RANCANG BANGUN SISTEM SORTIR PRODUK KEMASAN BERDASARKAN BERAT BERBASIS PLC ( BAGIAN I ) TUGAS AKHIR - RANCANG BANGUN SISTEM SORTIR PRODUK KEMASAN BERDASARKAN BERAT BERBASIS PLC ( BAGIAN I ) Repository - UNAIR REPOSITORY

  RANCANG BANGUN SISTEM SORTIR PRODUK KEMASAN BERDASARKAN BERAT BERBASIS PLC ( BAGIAN I ) TUGAS AKHIR Oleh : Rizky Rahmatullah NIM.081310213016 PROGRAM STUDI D3 OTOMASI SISTEM INSTRUMENTASI DEPARTEMEN TEKNIK FAKULTAS VOKASI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2016

PEDOMAN PENGGUNAAN PROYEK AKHIR

  Proyek akhir ini tidak dipublikasikan, namun tersedia diperpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga. Diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi peengutipan seijin penulis dan harus menyebutkan dumber aslinya sesuai kebiasaan ilmiah.

  Dokumen proyek akhir ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.

  iv

  

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN SISTEM .... RIZKY RAHMATULLAH

KATA PENGANTAR

  Segala Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang memberikan segala nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Konveyor untuk Sistem Sortir Produk kemasan Berdasarkan Berat Berbasis PLC”.

  Selama menyusun proyek akhir ini, banyak bantuan moril maupun materil yang telah penulis peroleh dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan terima kasih kepada :

  1. Allah SWT yang telah memberikan ridho, hidayah dan anugerah yang luar biasa.

  2. Keluarga tercinta, Ayah, Ibu, Adik tersayang yang telah memberikan segenap do’a dan dukungan kepada penulis.

  3. Bapak Dr. H. Widi Hidayat,SE.,M.Si.,Ak.,CMA.,CA selaku Dekan Fakultas Vokasi Universitas Airlangga.

  4. Ibu Ir. Dyah Herawatie, M.Si. selaku Ketua Departemen Teknik, Fakultas Vokasi Universitas Airlangga.

  5. Bapak Winarno, S.Si.,M.T. selaku Ketua Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi Departemen Teknik Universitas Airlangga Surabaya.

  6. Bapak Akif Rahmatillah,S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, bimbingan, masukan, kepada penulis sehingga terselesaikannya Laporan Tugas Akhir ini.

  7. Bapak Franky Chandra,S.T.,M.T. selaku Konsultan yang banyak memberikan arahan, bimbingan, masukan, beserta ketulusan hati dalam membimbing penulis hingga terselesaikannya Laporan Tugas Akhir ini.

  8. Bapak Drs Muzakki, yang telah membatu banyak hal dalam proses pembuatan alat ini hingga terselesaikannya pembuatan Tugas Akhir ini.

  9. Bapak Riky Tri Yunardi, S.T.,M.T yang telah membatu banyak hal dalam proses pembuatan alat ini baik itu hardware dan juga software. v

  10. Teman – teman D3 OSI 2013 yang telah memberikan motivasi dalam proses pembuatan Tugas Akhir ini.

  11. Prasetyani Milta Adhilla yang selalu memberi motivasi dan menunggu proses pembuatan alat dari pagi sampai sore.

  12. Semua pihak yang telah memberikan bantuan kepada penulis. Akhir kata, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan tugas akhir ini.

  Surabaya, 1 Agustus 2016 Penulis vi

  vii

  13 2.6 Motor DC ...........................................................................................................

  30

  28 3.3.2 Diagram Blok Instrumentasi....................................................................... ^.

  27 3.3.1 Sketsa Mekanik Plant ...................................................................................

  26 3.3 Prosedur Perancangan .........................................................................................

  26 3.2 Bahan dan Peralatan ...........................................................................................

  26 3.1 Tempat dan Waktu Perancangan .........................................................................

  2.11 Rangkaian Komparator...................................................................................... 23 BAB III METODE PERANCANGAN ................................................................ ^.

  2.12 Modul Photodioe............................................................................................... 22

  2.11 Limit switch ….. ................................................................................................ 21

  20

  2.9 Sensor Load cell ................................................................................................. 18 2.10 Modul Amplifier AD620……………................................................................

  2.8 LCD (Liquid Crystal Display) ........................................................................... 18

  15

  14 2.7 Arduino Uno .......................................................................................................

  12 2.5 Driver motor ......................................................................................................

  DAFTAR ISI

  2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................

  HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... iii PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR ..................................................... iv KATA PENGANTAR .............................................................................................. v DAFTAR ISI............................................................................................................. vii ABSTRAK ................................................................................................................ xi BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................

  1

  1.1 Latar Belakang ................................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..............................................................................................

  2 1.3 Batasan Masalah ................................................................................................

