81798278-Laporan-Mekatronika-KOMPLIT

7/29/2019 81798278-Laporan-Mekatronika-KOMPLIT

1/140


2/140

LABORATORIUM MEKATRONIKA

Kelompok II 2

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Dewasa ini perkembangan ilmu teknologi berkembang begitu pesat. Hal

ini dapat kita rasakan pada kehidupan sehari-hari maupun pada dunia industri.

Contohnya saja pada alat-alat elektronika yang ada pada saat sekarang ini seperti

hand phone, komputer, kamera digital, ipad dan produk elektronika lainnya. Pada

kehidupan sehari-hari dan dunia industri kita juga sering menjumpai sistemotomasi suatu alat dalam menjalankan fungsinya, misalnya pada kehidupan

sehari-hari kita sering menjumpai sistem pintu otomatis yang ada dimall, hotel,

perkantoran dan tempat lainnya. Pada dunia industri sudah banyak pabrik-pabrik

meggunakan sistem kerja alat secara otomasi untuk membuat atau merakit

produknya yang dapat bekerja 24 jam dalam sehari. Semua hal tersebut tidak

terlepas dari penggunaan komponen-komponen elektronika , rangkaian-rangkaian

elektronika, dan sistem mekatatronika. Kita sebagai calon sarjana teknik perlu

mengetahuinya karena berhubungan dengan dengan dunia keteknikan. Oleh sebab

itu perlu diadakannya praktikum mekatronika ini.

1.2Tujuan

1. Mengetahui jenis-jenis dan prinsip kerja dari komponen-komponen

elekronika dan rangkaian-rangkaian elektronika.

2. Mengetahui tentang sistem mekatronika.

3. Dapat mengaplikasikan sistem mekatronika pada sistem alat yang sederhana.

4. Memenuhi syarat lulus mata kuliah mekatronika.

1.3Mamfaat

Melalui praktikum ini kita mendapatkan ilmu pengetahuan tentang ilmu

mekatronika seperti sistem mekatronika, jenis-jenis dan prinsip kerja dari alat-alat

elektonika serta rangkaian elektronika. Kita juga dapat mengaplikasikan nya


3/140


Kelompok II 3

dalam sistem yang sederhana serta membantu kita pada dunia kerja yang sudah

banyak menerapkan ilmu mekatronika ini.


4/140


Kelompok II 4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Teori Dasar

2.1.1. Pengertian Mekatronika

Mekatronika adalah hubungan integrasi yang sinergis antara rekayasa mekanik,

teknik elektronika, teknik komputer, teknik informatika, system kontrol yang

cerdas untuk suatu perancangan proses atau produk.

Gambar 2.1 : Rekayasa Mekatronika

2.1.2. Sistem mekatronika

Sistem mekatronika adalah sistem yang mengatur, mengendalikan, memproses

suatu proses jalannya mekatronika.

Sensor Controller Actuator

Sistem kontrol

Signal Conditioner ( Amp+ADC ) Signal Conditioner ( DAC+ Amp )

2.1.2.1. Otomasi produk atau proses


5/140


Kelompok II 5

Otomasi adalah aspek mental seperti mengawasi, mengendalikan, aktifitas yang

dilakukan oleh sistem. Mekanisasi adalah aspek fisik yang digantikan oleh mesin.

Contoh :

Mesin bubut adalah mekanisasi dari proses pemesinan, sedangkan mesin bubut

CNC ( pengendalian oleh mesin ) adalah otomasi dari proses pemesinan.

2.1.2.2. Sistem kontrol

Memuat data input dan output yang dihasilkan berdasarkan kesesuaian dari data

input.

Energi listrik Gerakan rotasi

Input Output

Misalnya motor dipandang sebagai suatu sistem dengan input energi listrik danoutput berbentuk gerak rotasi ( energi mekanik ). Sistem control adalah sistem

yang menjaga besaran keluaran.

Contoh :

Temperatur

Ketinggian air

Putaran

Contoh sistem temperatur tubuh.

Pada udara panas tubuh akan mengeluarkan keringat untuk mengontrol suhu

tubuh, keluaran keringat agar nilai temperatur tubuh konstan.

2.1.2.2.1. Sistem kontrol terbuka

Misalnya AC. Pada AC akan disupplai suhu yang tidak tergantung pada kondisi

ruangan sehingga suhu konstan

Motor

Controlled System


6/140


Kelompok II 6

Input Arus Output

2.1.2.2.2. Sistem kontrol tertutup

Misalnya pada AC sistem split pengukuran ruangan. Temperatur diset 20o

C.

Apabila suhu mencapai suhu tersebut maka AC akan mati atau ke mode stand by

secara otomatis

Input Elemen pembanding Arus Output

Perangkat pengukur yaitu suatu elemen yang berfungsi untuk mengukur nilai

keluaran output dan diteruskan ke elemen pembanding.

Elemen pembanding yaitu suatu elemen elektronika yang berfungsi

membandingkan nilai output dan input.

2.1.3 Sensor

Sensor adalah suatu elemen yang mendeteksi suatu besaran sehingga

diterjemahkan ke bentuk sinyal yang kualitatif yang berhubungan dengan objek

yang diukur.

Sensor disebut juga transduser, istilah ini banyak digunakan dalam ilmu pada

sistem pengukuran ( konversi ).

2.1.3.1.Syarat-syarat sensor

Kecermatan adalah nilai terkecil yang mampu dibaca sensor

Ketelitian adalah kemampuan sensor membaca nilai besaran dengan nilai

yang benar atau mendekati nilai yang sebenarnya

Switch Filament listrik

x

Perangkat pengukur

Filamen listrikSwitch


7/140


Kelompok II 7

Sensivity adalah kemampuan sensor menerima rangsangan dengan cepat

dan diterjemahkan nilainya

Keterulangan adalah kemampuan sensor memberikan nilai yang sama atau

mendekati sama meskipun diukur berulang tanpa adanya pengaruh

lingkungan

Range adalah batas terendah dan tertinggi yang mampu dibaca oleh sensor

Hysteresis error adalah Perbedaan / error dari output yang diukur bila

dilakukan pengukuran secara continue atau berkelanjutan dari dua arah

yang berbeda.

Gambar Grafik Hysteresis

Non linearity error adalah kesalahan yang terjadi karena sensor tidak linier

walaupun secara teoritis sensor dinyatakan linier.

2.1.3.2. Jenis-jenis sensor

2.1.3.2.1. Sensor mekanik

Adalah sensor yang berfungsi mendeteksi perubahan gerak mekanis seperti

perpindahan atau pergeseran posisi gerak lurus dan melingkar, tahanan, aliran

level, dan lain-lain

Proximity

- Proximity optic

Terdiri dari LED dan detector cahaya


8/140


Kelompok II 8

Gambar 2.2 : Sensor photoelectric

- Proximity induktif

Menggunakan perubahan fluks magnet untuk mendeteksi keberadaan objek

Gambar 2.3 : Alat Eddy Current Induktif Sensor

Posisi dan kecepatan

- Potensiometer

- Level Variable Diferential Transrmer( LVDT )

- Encater

- Tachogenerator

Gambar 2.4 : LVDT


9/140


Kelompok II 9

2.1.3.2.2. Sensor fisika

Adalah sensor yang mendeteksi besaran berdasarkan hokum fisika

Sensor cahaya

Sensor yang merubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Prinsip kerjanya

adalah mengubah energi foton menjadi electron.

Contoh :

Photodioda, Octocouplar,Light Dependent Resistor( LDR ),photoransistor

Gambar 2.5 : Sensor LDR

Prinsip kerja resistansi LDR akan berubah sesuai perubahan intensitas cahaya

yang mengenainya. Dalam gelap resistensi LDR adalah sekitar 10 M dan dalam

keadaan terang sekitar 1K.

Sensor suara

Adalah sensor yang mengubah gelombang sinusioda suara menjadi sinus energy

listrik.

Gambar 2.6 : Pick Up alat musik


10/140


11/140


Kelompok II 11

2.1.3.2.3. Sensor kimia

Sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besarankimia menjadi besaran listrik.

Sensor pH

Sensor O2

Sensor ledakan

Sensor gas

Gambar 2.9 : sensor kadar gula dalam darah

2.1.4. Controller

Adalah suatu komponen listrik yang berfungsi sebagai alat untu mengendalikan,

memproses, membuat keputusan dan diteruskan ke actuator dalam system

mekatronika.

2.1.4.1.Microproscessor

Microproscessor adalah mesin kecil sebagai pemroses dan pengendali utama

proses yang terjadi pada komputer, yang dibuat dalam bentuk chip. Meskipun

ukurannya secara fisik tidak terlalu besar, tetapi pemikir utama dari sebuah

komputer adalah pada microprocessor ini, dan di sinilah proses utama diolah.


12/140


Kelompok II 12

Gambar 2.10 : microprocessor

2.1.4.2. Microcontroller

Microcontroller adalah central processing unit (CPU) yang disertai memori serta

sarana input/output yang padukan dalam bentuk single chip.

Gambar microcontroller

2.1.4.3. Progamabble Logic Control ( PLC )

Didefinisikan sebagasi suatu perangkat elektronik digital dengan memori yang

dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi yang menjalankan fungsi-

fungsi spesifik seperti: logika, sekuen, timing, counting, dan aritmatika untuk

mengontrol suatu mesin industri atau proses industri sesuai dengan yang

diinginkan.


13/140


Kelompok II 13

Gambar 2.11 : OMRON PLC

2.1.4.4. Relay

Relay adalah suatu peranti yang menggunakan elektromagnet untuk

mengoperasikan seperangkat kontak sakelar. Susunan paling sederhana terdiri darikumparan kawat penghantar yang dililit pada inti besi. Bila kumparan ini

dienergikan, medan magnet yang terbentuk menarik armatur berporos yang

digunakan sebagai pengungkit mekanisme sakelar.

Gambar 2.12 : relay

2.1.4.5. Personal Computer ( PC )

Istilah PC mempunyai beberapa arti :

Istilah umum yang merujuk pada komputer yang dapat digunakan dan

diperoleh orang dengan mudah.


14/140


15/140


Kelompok II 15

Motor Induksi

Motor Singkron

Gambar 2.14 : Actuator elektrik

2.1.5.2. Actuator elektromechanic

Gambar 2.15 : Actuator electromechanic

2.1.5.3. Actuator hidraulik

Menggunkan motor pompa untuk menghasilkan gaya keluaran. Bekerja dengan

meniupkan udara bertekanan pada system katup.

