TA : Plotter 2D Menggunakan Servo R88M-KE75030H-S2 Pada Programable Logic Controller OMRON CJ2M.

i

PLOTTER 2D MENGGUNAKAN SERVO R88M-KE75030H-S2 PADA PROGRAMABLE LOGIC CONTROLLER OMRON CJ2M

TUGAS AKHIR

Program Studi S1 Sistem Komputer

Oleh :

AN PHERTA DHE ANDY 12.41020.0017

FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INFORMATIKA

INSTITUT BISNIS DAN INFORMATIKA STIKOM SURABAYA 2016

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN SYARAT ... ii

MOTTO ... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv

HALAMAN PENGESAHAN ... v

HALAMAN PERNYATAAN ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xix

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan ... 3

1.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1 Pengertian Plotter ... 5

xi

2.5 Modul OutputRelay ... 11

2.6 Motor Servo AC ... 11

2.7 Pulse I/OModuleMD 211 ... 13

2.8 Driver Motor Servo AC ... 13

2.9 Motor DC ... 14

2.10 Driver Motor DC L298D ... 17

2.11 HMI (Human Machine Interface) NS-8 ... 18

2.12 Pemrograman PLC ... 18

2.13 CX-Programmer ... 20

2.14 CX-Designer ... 21

BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM ... 23

3.1 Metode Pengembangan ... 23

3.2 Prosedur Penelitian ... 23

3.3 Diagram Blok Sistem ... 25

3.4 Perancangan Mekanik Dan Perangkat Keras Alat ... 26

3.4.1 Struktur Material Plotter 2D ... 28

3.4.2 Perancangan Rangkaian Driver Motor DC ... 28

3.4.3 Perancangan Rangkaian Power ... 29

3.4.4 Perancangan Rangkaian Motor Servo ... 31

3.5 Perancangan Perangkat Lunak ... 32

xii

3.5.2 Perancangan Tampilan HMI ... 36

3.5.3 Parameter Kontroler Motor Servo AC ... 40

3.5.4 Program Pemberian Pulsa Motor Servo ... 43

3.5.5 Program Skala Data HMI Decimal Ke Hexa ... 46

3.6 Metode Analisa ... 47

3.6.1 Pengujian dan Evaluasi PLC dan Modul I/O PLC ... 47

3.6.2 Pengujian dan Evaluasi HMI ... 47

3.6.3 Pengujian dan Evaluasi Motor Servo AC ... 48

3.6.3 Pengujian dan Evaluasi Motor DC Vertikal ... 48

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 50

4.1 Pengujian Perangkat PLC Omron CJ2M ... 50

4.1.1 Tujuan Pengujian PLC ... 50

4.1.2 Alat Yang Digunakan Pada Pengujian PLC ... 51

4.1.3 Prosedur Pengujian Pada PLC ... 51

4.1.4 Hasil Pengujian Pada PLC ... 52

4.2 Pengujian Sensor Masukan Utama ... 54

4.2.1 Tujuan Pengujian Sensor Masukan ... 54

4.2.2 Alat Yang Digunakan Pada Pengujian Sensor Masukan ... 54

4.2.3 Prosedur Pengujian Pada Sensor Masukan ... 55

4.2.4 Hasil Pengujian Pada Sensor Masukan ... 55

4.3 Pengujian Keluaran Motor Pena ... 57

4.3.1 Tujuan Pengujian Motor Pena ... 58

xiii

4.4 Pengujian Motor Servo ... 60

4.4.1 Tujuan Pengujian Motor Servo ... 60

4.4.2 Alat Yang Digunakan Pada Pengujian Motor Servo ... 60

4.4.3 Prosedur Pengujian Pada Motor Servo ... 60

4.4.4 Hasil Pengujian Pada Motor Servo ... 62

4.5 Pengujian Perangkat HMI (Human Machine Interface) ... 65

4.5.1 Tujuan Pengujian HMI ... 65

4.5.2 Alat Yang Digunakan Pada Pengujian HMI ... 65

4.5.3 Prosedur Pengujian Pada HMI ... 66

4.5.4 Hasil Pengujian Pada HMI ... 68

4.6 Pengujian Tombol Masukan Dari HMI ... 69

4.6.1 Tujuan Pengujian Masukan HMI ... 69

4.6.2 Alat Yang Digunakan Pada Pengujian Masukan HMI ... 69

4.6.3 Prosedur Pengujian Pada Masukan HMI ... 69

4.6.4 Hasil Pengujian Pada HMI ... 70

4.7 Pengujian Indikator Input Sensor Pada HMI ... 71

4.7.1 Tujuan Pengujian Indikator HMI ... 71

4.7.2 Alat Yang Digunakan Pada Pengujian Indikator HMI ... 71

4.7.3 Prosedur Pengujian Pada Indikator HMI ... 71

4.7.4 Hasil Pengujian Pada Indikator HMI ... 72

xiv

4.7.1 Tujuan Pengujian Masukan Analog HMI ... 73

4.7.2 Alat Yang Digunakan Pada Pengujian Masukan Analog HMI ... 73

4.7.3 Prosedur Pengujian Pada Masukan Analog HMI ... 74

4.7.4 Hasil Pengujian Pada Masukan Analog HMI ... 74

4.9 Pengujian Sistem ... 75

4.9.1 Tujuan Pengujian Sistem ... 75

4.9.2 Alat Yang Digunakan Pada Pengujian Sistem ... 75

4.9.3 Prosedur Pengujian Pada Sistem ... 76

4.9.4 Hasil Pengujian Pada Sistem ... 76

BAB V PENUTUP ... 82

5.1. Kesimpulan ... 82

5.2. Saran ... 83

DAFTAR PUSTAKA ... 84

LAMPIRAN ... 85

xv

Halaman

Gambar 2.1 Plotter ... 5

Gambar 2.2 PLC Omron CJ2M CPU32 ... 8

Gambar 2.3 Rangkaian Modul Input Tegangan DC ... 10

Gambar 2.4 Koneksi Peralatan Luar Dengan Modul Output PLC Satu Common ... 11

Gambar 2.5 Membaca Jenis Motor Servo ... 12

Gambar 2.6 Pulse I/O Module MD 211 ... 13

Gambar 2.7 Membaca Jenis Driver Motor Servo ... 13

Gambar 2.8 Memilih Jenis Driver Motor Servo ... 14

Gambar 2.9 Motor DC Sederhana ... 15

Gambar 2.10 Medan Magnet Membawa Arus Mengelilingi Konduktor .. 15

Gambar 2.11 Medan Magnet Berubah Arah Karena Bentuk U ... 16

Gambar 2.12 Konfigurasi Pin Driver Motor DC IC L298D ... 17

Gambar 2.13 HMI ( Humman Machine Interface) ... 18

Gambar 2.14 Tampilan Utama Software CX-Programmer ... 20

Gambar 2.15 Pembagian Menu-Menu Software CX-Programmer ... 21

Gambar 3.1 Diagram Blok Keseluruhan Plotter 2D ... 25

Gambar 3.2 Tampilan Keseluruhan Alat ... 26

Gambar 3.3 Tampilan Kerangka Penggerak Alat ... 27

xvi

Gambar 3.5 Bentuk Fisik Motor DC dan Driver Motor L298 ... 29

Gambar 3.6 Rangkaian Penurun Tegangan ... 30

Gambar 3.7 Bentuk Fisik Dari Rangkaian Penurun Tegangan ... 30

Gambar 3.8 Rangkaian Kontroler Motor Servo AC ... 31

Gambar 3.9 Flowchart Keseluruhan Sistem ... 33

Gambar 3.10 Flowchart dan Ilustrasi Proses Menggambar Persegi ... 34

Gambar 3.11 Flowchart Proses Menggambar Titik ... 35

Gambar 3.12 Flowchart Proses Menggambar Garis ... 35

Gambar 3.13 Menu Drawing ... 36

Gambar 3.14 Menu Drawing Square ... 37

Gambar 3.15 Menu Drawing Point ... 37

Gambar 3.16 Menu Drawing Line ... 38

Gambar 3.17 Menu Enginner ... 38

Gambar 3.18 Menu Setting ... 39

Gambar 3.19 Menu Monitor …….. ... 39

Gambar 3.20 Menu Manual Motor Servo 1 ... 39

Gambar 3.21 Menu Manual Motor Servo 2 ... 40

Gambar 3.22 Menu Manual Ballpoint ... 40

Gambar 3.23 Parameter Pn000 CX-Drive ... 41

Gambar 3.24 Parameter Pn001 CX-Drive ... 41

Gambar 3.25 Parameter Pn008 CX-Drive ... 42

Gambar 3.26 Parameter Pn013 CX-Drive ... 42

xvii

Gambar 3.30 Konfigurasi Konektor Modul Pulsa MD211 ... 44

Gambar 3.31 Perintah PLS2(887) dan Frekuensi Pulsa Yang Dihasilkan 45

Gambar 3.32 Perintah PLS2(887) Pada CX-Programmer ... 45

Gambar 3.33 Program Skala Data ... 46

Gambar 3.34 Program Skala Data ... 46

Gambar 3.35 Pembacaan Masukan Data HMI Pada CX-Programmer... 48

Gambar 4.1 Tampilan Pemilihan Media Koneksi Penghubung ... 51

Gambar 4.2 Tampilan Pencarian Pada Auto Online ... 52

