motor penggerak jendela sehingga jendela dapat terbuka dan tertutup. Terbuka dan tertutupnya jendela terjadi karena penggunaan rangkaian h_bridge sebagai pembalik arah motor. Untuk keluaran ketiga untuk pengendali motor pengunci jendela. Keluaran keempat dan kelima menjadi pengendali motor 2 yang merupakan motor penggerak tirai sehingga jendela dapat terbuka dan tertutup. Untuk keluaran keenam digunakan untuk pengendali hidup/mati kipas angin dan keluaran ketujuh digunakan untuk pengendali hidup/mati lampu.

E. Perancangan Perangkat keras

1. Pengendali Utama

Sistem pengendalian utama yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah PLC dengan spesifikasi sebagai berikut:

1. Spesifikasi

Merek : OMRON ZEN Programmable Relay

Tipe : ZEN-20C1AR-A-V1

Tegangan sumber : 100 - 240 VAC Frekuensi : 50/60 Hz

Bahasa pemograman : Ladder diagram menggunakan program ZEN support software versi 3.0

dari 3 masukan dan 1 keluaran. Masukan : 12 buah (I0 – I11)

Keluaran : 8 buah (Q0 – Q7)

1. H-Bridge

H_Bridge merupakan suatu rangkaian yang berfungsi untuk membalik arah putar motor. Rangkaian H_Bridge pada umumnya menggunakan relay sebagai komponennya. Prinsip kerja dari rangkaian ini yaitu pengaturan aliran arus inputan sistem. Pada rangkaian H_Bridge apabila R1 (relay) yang di kiri aktif dan R1 (relay) yang di kanan aktif maka motor DC akan berputar ke arah kanan (searah jarum jam), apabila R2 (relay) yang di kiri aktif dan R2 (relay) yang di kanan aktif maka motor DC akan berputar ke arah kiri (berlawanan arah jarum jam). Gambar 3.3 menunjukan bentuk rangkaian skematik dari H-Bridge.

Cara kerja rangkaian H_Bridge secara sederhana adalah sebagai berikut :

H-Bridge atau yang diterjemahkan secara kasar sebagai “Jembatan H”, adalah

sebuah rangkaian dimana motor menjadi titik tengahnya dengan dua jalur yang bisa dibuka tutup untuk melewatkan arus pada motor tersebut, persis seperti huruf “H” (dengan motor berada pada garis horizontal).

Dua terminal motor a dan b dikontrol oleh 2 relay (R1 dan R2). Ketika NO R1 (NO R2 dalam keadaan off), maka terminal motor a akan mendapatkan tegangan (+) dan terminal b akan terhubung ke ground (-), hal ini menyebabkan motor bergerak maju (atau searah jarum jam).

34 Coil Coil Com Com Com Com NC NO NC NC NC NO NO NO + -M Q3 PLC Q4 PLC 18 VDC 12 VDC R1 R2

Gambar 3.3. Perancangan Skematik H-Bridge.

Gambar 3.4. Motor Bergerak Searah Jarum Jam.

NO R1 NO R2

NO R1 NO R2

Sedangkan sebaliknya, bila NO R1 dalam keadaan off, NO R2 dalam keadaan aktif, maka terminal a akan terhubung ke ground (-) dan terminal b akan mendapatkan tegangan (+), dan tentunya hal ini dapat menyebabkan motor berubah arah putarnya, menjadi bergerak mundur (atau berlawanan dengan arah jarum jam).

Keterangan Gambar :

1. NO R1 merupakan normaly open dari relay 1 2. NO R2 merupakan normaly open dari relay 2

Gambar 3.5. Motor Bergerak Berlawanan Arah Jarum Jam. 2. Power Supply

Power supply dalam penelitian tugas akhir ini digunakan untuk mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Tegangan DC dari power supply digunakan untuk memberi daya pada rangkaian sistem jendela otomatis.

Rangkaian dari power supply ditunjukkan pada gambar 3.6.

.

Gambar 3.6. Rangkaian Power Supply Sederhana.

NO R1 _{NO R2}

NO R1 NO R2

36

3. Rangkaian Sensor Cahaya

Rangkaian sensor cahaya merupakan rangkaian yang digunakan untuk memberikan sinyal kepada PLC sebagai pengendali utama untuk memberikan informasi ON atau OFF kepada motor buka/tutup tirai dan informasi untuk ON

atau OFF lampu.

Rangkaian dari sensor cahaya ditunjukkan pada gambar 3.7.

Gambar 3.7. Rangkaian Sensor Cahaya.

4. Rangkaian Sensor Suhu

Rangkaian sensor suhu merupakan rangkaian yang digunakan untuk memberikan sinyal kepada PLC sebagai pengendali utama untuk memberikan informasi ON

atau OFF kepada kipas angin.