Gambar 2.16 : hydraulic actuator


16/140


17/140


18/140


19/140


20/140


21/140


22/140


23/140


24/140


25/140


26/140

Kelompok II

5. Dioda ka

Dioda

diode varacto

akan berperan

tegangan yan

6. Dioda foto

Diode

akan mengha

tergantung be

7. Dioda Schott

Dioda

salah satu sisi

yang alain. Dbebas merupa

Schottky ini

muatan, sehin

cepat dari p

menyearahkan

bipolar.

LABORATO

Gambar 2.2.12 LED Dan Simbol LED

asiansi variable

kapasiansi variable disebut juga dengan dio

, sifatnya adalah bila dipasangkan menurut

sebagai kondensator. Kapasitansinya tergan

masuk.

Gambar 2.2.13 Bentuk dan Simbol Dioda Vara

foto mempunyai sifat yang berkebalikab den

ilkan arus listrik bila terkena cahaya. Besarn

sarnya cahaya yang diterima.

Gambar 2.2.14 Bentuk dan Simbol Foto Diod

ky

schottky menggunakan logam emas, perak

junction dan silicon yang di dop (biasanya

ioda semacam ini adalah piranti unipolaran pembawa mayoritas pada kedua sisi jun

idak mempunyai lapisan pengosongan at

ga mengakibatkan ia dapat di switch nyal

da dioda bipolar. Sebagai hasilnya pi

frekuensi diatas 300 Mhz dan jauh diatas k

IUM MEKATRONIKA

26

e varicab atau

rah terbalik

tung dari

tor

gan LED, yaitu

ya arus listrik

a

tau platina pada

ype-n) pada sisi

karena electrontion. Dan dioda

u penyimpanan

dan mati lebih

ranti ini dapat

mampuan dioda


27/140


28/140


Kelompok II 28

d. KAPASITOR

Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat

menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Satuan

kapasitor adalah Farad. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik

pada kapasitor disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Seperti halnya

hambatan, jenis kapasitor berdasarkan nilai kapasitansinya menjadi:

1. Kapasitor Tetap

Kapasitor tetap merupakan kapasitor yang mempunyai nilai

kapasitas yang tetap.

Simbol Kapasitor Tetap :

Gambar 2.2.18 Simbol Kapasitor Tetap

Untuk mengetahui besarnya nilai kapasitas atau kapasitansi pada kapasitor

dapat dibaca melalui kode angka pada badan kapasitor tersebut yang

terdiri dari 3 angka. Angka pertama dan kedua menunjukkan angkaatau

nilai, angka ketiga menunjukkan faktor pengali atau jumlah nol, dan

satuan yang digunakan ialah pikofarad (pF). Kapasitor tetap yang

memiliki nilai lebih dari atau sama dengan 1F adalah kapasitor elektrolit

(elco). Kapasitor ini memiliki polaritas (memiliki kutub positifdan kutubnegatif) dan biasa disebutkan tegangan kerjanya.Misalnya : 100F 16 V

artinya elco memiliki kapasitas 100F dan tegangan kerjanya tidak boleh

melebihi 16 volt.

Simbol dan gambar KapasitorElco :

Gambar 2.2.19 Kapasitor Elco

B. Kapasitor Tidak Tetap

Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang memiliki nilai

kapasitansi atau kapasitas yang dapat diubah-ubah. Jenis-jenis kapasitor

terdiri dari :

Kapasitor Trimer


29/140


30/140


31/140


32/140


33/140


34/140


35/140


36/140


37/140


38/140


39/140


Kelompok II 39

Gambar rangkaian bias mundur dioda

Jenis Dioda

Dioda Zener

Gambar simbol Dioda Zener Gambar Dioda Zener

Fenomena tegangan breakdown meglhami pembuatan komponen elektronika

lainnya yang dinamakan Zener. Jika biasanya pada diode terjadi breakdown pada

tegangan satuan volt, pada zener terjdi pada puluhan dan satuan volt.Dioda zener


40/140


41/140


42/140


43/140


44/140


45/140


46/140


47/140


48/140


49/140


50/140


51/140


52/140


Kelompok II 52

Impendansi output kecil (Zout)

Band Width besar (BW)

Cirinya mempunyai tegangan +, tegangan dan ground. Mempunyai input

inverting dan non Inverting


53/140

Kelompok II

2.4.5 Aplikasi Sirk

Terdapat banyak sek

sirkuit listrik. Di ba

operasional dalam co

2.4.5.1 Pembanding

Merupakan salah sat

gain) penguat opera

khusus yang meman

berbeda dari pengu

komparator (compar

Komparator memba

untuk menunjukkan t

di mana Vs adalah

antara + Vs dan Vs

2.4.5.2 Penguat pem

LABORATO

it

li penggunaan dari penguat operasional dala

ah ini dipaparkan beberapa penggunaan um

ntoh sirkuit:

(comparator)

Simbol Komparator

aplikasi yang memanfaatkan bati simpal ter

sional yang sangat besar. Ada jenis pen

g difungsikan semata-mata untuk penggun

at operasional lainnya dan umum diseb

tor).

dingkan dua tegangan listrik dan mengu

egangan mana yang lebih tinggi.

tegangan catu daya dan penguat operasion

.)

balik (Inverting amplifier)

IUM MEKATRONIKA

53

m berbagai jenis

um dari penguat

buka (open-loop

uat operasional

an ini dan agak

t juga dengan

ah keluarannya

al beroperasi di


54/140


55/140

Kelompok II

atau dengan kata lain

Dengan demikian,

Karena tegangan si

penguat operasional

2.4.5.4 Penguat dife

Penguat diferensial d

dikalikan dengan ko

sebesar untuk

diferensiator. Rumus

Sedangkan untuk R1

LABORATO

:

enguat non-pembalik memiliki bati mini

yal masukan terhubung langsung dengan

aka impedansi masukan bernilai .

ensial (Differential amplifier)

Simbol Penguat diferensial

igunakan untuk mencari selisih dari dua teg

nstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai

dan . Penguat jenis ini

yang digunakan adalah sebagai berikut:

= R2 dan Rf = Rg maka bati diferensial adal

IUM MEKATRONIKA

55

um bernilai 1.

masukan pada

ngan yang telah

resistansi yaitu

berbeda dengan

h:


56/140

Kelompok II

2.4.5.5 Penguat pen

Penguat penjumlah

persamaan sebagai b

Saat

Saat

Keluaran adalah terb

Impedansi masukan

bumi maya)

2.4.5.6 Integrator

LABORATO

umlah (summing amplifier)

Simbol Penguat penjumlah

menjumlahkan beberapa tegangan m

rikut:

, dan Rf saling bebas maka:

, maka:

lik.

dari masukan ke-n adalah (di

IUM MEKATRONIKA

56

sukan, dengan

ana adalah


57/140


58/140


59/140


60/140


Kelompok II 60

2.4.6.1 Tata letak Modul OP-01

Untuk mode non inverting amplifier ataupun comparator, Modul OP-01 ini

mempunyai 8 buah input yang dimulai dari AIN0 (Analog Input 0), Ain1 (Analog

Input 1), AIN2 (Analog Input 2), AIN3 (Analog Input 3), AIN4 (Analog Input 4),

AIN5 (Analog Input 5), AIN6 (Analog Input 6), AIN7 (Analog Input 7).

2.4.6.2 Mode Comparator

Mode ini digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan level tegangan

tertentu menjadi logika 0 atau 1. Contohnya apabila sebuah sensor yang

menghasilkan ayunan tegangan antara 2 hingga 3 volt saja, maka teganganpembanding harus diatur berada di posisi di antara 2 dan 3 volt. Hal ini dilakukan

dengan memutar variabel resistor pengatur tegangan pembanding untuk setiap op

amp. P2 digunakan untuk Op Amp 1, P4 untuk Op Amp 2, P6 untuk Op Amp 3,

P8 untuk Op Amp 4, P10 untuk Op Amp 5, P12 untuk Op Amp 6, P14 untuk Op

Amp 7 dan P16 untuk Op Amp 8.

2.4.6.3 ModeNon Inverting Amplifier

Mode ini digunakan untuk menguatkan sinyal dengan penguatan hingga

lebih dari 100x sinyal input. Penguatan dilakukan dengan memutar variabel

resistor pengatur penguatan untuk setiap Op Amp. P1 untuk Op Amp 1, P3 untuk

Op Amp 2, P5 untuk Op Amp 3, P7 untuk Op Amp 4, P9 untuk Op Amp 5, P11

untuk Op Amp 6, P13 untuk Op Amp 7 dan P15 untuk Op Amp 8. Selain variabel

resistor-variabel resistor tersebut, variabel-variabel resistor yang berfungsi sebagai

pengatur tegangan pembanding untuk setiap op amp juga dapat digunakan sebagai

pengatur penguatan.

Penguatan dari Non Inverting Amplifier ini adalah (1+P1/P2) x V AIN0

untuk Op Amp 1. Oleh karena itu bila P2 diputar hingga mencapai 1K dan P1

diputar hingga mencapai 1M, maka penguatan dapat mencapai 1001 x tegangan

input.


61/140


62/140


Kelompok II 62

2.4 Motor Motor Listrik

Motor listrik terdiri dari rotor (bagian yang bergerak), stator (bagian yang

diam). Pada stator terdapat inti magnet, sedangkan pada stator terdapat koil

yang berfungsi sebagai magnet listik apabila dialirkan arus. Motor

diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu AC (arus searah) dan DC (arus bolak

balik).

2.5.1Motor DC

Motor DC merupakan salah satu jenis aktuator yang paling banyak

digunakan dalam industri ataupun sistem robot. Prinsip kerja motor inimenggunakan magnet untuk menghasilkan kerja yaitu putaran. Motor DC terdiri

dari armature yang berputar dan bagian magnet sebagai stator (bagian yang

diam). Arus yang datang melalui sikat sehingga akan menyebabkan motor

berputar.Bagian magnet pada stator bisa menggunakan electromagnet dan magnet

permanent.

Motor DC dengan stator electromagnet dibagi menjadi 3 jenis, yaitu motor

seri, motor shunt dan motor compound.

Motor seri memiliki artmature yang dihubungkan dengan electromagnet

secara seri. Motor jenis ini memiliki karakteristik torque yang tinggi

pada putaran awal.