Gambar 4.3 Proses Pengambilan Program Dari Memori PLC ... 53

Gambar 4.4 Tampilan Hasil Download Program Dari Memori PLC ... 53

Gambar 4.5 Informasi Tipe PLC dan Modul Yang Terhubung Dengan PLC ... 54

Gambar 4.6 Pembacaan Tombol Masukkan ... 56

Gambar 4.7 Indikator Pada input Card ... 56

Gambar 4.8 Indikator Pada Alat ... 56

Gambar 4.9 Pengujian Terhadap Keluaran Motor Pena ... 59

Gambar 4.10 Indikator Pada Output Card ... 59

Gambar 4.11 Parameter Editor CX-Drive ... 61

Gambar 4.12 Run Command dan Pulse Command ... 62

Gambar 4.13 Indikator Run Command Pada Output Card ... 62

xviii

Gambar 4.15 Tampilan Pemilihan Media Koneksi Penghubung ... 67

Gambar 4.16 Proses Pengiriman Program ke HMI ... 67

Gambar 4.17 Masalah Koneksi Dengan PLC ... 68

Gambar 4.18 Menu Pengaturan Pada HMI ... 68

Gambar 4.19 Menu Program Ladder Penggerak Pena ... 70

Gambar 4.20 Tampilan Tombol Pada CX-Designer ... 70

Gambar 4.21 Pembacaan Tombol Masukan ... 70

Gambar 4.22 Pembacaan Input pada CX-Programmer ... 72

Gambar 4.23 Indikator Pada Alat ... 72

Gambar 4.24 Indikator Pada Input Card ... 72

Gambar 4.25 Indikator Input Pada HMI ... 73

Gambar 4.26 Tampilan Pengalamatan Pada CX-Designer ... 74

Gambar 4.27 Tampilan Masukan Data Analog Pada HMI ... 75 Gambar 4.28 Pembacaan Masukan Data Analog Pada CX-Programmer . 75

xix

Halaman

Tabel 4.1 Input Address... 55

Tabel 4.2 Output Address ... 58

Tabel 4.3 Pergerakan Motor Pena ... 59

Tabel 4.4 Percobaan Pada Motor Servo 1 ... 63

Tabel 4.5 Percobaan Pada Motor Servo 2 ... 64

Tabel 4.6 Percobaan Pola Rectangle ... 67

Tabel 4.7 Percobaan Pola Point ... 68

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Kini persaingan industri semakin meningkat, efesiensi produksi umumnya dianggap sebagai kunci untuk sukses. Programable Logic Controller (PLC) memenuhi kebanyakan dari keinginan industri seperti kecepatan produksi, menurunkan biaya material dan upah kerja dari suatu produksi, meningkatkan kualitas dan biaya perawatan produksi yang murah.

Pada umumnya, alat plotter 2D atau sering disebut CNC drawer menggunakan motor stepper atau motor DC. Motor DC tidak memiliki fitur apapun untuk menentukan posisi oleh sebab itu motor ini membutuhkan sensor encoder tambahan untuk digunakan pada plotter 2D. Motor stepper bergerak menggunakan pulsa-pulsa periodik (open loop), dengan itu motor stepper dapat menentukan posisi motor dengan presisi tetapi masih memiliki kekurangan yaitu kebisingan, konsumsi daya yang tinggi dan pergerakan yang lambat terlebih jika mendapat beban besar. Kelebihan dua motor tersebut adalah harganya yang lebih murah dibandingkan motor servo AC.

Maka dari itu dalam tugas akhir ini akan dibuat sebuah plotter 2D yang menggukanan motor servo AC sebagai pengganti motor DC atau motor stepper yang digunakan pada plotter 2D yang lain. Alat ini memiliki beberapa bagian yaitu 2 buah motor servo AC yang digunakan untuk menggerakkan pena kearah sumbu X dan sumbu Y. Kemudian terdapat motor DC untuk mengangkat dan menurunkan pena, serta terdapat sliding yang berfungsi sebagai jalur untuk

bergeraknya pena. Semua perangkat tersebur akan dikendalikan atau diolah oleh PLC omron CJ2M CPU 32.

Pada pembuatan plotter 2D ini akan menggunakan motor servo AC karena motor servo yang memiliki encoder didalamnya (close loop) sehingga dapat mengatur posisi motor dengan sangat presisi. Memiliki tingkat kebisingan dan getaran yang kecil, dapat bergerak cepat meskipun dengan beban yang besar. Kekurangan dari motor servo AC sendiri adalah harganya yang mahal.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun permasalahan yang akan dihadapi dalam pengerjaan Tugas Akhir ini diantaranya adalah :

1. Bagaimana Programable Logic Controller (PLC) dapat mengontrol motor servo dan perangkat input/output yang terhubung dengan PLC.

2. Bagaimana merancang tampilan Humman Machine Interface (HMI) yang dapat digunakan untuk menginputkan dan menampilkan data servo.

1.3 Batasan Masalah

Dalam perancangan dan pembuatan alat ini, terdapat beberapa batasan masalah, antara lain :

1. Menggunakan motor servo dengan tipe R88M-KE75030H-S2.

2. Aplikasi pemrograman PLC menggunakan Programmer dan CX-Designer.

3. Pemrograman menggunakan ladder diagram.

3

5. Ukuran kertas yang digunakan adalah A4 6. Tidak dapat manggambar garis lengkung

1.4 Tujuan

Tujuan dari penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Programable Logic Controller (PLC) dapat mengontrol motor servo dan perangkat input/output yang terhubung dengan PLC. Diharapkan motor servo AC dapar bergerak presisi sesuai dengan masukan yang diberikan oleh operator melalui Humman Machine Interface (HMI).

2. Membuat tampilan Humman Machine Interface (HMI) yang mudah digunakan oleh operator untuk mengendalikan modul plotter 2D.

1.5 Sistematika Penulisan

Pembahasan Tugas Akhir ini secara garis besar tersusun dari 5 (lima) bab, yaitu diuraikan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Pada Bab ini akan dibahas mengenai latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Pada Bab ini akan dibahas teori penunjang dari permasalahan, yaitu membahas mengenai pengertian plotter, PLC Omron CJ2M, modul input/output, motor servo AC, pulse I/O module, driver motor servo AC, motor DC, driver motor DC, pemrograman PLC, aplikasi CX-Programmer dan CX-Designer.

BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM

Pada Bab ini akan membahas tentang blog diagram sistem serta metode yang dilakukan dalam mewujudkan pembuatan alat dan membahas tentang metode yang digunakan pada Tugas Akhir ini. Serta membahas konfigurasi perangkat yang digunakan, mengkontrol posisi motor sevo AC, penentuan alamat I/O yang akan digunakan.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada Bab ini akan dibahas mengenai sistematika perangcangan alat sekaligus percobaan dari alat yang telah dibuat. Selain itu juga akan menguji program yang telah dibuat apakah dapat sesuai seperti yang diharapkan. Kemudian hasil kombinasi antara alat dan program akan dianalisa kemampuannya dalam ketelitian posisi gambar sesuai yang diharapkan.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian berdasarkan rumusan masalah serta saran untuk perkembangan penelitian selanjutnya.

5 BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Plotter

Plotter adalah printer grafis yang menggambar dengan menggunakan pena-pena tinta, plotter juga merupakan perangkat output pertama yang mampu mencetak gambar berukuran gambar sebesar gambar arsitektur dan engineering.