Gambar 3.8. Rangkaian Sensor Suhu.

F. Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak ini digunakan untuk menuliskan perintah pada PLC, penulisan perintah ini menggunakan ladder diagram (diagram tangga).

PLC OMRON tipe ZEN-20C1AR-A-V1 merupakan pengendali utama dalam penyusunan Tugas Akhir ini, ZEN Suport Software merupakan software yang digunakan dengan bahasa pemrograman ladder diagram.

1. Memindahkan program dan memonitor program

Langkah-langkah memindahkan program dari PC ke PLC atau dari PLC ke PC : 1. Hubungkan PC dengan PLC ZEN dengan menggunakan kabel interface

38

Gambar 3.9. Memindahkan Program dari PC Ke PLC atau dari PLC Ke PC. Catatan :

Pengkabelan catu daya, masukan dan keluaran pada PLC harus benar. 2. Hubungkan PC dengan PLC ZEN secara online.

a. Pilih File/Properties dari Menu Bar dan tentukan model PLC ZEN dan

Expansion I/O Units.

b. Click tombol Go Online pada toolbar atau pilih ZEN/Go Online dari Menu Bar. Kemudian jendela konfirmasi akan tampil, click OK.

3. Untuk memindahkan program dari PC ke PLC ZEN

Click tombol Transfer to ZEN pada toolbar atau pilih ZEN/Transfer/Transfer to ZEN dari Menu Bar. Jendela konfirmasi Transfer to ZEN akan tampil,

Click OK.

Catatan :

a. Aktifkan The settings are downloaded too pada jendela konfirmasi

transfer to ZEN untuk men-download ZEN settings pada ZEN Support Software pada waktu yang sama.

b. Aktifkan Protection is set pada jendela konfirmasi transfer to ZEN jika inginkan mengaktifkan password proteksi program

4. Untuk memindahkan program dari PLC ZEN ke PC

Click tombol Transfer from ZEN pada toolbar atau pilih ZEN/Transfer/Transfer from ZEN dari Menu Bar. Jendela konfirmasi

Transfer from ZENakan tampil, Click OK.

Gambar 3.11 adalah tampilan transfer from ZEN.

Gambar 3.11. Tampilan transfer from ZEN. 5. Untuk memonitor program yang berjalan dengan PC

Untuk memonitor program yang berjalan dengan PC, PLC ZEN dan PC harus terkoneksi online dan program ZEN Support Software harus dibuka. Gunakan langkah 1-2, kemudian langkah 3 atau 4. Kemudian click tombol Toggle Monitoring pada toolbar atau pilih ZEN/Monitor dari Menu Bar.

40

2. Spesifikasi Alat

Spesifikasi alat yang dirancang adalah sebagai berikut :

1. Menggunakan sumber tegangan 9 VDC untuk mengaktifkan sensor cahaya dan sensor suhu.

2. Personal Komputer (PC) untuk membuat program dan simulasi, kemudian memasukkan program yang telah dibuat ke dalam PLC (download) atau dapat juga pemrograman dilakukan secara langsung dengan bantuan LCD yang ada pada PLC tersebut.

3. Menggunakan PLC OMRON tipe ZEN-20C1AR-A-V1 dengan sumber tegangan 220 VAC dan mempunyai 20 I/O, sebagai komponen pengendali yang bertugas mengamati masukan yaitu sensor dan memberikan instruksi kepada motor untuk berhenti atau berjalan.

4. Menggunakan relay 6 V, digunakan untuk menyambung arus 220 VAC sebagai input PLC dari keluaran sensor.

G. Pembuatan Alat

Dalam tahapan ini dilakukan realisasi dari skematik yang telah dibuat. Realisasi skematik rangkaian dilakukan pertama kali dengan menggunakan project board, jika rangkaian telah bekerja sesuai dengan fungsi yang diinginkan maka rangkaian dibuat ke dalam bentuk Printed Circuit Board (PCB). Namun jika ada beberapa fungsi yang tidak bekerja maka akan dilakukan peninjauan ulang terhadap rancangan rangkaian, baik itu berupa peninjauan terhadap pemilihan jenis komponen ataupun program yang ada pada PLC tersebut.