Jenis motor shunt antara armature dan electromagnet terhubung

secara parallel. Pengaturan pada motor ini lebih mudah dibandingkan

dengan motor seri.

Pada motor compound memiliki kombinasi seri dan parallel pada

armature dan electromagnet.


63/140


64/140


65/140


Kelompok II 65

2.5.3 Motor Stepper

2.5.3.1 Defenisi

Motor stepper atau bisa disebut motor langkah merupakan salah satu

jenis dari motor DC. Perbedaan dengan motor DC biasa adalah motor stepper

memiliki langkah putaran tergantung pada jumlah stator. Langkah

menggunakan derajat putaran, mulai dari 0 0 sampai 90 0. Bagian motor

steper, rotor merupakan magnet yang permanent sedangkan pada bagian statormenggunakan electromagnet. Rotor akan bergerak bila masing masing stator

menjadi magnet dengan dialiri arus listrik. Gerak putaran rotor langkah demi

langkah berputar menuju sesuai dengan kemagnetan stator. Apabila semua stator

telah menjadi magnet maka rotor dapat menyelesaikan satu putaran.

Gbr.motor stepper/motor langkah

Motor steper banyak digunakan dalam berbagai aplikasi peralatan yang

memiliki ketapatan putaran yang tinggi seperti dalam bidang robot sehingga tidak

memerlukan sensor untuk menentukan posisi. Dengan menjumlahkan sudut

maka akan didapat berapa posisi yang dikehendaki dari peralatan. Besarnya

langkah tergantung pada jumlah stator sehingga tidak ada peningkatan galat

(error) dari posisi putaran motor. Motor steper dibagi menjadi tiga jenis yaitu


66/140


Kelompok II 66

motor steper magnet permanent, motor steper variable relucatance dan jenis

motor steper hybrid. Masing masing memiliki perbedaan dalam penggunaannya.

2.5.3.2 Sistem operasi motor stepper magnet permanent

Motor Stepper magnet permanent bekerja berdasarkan interaksi antara fluks

magnet rotor dengan gaya gerak magnet yang dubangkitkan oleh arus yang

mengalir pada belitan stator.

Pola sederetan titik keseimbangan yang berlaku stabil pada seputar motor.

Poros akan bergerak ke arah kutub yang terdekat. Bila pengaliran arus

kumparan rotor yang diberikan secara berurutan, maka rotor akan bergerak

mengikuti titik keeseimbangan dan berputar sesuai dengan perubahan pola atau

disebut juga denganswitching mode.

Gbr. switching mode

Gambar diatas memperlihatkan struktur motor steper yang paling sederhana. Bila

arus melalui kumparan i, maka rorot akan bergerak 90

opada arah yang sesuai


67/140


68/140


69/140


Kelompok II 69

Pada posisi ini listrik statis akan menjadi stabil pada tenaga putar tanpa

tekanan yang diperlukan untuk memindahkan rotor dari posisi stabil.partikular

ini tidak akan berada pada satu posisi absolut. Pada rata-rata motor banyak

posisi stabil memberi energi untuk stator.yang mana sebuah perbedaan

energi akan mengatur lilitan untuk tidak terhubung pada sumber statorakan

mengubah medan magnet karena rotor pada posisi yang baru.

Gambar 9-5 . Langkah VR motor (potongan melintang stator memperlihatkan

lilitan

berfasa tunggal yang lengkap)

A) tiga fasa melilit

B) tiga fasa pemasangan kawat koreksi

C) tiga fasa tabel eksitasi rangkap

D) pijakan bentuk gelombang

Pemilihan urutan energizing yang tepat dari melilit membuat posisi-

posisi yang stabil dan berputar dengan lembut di stator poles,

menentukan kecepatan putaran dan pengaturanmpada rotor. Ketika pola

yang diberi tenaga, posisi rotor perlahan mengubah pola energisasi kumparan.


70/140


Kelompok II 70

Gambar 9-5 (c), ilustrasi modus-modus pembangkitan yang menghasikan

suatu patokan sudut langkah yang nominal. Pembangkitan yang rangkap

(selalu dua kumparan didalamnya) sering digunakan adalah karena memiliki

tenaga putaran lebh tinggi. Tidak seperti stepper PM, stepper VR memilki

sisa kemagnetan. Maka rotor (detent torque) akan menjadi tidak kuat

ketika stator tidak diberi tenaga. Sudut langkah ditentukan oleh nomor dari

stator dan gigi rotor (bervariasi dari 7.5 sampai 30).

2.5.3.4 Motor Stepper Hybrid

Motor stepper Hybrid lebih mahal dibandingkan PM motor stepper,

namun dengan penampilan yang lebih baik termasuk pengaruh resolusi langkah,

torsi dan kecepatan. Ciri khas dari sudut langkahnya berkisar dari 36

hingga 0.9 (dengan 100 400 langkah per putaran). Motor stepper

Hybrid merupakan perpaduan bagian terbaik dari kedua motor stepper, PM

dan VR. Rotornya bergigi banyak seperti VR dan pada bagian axis

berisi magnet konsentrik disekitar batangnya. Gigi di rotor memberikan

lintasan yang lebih baik untuk membiarkan fluks magnet memilih tempat yang

disukai di dalam airgap. Hal ini berlanjut pada ketahanan dan karakteristik torsi

dinamis ketika kita membandingkannya dengan kedua jenis motor yang lain.

Gambar 9-6. Penampang melintang Stepper Hybrid


71/140


Kelompok II 71

Tipe motor stepper yang paling sering digunakan adalah PM dan Hybrid.

Jika pembuat tidak yakin dengan tipe yang akan dipilih sebaiknya disesuaikan

dengan aplikasinya.

Motor-motor Stepper masuk ke berbagai macam ukuran , tipe-tipe

dan gaya-gaya. Prinsip yang dasar untuk semua adalah sama, dan mereka jatuh

masuk ke salah satu dari tiga jenis yang dibahas. Mereka mungkin sedikitnya

mempunyai 2 lilitan, atau banyaknya sepuluh lilitan fasa (ini menempuh 2500

langkah untuk satu revolusi).

2.5.3.5 Prinsip operasi motor stepper

Input motor stepper adalah berupa suatu rangkaian pulsa (trans of pulsa) dan

menghasilkan output berupa:

Putaran poros motor sebesar sudut tertentu dari posisi awalnya baik dalam

arah jarum jam maupun kebalikannya.

Putaran poros motor dengan kecepatan tertentu dalam arah jarum jam

maupun kebalikannya.

Gbr.Prinsip kerja motor stepper

2.5.3.6 Aplikasi motor stepper

Motor stepper masih banyak digunakan pada:

Printer


72/140


Kelompok II 72

Recorder

Plotter

System poisoning lainnya

Sistem pengontrolan motor stepper

Generator pembangkit pulsa yang dapat berupa sesuatu unik perangkat

keras ( Hard Ware ) atau berupa program ( soft ware ) dalam suatu

computer.

Rangkaian logika untuk penggerak ( logic driver )

Penguat daya ( amplifier )

2.5.4 Motor Servo

2.5.4.1 Defenisi

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana

posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di

dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear,

potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukanbatas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur

berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor.

Tampak pada gambar dengan pulsa 1.5 mS pada periode selebar 2 mS maka sudut

dari sumbu motor akan berada pada posisi tengah. Semakin lebar pulsa OFF maka

akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa

OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan

jarum jam.

Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak

kontinyu seperti motor DC maupun motor stepper. Walau demikian, untuk

beberapa keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak

kontinyu. Pada robot, motor ini sering digunakan untuk bagian kaki, lengan atau

bagianbagian lain yang mempunyai gerakan terbatas dan membutuhkan torsi

cukup besar.


73/140


74/140


75/140


Kelompok II 75

2.6 RANGKAIAN LOGIKA

Pengertian Gerbang Logika

Gerbang logika yaitu rangkaian dengan satu atau lebih dari satu signal

masukan tetapi hanya menghasilkan satu signal keluaran. Gerbang disebut

juga dengan rangkaian logika. Pada gerbang logika terdapat dua keadaan,

yaitu 0 dan 1, atau tegangan yang digunakan dalam gerbang logika adalah

High ( 1 ) danLow ( 0 ).

Sistem digital yang paling kompleks seperti komputer disusun dari

gerbang logika dasar seperti, AND, OR, NOT dan gerbang kombinasi (

turunan ) yang disusun dari gerbang dasar tersebut seperti NAND, NOR,

EXNOR, dan EXOR.

Jenis Gerbang Logika

Gerbang AND

Digunakan untuk menghasilkan logika 1 apabila semua masukan

berlogika 1. Sebuah elemen logika dapat dimisalkan sebagai sebuah statermobil, sebelum stater bekerja mesin akan hidup jika dua kondisi berada

pada daerah keadaan siap. Pertama kunci diputar dan kedua bahan bakar

siap pada posisinya. Sinyal elektrik baru bisa dikirim ke stater sehingga

dapat membakar. Sirkuit ini dapat diperhatikan pada gambar di bawah ini.


76/140


77/140


Kelompok II 77

Gerbang OR

Identik dengan rangkaian paralel dari dua buah resistor Jika saklar

tertutup maka arus akan mengalir melalui tahanan dan jika tidak ada

satupun yang tertutup maka arus tidak akan mengalir.

Gambar 2.6.4 Perumpamaan Gerbang OR

Gambar 2.6.5 Simbol Gerbang Logika OR

Berikut adalah tabel kebenaran gerbang OR :

Tabel 2.6.2 Tabel Kebenaran Gerbang OR


78/140


Kelompok II 78

Grafik dari gerbang OR

A

B

(A.B)1

Gambar 2.6.6 Grafik Gerbang OR

Aljabar Boolean untuk gerbang OR

Y = A + B

Gerbang Not

Gerbang NOT bersifat sebagai pembalik dari sebuah rangkaian dimana

berlaku analisa sebagai berikut :

1. Jika masukan bernilai nol (A = 0) maka keluaran bernilai satu (Y = 1).

2. Jika masukan bernilai satu (A = 1) maka keluaran bernilai nol (Y = 0).


79/140


Kelompok II 79

Gambar 2.6.7 Perumpamaan Gerbang NOT

Gambar 2.6.8 Simbol Gerbang NOT

Tabel 2.6.3 Tabel Kebenaran Gerbang NOT

A

B

(A.B)1

Gambar 2.6.9 Grafik Gerbang NOT


80/140


Kelompok II 80

Aljabar Boolean untuk Gerbang NOT

Gerbang NAND

Gerbang NAND adalah gabungan dari gerbang AND dan NOT.