Gambar 2.1 Plotter

(Sumber : https://pmktentangintelpentium.wordpress.com/plotter/)

Adapun pengertian lain plotter adalah sebuah mesin yang secara otomatis akan menggambar grafik berdasarkan data yang dimasukkan. Sedangkan plotter masih dibagi yaitu ada plotter auto, yaitu sebuah mesin yang secara otomatis akan menggambar grafik berdasarkan data yang dimasukkan

Plotter merupakan jenis printer yang dirancang secara khusus guna menghasilkan output komputer yang berupa gambar ataupun grafik. Dengan menghubungkan plotter pada sistem komputer, maka perbagai bentuk gambar

akan dapat disajikan secara prima. Landscape-arsitektur banyak menggunakan plotter guna menghasilkan gambar landscape, potongan pohon, ataupun untuk membantu memvisualisasikan efek dari segala kegiatan yang ada.

Ada beberapa jenis plotter sebagai berikut: A. Plotter Pena

Plotter Pena memiliki satu atau sejumlah pena berwarna untuk menggambar pada kertas atau plastik transparan, yang membuat keluaran dalam bentuk garis. untuk menggambar pada kertas atau plastik transparan, keluaran plotter berupa garis kontinyu.

B. Plotter Elektrostatis

Pada plotter ini, kertas diletakkan pada tempat datar seperti meja, lalu keluaran atau hasil cetakan dibuat dengan prinsip kerja seperti mesin foto copy yaitu dengan memberi tegangan listrik pada kertas. Lalu tegangan listrik tersebut akan menarik tinta untuk melekat pada kertas. Tinta kemudian dicairkan dengan pemanasan. Kualitas plotter elektrostatis tidak sebagus plotter pena, tetapi kecepatannya lebih tinggi dibandingkan dengan plotter pena.

C. Plotter Thermal

Plotter ini menggunakan suatu pin yang dipanaskan secara elektronis, kemudian pin itu dilewatkan pada jenis media yang peka terhadap panas, sehingga terbentuk gambar. Plotter thermal dapat digunakan pada kertas maupun film buram.

7

Sebenarnya cara kerja Plotter tidak jauh berbeda dengan cara kerja printer, hanya saja ukuran yang dihasilkan oleh plotter dapat menyelesaikan ukuran blueprint sebuah bangunan arsitek / engineering. (Yudi, 2014)

2.2 Pengenalan PLC

Programmable Logic Controller (PLC) adalah komputer elektronik yang mudah digunakan yang memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam. Definisi Programmable Logic Controller adalah sistem elektronik yang beroperasi secara digital dan didesain untuk pemakaian di lingkungan industri, dimana sistem ini menggunakan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara internal instruksi-instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul-modul I/O digital maupun analog.

Berdasarkan namanya konsep PLC adalah sebagai berikut :

1. Programmable, menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.

2. Logic, menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic (ALU), yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan, membagi, mengurangi, negasi, AND, OR, dan lain sebagainya. 3. Controller, menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur

untuk menggantikan suatu rangkaian relay sekuensial dalam suatu sistem kontrol. Selain dapat diprogram, alat ini juga dapat dikendalikan, dan dioperasikan oleh orang yang tidak memiliki pengetahuan di bidang pengoperasian komputer secara khusus. PLC ini memiliki bahasa pemrograman yang mudah dipahami dan dapat dioperasikan bila program yang telah dibuat dengan menggunakan software yang sesuai dengan jenis PLC yang digunakan sudah dimasukkan. Alat ini bekerja berdasarkan input-input yang ada dan tergantung dari keadaan pada suatu waktu tertentu yang kemudian akan menghidupkan atau mengmatikan output-output. Nilai 1 menunjukkan bahwa keadaan yang diharapkan terpenuhi sedangkan 0 berarti keadaan yang diharapkan tidak terpenuhi. PLC juga dapat diterapkan untuk pengendalian sistem yang memiliki output banyak. (Capiel, 1982)

2.3 Modul PLC Omron CJ2M CPU32

Gambar 2.2 PLC Omron CJ2M CPU32

9

Gambar diatas merupakan salah satu Programable Logic Controller Omron dengan tipe SYSMAC CJ-series CJ2M CPU32. Pada PLC dengan tipe CJ2M-CPU32 ini sudah di desain dengan bentuk yang kecil, dapat bekerja dengan cepat dan juga dapat digunakan fleksibel sesuai kebutuhan. Programable Logic Controller tipe ini mewarisi serta meningkatkan tipe-tipe sebelumnya yaitu meningkatkan fitur yang ada pada tipe CJ1.

Tipe CJ2M CPU32 Unit ini merupakan pilihan terbaik untuk kontrol mesin dengan kecepatan tinggi dan berkapasitas tinggi. Berikut ini adalah beberapa fitur yang ada pada Programable Logic Controller tipe CJ2M-CPU32 : 1. Prosesor yang lebih cepat, waktu eksekusi perintah dikurangi menjadi 40 ns,

floating point trigonometrics dalam waktu kurang dari 1 mikrodetik.

2. Modul ini menyediakan counter kecepatan tinggi, input dan outputinterrupt, PWM.

3. Lebih cepat memanggil Fungsi Blok dan pelaksanaan, penanganan cepat interrupt, sedikit waktu overhead.

4. Port Ethernet untuk tujuan umum mendukung Ethernet / link data berbasis tag IP.

5. Standar port USB pada semua model memungkinkan dukungan software untuk terhubung langsung melalui kabel USB standar.

6. Modul opsi serial dapat dipasang untuk menambahkan port komunikasi RS-232C atau RS-422A / 485.

7. Kompatibel dengan semua unit power supply, kontrol dan komunikasi yang ada pada pada PLC CJ1. (Omron, 2012)

2.4 Modul Input DC

Rangkaian berikut memperlihatkan rangkaian listrik pada salah satu port (terminal) modul input tegangan DC yang dapat dijumpai pada sebuah PLC tipikal beserta koneksinya dengan peralatan masukan.

Gambar 2.3 Rangkaian Modul Input Tegangan DC

Dari gambar, terihat bahwa secara fisik rangkaian pada midul ini terpisah dari rangkaian internal (CPU). Isolasi rangkain ini menggunakan optocoupler dengan dua buah diode pemancar yang dipasang antiparalel. Hal ini dilakukan untuk tujuan flesibilitas penyambungan terminal input dengan catu daya penggerak sensor atau saklar yang terhubung. Dalam hal ini, terminal common pada modul dapat dihubungkan baik dengan polaritas yang labih positif atau lebih negatif dari catu daya (lihat gambar diatas, garis putus-putus pada rangkaian catu daya menunjukkan alternatif lain pada penyambungannya). Adapun pemasangan resistor tersebut bertujuan membatasi arus yang mengalir serta berfungsi juga sebagai filtering. (Iwan setiawan, 2006)

11

2.5 Modul Output Relay

PLC dengan jenis output ini adalah PLC yang paling pupuler dan paling banyak digunakan di lapangan. Hal ini disebabkan fleksibilitas pada beban yang dapat dikontrolnya.

Gambar 2.4 Koneksi Peralatan Luar Dengan Modul Output PLC Satu Common

Jumlah terminal common pada keluaran dapat bervariasi, antara satu sampai sebanyak jumlah terminal keluaran PLC tersebut. Semakin banyak commond yang disediakan, tentunya semakin fleksibel jenis beban yang dapat dikontrolnya.

Untuk modul output dengan satu commond maka hanya satu jenis beban saya (beban AC atau DC) yang dapat dihubungkan secara langsung dengan output PLC tersebut, seperti yang terlihat pada gambar diatas. (Iwan setiawan, 2006)

2.6 Motor Servo AC

Servo merupakan suatu alat yang digunakan untuk menghasilkan output yang sesuai dengan perintah yang diinginkan dengan menggunakan feedback (umpan balik). Sistem kontrol servo dengan otomatis mendeteksi posisi mesin

(output), mengumpan balik data tersebut ke bagian input, lalu membandingkannya dengan data yang telah ditentukan (input), kemuadian menggerakkan mesin berdasarkan perbedaan data yang dibandingkan tadi agar data output sama persis dengan data input.