Ada beberapa proses yang dilakukan dalam tahapan pembuatan alat ini yaitu : 1. Menuliskan ladder diagram ke PLC

2. Membuat rangkaian yaitu dengan menggambar rangkaian elektronik menggunakan komputer dengan bantuan program Diptrace.

3. Memplot hasil gambar rangkaian pada PCB.

4. Melakukan penglarutan rangkaian pada PCB menggunakan ferry chloride.

5. Melakukan pengeboran untuk melakukan pemasangan komponen. 6. Melakukan pemasangan komponen pada PCB.

7. Melakukan penyolderan terhadap komponen dan PCB.

8. Membentuk konstruksi alat sesuai dengan bentuk yang telah direncanakan. 9. Mengintegrasikan alat yang sudah dibuat pada PCB ke model sistem jendela

yang telah dibuat. H. Pengujian Alat

Pengujian alat dilakukan dengan cara bertahap. Tahapan-tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Pengujian subsistem 2. Pengujian program 3. Pengujian sistem

Pengujian subsistem dalam hal ini meliputi power supply, H_Bridge, sensor cahaya dan sensor suhu. Pengujian power supply dilakukan dengan melihat keluaran tegangan dengan menggunakan multimeter apakah telah sesuai untuk mesukkan sistem atau belum. H_Bridge di uji dengan menghubungkan keluaran

42

H_Bridge ke motor kemudian H_Bridge diberikan tegangan masukkan sebesar 9 V DC. Jika putaran motor berubah arah putar ketika dilakukan pergantian kutub inputan tegangan (+ menjadi – dan – menjadi +) maka rangkaian H_Bridge sudah benar.

Pengujian program dilakukan dengan melakukan simulasi terhadap program yang telah dibuat berdasarkan rancangan sistem.

Sistem merupakan kumpulan dari sub-sub sistem. Sebelumnya dilakukan penggabungkan sub-sub sistem yang telah jadi dan mendownload program yang telah dibuat. Pengujian dilakukan dengan memasukkan input ke sistem dan melihat apakan keluaran (output) yang terjadi telah sesuai dengan apa yang diharapkan berdasarkan rancangan yang telah dibuat.

Pengujian terhadap hasil perancangan dan realisasi dalam pengujian keseluruhan dimaksudkan untuk mengetahui alat yang dibuat berhasil atau tidak dan apakah sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Dari pembahasan dan analisis pada bab-bab sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa :

1. Telah berhasil dibuat sebuah sistem jendela otomatis bebrbasis PLC

Omron ZEN 20C1AR- A- V1.

2. PLC jenis Omron ZEN 20C1AR-A-V1 dapat diterapkan sebagai pengendali untuk sistem jendela otomatis.

3. Sistem jendela otomatis ini dapat mengefisienkan waktu dalam buka/tutup jendela karena jendela akan terbuka/tertutup secara otomatis. 4. Sistem jendela ini dapat membantu menghemat penggunaan listrik karena

kipas dan lampu akan menyala/padam berdasarkan keadaan yang diterima oleh sensor suhu dan sensor cahaya.

B. Saran

1. Penelitian selanjutnya sebaiknya menggunakan motor yang memiliki torsi yang lebih besar agar dapat menggerakkan jendela yang lebih besar dan tirai yang lebih besar.

61

2. Penelitian selanjutnya menggunakan subsistem untuk mengatur kecepatan putaran kipas.

3. Penelitian selanjutnya sebaiknya suhu dalam ruangan diukur agar dapat ditentukan kecepatan putaran kipas.

DAFTAR PUSTAKA

Bishop, O. 2004. Dasar – Dasar Elektronika. Alih bahasa oleh Irzam Harmein. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Crispin, A. J. 1997. Programmable Logic Controllers and their Engineering Aplications, 2nd edition. McGraw- Hill Publishing Company. Berkshire, England.

Lampung, Universitas. 2008. Format Penulisan Karya IlmiahUniversitas Lampung. Universitas Lampung. Lampung.

Ogata, K. 1995. Teknik Kontrol Automatik, Jilid 1. Alih bahasa oleh Edi Laksono. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Ramdhani, K. 2010. Rancang Bangun Prototipe Sistem Pengendalian Konveyor Penyortiran Dan Pengisian Barang Berbasis PLC . Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Rustiawan, D. 2011. Rancang Bangun Sistem Cerdas Pintu Ruangan Berbasis Programmable Logic Controller Tipe Omron ZEN 10C1AR-A-V1.

Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Sumanto. 1995. Mesin Arus Searah. Penerbit Andi Offset. Yogyakarta.

Sulistiyanti, S.R dan FX. A. Setyawan.2006. Dasar Sistem Kendali. Universitas Lampung.Bandar Lampung.

Yudamson, A. 2011. Rancang Bangun Model Lift Cerdas 3 Lantai Dengan Menggunakan PLC Omron ZEN 20C1AR-A-V2. Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Ada beberapa proses yang dilakukan dalam tahapan pembuatan alat ini yaitu : 1. Menuliskan ladder diagram ke PLC

2. Membuat rangkaian yaitu dengan menggambar rangkaian elektronik menggunakan komputer dengan bantuan program Diptrace.

3. Memplot hasil gambar rangkaian pada PCB.

4. Melakukan penglarutan rangkaian pada PCB menggunakan ferry chloride. 5. Melakukan pengeboran untuk melakukan pemasangan komponen.