Dimana output dari gerbang AND menjadi input bagi gerbang NOT.

Gambar 2.6.10 Simbol Gerbang NAND

Tabel 2.6.4 Tabel Kebenaran Gerbang NAND

A

B

(A.B)1

Gambar 2.6.11 Grafik Gerbang NAND


81/140


Kelompok II 81

Aljabar Boolean untuk Gerbang NAND

Gerbang NOR

Merupakan gabungan dari gerbang OR dan NOT. Dimana output dari

OR menjadi input baru gerbang NOT.

Gambar 2.6.12 Simbol Gerbang NOR

Tabel 2.6.5 Tabel Kebenaran Gerbang NOR

A

B

(A+B)1


82/140


Kelompok II 82

Gambar 2.6.13 Grafik Gerbang NOR

Aljabar Boolean untuk Gerbang NOR

Gerbang Exkusive OR (XOR)

Gerbang XOR merupakan suatu gerbang logika yang apabila kedua

inputnya sama maka outputnya akan bernilai negatif dan sebaliknya.

Gambar 2.6.14 Simbol Gerbang XOR

Tabel 2.6.6 Tabel Kebenaran Gerbang XOR

A

B

A1.B + A

1.B


83/140


84/140

Kelompok II

Kombinasi

Berikut ini be

1. Kombinas

Contoh g

Tabelnya

2. Kombinas

Contoh g

LABORATO

Gambar 2.6.17 Grafik Gerbang XNOR

erbang Logika

berapa contoh kombinasi gerbang logika:

i gerbang logika AND dan NOT

mbarnya sebagai berikut:

Gambar 2.18Rangkaian logika AND dan NO

sebagai berikut:

Tabel:2.6.8 kebenaran AND dan NOT

Input Out put

a B X Z

1 1 0 0 0

1 0 0 0 0

1 1 1 1 0

1 0 1 0 0

i gerbang logika AND, NOT dan OR

mbarnya sebagai berikut :

IUM MEKATRONIKA

84


85/140

Kelompok II

Ga

Tabelnya

3. Kombinas

Contoh g

Tabelnya

LABORATO

mbar 2.6.19 Rangkaian logika AND,NOT,dan OR

sebagai berikut:

Tabel 2.6.9 kebenaran AND, NOT dan OR

Input Out

put

a b x z

1 1 0 0 1

1 0 0 0 1

1 1 1 1 1

1 0 1 0 1

i gerbang logika AND, NOT dan NAND

mbarnya sebagai berikut:

Gambar 2.6.20 Rangkaian logika AND,NOT,dan

sebagai berikut:

IUM MEKATRONIKA

85

AND


86/140


87/140


88/140

Kelompok II

Gerbang-OR

(OR)

Gerbang-

NOT(NOT,

Gerbang-

komplemen,

Pembalik(Inve

rter))

Gerbang-

NAND(Not-AND)

Gerbang-

NOR(Not-OR)

Gerbang-

XOR(Antivalen,

Exclusive-OR)

LABORATO

a

IUM MEKATRONIKA

88

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

\

A Y

0 1

1 0

A B Y

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

A B Y

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

tau

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0


89/140

Kelompok II

Gerbang-XNOR(Ekuivalen,

Not-

Exclusive-OR)

LABORATO

a

Tabel 2.8 Tabel Ringkasan Gerbang Logika

IUM MEKATRONIKA

89

tau

A B Y

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1


90/140


Kelompok II 90

2.6PLC (Programmable Logic Controller )

2.6.1 DefenisiProgrammable Logic Controller (PLC)

a. Programmable

Menunjukan kemampuan yang dapat dengan mudah diubah-ubah sesuai

dengan program yang dibuat dan kemampuanya dalam hal ini memori program

yang telah dibuat.

b.Logic

Menunjukkan kemampuannya dalam memproses input secar aritmatik

(ALU) yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan,

membagi, mengurangi, dan negasi.

c. Controller

Menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses

sehingga menghasilkan output yang diinginkan.

Berdasarkan pendefinisian dari programmable, logic, controllermaka

PLC adalah suatu perangkat elektronik digital yang dapat diprogram untuk

melakukan operasi logik, sekuensial, aritmatik, timing, dan counting untuk

mengontrol mesin atau proses.


91/140


Kelompok II 91

Gambar 2.1 PLC

2.6.2Sejarah dan Perkembangan PLC

Secara historis, PLC pertama kali dirancang oleh perusahaan General

Motor (GM) sekitar tahun 1968 untuk menggantikan control relay pada proses

sekuensial yang dirasakan tidak fleksibel dan berbiaya tinggi. Pada saat itu,

hasil rancangan telah benar-benar berbasis komponen solid state dan memiliki

fleksibilitas tinggi, hanya secara fungsional masih terbatas pada fungsi-fungsi

kontrol relai saja.

Seiring perkembangan teknologi solid state, saat ini PLC telah

mengalami perkembangan luar biasa, balk dari ukuran.kepadatan komponen

serta dari segi fungsionalnya. Beberapa peningkatan perangkat keras dan

perangkat lunak ini di antaranya adalah:

1. Ukuran semakin kecil dan kompak.

2. Jumlah input output yang semakin banyak dan padat.

3. Waktu eksekusi program yang semakin cepat.

4. Pemrograman relatif semakin mudah. Hal ini terkait dengan

perangkat lunak pemrograman yang semakin user friendly

5. Memiliki kemampuan komunikasi dan sistem dokumentasi yang

semakin baik.

6. Jenis instruksi/fungsi semakin banyak dan lengkap

7. Beberapa jenis dan tipe PLC dilengkapi dengan modul-modul untuk

tujuan kontrol kontinu. misalnya modul ADC/DAC, PID, modul

Fuzzv. dan lainlain.

Dewasa ini, vendor-vendor PLC umumnya memproduksi PLC dengan

berbagai ukuran, jumlah input/output, instruksi dan kemampuan lainnya yang

beragam. Hal ini pada dasamya dilakukan untuk memenuhi Kebutuhan pasar

yang sangat luas, yaitu untuk tujuan kontrol yang relatif sederhana dengan

jumlah input/output puluhan, sampai kontrol yang kompleks dengan dengan


92/140

Kelompok II

jumlah input/output

Berdasarkan j

dapat dibagi menjadi

1. PLC mikr

pada PLC i

2. PLC mini.

memiliki j

3. PLC large.

dapat dika

lebih dari 1

Fasilitas, kem

tersebut pada umum

input/output pada PL

terbatas. Beberapa

control relay saja, s

(Gambar 1.4) diranca

Gambar

LABORATO

encapai ribuan.

mlah input/output yang dimilikinya ini. seca

tiga kelompok besar :

. PLC dapat dikategorikan mikro jika jumla

ni kurang dari 32 terminal

Kategori ukuran mini ini adalah jika

mlah input/output antara 32 sampai 128 ter

PLC ukuran ini dikenal juga dengan PLC

agorikan sebagai PLC besar jika jumlah inp

28 terminal.

ampuan, dan fungsi yang tersedia pada s

ya berbeda satu dengan lainnya. Semakin

C tersebut maka jenis instruksi yang tersedia

LC bahkan dirancang semata-mata untuk

eperti PLC merek ZEN produksi perusah

ng khusus untuk fungsi-fungsi relai (smart r

2.2Pengelompokan PLC berdasarkan jumlah 11

IUM MEKATRONIKA

92

ra umum PLC

input/ output

PLC tersebut

inal.

ipe rackPLC

ut/ output-nya

tiap kategori

edikit jumlah

juga semakin

menggantikan

aan OMRON

lay) saja.


93/140

Kelompok II

Ga

Untuk mena

mengantisipasi perk

tertentu, PLC deng

modular.Artinya, uni

rack atau unit CPU s

berupa unit input/out

PID, A/D, D/A, dan

CPU PLC tersebut.

2.6.3Prinsip Kerja

Secara umum,

1. Central Pr

2. Sistem ant

Fungsi dari C

Ada tiga komp

1. Prosesor, b

2. Memori, b

ROM (

LABORATO

bar 2.3 PLCmerekZENproduksi OMRON

bah fleksibilitas penggunaannya, ter

mbangan dan perluasan sistem kontrol

n ukuran mini dan besar umumnya dira

t input/output PLC berupa modul-modul yan

perti terlihat pada Gambar 1.5. Unit input/o

put diskret, atau modul-modul analog seper

lain sebagainya yang dapat dibeli secara ter

LC

PLC terdiri dari dua komponen penyusun ut

cessing Unit (CPU)

rmuka input/ output

Gambar 2.4 Blok diagram PLC

U adalah mengatur semua proses yang terja

onen utama penyusun CPU ini.

erfungsi dalam memproses data.

rfungsi menyimpan data binner. Terdiri atas

ead Only memory): memory yang menyimp

IUM MEKATRONIKA

93

tama untuk

pada aplikasi

cang bersifat

terpisah dari

tput ini dapat

ti unit kontrol

isah dari unit

ma:

i di PLC.

:

an data


94/140


95/140

Kelompok II

Ga

Pada gambar

modul PLC. Dimana

input dilihatkan ad

pengaturan dalam pe

Gam

Gambar diba

sebagai keluaran atau

bergerak.

LABORATO

bar 2.6Beberapa peralatan input/output PLC

dibawah dilihatkan proses koneksi per

dilihatkan modul input dan modul output p

a power supply untuk memasok daya

asokan daya melaluipush button.

ar 2.7Koneksi peralatan dengan modul input PLC

ah menjelaskan pada bagian output ada

relay yang mengizinkan suatu motor sebaga

IUM MEKATRONIKA

95

latan dengan

da PLC. Pada

an memikili

berupa lampu

i output untuk


96/140

Kelompok II

Gambar

Selama prosesn

Membac

Mengeks

Meng-up

proscs te

Secara teknis

mengontrol peralata

perangkat pemrog

menggunakan komp

perangkat lunak S

OMRON, KGL untu

Dibanding de

dewasa ini lebih ban

Console biasanya tsebenarnya terkait d

perangkat tersebut.