  2 1.4 Tujuan Tugas Akhir ...........................................................................................

  2 1.5 Manfaat Tugas Akhir .........................................................................................

  4 2.1 Produk Kemasan………………. .......................................................................

  2.3.4 Port Terminal Input Output PLC OMRON CP1L ........................................ 10 2.4 Relay ...................................................................................................................

  3

  2.2 Power supply………………………………………………………………………….. 3 2.3 PLC OMRON CP1L ..........................................................................................

  5 2.3.1 Prinsip Kerja PLC .........................................................................................

  8 2.3.2 PLC OMRON Sysmac CP1L ........................................................................

  9 2.3.3 Bagian-Bagian Umum PLC OMRON CP1L .................................................

  9

  3.3.3 Perancangan Modul PLC OMRON CP1L.................................................... 32

  3.3.4 Melakukan inisialisasi port input / output PLC OMRON............................

  33

  3.3.5 Pengaturan timer PLC................................................................................... 34

  3.3.6 Pembuatan perangkat keras............................................................................ 35

  3.3.7 Analisis Data……………………………………………………………… 38 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .....................................

  40 4.1 Hasil pembuatan alat .........................................................................................

  40 4.2 Pengalamatan pada PLC ....................................................................................

  45 4.3 Hasil penelitian ...................................................................................................

  47

  4.3.1 Pengujian Relay pada PLC……………………………………………….47

  4.3.2 Pengujian Aktifasi Sensor Load Cell dan Rangkaian amplifier AD620 47 4.3.3 Pengujian Rangkaian Power Supply………………………………...

  49

  4.3.4 Pengujian Rangkaian Driver Motor…………………………................... 50

  4.3.5 Pengujian Komparator terhadap Input PLC …………………….............. 52

  4.4 Analisis sistem keseluruhan...............................................................................53 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................

  60

  62 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................

  55 LAMPIRAN ............................................................................................................ viii

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rangkaian Power Supply ...................................................................... 4 Gambar 2.2 Fungsi PLC ...........................................................................................

  7 Gambar 2.3 Bagian-Bagian Blok PLC ....................................................................

  8 Gambar 2.4 PLC OMRON Sysmac CP1L ...............................................................

  9 Gambar 2.5 Bagian-Bagian PLC OMRON Sysmac CP1L .....................................

  9 Gambar 2.6 Port Input .............................................................................................

  11 Gambar 2.7 Port Output ..........................................................................................

  11 Gambar 2.8 Relay PLC ............................................................................................

  12 Gambar 2.9 Driver Motor..........................................................................................

  13 Gambar 2.10 Motor DC………………....................................................................

  15 Gambar 2.11 Arduino Uno .......................................................................................

  16 Gambar 2.12 Skematik Rangkaian Arduino ............................................................

  17 Gambar 2.13 LCD (Liquid Crystal Display) ..........................................................

  18 Gambar 2.14 Sensor Load cell……..........................................................................

  19 Gambar 2.15 Rangkaian skematik modul instrument amplifier AD620............... 20

Gambar 2.16 limit switch .......................................................................................... 21Gambar 2.17 Rangkaian photodioda ........................................................................ 22Gambar 2.18 Datasheet LM324& Skematik Rangkaian Komparator...................... 24 Gambar 3.1 Sketsa Mekanik Plant............................................................................

  29 Gambar 3.2 Diagram Blok Instrumentasi..................................................................

  30 Gambar 3.3 Rangkaian output PLC OMRON CP1L ….……………….………. 32

Gambar 3.4 Rangkaian input PLC OMRON CP1L………………………. ….... 33Gambar 3.5 Rangkaian driver motor …………………………………..............36Gambar 3.6 Rangkaian Power Supply……………………………...…………. 37Gambar 3.7 Rangkaian Komparator………………………………...…… ……37Gambar 4.1 Hasil pembuatan plant………………………….............................. 40Gambar 4.2 Tempat menimbang produk kemasan........................................ ……41Gambar 4.3 Pendorong Sortir setpoint 1,2 dan 3 ………………….......................41Gambar 4.4 Hasil Pembuatan Modul PLC OMRON CP1L ...................................42Gambar 4.5 Hasil Pembuatan Rangkaian Driver Motor........................................ 43Gambar 4.6 Hasil Pembuatan Shield Arduino....................................................... 43Gambar 4.7 Hasil Pembuatan Rangkaian Power Supply ..................................... 44Gambar 4.8 Hasil Pembuatan Rangkaian Komparator… ............................... .... 44Gambar 4.9 Analisis Regresi Linier Tegangan Sensor Loadcell...........................48 ix

  DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Alamat penggunaan port input ............................................................