Gambar 2.5 Membaca Jenis Motor Servo (Sumber : http://www.ia.omron.com)

Ada berbagai pilihan dari OMNUC G5-Series AC yang tersedia, seperti model dengan rem, atau jenis poros yang berbeda. Banyak pilihan maksimal torsi, maksimum kecepatan yang dapat dipilih. Motor servo OMNUC G5 AC adalah jenis perangkat dengan input pulsa mode kontrol yang dapat diaktifkan tergantung pada kontroler digunakan. Maka pemilihan jenis kontroler motor servo sangat

13

penting untuk membuat sebuah sistem. Motor servo yang akan digunakan plotter 2D ini adalah R88M-KE75030H-S2 (Omron, 2012)

2.7 Pulse I/O Module MD 211

Sebuah pulse I/O module diperlukan sebagai interface antara CJ2M dan perangkat eksternal seperti servo drive. Sebuah pulse I/O module juga dapat di fungsikan sebagai I/O biasa, iterrupt input,counter berkecepatan tinggi dan PWM output. (Omron, 2010)

Gambar 2.6 Pulse I/O Module MD 211 (Sumber : http://www.ia.omron.com) 2.8 Driver Motor Servo AC

Gambar 2.7 Membaca Jenis Driver Motor Servo (Sumber : http://www.ia.omron.com)

Memilih kontroler motor servo yang cocok dengan motor servo yang akan digunakan dapat dilihat pada gambar dibawah. Motor servo OMNUC G5-series AC adalah jenis perangkat dengan input pulsa. Mode kontrol yang dapat diaktifkan tergantung pada kontroler digunakan. (Secara default, mode kontrol diatur ke "posisi kontrol (command pulsa). (Omron, 2012)

Gambar 2.8 Memilih Jenis Driver Motor Servo (Sumber : http://www.ia.omron.com)

2.9 Motor DC

Motor DC memerlukan suplai tegangan yang 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). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang

15

mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.

Gambar 2.9Motor DC Sederhana

Catu tegangan DC dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet. (Zuhal,1988)

Prinsip Dasar Cara Kerja

Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar konduktor. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor.

Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan dengan jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan menunjukkan arah garis fluks. Gambar berikut menunjukkan medan magnet yang terbentuk di sekitar konduktor berubah arah karena bentuk U.

Gambar 2.11 Medan Magnet Berubah Arah Karena Bentuk U

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum :  Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran / loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar / torque untuk memutar kumparan.  Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan

tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan. (Sumanto,1994)

17

2.10 Driver Motor DC L298D

IC L298D adalah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L298D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L298D sistem driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L298D terdiri dari 2 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 4 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver motor DC IC l298D adalah sebagai berikut.

Gambar 2.12 Konfigurasi Pin Driver Motor DC IC L298D

Fungsi Pin Driver Motor DC IC L298D Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC. Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver yang dihubungkan ke motor DC Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan

sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol driver dan VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan. Pin GND (ground) adalah jalur yang harus dihubungkan ke ground. (STMicroelectronics,2000)

2.11 HMI (Human Machine Interface) NS-8

HMI tipe NS-8 ini memiliki tampilan layar cerah yang memaksimalkan visual grafis dan mendukung Omron Smart Platform dengan bentuk yang kecil dan didukung pemrograman yang terintegrasi, opesari pemantauan dan harga yang terjangkau manjadi solusi untuk memberikan keuntungan produksi yang kompetitis untuk pabrik. NS-Series Omron menawarkan komunikasi Ethernet, alarm dan data logging (Omron, 2011)

Gambar 2.13 HMI ( Humman Machine Interface)

2.12 Pemrograman PLC

Diagram ladder atau diagram satu garis adalah salah satu cara untuk menggambarkan proses kontrol sekuensial yang umum dijumpai di industri.

19

Diagram ini mempresentasikan interkoneksi antara perangkat input dan perangkat output sistem kontrol. Dinamakan diagram ladder (tangga) karena diagram ini mirip dengan tangga. Seperti halnya sebuah tangga yang memiliki jumlah anak tangga, diagram ini juga memiliki anak-anak tangga tempat setiap peralatan dikoneksikan.

Garis vertikal pada diagram ladder yang ditandai dengan L1 dan L2 menyatakan tegangan listrik AC atau DC. Jika garis tersebut mempresentasikan sumber AC, maka L1 menyatakan tegangan fase dan L2 menyatakan tegangan netral, sedangkan jika garis tersebut mempresentasikan sumber DC, maka L1 menyatakan terminal positif dan L2 terminal negatif atau graund.

Pada awalnya, diagram diagram ladder ini digunakan untuk mempresentasikan rangkaian logika kontrol secara hardwired untuk mesin-mesin atau peralatan. Karena luasnya pemakaian maka diagram tersebut menjadi standar pemrogramman kontrol sekuensial yang banyak ditemui di industri. Berikut adalah simbol-simbol Ladder Diagram. (Iwan setiawan, 2006)

1. Load / LD = start pada NO (NormallyOpen) input

2. LoadNot / LD NOT = start pada NC (Normally Close) input

3. AND = menghubungkan dua atau lebih input dalam bentuk NO secara seri

5. OR = menghubungkan dua atau lebih input dalam bentuk NO secara paralel

6. OR NOT = menghubungkan dua atau lebih input dalam bentuk NC secara paralel

7. OUTPUT / OUT = menyalakan output

8. END = mengakhiri program

2.13 CX-Programmer

CX-Programmer merupakan software yang berfungsi untuk menulis, mengompile, dan mengirim program PLC. Program ini juga dapat digunakan untuk memonitor sistem yang sedang berjalan dengan fasilitas online display. Kemudian juga terdapat fitur offline mode yaitu digunakan untuk mengecek program yang sudah dibuat namun dalam mode offline atau tidak tersambung dengan PLC.

21

Berikut ini adalah gambar pembagian menu-menu yang ada pada software CX- Programmer ini,berikut pembagiannya :

Gambar 2.15 Pembagian Menu-Menu Software CX-Programmer

Pada Gambar 2.15 sudah di peta-petakan mengenai pembagian bagian yang ada pada software CX-Programmer. Pembagian yang ada sudah sangat membantu dalam menggunakan software ini.

Software ini keluaran resmi dari pabrikan Omron Corporation, selain itu juga terintegrasi dengan software-software omron yang lain seperti software CX-Designer, CX-Supervisor dan lain lain. Maksud dari intergrasi tersebut adalah untuk memudahkan pengguna dalam mewujudkan sistem yang akan dibuat. (Omron, 2007)

2.14 CX-Designer

User interface untuk berguna untuk mendesain tampilan dari touchscreen atau HMI yang memiliki sistem sama dengan CX-Programmer. Tabel simbol

yang dibuat pada CX-Programmer dapat dibawa ke CX-Designer (Drag and Drop). Layar data dan part yang digunakan dalam projek lain dapat digunakan kembali dengan drag dan drop. File CAD (DXF file) digunakan untuk desain mekanik dapat digunakan sebagai data grafis pada CX-Designer. Simulasi yang dapat terintegrasi dengan program ladder PLC dengan CX-Programer akan meningkatkan efisiensi debugging. (Omron, 2002)

23 BAB III

METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM

3.1 Model Pengembangan

Tujuan utama dari tugas akhir ini yaitu akan membuat sebuah modul peraga kontrol motor servo yang dikendalikan oleh Programable Logic Controller (PLC) Omron tipe CJ2M CPU 32. Alat ini mampu menggambar dengan presisi bentuk tertentu sesuai ukuran yang diinginkan user dengan cara memberikan inputan melalui HMI (Humman Machine Interface).

Pada alat ini terdapat 2 buah motor servo AC yang digunakan untuk menggerakkan pena kearah sumbu X dan sumbu Y. Kemudian terdapat motor DC untuk mengangkat dan menurunkan pena, serta terdapat sliding yang berfungsi sebagai jalur untuk bergeraknya pena. Semua perangkat tersebur akan dikendalikan atau diolah oleh PLC omron CJ2M CPU 32.

3.2 Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian yang dipakai dalam pengerjaan Tugas Akhir ini adalah:

1. Studi literatur

Pada penelitian ini terdapat dua perancangan yang akan dilakukan yaitu, perancangan perangkat keras dan perangkat lunak. Adapun metode penelitian yang dilakukan antara lain:

Pencarian data-data literatur untuk perangkat keras dari masing-masing komponen, informasi dari internet dan konsep teoritis dari buku-buku

penunjang tugas akhir ini, serta materi-materi perkuliahan yang telah didapatkan dan perancangan perangkat lunak yaitu menggunakan CX-Programmer dan CX-Designer melalui pencarian dari internet, dan konsep-konsep teoritis dari buku-buku penunjang tersebut. Dari kedua bagian tersebut akan dipadukan agar dapat bekerja sama untuk menjalankan sistem dengan baik.