LABORATO

2.8Koneksi peralatan dengan modul output PLC

ya CPU melakukan tiga operasi utama:

data masukan dari pcrangkat luar via modu

ekusi program konlrol yang tersimpan di me

date atau memperbaharui data pada modul

sebut dinamakan scamming

Gambar 2.9Scanning

program pada memori PLC yang dig

n ini dibuat dan dimasukkan dengan

aman, yaitu unit miniprogrammer/C

uter via perangkat lunak yang menyertai

swin digunakan untuk memprogram P

PLC produksi LG, dan lain sebagainya.

gan kedua perangkat pemrograman terse

ak digunakan dibandingkan dengan Consol

rbatas hanya untuk editing program PLngan kemudahan dan fasilitas pemrogram

IUM MEKATRONIKA

96

l input

ori PLC

utput. Kctiga

nakan untuk

menggunakan

onsole atau

nya.Misalnya,

LC produksi

ut, komputer

.Pemanfaatan

saja.Hal inin dari kedua


97/140


Kelompok II 97

Gambar 2.10Gambar OMRON CPM1A

Keterangan gambar:

1. Masukan PLC dari 00 hingga 05 (enam) maksudnya adalah bahwa

PLC diatas mampu menerima masukan atau inputsebanyak enam

input dengan address dari 00 sampai 05.

2. Tiga terminal 220 volt AC maksudnya adalah tegangan inputatau

catu daya PLC itu sendiri untuk bisa hidup atau beroperasi.

3. Konektor RS232 adalah port untuk interface dengan komputer (PC)

atau alat pemogragaman lain.

4. Catu daya 24 volt DC adalah tegangan input yang berfungsi sebagai

masukan PLC dari sensor yang akan diproses oleh PLC.

5. Keluaran PLC 00 hingga 03 maksudnya adalah output dari PLC

yang berisi instruksi dari PLC ke aktuator dengan address dari 00

sampai 03.


98/140


99/140


Kelompok II 99

closed contact, timer, counter, sequencer dll ditampilkan seperti dalam

bentukpictorial.

Dibawah kondisi yang benar, listrik dapat mengalir dari rel sebelah kirike rel sebelah kanan, jalur rel seperti ini disebut sebagai ladder line (garis

tangga). Peraturan secara umum di dalam menggambarkan program ladder

diagram yaitu :

Daya mengalir dari rel kiri ke rel kanan

Outputkoil tidak boleh dihubungkan secara langsung di rel sebelah kiri.

Tidak ada kontak yang diletakkan disebelah kanan output coil

Hanya diperbolehkan satu outputkoil pada ladder line.

Dengan diagram ladder, gambar diatas di presentasikanmenjadi :

Gambar 2.11Diagram Ladder

Diantara dua garis ini dipasang kontak-kontak yang menggambarkan

kontrol dari switch, sensor atau output. Satu baris dari diagram disebut

dengan satu rung. Input menggunakan symbol [ ] (kontaknormally open)

dan [/] (kontaknormally close). Output mempunyai symbol ( ) yang terletak

paling kanan.

Prinsip-prinsip diagram ladder PLC :

Untuk memperlihatkan hubungan antara satu rangkaian fisik

dengan ladder diagram yang mempresentasikannya, lihatlah

rangkaian motor listrik pada gambar dibawah ini.

Motor dihubungkan ke sumber daya melalui 3 saklar yang dirangkai

secara seri ditambah saklar over loadsebagai pengaman. Motor akan menyala

bila seluruh saklar dalam kondisi menutup.


100/140

Kelompok II

St

St

Pemrogram

persoalan kont

on atau off se

industri.

G

LABORATO

artStop

Safety

motor

overload

rt Stop safetymotor

ambar 2.12Rangkaian start stop motor

n berbasis logika relai, cocok digunakan un

rol diskret yang input/output hanya memili

erti pada sistem kontrol konveyor, lift, da

mbar 2.13 instruksi pada diagram ladder

IUM MEKATRONIKA

100

tuk persoalan-

i dua kondisi

motor-motor


101/140


102/140


Kelompok II 102

perakitan kendaraan,Batch Control, dan lain sebagainya.

5.Teks Terstruktur (Structured Text)

Tidak seperti keempat metode sebelumnya, pernrograman ini

menggunakan statemen-statemen yang umum dijumpai pada bahasa level

tinggi (high level programming) seperti If/Then, Do/While, Case,

For/Next, dan lain sebagainya. Dalam aplikasinya, model ini cocok

digunakan untuk perhitungan-perhitungan matematis yang kompleks,

pemrosesan tabel clan data, serta fungsifungsi kontrol yang memerlukan

algoritma khusus

Walaupun hampir semua vendor PLC telah mendukung kelima model

pemrograman tersebut, tetapi secara de facto sampai saat ini yang sangat luas

penggunaannya terutama di industri adalah diagram Ladder. Alasan utamanya

adalah diagram ini sangat mudah untuk dipahami clan para teknisi di pabrik

umumnya telah lebih dahulu familiar dengan jenis diagram ladder

elektromekanis, yaitu diagram ladder dengan menggunakan symbol-simbol

komponen elektromekanis dalam penggambaran logika kontrolnya.Dalam

sistem kontrol dewasa ini, sebuah PC selain dapat digunakan sebagai perangkat

pemrograman PLC -- juga umum digunakan untuk monitoring clan menjadi

perangkat komunikasi antara PLC dengan komputer utama misalnya pada

sistem kontrol skala besar seperti diperlihatkan Gambar 1.14. Dengan kata lain,

saat ini dapat dikatakan bahwa komputer merupakan mitra tak terpisahkan

dalam penggunaan PLC.

2.6.5Timerdan Counter

Timerberfungsi untuk mengaktifkan suatu keluaran dengan interval waktu

yang dapat diatur. Pengaturan waktu dilakukan melaui nilai setting (preset value).

Timer tersebut akan bekerja bila diberi input dan mendapat pulsa clock. Untuk

pulsa clock sudah disediakan oleh pembuat PLC.Besarnya nilai pulsa clock pada

setiap timertergantung pada nomor timeryang digunakan. Saat input timerON


103/140


Kelompok II 103

maka timer mulai mencacah pulsa dari 0 sampai preset value. Bila sudah

mencapai preset value maka akan mengaktifkan Outputyang telah ditentukan.

Gambar 2.15timer

Fungsi counter adalah mencacah pulsa yang masuk. Sepintas cara kerja

counter dan timer mirip. Perbedaannya adalah timer mencacah pulsa internalsedangkan counter mencacah pulsa dari luar

Gambar 2.16counter

2.6.6 Perbandingan PLC dengan Jenis KontrolerLainnya

1. PLC Versus Control Relay

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, perancangan PLC pada awalnya

dimaksudkan untuk menggantikan control relay yang tidak fleksibel. Beberapa

keuntungan penggunaan PI,C relatif terhadap control relay untuk pengontrolan

mesin atau prows di antaranya adalah

a. Implementasi proyek cepat

b.Pengabelan relatif sederhana dan rapi

c.Monitoring proses terintegrasi

2. PLC Versus Mikrokontroler

Mikrokontroler pada dasarnya adalah sebuah komputer yang dirancang

untuk melakukan tugas-tugas kontrol. Secara fungsional, PLC clan

mikrokontroler ini hampir sama, tetapi secara teknis pengontrolan mesin atau


104/140


Kelompok II 104

plant dengan mikrokontroler relatif lebih sulit. Hal ini terkait dengan perangkat

kcras clan perangkat lunak dari mikrokontroler tersebut. Dalam hal ini,

pengontrolan mesin atau plant dengan mikrokontroler memerlukan

perancangan pengondisi sinyal tambahan pada port input/output-nya,dan

umumnya pemrograman mikrokontroler ini dilakukan dengan menggunakan

bahasa assembler yang relatif sulit dipelajari.

3. PLC Versus Personal Computer (PC)

Dengan perangkat antarmuka tambahan misalnya PPI 8255, sebuah PC

dapat digunakan untuk mengendalikan peralatan luar, tetapi filosofi

perancangan PC' tidak dimaksudkan untuk digunakan sebagai perangkatpengontrolan, melainkan pengolahan data (misalnya PC tidak dirancang untuk

ditempatkan pada lokasi dengan getaran ekstrim yang umum dijumpai di

pabrik.


105/140


Kelompok II 105

2.8 MIKROKONTROLER

Mikrokontroler adalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi,

dimana semua bagian yang diperlukan untuk suatu kontroler sudah dikemas

dalam satu keping, biasanya terdiri dari:

1. CPU (Central Processing Unit)

2. RAM (Random Access Memory)

3. EEPROM/EPROM/PROM/ROM

4. I/O, Serial & Parallel

5. Timer

6. Interupt

2.8.1 CPU

Adalah bagian utama sebuah microcontroller dialah yg melaksanakan(mengeksek

usi) program yg ada di memori dalam melaksanakan tugasnya ia dibantu beberpa

beberapa memori internal di dlm cpu yg disebut register.

Memori

EEPROM - Electrically Erasable Programmable Read Only Memory

EEPROM ini digunakan untuk menyimpan sejumlah kecil parameter yang

dapat berubah dari waktu ke waktu.

FLASH (EPROM)

FLASH ini bekerja lebih cepat dan dapat dihapus/tulis lebih sering

dibanding EEPROM.

Battery backed-up static RAM

Kapasitas yg besar untuk program dan data, sangat cepat dan tidak

terdapatketerbatas untuk baca dan tulis

Field programming/reprogramming

Menggunakan memori non-volatile untuk menyimpan program akan

memungkinkan mikrokontroler tersebut untuk diprogram ditempat.


106/140


Kelompok II 106

OTP - One Time Programmable

Mikrokontroler OTP adalah mikrokontroler yang hanya dapat diprogram

satu kali saja

2.8.2 Port Input/Output

Satu chip mikrokontroler ini memiliki 32 jalurportyang dibagi menjadi

4 buah port8 bit. Masing-masing port ini bersifat bidirectional sehingga dapat

digunakan sebagai inputatau output . Pada blok diagram AT89S51 dapat dilihat

latch tiap bit pada keempat port : port0, port1, port2, port3. Masing-masingjalurportterdiri dari latch, output driverdan input buffer. Port0 danport2 dapat

digunakan sebagai saluran data dan alamat. Port 0 sebagai saluran data,

sedangkan port 2 sebagai saluran data dan alamat sekaligus yang dimultipleks.

Untuk mengakses memory eksternal, port 0 akan mengeluarkan alamat bawah

memori eksternal yang dimultipleks dengan data yang dibaca dan ditulis.

Sedangkan port 2 mengeluarkan bagian atas memory eksternal sehingga total

alamat semuanya 16 bit.