  33 Tabel 3.2 Alamat penggunaan port output ..........................................................

  34 Tabel 3.3 Pengaturan Timer PLC…………..........................................................

  35 Tabel 4.1 Pengalamatan pada input PLC ..............................................................

  45 Tabel 4.2 Pengalamatan pada output PLC ............................................................

  45 Tabel 4.3 Pengalamatan internal relay PLC ..........................................................

  46 Tabel 4.4 Pengujian Relay PLC.............................................................................

  47 Tabel 4.5 Pengujian Sensor Loadcell.....................................................................

  48 Tabel 4.6 Pengujian Rangkaian Power Supply......................................................

  49 Tabel 4.7 Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor dengan Input A = _{.............................} Low ( 0) dan Input B = Low ( 0 )........................

  50 Tabel 4.8 Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor dengan Input A = _{................................}

  51 Tabel 4.9 Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor dengan Input A = _{.........................................} High ( 1) dan Input B = Low ( 0 )……..

  …….… Low ( 0) dan Input B = High ( 1 )..............

  51 Tabel 4.10 Hasil Pengujian Rangkaian Driver Motor dengan Input A = _{..................................} High ( 1 ) dan Input B = High ( 1 )...............

  51 Tabel 4.11 Hasil Pengujian Komparator terhadap input PLC .......................…52

Tabel 4.12 Tabel Hasil Pengujian Keseluruhan Alat dengan Range

  Massa 0,2 Kg…………....................................................................54

Tabel 4.13 Tabel Hasil Pengujian Keseluruhan Alat dengan Range

  Massa 0,4 Kg…………....................................................................55

Tabel 4.14 Tabel Hasil Pengujian Keseluruhan Alat dengan Range

  Massa 0,5 Kg…………....................................................................56

Tabel 4.15 Tabel Hasil Pengujian Keseluruhan Alat dengan Range

  Massa 0,6 Kg…………....................................................................57

Tabel 4.16 Tabel Hasil Pengujian Keseluruhan Alat dengan Range

  Massa 1 Kg………….......................................................................58 x

  Rizky Ramatullah, 2016. Rancang Bangun Sistem Sortir Produk Kemasan Berdasarkan Berat Berbasis PLC (Bagian I).

  Tugas Akhir dibawah bimbingan Akif Rahmatillah, S.T.,M.T dan Franky Chandra Satria A. S.T.,M.T . Program Studi D3 Otomasi Sistem Instrumentasi, Departemen Teknik, Fakultas Vokasi, Universitas Airlangga.

  ABSTRAK

  Perkembangan teknologi di dunia industri sangatlah pesat. Hal tersebut tidak lepas dari meningkatnya permintaan konsumen terhadap barang-barang produksi dari suatu industri. Untuk mempercepat produksinya, pihak industri memerlukan suatu sistem yang dapat bekerja secara efisien dan dapat memonitoring hasil produksinya. Dalam proses sortir produk kemasan, masih banyak industri yang menggunakan konveyor yang berfungsi hanya untuk satu produk dengan karakteristik berat yang sama, sehingga untuk sortir produk yang sama dengan berat yang berbeda dibutuhkan konveyor tersendiri sehingga banyak konveyor yang digunakan. Dengan berdasarkan berat, sebuah konveyor dapat digunakan untuk beberapa set point berat. Oleh karena itu, Sistem sortir produk berdasarkan berat ini merupakan solusi yang tepat untuk mempercepat dan efisiensi produksi di industri.

  Berdasarkan hal tersebut pada tugas akhir ini dirancang dan dibuat sistem sortir produk kemasan berdasarkan berat berbasis PLC. Diperlukan komponen pendukung agar sistem sortir produk kemasan dapat berjalan sesuai dengan rancangan yang diinginkan, diantaranya adalah sensor loadcell, arduino, motor DC dan limit switch

  Sensor loadcell digunakan sebagai pendeteksi berat produk kemasan yang akan disortir, arduino berfungsi sebagai pengganti modul ADC serta menspesifikasikan berat, motor DC digunakan sebagai pendorong produk kemasan pada tiap set point dan penggerak konveyor, limit switch digunakan sebagai sensor pembatas gerak motor DC.

  Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, akurasi sistem sortir produk kemasan berdasarkan berat berbasis PLC adalah 100%. Kata Kunci : PLC (Programmable Logic Controller), sortir produk kemasan, sensor loadcell

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Proses produksi di industri khususnya proses sorting, masih banyak industri yang menggunakan konveyor yang berfungsi hanya untuk satu produk dengan karakteristik berat yang sama, sehingga untuk sortir produk yang sama dengan berat yang berbeda dibutuhkan konveyor tersendiri sehingga banyak konveyor yang digunakan. Hal tersebut sangat tidak efisien. Dengan berdasarkan berat, sebuah konveyor dapat digunakan untuk beberapa set point berat. Oleh karena itu diperlukan suatu sistem konveyor untuk proses sorting barang dengan berat yang bermacam macam beserta monitoring yang dapat memantau kinerja dari sistem tersebut.