2. Tahap perancangan dan pengembangan sistem

Dalam membuat pengembangan sistem, terdapat beberapa langkah rancangan sistem yang diambil antara lain:

a. Membuat rancangan proses kerja sistem secara keseluruhan b. Melakukan perancangan perangkat keras yang meliputi:

1. Merancang rangkaian elektronik yang digunakan pada penelitian ini. 2. Melakukan percobaan tentang cara penggunaan perangkat input dan

output yang digunakan pada penelitian ini. 3. Merancang mekanik untuk plotter 2D.

c. Melakukan perancangan perangkat lunak yang meliputi:

1. Membuat program pengkontrolan posisi motor servo AC pada CX-Programmer.

2. Membuat program dan tampilan HMI agar dapat berkomulikasi dengan PLC.

25

3.3 Diagram Blok Sistem

Dari penelitian ini terdapat dua proses utama yang akan dijalankan, yaitu proses dimana modul plotter 2D akan menggambar pola yang dimasukkan pada HMI (Human Machine Interface) Pada gambar berikut adalah diagram blok keseluruhan sistem.

Gambar 3.1 Diagram Blok Keseluruhan Plotter 2D

Dalam sistem ini awal mula program dibuat pada personal komputer, program yang dibuat menggunakan bahasa pemrograman ladder diagram. Kemudian program dikirimkan pada Programable Logic Controller (PLC) yang berfungsi untuk menyelaraskan perangkat input dan perangkat output agar dapat dikendalikan oleh PLC. Setelah program dikirimkan, maka PLC akan mengenali alamat-alamat perangkat I/O yang dikendalikan. Kemudian PLC menunggu masukan dari HMI untuk memulai aktifitas plotting ini.

Setelah pola dimasukkan dan tombol start ditekan PLC akan mengaktifkan motor servo dari pulsa yang dikeluarkan oleh module MD211, awalnya servo akan

menggerakkan pena dari posisi standby ke sumbu dimana pola akan dicetak. Ketika pena sudah berada diposisi yang diinginkan kemudian pola mulai dicetak. Apabila pola selesai di cetak pena akan kembali ke posisi standby, dan begitu seterusnya. Pena dapat bergerak naik atau turun dikontrol oleh digital output module sebagai direction motor.

Pengaturan kecepatan motor dan parameter motor lainya dapat diubah lewat HMI, dengan harapan mampu memudahkan user untuk mengatur parameter motor servo. HMI juga akan digunakan untuk menginputkan pola yang akan digambar dengan ukuran yang juga dapat ditentukan disana.

3.4 Perancangan Mekanik Dan Perangkat Keras Alat

Mekanik alat yang di gunakan adalah dari bahan aluminum dan stainless steel di desain dan dirancang khusus untuk kepentingan penelitian sistem plotter 2D. alat ini di design sedemikian rupa agar seluruh elektronika dan motor bisa terpasang dengan baik pada robot tersebut.

27

Gambar 3.3 Tampilan Kerangka Penggerak Alat

Keterangan gambar :

. Kerangka Dasar Kerangka Atas Pipa besi Besi ulir Motor Bearing Pena

Motor servo AC terlihat pada gambar berwarna cokelat dan berukuran besar untuk menggerakkan pena kearah sumbu X dan Y dengan pipa besi sebagai jalur dan besi ulir untuk meggerakkan rangka lainnya. Pena dapat bergetak naik turun digerakkan oleh motor DC yang terlihat pada gambar dengan warna cokelat dan berukuran kecil berada diatas pena. Motor DC terhubung dengan besi ulir untuk menggerakkan pena naik atau turun.

3.4.1 Struktur Material Plotter 2D

Bahan material yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan beberapa bahan diantaranya sebagai berikut :

a. Bagian rangka 1. Alumunium 2. Stainless steel 3. Mur dan baut 4. Akrilik

b. Bagian dari penggerak robot 1. Motor DC 24Volt 2. Motor sevo AC

3.4.2 Perancangan Rangkaian Driver Motor DC

Penggunaan motor DC pada proyek Tugas Akhir ini difungsikan sebagai penggerak pena naik dan turun dengan disambungkan pada besi ulir. Arah motor ini dapat dikendalikan menggunakan motor driver DC L298 sehingga pena dapat bergerak naik maupun turun. Berikut ini adalah rangkaian motor driver yang digunakan pada proyek tugas akhir ini :

29

Gambar 3.4 Rangkaian Driver Motor L298

Sementara itu bentuk fisik dari motor DC dan motor driver ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Gambar 3.5 Bentuk Fisik Motor DC dan Driver Motor L298

3.4.3 Perancangan Rangkaian Power

Dalam rangkaian elektronika salah satu hal yang paling penting adalah sumber tegangan, dimana sember tegangan inilah nantinya yang akan memberikan tegangan sehingga perangkat-perangkat elektronika dapat bekerja. Perancangan

Output PLC

Output PLC IN1 5 IN2 7 ENA 6 OUT1 2 OUT2 3 ENB 11 OUT3 13 OUT4 14 IN3 10 IN4 12 SENSA 1 SENSB 15 GND 8 VS 4 VCC 9 U1 L298 D1 DIODE D2 DIODE D3 DIODE D4 DIODE Vmotor C2 1nF R1 10k R2 10k

sumber tegangan pada pengerjaan proyek tugas akhir ini menggunakan sumber tegangan DC 24V ke 12V dan 5V dengan menambahkan rangkaian penurun tegangan IC 7812 dan IC 7805.

Gambar dibawah ini merupakan rangkaian penurun tegangan yang terhubung dengan DC in pada terminal power yang akan memberikan tegangan pada motor driver.

Gambar 3.6 Rangkaian Penurun Tegangan

Sementara itu bentuk fisik dari rangkaian penurun tegangan ditunjukkan pada gambar 3.7 berikut ini :

Gambar 3.7 Bentuk Fisik Dari Rangkaian Penurun Tegangan

VI

1 _VO 3

G N D 2 U2 7805 VI

1 _VO 3

G N D 2 U3 7812 Power PLC Ground PLC C1 2200u 1 2 J1 CONN-H2 5V 1 2 J2 CONN-H2 12V C3 100u C4 100u

31

3.4.5 Perancangan Rangkaian Motor Servo

Motor servo AC adalah komponen utama pada alat yang saya buat ini. Penggunaan motor servo AC pada proyek Tugas Akhir ini difungsikan sebagai penggerak pena kearah sumbu x dan y dengan disambungkan pada besi ulir. Kecepatan, arah dan banyak putaran motor ini dapat dikendalikan menggunakan kontroler motor servo sehingga pena dapat bergerak. Berikut ini adalah rangkaian kontroler motor servo yang digunakan pada proyek tugas akhir ini :

Gambar 3.8 Rangkaian Kontroler Motor Servo AC

Motor servo AC dapat berjalan dengan presisi karena terdapat sensor encoder pada motor tersebut. Motor servo AC dan encoder tersebut dikendalikan oleh kontroler motor servo. Pada kontroler motor servo terdapat 3 konektor yaitu CNA untuk disambungkan ke tegangan masukan, CNB untuk disambungkan ke motor servo dan CN2 untuk disambungakan ke sensor encoder. Agar PLC dapat

mengendalikan kontroler motor servo diperlukan modul pulsa MD211, modul ini yang berperan memberikan pulsa masukan kepada kontroler motor servo AC.

Dari gambar rangkaian kontroler motor servo AC diatas hampir keseluruhan sudah terpasang pada trainer kit PLC-2 hanya saja yang perlu diperhatikan adalah pin run pada servo drive 1 dan 2 yang digambarkkan terhubung contak dengan 0V yang belum ada pada trainer kit PLC-2. Pin run pada servo drive 1 dan 2 yang telah terhubung ke terminal blok output dan harus dihubungkan ke salah satu output plc dengan D00.2 dari power suplay 2.