Khusus untukport 3 mempunyai fungsi yang lain diluar sebagai port.

Fungsi ini akan berbeda untuk tiap-tiap kaki dapat dilihat pada tabel 2.4

Tabel 2.4 Fungsi Pin-Pin Pada Port 3

No Port Pin Fungsi

1. Port 3.0 Port input serial, RXD.

2 Port 3.1 Port output serial, TXD.

3 Port 3.2 Input interupsi eksternal, INT0.

4 Port 3.3 Input interupsi internal, INT1.

5 Port 3.4 Input eksternal untuktimer / counter0, T0.


107/140


Kelompok II 107

6 Port 3.5 Input eksternal untuktimer / counter1, T!.

7 Port 3.6 Sinyal tulis memori eksternal, WR.

8 Port 3.7 Sinyal baca memori eksternal, RD.

Latch yang digunakan dapat dipresentasikan dengan D-FlipFlop. Data

dari businternal di-latch saat CPU memberi sinyal tulis ke latch dan output latch

diberikan ke bus internal sebagai respon dari sinyal baca pin dari CPU. Beberapa

instruksi yang berfungsi membacaportmengaktifkan sinyal baca latch dan yang

lain mengaktifkan sinyal baca pin. Port1,port2, danport3 mempunyaipull-up

internal, sedangkan port 0 dengan open drain. Masing-masing jalur I/O dapat

digunakan sebagai input atau output. Bila digunakan sebagai input, port latch

harus 1. Untukport 1, 2 dan 3, pin-pin akan di pull-up tinggi oleh sumber

internal, dan bisa juga dipull-up rendah dengan sumber eksternal.

Port 0 tidak mempunyai pull-up internal. Pull-up fet hanya akan

digunakan saat akses memori eksternal. Jika isi latch diatur pada keadaan 1 maka

port ini akan berfungsi sebagai impedansi tinggi dan jika sebagai output akan

bersifat open drain. Demikian halnya dengan port 2 yang digunakan untuk

multipleks data dan alamat 16 bit sebesar 16 Kbyte mempunyai konfigurasi yang

sama dengan yang dimilikiport0. Sedangkan pada port3 yang bisa dimanfaatkan

untuk kaki kontrol mempunyai pengaturan fungsi output saja. Pada port ini

dilengkapi dengan rangkaianpull-upinternal. Penggunaanport3 dapat dialamati

langsung sebagai kontrol langsung pada suatu tugas yang dilakukan oleh fungsiyang dimiliki oleh portini.

2.8.3 Timer/Counter

Mikrokontroler memiliki dua timer yang dapat dikonfigurasikan

beroperasi sebagai timer atau counter. Saat berfungsi sebagai timer, isi register

timer ditambah 1 untuk tiap siklus mesin, sedangkan untuk fungsi counter isi

register akan bertambah 1 setiap ada transisi sinyal pada pin input eksternal. Pada


108/140


Kelompok II 108

pemanfaatan sebagai counter, sinyal input yang dimaksudkan dapat berupa low

level ataufalling edge trigger.Counterakan mencacah setiap masukan yang ada

sesuai inisialisasi harga awal dari counterpada nilai hitungan untuk tiap sampling.

Inisialisasi harga awal ini berupa nilaipreset negatif counteryang diatur sebelum

counterdijalankan.

Demikian halnya dengan pemanfaatan timer yang memerlukan

inisialisasi awal berupa konstanta waktu yang menentukan sampai berapa lama

akan terjadi roll over. Penentuan harga preset ini berhubungan dengan

penggunaan frekuensi clock dari sistem penentu waktu sampling dari counter

untuk mencacah suatu pulsa masukan dari luar dengan memanfaatkan kontrolinterupsi yang ada serta pengaturan program. Sebagai tambahan pada pemilihan

counter / timer, timer 0 dan timer 1 mempunyai 4 buah modul yang dapat dipilih

dengan menentukan pasangan bit M0 dan M1 pada register TMOD. Untuk

pemilihan timer / counterdikontrol dengan bit C/T di TMOD. Terdapat beberapa

mode operasi pada timeryaitu :

a.Mode 0

Pada mode ini timerregister dikonfigurasikan sebagai register 13 bit. Ke-

13 bit register tersebut terdiri dari 8 bit TH1 dan 5 bit TL1. Selama

perhitungan roll over dari semua 1 ke semua 0, TF1 (Timer Interrupt

Flag) di set. Pada dasarnya operasi mode 0 sama untuk timer0 dan timer

1.

b.Mode 1

Mode 1 adalah timerregister 16 bit dan dapat generator boudrate. Operasi

mode 1 sama dengan mode 0.

c.Mode 2

Mode 2 adalah timerregister dengan konfigurasi 8 bit counter (TL1) auto

reload. Overflow dari TL1 tidak hanya menset TF1 tapi juga me-reload

TL1 dengan isi TH1. Setelah reloadisi TH1 tidak akan berubah. Operasi

mode ini juga sama dengan timer/counter0.

d.Mode 3


109/140


110/140


Kelompok II 110

I2C bus (Inter-Integrated Circuit bus) merupakan antarmuka serial 2

kawat, Dikembangkan untuk aplikasi 8 bit, berfungsi sebagai antarmuka

jaringan multi-master, multi-slave dengan deteksi tabrakan data.

Analog to Digital Conversion (A/D).

Fungsi ADC adalah merubah besaran analog (biasanya tegangan) ke

bilangan digital.

D/A (Digital to Analog) Converters.

Fungsi DAC adalah merubah besaran Digital ke besaran analog.

Comparator.

Komparator ini bekerja seperti IC komparator biasa tetapi sinyal

input/outputnya terpasang pada bus mikrokontroler.

2.8.6 Interupsi

Interupt merupakan metode yang efisien bagi mikrokontroler untuk

memproses periperalnya, mikrokontroler hanya bekerja memproses

periperal tsb hanya pada saat terdapat data diperiperal tsb.

Macam-macam interupsi

Maskable Interrupts

Dengan maskable interupt kita dapat bebas memilih untuk menggunakan

satu atau lebih interupsi. Keuntungan maskable interupt inin adalah kita dapat

mematikan interupsi pada saat mikrokontroler sedang melakukan proses yang

kritis sehingga interupsi yang datang akan diabaikan.

Vectored Interrupts

Pada saat terjadi interupsi, interupt handler secara otomatis akan

memindahkan program pada alamat tertentu yang telah ditentukan sesuai dengan

jenis interupsi yang terjadi.


111/140


Kelompok II 111

2.8.7 Blok Diagram Mikrokontroller AT89S51

Blok diagram dari mikrokontroller AT89S51 diperlihatkan pada gambar.

Gambar Blok Diagram AT89S51

2.8.8 Jenis jenis mikrokontroler

CISC (Complete Instruction Set Computer)

memiliki lebih dari 80 instruksi

Adanya instruksi yang bekerja seperti sebuah makro, sehingga

memungkinkan untuk menggunakan sebuah instruksi menggantikan

beberapa instruksi sedarhana lainnya.

RISC ( Reduced Instruction Set Computer)

Menggunakan jumlah instruksi yang lebih sedikit dibanding CISC.


112/140


113/140


Kelompok II 113

Gambar rangkaian minimum adalah sebagai berikut.

2.8.9 Pin-Pin Mikrokontroler AT89S51

Susunan pin-pin mikrokontroler AT89S51 dapat dijelaskan sebagai

berikut :

a. Pin 1 sampai 8 adalah Port 1

Merupakan port paralel 8 bit data dua arah (bidirectional) yang dapat

digunakan untuk berbagai keperluan (general purpose).

b. Pin 9 (RESET)Masukan reset aktif tinggi. Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan

mereset AT98S51. Pin ini dihubungkan dengan rangkaian poweron reset

yang terdiri dari sebuah kapasitor dan sebuah resistor yang berfungsi

sebagai pembangkit frekuensi.

c. Pin 10 sampai 17 adalah Port 3


114/140


Kelompok II 114

Port paralel 8 bit dua arah yang memiliki fungsi pengganti. Fungsi

pengganti meliputi TxD (Transmite Data), RxD (Receiver Data), Int 0

(Interrupt0), Int 1 (Interrupt1), T0 (Timer0), T1 (Timer1), WR (Write),

dan RD (Read). Bila fungsi pengganti tidak dipakai, pin-pin ini dapat

digunakan sebagaiportparalel 8 bit serba guna.

d. Pin 18 (XTAL 1)

Pin masukan ke rangkaian osilator internal. Sebuah osilator kristal atau

sumber osilatorluar dapat digunakan.

e. Pin 19 (XTAL 2)

Pin keluaran ke rangkaian osilator internal. Pin ini dipakai bila

menggunakan osilator kristal.

f. Pin 20 (GROUND)

Dihubungkan ke Vss atau ground.

g. Pin 21 sampai 28 adalah Port 2

Port paralel 2 (P2) selebar 8 bit dua arah (bidirectional). Port 2 ini

mengirimkan byte alamat bila dilakukan pengaksesan memory eksternal.

h. Pin 29

Pin PSEN (Program Store Enable) yang merupakan sinyal pengontrol

yang membolehkan program memory eksternal masuk ke dalam bus

selama proses pemberian / pengambilan instruksi (Fetching).

i. Pin 30

Pin ALE (Address Latch Enable) yang digunakan untuk menahan alamat

memory eksternal selama pelaksanaan instruksi.

j. Pin 31 (EA)

Bila pin ini diberi logika tinggi (H), mikrokontroler akan melaksanakan

instrusi dari ROM / EPROM ketika isi program counterkurang dari 4096.

Bila diberi logika rendah (L) maka mikrokontroler akan melaksanakan

seluruh instruksi dari memori program luar.


115/140


Kelompok II 115

k. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0

Merupakan portparalel 8 bit (open drain) dua arah. Bila digunakan untuk

mengakses program luar, port ini akan memultipleks alamat memori

dengan data.

l. Pin 40

Merupakan Vcc yang dihubungkan ke teganganpositif.

Berikut ini adalah susunan pin-pin mikrokontroler AT89S51 yang dapat

dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.9.9 Pin Mikrokontroler AT89S51

2.9.10 Struktur Pengoperasian Port

Mikrokontroler AT89S51 memiliki 2 jenis port input/output, yaitu port

I/O parallel danport I/O serial. Port I/O parallel sebanyak 4 buah dengan namaP0,P1,P2,P3. masing-masing port ini bersifat bidirectional (dua arah) , memiliki

latch, dan buffer output ,sehingga setiap pinnya dapat dibebani dengan 4 buah

gerbang IC TTL standar.