  Pada proyek akhir ini keunggulan sistem sortir yang kami buat yaitu mensortir produk kemasan secara otomatis dan tidak perlu dikoreksi kembali karena penempatan produk sudah tepat sesuai dengan beratnya masing- masing. Untuk dapat membedakan berat dengan spesifik sesuai set point digunakan sensor loadcell. Semua sistem sortir akan dikontrol menggunakan PLC Omron CP1L, dimana jenis PLC tersebut dapat menerima sinyal digital sehingga dibutuhkan modul analog untuk mengkonversi tegangan analog ke digital dan membedakan berat yang spesifik. Hasil pengukuran berat akan ditampilkan pada LCD.

  1.2 Rumusan Masalah

  Untuk mempermudah mewujudkan “Rancang Bangun Konveyor untuk Sistem Sortir Produk Kemasan Berdasarkan Berat Berbasis PLC”, disusun rumusan masalah yang mencakup :

  1. Bagaimanakah merancang sistem sortir Produk kemasan berdasarkan berat dalam kemasan?

  2. Bagaimana Kinerja Sistem Sortir berat produk dalam kemasan?

  1.3 Batasan Masalah

  Dalam pembuatan tugas akhir ini, agar permasalahan tidak meluas maka penulis membuat beberapa batasan masalah antara lain:

  1. Sensor untuk mendeteksi berat adalah Loadcell kapasitas 5Kg

  2. Menggunakan Arduino Uno sebagai pengganti modul analog pada PLC

  1.4 Tujuan

  1. Tujuan proyek tugas akhir ini adalah membuat Sistem Sortir Produk kemasan Berdasarkan Berat Berbasis PLC.

  2. Menganalisa Kinerja Sistem Sortir Produk kemasan Berdasarkan Berat Berbasis PLC.

  1.5 Manfaat Tugas Akhir

  1. Manfaat tugas akhir ini adalah untuk meningkatkan kualitas quality

control berdasarkan berat pada industri produk kemasan.

  2. Mempercepat dan mempermudah sistem Sortir di Industri.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini berisi tentang penjelasan teoritis dalam berbagai aspek yang

  akan mendukung ke arah analisis tugas akhir yang dibuat. Penjelasan teori akan dibahas yaitu mengenai Sistem sortir produk kemasan, Power Supply , PLC OMRON CP1L, Relay, Driver Motor ,Motor DC, Arduino Uno, LCD, Sensor Load Cell, Instrument Amplifier AD620,Limit Switch.

  2.1 Produk Kemasan Produk kemasan adalah untuk melindungi, megamankan produk tertentu yang berada didalamnya agar lebih rapi dan bersih, sehingga produk yang berada didalamnya mempunyai nilai tambah. Selain itu fungsi dari kemasan adalah untuk menjaga suatu produk agar mempunyai nilai lebih, Salah satu manfaat dari kemasan adalah sebagai Branding atau pencitraan suatu merek dari produk dan perusahaan, selain sebagai Sarana Promosi, Kemasan juga bentuk dari Profesionalitas suatu merek atau Perusahaan yang mengeluarkan produk tersebut. Dalam rancangan alat ini produk yang telah dikemas akan menjadi objek sortir, dimana produk kemasan akan dibedakan berdasarkan berat.

  2.2 Power supply ah suatu hardware komponen elektronika yg mempunyai

  fungsi sebagai supplier arus listrik dengan terlebih dahulu merubah tegangannya

  3 dari AC jadi DC. Jadi arus listrik PLN yang bersifat Alternating Current (AC) masuk ke power supply, dikomponen ini tegannya diubah menjadi Direct Current (DC) baru kemudian dialirkan ke komponen lain yang membutuhkan. Gambar rangkaian power supply ditunjukan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Rangkaian power supply

  (Sumber : http://skemarangkaianpcb.com/wp-content/upl oads/2012/05/catu-daya-

  simetris.png)

  Rangkaian power supply pada gambar 2.1 menggunakan trafo ct step down dengan diode bridge dan 2 buah elco. Transformator step down berfungsiuntuk menurunkan tegangan 220 Vac menjadi 12,18,25,35Vac. Cara kerja dari penyearah gelombang penuh dengan 4 diode diatas dimulai pada saat output

  transformator memberikan level tegangan sisi positif, maka D1, D4 pada posisi forward bias dan D2, D3 pada posisi reverse bias sehingga level tegangan sisi

  puncak positif tersebut akan di lewatkan melalui D1 ke D4. Kemudian pada saat output transformator memberikan level tegangan sisi puncak negatif maka D2, D4 pada posisi forward bias dan D1, D2 pada posisi reverse bias sehingga level tegangan sisi negatif tersebut dialirkan melalui D2, D4 sehingga arus yang keluar menjadi gelombang DC. Kapasitor elektrolit digunakan sebagai filter / untuk meratakan sinyal arus yang keluar dari rectifier sehingga gelombang arus yang di hasilkan menjadi rata.Output yang di hasilkan yaitu V+ Ground dan V-.