6. Melakukan pemasangan komponen pada PCB.

7. Melakukan penyolderan terhadap komponen dan PCB.

8. Membentuk konstruksi alat sesuai dengan bentuk yang telah direncanakan. 9. Mengintegrasikan alat yang sudah dibuat pada PCB ke model sistem jendela

yang telah dibuat. H. Pengujian Alat

Pengujian alat dilakukan dengan cara bertahap. Tahapan-tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Pengujian subsistem 2. Pengujian program 3. Pengujian sistem

Pengujian subsistem dalam hal ini meliputi power supply, H_Bridge, sensor cahaya dan sensor suhu. Pengujian power supply dilakukan dengan melihat keluaran tegangan dengan menggunakan multimeter apakah telah sesuai untuk mesukkan sistem atau belum. H_Bridge di uji dengan menghubungkan keluaran

42

H_Bridge ke motor kemudian H_Bridge diberikan tegangan masukkan sebesar 9 V DC. Jika putaran motor berubah arah putar ketika dilakukan pergantian kutub inputan tegangan (+ menjadi – dan – menjadi +) maka rangkaian H_Bridge sudah benar.

Pengujian program dilakukan dengan melakukan simulasi terhadap program yang telah dibuat berdasarkan rancangan sistem.

Sistem merupakan kumpulan dari sub-sub sistem. Sebelumnya dilakukan penggabungkan sub-sub sistem yang telah jadi dan mendownload program yang telah dibuat. Pengujian dilakukan dengan memasukkan input ke sistem dan melihat apakan keluaran (output) yang terjadi telah sesuai dengan apa yang diharapkan berdasarkan rancangan yang telah dibuat.

Pengujian terhadap hasil perancangan dan realisasi dalam pengujian keseluruhan dimaksudkan untuk mengetahui alat yang dibuat berhasil atau tidak dan apakah sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Dari pembahasan dan analisis pada bab-bab sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa :

1. Telah berhasil dibuat sebuah sistem jendela otomatis bebrbasis PLC Omron ZEN 20C1AR- A- V1.

2. PLC jenis Omron ZEN 20C1AR-A-V1 dapat diterapkan sebagai pengendali untuk sistem jendela otomatis.

3. Sistem jendela otomatis ini dapat mengefisienkan waktu dalam buka/tutup jendela karena jendela akan terbuka/tertutup secara otomatis. 4. Sistem jendela ini dapat membantu menghemat penggunaan listrik karena

kipas dan lampu akan menyala/padam berdasarkan keadaan yang diterima oleh sensor suhu dan sensor cahaya.

B. Saran

1. Penelitian selanjutnya sebaiknya menggunakan motor yang memiliki torsi yang lebih besar agar dapat menggerakkan jendela yang lebih besar dan tirai yang lebih besar.

61

2. Penelitian selanjutnya menggunakan subsistem untuk mengatur kecepatan putaran kipas.

3. Penelitian selanjutnya sebaiknya suhu dalam ruangan diukur agar dapat ditentukan kecepatan putaran kipas.

DAFTAR PUSTAKA

Bishop, O. 2004. Dasar – Dasar Elektronika. Alih bahasa oleh Irzam Harmein. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Crispin, A. J. 1997. Programmable Logic Controllers and their Engineering Aplications, 2nd edition. McGraw- Hill Publishing Company. Berkshire, England.

Lampung, Universitas. 2008. Format Penulisan Karya IlmiahUniversitas Lampung. Universitas Lampung. Lampung.

Ogata, K. 1995. Teknik Kontrol Automatik, Jilid 1. Alih bahasa oleh Edi Laksono. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Ramdhani, K. 2010. Rancang Bangun Prototipe Sistem Pengendalian Konveyor Penyortiran Dan Pengisian Barang Berbasis PLC . Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Rustiawan, D. 2011. Rancang Bangun Sistem Cerdas Pintu Ruangan Berbasis Programmable Logic Controller Tipe Omron ZEN 10C1AR-A-V1. Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Sumanto. 1995. Mesin Arus Searah. Penerbit Andi Offset. Yogyakarta.

Sulistiyanti, S.R dan FX. A. Setyawan.2006. Dasar Sistem Kendali. Universitas Lampung.Bandar Lampung.

Yudamson, A. 2011. Rancang Bangun Model Lift Cerdas 3 Lantai Dengan Menggunakan PLC Omron ZEN 20C1AR-A-V2. Universitas Lampung. Bandar Lampung.