2.9.11 Serial Interface

Selain komunikasi data paralel melalui port-port yang dimiliki oleh

mikrokontroler juga terdapat sarana untuk komunikasi data secara seri yaitu


116/140


Kelompok II 116

sebagai shift register atau sebagai universal asynchronous receiver transmitter

tergantung pada pengaturan mode yang terdapat pada register SCON. Kedua

register penerima dan pengirim dariport serial diakses di registerSBUF.

Aplikasi Yang Dapat Dilakukan

Selain sebagai sistem monitor rumah seperti diatas, mikrokontroler sering

dijumpai pada peralatan rumah tangga (microwave oven, TV, stereo set dll),

computer dan perlengkapannya, mobil dan lain sebagainya. Pada beberapa

penggunaan bisa ditemukan lebih dari satu prosesor didalamnya. Mikrokontroler

biasanya digunakan untuk peralatan yang tidak terlalu membutuhkan kecepatan

pemrosesan yang tinggi. Walaupun mungkin ada diantara kita yang

membayangkan untuk mengontrol oven microwave dengan menggunakan sistem

berbasis Unix, mengendalikan oven microwave dapat dengan mudah

menggunakan mikrokontroler yang paling kecil. Dilain pihak jika kita ingin

mengendalikan rudal guna mengejar anjing tetangga yang selalu menyalak

ditengah malam, kita akan memerlukan prosesor dengan kecepatan yang lebih

tinggi. Sifat spesial dari mikrokontroler adalah kecil dalam ukuran, hemat daya

listrik serta flexibilitasnya menyebabkan mikrokontroler sangat cocok untuk

dipakai sebagai pencatat/perekam data pada aplikasi yang tidak memerlukan

kehadiran operator.

2.9.11 Rangkain flip flop

Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit

data secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau

mengganti isi dari bit yang tersimpan tersebut. Prinsip dasar dari flip-flop adalah

suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang di

rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial.


117/140


Kelompok II 117

2.9 INTERFACE

2.9.1 PengertianInterface(Antarmuka)

Di bidang ilmu komputer, interface adalah alat dan konsep yang mengacu

padatitik interaksi antara komponen, dan berlaku pada tingkat hardware dan

software. Hal ini memungkinkan komponen, apakah hardware seperti kartu grafis

atau software seperti browser internet, untuk berfungsi secara independen saat

menggunakan interface untuk berkomunikasi dengan komponen lain melalui

input/output sistem dan protokol yang terkait.

Selain hardware dan antarmuka perangkat lunak, antarmuka komputasibisa merujuk kesarana komunikasi antara komputer dan pengguna melalui

perangkat periferal seperti monitor atau keyboard, sebuah antarmuka dengan

Internet melalui Internet Protokol, dan setiap titik lain komunikasi yang

melibatkan komputer yaitu :

a.Interface hardware

Interface hardware yang ada dalam sistem komputasi antara banyakkomponen seperti berbagai bus, perangkat penyimpanan, lain I/O device, dan lain-

lain. Antarmuka hardware dijelaskan oleh sinyal mekanik listrik dan logis di

antarmuka dan protokol untuk sequencing (kadang-kadang disebut pensinyalan).

Sebuah antarmuka standar, seperti SCSI, decouples desain dan pengenalan

hardware komputer, seperti I/O device dari desain, dan pengenalan komponen

lain dari sistem komputasi, sehingga memungkinkan pengguna dan produsen

fleksibilitas yang besar dalam pelaksanaan sistem komputasi. Interface

Hardwaredilihat dari cara/metode komunikasinya dapat dibagi ke dalam 2

kelompok yaitu :

Pengiriman/penerimaan data secara parallel

Merupakan pengiriman dimana data satu frame data dikirim secara

bersamaan secara parallel. Misalnya data satu framenya terdiri dari 8 bit,

maka data 8 bit tersebut akan dikirim secara bersamaan dalam waktu


118/140


Kelompok II 118

bersamaan pula. Contohnya pada printer yang memakai LPT1 untuk

koneksi ke komputernya.

Pengiriman/penerimaan data secara serial

Merupakan pengiriman dimana satu frame data yang terdiri dari 8 bit, dan

dikirim secara bit per bit. Contohnya pada sistem COM serial pada

komputer.

b. Antarmuka Perangkat Lunak

Sebuah antarmuka perangkat lunak mungkin merujuk pada berbagai

berbagai jenis antarmuka di berbagai level.Aplikasi atau program yang berjalan

pada sistem operasi mungkin perlu untuk berinteraksi melalui sungai, dan dalam

program-program berorientasi objek, obyek dalam aplikasi mungkin perlu

berinteraksi melalui metode.

c. Software interface dalam praktek

Sebuah software menyediakan akses ke sumber daya komputer (seperti

memori, penyimpanan CPU, dll) oleh sistem komputer yang mendasarinya.

Ketersediaan sumber daya ini untuk perangkat lunak lain dapat memiliki

konsekuensi besar, kadang-kadang bencana untuk fungsionalitas dan stabilitas.

Suatu prinsip kunci dari desain adalah untuk melarang akses ke semua sumber

daya secara default, memungkinkan akses hanya melalui didefinisikan dengan

baikentry pointyaitu interface.

Jenis-jenis akses yang menyediakan interface antara komponen perangkat

lunak dapat meliputi: konstanta, tipe data, jenis prosedur, spesifikasi pengecualian

dan tanda tangan metode. Dalam beberapa kasus, mungkin berguna untuk

mendefinisikan variabel publik sebagai bagian dari antarmuka. Sering juga

menentukan fungsi dari orang-orang prosedur dan metode, baik oleh komentar

atau (dalam beberapa bahasa eksperimental) dengan pernyataan logis formal dan

prasyarat.


119/140


Kelompok II 119

Antarmuka dari modul perangkat lunak adalah sengaja disimpan terpisah

dari pelaksanaan modul yang terakhir ini berisi kode sebenarnya dari prosedur dan

metode yang dijelaskan dalam antarmuka.

d. Software antarmuka dalam bahasa berorientasi objek

Dalam bahasa berorientasi objek istilah "interface" sering digunakan untuk

mendefinisikan sebuah tipe abstrak yang tidak berisi data, tetapi memaparkan

perilaku didefinisikan sebagai metode. Sebuah kelas memiliki semua metode yang

sesuai untuk antarmuka yang dikatakan untuk mengimplementasikan interface

tersebut. Selain itu, kelas dapat mengimplementasikan beberapa interface, dan

karenanya dapat dari jenis yang berbeda pada saat yang sama.

Pendekatan ini dapat didorong ke batas mendefinisikan antarmuka dengan

metode tunggal, misalnya bahasa Jawa mendefinisikan antarmuka Readable yang

telah membaca tunggal () metode dan kumpulan implementasi yang akan

digunakan untuk tujuan yang berbeda, antara lain: BufferedReader,

FileReader,InputStreamReader, PipedReader, dan StringReader; atau interface

penanda bahkan kurang, seperti Serializable mengandung hampir tidak ada.

e. Pemrograman terhadap interface perangkat lunak

Penggunaan antarmuka memungkinkan pelaksanaan gaya pemrograman

yang disebut pemrograman terhadap interface. Ide di balik ini adalah untuk basis

satu logika berkembang pada definisi antarmuka tunggal dari benda satu

menggunakan dan tidak untuk membuat kode tergantung pada detail internal.

Strukrur Interface adalah sebagai berikut:

Register :

Kendali (CR) :mencatatinstruksidaninformasidalampiranti

Status (SR) : mencatat status pirantidanmengeluarkanpesankesalahan

Data Input (IDR) : sebagai buffer data untuk operasi input

Data Ouput (ODR) : sebagai buffer data untukoperasi output

BUS


120/140


Kelompok II 120

Receiver : menangani data input

Transciever: sirkuit bidirectional data menangani input maupun output

Driver/Buffer Bus :sirkuit tri state yang menyimpaninformasi bus.

2.9.2 Jenis-Jenis Port Interface Pada Komputer

a. Port SerialSesuai dengan namanya Port Serial melakukan transmisi data pengiriman

satu bit per satu waktu, karena sifatnya demikian pegiriman data berjalan agak

lambat.

Gambar 2.9.7 Port Serial

Biasanya digunakan untuk mengoneksi piranti seperti : printer, mouse, modem,

PLC (programmable Logic controller), pembaca kartu maknetik dan pembaca

barcode.

b. Port ParallelPort Paralel atau sering disebut port LPT bekerja atas dasar 8 bit perwaktu,

cocok untuk pengiriman data dengan cepat, tetapi dengan kabel yang pendek

(tidak lebih dari 15 kaki).

Gambar 2.9.8 Port Parallel

Umumnya digunakan untuk printer paralel, harddisk eksternal dan zip drive.

Konektor yang digunakan adalah DB-25 yang terdiri dari 25 pin.


121/140


122/140


Kelompok II 122

e. Port Infra Merah

Port inframerah digunakan untuk mendukung hubungan tanpa kabel,

misalnya untuk menghubungkan mouse yang menggunakan infra merah sebagai

media transmisi, mengirim data dari ponsel, dan sebagainya.

Gambar 2.9.11 PortInframerah

f. Port-Port Lain

Banyakportlain yang tidak tergolong padaport-portdiatas, misalnyaport

untuk monitor,port keyboard,port mouse, port speaker,portjaringan,port home

theaterdan lain-lain.


123/140


Kelompok II 123

BAB III

METODOLOGI

3.1 Flow Chart

Gambar 3.1 Flowchart pembuatan gerbang otomatis


124/140


Kelompok II 124

3.2 Miniatur Gerbang Otomatis

Perkembangan ilmu teknologi yang semakin maju mendorong manusia untuk

senantiasa menciptakan suatu hal yang baru dan lebih efisien dalam pemamfaatannya.

Salah satunya yaitu penggunaan pintu gerbang otomatis. Pada gedung-gedung yang telah

modern seperti mall, hotel, perkantoran dan lain-lain. diperlukannya sebuah otomatisasi

penggunaan pintu, hal ini dapat di sebabkan banyaknya arus masuk dan keluar dari

gedung tersebut. Penggunaan gerbang atau pintu otomatis ini tidak hanya pada gedung-

gedung, tapi juga digunakan pada pintu garasi mobil dan tempat lainnya. Oleh karena hal

itu, dilakukan sebuah inovasi dengan menggunakan pengembangan dari alat kontrol

dengan menggunakan energi listrik sebagai sumber tenaga untuk membuka pintu tersebut.