2.3 PLC Omron CP1L

  PLC ( Programable Logic Controller ) merupakan perangkat pengontrol yang berbasiskan fungsi rangkaian logika. Namun dalam perkembangannya sejalan dengan kebutuhan industri dan transportasi, PLC memiliki fungsi dan aplikasi yang lebih banyak dari rangkaian logika. PLC merupakan peralatan berbasis microprocessor yang dirancang khusus untuk menggantikan kerja rangkaian logika dan aplikasi lain, juga didesain untuk berbagai aplikasi yang berhubungan dengan sensor – sensor.

  PLC diperkenalkan pertama kali pada tahun 1969 oleh Richard E. Morleyyang merupakan pendiri Modicon Corporation. Menurut National

  Electrical Manufacturing Assosiation (NEMA) PLC didefinisikan sebagai suatu

  perangkat elektronik digital dengan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan intruksi–intruksi yang menjalankan fungsi-fungsi spesifik, seperti : logika, sekuen, timing, counting, dan aritmatika untuk mengontrol suatu mesin atau proses sesuai dengan yang diinginkan. PLC mampu mengerjakan suatu proses terus menerus sesuai variabel masukan dan memberikan keputusan sesuai keinginan pemrogram sehingga nilai keluaran tetap terkontrol.

  PLC merupakan “komputer khusus” untuk memantau proses, dan untuk menggantikan hard wiring control dan memiliki bahasa pemrograman sendiri.

  Akan tetapi, PLC tidak sama seperti personal computer karena PLC dirancang untuk instalasi dan perawatan oleh teknisi dan ahli listrik yang tidak harus mempunyai keahlian elektronika yang tinggi dan memberikan fleksibilitas kontrol berdasarkan eksekusi instruksi logika. Karena itulah PLC semakin hari semakin berkembang baik dari segi jumlah input dan output, jumlah memori yang tersedia, kecepatan, komunikasi antar PLC dan cara atau teknik pemrograman. Hampir segala macam proses produksi dibidang industri dan transportasi dapat diotomasi dengan menggunakan PLC. Kecepatan dan akurasi dari operasi bisa meningkat jauh lebih baik menggunakan sistem kontrol ini. Keunggulan dari PLC adalah kemampuannya untuk mengubah dan meniru proses operasi disaat yang bersamaan dengan komunikasi dan pengumpulan informasi-informasi vital. Operasi pada PLC terdiri dari empat bagian penting : 1. Pengamatan nilai input.

  2. Menjalankan program.

  3. Memberikan nilai output.

  4. Pengendalian.

  Dan kelebihan diatas, PLC juga memiliki kekurangan antara lain yang sering disoroti adalah bahwa untuk memrogram PLC dibutuhkan seseorang yang ahli dan sangat mengerti dengan apa yang dibutuhkan dan mengerti tentang keamanan atau safety yang harus dipenuhi. Sementara itu orang yang terlatih seperti itu cukup jarang dan pada pemrogramannya harus dilakukan langsung ke tempat dimana server yang terhubung ke PLC. Sementara itu, tidak jarang letak

  main computer itu di tempat-tempat yang berbahaya. Oleh karena itu, diperlukan

  suatu perangkat yang mampu mengamati, mengubah serta menjalankan program dari jarak jauh.

  Dikenalkan 2 tipe memory pada programable controller, yaitu:

  1. RAM (Random Access Memory)

  2. ROM (Read Only Memory) PLC sendiri terdiri dari beberapa jenis antara lain: small PLC, medium PLC, dan

  large PLC. Berikut akan dibahas lebih lanjut adalah mengenai PLC OMRON CP1L yang termasuk dalam katagori small PLC.

  Berdasarkan pada standar yang dikeluarkan oleh National Electrical Manufacture

  Association (NEMA)

ICS3-1978

  Part ICS3-304,PLC didefinisikan

  sebagai berikut : “PLC adalah suatu peralatan elektronik yang bekerja secara digital, memiliki memori yang dapat diprogram menyimpan perintah – perintah untuk melakukan fungsi – fungsi khusus seperti logic ,sequencing , timing,

  counting, dan aritmatika untuk mengontrol berbagai jenis mesin atau proses

  melalui analog atau digital input/output modules”. 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. Gambar fungsi plc ditunjukan pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Fungsi PLC

  (Sumber : Manual Book PLC OMRON CP1L)