3.5 Rancangan Perangkat Lunak 3.5.1 Perancangan Algiritma

Dari perancangan sistem diatas, selain perancangan hardware, juga dibutuhkan perancangan perangkat lunak untuk menjalankan perancangan hardware yang telah dibuat. Perangkat lunak terdiri dari beberapa algoritma perancangan dari sistem yang ditangani oleh pengontrol.

33

Gambar 3.9 Flowchart Keseluruhan Sistem

Pada perancangan algoritma program ini merupakan algoritma keseluruhan untuk modul plotter 2D. Pola gambar pada proyek Tugas Akhir ini terdapat 4 pola yang tersedia pada HMI. Setelah PLC menyala, PLC akan menunggu masukan pola dari HMI, tidak hanya pola tetapi juga ukuran dan posisi. Ketika PLC menerima masukan maka motor servo akan menggerakkan pena ke posisi kemudian menggambar pola yang dimasukkan dari HMI.

Setelah proses menggambar pola selesai pena akan digerakkan kembali ke posisi awal untuk menunggu masukan pola berikutnya. Pada program proyek tugas akhir ini tidah memiliki proses akhir karena modul plotter akan terus menunggu masukan sampai power dimatikan dari trainer PLC-2. Berikut adalah algoritma proses menggambar pada setiap pola:

a. Algoritma Menggambar Pola Persegi

Gambar 3.10 Flowchart dan Ilustrasi Proses Menggambar Persegi

Pada algoritma untuk menggambar pola persegi ini terdapat enam aktivitas. Pertama pena akan turun sampai berada dibawah kemudian mulai menggambar garis pertama dengan menggerakkan motor sumbu X ke kanan. Kemudian setelah panjang telah terpenuhi mulai menggerakkan motor sumbu Y ke bawah. Sampai proses menggambar garis ke empat selesai maka pena akan bergerak naik kembali.

1

2

3 4

35

b. Algoritma Menggambar Pola Titik

Gambar 3.11 Flowchart Proses Menggambar Titik

Pada algoritma untuk menggambar pola titik ini terdapat dua aktivitas. Pertama pena akan turun sampai berada dibawah kemudian pena akan bergerak naik kembali.

c. Algoritma Menggambar Pola Garis

Pada algoritma untuk menggambar pola persegi ini terdapat dua pilihan garis yaitu vertikan dan horisontal. Pertama pena akan turun sampai berada dibawah kemudian mulai menggambar garis ke kanan jika garis horizontal dan ke kiri jika vertical. Setelah proses menggambar garis selesai maka pena akan bergerak naik kembali.

3.5.2 Perancangan Tampilan HMI

Setiap mesin yang menggunakan pengontrolan PLC, membutuhkan sistem kontrol yang sesuai dengan karakteristik mesin tersebut. Sama halnya dengan PLC pada alat Plotter 2D yang memiliki kebutuhan kontrol yang sesuai dengan fungsi mesin. Berikut adalah beberapa penjelasan mengenai kebutuhan kontrol dari Plotter 2D, agar mesin dapat bekerja sesuai fungsinya. Tiap step dalam proses pada mesin ini dinamakan standard operating procedure yang disisualisasikan dengan perangkat lunak HMI (Humman machine interface), yaitu :

1. Menu Drawing

Gambar 3.13 Menu Drawing

Drawing Point

Drawing line

Go To Home Page Drawing Square

37

Menu drawing berguna untuk memberi perintah pola yang ingin dicetak pada alat Plotter 2D dengan pola yang tersedia pada menu seperti pola : square, point dan line. Pada setiap pilihan pola dapat dimasukkan ukuran dan posisi dimana pola akan digambar. Berikut adalah tampilan untuk menu baru yang ada pada menu drawing :

Gambar 3.14 Menu Drawing Square

Gambar 3.15 Menu Drawing Point

Drawing Point

Drawing Line

Drawing Line Drawing Square Print Command

Print Command Shape Position

Gambar 3.16 Menu Drawing Line 2. Menu Engineer

Gambar 3.17 Menu Enginner

Menu enginner diperuntukkan untuk admin melihat keadaan sensor atau merubah parameter motor servo seperti speed, acceleration dan deceleration. Menuenginner juga berguna untuk menggerakkan pena ke posisi yang diinginkan dengan memasukkan pulsa. Untuk dapat membuka menu enginner ini admin akan diminta password karena tidak semua pengguna boleh merubah parameter motor. Berikut adalah tampilan untuk menu baru yang ada pada menu enginner :

Menu Setting

Menu Monitor

Menu Manual

Go To Home Page Go To Position Drawing Point

Horizontal Print Command

Vertical Print Command

Drawing Square

39

Gambar 3.18 Menu Setting

Gambar 3.19Menu Monitor

Gambar 3.20 Menu ManualMotor Servo 1

Menu Setting

Menu Manual

Go To Menu Enginner Menu Monitor

Menu Manual

Go To Menu Enginner

Menu Setting

Menu Monitor

Next Page

Gambar 3.21 Menu Manual Motor Servo 2

Gambar 3.22 Menu Manual Ballpoint

3.5.3 Parameter Kontroler Motor Servo AC

Banyak parameter yang tersedia pada program CX-Drive dengan banyak kegunaan setiap parameter tersebut. Semakin rumit sistem yang akan dibuat maka akan semakin banyak parameter yang harus diatur dan semakin banyak program yang harus mengikutinya. Pada proyek Tugas Akhir ini penulis hanya fokus pada beberapa parameter saja seperti Pn000, Pn001, Pn008 dan Pn00013 dengan penjelasan dari setiap parameter tersebut :

Menu Setting Menu Setting

Menu Monitor

Next Page

Previous Page

Go To Menu Enginner

Menu Monitor

Previous Page

41

Gambar 3.23 Parameter Pn000 CX-Drive

Rotation direction switching adalah parameter setting yang berfungsi untuk mengatur arah putaran motor servo dengan default setting counterclockwise (CCW). Pada proyek tugas akhir ini diubah menjadi clockwise (CW). Arah dari putaran motor juga dapat diubah dari program yang akan dijelaskan pada bab berikutnya.

Gambar 3.24 Parameter Pn001 CX-Drive

Control mode selection adalah parameter setting yang berfungsi untuk memilih cara pemprograman dengan tiga pilihan :

1. Position control dengan perintah pulsa. 2. Speed control dengan perintah analog.

3. Both dengan memilih mode saat pemprograman.

Secara default parameter setting Pn001 adalah position control. Pada proyek tugas akhir ini menggunakan position control karena akan diatur berapa putaran untuk menggambar setiap milimeter.

Gambar 3.25 Parameter Pn008 CX-Drive

Electronic gear integer setting adalah parameter setting yang berfungsi untuk mengatur berapa pulsa setiap satu putaran motor dengan default setting 10000 pulsa. Pada proyek tugas akhir ini menggunakan 69 pulsa setiap putaran karena pemberian pulsa satu milimeter adalah 49 kemudian dilakukan percobaan hingga pulsa tersebut persis masa dengan yang diinginkan dengan mecoba-coba nilai parameter pulsa pada electronic gear integer setting. Semakin besar pulsa yang dibutuhkan untuk satu putaran akan semakin teliti motor servo dapat berputar.

43

Toque Limit adalah parameter setting yang berfungsi untuk megatur kekuatan yang mampu ditahan oleh motor servo dengan default setting 500. Pada proyek tugas akhir ini menggunakan 300 karena beban alat tidak terlalu berat. Jika dipasang pada maksimal kemapuan beban (500) maka motor servo akan cepat rusak oleh sebab itu pemilihan motor harus sesuai kebutuhan sistem.

3.5.4 Program Pemberian Pulsa Motor Servo

Perintah program untuk memberikan pulsa adalah PLS2(887) berguna untuk mengeluarkan sejumlah pulsa ke port tertentu. Dapat mengatur kecepatan awal dengan percepatan tertentu hingga mencapai kecepatan tertentu dan dengan perlambatan tertentu hingga berhenti kira-kira sama dengan kecepatan awal.

Gambar 3.27 Perintah PLS2(887)

Untuk mengetahui motor servo berada pada port berapa maka lihat rangkaian kontroler motor servo dan modul pulsa MD211 seperti berikut :

Gambar 3.29 Ketersambungan Kontroler Motor Servo Dengan MD211

Gambar 3.30 Konfigurasi Konektor Modul Pulsa MD211

Terlihat dari gambar diatas pin CW auto kontroler motor servo 1 terhubung pin 31 dengan port 0 kuluaran MD211. Setelah diketahui port specifier kontroler motor servo dapat dibuat program pemicu pulsa. Berikut adalah

45

keseluruhan perintah PLS2(887) setelah mengetahui port berapa yang ingin digunakan.