Gambar. Miniatur gerbang otomatis

3.3Rangkaian Catu Daya

Tabel daftar Komponen Rangkaian Catu Daya :

NO Nama dan Komponen Jumlah Satuan

1 Trafo Step Down 12V 1 buah

2Kapasitor eko

16V/1000F1 buah

3 Transistor LM 7809 1 buah

4 Transistor LM 7805 1 buah

5 Dioda 4002 4 buah

6 Kabel 0,8 mm 1 meter


125/140


Kelompok II 125

7 Papan PCB 1 buah

Gambar. Rangkain catu daya


126/140


Kelompok II 126

Gambar 3.3.1 Catu Daya

3.4Rangkaian Driver

Tabel. Daftar Komponen Rangkaian Motor Driver :


1 Transistor TIP 120 Darlington 4 buah

2 Resistor 470 ohm 4 buah

3 Dioda 1N5402 1 buah

4 Papan PCB 1 buah

5 Kabel Tunggal 0,8 mm 1 meter

Gambar. Rangkaian driver


127/140


Kelompok II 127

Gambar. Bentuk Rangkaian Driver

3.5Rangkaian Sensor

Tabel. Daftar Komponen Rangkaian Sensor.



2Resistor 10 ohm tripot

(103)1 buah


4 LDR 1 buah

5 Relay 6 V 1 buah

6 Dioda 1 buah

7 Thyristor 1 buah


128/140


Kelompok II 128

Gambar. Rangkaian sensor

Gambar. Bentuk Rangkaian sensor

3.6Wiring

Tabel. Daftar Komponen Wiring.


1 Kabel Tunggal 0,8 mm 1 meter

2 PLC Omron CPM1A 1 buah

Gambar.Wiring


129/140


Kelompok II 129

Gambar 3.6.1 BentukWiring

3.7Diagram Ladder

Gambar 3.6.1 Diagram Ladder


130/140


Kelompok II 130

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1Hasil Pengujian Alat

Pengujian alat dilakukan secara bertahap. Yaitu pengujian dilakukan perangkaian.

Tiap rangkaian di uji satu per satu dengan cara mengalirkan arus pada rangkaian. Pada

rangkaian driver, pengujian dilakukan dengan cara mengalirkan arus pada rangkaian yang

telah dibuat kemudian dilihat hasilnya pada lampu LED dan putaran motor. Motor akan

berputar bila keluaran dari rangkaian ke motor di sambung pada motor lalu dialirkan arus

melalui rangkaian ke sumber yang disambung ke tegangan sumber berupa power supply.

Dengan begitu kita akan bisa melihat motor berputar searah putaran jarum jam ataupun

sebaliknya dengan cara membalikkan tegangan sumber input pada rangkaian sumber

input. Untuk lampu LED sendiri, lampu LED 1 ataupun lampu LED 2 akan menyala bila

keluaran dari rangkaian LED yaitu dioda dan resistor disambung pada tegangan sumber.

Dari sini kita juga bisa melihat apakah motor berputar searah putaran jarum jam atau

sebaliknya. Setelah diuji ternyata motor dapat bergerak searah putaran jarum jam ataupun

sebaliknya yang juga ditandai dengan menyalanya lampu LED 1 dan lampu LED 2.

Untuk rangkaian sensor dan wiring diuji saat dilakukan perakitan miniature lift.

Yaitu semua komponen di rakit menjadi satu kesatuan yaitu catu daya, driver, terminal

lift, tombol dan wiring. Pada input PLC disambung dengan keluaran limit switch atas,

bawah dan seri pada terminal lift, dan keluaran dari rangkaian tombol. Sedangkan pada

output PLC disambung pada motor. Kita akan melihat lampu pada PLC akan menyala

bila ada masukkan dari tombol maupun limit switch.

4.2Analisa dan Pembahasan

Pada pembuatan miniature gerbang otomatis ini, diperlukan berbagai rangkaian

yang nantinya akan dirakit menjadi satu kesatuan. Di antaranya rangkaian catu daya,

rangakaian driver, rangakaian wiring, rangakaian tombol dan terminal lift yang akan

dikontrol dengan PLC (Programmable Logic Control). Untuk PLC sendiri dibuat

programnya dengan menggunakan diagram ladder.

Pada rangakian driver, semua komponen dirangkai sesuai dengan rangakian driver

yang telah ditentukan. Komponen yang dirangkai yaitu transistor tip 120 4 buah, resistor


131/140


Kelompok II 131

470 ohm 4 buah, resistor 10 k ohm 2 buah, LED 2 buah dan diode 1N4802 2 buah yang

dirangkai menggunakan kabel tunggal 0,8 mm.

Pada rangakaian ini akan didapatkan keluaran sumber S1 dan S2, keluaran motor

M1 dan M2 dan keluaran dari diode 1N4802 dan resistor 10 k ohm. Pada rangkaian

pertama, ketika rangkaian driver di uji dengan catu daya yaitu memanfaatkan putaran

motor yang dihubungkan pada keluaran motor M1 dan M2, begitu dialirkan arus melalui

keluaran sumber S1 dan S2, motor tidak bergerak. Hal ini disebabkan kutub negatif pada

diode untuk aliran tegangan VCC 12V tidak dirangkai ke transistor 3 melainkan ke

transistor 2.

Rangkain diperbaiki dan di uji kembali. Ternyata motor masih tidak bergerak. Hal

ini disebabkan keluaran dari motor M1 tidak dirangkai pada rangkaian transistor 1 dan

transistor 2 yaitu emitor ke collector melainkan pada rangkaian transistor 4 yaitu emitor

ke emitor.

Rangkain kembali diperbaiki dan hasilnya motor dapat bergerak. Baik searah

putaran jarum jam atapun berlawanan putaran jarum jam. Namun lampu LED yang

dipasang pada rangkaian untuk menandakan putaran motot tidak menyala. Hal ini

disebabkan keluaran lampu LED pada resistot 10 k ohm tidak dirangkai ke transistor 1

dan transistor 2 yaitu emitor ke collector melainkan ke basis transistor 2. Dan keluaran

dari lampu LED pada diode 1N4802 tidak dirangkai ke rangkaian transistor 3 dan

transistor 4 yaitu emitor ke collector melainkan ke basis transistor 3. Kemudian rangkaian

diperbaiki dan hasilnya sesuai dengan yang diharapkan. Motor bergerak baik serah

putaran jarum jam ataupun berlawanan putaran jarum jam yang ditandai dengan nyala

lampu LED.

Pada rangkaian sensor, tombol dirangkai secara seri antara tombol 1 dan tombol 2

dan keluarannya berupa keluaran dari tombol 1 dan keluaran dari tombol 2 serta keluaran

dari rangkaian seri tombol 1 dan tombol 2. Begitu juga pada limit switch, limit switch

dirangkai secara seri antara limit switch atas dan limit swutch bawah sehingga

keluarannya dari keluaran limit switch atas, keluaran limit switch bawah dan keluaran

dari rangkaian seri limit switch atas dan bawah.

Untuk rangkaian wiring, semua rangakian dirakit menjadi satu kesatuan. Yaitu

rangakiaan driver, rangakaian tombol, rangakaian limit switch, terminal lift dan wiring itu

sendiri. Keluaran motor dari rangkaian driver disambung pada motor yang ada pada

terminal lift, untuk keluaran dari rangkaian tombol dan limit switch disambung pada input


132/140


Kelompok II 132

PLC dan dihubungkan pada kutub positif di output PLC. Kutub negative pada output PLC

dihubungkan pada com di input PLC. Untuk L1 dan L2 pada input PLC dihubungkan

pada catu daya. Output PLC 00 dan 01 dihubungkan pada keluaran sumber S1 pada

rangkaian driver dan output PLC 02 dan 04 dihubungkan pada keluaran sumber S2 pada

rangkaian driver, yang nantinya pada S1 dan S2 akan dihubungkan pada motor untuk

menggerakkan lift. Setelah dirakit, kemudian diuji dengan mengalirkan arus. Awalnya

rangkaian yang telah dirakit ini tidak berhasil yaitu lampu input pada PLC tidak menyala

ketika diberi masukkan dari tombol dan limit switch. Hal ini dikarenakan terjadi

kesalahan yaitu kutub negative pada output PLC tidak dihubungkan pada com di input

PLC. Setelah diperbaiki, dan di uji kembali. Hasil pengujian pun sesuai dengan yang

diharapkan yaitu lampu input pada PLC menyala ketika diberi masukkan pada tombol

maupun pada limit switch. Artinya rakitan ini telah benar dan berhasil.


133/140


134/140


135/140


Kelompok II 135

1. Mengukur dan Membuat Tabel Pengukuran

Siapkan multitester dan atur posisi kenop putar pada fitur test dioda

Bayangkan atau gambarkan posisi kaki transistor dengan urutan angka 1,

2, dan 3

Buat tabel pengukuran dengan 6 buah titik ukur, yaitu 1 - 2, 1 - 3, 2 - 3, 2 -

1, 3 - 1, dan 3 - 2

Tetapkan probe warna hitam atau batang uji negatif untuk angka pertama,

dan probe warna merah atau batang uji positif untuk angka kedua, contoh:

pada titik ukur 1 - 2, probe hitam pada titik 1, dan probe merah pada titik 2

Catat hasil tiap kali pengukuran

2. Menentukan Kaki dan Jenis Transistor

Setelah tabel pengukuran kita peroleh, ada dua buah titik pengukuran yang

mendapatkan hasil, yaitu titik 1 - 3 sebesar 0,720 VDC dan titik 2 - 3 sebesar

0,716 VDC (lihat gambar di atas). Maka saatnya kita menentukan kaki dan jenis

transistor, dengan cara:

Basis merupakan angka yang sama yang terdapat pada dua buah titik ukur

Jenis NPN atau PNP nya bisa kita tentukan dengan melihat probe mana

yang terhubung kaki basis. Apabila titik basis terhubung probe hitam,


136/140


Kelompok II 136

maka transistor jenis PNP, dan bila titik basis terhubung probe merah,

maka transistor jenis NPN

Bias maju Emitter-Base lebih besar

Documents

81798278-Laporan-Mekatronika-KOMPLIT