APLIKASI IC AT89S52 DALAM PERANCANGAN PLC - Binus e-Thesis
Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer
Semester Ganjil tahun 2006/2007
PENGAPLIKASIAN IC AT89S52 DALAM PERANCANGAN PLC
Suyong Mursalim 0300459936
AbstrakSaat ini PLC sangat berguna untuk mempermudah dalam pengontrolan di industri. Tujuan pembuatan skripsi ini adalah untuk merancang alat PLC dengan menggunakan IC AT 89S52, yang mudah digunakan dan tidak memerlukan pneumatic untuk menggerakkannya sehingga bisa melakukan eksperimen di rumah.
Metode yang digunakan dalam pembuatan skripsi ini adalah metode Analisis, metode Perancangan dan metode pengumpulan data. Metode analisis dilakukan dengan menganalisis informasi tentang PLC dengan berbagai cara. Metode perancangan dilakukan dengan perancangan perangkat keras dan lunak. Metode pengumpulan data dilakukan dengan mengumpulkan data melalui berbagai cara.
Hasil yang diperoleh dalam skripsi PLC ini berupa alat PLC yang menggunakan
IC AT89S52 sebagai sentral kontrol unitnya yang mempunyai modul masukan dan modul keluaran yang berbeda dengan lab praktikum yang ada pada Univ Binus, dimana tidak memerlukan pneumatic untuk menggerakkannya dan mudah digunakan sehingga bisa di coba di rumah sendiri. Dan dalam skripsi PLC untuk pengontrolan relai-relai secara teratur yang bisa mengendalikan lampu, motor dc dan buzzer secara otomatisasi dari input2 sensor yang ada, sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai.
Jadi dapat disimpulkan Perancangan PLC ini bisa mengontrol alat – alat sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai dalam industri dan mudah digunakan karena alatnya praktis dan tidak menggunakan peneumatic sebagai penggeraknya
Kata Kunci PLC, Pengontrolan secara otomatisasi, relai, praktis dan mudah digunakan.
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan anugerah-Nya yang telah membimbing dan menguatkan saya sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ PENGAPLIKASIAN IC AT89S52 DALAM PERANCANGAN PLC ”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk melengkapi studi Strata-1 (S1) pada jurusan Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara, Jakarta.
Selama penulisan skripsi, banyak bantuan dan dukungan moral yang telah penulis terima dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini kami ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1.
Alamarhum Ibu Dr. Th. Widia Soerjaningsih, selaku Rektor Universitas Bina Nusantara sampai tahun 2005. yang sebelumnya telah sangat membantu serta sebagai inspirasi dan semangat dalam menyelesaikan skrispsi.
2. Bapak Wiedjaja, S. Kom, selaku Ketua Jurusan Sistem Komputer yang telah memberikan kepercayaan dan kesempatan kepada penulis.
3. Bapak Robby, S. Kom., MT selaku Sekretaris Jurusan Sistem Komputer yang telah memberikan kepercayaan dan kesempatan kepada penulis.
4. Bapak DR Suryadi Putra Liawatimena, selaku dosen aplikasi Mikro yang sangat membantu dalam penyelesaian skripsi ini.
5. Almarhum mama tercinta yang sebelumnya telah memberi dorongan moril dan semangat selama penyusunan skripsi ini.
6. Para Dosen Universitas Bina Nusantara yang telah mengajar saya sejak saya mulai menimba ilmu di kampus ini.
Bapak Jusuf Bintoro, Drs, M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan saran dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik serta saran yang membangun dari pembaca sangat dibutuhkan agar dapat membuat skripsi ini lebih baik.
Akhir kata, penulis merasa sangat bersyukur apabila skripsi ini dapat berguna bagi kepentingan orang banyak. Semoga hasil karya ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan memberikan sumbangsih kepada almamater dalam membangun manusia Indonesia seutuhnya. Terima Kasih.