2.3.1 Prnsip Kerja PLC

  Pada prinsipnya sebuah PLC melalui modul input bekerja menerima data- data berupa sinyal dari peralatan input luar (external input device). Peralatan input luar tersebut antara lain berupa saklar, tombol, sensor. Data-data masukan yang masih berupa sinyal analog akan diubah oleh modul input A/D (analog to digital

  input module) menjadi sinyal digital. Selanjutnya oleh prosesor sentral (CPU)

  yang ada di dalam PLC sinyal digital itu diolah sesuai dengan program yang telah dibuat dan disimpan di dalam memori. Seterusnya CPU akan mengambil keputusan dan memberikan perintah melalui modul output dalam bentuk sinyal digital. Kemudian oleh modul output D/A (digital to analog module) dari sistem yang terkontrol seperti antara lain berupa relay dan motor dimana nantinya dapat mengoprasikan secara otomatis sistem proses kerja yang dikontrol tersebut

Gambar 2.3 Bagian-Bagian Blok PLC

  (Sumber : Manual Book PLC OMRON CP1L)

  2.3.2 PLC OMRON SYSMAC CP1L

  PLC OMRON SYSMAC CP1L adalah salah satu produk PLC dari OMRON yang terbaru. CP1L merupakan PLC tipe paket yang tersedia dengan 10, 14, 20, 30, 40 atau 60 buah I/O (input/output). Sistem input outputnya berupa bit.

  Atau lebih dikenal dengan PLC tipe relay karena hanya membaca masukan (input), dan menghasilkan keluaran (output) dengan logika 1 atau 0.

Gambar 2.4 PLC OMRON Sysmac CP1L

  2.3.3 Bagian-Bagian Umum PLC OMRON CP1L

Gambar 2.5 Bagian-Bagian PLC OMRON Sysmac CP1L

  (Sumber : Manual Book PLC OMRON CP1L) Dari gambar 2.5, bagian – bagian PLC Omron Sysmac CP1L adalah sebagai berikut :

  1. Blok power supply, ground dan input terminal.

  2. Blok eksternal power supply dan output terminal.

  3. Peripheral USB port untuk mengubungkan dengan komputer dan komputer dapat digunakan untuk memprogram dan memantau.

  4. Operation indicator, mengidentifikasi status operasi dari CP1L termasuk power status, mode operasi, errors, dan komunikasi USB.

  5. Baterai untuk mempertahankan internal clock dan isi RAM ketika supply OFF.

  6. Input indicator, menyala jika kontak terminal input kondisi menyala.

  7. Output indicator, menyala jika kontak terminal output kondisi menyala.

  8. Expansion I/O unit connector, digunakan untuk menambah input/output PLC.

  9. Option board slot, digunakan untuk menginstal RS-232C.

2.3.4 Port Terminal Input Output PLC OMRON CP1L

  Port pada PLC CP1L 30 I/O terdiri dari 18 buah terminal input yaitu CIO

  0.00-0.11 dan CIO 1.00-1.05. untuk port outputnya terdapat 12 buah terminal yaitu dari CIO 100.00-100.07 dan CIO 101.00-101.03. pada port input terdapat dua buah terminal untuk masukan supply AC PLC yaitu terminal L1 dan L2/N.

  Port input terhubung ada satu titik COM (common). Masukkan pada terminal COM dapat berupa polaritas + atau negatif -.

Gambar 2.6 Port Input

  (Sumber : Manual Book PLC OMRON CP1L) Pada port output terdapat 4 buah titik COM. Masing-masing titik COM terhubung dengan titik output yang dibatasi dengan garis batas seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 2.7 Port Output

  (Sumber : Manual Book PLC OMRON CP1L)

2.4 Relay

  Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan

  merupakan komponen electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Gambar Relay ditunjukan pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 Relay

  (Sumber:http://www.codeproject.com/KB/boards-embeddeddevices/845211/8.1.jpg) Cara kerja relay pada gambar 2.8 adalah apabila kumparan coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnet yang kemudian menarik armature untuk berpindah dari posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi

  open atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, armature akan

  kembali lagi ke posisi awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik contact poin ke posisi close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

2.5 Driver Motor

  Driver motor merupakan bagian yang berfungsi untuk menggerakkan

  dan mengontrol putaran motor yang dapat diatur arah putarannya CW (searah jarum jam) maupun CCW (berlawanan jarum jam). Driver ini pada dasarnya menggunakan 2 buah relay 24vdc untuk switching (saklar) dari putaran motor dan secara bergantian untuk membalik polaritas dari motor.