Gambar 3.31 Perintah PLS2(887) dan Frekuensi Pulsa Yang Dihasilkan

3.5.5 Program Skala Data HMI Desimal Ke Hexa

Gambar 3.33 Program Skala Data

Satuan data input pola gambar pada HMI adalah milimeter untuk memudakan user menggunakan alat yang saya buat. Satuan data pola gambar pada program adalah pulsa untuk itu dibutuhkan perintah SCL(194). Printah SCL(194) berguna untuk mengubah data desimal dari HMI yang memiliki satuan milimeter menjadi pulsa yang dibutuhkan.

M

illi

m

et

er

P

ul

sa

200 mm 200 mm

9800 pulsa

9800 pulsa

PLS(194)

Gambar 3.34 Program Skala Data

Karena keterbatasan tipe data pada digital memori D103 (pada contoh) yang memiliki maksimal data 9999 hex maka 9999 harus dapat memenuhi 200 mm. Menjadikan maksimal pergerakan motor adalah 200 mm dalam sekali proses menggambar. Maksimal data 9999 dibagi 200 didapat 49.995 kemudian dibulatkan menjadi 49 pulsa/milimeter yang menjadi skala pulsa setiap milimeter

47

penggambaran. Dimasukkanlah pada program skala menjadi 10 : 490 yang hasilnya akan dirubah menjadi hexsa desimal oleh perintah BIN(023).

3.6 Metode Analisa

Pada pengerjaan proyek tugas akhir yang mengenai PLC Omron CJ2M ini, setelah melakukan pembuatan perangkat keras dan lunak yang dilakukan selanjutnya adalah menganalisa kinerja sistem apakah sistem yang dibuat dapat bekerja sesuai dengan rencana yang telah ditentukan.

3.6.1 Pengujian dan Evaluasi PLC dan Modul I/O PLC

Pengujian PLC ini bertujuan untuk mengetahui apakah PLC dan masukan atau keluarannya pada alat plotter 2D dapat melakukan proses transfer program ke PLC dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengaktifkan semua power pada modul trainer PLC-2. Sambungkan PLC dengan komputer menggunakan kabel USB downloader lalu jalankan software CX-Progrrammer. Setelah itu untuk mengetahui apakah proses download to plc berhasildapat dicoba dengan menyambungkan program dengan PLC dan jika muncul tampilan programdownload to plc successful maka pengujian telah berhasil.

3.6.2 Pengujian dan Evaluasi HMI

Pengujian HMI(Humman Machine Interface) ini bertujuan untuk mengetahui apakah data yang ditampilkan dan dikirim oleh HMI sudah sesuai. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan cara mengaktifkan semua power pada modul trainer PLC-2. Setelah itu transfer desain tampilan HMI dari CX-Designer

dan atur kominikasi HMI dengan PLC. Setelah itu lihat data yang dikirim HMI dengan aplikasi CX-Programmer apakah telah sesuai. Terlihat pembacaan data HMI dari PLC seperti pada gambar berikut :

Gambar 3.35 Pembacaan Masukan Data HMI Pada CX-Programmer

3.6.4 Pengujian dan Evaluasi Motor Servo AC

Pengujian motor servo AC ini bertujuan untuk mengetahui apakah motor servo AC dapat bergerak sesuai dengan kecepatan, arah putaran dan banyak pulsa yang diharapkan. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan cara mengaktifkan semua power pada modul trainer PLC-2. Selanjutnya mengatur parameter kontroler motor dengan aplikasi CX-Drive kemudian transfer parameter tersebur dengan kabel USB downloader. Selanjutnya buat program menyalakan run command, pemberian pulsa dan kecepatan motor dengan aplikasi CX-Programmer sesuai dengan keinginan. Pengujian ini berhasil jika motor servo AC dapat bergerak sesuai dengan yang diperintah dalam program yang telah di transfer ke PLC.

3.6.5 Pengujian dan Evaluasi Motor DC Vertikal

Pengujian motor DC ini bertujuan untuk mengetahui apakah motor DC dapat bergerak sesuai dengan kecepatan dan arah putaran yang diharapkan. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan cara mengaktifkan semua power pada modul

49

trainer PLC-2 yang disambungkan pada power masukan tegangan modul plotter 2D. Selanjutnya sambungkan sensor maximal, minimal dan port kontrol motor DC pada plotter 2D ke masukan atau keluaran PLC. Setelah itu proses dilanjutkan dengan membuat program menggerakkan motor DC naik atau turun pada aplikasi CX-Programmer dan transfer ke PLC dengan kabel USB downloader. Pengujian ini berhasil jika motor DC dapat bergerak seseaui dengan yang diperintah dalam program yang terdapat pada PLC.

82 5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan pada modul plotter 2D yang dikontrol oleh programmable logic controller ini. Didapatkan beberapa poin kesimpulan sebagai berikut :

1. PLC dapat mengontrol motor servo AC dan input/output yang terhubung dengan PLC.

a. PLC telah dapat mengontrol motor servo AC dengan presisi seperti yang terlihat pada percobaan 4.4 dan hasilnya terlihat pada tabel 4.4 dengan rata-rata keberhasilan sebesar 99.7%.

b. PLC telah dapat mengontrol perangkat input/output modul plotter 2D dengan baik seperti yang terlihat pada percobaan 4.2 dan percobaan 4.3. c. Plotter 2D yang dikendalikan oleh PLC Omron CJ2M ini telah dapat

menggambar pola dengan cukup baik yang dapat dilihat pada percobaan 4.8 dengan rata-rata keberhasian sebesar 99.85%.

d. Media yang digunakan untuk menggambar jika menggunakan kertas akan menyebabkan mudah robek saat proses menggambar sehingga saat ini media yang digunakan adalah whiteboard dengan pena whiteboard. 2. Tampilan HMI dengan beberapa menu untuk memudahkan operator seperti

menu drawing dan menu engineer yang dapat dilihat pada Bab.3.

83

lurus, titik dan perintah pergi ke koordinat dapat dusesuaikan denga keinginan operator.

b. Pada menu engineer dapat melihat kondisi sensor, merubah parameter motor dan menggerakkan motor secara custom. Untuk pada menu ini terdapat kata sandi untuk mambukanya karena tidak semua operator boleh mengganti parameter motor.

5.2 Saran

Pengembangan lebih lanjut mengenai penelitian Tugas Akhir ini, maka penulis memberikan beberapa saran sebagai berikut :

1. Untuk riset kedepannya agar dapat mendapatkan hasil yang lebih maksimal hendaknya sok motor dari besi agar putaran as ulir dapat lebih baiklagi. 2. Penggunaan program CX-Supervisor (SCADA) akan mempermudah

perhitungan data untuk menggerakkan motor servo dan program CX-Motion akan mempermudah pengambilan data sensor rotary motor servo untuk mengetahui posisi pena.

3. Pada penelitian kali ini penulis hanya dapat menggambar garis lurus dangan satu parameter kecepatan, untuk kedepanya dapat dibuat agar plotter 2D dapat mengambar garis miring dan lengkung dengan cara mengubah-ubah kecepatan motor servo AC.

4. Tujuan utama dari penelitian ini adalah mengendalikan motor servo AC, plotter 2D hanya wadah untuk tujuan tersebut. Pada penelitian berikutnya dapat juga diubah manjadi mesin pelubang PCB atau sejenisnya.

84

DAFTAR PUSTAKA

Andy. 2014. PLOTTER (Online).

(https://pmktentangintelpentium.wordpress.com/plotter/). Diakses 27 juli 2016.

CAPIEL. 1982. Programmable Logic Controllers (Online). (http://www.capiel.eu). Diakses 24 Januari 2016.

Omron. 2012. Datasheet CJ2M (Online). (http://www.omron-ap.com/admin/access_search.asp?from=pdf_CJ2M_search&to=M2JC&op en=0 ). Diakses 26 Januari 2016.

Omron. 2010. CPU Unit Pulse I/O Module User's Manual (Online).

(http://www.omron-ap.com/admin/access_search.asp?from=pdf_CJ2M_search&to=W486&op en=0). Diakses 26 Januari 2016.