Jakarta, 7 April 2007 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar i
Halaman Judul Dalam ii
Halaman Persetujuan HardCover iii
Abstrak iv Prakata v Daftar Isi vii
Daftar Tabel xii
Daftar Gambar xiv
Daftar Lampiran xviii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Ruang Lingkup
3
1.3 Tujuan dan Manfaat
4
1.4 Metodologi 4
1.4.1 Metode Analisis
4
1.4.2 Metode Perancangan
5
1.4.3 Metode pengumpulan data
5
1.5 Sistematika Penulisan
6
2.1 Sejarah Teknologi PLC
7
2.2 Latar Belakang Pemakaian PLC
7
2.2.1 Kelebihan dan kekurangan PLC
8
2.2.2 Pengertian PLC
11
2.2.3 Teori Dasar PLC
12
2.3 Perbedaan PLC dengan computer
13
2.4 Sistem PLC
14
2.4.1 Cara kerja sistem PLC
17
2.4.2 Penyusunan sistem PLC
19
2.4.2.1 Mikrokontroler
19
2.4.2.2 Memori
21
2.4.2.3 Programmer atau monitor
24
2.4.2.4 I/O MODULES (INTERFACES)
25
2.4.2.4.1 Modul Input
25
2.4.2.4.2 Modul output
27
2.4.2.5 Besaran Tegangan I/O
28
2.4.2.6 Jenis-jenis I/O
28
2.5 Logic Function Chart
32
2.6 IC AT8952 Dan PIN Konfigurasi
33
2.6.1 Fitur-fitur dari IC AT89S52
35 SETIAP KAKI PIN DAN DESKRIPSI IC AT 89S52
38
2.6.3 Konfigurasi PIN ISP IC AT89S52
57
2.7 RS 232 dan PIN Konfigurasi
60
2.8 IC ULN 2803 dan PIN Konfigurasi
68
2.9 Optoisolator 4N25 dan PIN Konfigurasi
69
2.10 Teori, Arti dan Pengertian Optocoupler
70
2.11 Relay
78
2.11.1 Teori Relay
78
2.11.2 Teori Histeresis Dalam Sebuah Relay
85
2.12 Program LadderWork
86
2.12.1 Sejarah LadderWork
86
2.12.2 Teori Singkat dan Penjelasan Program LadderWork
86
2.12.3 Pengertian dan hubungan-hubungan dalam Program LadderWork
88 BAB 3 PERANCANGAN SISTEM
3.1 Rancangan perangkat keras PLC 106
3.1.1. Cara kerja dari PLC dengan menggunakan IC AT89S52 107
3.1.2. Modul masukan dan keluaran PLC 108
3.1.2.1 Modul Input 109
3.1.3. ISP (In System programming) 111
3.1.4. langkah-langkah menjalankan PLC
113
3.1.5. IC AT 89S52 116
3.1.6. Optoisolator 119
3.1.7. IC Motor ULN 2803 120
3.1.8 Relai 121
3.2 Rancangan perangkat lunak 122
3.2.1 Fungsi – fungsi logika 122
3.2.2 Aljabar Boolean 125
3.2.3 Perancangan Ladder Diagram Dengan Program Ladder Work 127
3.3 Analisis program 140
3.4 Rancang Bangun 148
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI
4.1 Spesifikasi Sistem 150
4.1.1 Perangkat Keras 150
4.1.1.1 Spesifikasi Perancangan PLC 8 bit input dan output 150
4.1.1.2 Spesifikasi Sistem PLC Secara Keseluruhan 150
4.1.2 Perangkat Lunak 151
4.2 Prosedure Pengoperasian Sistem 151
4.4 Pengukuran dan Evaluasi kinerja PLC 154
4.5 Kelemahan dan kelebihan dari PLC yang dibuat pada skripsi 161
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 162
5.2 Saran 164
DAFTAR PUSTAKA
165
RIWAYAT HIDUP
166
LAMPIRAN-LAMPIRAN
L1 – L108
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 PIN Port 139 Tabel 2.2 PIN Port 3
40 Tabel 2.3 T2CON-Timer / Counter 2 Control Register
44 Tabel 2.4 AUXR: Auxiliary Register
45 Tabel 2.5 AUX R1 : Auxiliary Register 1
45 Tabel 2.6 Interrupt Enable (IE) register
53 Tabel 2.7 Mode Power Down
56 Tabel 2.8 karakteristik tegangan DC
59 Tabel 2.9 DB9 Cable Connections Commonly Used for EIA/TIAE-232E and
V.24 Asynchronous Interfaces
61 Tabel 2.10 PIN DESCRIPTIONS RS 232 62
Tabel 3.1 Spesifikasi I/O 109Tabel 3.2 Deskripsi pin out DB 25115
Tabel 3.3 ladder diagram 2129
Tabel 3.4 ladder diagram 3130
Tabel 3.5 ladder diagram 4131
Tabel 3.6 ladder diagram 5132
Tabel 3.7.1 Penyederhana Peta K 1133
Tabel 3.7.2 Penyederhana Peta K 2134