  Input A

_NC

_NO

M Input B

_NC

_NO

_{- 24 v + 24 v}

Gambar 2.9 Skematik Rangkaian Driver Motor

  (Sumber : Muzakki, 2015, Bengkel Elektronika,) Cara kerja rangkaian driver motor pada gambar 2.8 adalah Motor DC akan berputar CW apabila input A bernilai high dan Motor DC berputar CCW apabila input A dan input B bernilai high. Input A ketika di berikan tegangan 24v maka akan timbul gaya elektromagnetik pada relay 1 sehingga menarik armature untuk berpindah dari posisi sebelumnya (NO) ke posisi baru (NC) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik + 24v untuk mengaktifkan motor dc berputar CW (searah jarum jam). Pada saat tidak dialiri arus listrik, armature akan kembali lagi ke posisi awal (NO).Begitu pula dengan relay 2,ketika input B di n berikan tegangan 24v maka akan timbul gaya elektromagnetik pada relay 2 sehingga menarik armature untuk berpindah dari posisi sebelumnya (NO) ke posisi baru (NC) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik - 24v yang berfungsi untuk merubah polaritas sumber tegangan motor dc untuk berputar CCW (berlawanan arah jarum jam).

2.6 Motor DC

  Motor DC merupakan motor listrik magnet permanen yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung / direct-unidirectional. Pada aplikasi ini, motor DC digunakan untuk menggerakkan konveyor dan menggerakkan pendorong.

Gambar 2.10 Skematik Motor DC

  (Sumber : http://teorick.blogspot.co.id/2012/10/prinsip-kerja-motor-dc.html) Cara kerja motor DC adalah atas prinsip bahwa apabila suatu penghantar yang membawa arus listrik diletakkan didalam suatu medan magnet, maka akan timbul torsi. Bilamana arus listrik yang mengalir dalam kawat arahnya menjauhi kita (maju) maka medan magnet yang terbentuk disekitar kawat arahnya searah dengan putaran jarum jam. Sebaliknya bilamana arus listrik mengalir dalam kawat arahnya mendekati kita (mundur) maka medan magnet yang terbentuk disekitar kawat arahnya berlawanan dengan putaran arah jarum jam. (Muzakki, 2015).

2.7 Arduino Uno

  Arduino adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328 . Board

  ini memiliki 14 digital input / output pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai

  output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa didapat dari adaptor AC-DC atau baterai untuk menggunakannya. (Arduino, Inc., 2009).

Gambar 2.11 Arduino Uno

  (Sumber : http://febriadisantosa.weebly.com/knowledge/arduino-uno)

  

Board Arduino Uno memiliki fitur – fitur baru sebagai berikut :

1. pinout : menambahkan SDA dan SCL pin yang deket ke pin aref

  dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat ke pin RESET, dengan I/O REF yang memungkinkan sebagai buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari board sistem.

  Pengembangannya, sistem akan lebih kompatibel dengan prosesor yang menggunakan AVR, yang beroperasi dengan

  5V dan dengan Arduino karena beroperasi dengan 3,3V.

  2. Sirkuit reset

  3. ATMega 16U2 ganti 8U yang digunakan sebagai konverter USB-to serial.

Gambar 2.12 Skematik Rangkaian Arduino

  2.8 LCD (Liquid Crystal Display)

  LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang, misalnya dalam alat-alat elektronik, seperti televisi, kalkulator ataupun layar komputer.LCD digunakan untuk menampilkan besar berat yang telah di timbang oleh sensor Load Cell.

Gambar 2.13 LCD (Liquid Crystal Display)

  (Sumber: http://3.bp.blogspot.com)

  2.9 Sensor LoadCell Load Cell merupakan sensor berat, apabila Load cell diberi beban pada inti

  besinya maka nilai resitansi di strain gauge akan berubah. Umumnya Load cell terdiri dari 4 buah kabel, dimana dua kabel sebagai eksitasi dan dua kabel lainnya sebagai sinyal keluaran. Load Cell adalah alat elektromekanik yang biasa disebut

  Transducer, yaitu gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah

  material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja, kemudian merubah gaya mekanik menjadi sinyal listrik.

Gambar 2.14 Sensor Loadcell

  (Sumber : http://www.kitomaindonesia.com/articles/content/Loadcell---Strain- Gauge .jpg )

  Sebuah Load Cell terdiri dari konduktor, strain gauge, dan jembatan

  Wheatstone seperti pada gambar 2.14 . Strain gauge merupakan grid metal foil

  tipis yang dilekatkan pada permukaan dari Load Cell. Apabila Load cell di beri beban, maka terjadi strain dan kemudian ditransmisikan ke foil grid. Tahanan foil

  grid berubah sebanding dengan strain induksi beban. Namun tegangan keluaran

  dari Load Cell sangat kecil, sehingga untuk mengetahui perubahan tegangan keluaran secara linier dibutuhkan rangkaian penguat instrumen yang dapat menguatkan tegangan keluaran yang sangat kecil hingga kurang dari satuan microvolt.