Omron. 2012. Manual R88D_KE_R88M_KP (Online).

(https://www.omron.co.id/products/family/3386/download/manual.html). Diakses 7 Maret 2016.

Omron. 2011. Programmable Terminals. (Online). (http://goo.gl/nizDyV). Diakses 1 Mei 2016.

Setiawan, I. 2006. Programable Logic Controller (PLC) dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol. Yogyakarta: ANDI.

STMicroelectronics. 2000. L298 (Online). (http://www.st.com/resource/en /datasheet/l298.pdf). Diakses 29 Januari 2016.

Sumanto. 1994. Mesin Arus Searah. Jogjakarta: Penerbit ANDI OFFSET.

Zuhal. 1988. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta: Gramedia.

47

penggambaran. Dimasukkanlah pada program skala menjadi 10 : 490 yang hasilnya akan dirubah menjadi hexsa desimal oleh perintah BIN(023).

3.6 Metode Analisa

Pada pengerjaan proyek tugas akhir yang mengenai PLC Omron CJ2M ini, setelah melakukan pembuatan perangkat keras dan lunak yang dilakukan selanjutnya adalah menganalisa kinerja sistem apakah sistem yang dibuat dapat bekerja sesuai dengan rencana yang telah ditentukan.

3.6.1 Pengujian dan Evaluasi PLC dan Modul I/O PLC

Pengujian PLC ini bertujuan untuk mengetahui apakah PLC dan masukan atau keluarannya pada alat plotter 2D dapat melakukan proses transfer program ke PLC dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan cara mengaktifkan semua power pada modul trainer PLC-2. Sambungkan PLC dengan komputer menggunakan kabel USB downloader lalu jalankan software CX-Progrrammer. Setelah itu untuk mengetahui apakah proses download to plc berhasil dapat dicoba dengan menyambungkan program dengan PLC dan jika muncul tampilan program download to plc successful maka pengujian telah berhasil.

3.6.2 Pengujian dan Evaluasi HMI

Pengujian HMI(Humman Machine Interface) ini bertujuan untuk mengetahui apakah data yang ditampilkan dan dikirim oleh HMI sudah sesuai. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan cara mengaktifkan semua power pada modul trainer PLC-2. Setelah itu transfer desain tampilan HMI dari CX-Designer

dan atur kominikasi HMI dengan PLC. Setelah itu lihat data yang dikirim HMI dengan aplikasi CX-Programmer apakah telah sesuai. Terlihat pembacaan data HMI dari PLC seperti pada gambar berikut :

Gambar 3.35 Pembacaan Masukan Data HMI Pada CX-Programmer

3.6.4 Pengujian dan Evaluasi Motor Servo AC

Pengujian motor servo AC ini bertujuan untuk mengetahui apakah motor servo AC dapat bergerak sesuai dengan kecepatan, arah putaran dan banyak pulsa yang diharapkan. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan cara mengaktifkan semua power pada modul trainer PLC-2. Selanjutnya mengatur parameter kontroler motor dengan aplikasi CX-Drive kemudian transfer parameter tersebur dengan kabel USB downloader. Selanjutnya buat program menyalakan run command, pemberian pulsa dan kecepatan motor dengan aplikasi CX-Programmer sesuai dengan keinginan. Pengujian ini berhasil jika motor servo AC dapat bergerak sesuai dengan yang diperintah dalam program yang telah di transfer ke PLC.

3.6.5 Pengujian dan Evaluasi Motor DC Vertikal

Pengujian motor DC ini bertujuan untuk mengetahui apakah motor DC dapat bergerak sesuai dengan kecepatan dan arah putaran yang diharapkan. Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan cara mengaktifkan semua power pada modul

49

trainer PLC-2 yang disambungkan pada power masukan tegangan modul plotter 2D. Selanjutnya sambungkan sensor maximal, minimal dan port kontrol motor DC pada plotter 2D ke masukan atau keluaran PLC. Setelah itu proses dilanjutkan dengan membuat program menggerakkan motor DC naik atau turun pada aplikasi CX-Programmer dan transfer ke PLC dengan kabel USB downloader. Pengujian ini berhasil jika motor DC dapat bergerak seseaui dengan yang diperintah dalam program yang terdapat pada PLC.

82 PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan pada modul plotter 2D yang dikontrol oleh programmable logic controller ini. Didapatkan beberapa poin kesimpulan sebagai berikut :

1. PLC dapat mengontrol motor servo AC dan input/output yang terhubung dengan PLC.

a. PLC telah dapat mengontrol motor servo AC dengan presisi seperti yang terlihat pada percobaan 4.4 dan hasilnya terlihat pada tabel 4.4 dengan rata-rata keberhasilan sebesar 99.7%.

b. PLC telah dapat mengontrol perangkat input/output modul plotter 2D dengan baik seperti yang terlihat pada percobaan 4.2 dan percobaan 4.3. c. Plotter 2D yang dikendalikan oleh PLC Omron CJ2M ini telah dapat

menggambar pola dengan cukup baik yang dapat dilihat pada percobaan 4.8 dengan rata-rata keberhasian sebesar 99.85%.

d. Media yang digunakan untuk menggambar jika menggunakan kertas akan menyebabkan mudah robek saat proses menggambar sehingga saat ini media yang digunakan adalah whiteboard dengan pena whiteboard. 2. Tampilan HMI dengan beberapa menu untuk memudahkan operator seperti

menu drawing dan menu engineer yang dapat dilihat pada Bab.3.

83

lurus, titik dan perintah pergi ke koordinat dapat dusesuaikan denga keinginan operator.

b. Pada menu engineer dapat melihat kondisi sensor, merubah parameter motor dan menggerakkan motor secara custom. Untuk pada menu ini terdapat kata sandi untuk mambukanya karena tidak semua operator boleh mengganti parameter motor.

5.2 Saran

Pengembangan lebih lanjut mengenai penelitian Tugas Akhir ini, maka penulis memberikan beberapa saran sebagai berikut :

1. Untuk riset kedepannya agar dapat mendapatkan hasil yang lebih maksimal hendaknya sok motor dari besi agar putaran as ulir dapat lebih baik lagi. 2. Penggunaan program CX-Supervisor (SCADA) akan mempermudah

perhitungan data untuk menggerakkan motor servo dan program CX-Motion akan mempermudah pengambilan data sensor rotary motor servo untuk mengetahui posisi pena.

3. Pada penelitian kali ini penulis hanya dapat menggambar garis lurus dangan satu parameter kecepatan, untuk kedepanya dapat dibuat agar plotter 2D dapat mengambar garis miring dan lengkung dengan cara mengubah-ubah kecepatan motor servo AC.

4. Tujuan utama dari penelitian ini adalah mengendalikan motor servo AC, plotter 2D hanya wadah untuk tujuan tersebut. Pada penelitian berikutnya dapat juga diubah manjadi mesin pelubang PCB atau sejenisnya.

84

DAFTAR PUSTAKA

Andy. 2014. PLOTTER (Online).

(https://pmktentangintelpentium.wordpress.com/plotter/). Diakses 27 juli 2016.

CAPIEL. 1982. Programmable Logic Controllers (Online). (http://www.capiel.eu). Diakses 24 Januari 2016.

Omron. 2012. Datasheet CJ2M (Online). (http://www.omron-ap.com/admin/access_search.asp?from=pdf_CJ2M_search&to=M2JC&op en=0 ). Diakses 26 Januari 2016.

Omron. 2010. CPU Unit Pulse I/O Module User's Manual (Online).

(http://www.omron-ap.com/admin/access_search.asp?from=pdf_CJ2M_search&to=W486&op en=0). Diakses 26 Januari 2016.

Omron. 2012. Manual R88D_KE_R88M_KP (Online).

(https://www.omron.co.id/products/family/3386/download/manual.html). Diakses 7 Maret 2016.

Omron. 2011. Programmable Terminals. (Online). (http://goo.gl/nizDyV). Diakses 1 Mei 2016.

Setiawan, I. 2006. Programable Logic Controller (PLC) dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol. Yogyakarta: ANDI.

STMicroelectronics. 2000. L298 (Online). (http://www.st.com/resource/en /datasheet/l298.pdf). Diakses 29 Januari 2016.

Sumanto. 1994. Mesin Arus Searah. Jogjakarta: Penerbit ANDI OFFSET.

Zuhal. 1988. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta: Gramedia.