Tabel 3.7.3 Penyederhana Peta K 3134
Tabel 4.2 Tegangan – tegangan pada percobaan ladder diagram 3 157Tabel 4.3 Tegangan – tegangan pada percobaan ladder diagram 4 158Tabel 4.4 Tegangan – tegangan pada percobaan ladder diagram 5 159
DAFTAR GAMBAR
34 Gambar 2.11. Timer capture mode
61 Gambar 2.20 Receiver output enable and disable timing
60 Gambar 2.19 gambar fisik RS 232 DB 9
60 Gambar 2.18 Diagram fungsional
58 Gambar 2.17 Konfigurasi PIN RS 232
58 Gambar 2.16 Data mode serial ISP dalam bentuk gelombang
55 Gambar 2.15 Penyinaran memori dengan mode serial ISP
54 Gambar 2.14 Konfigurasi eksternal clock drive
52 Gambar 2.13 Hubungan-hubungan Osilator
51 Gambar 2.12. Interrupt
33 Gambar 2.10. Diagram blok AT89S52
Gambar 2.1 Data processing dan process control computer29 Gambar 2.9. Diagram Konfigurasi PIN AT89S52
27 Gambar 2.8. Saklar
26 Gambar 2.7. PLC Output Module layout
19 Gambar 2.6 PLC Input Module layout
17 Gambar 2.5 Susunan Sistem PLC
Sistem kerja diagram blok PLC
16 Gambar 2.4
14 Gambar 2.3 Blok Diagram CCU
13 Gambar 2.2 Diagram keseluruhan system PLC
63
Gambar 2.22 Transmitter and Slew rate definition65 Gambar 2.23 Receiver dan Propagation delay definition
66 Gambar 2.24 PIN and Schematic Circuit ULN 2803
68 Gambar 2.25 Optoisolator IC 4N25 dan PIN Konfigurasi
69 Gambar 2.26 Skematik dan Rangkaian Uji Opto coupler IC 4N25
69 Gambar 2.27 Konstruksi Fisik Optocoupler
71 Gambar 2.28 Diagram Skema Optoisolator
71 Gambar 2.29 Konfigurasi Diagram Blok Optocoupler
75 Gambar 2.30 Karekteristik Dioda LED
76 Gambar 2.31. Rangkaian Sederhana dengan Menggunakan Opto 4N25
77 Gambar.2.32. Solid State Relay
79 Gambar 2.33. Jenis – jenis Pole dan Throw dalam sebuah Relay
80 Gambar 2.34. Sebuah dioda pelindung pada sebuah relay.
82 Gambar.2.35. Sirkuit simbol dalam hubungan – hubungan Relay
83 Gambar 2.36. IDE LadderWork
90 Gambar.2.37. IDE LadderWork dengan keadaan awal
91 Gambar 2.38. gambar Ladder Work dalam keadaan sedang beroperasi
92 Gambar 2.39. IDE ToolBar LadderWork
93 Gambar 3.40. Menu File
94 Gambar 3.41. Menu Edit
95 Gambar 3.42. Menu BUILD
97 Gambar 3.43. Status Compile dengan tanpa kesalahan
97
Gambar 2.45. Menu Upload 98Gambar 2.46. Menu View99 Gambar 2.47. Pilihan-pilihan dari sub menu Toolbar
99 Gambar 2.48. Menu Zoom 101
Gambar
2.49. Menu Options 102
Gambar 2.50. Sub Menu Compiler102
Gambar 2.51 Tempat penyimpanan komponen-komponen 105Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem106
Gambar 3.2 Diagram schematic PLC107
Gambar 3.3 saklar109
Gambar 3.4 Pemrograman mode serial ISP 112Gambar 3.5 fisik pin mode DB 25 114Gambar 3.6
IC AT 89S52 116
Gambar 3.7. hubungan-hubungan Osilator 117Gambar 3.8. konfigurasi eksternal clock drive 118Gambar 3.9 Optocoupler119
Gambar 3.10 IC Motor ULN 2803 120Gambar
3.11 Relai 121
Gambar 3.12. Ladder Diagram ( LDR )122
Gambar 3.13. Ladder diagram 1 dan Fungtion chartnya 127Gambar 3.14. Ladder diagram 2128
Gambar 3.15. Ladder diagram 3 (XOR) dan Fungtion chartnya 129Gambar 3.17. Representasi diagram ladder PLC dari tabel kebenaran 132Gambar 3.18 Ladder diagram PLC dengan menggunakan Timer 136Gambar 3.19. Ladder diagram PLC dengan menggunakan counter. 139Gambar 3.20. Ladder Diagram ( LDR ) 140Gambar 3.21. Hubungan-hubungan komputer dengan Alat PLC dan plant. 148Gambar 3.22. Sketsa lat PLC149
Gambar 4.1. Ladder diagram 1155
Gambar 4.2. Ladder diagram 2 (XOR)156