2.10 Modul Amplifier AD620

  AD620 merupakan penguat instrumentasi yang telah dikemas dalam bentuk IC (Integrated Circuit). IC AD620 dibuat berdasarkan pendekatan rangkaian op–amp klasik, IC ini mempunyai tingkat akurasi tinggi dan hanya memerlukan 1 resistor eksternal untuk mengatur penguatan dengan rentang 1 hingga 1000 kali. Bentuk dan kemasan AD620 yang kecil dengan konsumsi power yang rendah menjadikan komponen ini cocok digunakan untuk alat yang menggunakan supply dari baterai atau pembuatan remot kontrol. Berikut ini adalah gambar konfigurasi pin dan rangkaian skematik modul instrument

  amplifier AD620.

Gambar 2.15 Rangkaian skematik modul instrument amplifier AD620

  (Sumber : Manual Book GT-LC AD620) Pada gambar rangkaian 2.15 menggunakan R gain multiturn 1KΩ secara default multiturn bernilai 500Ω, VR threshold multiturn 10kΩ secara default multiturn bernilai 5kΩ dan membutuhkan supply tegangan : +12v, - 12v, Ground, dan memiliki 1 port output tegangan.Dengan menggunakan rangkaian di atas 4 buah kabel output dari sensor loadcell langsung di gabungkan dengan modul amplifier AD620.Sehingga output dari sensor loadcell dapat dikuatkan hingga milivolt dan dapat di baca oleh port analog mikrokontroler

  arduino uno.

  2 . 1 1 Limit Switch Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang

  berfungsi menggantikan tombol.Limit switch sama seperti saklar Push ON Gambar limit switch ditunjukan pada gambar 2.16

Gambar 2.16 Simbol dan bentuk limit switch

  (Sumber http://elektronika-dasar.web.id/wp-content/uploads/2012/07/Simbol- Dan-Bentuk-Limit-Switch.jpg)

  Prinsip kerja limit switch yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak..

2.12 Modul Photodiode

  Photodiode digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang

  dipancarkan oleh infrared atau led. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodiode tergantung besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared atau led tersebut. Gambar modul photodiode ditunjukan pada gambar 2.17

Gambar 2.17 Rangkaian Photodiode

  (Sumber : https://robotic89.files.wordpress.com/2010/08/untitled-2.jpg)

  Cara kerja photodiode yaitu jika photodiode tidak terkena cahaya, maka nilai resistansinya akan besar Sehingga arus yang mengalir pada komparator kecil atau dapat diasumsikan dengan logika 0 . Begitu juga sebaliknya, jika photodiode terkena cahaya, maka nilai resistansinya akan sangat kecil, sehingga ada arus yang mengalir ke komparator dan berlogika 1 (Beriyanto, 2011). Photodiode disini digunakan untuk memberikan input terhadap plc dan sebagai aktivasi motor pendorong produk kemasan.

2.13 Rangkaian Komparator

  Komparator adalah sebuah rangkaian yang dapat dengan cermat membandingkan besar tegangan yang dihasilkan. Rangkaian ini biasanya menggunakan komparator Op-Amp sebagai piranti utama dalam sebuah rangkaian. Saat ini terdapat dua jenis komparator tegangan, yaitu komparator tegangan sederhana dan komparator tegangan histerisis.

  Rangkaian komparator ini dapat kita rangkai menggunakan Vref yang dihubungkan ke V supply, kemudian kedua resistor digunakan sebagai pembagi tegangan, sehingga nilai tegangan yang dihasilkan dari komparator Op-Amp adalah semakin besar. Komparator Op-Amp akan membandingkan nilai tegangan pada kedua tegangan, apabila sebuah tegangan (-) lebih besar dari tegangan masukan (+) maka keluaran Op-Amp akan menjadi sama. Untuk Op-Amp yang sesuai dengan pemakaian pada alat kami menggunakan Op-Amp dengan tipe LM324 yang banyak di pasaran. (Andri, 2014)

  (a) (b)

  Gambar 2.18 (a) Datasheet LM324 (b) Skematik Rangkaian Komparator

  ( Dengan menggunakan komparator LM324 maka tegangan sinyal ramp yang dihasilkan oleh rangkaian generator ini akan dibandingkan dengan tegangan dari potensiometer. Tegangan potensiometer tersebut bervariasi antara 0 Volt sampai 24 Volt DC. Pada saat rangkaian ramp berada dibawah tegangan

  potensiometer, maka output dari komparator LM324 adalah 24 Volt sehingga

  tidak ada arus yang mengalir. Apabila tegangan ramp lebih tinggi dari tegangan

  potensiometer maka output dari LM324 adalah 0 Volt. Arus ini merupakan arus aktifasi photodiode pada bagian triac.

  Komparator LM3324 memiliki 14 pin dengan bagian-bagian sebagai berikut: 1. VCC untuk tegangan pencatu daya positif.

  2. GND untuk tegangan pencatu daya negatif.